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Die Erfindung betrifft einen Verbindungsanker, welcher ausgebildet ist zum Verbinden zweier Betonschalen in einer Beton-Sandwich-Platte, sowie eine solche Beton-Sandwich-Platte mit mehreren derartigen Verbindungsankern.
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Beton-Sandwich-Platten bestehen meist aus zwei Betonschalen mit einer dazwischenliegenden Dämmschicht. Dabei sind zur Verbindung der Betonschalen Verbindungsanker zwischen diesen angeordnet. Es ist bekannt, derartige Verbindungsanker z. B. aus Kunststoff herzustellen, da solche keine Wärmebrücke zwischen den Betonschalen bilden. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Verbindungsanker in den Betonschalen fest fixiert sind und die auftretenden Kräfte sicher aufnehmen können.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Verbindungsanker dahingehend zu verbessern, dass er eine große Festigkeit aufweist, kostengünstig herzustellen und sicher im Beton zu verankern ist. Diese Aufgabe wird durch einen Verbindungsanker mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Beton-Sandwich-Platte mit den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Der erfindungsgemäße Verbindungsanker ist vorgesehen bzw. ausgebildet zum Verbinden zweier Betonschalen in einer Beton-Sandwich-Platte. Dabei greift der Verbindungsanker mit seinen entgegengesetzten Enden in die zwei Betonschalen der Beton-Sandwich-Platte ein und erstreckt sich durch eine oder mehrere zwischen den Betonschalen gelegene Schichten, insbesondere durch zumindest eine Dämmschicht. Der Verbindungsanker ist vorzugsweise selbst aus einem schlecht wärmeleitenden Material gefertigt, um so eine thermische Entkopplung der beiden Betonschalen zu erreichen. Der erfindungsgemäße Verbindungsanker weist Verstärkungsfasern auf, welche sich in Längsrichtung im Inneren des Verbindungsankers, d. h. in Richtung von einem ersten Längsende zu einem entgegengesetzten zweiten Längsende erstrecken. Dies ist die Richtung, in der der Verbindungsanker die größten Kräfte übertragen muss, nämlich Zugkräfte, welche die beiden Betonschalen in einer Beton-Sandwich-Platte zusammenhalten.
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Erfindungsgemäß sind in der Außenumfangsfläche des Verbindungsankers in Längsrichtung verteilt Einbuchtungen ausgebildet. Dabei ist eine Vielzahl von Einbuchtungen vorgesehen, welche in Längsrichtung hintereinanderliegend bzw. voneinander beabstandet sind und welche eine Vielzahl von Hinterschneidungen zum Eingriff in den Beton der zu verbindenden Betonschalen bilden. So kann der Verbindungsanker sich mit dem Beton verkrallen bzw. formschlüssig mit dem Beton in Eingriff treten. Wesentlich für den erfindungsgemäßen Verbindungsanker ist dabei, dass die Einbuchtungen nicht durch Schneiden bzw. Materialabtrag in die Außenumfangsfläche des Verbindungsankers eingebracht sind, sondern durch einen Umformvorgang in die Außenumfangsfläche eingebracht sind. Dies führt zu einer größeren Festigkeit des Verbindungsankers, da das Material im Bereich der Einbuchtungen weniger geschwächt wird.
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Die Verstärkungsfasern können in ein Harz- oder Kunststoffmaterial eingebettet sein. Alternativ kann der Verbindungsanker besonders bevorzugt allein aus den Fasern ausgebildet sein, welche in geeigneter Weise miteinander verbunden sind.
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Bei den Verstärkungsfasern handelt es sich vorzugsweise um Glasfasern. Diese weisen eine hohe Zugfestigkeit auf und haben gleichzeitig die gewünschte geringe Wärmeleitfähigkeit.
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Besonders bevorzugt sind die Verstärkungsfasern im Bereich der Einbuchtungen nicht unterbrochen oder durchtrennt. So können sich die Verstärkungsfasern über die gesamte Länge des Verbindungsankers über die Einbuchtungen hinweg erstrecken und so für eine besonders hohe Festigkeit des Verbindungsankers sorgen.
