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Die Erfindung betrifft ein Fußbodenbauschalungselement für den Kantenschutz, die Fugenüberbrückung und die Verbindung benachbarter Bodenfelder, die aus einem bei der Verarbeitung fließfähigen Bodenmaterial gegossen sind, mit einem nach dem bestimmungsgemäßen Einbau und der Fertigstellung des Bodenbelags bündig mit der Bodenoberfläche abschließenden oberseitigen Schalungsabschluss.
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Verlorene Schalungen dieser Art sind dem Fachmann aus dem Industriebodenbau als Dehnfugenkonstruktion bekannt. Mit derartigen Schalungen werden einzelne Bodenfelder des noch zu gießenden Bodens voneinander getrennt. Die Schalungskonstruktion erfüllt dabei verschiedene Funktionen.
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Zunächst sind die Schalungen so konstruiert, dass sich zwischen den Bodenfeldern eine definierte Dehnfuge ausbilden kann, die während des Austrocknens des Bodenbelags schwindungsbedingt entsteht. Die Schalungselemente weisen hierfür eine Unterkonstruktion mit ersten Profilelementen auf einer ersten Schalungsseite und mit zweiten Profilelementen auf einer zweiten Schalungsseite auf. Das Bodenmaterial eines ersten Bodenfeldes wird gegen das erste Profilelement angearbeitet und vom Schalungselement gestaut, so dass das Bodenmaterial nicht in das benachbarte Bodenfeld fließen kann. Über Rückverankerungen wird die erste Schalungsseite der Konstruktion dabei im Bodenmaterial des ersten Feldes fest verankert. Nach hinreichender Trocknung wird das zweite, zum ersten Bodenfeld benachbarte Bodenfeld an die zweite Schalungsseite angearbeitet und über Rückverankerungen in dem Bodenmaterial des zweiten Bodenfeldes verankert. Bei der einsetzenden trocknungsbedingten Schwindung des Bodenmaterials des zweiten Feldes bildet sich eine Dehnfuge, indem die erste im ersten Bodenfeld fest verankerte Schalungsseite sich von der zweiten im zweiten Bodenfeld fest verankerten Schalungsseite entfernt. Die Schalung öffnet sich.
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Ein wichtiger Aspekt bei Konstruktion ist ferner die Übertragung von auf den Boden wirkenden Querkräften bzw. Vertikallasten im Nahbereich der Fuge, wie sich beispielsweise von schweren Flurförderfahrzeugen, mit denen die Dehnfugen überfahren werden, verursacht werden. Um zu verhindern, dass sich zwischen einzelnen Bodenfeldern ein Höhenversatz bilden kann, weisen bekannte Schalungselemente Querkraftübertragungselemente auf, die auftretende Querkräfte von einer Schalungsseite auf die andere und damit von einem Bodenfeld auf das jeweils benachbarte übertragen. Gleichwohl sind diese Querkraftübertragungselemente in der Regel derart ausgebildet und mit den Schalungsseiten verbunden, dass sich benachbarte Bodenfelder horizontal zueinander verschieben können, um die temperatur- oder schwindungsbedingten Ausdehnungs- oder Schwindungsprozesse zu ermöglichen.
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Schließlich sollte eine Dehnfugenkonstruktion derart ausgebildet sein, dass beim Überfahren einer Dehnfuge mit einem schwer beladenen, oft kaum gefederten und kleinbereiften Flurförderfahrzeug die Kanten des Bodenfeldes nicht beschädigt werden und das Fahrzeug keine Stöße erfährt. Probleme mit solchen stoßartigen Belastungen können ferner auftreten, wenn das Bodenmaterial nicht sauber und ohne Höhenversatz an die äußere Kante des Schalungselements angearbeitet wird, also an die von der Fuge weg weisende und in Höhe der Bodenfläche liegende Kante.
