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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kraftschlüssigen Verbinden von Konstruktionselementen oder/und deren Teile.
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Die Urbanisierung und das Bevölkerungswachstum haben besonders in den Entwicklungs- und Schwellenländern rasant zugenommen. Dieser Prozess wird von einem stark wachsenden Wohnungsmangel begleitet. Um den steigenden Wohnraumbedarf zu decken sind Bauunternehmen und Anwender gezwungen von den traditionellen Bauverfahren abzuweichen und industrielle Baumethoden wie z. B. das Bauen mit Fertigteilen oder standardisierten Schalungssystemen angewiesen.
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Die Umsetzung von entsprechenden Wohnungsbauprogrammen in kurzen Zeiträumen erfordert neben einem hohen logistischen Aufwand ein standardisiertes Bausystem und eine industrielle Produktion der Bauelemente. Industrielle Bauweisen ermöglichen neben einer effektiven Fertigung auch die notwendigen Qualitäts- und Bauzeitoptimierungen sowie Baukostenreduzierungen. Für die industrielle Errichtung von Gebäuden eigenen sich am vorteilhaftesten vorgefertigte Bauelemente aus Beton, die industriell in hoher Qualität hergestellt werden und eine sehr gute Dauerhaftigkeit aufweisen können. Ferner sind zusätzliche Aufwendungen für Schall- und Brandschutz meist nicht notwendig.
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Beim Fügen und Verbinden von Betonfertigteilen ist eine kraftschlüssige Verbindung der Einzelbauteile zur Sicherstellung der Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit unumgänglich, wie sie beispielsweise zwischen Wand- und Deckenelementen vorgeschrieben sind.
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Bisher wurden, im Bereich der Fugenstöße der Betonfertigteile, Baukästen mit Bewehrungselemente eingesetzt. Bei den Bewehrungselementen handelt es sich z. B. um Betonstahl. Weiter werden auch, wie im Gebrauchsmuster
DE 20319471 U1 beschrieben, flexible Drahtseilschlaufen eingesetzt. Die Bewehrungselemente werden innerhalb der Vergussfuge zur gegenseitigen Überlappung heraus geklappt und mit Fugenmörtel vergossen. Nachteilig hierbei ist, dass diese Verbindungen erst nach dem Aushärten des Fugenmörtels belastbar sind.
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Aus der Patentschrift
AT 390815 B ist ein Spannelement bekannt, welches durch zwei gegenüberliegend angeordnete Halbzylinder, die sich an den Innenradius der Bewehrungsschlaufe anlehnen gekennzeichnet ist. Die Halbzylinder weisen jeweils eine Durchdringungs- und Einschrauböffnung für die Aufnahme von Spannschrauben auf. Durch Festziehen der Spannschrauben werden die Halbzylinder und somit die Betonfertigteile miteinander verbunden. Eine wie bei Stahlbetonfertigteildecken konstruktiv erforderliche Übertragung von Querkräften in der Deckenebene, um die Ausbildung einer starren Scheibe zu gewährleisten, ist nicht möglich.
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In der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2009 017 576 U1 und der Offenlegungsschrift
EP 2 206 843 A1 wird ein Spannschloss zum Verbinden von Betonfertigteilen beschrieben, das als offener Kasten ausgebildet ist und das vier Langlöcher aufweist, wovon zwei in gegenüberstehenden Seitenteilen des Kastens orthogonal zueinander angeordnet sind.
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In der finnischen Zulassung BY 5-EC2 N:o 21 sind Wandschuhe beschrieben, bei denen einseitig ein offener Stahlkorpus in das Betonfertigteil betoniert ist, an dessen Fugenstoßseite sich ein Langloch befindet, welches den Ausgleich von Maßtoleranzen in nur einer Richtung ermöglicht.
