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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschiene für die Verkleidung oder Überdachung von Betonbauelementen, wobei die Befestigungsschiene einen im Wesentlichen ebenen Schienenboden und zwei Schienenschenkeln aufweist, wobei der Schienenboden außenseitig, bezogen auf einen Innenraum der Befestigungsschiene, keine von dem Schienenboden abstehende Elemente aufweist, wobei der Schienenboden innenseitig, bezogen auf den Innenraum der Befestigungsschiene, zumindest ein Füllelement trägt, und wobei seitliche Wandungen des Füllelementes von den Schienenschenkeln beabstandet sind, leere Zwischenräume beidseitig des Füllelementes und einer Mittenebene der Befestigungsschiene, in Längsrichtung der Befestigungsschiene und orthogonal zum Schienenboden verlaufend, zu den Schienenschenkeln hin bildend. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung einer solchen Befestigungsschiene sowie ein damit hergestelltes Betonbauteil oder Betonbauwerk.
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Stand der Technik und Hintergrund der Erfindung
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Befestigungsschienen des eingangs genannten Aufbaus sind beispielsweise aus der Literaturstelle
EP 3 611 307 bekannt. Solche Schienen sind dazu bestimmt in ein Betonelement oder ein Betonbauwerk eingebaut zu werden, wobei die Außenseite des Schienenbodens mit einer Oberfläche des Betonelements oder Betonbauwerkes fluchtet. Dabei ist die Befestigungsschiene mit ihren Schienenschenkeln in den Beton einbetoniert. Das Füllelement stellt dabei sicher, dass nicht der gesamte Innenraum der Befestigungsschiene mit Beton „geflutet“ wird, vielmehr bleibt zumindest der Bereich des Füllelements frei von Beton. Das Füllelement ist dabei aus einem relativ weichen Werkstoff gebildet, in welchen Befestigungsmittel, wie Blechschrauben, leicht eingedreht werden können. Mit solchen Blechschrauben können dann Verkleidungen oder Überdachungen, beispielsweise Trapezbleche, an dem Befestigungselement und somit an dem Betonelement oder Betonbauwerk, einfach angebracht werden ohne die Notwendigkeit in Beton zu bohren. Vielmehr müssen die Befestigungselemente lediglich den Schienenboden durchdringen, wodurch die Verkleidung oder Überdachung letztlich am Betonelement oder Betonbauwerk befestigt ist.
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Eine grundsätzliche Problematik bei dem Einsatz solcher Befestigungsschienen ist die hinreichend feste Einbindung in den Beton, insbesondere in Bezug auf Zugkräfte, welche orthogonal zur Oberfläche eines Betonelements oder Betonbauwerkes auf die Befestigungsschiene wirken, wodurch die Befestigungsschiene unter Umständen aus dem Betonelement oder Betonbauwerk heraus gezogen werden kann.
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Bei der Befestigungsschiene gemäß der Literaturstelle ist eine sichere Einbindung in den Beton einerseits durch eine komplexe Form der Schienenschenkel und andererseits komplexer Ausbildung des Füllelements erreicht. Eine solche komplexe Ausformung von Komponenten ist jedoch produktionstechnisch aufwändig. Hinzu kommt, dass bei dem insofern bekannten Stand der Technik ein vollständiges Eindringen von Beton im Zuge des Einbetonierens in den freien Innenraum der Befestigungsschien nicht gewährleistet ist, insbesondere können sich, je nach Herstellungsprozess des Betonelementes oder des Betonbauwerkes, unerwünschte Luftblasen bzw.Lunker bilden, welche nach Aushärten des Betons an diesen Stellen Schwachpunkte bezüglich höher Auszugkräfte bilden und die Krafteinleitung in das Betonelement beeinflussen.
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Technisches Problem der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Befestigungsschiene bereit zu stellen, welche einerseits produktionstechnisch einfacher herstellbar ist, andererseits aber zugleich eine sehr feste, insbesondere zugfeste Einbindung in das Betonelement oder das Betonbauwerk gewährleistet.