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Die Einbuchtungen sind weiter bevorzugt unter Wärmeinwirkung in die Außenumfangsfläche eingebracht. D. h. das Material des Verbindungsankers ist zum Ausbilden der Einbuchtungen unter Erwärmung umgeformt worden. So lässt sich eine dauerhafte Formgebung erzielen, ohne dass die Verstärkungsfasern durchtrennt werden müssten.
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Die Verstärkungsfasern und/oder ein die Verstärkungsfasern umgebendes Harz- oder Kunststoffmaterial ist weiter bevorzugt im Bereich der Einbuchtungen verschmolzen. So können die Einbuchtungen unter Wärmeeinwirkung und Druck umformend ausgebildet werden, ohne die Verstärkungsfasern durch Schneidvorgänge durchtrennen zu müssen. Die Verstärkungsfasern können allerdings im Bereich der Einbuchtung miteinander verschmolzen sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einbuchtungen als zumindest ein sich über die Außenumfangsfläche erstreckender Gewindegang ausgebildet. Dabei kann sich der Gewindegang bevorzugt gleichmäßig über die gesamte axiale Länge des Verbindungsankers erstrecken. Die Ausbildung als Gewindegang hat den Vorteil, dass dieser dazu genutzt werden kann, weitere Halteelemente auf den Verbindungsanker, wie beispielsweise Muttern, wie sie unten beschrieben werden, zu fixieren.
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Besonders bevorzugt erstrecken sich die Einbuchtungen und insbesondere ein Gewindegang, welcher die Einbuchtungen ausbildet, gleichmäßig über die gesamte axiale Länge des Verbindungsankers. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, die Verbindungsanker sehr einfach von einem längeren Bauteil auf die gewünschte Länge abschneiden zu können. So lassen sich kostengünstig Verbindungsanker in gewünschter Länge produzieren.
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Die Einbuchtungen weisen vorzugsweise Oberflächenabschnitte auf, welche sich schräg zur Längsachse des Verbindungsankers erstrecken. D. h. die Oberflächenabschnitte erstrecken sich schräg zur Längsachse und zum Radius bezüglich dieser Längsachse und somit schräg zu einer Querschnittsebene, die sich normal zur Längsachse erstreckt. Bei Zugbelastung in Richtung der Längsachse werden so im Eingriffsbereich mit dem Beton Querkräfte normal zur Zugrichtung erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass es bei Zugbelastung des Verbindungsankers in Richtung der Längsacshe über diese schrägen Flächen zu einem besseren Kraftschluss zwischen dem Verbindungsanker und dem Beton führen.
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Besonders bevorzugt bilden die Einbuchtungen über die Längserstreckung des Verbindungsankers eine Wellenform. Eine solche Wellenform wird vorzugsweise auch bei einem Gewindegang erreicht, in dem die Gewindegänge im Querschnitt bogenförmig sind. Ein solcher geschwungener bzw. wellenförmiger Verlauf hat den Vorteil, dass scharfe Kanten mit aus diesen resultierenden Kerbwirkungen vermieden werden. Gleichzeitig werden schräg zur Längsachse verlaufende Flächenabschnitte geschaffen, wie sie vorangehend beschrieben wurden.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Außenumfangsfläche des Verbindungsankers lackiert und/oder bedruckt sein. Dabei kann die Lackierung zum einen dazu dienen, ein Aufsplittern der Verstärkungsfasern zu verhindern. Zum anderen kann die Lackierung dazu dienen, ein gewünschtes optisches Erscheinungsbild zu schaffen. Durch geeignete Wahl des Lackmaterials kann darüber hinaus der Eingriff zwischen Verbindungsanker und Beton verbessert werden. Eine Bedruckung kann beispielsweise vorgesehen sein, um Hersteller- oder Typenbezeichnungen auf den Verbindunganker aufzubringen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verbindungsanker zumindest eine auf dem Außenumfang aufgesetzte Manschette oder Mutter auf. Eine solche Manschette oder Mutter kann dazu dienen, bei der Fertigung einer Beton-Sandwich-Platte eine Zwischenlage, wie eine Dämmlage an einer zuerst gefertigten Betonschale zu fixieren. Dazu kann beispielsweise eine Mutter auf einen Gewindegang des Verbindungsankers aufgeschraubt werden. Besonders bevorzugt sind eine derartige Mutter oder Manschette derart mehrteilig ausgebildet, dass sie quer zur Längsrichtung des Verbindungsankers auf diesen aufgesetzt werden können. Beispielsweise kann die Mutter aus zwei Hälften gebildet werden, welche radial auf den Verbindungsanker aufgesetzt und nach dem Aufsetzen miteinander verbunden werden. Dies vereinfacht die Montage, da die Mutter nicht über die gesamte Länge des Verbindungsankers aufgeschraubt werden muss.
