-
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verbindung eines Holzbauteils mit einer Betonplatte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Holz-Beton-Verbundsystem.
-
Zur Verbindung von Holzbauteilen mit Betonplatten ist es bekannt, Verbindungselemente in das Holzbauteil einzuschrauben und anschließend die Betonplatte auf das Holzbauteil zu betonieren. Dabei werden die Verbindungselemente eingegossen. Es ist auch bekannt, hierzu Schrauben mit spezieller Kontur oder spezielle Ankerelemente vorzusehen, die eine gute Verbindung mit dem umgebenden Beton gewährleisten.
-
Die bekannten Systeme sind vergleichsweise aufwändig gestaltet und auf eine bestimmte Dicke der Betonplatte ausgelegt. Daher müssen für unterschiedlich dicke Betonplatten unterschiedliche Verbindungselemente vorgehalten werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement zur Verbindung eines Holzbauteils mit einer Betonplatte zu schaffen, die einfach aufgebaut ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Holz-Beton-Verbundsystem mit einfachem Aufbau zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verbindungselements durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Für das Holz-Beton-Verbundsystem wird die Aufgabe durch ein Holz-Beton-Verbundsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
-
Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement umfasst eine Schraube sowie ein Druckelement. Außerdem sind Mittel zur Fixierung des Druckelements an der Schraube vorgesehen. Dadurch, dass das Druckelement an der Schraube fixiert ist, ergibt sich ein einfacher Aufbau. Über die Mittel zur Fixierung des Druckelements an der Schraube ist es möglich, Druckelement und Mittel zur Fixierung des Druckelements an der Schraube identisch für unterschiedliche Schraubenlängen vorzusehen. Es ergibt sich ein Verbindungselement mit modularem Aufbau, das durch Austausch der Schraube einfach an bestehende Einbauverhältnisse und Belastungssituationen anpassbar ist. Dadurch, dass das Druckelement unmittelbar an der Schraube fixiert ist, ergibt sich eine einfache Handhabung. Der Benutzer muss lediglich die Schraube mit dem daran angeordneten Verbindungselement in das Holzbauteil einschrauben und anschließend die Betonplatte auf das Holzbauteil gießen. Zusätzliche Schritte zur Positionierung des Druckelements entfallen. Das Holzbauteil ist insbesondere ein Holzbalken. Das Holzbauteil kann auch eine Holzplatte sein.
-
In vorteilhafter Gestaltung weist das Verbindungselement mindestens ein Halteelement zur Fixierung des Druckelements an der Schraube auf. Das Halteelement fixiert das Druckelement vorzugsweise in Richtung einer Längsmittelachse der Schraube an der Schraube. Dadurch kann das Druckelement in gewünschtem Abstand zu dem Holzbauteil gehalten werden. Vorzugsweise ist das Druckelement am Kopf der Schraube gehalten. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau. Dadurch, dass das Halteelement das Druckelement lediglich so lange an der Schraube halten muss, bis die Betonplatte gegossen ist, sind die Anforderungen an die Haltekräfte, mit denen das Halteelement an dem Schaft der Schraube gehalten sein muss, gering. Dadurch kann ein Halteelement mit einfachem Aufbau zum Einsatz kommen. Das Halteelement ist vorzugsweise eine Montagehilfe, die nach dem Einbetonieren keine Funktion mehr hat. Die Funktion der Übertragung der Kräfte von der Schraube auf die Betonplatte wird nach dem Einbetonieren vorteilhaft von dem Druckelement übernommen.
-
Das Halteelement ist insbesondere lösbar an der Schraube und an dem Druckelement gehalten. Dadurch können die Schraube und/oder das Druckelement ausgetauscht und so auf eine benötigte Einschraublänge, die gewünschte Dicke der Betonplatte und/oder die Belastungssituation angepasst ausgewählt werden. Die Lagerhaltung ist vereinfacht, da vorzugsweise lediglich eine Gestaltung von Druckelement und Halteelement für unterschiedliche Schraubenlängen vorgehalten werden muss.
-
Ein einfacher Aufbau ergibt sich, wenn das Halteelement zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist. Dadurch kann ein einfacher Aufbau und vorzugsweise eine lösbare Fixierung des Druckelements an der Schraube erreicht werden.
-
In vorteilhafter Gestaltung drückt das Halteelement das Druckelement gegen den Kopf der Schraube. In einer Ausführungsvariante stützt das Halteelement sich an der ersten Seite des Druckelements, die dem Einschraubende der Schraube zugewandt liegt, an dem Druckelement ab. Dadurch kann das Halteelement das Druckelement gegen den Kopf der Schraube drücken.