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Grundzüge der Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen
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Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Befestigungsschiene für die Verkleidung oder Überdachung von Betonbauelementen, wobei die Befestigungsschiene einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt, orthogonal zur Längserstreckung der Befestigungsschiene betrachtet, mit einem im Wesentlichen ebenen Schienenboden und zwei im Wesentlichen ebenen Schienenschenkeln aufweist, wobei der Schienenboden außenseitig, bezogen auf einen Innenraum der Befestigungsschiene, keine von dem Schienenboden abstehende Elemente aufweist, wobei die Schienenschenkel eine Mehrzahl von in Längsrichtung der Befestigungsschiene verteilte Aussparungen aufweisen, wobei der Schienenboden innenseitig, bezogen auf den Innenraum der Befestigungsschiene, zumindest ein Füllelement trägt, und wobei seitliche Wandungen des Füllelementes von den Schienenschenkeln beabstandet sind, leere Zwischenräume beidseitig des Füllelementes und einer Mittenebene 16 der Befestigungsschiene 1, in Längsrichtung der Befestigungsschiene 1 und orthogonal zum Schienenboden verlaufend, zu den Schienenschenkeln hin bildend.
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Die Erfindung erreicht zunächst mittels der ebenen Schienenschenkel, dass die Herstellung der Befestigungsschiene einfach ist, da im Kern nur zwei Kantprozesse zur Erzeugung der Befestigungsschiene erforderlich sind. Insbesondere sind keine gegenläufigen Kantungen erforderlich, wie im Falle des vorstehend genannten Standes der Technik.
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Dennoch wird zugleich auch eine zuverlässigere Einbindung der Befestigungsschiene in den Beton des Betonelementes oder Betonbauwerkes erreicht, nämlich mittels der Aussparungen in den Schienenschenkeln. Beim Einbau in den (noch nicht ausgehärteten) Beton kann der Beton von mehreren Seiten in die leeren Zwischenräume im Inneren der Befestigungsschiene einfließen. Zugleich kann ggf. eingeschlossene Luft besser entweichen, so dass eine vollständige Einbettung der Befestigungsschiene gewährleistet ist. Dabei sind mittels der Aussparungen auch eine Vielzahl von Formschlussverbindungen zwischen der Befestigungsschiene und dem Beton geschaffen, welche eine sehr hohe Belastbarkeit bezüglich auf die Befestigungsschiene wirkender Zugkräfte sicherstellen und wie eine Endverankerung fungieren.
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Im Einzelnen bestehen diverse Möglichkeiten der Weiterbildung.
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Der Begriff der im Wesentlichen ebenen Schienenschenkel schließt nicht aus, dass die freien Enden der Schienenschenkel Halteelemente tragen, beispielsweise in Form von zum Innenraum der Befestigungsschiene hin weisenden Abkantungen oder Haken (im Querschnitt betrachtet).
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Das Füllelement kann sich über die gesamte Längserstreckung der Befestigungsschiene erstrecken, oder auch nur über eine Teillänge. Es ist auch möglich eine Mehrzahl von Füllelementen in Richtung der Längserstreckung der Befestigungsschiene und voneinander beabstandet, vorzusehen.
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Das Füllelement kann eine Höhe h1, innenseitig senkrecht vom Schienenboden aus gemessen und eine Breite b1, gemessen senkrecht zur Höhe h1 und im Querschnitt der Befestigungsschiene, aufweisen, wobei die Höhe h1 10% bis 100% einer Höhe h2 der Schienenschenkel beträgt, insbesondere 30% bis 100%, vorzugsweise 50% bis 100%, höchstvorzugsweise 70% bis 100%. Die Breite b1 kann konstant oder bezogen auf eine Höhe h, innenseitig senkrecht vom Schienenboden aus gemessen, variabel sein, vorzugsweise mit zunehmender Höhe h abnehmen. In letzterem Fall weist das Füllelement im Querschnitt beispielsweise die Form eines symmetrischen oder asymmetrischen Trapezes oder Dreiecks auf. Der Verlauf der Seiten, im Querschnitt betrachtet, kann natürlich auch nicht-gerade sein, beispielsweise konvex oder konkav.
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Der Innenraum der Befestigungsschiene bildet vorzugsweise, im Querschnitt betrachtet, eine Fläche f1, wobei das Füllelement, im gleichen Querschnitt betrachtet, eine Fläche f2 bildet, wobei die Zwischenräume, im gleichen Querschnitt betrachtet, Flächen f3 und f4 bilden, wobei f3 und f4 gleich oder verschieden sein können, wobei die Summe der Flächen f2, f3 und f4 die Fläche f1 bildet. Dabei kann der Quotient f2/f1 im Bereich 0,1 bis 0,9, insbesondere 0,2 bis 0,8, vorzugsweise 0,3 bis 0,8, liegen.