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Im weiteren werden die Begriffe Befestigungsmittel und Verbindungsmittel im Sinne des Massivbaus wie folgt gegeneinander abgegrenzt. Als Befestigungsmittel werden technische Lösungen bezeichnet, die die Möglichkeit einer mechanischen Verbindung ermöglichen. Dies können auf den Massivbau angewendet beispielsweise Anker, Dübel oder Hülsen sein. Als Verbindungsmittel werden Elemente bezeichnet, die zum Beispiel mechanisch (kraft- oder formschlüssig) mit dem Befestigungsmittel verbunden werden. Dies können beispielhaft Schrauben, Bolzen oder Gewindestanden sein. Der Zwecke eines Befestigungsmittels ist die Verbindung.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungsmittel zu erstellen, das beim Verbinden von Konstruktionselementen oder deren Teile untereinander auftretenden Maßtoleranzen von Verbindungsanschlüssen in allen Richtungen auszugleicht und das Herstellen einer kraftschlüssigen Verbindung dieser Teile untereinander ermöglicht. Eine Besonderheit dieser Ausführung besteht darin, dass die vorkommenden Lagetoleranzen der Befestigungsmittel stufenlos ausgeglichen werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleich von Lagetoleranzen von Befestigungsmitteln kraftschlüssig zu verbindender Massivbauteile besteht aus einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Hohlkörper und umfasst in Längsrichtung an mindestens einem Ende des Hohlkörpers eine um die Längsachse des Hohlkörpers drehbar angeordneten und mit Langloch versehenen Scheibe. Dabei wird jede drehbar gelagerte Scheibe so von der Konstruktion des Hohlkörpers umschlossen, dass ein Herausfallen der Scheibe aus dem vom Hohlkörper umschlossenen Raum in Längsrichtung verhindert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft in beiden Längsrichtungen des Hohlkörpers eine um die Längsachse drehbare und vom Hohlkörper umschlossene und gegen Herausfallen geschützte Scheibe auf. Die Vorrichtung mit mindestens einer in Längsrichtung angeordneten drehbaren und mit Langloch versehenen Scheibe kann zwischen zwei lagetolerierte Befestigungsmittel eines Konstruktionselementes – beispielsweise Anker oder Dübel in Betonfertigteilen – angeordnet werden. Durch Drehen mindestens einer Scheibe kann die Lage des in der Scheibe befindlichen Langloches stufenlos so verändert werden, dass eine Durchführungsachse des Langlochs dieser Scheibe und die Achse des zuzuordnenden Befestigungsmittels eine gemeinsame Achse bilden.
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Auf diesen gemeinsamen Achsen kann ein geeignetes Verbindungsmittel (z. B. Schraube) durch das Langloch der Scheibe gesteckt und mit dem in Achse befindlichen Befestigungsmittel des jeweiligen Konstruktionselementes verbunden werden.
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Der Hohlkörper weist vorteilhaft mindestens eine Öffnung in der Mantelfläche auf, durch die ein geeignetes Verbindungsmittel eingebracht und in das jeweilige Befestigungsmittel sachgerecht installieren lassen. Auch ist es vorteilhaft, nach der beispielhaft beschriebenen Installation des erfindungsgemäßen Verbindungsmittels mit dem Befestigungsmittel der Teilkonstruktionen, den Hohlkörper und/oder den vom Hohlkörper umgebenen, von den Teilkonstruktionen begrenzenden Raum mit einer geeigneten hohlraumfüllenden Vergussmasse, wie beispielsweise Mörtel oder Reaktionsharze, zu füllen. Dadurch kann die Verbindung von Teilkonstruktionen auch Beanspruchungen quer zur Längsachse des Hohlkörpers übertragen und somit die Ausbildung von starren Lagerungen, wie zwischen Decken- oder Wandscheiben, ermöglichen. Ferner werden durch das Füllen der Hohlräume die drehbaren Scheiben und/oder die Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben, in ihre Lage gehalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Verbindungselement, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Hohlkörper und die mit je einem Langloch ausgebildeten Scheiben,
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2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Verbindungselement mit verdeckter Darstellung der Scheiben,
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3 eine Ansicht einer drehbaren Scheibe,
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4 eine Ansicht auf den Kranz des Verbindungselements und die Scheibe,
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5 eine Schnittansicht der 4 entlang der Linie B-B,
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6 eine beispielhafte schematische Darstellung einer Verbindung zweier in horizontaler Ebene versetzter Befestigungsmittel plattenförmiger Teilkonstruktionen mittels erfindungsgemäßem Verbindungsmittel und seiner Bauteilkomponenten,
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7 eine Schnittansicht der 6 entlang der Linie C-C.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen:
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1 zeigt die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen rotationssymetrischen Hohlkörpers 1 zum Verbinden von vorrangig Fertigteilen aus Beton-, Stahlbeton- und/oder Spannbetonelementen 18, 19 (vgl. 6). Aus 1 ersichtlich ist die äußere Ausgestaltung des Verbindungselements 1, welches hülsenförmig ausgebildet ist und eine Eintrittsöffnung 5 für den Aufnahmeraum 4 aufweist. Das Verbindungselement 1 weist weiter an den Kopfenden Widerlager in Form eines Kranzes 2, 3 auf. Der Innendurchmesser des Kranzes 2, 3 zeichnet sich dadurch aus, dass dieser geringer ist als der Innendurchmesser des Aufnahmeraums 4. Auf dem dadurch entstehenden Kreisring 6, 7 lagern sich die durch die Eintrittsöffnung 5 in Eingriff gebrachten Scheiben 8, 9 mit den Kreisringflächen 16, 17 an. Die Außendurchmesser der Umfassung 11, 13 der Scheiben 8, 9 zeichnen sich dadurch aus, dass sie geringer sind als der Innendurchmesser der Kränze 2, 3. Weiter ist der Außendurchmesser der Umfassung 10, 12 geringer als der Innendurchmesser des Aufnahmeraums 4. Die Scheiben 8, 9 des erfindungsgemäßen Verbindungsmittels weisen Durchtrittsöffnungen 14, 15 zum Hindurchstecken von Schrauben 20 (vgl. 6) auf. Die Durchtrittsöffnungen 14, 15 sind in dem aufgezeigten Beispiel als Langlöcher ausgebildet. Das erfindungsgemäße Verbindungsmittel besteht zumindest abschnittsweise aus Kunststoff und/oder Metall, vorzugsweise aus Stahl und/oder Stahlguss. Ein hochbelastbarer Stahl garantiert die Abtragung der auftretenden Zug- und Querkräfte des Verbindungselementes 1 und der Scheiben 8, 9. Für die Schraubverbindung nimmt das erfindungsgemäße Verbindungselement die auftretenden Zug- und Querkräfte für die zu schaffende Kopplung mit den entsprechenden plattenförmigen Betonelementen 18, 19 (vgl. 6) auf.
