-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Trockenhohlraumböden, insbesondere als modulares Bodensystem, und Tragschichtelemente hierfür. Trockenhohlraumböden werden aus industriell als Einzelkomponenten vorgefertigten, plattenartigen Tragschichtelementen vor Ort zu einem geschlossenen Flächenverbund mit durchlaufender Tragschicht zusammengefügt. Die Tragschicht liegt dabei auf höhenverstellbaren Stützen bzw. Befestigungselementen auf, die je nach Anforderung und Systemhersteller ausgewählt werden können. Die Oberseite derartiger Stützen liegt formschlüssig an der Unterseite der Tragschicht an.
-
In der Anwendungsrichtlinie „Hohlraumböden DIN EN 13213 Ausgabe 01/2021“ werden unter Punkt 2.6.2. Hohlraumböden nach Elementklassen mit zugehörigen Punktlasten klassifiziert. Dabei werden in die Elementklasse 6 alle Böden eingeteilt, bei denen die Bruchlast größer gleich 12000 N ist. Aus dem Stand der Technik sind in Bezug auf diese Elementklasse Tragschichtplatten für Trockenhohlraumboden (z.B. Kingspan ZFK 40B+25 ES) mit einer Bruchlast größer oder gleich 40 kN bekannt, die insbesondere für hochbelastete Bereiche eingesetzt werden, wie bspw. stark frequentierte Fußböden von öffentlichen Gebäuden, wie Flughäfen.
-
Dabei besteht das Trockenhohlraumbodensystem aus zwei Tragschichtplatten, mit einer unteren Platte, die in der Regel eine Dicke von 40 mm aufweist und aus einem stark hochverdichteten (bspw. 1600 kg/m3), ggfs. faserverstärkten Calciumsulfat hergestellt ist. Zur Unterseite, an die stützartige Befestigungselemente, kann ggfs. zur weiteren Versteifung ein in der Regel 0,4 mm dickes, verzinktes Stahlblech mittels eines 2-Komponentenklebers angeordnet sein. Auf der unteren Platte kann ggfs. direkt auf der Baustelle vor Ort eine weitere, obere Platte angeordnet werden. Diese ist in der Regel dünner als die untere Platte ausgebildet, bspw. mit einer Dicke von 25 mm und besteht ebenfalls aus einem stark hochverdichteten, ggfs. faserverstärkten Calciumsulfat. Beide Platten werden mittels bekannter Flächenklebstoffe (bspw. 1-K Polyurethankleber) durchgehend und vollflächig miteinander verklebt, wobei in der Regel das Flächenraster hälftig längs und quer gegenüber der Lage der unteren Platte versetzt wird. Die Platten weisen in der Regel eine Kantenlänge von vorzugsweise 600 mm auf.
-
Die so ausgebildeten oberen und unteren Tragschichtplatten weisen an ihren Rändern bspw. eine Verzahnfräsung auf und lassen sich auf diese Weise modulartig zu einer durchgängigen Fläche miteinander verbinden, vorzugsweise verkleben.
-
Die Belastung über den Querschnitt der Tragschicht bewirkt als Punktbelastung, dass sich an der Oberseite eine Druck- und an der Unterseite eine Zugkraft einstellt. Bei einem Tragschichtelement nach dem oben genannten Stand der Technik liegt der statisch tragende Querschnitt in der Regel im Bereich von ca. 65 mm.
-
Zur Realisierung eines in den Fußboden integrierten Heiz- und/oder Kühlsystems kann die obere Platte eine Verteilung bzw. ein definiertes Verlaufsmuster von gefrästen Nuten aufweisen, in die die Heiz- und/oder Kühlrohre einbringbar sind. Handelsübliche Fluidleitungen (bspw. PEX-Rohre) hierfür weisen in der Regel einen Durchmesser von 17mm auf.
-
Da die Nuten zur Aufnahme derartiger Fluidleitungen in die obere Platte eingefräst werden, führt dies stets zu einer Schwächung des tragenden Querschnitts.