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Erfindungsgemäß ist der Verbindungsanker, wie er vorangehend beschrieben wurde, vorzugsweise so hergerichtet und/oder wird dazu verwendet, zwei Betonschalen einer Beton-Sandwich-Platte miteinander zu verbinden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ebenfalls die Verwendung des Verbindungsankers, wie er vorangehend beschrieben wurde, in einer Beton-Sandwich-Platte.
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Darüber hinaus ist Gegenstand der Erfindung auch eine Beton-Sandwich-Platte mit zwei Betonschalen und einer zwischen diesen angeordneten Zwischenschicht, insbesondere einer Dämmschicht, wobei die beiden Betonschalen durch mehrere Verbindungsanker, wie sie vorangehend beschrieben wurden, miteinander verbunden sind. Dabei greifen die Verbindungsanker, wie es vorangehend beschrieben wurde, mit ihren Längsenden in die Betonschalen ein und sind beim Gießen dieser Betonschalen in diese so eingebettet, dass die Verbindungsanker in den Betonschalen kraft- und/oder formschlüssig fixiert sind, um die beiden Betonschalen mit zumindest einer dazwischenliegenden Zwischenschicht, wie einer Dämmschicht, fest zu verbinden.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der 1 und 2 beschrieben. In diesen zeigt:
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1 eine schematische Schnittansicht durch eine Beton-Sandwich-Platte, in welcher schematisch zwei erfindungsgemäße Verbindungsanker dargestellt sind,
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2 eine schematische Ansicht eines Abschnittes eines erfindungsgemäßen Verbindungsankers.
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Eine Beton-Sandwich-Platte, für welche die erfindungsgemäßen Verbindungsanker Verwendung finden können, besteht beispielsweise aus zwei Betonschalen 2, 4 zwischen denen eine Dämmschicht 6 als Zwischenschicht angeordnet ist. Die beiden Betonschalen 2 und 4 sind über Verbindungsanker 8 miteinander verbunden, wobei zu verstehen ist, dass eine Vielzahl von Verbindungsankern 8 vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Fläche, welche die Betonschalen 2 und 4 aufspannen, verteilt angeordnet ist. Schematisch sind in 1 lediglich zwei Verbindungsanker 8 gezeigt. Die Verbindungsanker 8 greifen mit einem ersten Axialende 10 in Richtung ihrer Längsachse X in die erste Betonschale 2 ein. Mit ihrem entgegengesetzten zweiten Axialende 12 greifen die Verbindungsanker 8 in die zweite Betonschale 4 ein. Die Verbindungsanker 8 erstrecken sich so durch die Dämmschicht 6 hindurch und halten die beiden Betonschalen 2 und 4 zusammen und an der Dämmschicht 6 in Anlage.
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Die Fertigung einer derartigen Beton-Sandwich-Platte kann in der Weise erfolgen, dass zunächst in horizontaler Ausrichtung die erste Betonschale 2 gegossen wird. Auf die noch feuchte erste Betonschicht 2 wird die Isolier- bzw. Dämmschicht 6 aufgelegt. Anschließend werden die Verbindungsanker 8 durch die Dämmschicht 6 hindurch in den noch weichen Beton der ersten Betonschale 2 gesteckt. Nach dem Aushärten der ersten Betonschale 2 wird dann auf die Dämmschicht 6 die zweite Betonschale 4 gegossen. Dadurch, dass die Verbindungsanker 8 so lang sind, dass ihre zweiten Axialenden 12 aus der Dämmschicht 6 hervorstehen, werden die zweiten Axialenden 12 der Verbindungsanker 8 dabei in die zweite Betonschale 4 mit eingegossen. Nach dem Aushärten der zweiten Betonschale 4 sind somit die erste Betonschale 2 und die zweite Betonschale 4 über die Verbindungsanker 8, welche in erster Linie Zugkräfte in Richtung ihrer Längsachse X aufnehmen, fest miteinander verbunden.