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Insbesondere zur Erfüllung der letztgenannten Funktion sind Schalungen bekannt, deren erste und zweite Profilseite im eingebauten Zustand hochkant (vertikal) stehenden Profile umfasst, deren in der Oberfläche des Bodenbelags mündende Stirnseiten einen nicht-linearen Verlauf aufweisen. Dies führt dazu, dass ein die nicht gerichtet verlaufende Dehnfuge überfahrendes Fahrzeug mit seiner Bereifung nicht in die Fuge einsinken kann, da ein Reifen bereits von dem einen Bodenfeld mitgetragen wird, bevor dieser das andere Bodenfeld verlassen hat. Das Überfahren einer derartigen Fuge mit nicht-linearem Verlauf ist daher wesentlich sanfter als das Überfahren einer geradlinig verlaufenden Fuge und die Kanten der Bodenfelder werden vor Beschädigungen geschützt, und zwar sowohl beim Anfahren des Übergangs vom Bodenmaterial zum Schalungsprofil als auch beim Überfahren der Schalung selbst. Derartige Schalungselement sind zum Beispiel aus den Druckschriften
WO 2007/144008 A1 oder
AT 113488 bekannt.
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Die vorstehend genannten bereits bekannten Schalungselemente weisen allerdings eine Reihe von Nachteilen auf.
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Die Verwendung von sich gegenüberliegenden hochkant stehenden nicht-linear verlaufenden Profilseiten erfordert eine aufwendige Herstellung der Profilseiten, die möglichst spaltfrei ineinander liegen können müssen. Für die Herstellung derartiger Profile, die aus Flach- oder Bandstählen kalt verformt werden, sind aufwändige Werkzeuge erforderlich. Da außerdem die beiden Profilseiten derart aneinander anliegen, dass die eine Profilseite mit einem äußeren Krümmungsradius an einem inneren Krümmungsradius der benachbarten Profilseite anliegt, ist die Gestaltung der Werkzeuge an die für die Profilseiten verwendete Materialstärke anzupassen. Eine signifikante Änderung der Materialstärke der Profilseiten ist daher in der Regel nicht durchführbar, ohne auch die Werkzeuge abzuändern. Gleiches gilt auch für den Fugenverlauf an sich. Eine Änderung eines konkreten Fugenverlaufs, beispielsweise von einem wellen- oder sinusförmigen Verlauf mit einer bestimmten Amplitude und Wellenlänge zu einem geometrisch andersartig ineinander verzahnten Verlauf der Profilseiten, was je nach Anwendungsfall sinnvoll sein kann, ist ohne Werkzeugänderungen nicht realisierbar. Materialstärke und Fugenverlauf sind bei den bekannten Profilen mit nichtlinearem Fugenverlauf schon vorab werkzeugseitig festzulegen, so dass eine Änderung des Fugenverlaufs oder der Materialstärke ein vollständig neues Werkzeug erfordert.
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Außerdem stößt die Kaltverformung bei größeren Materialstärken, insbesondere solchen größer als 5 mm, die bei hoch belasteten Böden bzw. Fugen jedoch durchaus notwendig sein können, an Grenzen. Um Bleche mit größeren Materialstärken derart verformen zu können, wären Werkzeuge und Maschinen mit einem Investitionsaufwand erforderlich, der sich wirtschaftlich schlicht nicht rechnet.
