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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betonbauteil mit einer Öffnung, wobei die Öffnung eine Mündung, eine Innenwand und einen Innendurchmesser aufweist und in der Öffnung ein Stopfen angeordnet ist, wobei der Stopfen eine kopfseitige Verschlussplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite und einen Schaft mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist, wobei die Oberseite und die Unterseite auf gegenüberliegenden Seiten der Verschlussplatte angeordnet sind und der Schaft sich mit seinem ersten Ende derart an die Unterseite der Verschlussplatte anschließt, dass eine das erste Ende und das zweite Ende verbindende Längsachse des Schaftes senkrecht zu der Unterseite der Verschlussplatte angeordnet ist.
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Betonbauteile weisen häufig zum Anschlagen von Transportankern oder zum Hindurchführen von Leitungen in den Beton eingegossene Gewindehülsen oder Leerrohre auf. Ist das von außen notwendigerweise zugängliche Ende der Gewindehülse bzw. des Leerrohrs unverschlossen, kann durch die unverschlossene Öffnung der Gewindehülse bzw. des Leerrohrs Wasser, Schmutz oder andere Verunreinigungen eindringen, welche die Lebensdauer des Betons und der möglicherweise einbetonierten Bewehrungseisen verringern und/oder die Funktion der Öffnung, insbesondere die Funktion der Gewindehülse oder des Leerrohrs beeinträchtigen kann. Um die Gewindehülsen oder Leerrohre vorübergehend zu verschließen, wird die Öffnung der Gewindehülsen bzw. der Leerrohre mit einem Verschlussstopfen verschlossen, der in die Öffnung gedrückt wird. Bei Bedarf wird die Öffnung durch Entfernen des Verschlussstopfens wieder geöffnet.
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Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2009 011 785 A1 ist ein Stopfen zum Verschließen von Öffnungen in einem Betonbauteil bekannt. Damit der Stopfen die Öffnung in dem Betonbauteil dicht und sicher verschließen kann, ist der Stopfen auf den Innendurchmesser der zu verschließenden Öffnung derart abgestimmt, dass eine den Schaft des Stopfens umgebende Dichtlippe dicht an der Innenwand der Öffnung anliegt. Nachteilig ist, dass der Stopfen jeweils nur zum Verschließen von Öffnungen mit einem vorbestimmten Innendurchmesser geeignet ist. Sollen mehrere Öffnungen unterschiedlicher Größe verschlossen werden, muss eine entsprechende Mehrzahl von unterschiedlich dimensionierten Stopfen bereitgestellt werden. Die Bereitstellung unterschiedlich dimensionierter Stopfen ist zeit- und kostenintensiv.
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Wird für die zu verschließende Öffnung ein zu klein dimensionierter Stopfen verwendet, kann der Stopfen ungewollt aus der Öffnung herausrutschen. Auch liegt bei einem zu klein dimensionierten Stopfen die Dichtlippe nicht hinreichend dicht an der Innenwand der Öffnung an, um ein Eindringen von Wasser oder anderen Verunreinigungen zu verhindern.
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Nachteilig ist, dass die die Öffnung abdichtende Dichtlippe des Stopfens ihre Dichtwirkung erst innerhalb der Öffnung, d.h. auf Höhe der in der Öffnung angeordneten Dichtlippe, entfaltet, sodass Verunreinigungen in den Bereich der Öffnung oberhalb der Dichtlippe gelangen kann. Ein Eindringen von Verunreinigungen in die Öffnung kann eine Anhaftung der umlaufenden Dichtlippe an der Innenwand der Öffnung begünstigen, sodass ein späteres Lösen des Stopfens aus der Öffnung erschwert wird. Je länger die Verweildauer des Stopfens in der Öffnung desto stärker kann die Dichtlippe an der Innenwand anhaften. Ist die Anhaftung der Dichtlippe an der Innenwand der Öffnung besonders stark, kann die vergleichsweise dünne Dichtlippe beim Entfernen des Stopfens ganz oder teilweise abreißen und in der Öffnung des Betonbauteils zurückbleiben. Reißt die Dichtlippe beim Entfernen des Stopfens aus der Öffnung ein, ist möglicherweise die eingebaute Gewindehülse oder das Leerrohr nicht mehr brauchbar oder die abgerissene Dichtlippe muss aufwendig entfernt werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Betonbauteil mit einer zuverlässig verschlossenen Öffnung sowie einen vielseitig und mehrfach einsetzbaren, die Öffnung in einem Betonbauteil zuverlässig verschließenden Stopfen bereitzustellen. Der Stopfen ist so auszuführen, dass er sich bei gleicher Form und Abmessung der Vertiefung in verschiedenen Gewindegrößen oder Durchmessern der Öffnung befestigen lässt. Dieser stellt durch die Variabilität der Stopfen zudem eine gute logistische sowie wirtschaftliche Lösung dar.
