DE102021209637A1

DE102021209637A1 - Industriell vorfertigbares Gebäudemodul und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102021209637A1
Application number: DE102021209637.9A
Authority: DE
Inventors: auf Antrag nicht genannt. Erfinder
Original assignee: Veit Dennert K G Baustoffbetriebe; Veit Dennert KG
Current assignee: Veit Dennert K G Baustoffbetriebe; Veit Dennert KG
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2023-03-02

Abstract

Ein industriell vorfertigbares Gebäudemodul, umfasst
- eine Bodenplatte (1),
- mindestens ein Wandelement (2), und
- eine Deckenplatte (3), sowie
- mindestens zwei Verbindungseinheiten (4) zur kraftschlüssigen Kopplung von Bodenplatte (1), Wandelement (2) und Deckenplatte (3), wobei jede Verbindungseinheit (4) aufweist:
= eine von unten durch die Bodenplatte (1) durchgesteckte, durch eine Langmutter (11) oberhalb der Bodenplatte (1) fixierte Ankerschraube (10), deren oberes Ende (17) im Innengewinde der Langmutter (11) positioniert ist,
= einen in einem vertikal verlaufenden Kanal (6) im Wandelement (3) vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab (12), der mit seinem unteren Ende (19) mit der Langmutter (11) kraftschlüssig verschraubt ist und mit seinem oberen Ende (15) über das Wandelement (2) hinaus und durch die Deckenplatte (3) hindurch steht, sowie
= eine von oben auf das obere Ende (15) des Zugstabes (12) kraftschlüssig aufgeschraubte Ankermutter (16).

Description

Erfindung betrifft ein industriell vorfertigbares Gebäudemodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein gattungsgemäßes Gebäudemodul ist aus der DE 10 2016 210 575 B1 bekannt, das eine Bodenplatte, mindestens ein Wandelement und eine Deckenplatte sowie mindestens zwei Verbindungseinheiten zur kraftschlüssigen Kopplung von Bodenplatte, Wandelement und Deckenplatte aufweist. Diese Verbindungseinheit weist einen im Wandelement vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab mit endseitigen Schraubelementen sowie die Bodenplatte von unten und die Deckenplatte von oben durchgreifenden Schraubanker auf, die mit dem jeweiligen Schraubelement am Zugstab kraftschlüssig verschraubt sind.
Im Zuge der aktuell starken Tendenz zu ökologischen Bausystemen bestehen derzeit Bestrebungen, Komponenten aus dem Naturwerkstoff Holz in der hiesigen Bautechnik zu etablieren, wobei auch Beton je nach Einsatzzweck unter ökologischen Gesichtspunkten Baustoff der Wahl sein kann. Insoweit stehen sogenannte Hybrid-Systeme im Fokus, die eine zielgenau an den jeweiligen Zweck in einem Gebäudemodul angepasste Werkstoffauswahl zeigen.
So ist beispielsweise die Verwendung von Beton in solchen Bauteilen von Vorteil, wo es auf Druckfestigkeit sowie Schall- und Feuchteschutz ankommt. Holz wiederum ist bei Komponenten, bei denen es auf Leichtigkeit und Biegezugfestigkeit ankommt, mit Vorteil einzusetzen.
Bei einem Gebäudemodul, das diesen Überlegungen folgt, sind beispielsweise die Boden- und Deckenplatte aus üblichem armiertem Beton und die Wandelemente aus einer sogenannten Grobspan- oder OSB-Verbundplatte gefertigt.
Auch bei diesem Gebäudemodul stellt sich die Aufgabe der kraftschlüssigen, zugfesten Verbindung zwischen Boden- und Deckenplatte über die Wandelemente. Die in der eingangs genannten Druckschrift offenbarte Verbindungseinheit ist allerdings für diese Art von Gebäudemodul nicht besonders geeignet.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gebäudemodul insbesondere in Hybridbauweise sowie ein Verfahren zur dessen Herstellung anzugeben, bei dem eine rationell und zuverlässig einsetzbare Verbindungstechnik zwischen den Komponenten Boden- und Deckenplatte sowie den Wandelementen zum Einsatz kommt.
In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe durch eine Verbindungseinheit gelöst, wie sie laut Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 folgende Merkmale aufweist:

- eine von unten durch die Bodenplatte durchgesteckte, durch eine Langmutter oberhalb der Bodenplatte fixierte Ankerschraube, deren oberes Ende im Innengewinde der Langmutter positioniert ist,
- einen in einem vertikal verlaufenden Kanal im Wandelement vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab, der mit seinem unteren Ende mit der Langmutter kraftschlüssig verschraubt ist und mit seinem oberen Ende über das Wandelement hinaus und durch die Deckenplatte hindurch steht, sowie
- eine von oben auf das obere Ende des Zugstabes kraftschlüssig aufgeschraubte Ankermutter.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird die oben genannte Aufgabe durch ein Montageverfahren gemäß Anspruch 5 mit folgenden Merkmalen gelöst:

- Bereitstellen einer Boden- und Deckenplatte, mindestens eines Wandelementes sowie einer Ankerschraube, einer Langmutter, eines Zugstabes und einer Ankermutter pro Verbindungseinheit,
- Fixieren der von unten durch die Bodenplatte gesteckten Ankerschraube mittels der auf das obere Ende der Ankerschraube über eine Teillänge ihres Innengewindes aufgeschraubten Langmutter,
- Aufsetzen des Wandelementes auf die Bodenplatte, wobei die Langmutter in den Kanal im Wandelement unter Erzielung einer Soll-lage-genaue Positionierung des Wandelementes auf der Bodenplatte eingreift und der Zugstab mit der Langmutter verschraubt wird,
- Aufsetzen der Deckenplatte auf das Wandelement derart, dass das obere Ende des Zugstabes durch die Deckenplatte gesteckt wird, sowie
- kraftschlüssiges Befestigen der Deckenplatte mit der Bodenplatte über das Wandelement durch Aufschrauben der Ankermutter auf das obere Ende des Zugstabes.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Gebäudemoduls und dessen Montageverfahren liegt in der Verwendung der Langmutter, die in einer Doppelfunktion zur Vorfixierung der unteren Ankerschraube und als Ausrichthilfe für eine Solllage-genauen Positionierung der Wandelemente auf der Bodenplatte dient.
Montagetechnisch kann dabei grundsätzlich nach der horizontalen Ausrichtung der Bodenplatte und der Anbringung der unteren Ankerschrauben mit entsprechenden Langmuttern in letztere von oben jeweils ein Zugstab eingeschraubt werden. Auf diese werden dann die Wandelemente mit entsprechenden inneren Kanälen mittels eines Krans „aufgefädelt“ und unter Eingriff der Langmuttern in die jeweiligen Kanalquerschnitte aufgesetzt. Danach wird die Deckenplatte auf die Wandelemente aufgesetzt. Die oberen Enden der Zugstäbe liegen dann oberhalb der Deckenplatte oder in entsprechenden Vertiefungen darin. Die Zugstäbe können dann mittels üblicher Ankermuttern zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Bodenplatte und Deckenplatte über die Wandelemente hinweg verschraubt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gebäudemoduls sowie vorteilhafte Weiterbildungen des entsprechenden Montageverfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird hinsichtlich der entsprechenden Merkmale, Einzelheiten und Vorteile auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen verwiesen. Letztere zeigen in

1 eine ausschnittsweise perspektivische Schema-Darstellung eines Gebäudemoduls,
2 bis 5 ausschnittsweise Vertikalschnitte des Gebäudemoduls in aufeinanderfolgenden Montage-Zwischenschritten, sowie
6 einen Horizontalschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI nach 5.

Wie aus 1 hervorgeht, weist ein Gebäudemodul eine horizontale Bodenplatte 1, mehrere vertikale, darauf gestellte Wandelemente 2, von denen 1 nur eines erkennbar ist, sowie eine Deckenplatte 3 auf. Zur kraftschlüssig Kopplung dieser Komponenten sind jeweils als Ganzes mit 4 bezeichneter Verbindungseinheiten vorgesehen, von denen pro Wandelement mindestens zwei an der Zahl eingesetzt werden. In 1 ist nur eine dieser Verbindungseinheiten 4 dargestellt.
Boden- 1 und Deckenplatte 3 bestehen aus einem üblichen armierten Beton, die Wandelement 2 aus einer mehrschichtigen Grobspan- bzw. OBD-Platte, in die für jede Verbindungseinheit 4 jeweils in eine der inneren Schichten 5 einer vertikal durchgehender, im Querschnitt quadratischer Kanal 6 - siehe 6 - bei der Herstellung der Platte eingefräst wurde.
In der Bodenplatte 1 ist in der Unterseite 7 eine Vertiefung 8 eingebracht, von der eine Durchstecköffnung 9 vertikal nach oben zu Oberseite der Bodenplatte 1 führt. Durch diese Öffnung ist eine Ankerschraube 10 von unten hindurch gesteckt, auf deren oberes Ende eine Langmutter 11 so aufgeschraubt ist, dass die Ankerschraube 10 fest in der Bodenplatte 1 sitzt und die Einschraubtiefe in der Langmutter 11 etwa der Hälfte der Länge ihres Innengewindes beträgt. Die die verbleibende Länge des Innengewindes der Langmutter ist von oben ein Zugstab 12 mit seinem unteren Ende eingeschraubt. Das obere Ende des Zugstabes 12 ragt durch eine entsprechende Durchstecköffnung 13 durch die Deckenplatte 3 hindurch und endet in einer Vertiefung 14. Dort ist der Zugstab 12 mit einer üblichen, auf sein oberes Ende 15 aufgeschraubten Ankermutter 16 kraftschlüssig mit Boden- 1 und Deckenplatte 3 über das jeweilige Wandelement 2 verbunden.
Das Montageverfahren für das Gebäudemodul ist anhand der 2 bis 5 zu erläutern:

So wird - wie in 2 gezeigt ist - die Bodenplatte 1 für jede Verbindungseinheit 4 von unten mit einer der Ankerschrauben 10 bestückt, die durch die Langmutter 11 in der Bodenplatte 1 verankert sind. Die gegenseitigen Dimensionierungen sind dabei so, dass - wie oben bereits erwähnt - das jeweilige obere Ende 17 der Ankerschraube 10 auf etwa 50 % der Länge des Innengewindes der Langmutter 11 in diese eingeschraubt ist.

Anschließend wird das jeweilige Wandelement 2 an einem Kran hängend bei jeder Verbindungseinheit 4 mit dem Zugstab 12 bestückt, wobei dieser durch eine übliche Kontermutter-Anordnung 18 aus zwei übereinandersitzenden Muttern vor seinem oberen Ende 15 im Kanal 6 aufgehängt ist. Das untere Ende 19 steht dabei etwas über die untere Aufstandsfläche 20 des Wandelements 2 hinaus.
Danach wird das Wandelement 2 nach unten abgelassen und auf die Bodenplatte 1 gestellt - siehe 3. Dabei wird es mit den unteren Mündungen der Kanäle 6 jeweils auf die entsprechenden Sechskant-Langmuttern 11 gestülpt, deren Kantenmaß K der Innenbreite B des im Querschnitt quadratischen Kanals 6 entspricht, wie dies in 6 dargestellt ist. Damit erfolgt bei dieser „Aufstülp-Bewegung“ eine „automatische“ Positionierung des Wandelementes 2 in seiner Soll-Lage auf der Bodenplatte 1. Gleichzeitig steht beim Ablassen des Wandelements 2 das untere Ende 19 des Zugstabs 12 auf der Langmutter 11 auf, wodurch der Zugstab 12 relativ zum Wandelement 2 angehoben wird und weiter nach oben heraus steht - siehe 3. Nun kann mithilfe der Kontermutter-Anordnung 18 der Zugstab 12 in das Innengewinde der Langmutter 11 eingeschraubt werden, wodurch das Maß des Absinkens des Zugstabs 12 eine Sichtkontrolle für ein ordnungsgemäßes Einschrauben des Zugstabs 12 in die Langmutter 11 erlaubt - siehe 4.
Anschließend wird die Kontermutter-Anordnung 18 entfernt und die Deckenplatte 3 mithilfe eines Krans auf die derart montierten Wandelemente 2 gesetzt. Dabei durchgreifen die oberen Enden 15 der Zugstäbe 12 entsprechende Durchstecköffnungen 13 in der Deckenplatte 3 und kommen innerhalb der Vertiefungen 14 zu liegen. Als letzter Schritt werden dann die Ankermuttern 16 auf die Zugstäbe 12 zur kraftschlüssig in Verbindung zwischen Bodenplatte 1, Wandelemente 2 und Deckenplatte 3 aufgeschraubt - siehe 5.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102016210575 B1 [0002]

