DE2461940A1

DE2461940A1 - Bauelement, insbesondere tragendes bauelement, z.b. fuer bauten, stuetzen, bruecken, fahrzeuge

Info

Publication number: DE2461940A1
Application number: DE19742461940
Authority: DE
Inventors: Otto Alfred Dr Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-31
Filing date: 1974-12-31
Publication date: 1976-07-08
Also published as: BR7508769A; US4055920A; FR2309785B1; JPS5192528A; ES443953A1; CA1050231A; NO754391L; IT1052070B; NL7515167A; GB1536680A; BE837221A; SE7514766L; ATA989075A; FR2309785A1; ZA758015B; AU8797175A

Description

Dr. Otto Becker 27. Dezember 1974

Saarbrücken 6

Robert-Koch-Str. 59 "*

ΣAZJiN T_ANMjS-LiρJJ_NG

Bauelement, insbesondere tragendes Bauelement, z.B. für Bauten, Stützen, Brücken, Fahrzeuge.

Gegenstand der nachstehend beschriebenen Erfindung ist ein Bauelement, hergestellt aus der jaweiligen Anwendung -entsprechenden Baustoffen, insbesondere ein tragendes Bauelement, Seine Anwendung kommt insbesondere auf folgenden Gebieten in Betracht:

Hochbau und Tiefbau, Gewölbebau, Kuppelbau, Tunnelbau, unterirdische Anlagen, Unterwasserbauten, Ausbildung von Stützen, Pfeilern, Trägern, Gerüsten, Masten, Schornsteinen, tragende Rohre, Druckrohre, Brückenbau, Fahrzeugbau, z.B. Landfahrzeuge, Seefahrzeuge, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Behälterbau,· tragende Fundamentausbilduiigen, Abstützdämme, Wasserstauwehre, Wellenbrecher und dergl. Die Aufzählung ist nicht erschöpfend.

Das Bauelement besteht aus zwei oder mehreren Bauschalen aus irgendwelchen jeweils spezifisch geeigneten Baustoffen, insbesondere aus in Verbundform ausgebildeten Schalen, deren Verbundteile aus verschiedenartigen spezifisch geeigneten Baustoffen, vorzugsweise teilweise aus Metall und Kunststoff in Verbindung mit porösen Baustoffen in Sandwich-Form oder multipler Verbundform, aus mindestens einer zwischen den Schalenrändern liegenden Dichtung und einem von diesen luftdicht umschlossenen Hohlraum, in -welchem vorzugsweise isolierende Andruckmittel, Abstützmittel, Versteifungsmittel (z.B. AVabenplatten) mit zwischengeordneten festen Platten (z.B. Metall platten) und zugeordneten Abdichtplatten (z.B. Kunststoffs chaumplatten), die mit dampfdichten Folien (z.B. Aluminiumfolien) beschichtet sein können, vorgesehen

609828/0397

sind und mindestens eine der Bauschalen lageveränderlich beweglich oder biegsam (z. B, konkav) an der Dichtung angeordnet ist und mindestens in einem Hohlraum ein Vakuum oder Unterdruck hergestellt ist.

Infolge des Entfalls des Luftgegendruckes im Innern des Bauelementes bewirkt der äußere Luftdruck mindestens die Durchbiegung der biegsamen Bauschalen oder von Teilflächen derselben und/oder insbesondere eine Lageveränderung der Bauschalen in Richtung zueinander durch Zusammenpressen mittels Schrauben der Dichtung und der Hohlraumeinlagen. Infolge dieses Schrauben-Druckes und atmosphärischen Druckes werden die Einlagen im Hohlraum, insbesondere die Wabenstege, unter Spannung gesetzt und pressen mit dieser Kraft gegen die zwischengeordneten Metallplatten und die Innenseiten der Bauschalen. Dies bewirkt eine erhöhte Biegefestigkeit der inneren auf diese Weise abgestützten Platten und Zwischen-Schalen, wie auch der Außen-Bauschalen, im Falle ihrer Belastung in Richtung ihrer Ebenen. Bei einem Vakuum beträgt dieser senkrecht von den Außen-Schalen und den Wabenplatten auf die Flächen der im Hohlraum angeordneten Metallplatten und sonstiger zwischengeordneter Platten ca. 10 t pro m

Dieser atmosphärische Druck ist von zufallsbedingter Größenordnung. Sie ist bestimmt durch die Anziehungskraft der Erdmasse auf die Lufthülle, der Zusammensetzung der Luft als gemischtes Gas und der Höhe der Atmosphäre.