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Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch ein Betonbauteil mit einer Öffnung und mit einem in der Öffnung angeordneten Stopfen der eingangs beschriebenen Art gelöst, wobei die Verschlussplatte eine Kontaktfläche zum Verschließen der Öffnung in dem Betonbauteil und der Schaft zumindest zwei Widerhaken aufweist, die sich radial zu der Längsachse des Schaftes erstrecken und in Umfangsrichtung um den Schaft voneinander beabstandet sind, wobei die Widerhaken gegenüber dem Innendurchmesser der Öffnung ein Übermaß aufweisen und der Stopfen derart in der Öffnung des Betonbauteils angeordnet ist, dass die zumindest zwei in Umfangsrichtung um den Schaft voneinander beabstandeten Widerhaken gegen die Innenwand der Öffnung drücken und die Verschlussplatte die Mündung der Öffnung abdeckt, wobei die Kontaktfläche mit einer die Öffnung umgebenden Fläche des Betonbauteils in Eingriff steht.
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Der Stopfen wird derart mit dem Schaft in die zu verschließende Öffnung eingeführt, dass die mindestens zwei an dem Schaft angeordneten und in Umfangsrichtung um den Schaft voneinander beabstandeten Widerhaken gegen die Innenwand der Öffnung drücken. Dabei ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Widerhaken ein radial von der Längsachse des Schaftes vorspringender Abschnitt der so geformt ist, dass der Schaft mit dem Widerhaken leicht in eine Öffnung in einem Betonbauteil eingeführt, aber nur schwer wieder herausgezogen werden kann. Der Stopfen mit den mindestens zwei Widerhaken sind derart auf die zu verschließende Öffnung abgestimmt, dass die Widerhaken gegenüber dem Innendurchmesser der zu verschließenden Öffnung ein Übermaß aufweisen. Insofern kann der Stopfen bei gleicher Form und Abmessung in Öffnungen mit verschieden großen Innendurchmesser eingesetzt werden. Der Reibschluss zwischen Widerhaken und Innenwand der Öffnung fixiert den Stopfen in der Öffnung. Weist die Innenwand der Öffnung Unebenheiten auf, erhöht dies den Reibschluss. Auch können die Widerhaken in die Unebenheiten in der Innenwand der Öffnung eingreifen und so den Stopfen formschlüssig in der Öffnung fixieren. Die vielseitige Verwendbarkeit des Stopfens ist aus logistischer und wirtschaftlicher Sicht eine gute Alternative zu den sonst üblicherweise auf Öffnungen mit einem festgelegten Innendurchmesser abgestimmten Stopfen aus dem Stand der Technik.
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Die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Widerhaken weisen im Vergleich zu herkömmlichen Dichtlippen eine größere Materialstärke auf, sodass diese beim Herausziehen des Stopfens aus der Öffnung weniger wahrscheinlich ein- oder abreißen, wenn diese an der Innenwand anhaften sollten. Die mit der Innenwand in Eingriff stehende Gesamtfläche aller Widerhaken ist im Vergleich zu einer an einer Seitenwand anliegenden Fläche einer umlaufenden Dichtlippe kleiner, sodass eine möglicherweise auftretende Anhaftung der Widerhaken an der Innenwand der Öffnung ein Herauslösen des Stopfens aus der Öffnung weniger erschwert als eine anhaftende, umlaufende Dichtlippe.
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Die in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Widerhaken haben auch keine die Öffnung abdichtende Funktion, da ein Eindringen von Wasser oder groben Verunreinigungen in die Öffnung vielmehr durch die Verschlussplatte verhindert wird. Die kopfseitige Verschlussplatte des Stopfens deckt die Mündung der Öffnung in dem Betonbauteil vollständig ab wobei die Kontaktfläche mit einer die Öffnung in dem Betonbauteil umgebenden Fläche in Eingriff steht. Auf diese Weise wird verhindert, dass Wasser in die Öffnung eindringt oder sich grobe Verunreinigungen an Kanten der Mündung anlagern und sammeln und über einen gewissen Zeitraum in die Öffnung eindringen.