Claims

Industriell vorfertigbares Gebäudemodul, umfassend - eine Bodenplatte (1), - mindestens ein Wandelement (2), und - eine Deckenplatte (3), sowie - mindestens zwei Verbindungseinheiten (4) zur kraftschlüssigen Kopplung von Bodenplatte (1), Wandelement (2) und Deckenplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass - die Verbindungseinheit (4) aufweist: - eine von unten durch die Bodenplatte (1) durchgesteckte, durch eine Langmutter (11) oberhalb der Bodenplatte (1) fixierte Ankerschraube (10), deren oberes Ende (17) im Innengewinde der Langmutter (11) positioniert ist, - einen in einem vertikal verlaufenden Kanal (6) im Wandelement (3) vertikal angeordneten, dieses durchgreifenden Zugstab (12), der mit seinem unteren Ende (19) mit der Langmutter (11) kraftschlüssig verschraubt ist und mit seinem oberen Ende (15) über das Wandelement (2) hinaus und durch die Deckenplatte (3) hindurch steht, sowie - eine von oben auf das obere Ende (15) des Zugstabes (12) kraftschlüssig aufgeschraubte Ankermutter (16).
Gebäudemodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenquerschnitt des Kanals (6) im Wandelement (2) in seiner Dimensionierung dem Außenumriss der Langmutter (11) entspricht.
Gebäudemodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boden- (1) und Deckenplatte (3) aus Stahlbeton und das Wandelement (2) aus einer mehrlagigen Holz-Verbundkonstruktion besteht.
Gebäudemodul nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschraubtiefe des oberen Endes (17) der Ankerschraube (10) und des unteren Endes des Zugstabes (19) jeweils ca. 50 % der Innengewinde-Länge der Langmutter (11) entspricht.
Verfahren zur Herstellung eines Gebäudemoduls nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Bereitstellen einer Boden- (1) und Deckenplatte (3), mindestens eines Wandelementes (2) sowie einer Ankerschraube (10), einer Langmutter (11), eines Zugstabes (12) und einer Ankermutter (16) pro Verbindungseinheit (4), - Fixieren der von unten durch die Bodenplatte (1) gesteckten Ankerschraube (10) mittels der auf das obere Ende (17) der Ankerschraube (10) über eine Teillänge ihres Innengewindes aufgeschraubten Langmutter (11), - Aufsetzen des Wandelementes (2) auf die Bodenplatte (1), wobei die Langmutter (11) in den Kanal (6) im Wandelement (2) unter Erzielung einer Solllage-genaue Positionierung des Wandelementes (2) auf der Bodenplatte (1) eingreift und der Zugstab (12) mit der Langmutter (11) verschraubt wird, - Aufsetzen der Deckenplatte (3) auf das Wandelement (2) derart, dass das obere Ende (15) des Zugstabes (12) durch die Deckenplatte (3) gesteckt wird, sowie - kraftschlüssiges Befestigen der Deckenplatte (3) mit der Bodenplatte (1) über das Wandelement (2) durch Aufschrauben der Ankermutter (16) auf das obere Ende (15) des Zugstabes (12).
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zum Aufsetzen des Wandelementes (2) auf die Bodenplatte (1) und der Deckenplatte (3) auf das Wandelement (2): - vor dem Aufsetzen des Wandelements (2) Einhängen des Zugstabes (12) in den Vertikalkanal (6) des Wandelementes (2) derart, dass mithilfe einer Zwischenfixierung vor dem oberen Ende (15) des Zugstabes (12) das untere Ende (19) des Zugstabes (12) über die Aufstandsfläche (20) des Wandelements (2) nach unten vorsteht, - Aufsetzen des Wandelementes (2) auf die Bodenplatte (1) derart, dass durch das Eingreifen der Langmutter (11) in das untere Ende des Vertikalkanals (6) des Wandelementes (2) eine Solllage-genaue Positionierung des Wandelementes (2) auf der Bodenplatte (1) erfolgt, - Einschrauben des Zugstabes (12) in die Langmutter (11), - Entfernen der Zwischenfixierung,
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Langmutter (11) mit einer Teillänge von etwa 50 % der Länge ihres Innengewindes auf die Ankerschraube (10) in der Bodenplatte (1) aufgeschraubt wird.
Verfahren mindestens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenfixierung für den in den Vertikalkanal (6) im Wandelement (2) eingehängten Zugstab (12) eine übliche Kontermutter-Anordnung (18) verwendet wird.
Verfahren mindestens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Aufsetzen des Wandelementes (2) auf die Bodenplatte (1) das untere Ende (19) des Zugstabes (12) durch die Langmutter (11) angehoben wird, wobei das anschließende Einschrauben des Zugstabes (12) in die Langmutter (11) auf einer Teillänge ihres Innengewindes unter Sichtkontrolle erfolgt.