Die Aufgabe, die'der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die Verbesserung der verschiedenen Teile und Anordnungen, die die Tragfähigkeit des Bauelementes bewirken.

6Ö9828/0397

Insbesondere wird die Tragfähigkeit des Bauelementes nac Erfindung durch den Spannungszustand bestimmt, in den die Wabenstege oder dergl. Mittel durch auf sie einwirkende andere Mittel versetzt sind. Solche Mittel können im Inneren des Bauelementes vorgesehen sein, oder auch von außen auf die verschiedenen Schichten des Bauelementes einwirken. Im Inneren des Bauelementes kann ein Unterdruck oder Vakuum in den einzelnen Hohlräumen, Kammern, Waben, Zellen bestehen und hierdurch der atmosphärische Außendruck,der auf den äußeren Bauschalen des Bauelementes ruht, zur Wirkung, d. h. zur Erzeugung einer Spannung in den senkrecht auf die Bauschalenflächen gerichteten Hohlraumstegen, insbesondere Wabenstegen, gebracht werden.

Ebenso kann im Innern des Bauelementes ein Überdruck, sei es der Luft oder eines Gases oder einer Flüssigkeit oder fester Stoffe oder breiiger Stoffe, die zu festen Stoffen erstarren, bestehen, deren Bestreben ist, das Bauelement auseinanderzupressen. Wird dieses Bestreben durch Gegenkräfte, z. B. durch Spannschrauben oder um das Bauelement gelegte Spannbänder oder um das Bauelement gegossene, den Druck aufnehmende Massen, z. B. Beton, aufgenommen, so wirkt sich der innere Überdruck Spannung gebend auf die Wabenstege oder dergl. aus. Diese Spannungen wirken jedoch über die Stege nur auf die unmittelbar von den Stegen linear berührten gitterartigen B erührungs stellen der Bauschalen ein. Dies unter Konzentrierung der Spannungskraft etwa im Verhältnis dieser Berührungsstellen der Stege zu der Gesamtfläche der berührten Bauschale. Dazu ist es erforderlich, den Wabenstegen oder dergl. in Spannung versetzten Mitteln eine entsprechend hohe Biegesteifheit zu erteilen. Dies kann durch die Stärke des jeweiligen Materials geschehen, oder auch durch eine Kombination verschiedener Elemente, die in Verbundweise z. B. durch

60 38 2 87039 7 ' - 4-

⁴ 24S1940

Verkleben oder Verschweissen fest miteinander zu einer Einheit als Wabenstege verbunden sind.

Die Erfindung sieht vor, zu den Spannschrauben, die vorzugsweise quer durch das gesamte Bauelement, insbesondere an denjenigen Stellen der Bauflächen angreifen sollen, die zur Sicherung der konkaven Einbiegung sich besonders eigenen. Zu diesen Spannschrauben sind nach der Erfindung Anpr es sch rauben vorgesehen, die durch die Bauschalen, die an den betreffenden Stellen mit mutterartigen Gewinden versehen sind, hindurchgreifen und bewegliche Bauschalen insbesondere eines inneren Bauelementes gegen die im inneren Bauelement angeordneten Stütz- und Isolierelemente anpressen. Der hierdurch entstehende Gegendruck, der das Bestreben hat, die Bauschalen konvex nach aussen aufzubiegen, wird von den vorerwähnten Spannschrauben aufgenommen und von diesen,trotz des Gegendruckes,eine mindestens leicht konkave Einbiegung der Bauschalen gesichert. Nach der Erfindung können die Spannschrauben in besonderer Weise ausgebildet werden und sowohl das Ineinanderpressen der Stütz- und Isolierelemente des inneren Bauelementes vollziehen, wie auch unabhängig hiervon die beiden äusseren Bauschalen des äusseren Bauelementes gegeneinander konkav spannen.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird durch eine von den Bauschalenrändern,infolge der konkaven Einbiegung dieser Bauschalen., hervorgerufenen Abspreizens der Randteile, eine Zwischenbauschale gespannt und dadurch das weitere Durchbiegen der äusseren Bauschalen, dieden evakuierten Hohlraum begrenzen mit der Herstellung des Kräfte-Gleichgewichtes limitiert. Dieser Zwischenbauschale kann durch eine hebelartige Anordnung zu den Bauschalenabwinklungen in Verbindung mit Spannschrauben eine hohr Vorspannung erteilt werden und hierdurch die horizontal wirkende Knick-Komponente auf ein Minimum beschränkt werden.