-
Bei der Montage der Fluidleitungen vor Ort wird das PEX-Rohr von einem Coil abgerollt und in die Nut gedrückt. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass sich das Rohr nach dem Abrollen durch die vorhandenen inneren Eigenspannungen wieder in die ursprüngliche Rollenform zurückbewegen möchte; sind die Spannungen des Rohrs dabei jedoch zu groß, besteht die Gefahr, dass das Rohr während der Montage zumindest stellenweise wieder unkontrollierbar aus der Nut herausspringt, was die Montage erschwert.
-
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Tragschichtelement für die Integration von Fluidleitungen zu schaffen, das neben einem ausreichenden tragenden Querschnitt eine verbesserte und vereinfachte Montage gestattet. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Tragschichtelement, das zumindest die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
-
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes verbessertes modulares Bodensystem zur Verfügung zu stellen. Gelöst wird diese Aufgabe mit einem modularen Bodensystem nach Anspruch 10.
-
In einem ersten Aspekt schlägt die Erfindung folglich ein Tragschichtelement vor, das insbesondere für Trockenhohlraumböden ausgebildet ist, bestehend aus einem Verbund von zwei miteinander verbundenen Platten, wobei eine das Tragschichtelement nach unten abschließende, untere Platte ausgestaltet ist, um der Anbindung von Befestigungselementen zu dienen, und eine das Tragschichtelement nach oben abschließende, obere Platte eine individuell festlegbare Konfiguration von Nuten zur Aufnahme von Fluidleitungen aufweist, wobei die Nuten eine die Fluidleitung umgreifende bzw. umschließende, nach oben offene Querschnittsform aufweisen, die von der Nutöffnung aus zum Nutgrund hin gesehen zu ihren beiden Seiten jeweils einen Hinterschnitt aufweist, und wobei die die Fluidleitung umgreifende Querschnittsform der Nuten achteckig ausgestaltet ist.
-
Die obere und die untere Platte sind in Bezug auf das Flächenraster hälftig, vorzugsweise in beiden Richtungen, gegeneinander versetzt, wenn bspw. die oberen Platten vor Ort erst im Laufe der Montage auf die unteren Platten aufgelegt und entsprechend mit dieser verbunden werden.
-
Der Hinterschnitt kann eine zum maximalen Nutdurchmesser sich aufweitende, geneigte Fläche und der Nutgrund kann zu beiden Seiten eine Ablageschräge für die Fluidleitung aufweisen.
-
Vorzugsweise verläuft hierbei die Neigung der Ablageschräge parallel zu der Neigung der Fläche des jeweils diametral gegenüberliegenden Hinterschnitts.
-
Die Achteckform des Nutquerschnitts gewährleistet, dass der Fluidleitung genügend Widerlagerflächen zur Verfügung stehen, im Vergleich z.B. zu einer herkömmlichen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnittsform, an die die Fluidleitung infolge ihres durch die Eigenspannungen nach dem Abrollen induzierten eigenständigen Auswanderns innerhalb der Nut zur Anlage kommen kann. Hierdurch und insbesondere die Hinterschnitte nach oben verhindern so effektiv, dass die Fluidleitung selbsttätig wieder aus der Nut springt. Hierdurch wird die Montage vor Ort wesentlich vereinfacht, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit beim Bau solcher Tragböden erhöht.
-
Zur weiteren Vereinfachung der Montage kann die Nut zu beiden Seiten eine Einführschräge für die Fluidleitung aufweisen.
-
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Nutquerschnitts, wie vorhergehend beschrieben, kann ein entsprechend ausgestalteter und dimensionierter Fräskopf herangezogen werden, der, vorzugsweise in einer CNC-Maschine, quer zur Dicke der oberen Platte und über diese unter Ausgestaltung eines Nutmusters geführt wird.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Tragschichtelements gemäß der Erfindung weisen die Nuten durchgehend eine nicht-lineare Erstreckung in der Ebene der oberen Platte auf. Mit anderen Worten, es existiert im gesamten Nutverlauf kein Nutabschnitt mit einer geraden Linienführung. Um das Rohr effektiv in der Nut zu halten, nutzt eine derartige mäander- bzw. wellenförmige Erstreckung die inneren Spannungen und den dadurch bedingten Verformungswillen des Rohres aus, da die Wellenform bewirkt, dass sich das Rohr punktuell an die Wandungen der Nut, sowohl in Längs- als auch in Querrichtung, andrückt und damit sich selbst in der Nut verliersicher verspannt.