-
Vorzugsweise ist das Halteelement an dem Schaft der Schraube gehalten. Das Halteelement kann dabei beispielsweise geklemmt an dem Schaft der Schraube gehalten sein oder auf den Schaft der Schraube geschraubt sein. In besonders vorteilhafter Ausführung schneidet das Gewinde der Schraube beim Aufschrauben des Halteelements auf den Schaft der Schraube in das Halteelement. Die dadurch bewirkte elastische Verformung des Materials des Halteelements bewirkt eine gute Klemmung des Halteelements auf dem Schaft der Schraube, so dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Halteelements von dem Schaft der Schraube vermieden ist.
-
Es kann vorgesehen sein, dass das Halteelement sich an der dem Schaft der Schraube abgewandten Seite des Kopfs der Schraube an dem Kopf der Schraube abstützt. In vorteilhafter Gestaltung ist das Halteelement eine elastische Klammer. Das Halteelement besteht vorteilhaft mindestens teilweise aus Metall oder mindestens teilweise aus Kunststoff. Auch jedes andere geeignete Material oder jede andere geeignete Materialkombination kann vorteilhaft sein. Insbesondere können auch faserverstärkte Kunststoffe oder Naturmaterialien vorteilhaft sein.
-
Eine einfache Gestaltung des Druckelements ergibt sich, wenn das Druckelement eine Scheibe ist. Das Druckelement weist insbesondere eine Öffnung auf, durch die die Schraube ragt. Vorzugsweise ist der Kopf der Schraube mindestens teilweise in der Öffnung angeordnet. Besonders bevorzugt kommen für die Schraube und die Scheibe Standardbauteile zum Einsatz.
-
In alternativer vorteilhafter Gestaltung ist das Druckelement auf den Schaft der Schraube aufgeschraubt und dadurch an der Schraube fixiert. Dadurch kann ein separates Halteelement entfallen. Vorzugsweise ist der Bereich des Druckelements, der auf den Schaft der Schraube aufgeschraubt ist, dünn ausgebildet und das Gewinde schneidet in das Material des Druckelements und verformt das Druckelement mindestens teilweise elastisch, so dass das Druckelement an der Schraube fixiert ist.
-
Bei einem Holz-Beton-Verbundsystem mit einem Holzbauteil, einer Betonplatte und mindestens einem Verbindungselement ist vorgesehen, dass die Schraube in das Holzbauteilgeschraubt ist und das Druckelement mindestens teilweise, insbesondere vollständig in den Beton der Betonplatte eingegossen ist. Das Druckelement bewirkt eine gute Verankerung des Verbindungselements im Beton und dadurch eine gute Verbindung der Betonplatte mit dem Holzbauteil. Das Halteelement ist vorzugsweise in einem Abstand zu dem Holzbauteil angeordnet. Vorzugsweise stehen weder das Verbindungselement noch das Druckelement in Kontakt mit dem Holzbauteil. Dadurch kann das Verbindungselement flexibel angeordnet werden. Eine separate Positionierung des Halteelements oder des Druckelements an dem Holzbauteil ist nicht notwendig. In vorteilhafter Gestaltung ist auch das Halteelement mindestens teilweise, insbesondere vollständig in den Beton der Betonplatte eingebettet. Dadurch, dass das Halteelement und das Druckelement mindestens teilweise, insbesondere vollständig in den Beton der Betonplatte eingegossen sind, erfolgt die endgültige Fixierung des Druckelements über den Beton. Das Halteelement bildet lediglich eine Montagehilfe, die das Druckelement positioniert, bis der Beton erstarrt ist.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Holz-Beton-Verbundsystem in ausschnittsweiser, schematischer Schnittdarstellung,
- 2 das Halteelement des Holz-Beton-Verbundsystems aus 1 in schematischer Draufsicht,
- 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Holz-Beton-Verbundsystems in ausschnittsweiser, schematischer Schnittdarstellung,
- 4 und 5 perspektivische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verbindungselements,
- 6 bis 9 weitere Ausführungsbeispiele für Verbindungselemente in schematischer Seitenansicht.