Die beiden Ausführungsbeispiele zeigen weiterhin Anordnungen, die es erlauben, die Bauelemente zu evakuieren, oder mit einem Überdruck zu

R 0 9 8 2 η / f.) 3 9 7

versehen. Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele einzeln beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen die Bauelemente im senkrechten Schnitt.

609828/0397

ORIGINAL INSPECTED

Figur 1 zeigt ein Verbundbauelement bestehend aus einem äußeren und einem inneren Bauelement. Das äußere Bauelement besteht aus zwei sich gegenüberliegenden Bauplatten bzw. Bauschalen 1 und 2. Diese äußeren Bauschalen sind Verbundbau schalen. Eine jede besteht im Beispiel der Figur 1 aus einem äußeren Schalenteil 1 a bzw. 2 a und einem inneren Schalerteil 1 c bzw. 2 c. Diese beiden Schalenteile bestehen vorzugsweise aus unterschiedlichen Materialien mit spezifischen für ihre Zwecke erforderlichen Eigenschaften.

So kann z. B. das Baaschalenteil 1 a eine armierte Betonplatte sein, die über eine Zwischenschicht 1 b (Kern) beispielsweise eine Kunststoffschicht bzw. eine Kleberschicht oder eine Schicht, die von einer eingeklebten Folie gebildet wird, die dampfdicht ist oder über eine Aluminiumfolie oder Aluminiumblechschicht oder über eine der Entdröhnung dienenden Schicht, z. B, einen Copolymerisatfilm mit dem Bauschalenteil 1 c in Sandwich-Weise verbunden sein. Vorzugsweise soll die Zwischenschicht 1 b elastisch sein, um Dehnungen und Spannungen aufnehmen zu können.

Die innere Bauschale 1 c hingegen soll außer einer ausreichenden Druckfestigkeit zusätzlich hohe schall- und wärme- sowie feuchtigkeitsisolierende Eigenschaften besitzen. Moderne Baustoffe, die mit Kunststoffen kombiniert sind, besitzen solche Eigenschaften. Sie können in Sandwich- W ei se mit der Platte 1 a vereinigt sein.

609828/0397

2AS1940

"Während das äußere Bauschalenteil 1 a eine durchgehende Platte in voller Höhe des Bauelementes ist, ist die innere Platte 1 c (wie aus der Zeichnung zu entnehmen) nur etwa bis zur Höhe des von den beiden Bauschalen 1 und 2 gemeinsam mit einer Umrandung 3 gebildeten Hohlraumes. Die Platte 1 c ist an ihren Randteilen zur Platte 1 a hin mit Aussprarungen (Fugen) versehen, in welche die Umrandung 3 bzw. ihr Teil 3 c mit einer Abwinklung einzugreifen vermag.

Zwischen der Platte 1 c und der Platte 1 sowie den eingreifenden Teilen der Umrandung 3 bzw. des Umrandungsteiles 3 c sind Dichtungen 4 angeordnet, durch welche die Umrandung 3 mit ihrem eingreifenden Teil 3 c die Verbindung gasdicht herstellt. Zwischen dem äußeren Umrandungsteil 3 a und dem äußeren Plattenteil 1 a kann zusätzlich eine Dichtung 4 a von besonderer Elastizität eingesetzt sein, um Spannungen auch in anderen Richtungen ausgleichen zu können.