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In einer Ausführungsform umfasst die Kontaktfläche der Verschlussplatte einen Abschnitt der Unterseite und/oder zumindest einen Abschnitt einer die Oberseite und die Unterseite der Verschlussplatte verbindenden Mantelfläche, wobei die Kontaktfläche mit einer die Mündung umgebenden Fläche in einem die Öffnung verschließenden Eingriff steht. Die die Mündung umgebende Fläche kann die Fläche des Betonbauteils umfassen, in die die Öffnung eingelassen ist, und/oder die Seitenfläche einer Aussparung auf deren Boden die Öffnung angeordnet ist.
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So umfasst die Kontaktfläche der Verschlussplatte in einer Ausführungsform eine konusförmige Mantelfläche und die Mündung der Öffnung ist auf dem Boden einer Aussparung in dem Betonbauteil angeordnet, wobei die konusförmige Kontaktfläche mit einer Seitenwand der Aussparung in einem abdichtenden Eingriff steht. Vorzugsweise sind die Aussparung des Betonbauteils und die Verschlussplatte des Stopfens derart aufeinander abgestimmt, dass die Oberseite des Stopfens bündig mit einer Oberfläche des Betonbauteils, in der die Aussparung angeordnet ist, abschließt. Zweckmäßigerweise sind die Öffnung und die Verschlussplatte derart komplementär zueinander abgestimmt, dass die Verschlussplatte passgenau in die Aussparung eingesetzt ist. Ein bündig und/oder passgenau in der Aussparung eingesetzter Stopfen hilft den optischen Eindruck des Betonbauteils zu verbessern und Oberflächenunregelmäßigkeiten zu verringern. Ein in die Aussparung bündig und/oder passgenau eingesetzter Stopfen verringert die Ausbildung von Schattenfugen, die oftmals optisch störend wirken. Die Farbe des Stopfens ist in einer Ausführungsform der Farbe des den die Öffnung umgebenden Materials, z.B. Beton, nachempfunden.
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Um die Fixierung des Stopfens in einer Öffnung zu verbessern und/oder um einen flüssigkeitsdichten Verschluss der Öffnung zu ermöglichen, weist die Kontaktfläche des Stopfens in einer Ausführungsform eine Klebe- und/oder Dichtmasse auf. Ist der Stopfen in die zu verschließende Öffnung eingesetzt ist, verbindet die Klebe- und/oder Dichtmasse die Kontaktfläche mit einer die Öffnung in dem Betonbauteil umgebenden Fläche. Während die Klebekraft die Fixierung des Stopfens in der Öffnung verbessert, verhindert die Dichtmasse, dass Wasser oder grobe Verunreinigungen in die Öffnung eindringen können.
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Um die Fixierung des Stopfens in der Öffnung des Betonbauteils zu verbessern, weist die Innenwand der Öffnung in einer Ausführungsform ein Innengewinde auf, wobei die Widerhaken des Stopfens in einen Gewindegang des Innengewindes eingreifen. Auf diese Weise können die Widerhaken den Stopfen in der Öffnung in dem Betonbauteil formschlüssig fixieren. Beispielsweise ist das Innengewinde auch zum Anschlagen eines Transportankers geeignet, sodass das Innengewinde die Fixierung des Stopfens in der Öffnung des Betonbauteils verbessert und, falls der Stopfen aus der Öffnung entfernt wurde, ein Anschlagen eines Transportankers ermöglicht.
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Beim Herausziehen des Stopfens aus der Öffnung des Betonbauteils werden die Widerhaken entgegen der Zugrichtung verformt. Die inhärente Rückstellkraft der Widerhaken bewirkt, dass diese in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, sobald die Widerhaken aus der Öffnung hinausgeführt sind. Je nach Gebrauch und Abnutzung der Widerhaken kann auf diese Weise der Stopfen mehrfach verwendet werden. Für die Fixierung des Stopfens in einer anderen Öffnung des gleichen oder eines anderen Betonbauteils ist es ausreichend, dass die Widerhaken mit Übermaß gegenüber dem Innendurchmesser der zu verschließenden Öffnung ausgestaltet sind. Beim Einführen des Schaftes in die zu verschließende Öffnung werden die Widerhaken entsprechend dem Übermaß zu dem jeweiligen Innendurchmesser der zu verschließenden Öffnung unterschiedlich stark verformt. Insofern ist der erfindungsgemäße Stopfen zum Verschließen unterschiedlich dimensionierter Öffnungen in einem Betonbauteil geeignet.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird dementsprechend durch einen Stopfen zum Verschließen einer Öffnung in einem Betonbauteil gelöst, wobei der Stopfen eine kopfseitige Verschlussplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite und einen Schaft mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist, wobei die Oberseite und die Unterseite auf gegenüberliegenden Seiten der Verschlussplatte angeordnet sind und der Schaft sich mit seinem ersten Ende derart an die Unterseite der Verschlussplatte anschließt, dass eine das erste Ende und das zweite Ende verbindende Längsachse des Schaftes senkrecht zu der Unterseite der Verschlussplatte angeordnet ist, wobei die Verschlussplatte eine Kontaktfläche zum Verschließen einer Öffnung in einem Betonbauteil und der Schaft zumindest zwei Widerhaken aufweist, die sich radial zu der Längsachse des Schaftes erstrecken und in Umfangsrichtung um den Schaft voneinander beabstandet sind.