-
Um einen nach den vorherrschenden Sicherheitsvorgaben und DIN-Normen ausreichenden tragenden Querschnitt bei Einbringung eines Nutmusters, ggfs. teilweise mit einem geringen Achsabstands zwischen den Nuten, in die obere Platte zu gewährleisten, schlägt die Erfindung des Weiteren vor, dass die untere Platte und die obere Platte die gleiche Dicke aufweisen, wobei die Nuttiefe maximal gleich der Hälfte der Dicke zumindest der oberen Platte entspricht, diese aber nicht überschreitet.
-
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein modulares Bodensystem unter Verwendung von standardisiert gefrästen Platten. Das Tragschichtelement mit der oberen Platte weist dabei eine Konfiguration der Nuten mit dem vorhergehend geschilderten Nutquerschnitt auf, die so ausgestaltet ist, dass unabhängig vom Verlauf der Nuten über die Fläche der Platte die Ein- und Auslaufpunkte der Nuten an den seitlichen Kanten bzw. Rändern der oberen Platte bei jeder Platte stets an einer gleichen Position liegen.
-
Mit derartigen standardisierten Tragschichtelementen wird gemäß der Erfindung ein modulares Bodensystem ausgebildet, wobei die zusammensetzbaren Tragschichtelemente über eine Verzahnung an ihren Rändern form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander unter Ausbildung einer durchgängigen Tragschicht verbindbar sind.
-
Vorzugsweise ist das modulares Bodensystem gemäß der Erfindung konzipiert, dass jedes der Tragschichtelemente so ausgestaltet ist, dass diese unter Ausbildung eines durchgängigen Kreislaufes für die Fluidleitungen mittels der festgelegten Ein- und Auslaufpunkte der Nuten frei miteinander kombinierbar sind.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
- 1 zeigt schematisch eine Querschnittdarstellung der Nut gemäß der Erfindung;
- 2 zeigt schematisch einen diesbezüglichen Fräskopf;
- 3 zeigt schematisch eine obere Platte des Tragschichtelements gemäß der Erfindung;
- 4 zeigt schematisch ein Bodensystem aus modular zusammengesetzten Tragschichtelementen; und
- 5a-h, 6a-e, 7a-c und 8a-b zeigen jeweils exemplarisch unterschiedlich ausgestaltete modulare Tragschichtelemente mit unterschiedlichen Abmessungen und Nutverläufen.
-
1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Tragschichtelement.
-
Dieses weist eine untere Platte 1 und eine obere Platte 2 mit jeweils einer gleichen Dicke auf (in der 1 ist zur Vereinfachung die untere Platte 1 mit einer geringeren Dicke dargestellt).
-
In die obere Platte 2 ist eine Nut 3 eingefräst; mehrere dieser Nuten 3 können die in den 4 bis 8b gezeigten unterschiedlichen Verläufe bzw. Muster aufweisen. Wie die 3 zeigt, liegen dabei dann in der oberen Platte 2 mehrere Nuten 3 in einem definierten Abstand nebeneinander.
-
Die Nut 3 dient der Aufnahme einer Fluidleitung 4, in der Regel ein elastisches Kunststoffrohr (PEX). Gemäß der Erfindung ist die Querschnittsform der Nut 3 achteckförmig ausgebildet.
-
Der Querschnitt der Nut 3 weist nach oben hin zu beiden Seiten einen Hinterschnitt 5 auf. Davon erstreckt sich eine zum maximalen Nutdurchmesser sich aufweitende geneigte Fläche 6. Dieser ist jeweils diametral gegenüber eine parallele Ablageschräge 7 am Nutgrund angeordnet. Die geneigten Flächen 6 der Hinterschnitte 5 und die gegenüberliegenden Ablageschrägen 7 weisen vorzugsweise eine Neigung von 45° auf.