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Damit die Verbindungsanker 8 keine wärmeleitende Brücke über die Dämmschicht 6 hinweg darstellen, sind die Verbindungsanker 8 in diesem Beispiel aus gebündelten Glasfasern 14 (siehe 2) gefertigt. Die Glasfasern 14 erstrecken sich in der Längsrichtung x der Verbindungsanker 8. Die Verbindungsanker 8 sind so geformt, dass an ihrer Außenumfangsfläche 16 Einbuchtungen 18 in Form eines sich über die gesamte axiale Länge erstreckenden Gewindeganges ausgebildet sind. Der Gewindegang bildet eine wendelförmige Einbuchtung, welche über den Außenumfang 16 des Verbindungsankers verläuft. Auf diese Weise wird eine wellenförmige Außenkontur des Verbindungsankers 8 in Richtung der Längsachse X mit einer Vielzahl von in Längsrichtung x beabstandeten Einbuchtungen 18 gebildet. Diese Einbuchtungen 18 bilden Hinterschneidungen, in welche der Beton der Betonschalen 2 und 4 eingreift und so für eine formschlüssige Verbindung zwischen den Verbindungankern 8 und dem Beton sorgt.
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Erfindungswesentlich ist, dass die Verbindunganker 8, wie in 2 schematisch dargestellt, so ausgebildet sind, dass sich die einzelnen Glasfasern 14 über die den Gewindegang bildenden Einbuchtungen 18 hinweg ununterbrochen erstrecken. D. h. die Glasfasern sind im Bereich der Einbuchtungen 18 nicht durchtrennt. Vielmehr sind die Einbuchtungen 18 allein durch Umformen ausgebildet, indem in diesem Bereich die Glasfasern 14 durch Krafteinwirkung von außen enger zusammengepresst sind und gegebenenfalls unter Wärmeeinwirkung verschmolzen sind. Alternativ könnten die Glasfasern 14 auch von einem Kunststoff- oder Harzmaterial umgeben sein, welches im Bereich der Einbuchtungen 18 stärker verpresst oder verschmolzen ist, um durch Umformung die Einbuchtungen 18 ohne Materialabtrag, insbesondere ohne spanenden Materialabtrag ausbilden zu können. Hierdurch wird eine große Festigkeit in der Längsrichtung x erreicht, da die Glasfasern 14 ihre Wirkung als Verstärkungsfasern in der Längsrichtung x über die gesamte Länge voll entfalten können. Die Verbindungsanker 8 könnten an ihrer Außenseite darüber hinaus gegebenenfalls lackiert oder ummantelt und/oder auch bedruckt sein.
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Durch die beschriebene Wellenkontur in der Längsrichtung x am Außenumfang ergibt sich ein weiterer Vorteil, nämlich, dass es schräg zur Längsachse X gerichtete Flächenabschnitte 20 gibt. Erfolgt eine Belastung des Verbindungsankers 8 in Richtung des Pfeils 22 in 2 entlang der Längsachse X, entsteht bei Druck dieser schrägen Flächenabschnitte 20 auf den umgebenden Beton zusätzlich eine radial zur Richtung der Längsachse X gerichtete Kraftkomponente, welche zu einer stärkeren Verpressung des Verbindungsankers 8 mit dem umgebenen Beton und damit zu einem besseren Halt führt.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 4
- Betonschalen
- 6
- Dämmschicht
- 8
- Verbindungsanker
- 10
- erstes Axialende
- 12
- zweites Axialende
- 14
- Glasfaser
- 16
- Außenumfangsfläche
- 18
- Einbuchtungen
- 20
- schräge Flächenabschnitte
- 22
- Belastungsrichtung
- X
- Längsachse des Verbindungsankers 8