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Die Befestigungsschiene kann grundsätzlich aus jedem fachüblichen Werkstoff bestehen. Typischerweise besteht sie aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahlblech, beispielsweise verzinktem Stahlblech oder Edelstahlblech, wobei die Dicke des Werkstoffes in den Bereichen des Schienenbodens und/oder der Schienenschenkel im Bereich 0,2 bis 6,0 mm, insbesondere im Bereich 0,5 bis 3,0 mm, liegt. Das Füllelement kann aus einem organischen Polymerwerkstoff, insbesondere einem porösen Polymer oder einem Schaumstoff, gebildet sein.
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In Bezug auf die Aussparungen ist es bevorzugt, wenn eine Gesamtfläche fa aller Aussparungen in den Schienenschenkeln 10% bis 90%, insbesondere 10% bis 70%, vorzugsweise 20% bis 50% einer Gesamtfläche der Schienenschenkel fs beträgt.
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Die Erfindung lehrt des Weiteren Verwendung einer solchen Befestigungsschiene zur Herstellung eines Betonelements oder eines Betonbauwerkes, wobei die Befestigungsschiene in einen nicht ausgehärteten Betonwerkstoff mit der Maßgabe eingesetzt wird, dass die Außenseite des Schienenbodens nach dem Aushärten des Betonwerkstoffes mit der Außenseite des Betonelements oder des Betonbauwerkes fluchtet, wobei der nicht ausgehärtete Betonwerkstoff durch die Aussparungen in den Schienenschenkeln in die Zwischenräume in der Befestigungsschiene einfließt, wobei anschließend der Betonwerkstoff ausgehärtet wird, wobei dann eine Verkleidung oder Überdachung über dem Schienenboden positioniert wird, und wobei schließlich die Verkleidung oder Überdachung dadurch an dem Schienenboden befestigt wird, dass Befestigungsmittel, den Schienenboden im Bereich des Füllelementes durchdringend, angebracht werden.
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Hierbei sind verschiedene Vorgehensweisen denkbar. Beispielsweise kann die Befestigungsschiene mit dem Schienenboden an einer Schalung befestigt werden, gefolgt von einem Füllen der Schalung mit fluidem Beton. Auch ist es möglich, eine oben offene Schalung mit Beton zu füllen und an der freien Oberfläche des fluiden Beton die Befestigungsschiene mit ihren Schienenschenkeln in den Beton zu drücken, bis die Außenseite des Schienenbodens mit der Oberfläche des Betons fluchtet.
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Schließlich lehrt die Erfindung auch ein Betonelement oder Betonbauwerk erhältlich mit der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise.
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Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zur Befestigungsschiene gelten ebenso für die erfindungsgemäße Verwendung sowie das damit erhältlich Betonelement oder Betonbauwerk. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale und Parameterbereiche können unabhängig voneinander und beliebig miteinander kombiniert werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1: eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Befestigungsschiene (Schienenboden in der Papierebene und Schienenschenkel aus der Papierebene nach oben heraus ragend),
- 2: den Gegenstand der 1 in Richtung B-B der 1 betrachtet,
- 3: den Gegenstand der 1 in Richtung A-A der 1 betrachtet,
- 4: eine schematische Ansicht eines Einbetonierens des Gegenstandes der 1, und
- 5: eine schematische Ansicht der Verwendung eines erfindungsgemäßen Betonelements oder Betonbauwerkes.
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In einer vergleichenden Betrachtung der 1 bis 3 erkennt man eine Befestigungsschiene 1 für die Verkleidung oder Überdachung von Betonbauelementen, wobei die Befestigungsschiene 1 einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt, orthogonal zur Längserstreckung der Befestigungsschiene 1 betrachtet, mit einem im Wesentlichen ebenen Schienenboden 3 und zwei im Wesentlichen ebenen Schienenschenkeln 4, 5 aufweist. Der Schienenboden 3 weist außenseitig, bezogen auf einen Innenraum 6 der Befestigungsschiene 1, keine von dem Schienenboden 3 abstehende Elemente auf, ist also glatt.
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Insbesondere der 2 ist entnehmbar, dass die Schienenschenkel 4, 5 eine Mehrzahl von in Längsrichtung der Befestigungsschiene 1 verteilte Aussparungen 7 aufweisen.