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Ein weiterer Aspekt ist, dass bei hochkant (vertikal) stehenden Profilseiten die Querkraftübertragung zwangsläufig ausschließlich von Querkraftelementen übernommen werden muss, die die Fuge unterhalb der Bodenbelagsoberfläche überbrücken. Außerdem geht trotz des nicht-linearen Verlaufs der Fuge der Lastübergang von einem auf das andere Bodenfeld beim Überfahren der wesentliche Anteil der Vertikallast nach wie vor recht abrupt von einem Bodenfeld auf das benachbarte über, wobei die hochkant (vertikal) stehenden Profilseiten zumindest kurzzeitig den wesentlichen Vertikallastanteil zu tragen und auf die die Querkraftübertragungselemente zu übertragen haben. Dies führt dazu, dass insbesondere bei hochbeanspruchten Dehnfugenkonstruktionen die Stabilität der Konstruktion ganz wesentlich von der Materialstärke der Profile abhängt, die jedoch aus den vorstehend bereits beschriebenen Gründen über ein bestimmtes Maß, das für Anwendungsfälle mit hoher Vertikallastbeanspruchung nicht immer ausreichend ist, nicht hinausgehen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fußbodenschalungselement der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweist. Es soll insbesondere in einfacher und kostengünstiger Weise die Verwendung unterschiedlicher Fugenverläufe und/oder Materialstärken und eine stabile und belastbare Konstruktion ermöglichen, die aus sich heraus eine erhöhte Stabilität des Fugenbereichs gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Schalungsabschluss von einem ersten Flachprofil mit einer inneren und äußeren Kante, das auf einer ersten Unterkonstruktion einer ersten Schalungsseite horizontal bzw. flach aufliegend befestigt ist, und einem zweiten Flachprofil mit einer äußeren und inneren Kante, das auf einer zweiten Unterkonstruktion einer zweiten Schalungsseite horizontal bzw. flach aufliegend befestigt ist, gebildet ist, wobei die äußeren und die inneren Kanten der Flachprofile einen nicht-linearen Verlauf aufweisen.
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Die äußeren Kanten der Flachprofile sind dabei die Kanten, an die der Bodenbelag bei Herstellung des Bodens angearbeitet wird. Die inneren Kanten sind die einander zugewandten Kanten des ersten und zweiten Flachprofils, die später aufgrund der Schwindung den eigentlichen Fugenverlauf definieren. Mit einem nicht-linearen Verlauf ist insbesondere ein Kantenverlauf mit periodisch wiederkehrenden Teilabschnitten gemeint, insbesondere ein wellen- oder sinusförmiger Verlauf. Es können allerdings auch Verläufe verwendet werden, die sich an anderen geometrischen Grundformen orientieren. Der nicht lineare-Verlauf der unmittelbar aneinander angrenzenden inneren Kanten ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass erstes und zweites Flachprofil ineinandergreifen bzw. miteinander verzahnt sind. Der nicht-lineare Verlauf der äußeren Kanten kann sich von dem nicht-linearen Verlauf der inneren Kanten unterscheiden.
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Der Begriff „Flachprofil“ bezeichnet ein horizontal liegendes Abdeckprofil mit einer horizontalen Querschnittsbreite, die signifikant größer ist als die Materialstärke (die Querschnittshöhe). Die Querschnittsbreite kann insbesondere um mindestens den Faktor 2 größer sein als die Materialstärke. Das Flachprofil ist insbesondere ein Flachstahlprofil, kann aber in besonderen Anwendungsfällen auch aus anderen für den jeweiligen Anwendungsfall geeigneten Werkstoffen hergestellt sein.
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Zur Herstellung des nicht-linearen Verlaufs der nach außen gerichteten Kante können die Flachprofile in einfacher Art und Weise aus einem Großblech streifenweise herausgeschnitten werden. Als Verfahren zur Herstellung eignen sich insbesondere Schneidverfahren wie Laser- oder Wasserstrahlschneiden, mittels der jede für den hier relevanten Anwendungsfall sinnvoll denkbare Materialstärke bearbeitet werden kann. Die in der Regel automatisiert gesteuerten Schneidanlagen ermöglichen die Herstellung jedes beliebigen Kantenverlaufs.
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Dadurch, dass die nach außen gerichtet Kante, an die der Bodenbelag bei Herstellung des Bodens angearbeitet wird, einen nichtlinearen Verlauf aufweist, fällt eine fehlerhaft durchgeführte und nicht höhengerechte Anarbeitung des Bodenbelags an den oberseitigen Schalungsabschluss nicht so sehr ins Gewicht wie bei einem gerichteten Kantenverlauf.