Solche elastischen Zwischenschichten 4 und zusätzlichen elastischen Dichtungen 4 a verhindern auch Flanken-Schallübertragungen. Sie können zweckentsprechend dimensioniert und angeordnet sein.

Die gegenüberliegende Bauschale 2 ist ebenfalls in Verbundbauweise hergestellt. Sie besteht aus dem äußeren B au schal ent eil 2 a und dem inneren Baus chal ent eil 2 c, die über eine zwischengeordnete Kernschicht 2 b in Sandwichform miteinander verbunden sind. Diese Verbundbauschale 2 hat im allgemeinen andere Funktionen zu erfüllen als die Bauschale 1. So kann sie beispielsweise einen Innenraum eines Gebäudes begrenzen. Ih diesem Falle kann sie tragend oder nicht tragend sein. Ist sie tragend, dann kann sie etwa wie die Bauschale 1 a ausgebildet werden. Während die Bauschale 1 a afi^aHsiinfcLenb au schale mit einem Außenputz versehen werden

vlnnenraum.^

kann, kann in diesem Falle "3äs^rBä'ü"s chal enteil 2 a mit einem Gipsputz versehen sein. Durch diesen Gipsputz können die verschiedenen bei der Herstellung des Bauelementes, wie noch später beschrieben wird, angewandten

609828/0397

2A6194Ü

Vorrichtungen überdeckt werden. Dazu könnten die nach außen vorstehenden Teile dieser Vorrichtungen (im Unterschied zur Zeichnung) in Aussparungen des Bauschalenteils 2 a eingesetzt sein. Auch können Teile, wie z. B. das noch später zu beschreibende Evakuierrohr 32 oberhalb einer abgehängten Decke kaschiert angeordnet werden.

Die Verbundbauschale 2 soll weiterhin dem Brandschutz dienen. Dazu ist sie aus feuerfesten Materialien herzustellen.

Das innere B au schal ent eil 2 c soll in erhöhtem. Ausmaß die Funktionen des inneren B au Schalenteiles 1 c ausüben. Wie erwähnt, besteht auch die umlaufende Umrandung 3a, 3 c aus Teilen, die in Verbundweise «an» mit einer Zwischenschicht 3 b eine Einheit bilden. Diese Verbindungsschicht 3 b ist vorzugsweise elastisch und zugleich dampfdicht. Auch soll sie der Schall- und Wärme-Isolierung und dem Spannungsausgleich dienen. Die äußere Schicht 3 a kann druck- und biegefester sein als die innere Schicht 3 c. Vorzugsweise eignen sich synthetische Gummiarten verschiedener Elastizität bzw. Härte.

Die äußere Umrandungsschicht 3 a kann beispielsweise eine Silikon-Kautschuk-Schicht sein und die innere Umrandungsschicht 3 c aus weicherem Gummi höherer Elastizität sein. Die Umrandung kann abweichend in der Weise vollzogen werden, daß die horizontalen oberen und unteren Umrandungsteile entsprechend ihrer Druckbelastung anders ausgebildet sind als die lotrechten seitlichen Umrandungsteile. Alle diese Teile sind jedoch gasdicht elastisch miteinander verbunden. Durch diese Ausbildung des äußeren Bauelementes ist ein Hohlraum geschaffen, der völlig gasdicht und in einem vorbestimmten Maße druck- und biegefest ist. Der Hohlraum zwischen den Bauschalen 1 und 2 und der Umrandung dient der Aufnahme des inneren Bauelementes.

Im Hohlraum sind Stütz- und Isolier elemente lotrecht angeordnet. Ein Teil dieser Elemente besitzt Zellen bzw. Kammern. Von links nach rechts der Figur 1 sind beispielsweise als Stützelemente Verbundplatten (Sandwich-

60982 8/0397

Platten), bestehend aus Platten 10 a, z. B. aus Metall, die als Kern zwischen sich eine elastisch-massive Zwischenschicht 10 b, z. B. aus Kunststoff aufweisen, dargestellt.