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Es versteht sich, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stopfens dazu geeignet sind in eine Öffnung des erfindungsgemäßen Betonbauteils eingesetzt zu werden. Alle Merkmale des Stopfens, die nur im Zusammenhang mit einem erfindungsgemäßen Betonbauteil beschrieben sind, gelten daher als unabhängig von dem Betonbauteil offenbart. Umgekehrt versteht es sich, dass der erfindungsgemäße Stopfen auch im Zusammenhang mit einem Betonbauteil offenbart gilt, auch wenn die Merkmale des Stopfens ohne Bezug auf das erfindungsgemäße Betonbauteil beschrieben wurden.
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Um den Halt des Stopfens in der Öffnung zu verbessern, ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Schaft eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Widerhaken, vorzugsweise drei, vier, sechs, oder acht Widerhaken, aufweist, die in einem gleichen axialen Abstand von der Unterseite der Verschlussplatte in äquidistanten Winkelabständen um die Längsachse des Schaftes herum angeordnet sind. Die gleichverteilten Widerhaken, d.h. die in Umfangsrichtung in äquidistanten Winkelabständen voneinander beabstandeten Widerhaken verteilen die Kraft zum Halten des Stopfens gleichmäßig um die Längsachse des Schaftes und verbessern auf diese Weise die Fixierung des Stopfens in der Öffnung. Vorzugsweise sind die Widerhaken an dem zweiten Ende des Schaftes angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Mehrzahl von Widerhaken in verschiedenen axialen Abständen von der Unterseite der Verschlussplatte um die Längsachse des Schaftes herum angeordnet sein.
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In einer Ausführungsform sind die Widerhaken aus einem Elastomer gefertigt, wobei das Elastomer vorzugsweise eine Shore-A-Härte von 35 bis 75 hat. Ein Widerhaken aus einem Elastomer ist im Vergleich zu einem Widerhaken aus einem Metall bei gleicher Geometrie und Materialstärke flexibler, sodass der Widerhaken mit Bezug zu einer vorbestimmten Öffnung mit Übermaß hergestellt werden kann. Beim Einführen des Stopfens in die vorbestimmte Öffnung kann sich ein Widerhaken aus einem Elastomer verformen, wobei die Verformung eine Rückstellkraft bewirkt, die den Widerhaken gegen die Innenwand der Öffnung presst. Auf diese Weise wird der Stopfen in der Öffnung fixiert. Wird beim Herausziehen des Stopfens eine hinreichende Zugkraft aufgewendet, verformt sich der Widerhaken beim Herausziehen des Stopfens entgegen der Zugkraft und der Stopfen löst sich aus der Öffnung. Durch die Rückstellkraft des Elastomers kehrt der Widerhaken in seine Ausgangsstellung zurück, wenn der Stopfen aus der Öffnung gelöst wurde. Der Stopfen ist auf diese Weise mehrfach verwendbar.
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In einer Ausführungsform weisen die Widerhaken eine Keilform mit einem spitzen Winkel α auf, wobei der spitze Winkel α der Keilform an dem von dem Schaft abgewandten Ende eines jeden Widerhakens angeordnet ist und wobei der spitze Winkel α vorzugsweise 15° bis 25° beträgt. Der spitze Winkel α kann beispielsweise insbesondere 15,8°, 17,2°, 17,3° oder 21,8° betragen. Die Keilform begünstigt, dass der jeweilige Widerhaken mit seinem spitz zulaufenden Ende, d.h. das Ende an dem der spitze Winkel α angeordnet ist, gut formschlüssig in Unebenheiten in einer Innenwand der Öffnung oder in einen Gewindegang eines Innengewindes eingreifen kann.