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Wiederum in der 3 ist zu erkennen, dass der Schienenboden 3 innenseitig, bezogen auf den Innenraum 6 der Befestigungsschiene 1, zumindest ein Füllelement 8 trägt, wobei seitliche Wandungen 9, 10 des Füllelementes 8 von den Schienenschenkeln 4, 5 beabstandet sind, leere Zwischenräume 11, 12 beidseitig des Füllelementes 8 und einer Mittenebene 16 der Befestigungsschiene 1, in Längsrichtung der Befestigungsschiene 1 und orthogonal zum Schienenboden 3 verlaufend, zu den Schienenschenkeln 4, 5 hin bildend.
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Hinsichtlich der Dimensionierungen weist das Füllelement 8 eine Höhe h1, innenseitig senkrecht vom Schienenboden 3 aus gemessen und eine Breite b1, gemessen senkrecht zur Höhe h1 und im Querschnitt der Befestigungsschiene 1, auf, wobei die Höhe h1 10% bis 100% einer Höhe h2 der Schienenschenkel 4, 5 beträgt, insbesondere 30% bis 100%, vorzugsweise 50% bis 100%, höchstvorzugsweise 70% bis 100%, wozu auch auf die 3 verwiesen wird. Dieser Figur ist auch zu entnehmen, dass im Ausführungsbeispiel die Breite b1, bezogen auf eine Höhe h, innenseitig senkrecht vom Schienenboden 3 aus gemessen, variabel ist, nämlich mit zunehmender Höhe h abnimmt.
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Ebenfalls der 3 entnehmbar ist, dass der Innenraum 6 der Befestigungsschiene 1, im Querschnitt betrachtet, eine Fläche f1 bildet und wobei das Füllelement 8, im gleichen Querschnitt betrachtet, eine Fläche f2 bildet, wobei die Zwischenräume 11, 12, im gleichen Querschnitt betrachtet, Flächen f3 und f4 bilden, wobei f3 und f4 gleich oder verschieden sein können, wobei die Summe der Flächen f2, f3 und f4 die Fläche f1 bildet. Im Einzelnen kann der Quotient f2/f1 im Bereich 0,1 bis 0,9, insbesondere 0,2 bis 0,8, vorzugsweise 0,3 bis 0,8, liegen. Eine Gesamtfläche fa aller Aussparungen 7 in den Schienenschenkeln 4, 5 kann 10% bis 90%, insbesondere 10% bis 70%, vorzugsweise 20% bis 50% einer Gesamtfläche der Schienenschenkel 4, 5 fs betragen.
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Im Ausführungsbeispiel ist die Befestigungsschiene 1 aus verzinktem Stahlblech oder Edelstahlblech, gebildet, wobei die Dicke des Werkstoffes in den Bereichen des Schienenbodens 3 und/oder der Schienenschenkel 4, 5 bei etwa 1,6 mm liegt. Das Füllelement 8 ist aus einem Schaumstoff, beispielsweise PU-Schaumstoff, gebildet.
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Schließlich erkennt man in der 3, dass die freien Enden der Schienenschenkel 4, 5 Halteelemente 17, 18 tragen, beispielsweise in Form von zum Innenraum der Befestigungsschiene 1 hin weisenden Abkantungen oder Haken (im Querschnitt betrachtet).
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Den 4 und 5 entnimmt man den Einsatz einer solchen Befestigungsschiene 1. Diese wird in einen nicht ausgehärteten Betonwerkstoff 13 mit der Maßgabe eingesetzt wird, dass die Außenseite des Schienenbodens 3 nach dem Aushärten des Betonwerkstoffes 13 mit der Außenseite des Betonelements 2 oder des Betonbauwerkes fluchtet, wobei der nicht ausgehärtete Betonwerkstoff 13 durch die Aussparungen 7 in den Schienenschenkeln 4, 5 in die Zwischenräume 11, 12 in der Befestigungsschiene 1 einfließt, wobei anschließend der Betonwerkstoff 13 ausgehärtet wird. Hierzu wird auf die 4 verwiesen. Nach Fertigstellung des Betonelements 2 kann eine Verkleidung oder Überdachung 14 über dem Schienenboden 3 positioniert werden, wobei schließlich die Verkleidung oder Überdachung 14 dadurch an dem Schienenboden 3 befestigt wird, dass Befestigungsmittel 15, den Schienenboden 3 im Bereich des Füllelementes 8 durchdringend, angebracht werden. Im Beispiel handelt es sich bei den Befestigungsmitteln 15 um Schneidschrauben für Blech.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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