-
Des Weiteren ist nach oben hin in der oberen Platte 2 zu beiden Seiten der Nut 3 eine Einführschräge 8 vorgesehen, die vorzugweise eine Neigung von 68° aufweist.
-
2 zeigt schematisch den zur Herstellung der Nut 3 mit den entsprechenden Dimensionen ausgebildeten Fräskopf 9, der quer zur Platte 2 geführt wird. Die Wahl der Neigungen und entsprechenden Durchmesser des Fräskopfs 9 ermöglicht ein einfaches, zerstörungsfreies Fräsen durch die obere Platte 2, die aus hochverdichteten Calciumsulfat besteht.
-
Idealerweise werden die Nuten 3, wie die 3 zeigt, in einem Achsabstand von 100 mm eingefräst. Dabei darf die statische Tragfähigkeit zur notwendigen Einstufung des Bodens in der geforderten Elementklasse 6 mit einer Bruchlast von größer gleich 40 kN nicht gemindert werden. Aufgrund der Tatsache, dass die obere Platte 2 und die untere Platte 1 gemäß der Erfindung die gleiche Dicke aufweisen, nämlich vorzugsweise 40mm, wird bei der Verwendung der handelsüblichen PEX-Rohre mit einem nominalen Durchmesser von 17 mm das Tragschichtelement gemäß der Erfindung in Bezug auf seinen tragenden Querschnitt nicht wesentlich geschwächt.
-
Für einen Rohrdurchmesser von 17 mm der handelsüblichen Fluidleitungen 4 eignet sich unter Ausbildung des achteckförmigen Nutquerschnitts eine Nuttiefe von maximal 19 mm. Bei einem Abstand der Nuten 3 untereinander von 100 mm führt die hieraus resultierende Schwächung zu einem noch akzeptablen statisch tragenden Restquerschnitt von ca. 60 - 61 mm.
-
Der obere Rand der gefrästen Nut 3 weist eine Breite von 18 - 19 mm auf. Der maximale, ca. mittige Nutdurchmesser im Bereich zwischen den Hinterschnitten 5 und den Ablageschrägen 7 am Nutgrund beträgt vorzugsweise 22 mm.
-
Das Einbringen des 17mm-dicken Rohrs 4 erfolgt unter Abrollen von einem Coil über eine Pressung des Rohr 4 in die Nut 3, wobei die Einführschrägen 8 dies unterstützen. Da sich das Rohr nach dem Abrollen durch eigene innere Spannungen wieder in die ursprüngliche Rollenform zurückbewegen möchte, wird durch die erfindungsgemäß gewählte achteckige Querschnittsform der Nut 3, insbesondere auch in Verbindung mit den wellenförmigen Nutverläufen, wie diese in den 4 bis 8b gezeigt sind, verhindert, dass das Rohr 4 unkontrolliert wieder herausspringen kann, da sich das Rohr 4 punktuell an die Wandungen, insbesondere auch an die Hinterschnitte 5, der Nut 3 andrückt, sich sozusagen in der Nut 3 selbst verliersicher verspannt.
-
Die 5a bis 5h zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen von oberen Platten 2 für Tragschichtelemente, bei denen die Nuten 3 zumindest an einer der seitlichen Kanten der Platten 2 jeweils in standardisierten Ein- und Auslaufpunkten 10 bzw. 11 (s. z.B. 5c) enden. In den 6a bis 6e, 7a bis 7c und 8a bis 8b sind weitere Ausgestaltungen von oberen Platten 2 mit unterschiedlichen Nutmustern und Plattenabmessungen gezeigt. Auf diese Weise wird gemäß der Erfindung ein Modulkonzept ausgebildet. Hierdurch lassen sich die einzelnen Platten 2 und damit Tragschichtelemente unter Berücksichtigung der abzudeckenden Bodenfläche frei miteinander kombinieren, so dass über eine gesamte Bodenfläche hinweg ein durchgängiger Kreislauf für die Fluidleitung 4 ausgebildet werden kann, wie die 4 exemplarisch zeigt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