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Gemessen entlang der Längsachse des Schaftes hat das spitz zulaufende Ende der Keilform eine geringere Materialstärke als das mit dem Schaft verbundene Ende des Widerhakens. Das spitz zulaufende Ende des keilförmigen Widerhakens ist beim Herausziehen des Stopfens aus einer Öffnung in einem Betonbauteil verformbar. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einem spitzen Winkel α von 15,8° ist insbesondere für Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 36 mm geeignet. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einem spitzen Winkel α von 17,2° ist insbesondere für Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 24 mm, ein Stopfen mit Widerhaken mit einem spitzen Winkel α von 17,3° ist insbesondere für Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 52 mm und ein Stopfen mit Widerhaken mit einem spitzen Winkel α von 21,8° ist insbesondere für die Verwendung mit Öffnungen mit einem Innendurchmesservon 16 mm geeignet.
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In einer Ausführungsform weist eine der Unterseite der Verschlussplatte zugewandte Fläche der Widerhaken mit der Längsachse des Schaftes einen Winkel β größer 90°, vorzugsweise einen Winkel β in einem Bereich von 91° bis 120°, auf. Ist der Winkel β zwischen einer der Unterseite der Verschlussplatte zugewandten Fläche der Widerhaken größer 90° oder vorzugsweise in einem Bereich von 91° bis 120°, ist das von der Längsachse des Schaftes abgewandte Ende des jeweiligen Widerhakens in Richtung des zweiten Endes des Schaftes geneigt. Ein in Richtung des zweiten Schaftendes angestellter Widerhaken mit Übermaß ist im Vergleich zu einem Widerhaken bei dem die der Unterseite der Verschlussplatte zugewandte Fläche mit der Längsachse des Schaftes einen Winkel kleiner oder gleich 90° einschließt etwas schwerer in eine vorbestimmte Öffnung einbringbar, weist aber eine höhere Anpresskraft mit der der jeweilige Widerhaken gegen die Innenwand der Öffnung drückt auf.
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Damit der Stopfen zum Verschließen von Öffnungen mit unterschiedlich großen Innendurchmessern geeignet ist, weisen die Widerhaken in einer Ausführungsform eine maximale Länge in radialer Richtung von der Längsachse des Schaftes von 3 mm bis 30 mm auf. Die maximale Länge gemessen in radialer Richtung von der Längsachse des Schaftes kann beispielsweise 8,5 mm, 12,5 mm, 19 mm oder 27,5 mm betragen. Es versteht sich, dass die maximale Länge eines Widerhakens der radialen Erstreckung des Widerhakens zwischen seinem in radialer Richtung am weitesten von dem Schaft entfernt angeordneten Ende und der Längsachse, gemessen entlang der der Unterseite der Verschlussplatte zugewandten Fläche, entspricht. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einer maximalen radialen Länge von 8,5 mm ist insbesondere für die Verwendung mit einer Öffnung in einem Betonbauteil mit einem Innendurchmesser von bis zu einschließlich 16 mm geeignet. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einer maximalen radialen Länge von 12,5 mm ist insbesondere für die Verwendung mit einer Öffnung in einem Betonbauteil mit einem Innendurchmesser von bis zu einschließlich 24 mm geeignet. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einer maximalen radialen Länge von 19 mm ist insbesondere für die Verwendung mit einer Öffnung in einem Betonbauteil mit einem Innendurchmesser von bis zu einschließlich 36 mm geeignet. Ein Stopfen mit Widerhaken mit einer maximalen radialen Länge von 27,5 mm ist insbesondere für die Verwendung mit einer Öffnung in einem Betonbauteil mit einem Innendurchmesser von bis zu einschließlich 52 mm geeignet.
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Sind die Widerhaken zudem aus einem Elastomer gefertigt, verformen sich die Widerhaken beim Einbringen in Öffnungen mit einem kleineren Innendurchmesser und verhindern auf diese Weise, dass sich der Stopfen ungewollt aus der jeweiligen Öffnung löst. Vorzugsweise weist der Schaft zwischen den Widerhaken und der Unterseite der Verschlussplatte keine weiteren radial vorspringenden Abschnitte auf, sodass sich die Widerhaken beim Einführen des Stopfens in die Öffnung in dem Betonbauteil an den Schaft vollflächig anlegen können.