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Außerdem gewährleistet eine derartige Konstruktion, dass der Teil des ersten Flachprofils, auf den eine Vertikallast beim Überfahren der Fuge als Erstes trifft (Anprallzone), vom tatsächlichen Fugenverlauf, also dem eigentlichen Spalt zwischen den zueinander benachbarten Bodenfeldern, weiter beabstandet ist. An dieser Erstanprallstelle stellt der nicht-lineare Verlauf des ersten Flachprofils sicher, dass an dessen äußerer Kante mehr Material zur Ableitung etwaiger (Stoß-)Kräfte in das Bodenmaterial des ersten Bodenfeldes bereitsteht, so dass sich diese Erstanprallstelle weiter vom tatsächlichen Fugenverlauf entfernt auf das darunter befindliche Bodenmaterial abstützt, was zu einer weiteren Stabilisierung des Gesamtsystems führt und die Belastbarkeit der Fuge erhöht bzw. die Versagenswahrscheinlichkeit minimiert. Dieser Vorteil besteht bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, die vertikal (hochkant) stehende Bleche aufweisen, nicht, da dort kein Teil der Dehnfugenkonstruktion das Bodenmaterial derart überlappt bzw. auf diesem aufliegt, dass Vertikalkräfte durch die Dehnfugenkonstruktion hindurch in das Bodenmaterial abgeleitet werden würden.
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Dadurch, dass außerdem die nach innen weisenden Kanten der Flachprofile, also die Kanten, die die eigentliche Dehnungsfuge überstreichen, einen nicht-linearen Verlauf aufweisen, ist gewährleistet, dass beim Überfahren der Dehnungsfuge nicht nur der Übergang vom Bodenmaterial auf den die Schalungsoberfläche bildenden Schalungsabschluss sondern auch der Übergang von der einen Profilseite auf die andere stoßfrei überfahren werden kann.
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Die Flachprofile sind mit der jeweiligen Unterkonstruktion bevorzugt verschweißt oder verschraubt. Die Unterkonstruktion der ersten Profilseite und die Unterkonstruktion der zweiten Profilseite sind bevorzugt identisch ausgestaltet. Dies ermöglicht die Verwendung von Gleichteilen für beide Profilseiten.
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In einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei einbaubereitem Schalungselement, bei dem erste und zweite Profilseite aneinander anliegen, das erste Flachprofil über die zweite Unterkonstruktion der zweiten Profilseite und das zweite Flachprofil über die erste Unterkonstruktion der ersten Profilseite ragt. Dabei liegen die Flachprofile bevorzugt direkt auf der jeweiligen Unterkonstruktion auf. Durch diese Ausgestaltung wird eine Querkraftübertragung gewährleistet, weil damit die beiden Profilseiten derart ineinandergreifen, dass diese zwar in horizontaler Richtung relativ zueinander verschoben werden können, nicht aber in vertikaler Richtung, da die Profilseiten eine vertikale Verschiebung zueinander gegenseitig behindern.
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Ein weiterer besonderer Vorteil der zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ist, dass beim Auftreten einer vom ersten Bodenfeld auf das zweite Bodenfeld wandernden Vertikallast sich diese bereits auf das zweite Flachprofil der zweiten Profilseite aufstützt, bevor die Vertikallast das zweite Bodenfeld überhaupt erreicht hat bzw. sich die Vertikallast nach dem Überqueren der tatsächlichen Fuge, also wenn diese sich schon über dem zweiten Bodenfeld befindet, nach wie vor teilweise von der ersten Profilseite aufgefangen wird. So wird beim Überfahren dieser Übergangszone vom ersten auf das zweite Bodenfeld eine Auflagefläche eines Reifens die von der zweiten Profilseite am weitesten auf die erste Unterkonstruktion der ersten Profilseite ragende Zone des zweiten Flachprofils als erstes treffen. Da diese Stelle aber diejenige Stelle des zweiten Flachprofils ist, die über die Fuge hinweg auf die erste Unterkonstruktion der ersten Profilseite ragt, stützt sich die Vertikallast über das zweite Flachprofil der zweiten Profilseite (noch) ganz wesentlich auf der ersten Profilseite und damit im ersten Bodenfeld ab. Beim Überfahren der Fuge geht die Vertikallast dann erst allmählich von der ersten auf die zweite Profilseite über (Überfahren der Übergangszone). Die zur Fuge weitgehend symmetrische Konstruktion gewährleistet, dass selbst dann, wenn die Auflagefläche des Reifens bereits über dem zweiten Bodenfeld angekommen ist, dieser sich über den Teil des ersten Flachprofils, der auf die zweite Unterkonstruktion der zweiten Profilseite ragt, nach wir vor zum Teil auf der ersten Profilseite abstützt. Damit verläuft Vertikallastübergang vom ersten auf das zweite Bodenfeld noch einmal deutlich sanfter.