Die im Hohlraum angeordneten Elemente bzw. Elenraentgruppen bilden das innere Bauelement.

Es besteht aus in Verbundweise miteinander zu einzelnen, lageveränderlichen Einheiten verbundenen Stützplatten 10, 16, 19 und Isolierplatten 13. Die Isolierplatten 13 (z. B. Wabenplatten) besitzen Zellen bzw. Kammern, gegen deren offene Seiten flexible Folien 12, 18, und komprimierbare Platten 11, 17, z. B. aus Kunststoffschaum, angepreßt werden können. Um bestimmte Spannungszustände des Bauelementes zu erzielen, insbesondere um die Bauschalen 1 und 2 konkav gegeneinander einzubiegen, ist mindestens ein Unterdruck, vorzugsweise ein Vakuum im Hohlraum und/oder seinen Unterteilungen (Zellen, Kammern) herzustellen. Dieses Vakuum dient zugleich der Schall- und WärmeisolierungV^Verhinderung der Schall-Ab strahlung und Entfall der Luftkonvektion.

Das innere Bauelement ist von einer umlaufenden Gleitschicht 9 hüllenartig als Umrandung gasdicht umschlossen. Die Gleitschicht 9 ist über Dichtungen mit den inneren Bauschalenteilen 1 c, 2 c verbunden. Hierdurch ist das innere Bauelement allseitig gasdicht abgeschlossen. Die zu den äußeren Bauschalen 1 und 2 benachbart liegenden Stützelemente 10 (Fig. 1 links) und

/τ-.· ι ι.* \ f,j j· ο τ. oj&eixX^eil^e dieser BauschaLen .,. , ,

(Fig. 1 recht s) bilden die BauschareiSytrek inneren ^Bauelementes. Mindestens eine Bauschale ist lageveränderlich angeordnet (i. Beispiel Figur 1 die rechte Verbundschale 19).

Nachstehend ist im einzelnen das innere Bauelement und seine Funktionen beschrieben:

609828/03 9 7

Die an der Innenfläche des Bauschalenteiles 1 c anliegende Platte 10 a ist vorzugsweise dampfdicht, z. B. aus Metall hergestellt, um das Eindringen jeglicher Feuchtigkeit in den Hohlraum auszuschließen. Zwischen ihr und der Platte 1 c kann eine Kleb er schicht, z. B. mittels eines Kleberfilms, oder eine elastische Kunststoffschicht (z. B. Kunststoffschaum) oder eine Gummiplatte, je nach Erfordernis, in der Weise zwischengeordnet sein, daß die Sandwichplatte 10 a, 10 b, 10 a mit der Platte 1 c eine einheitliche Verbundplatte bildet und die Zwischenschicht^ie zu bewirkende konkave Durchbiegung der Bauschale 1 ermöglicht.

Die Innen seitevzrfhn Hohlraum hin dieser Verbundplatte ist mit einer Platte 11 vorzugsweise aus komprimierbarem Material, beispielsweise mit einer Kunststoff-Schaumplatte, Filzplatte, Gummiplatte, Asbestfaserplatte, glasfaserverstärkten Platte, z. B. mittels Klebers chichten, wie Epoxidharz-Filmen verbundweise vereinigt. Mindestens die zum Hohlraum freie Oberfläche der Platte 11 kann mit einer vorzugsweise dampfundurchlässigen und hochreflektierenden Schicht 12 versehen sein, z. B. mit einer Aluminiumfolie, oder mit einer gasdichten Kunststoff-Folie (z. B. aus Polyäthylen) mit aufgedampftem Aluminium oder einem Aluminiumblech.