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Aus der 2 ist eine Draufsicht auf das Verbindungsmittel 1 ersichtlich. In der 2 ist die Eintrittsöffnung 5 besonders gut zu sehen. Weiter ist die Fassung der Scheiben 8, 9 innerhalb der Kränze 2, 3 bzw. des Aufnahmeraums 4 und das Anlagern der Kreisringflächen 16, 17 der Scheiben 8, 9 an die Kreisringflächen 6, 7 des Verbindungselements 1 verdeckt dargestellt.
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In der 3 ist die Schnittansicht der 2 entlang der Linie A-A zu sehen. In dieser ist die Position der Scheibe 8 innerhalb des Aufnahmeraums 4 des Verbindungsmittels 1 dargestellt. Weiter ist die Durchtrittsöffnung 14 der Scheibe 8 ersichtlich.
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Die 4 ist eine Ansicht auf den Kranz 2 des Verbindungselements 1 und der Scheibe 8 innerhalb des Verbindungsmittels 1. Neben der Durchtrittsöffnung 14 der Scheibe 8 ist auch die Durchtrittsöffnung 15 in einer möglichen axial rotierten Position um die Mittelpunktachse der Scheibe 9 dargestellt.
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Die 5 stellt die Schnittansicht der 4 entlang der Linie B-B dar. Aus der 5 wird die Lage und die Position der Scheiben 8, 9 im Aufnahmeraum 4 bzw. in den Kränzen 2, 3 des Verbindungsmittels 1 ersichtlich. Die Kreisringflächen 16, 17 der Scheiben 8, 9 lagern an den Kreisringflächen 6, 7 des Verbindungsmittels 1 an. Weiter sind die Durchtrittsöffnungen 14, 15 der Scheiben 8, 9 zu sehen.
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Die 6 zeigt die plattenförmigen Betonelemente 18, 19, die jeweils mit einer Aussparung 22 versehen sind, in denen das erfindungsgemäße Verbindungsmittel 1 mit den Scheiben 8, 9 eingesetzt ist. Durch die Durchtrittsöffnungen 14, 15 wird jeweils die Schraube 20 in die Bewehrungsstabeinschraubhülse 23 in Eingriff gebracht. Die Schraube 20 wird seitens des Aufnahmeraums 4 durch den Einsatz einer Unterlegscheibe 21 komplettiert. Die zu sehende Stoßfuge 24 der plattenförmigen Betonelemente 18, 19 kann mannigfaltig ausgebildet sein.
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In der 7 ist die Schnittansicht der 6 entlang der Linie C-C dargestellt. Aus der Abbildung wird der Sitz der Scheibe 8 mit dem Durchgriff der Schraube 20 durch die Durchtrittsöffnung 14 deutlich. Weiter wird ersichtlich, dass die Schraube 20 in Kombination mit einer Unterlegscheibe 21 eingesetzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbindungselement
- 2
- 1. Kranz des Verbindungselementes (1)
- 3
- 2. Kranz des Verbindungselementes (1)
- 4
- Aufnahmeraum
- 5
- Eintrittsöffnung
- 6
- Kreisringfläche des Kranzes 2
- 7
- Kreisringfläche des Kranzes 3
- 8
- Scheibe zur Anlagerung an der Kreisringfläche (6)
- 9
- Scheibe zur Anlagerung an der Kreisringfläche (7)
- 10
- Umfassung der Scheibe (8) mit „großem” Durchmesser
- 11
- Umfassung der Scheibe (8) mit „kleinem” Durchmesser
- 12
- Umfassung der Scheibe (9) mit „großem” Durchmesser
- 13
- Umfassung der Scheibe (9) mit „kleinem” Durchmesser
- 14
- Durchtrittsöffnung der Scheibe (8)
- 15
- Durchtrittsöffnung der Scheibe (9)
- 16
- Kreisringfläche der Scheibe (8)
- 17
- Kreisringfläche der Scheibe (9)
- 18
- 1. Fertigteilbauelemente
- 19
- 2. Fertigteilbauelemente
- 20
- Schraube
- 21
- Unterlegscheibe
- 22
- Aussparung
- 23
- Bewehrungsstabeinschraubhülse
- 24
- Stoßfuge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20319471 U1 [0005]
- AT 390815 B [0006]
- DE 202009017576 U1 [0007]
- EP 2206843 A1 [0007]