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In einer Ausführungsform nimmt der Außendurchmesser des Schaftes von dem ersten Ende in Richtung des zweiten Endes ab. Ein Schaft mit einem abnehmenden Außendurchmesser ist einerseits für die Einbringung in eine konisch zulaufende Aussparung in einem Betonbauteil geeignet, auf deren Boden die zu verschließende Öffnung angeordnet ist, und anderseits erhöht ein in Richtung des zweiten Ende des Schaftes abnehmender Außendurchmesser die Flexibilität des Schaftes. Weist das zweite Ende einen kleineren Außendurchmesser auf als das erste Ende des Schaftes können die vorzugsweise an dem zweiten Ende des Schaftes angeordneten Widerhaken eine größere radiale Länge aufweisen als wenn der Schaft über seine axiale Länge einen konstanten Außendurchmesser hat oder das zweite Ende des Schaftes einen größeren Außendurchmesser aufweist als das erste Ende des Schaftes.
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Um die Anbindung der Widerhaken an den Schaft zu stabilisieren, schließt sich in einer Ausführungsform an die Widerhaken eine den Schaft in Umfangsrichtung umgebende Materialverstärkung an, die zwischen den Widerhaken und der Unterseite der Verschlussplatte angeordnet ist. Die radial umlaufende Materialverstärkung begünstigt die inhärente Rückstellkraft der Widerhaken, die in eine radiale Richtung relativ zu der Längsachse des Schaftes wirkt.
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In einer Ausführungsform weist die Unterseite der Verschlussplatte eine Mehrzahl von Verstärkungsstreben auf, die gleichverteilt um den Schaft herum angeordnet sind und sich radial zu dem Schaft erstrecken. Die gleichverteilten Verstärkungsstreben, d.h. die in äquidistanten Winkelabständen um den Schaft herum verteilt angeordneten Verstärkungsstreben, stabilisieren die Verschlussplatte und vergrößern die Widerstandskraft der Verschlussplatte gegenüber einer auf die Oberseite der Verschlussplatte wirkenden Kraft. Darüber hinaus unterstützen die Verstärkungsstreben den senkrecht zu der Unterseite der Verschlussplatte angeordneten Schaft.
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In einer Ausführungsform entspricht die Anzahl von Verstärkungsstreben der Anzahl von Widerhaken, wobei in einer Draufsicht auf die Unterseite der Verschlussplatte jede Verstärkungsstrebe fluchtend zu einem der Widerhaken angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform nimmt der Durchmesser der Verschlussplatte von der Oberseite in Richtung der Unterseite ab, wobei vorzugsweise die mittlere Materialstärke der Verschlussplatte 3 mm bis 25 mm, vorzugsweise 3 mm bis 15 mm, beträgt. Der abnehmende Durchmesser der Verschlussplatte von der Oberseite in Richtung der Unterseite begünstigt, dass die Verschlussplatte in eine konisch zulaufende Aussparung, auf deren Boden die zu verschließende Öffnung angeordnet ist, montiert werden kann. Vorzugsweise liegen die durch den abnehmenden Außendurchmesser der Verschlussplatte gebildete Konusfläche und die Konusfläche der Aussparung derart aneinander, dass der Stopfen ein Eindringen von Verunreinigungen in die Öffnung weitestgehend verhindert.
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Die mittlere Materialstärke, d.h. der mittlere Abstand zwischen der Unterseite und der Oberseite der Verschlussplatte, kann beispielsweise 4 mm, 5 mm oder 6 mm groß sein. Eine Verschlussplatte mit einem minimalen Abstand zwischen der Unterseite und der Oberseite der Verschlussplatte von 6 mm ist insbesondere für die Verwendung mit Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 52 mm geeignet. Eine Verschlussplatte mit einem minimalen Abstand zwischen der Unterseite und der Oberseite der Verschlussplatte von 5 mm ist insbesondere für die Verwendung mit Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 36 mm, eine Verschlussplatte mit einem minimalen Abstand zwischen der Unterseite und der Oberseite der Verschlussplatte von 5 mm ist insbesondere für die Verwendung mit Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 24 mm, und eine Verschlussplatte mit einem minimalen Abstand zwischen der Unterseite und der Oberseite der Verschlussplatte von 4 mm ist insbesondere für die Verwendung mit Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 16 mm geeignet.
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In einer Ausführungsform ist der Stopfen relativ zu der Längsachse des Schaftes drehsymmetrisch, vorzugsweise achtzählig, sechszählig, vierzählig, dreizählig und zweizählig drehsymmetrisch. Ein achtzählig drehsymmetrisch ausgestalteter Stopfen kann durch eine ganzzahlige Drehung um einen Drehwinkel von 45° mit Bezug zu der Längsachse des Schaftes auf sich selbst abgebildet werden. Entsprechend kann ein sechszählig drehsymmetrischer Stopfen durch eine ganzzahlige Drehung um 60°, ein vierzählig drehsymmetrischer Stopfen durch eine ganzzahlige Drehung um 90°, ein dreizählig drehsymmetrischer Stopfen durch eine ganzzahlige Drehung um 120° und ein zweizählig drehsymmetrischer Stopfen um eine ganzzahlige Drehung um 180°, jeweils mit Bezug der Längsachse des Schaftes, auf sich selbst abgebildet werden. Ein drehsymmetrischer Stopfen ist leichter handhabbar und die sich aus der Drehsymmetrie ergebende Anordnung der Widerhaken ermöglicht eine gleichmäßige Krafteinleitung in die Widerhaken.