Wird als Platte 11 eine Kunststoffschaumplatte mit z. B. geschlossenen Poren verwendet, so ist es zweckmäßig, die Kunststoff schaumplatte 11 insgesamt mit einer solchen Hülle, bestehend z. B. aus einer allseits gasdicht geschlossenen Aluminiumfolievzrr uroKieöen. Dies hat den Vorteil, daß die Infrarotstrahlen von der Verbundplatte 10 a bzw. der anliegenden Hüllenfläche 12 in Richtung zur Platte 11 nur zu einem geringen Anteil von etwa 10 - 15 % in die Kunststoffschaumplatte 11 (deren Volumen zu etwa 80 - 90 % von geschlossenen Poren eingenommen wird) emittiert werden. Diese treffen auf die freie Innenfläche der gegenüberliegenden

v[oder Blech)
AluminiumfolieT^mit welcher die Platte 11 vorzugsweise lose verbunden ist. und werden von dort mit mehr als 80 % reflektiert. Damit ist den Infrarotstrahlen bzw, der Wärmeenergie der Hindurchtritt durch die Platte außerordentlich erschwert.

6098 2ß /0397

■ft

Wie Figur 1 zeigt, folgtauf die Platte 11 bi;w. ihre Aluminiumfolie 12 ein Luftspalt 14 und auf diesen eine Platte 13 mit Zellen, Kammern oder dergl», die zur Herstellung des Luftspaltes 14 sowie eines weiteren Luftspaltes 15 auf der nachfolgenden Seite komprimierbare Einsatzstücke 13 a in einigen Zellen aufweist, (z. B. Wabenplatte)

bestehen und

isolierendem Material z. B. Karton oder Kunststoff Die Platten 13 können»hochreflektierende Zellenstege bzw. Kammerwände', zum Beispiel durch aufgedampfte Aluminiumschichten besitzen oder aus hochreflektieren

hergestellt sein.

hochreflektierendem ajsstBXxasl, z. B. Aluminium-Bändern und -blechen

Die Form der Zellen, Kammern, Waben, kann den Erfordernissen angepaßt sein. Insbesondere können die Zellplatten rechtwinklig verlaufende Stege bzw. Wände besitzen, die tragende Funktionen als Stütz elemente ausüben. Vorzugsweise sind die Stege bzw. Wände gegen die Zwischenplatten 16 aus schall-isolierenden Gründen versetzt angeordnet.

Auf den Luftspalt 15 folgt eine multiple Verbundgruppe 18, 17, 16, 17, 18, bestehend aus einer mittleren tragenden Verbund-Stützplatte ib^Metall-Kunststoff, Metall - Kunststoff - Metall (16 a, b, c, d, e) sowie beidseits hierzu in Verbundweise aufgebrachte vorzugsweise komprimierbare Platten 17, z. B. wie bereits zu Ziffer 11 beschrieben, mit Beschichtungen bzw. Um hüllungen 18, bestehend z. B. ebenfalls aus reflektierenden Aluminiumfolien.

szumindest
Die Schichten 17 und, falls^an dieser Stelle eine Wärmeisolierung nicht erforderlich ist, iöroBsa. auch die Aluminiumfolien 18 κβκίοο«» entfallen.

Die Zellenstege bzw. Kammrwände pressen dann unmittelbar senkrecht von beiden Seiten auf die Metall-Stützplatten bzw. auf die aus diesen hergestellten Verbundplatte 16. Je höher die auf den Bauschalen ruhende Last und je größer dadurch die von den konkav eingebogenen Bauschalen 1 und ausgehende horizontale Druck-Komponente, desto biegefester und damit tragfähiger wird die Verbundplatte 16. Die Folge dieser Wechselwirkung ist eine .überproportional zunehmende Belastbarkeit des Verbundbauelementes.

60982 8/0397

Auch die Schichten 11 können beispielsweise entfallen. Die Verbundstützplatten des inneren Bauelementes sind dann beidseitig gleichstark unmittelbar von den Zellstegen bzw. Kammerwänden angepreßt und abgestützt und ihre Biegefestigkeit entsprechend verstärkt!

Es wiederholen sich dann in der Figur 1 nach rechts hin in symmetrischer FoI-ge alle Teile wie vorbeschrieben. Zur Innenfläche der Bauplatte 2 c hin weist

vjlIs Bauschale des inneren Bauelementes das Stützelement (10 a, 10 b, 10 a^eine Stützplatte 19 in Verbundweise auf.