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Bevorzugt ist für die erste Profilseite vorgesehen, dass die erste Unterkonstruktion wesentlich von einem bevorzugt hochkant stehenden ersten Tragprofil gebildet ist. Das Tragprofil ist bevorzugt von einem gerichtet verlaufenden Flachstahl gebildet und kann auch horizontal liegend ausgeführt sein. Das Tragprofil ist der Abschnitt einer Profilseite, mit dem das zur selben Profilseite gehörende Flachprofil unmittelbar verbunden, insbesondere verschraubt oder verschweißt ist.
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Weiter bevorzugt sind Verankerungselemente vorgesehen, die zumindest auch unmittelbar am dem ersten und/oder zweiten Tragprofil angeordnet sind. Die Verankerungselemente können insbesondere mit dem Tragprofil und dem den Schalungsabschluss bildenden Flachprofil verschweißt sein.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Tragprofil von einem Winkelblech oder einem Winkelprofil mit einem Horizontalschenkel und einem Vertikalschenkel gebildet ist, wobei das den Schalungsabschluss bildende Flachprofil je nach Ausgestaltung der Dehnfugenkonstruktion und je nach Anordnung und Art etwaig vorgesehener Querkraftübertragungselemente auf dem Vertikalschenkel oder auf dem Horizontalschenkel befestigt sein kann, insbesondere mit diesem verschweißt oder verschraubt ist.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass das die äußere Kante des Flachprofils die äußere Kante des Tragprofils außenseitig über die gesamte Länge des Tragprofils hinweg durchgängig überragt, wobei die am weitesten innen (zur Fuge hin) liegenden Stellen der äußeren Kante des Flachprofils auch vertikal bündig mit der äußeren Kante des Tragprofils abschließen können. Hierdurch wird verhindert, dass kleinere Stellen am Schalungselement entstehen, in denen das Bodenmaterial leicht herausbrechen kann, weil das Bodenmaterial über dem Tragprofil liegende Stellen erreicht, in dem es nur eine Materialhöhe aufweist, die lediglich der Materialstärke des Flachprofils entspricht.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1a ein Schalungselement in einer Ansicht von oben,
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1b das Schalungselement aus 1a in einer Ansicht von der Seite,
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1c das Schalungselement aus 1a und 1b von unten, und
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2 das Schalungselement aus 1b im Schnitt gemäß Schnittlinie A-A.
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In 1a, 1b und 1c ist ein erfindungsgemäßes Schalungselement 1 in verschiedenen Ansichten gezeigt. 2 zeigt dieses Schalungselement 1 im Schnitt.
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Insbesondere in 1a und 1b ist der oberseitige Schalungsabschluss 2 zu erkennen, der von einem zu einer ersten Profilseite gehörenden ersten Flachprofil 3‘ und einem zu einer zweiten Profilseite gehörenden zweiten Flachprofil 3‘‘ gebildet wird. Die beiden Flachprofile 3‘, 3‘‘ weisen jeweils eine innere Kante 4 und einen äußere Kante 5 auf, die in Längsrichtung des Schalungselements 1 beide nicht-linear verlaufen. Der Verlauf der einander zugewandten inneren Kanten 4 der beiden Flachprofile 3‘, 3‘‘ ist derart aneinander angepasst, dass die inneren Kanten im ungeöffneten Zustand der Dehnfugenkonstruktion weitgehend spaltfrei aneinander anliegen und sich nach Öffnung der Fuge ein gleichmäßig schmaler Spalt ausbildet.