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In einer Ausführungsform ist der Stopfen einstückig, vorzugsweise aus einem Elastomer, gefertigt. Eine einstückige Fertigung ist kostengünstig und verleiht dem Stopfen eine vergleichsweise hohe Widerstandsfähigkeit.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der vorliegenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente verweisen. Es zeigen:
- 1: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stopfens in einer Perspektivansicht von schräg oben,
- 2: den Stopfen aus 1 in einer Perspektivansicht von schräg unten,
- 3 den Stopfen aus 1 in einer Seitenansicht,
- 4 den Stopfen aus 1 in einer Draufsicht auf die Unterseite der kopfseitigen Verschlussplatte,
- 5a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonbauteils in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht, und
- 5b eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betonbauteils in einer teilweise weggebrochenen Seitenansicht.
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In den 1 bis 4 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stopfens 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Stopfen 1 der 1 bis 4 ist zum Einführen in eine Öffnung 8 eines erfindungsgemäßen Betonbauteils 7 geeignet, wie es in den 5a und 5b dargestellt ist.
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Der Stopfen 1 weist eine kopfseitige Verschlussplatte 2 mit einer Oberseite 2a und einer Unterseite 2b auf, die auf gegenüberliegenden Seiten der Verschlussplatte 2 angeordnet sind. Der Durchmesser der Verschlussplatte 2 nimmt in Richtung von der Oberseite 2a zu der Unterseite 2b ab, sodass die Verschlussplatte 2 die Form eines flachen Kegelstumpfs hat. Die Oberseite 2a und die Unterseite 2b ist durch eine umlaufende Mantelfläche miteinander verbunden, wobei die Mantelfläche einen konusförmigen Abschnitt der Kontaktfläche 2c bildet. Darüber hinaus bildet auch ein Abschnitt der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 einen Teil der Kontaktfläche 2c.
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An die Unterseite 2b schließt sich ein länglicher Schaft 3 an, der senkrecht zu der Unterseite 2b angeordnet ist. Der Schaft 3 hat ein erstes Ende 3a und ein zweites Ende 3b, wobei das erste Ende 3a mit der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 verbunden ist und sich die Längsachse 3c des Schaftes 3 zwischen dem ersten Ende 3a und dem zweiten Ende 3b erstreckt. Der Außendurchmesser des Schaftes 3 nimmt von seinem ersten Ende 3a in Richtung des zweiten Endes 3b ab.
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An seinem zweiten Ende 3b weist der Schaft 3 vier Widerhaken 4 auf, die sich radial zu der Längsachse 3c des Schaftes 3 erstrecken. Die vier Widerhaken 4 sind in äquidistanten Winkelabständen von 90° um die Längsachse 3c des Schaftes 3 herum verteilt angeordnet. Gemessen in eine Richtung parallel zu der Längsachse des Schaftes 3, weisen alle vier Widerhaken 4 den gleichen axialen Abstand von der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 auf.
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Die einzelnen Widerhaken 4 haben eine Keilform mit einem spitzen Winkel a, der an dem von dem Schaft 3 abgewandten Ende eines jeden Widerhakens 4 angeordnet ist. Anders ausgedrückt verjüngt sich der Querschnitt eines jeden Widerhakens 4, wie es insbesondere in der 3 erkennbar ist, von dem Schaft 3 in Richtung seines freien, radial von dem Schaft 3 beabstandeten Endes. Die der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 zugewandte Fläche 4a eines jeden Widerhakens 4 schließt mit der Längsachse 3c des Schaftes 3 einen Winkel β größer 90° ein, sodass die Widerhaken 4 in Richtung des zweiten Schaftendes 3b geneigt sind. An die Widerhaken 4 schließt sich eine Materialverstärkung 5 an, die den Schaft 3 in Umfangsrichtung umschließt und der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 zugewandt ist.