Die Stützplatte 19 ist mit dem genannten Stützelement 10 vorzugsweise durch eine elastische Zwischenschicht, z. B. aus synthetischem Gummi oder elastischem Kunststoff verbunden. Die Stützplatte 19 hat insbesondere

vals Bauschale
neben ihrer tragenden Funktion^das Ineinanderpressen der beschriebenen einzelnen Stütz- und Isolierelemente gemeinsam mit den mit ihr in Verbundweise verbundenen Teilen 10, 11, 12 durch Lageveränderung zu vollziehen. Dies erfolgt nach Evakuierung aller Hohlräume, Zellen, Kammern, des inneren Verbundbauelementes. Vorzugsweise ist ein Vakuum herzustellen«, Dazu besitzt die obere Umrandung im zum Hohlraum zugekehrten Teil 3 c ein Evakuierrohr 32, das mit senkrecht hierzu gerichteten Rohrstücken 32 a in Verbindung mit dem Hohlraum steht. Das Rohr 32 trägt nach außen ein Ventil 33, durch welches ein Rückströmen der Luft verhindert ist. SiX Zu dem Ventil ist eine Vakuum-Pumpe angeordnet.

Die Spalten 14 und 15 stehen in Verbindung mit den Mündungen der Rohrstücke 32 a. Über diese Spalten können die Zellen und Kammern der lotrechten Zellenplatten (Wabenplatten) Kammerplatten 13 vollständig evakuiert werden.

Figur 1 zeigt oberhalb der inneren Stütz el era ent e eine Gleitschicht 9_S an den Innenflächen der Umrandung 3 c umlaufend vorgesehen ist. Die eingebrachten Elenaente können lotrecht verschieblich zwischen diesen Gleitschichten 9 gegeneinander bewegt und gepreßt werden. Es kann vorteilhaft sein, ein weiteres vorzugsweise festes, die Lastkräfte bzw» Druckkräfte

6098 2 8/0397

24S1940

verteilendes Gleitelement 20 a zwischen den z„ B«, mitteleren Stützelementen und Zellenplatten (Wabenplatten) beweglich allseitig anzuordnen. Diese stützen die Randkanten der eingebrachten Elemente flächig ab. Diese zusätzlichen Gleitmittel 20 a können beispielsweise aus Holz oder Plastikmaterial sein mit sehr glatten oberen und unteren Flächen. Die umlaufende Gleitschicht 9 kann mit der Innenseite der Umrandung 3 c in Verbundweise mit insbesondere zur Schall- und Wärmeisolierung geeigneten Verbundstoffen, z. B. Kunststoffen, vereinigt sein. Die Zwischen-Gleitelemente 20 a besitzen unterhalb der Rohröffnungen 32 a Luftschlitze 20 b, die von einer solchen Länge sind, daß trotz der Bewegung, die die einzelnen Teile beim Ineinanderpreasen vollziehen, die Verbindung mit dem Evakuierrohr und der Evakuier vor richtung erhalten bleibt. Die Schlitze 20 b gehen durch das Gleitelement 20 a von oben nach unten, -vo bei es genügt, einige wenige Schlitze vorzusehen. Gleichzeitig mit der Evakuierung des Hohlraumes kann auch durch ein entsprechendes weiteres

-^zwischen den Bauschalen 19 und 2c Evakuierrohr 37 mit Ventil 38 der Spalt 35^evakuiert werden.