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Das erste Flachprofil 3‘ liegt auf einer ersten Unterkonstruktion 6‘ auf, das zweite Flachprofil 3‘‘ auf einer zweiten Unterkonstruktion 6‘‘. Wie 2 anschaulich zeigt, weisen die Unterkonstruktionen 6‘, 6‘‘ der beiden Profilseiten ein Tragprofil auf, dass von einem hochkant stehenden Flachstahl gebildet ist. Die Flachprofile 3‘, 3‘‘ sind auf dem jeweils zugehörigen Tragprofil verschweißt. In dem Winkel, den Flachprofile und Tragprofile ausbilden, ist außerdem ein Verankerungselement 7 angeschweißt, dass die Verankerung der jeweiligen Profilseite in dem an die jeweilige Profilseite angearbeiteten Bodenmaterial gewährleistet. Die Unterkonstruktionen sind durch eine Verbindungsschraube 11 miteinander verbunden. Diese ist aus einem nur gering zugfesten Material, insbesondere aus Kunststoff, so dass die Schraubverbindung bei sich aufweitender Fuge gewollt versagen kann, um das Öffnen der Fuge nicht zu behindern.
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An der ersten Profilseite ist außerdem ein Staublech 8 vorgesehen, dass verhindert, dass das bei der Erstellung des Bodens noch fließfähige Bodenmaterial unter der Unterkonstruktion hindurch in das benachbarte Bodenfeld fließen kann. Weiter kann eine Aufnahmehülse 9 für ein Querkraftübertragungselement (nicht gezeichnet), insbesondere einen Querkraftdorn, vorgesehen sein, der nach der Fertigstellung des Bodens von einem Bodenfeld in das benachbarte ragt und auftretende Vertikalbelastungen im Fugenbereich von einem auf das anderen Bodenfeld überträgt.
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An den Verankerungselementen 7 können Hülsen 10 vorgesehen sein, die zum Aufständern und Ausrichten des Schalungselements 1 dienen, indem sie zum Beispiel Standfüße oder ähnliche Einrichtungen aufnehmen, anhand derer die Lage des Schalungselements festgelegt werden kann.
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Aus 2 und 1c ist ersichtlich, dass das erste Flachprofil 3‘ mit seiner inneren Kante über die zweite Unterkonstruktion 6‘‘, insbesondere über das zweite Tragprofil, hinausragt und mit seiner Unterseite auf diesem zu liegen kommt. Gleiches gilt für das zweite Flachprofil 3‘‘, dass die erste Unterkonstruktion 6‘ überragt und mit seiner Unterseite auf dem ersten Tragprofil zu liegen kommt. Dies bewirkt eine Verzahnung der ersten und zweiten Profilseite in einer Weise, die eine vertikale Verschiebung der beiden Profilseiten zueinander unterbindet, was eine zusätzliche Querkraftübertragung zur Folge hat und je nach Belastungsfall, verwendeten Materialstärken und Bauteildimensionierungen zusätzliche Querkraftübertragungselemente entbehrlich machen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalungselement
- 2
- Schalungsabschluss
- 3‘, 3‘‘
- erstes Flachprofil, zweites Flachprofil
- 4
- innere Kanten
- 5
- äußere Kanten des Flachprofils
- 6‘, 6‘‘
- erste Unterkonstruktion, zweite Unterkonstruktion
- 7
- Verankerungselement
- 8
- Staublech
- 9
- Aufnahmehülse
- 10
- Hülse
- 11
- Verbindungsschraube
- 12
- äußere Kanten des Tragprofils
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/144008 A1 [0006]
- AT 113488 [0006]