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Um die Stabilität der Verschlussplatte 2 zu erhöhen sind auf der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 vier Verstärkungsstreben 6 angeordnet, die sich radial zu dem ersten Ende 3a des Schaftes 3 erstrecken. Die Verstärkungsstreben 6 sind wie die Widerhaken 4 in äquidistanten Winkelabständen von 90° um die Längsachse 3c des Schaftes 3 herum angeordnet. Insbesondere in der in der 4 gezeigten Draufsicht auf die Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 ist erkennbar, dass die Verstärkungsstreben 6 und die Widerhaken 4 fluchtend zueinander angeordnet sind.
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Der Stopfen 1 ist einstückig aus einem einzigen Elastomer mit einer Shore-A-Härte von 35 bis 70 gefertigt, d.h. die Verschlussplatte 2 mit den Verstärkungsstreben 6, der Schaft 3 mit der Materialverstärkung 5 und die Widerhaken 4 sind alle einstückig aus dem gleichen Elastomer gefertigt.
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Der Stopfen 1 kann in die Öffnung 8 eines erfindungsgemäßen Betonbauteils 7 eingeführt werden, wie in den 5a und 5b dargestellt ist. Die Öffnung 8 des Betonbauteils 7 hat eine Mündung 8a, die mittig auf dem Boden einer konusförmigen Aussparung 8d angeordnet ist. Die konusförmige Aussparung 8d und die Verschlussplatte 2 des Stopfens 1 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Konusflächen der Aussparung 8d und die Konusflächen der Verschlussplatte 2, d.h. der konusflächige Abschnitt der Kontaktfläche 2c, flächig aufeinanderliegen. Die Verschlussplatte 2 überdeckt die in der Aussparung 8d angeordnete Mündung 8a. Der die Kontaktfläche 2c teilweise bildende Abschnitt der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 liegt flächig auf der die Öffnung umgebenden Fläche des Betonbauteils 7 auf. Auf diese Weise wird verhindert, dass Verunreinigungen in die Öffnung 8 eindringen.
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Der durch die Widerhaken 4 aufgespannte Außendurchmesser ist größer als der Innendurchmesser der jeweiligen Öffnung 8, sodass sich die Widerhaken 4 beim Einführen des Stopfen 1 in die zu verschließende Öffnung 8 in Richtung der Unterseite 2b der Verschlussplatte 2 verformen und die Widerhaken 4 gegen die Innenwand 8b der Öffnung 8 drücken. Der Reibschluss zwischen den Widerhaken 4 und der Innenwand 8b der Öffnung 8 fixiert den Stopfen 1 in der Öffnung 8. Weist die Innenwand 8b der Öffnung 8, wie bei den in den 5a und 5b gezeigten Ausführungsformen, ein Gewinde 8c auf, so greifen die Widerhaken 4 formschlüssig in die Gewindegänge des Gewindes 8c ein und erhöhen so die Fixierung des Stopfens 1 in der Öffnung 8.
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Die in den 5a und 5b gezeigten Ausführungsformen des Betonbauteils 7 unterscheiden sich dadurch, dass der lichte Durchmesser der jeweiligen Mündung 8a der beiden Öffnungen 8 unterschiedlich groß ist. Insofern werden die mit Übermaß gegenüber dem jeweiligen Innendurchmesser der Öffnung 8 hergestellten Widerhaken 4 beim Einbringen in die jeweilige Öffnung 8 unterschiedlich stark verformt. Ist der Innendurchmesser der Öffnung 8 klein, wie es in der 5a abgebildet ist, so sind die Widerhaken 4 des in die Öffnung 8 eingesetzten Stopfens 1 stärker verformt als wenn der Innendurchmesser der Öffnung 8 vergleichsweise größer ist, wie es in der 5b gezeigt ist.
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Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarerer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
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Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
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Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stopfen
- 2
- kopfseitige Verschlussplatte
- 2a
- Oberseite der Verschlussplatte
- 2b
- Unterseite der Verschlussplatte
- 2c
- Kontaktfläche der Verschlussplatte
- 3
- Schaft
- 3a
- erstes Ende des Schaftes
- 3b
- zweites Ende des Schaftes
- 3c
- Längsachse des Schaftes
- 4
- Widerhaken
- 4a
- der Unterseite 2a zugewandte Fläche des Widerhakens 4
- 5
- Materialverstärkung
- 6
- Verstärkungsstreben
- 7
- Betonbauteil
- 8
- Öffnung im Betonbauteil
- 8a
- Mündung der Öffnung
- 8b
- Wandabschnitt der Öffnung
- 8c
- Innengewinde
- 8d
- Aussparung
- α
- spitzer Winkel des Widerhakens
- β
- Winkel zwischen Widerhaken und Längsachse des Schaftes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009011785 A1 [0003]