-
1 zeigt in schematischer, ausschnittsweiser Schnittdarstellung ein Holz-Beton-Verbundsystem 1. Das Holz-Beton-Verbundsystem 1 besteht aus einem Holzbauteil 2, einer auf das Holzbauteil 2 gegossenen Betonplatte 3 sowie einer Vielzahl von Verbindungselementen 4, von denen in 1 eines dargestellt ist. Das Holzbauteil 2 kann beispielsweise ein Holzbalken oder eine Holzplatte sein. Die Verbindungselemente 4 werden üblicherweise in zueinander beabstandeten Reihen in das Holzbauteil 2 eingeschraubt. Die Verbindungselemente 4 werden dabei in der in 1 dargestellten Richtung und in Gegenrichtung geneigt angeordnet. Jedes Verbindungselement 4 umfasst eine Schraube 5 und ein Druckelement 6. Das Druckelement 6 ist im Ausführungsbeispiel als Scheibe ausgeführt. Auch eine andere Gestaltung des Druckelements 6 kann jedoch vorteilhaft sein. Die Schraube 5 weist einen Kopf 8 sowie einen Schaft 9 auf. Der Schaft 9 ist mit einem Gewinde 10 versehen. Die Schraube 5 ist im Ausführungsbeispiel eine Holzschraube. Die Steigung des Gewindes ist entsprechend groß, und die Abstände zwischen den einzelnen Gewindegängen sind vergleichsweise groß. Die Schraube 5 weist eine Längsmittelachse 11 auf, die zu der der Betonplatte 3 benachbarten Oberseite des Holzbauteils 2 um einen Winkel α geneigt ist. Der Winkel α kann beispielsweise 20° bis 90° betragen. Im Ausführungsbeispiel ist ein Winkel α von weniger als 45° vorgesehen.
-
Das Druckelement 6 weist eine erste Seite 12 auf, die einem Einschraubende 14 der Schraube 5 zugewandt ist. Das Einschraubende 14 ist das freie Ende des Schafts 9 der Schraube 5, das dem Kopf 8 der Schraube 5 entfernt angeordnet ist. Das Druckelement 6 besitzt außerdem eine gegenüberliegende zweite Seite 13. Im Ausführungsbeispiel liegt die zweite Seite 13 am Kopf 8 der Schraube 5. Es kann vorgesehen sein, dass der Kopf 8 der Schraube 5 bündig mit der zweiten Seite 13 des Druckelements 6 abschließt. Das Druckelement 6 weist eine mittige Öffnung 20 auf, durch die die Schraube 5 ragt und in der der Kopf 8 der Schraube 5 angeordnet ist.
-
Das Verbindungselement 4 weist ein Halteelement 7 auf, das das Druckelement 6 an der Schraube 5 fixiert. Das Druckelement 7 ist im Ausführungsbeispiel als Scheibe ausgebildet und weist, wie 2 zeigt, eine Durchstecköffnung 17 auf, durch die der Schaft 9 der Schraube 5 geführt ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Durchstecköffnung 17 kreuzförmig gestaltet. Dadurch klemmt das Halteelement 7 elastisch auf dem Schaft 9 der Schraube 5. Auch eine andere Form der Durchstecköffnung 17 kann vorteilhaft sein.
-
Das Halteelement 7 stützt sich am Schaft 9 sowie an der ersten Seite 12 des Druckelements 6 ab und drückt das Druckelement 6 gegen eine Unterseite 15 des Kopfs 8 der Schraube 5, wie 1 zeigt. Die Unterseite 15 des Kopfs 8 der Schraube 5 ist die dem Schaftende 14 zugewandt liegende Seite des Kopfs 8 der Schraube 5.
-
Das Halteelement 7 kann beispielsweise aus Kunststoff oder aus Metall bestehen. Das Halteelement 7 kann aus jedem geeigneten Material oder jeder geeigneten Materialkombination bestehen. Das Halteelement 7 hält das Druckelement 6 am Kopf 8 der Schraube 5, so dass das Druckelement 6 nicht mit dem Holzbauteil 2 in Kontakt kommt. Das Druckelement 6 weist zum Holzbauteil 2 einen Abstand b auf. Das Halteelement 7 weist zum Holzbauteil 2 einen Abstand a auf. Die Abstände a und b sind vorzugsweise so bemessen, dass zwischen dem Halteelement 7 bzw. dem Druckelement 6 und dem Holzbauteil 2 eine durchgehende Betonschicht gebildet wird, wenn die Betonplatte 3 gegossen wird. Im Ausführungsbeispiel sind die Abstände a und b näherungsweise gleich. Auch unterschiedliche Abstände a und b können jedoch vorteilhaft sein.
-
Dadurch, dass das Halteelement 7 das Druckelement 6 unmittelbar an der Schraube 5 fixiert, ist keine Positionierung des Druckelements 6 gegenüber dem Holzbauteil 2 notwendig. Zur Herstellung des Holz-Beton-Verbundsystems 1 muss lediglich eine gewünschte Anzahl von Verbindungselementen 4 in der gewünschten Ausrichtung in das Holzbauteil 2 eingeschraubt und anschließend die Betonplatte 3 gegossen werden, so dass das Druckelement 6, der aus dem Holzbauteil 2 ragende Abschnitt des Schafts 9 der Schraube 5 sowie das Halteelement 7 mindestens teilweise, vorzugsweise größtenteils vom Beton der Betonplatte 3 umgossen und in diesen eingebettet sind.
-
3 zeigt eine alternative Ausführung für ein Halteelement 7. Das Halteelement 7 ist als Klammer ausgebildet und weist elastische Haltearme 16 auf, die sich an der ersten Seite 12 des Druckelements 6 abstützen. Das Halteelement 7 stützt sich an der gegenüberliegenden Seite an der Oberseite 22 des Kopfs 8 der Schraube 5 ab. Die Oberseite 22 ist die dem Schaft 9 abgewandt liegende Seite des Kopfs 8 der Schraube 5. Dadurch ist das Druckelement 6 auf einfache Weise am Kopf 8 der Schraube 5 fixiert.
-
Die 4 und 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Halteelements 7, das ebenfalls als Halteklammer ausgebildet ist. Das Halteelement 7 weist vier Haltearme 16 auf, die sich an der zweiten Seite 12 des Druckelements 6 unmittelbar benachbart zum Umfang des Druckelements 6 abstützen. Das Halteelement 7 weist eine Öffnung 18 auf, durch die eine Eingriffskontur 19 am Kopf 8 der Schraube 5 für ein Werkzeug zum Eindrehen der Schraube 5 zugänglich ist. Dadurch kann die Schraube 5 bei montiertem Druckelement 6 und montiertem Halteelement 7 in das Holzbauteil 2 eingeschraubt werden. Das Halteelement 7 besitzt eine Breite, die kleiner als der Durchmesser des Druckelements 6 ist. In alternativer Gestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das Halteelement 7 das Druckelement 6 an seinem Außenumfang und/ oder an seiner zweiten Seite 13 vollständig abdeckt.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach 6 ist als Halteelement 7 ein elastischer Ring vorgesehen. Das Halteelement 7 kann beispielsweise ein O-Ring sein. Das Halteelement 7 stützt sich an der ersten Seite 12 des Druckelements 6 und am Schaft 9 der Schraube 5 ab und drückt so das Druckelement 6 gegen die Unterseite 15 des Kopfs 8 der Schraube 5.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach 7 ragt das Gewinde 10 der Schraube 5 bis unmittelbar unter den Kopf 8 der Schraube 5. Das Druckelement 6 erstreckt sich im Bereich des Gewindes 10. Das Druckelement 6 weist einen Halteabschnitt 21 auf, der in das Gewinde 10 der Schraube 5 eingeschraubt ist. Vorzugsweise ist der Halteabschnitt 21 in Richtung der Längsmittelachse 11 vergleichsweise dünn ausgebildet, und das Gewinde 10 schneidet bei der Montage des Druckelements 6 in den Halteabschnitt 21. Dadurch wird eine gute Fixierung des Druckelements 6 an der Schraube 5 erreicht.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach 8 ist als Halteelement 7 eine Scheibe vorgesehen, die an der ersten Seite 12 des Druckelements 6 angeordnet und in das Gewinde 10 der Schraube 5 eingeschraubt ist. Das Halteelement 7 ist vorteilhaft in Richtung der Längsmittelachse 11 vergleichsweise dünn ausgebildet, und das Gewinde 10 schneidet beim Aufschrauben des Halteelements 8 in das Halteelement 7 ein, so dass sich eine gute Fixierung des Halteelements 7 an dem Gewinde 10 ergibt. Das Gewinde 10 ragt bis unmittelbar an den Kopf 8 der Schraube 5. Die Öffnung 20 im Druckelement 6 weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, der größer als der Außendurchmesser des Gewindes 5 ist.
-
9 zeigt eine alternative Gestaltung eines Halteelements 7, das eine Ausformung 13 aufweist. Der Kopf 8 der Schraube 5 ragt in die Ausnehmung 23 des Halteelements 7. Der Kopf 8 der Schraube 5 kann wie dargestellt teilweise in die Öffnung 20 des Druckelements 6 ragen oder vollständig außerhalb des Druckelements 6 an der zweiten Seite 13 des Druckelements 6 angeordnet sein. Das Halteelement 7 umgreift das Druckelement 6 und deckt die zweite Seite 13 des Druckelements 6 vorzugsweise vollständig ab. Das Halteelement 7 weist eine Öffnung 18 auf, durch die die Eingriffskontur 19 im Kopf 8 der Schraube 5 zugänglich ist.