Nachdem die Evakuierung über die Rohrstücke 32 a und die Spalten 14 und 15 vollzogen worden ist, kann über einen Hahn 39 die Luft in den Spalt 35 wieder eingelassen werden. Hierdurch wird die Verbundplatte 19, 10, 11, 12, ge gen die Elemente 13, 18, 17, 16, 12, 11, 10 bewegt. Diese werden mit ihren komprimierbaren Teilen mit Spannung ineinander gepreßt. Die Einsatzstücke 13 a werden vollständig bis zur Ebene der Zellplatten 13 in die betreffenden Zellen eingeschoben. Es dringen die Aluminiumfolien 12 und 18 wie auch die an ihnen anliegenden komprimierbaren Schichten 17, z. B. geschlossenporige Kunststoff schäume konvex sich vorbiegend in die offenen Seiten der Zellen 13 und schließen diese einzeln gasdicht ab„ Dieses konvexe Eindringen der Schichten 12 bzw. 18 gemeinsam mit den Schichten 11 und in die einzelnen Zellen der Zellplatten 13 bewirkt eine hohe Scherfestigkeit und die Herstellung eines in allen seinen Teilen fest untereinander verbundenen Gesamt-Verbundkerns des inneren Bauelementes. Jede einzelne Zelle bzw. Kammer ist durch ihre hochreflektierende Wandausbildung eine all-

609828/0397

24&194Q

seitige Spiegelkammer., in der die Infrarotstrahlen hin und her reflektiert werden und nur zum sehr kleinen Bruchteil auf angrenzende Schichten weiter emittiert werden.

Die Platten 13 mit ihren Zellstegen bzw. Kamrrß rwänden stützen durch den hohen Druck, der sich auf sie konzentriert, die Verbundplatten 10 a und lo^uSer die Schichten 11 und 17 biegefest ab. Diese stehen infolge der Evakuierung des Hohlraumes unter dem Druck der äußeren Bauplatten 1 und 2, auf denen der atmosphärische Druck mit 10 t pro qm ruht. Bei

auf „^^er Fläche

einer Berührung der Stege bzw. Zellwände szxm nur 1 %rergibt sich umgerechnet auf eine Stegberührung von 1 qm eine von den Stegen ausgeübte Gegenkraft von 100 kg pro qcm bzw. von 1000 t pro qm Stegberührung. Das Zusammenpressen der Stützelemente und Zellplatten 13 kann beispielsweise durch Schrauben 40, die luftdicht durch die Verbund-Bauplatte 2 senkrecht gegen die Verbundplatte 19 mit Gewinden und Gegengewinden, die in der Bauplatte und/oder einer Mutter 41 angeordnet sind, :gJ§i3ife33£3£S©3?€tefSf erfolgen. Der Anpreßdruck gegen die Stütz elemente durch die Schrauben 40 kann da-

sfinnere Bauschale

durch nach Erfordernis gesteigert werden. Die VerbundplatteTy^isT"vorzugsweise auf der den Spalt 35 begrenzenden Fläche mit einer Metallplatte 19 b beschichtet, die den Druck, den die Schrauben 40 ausühen, verteilt. Um die Durchgangs stelle der Schrauben 40 sind Dichtungen 42 zur Abdichtung der Schrauben 40 gegenüber dem übrigen Teil des Spaltes 35 vorgesehen.

Im Spalt 35 kann ein Überdruck eingegeben werden, der es ermöglicht, das Anziehen der Schrauben 40, die mit ihren stumpfen Enden lose gegen die Metallfläche 19 b der Andruckplatte 19 pressen, zu erleichtern. Der Überdruck

vdurch umlaufende Randdichtungen 36 bleibt auf den allseits>'äb:"gedichteten Spalt 35 begrenzt. Soll der Überdruck auf unbegrenzte Zeit aufrecht erhalten werden, so kann anstelle von Luft bzw. einem Gas der Überdruck durch ein flüssiges oder teigiges und später ohne Schrumpfung erstarrendes Füllmittel hergestellt werden. Die Verbundplatte 19 besteht vorzugsweise aus druckfestem, isolierendem Material, und kann verstärkt oder armiert sein.

609828-/0397

Das im Hohlraum besteherde innere Bauelement kann sy metrisch hergestellt sein. Dazu sind die Teile, die in Fig. 1 rechts dargestellt sind, nämlich die Bauschale 19* unter Bildung eines mit Dichtungen 36 abgedichteten Spaltes 35 und Anordnung von Schrauben 40 und zugehörigen Dichtungen sowie das Evakuierrohr 38 a mit Ventil 38 und Hahn 39 in der gleichen Weise anzuordnen. Der Druck auf die im inneren Bauelement symetrisch angeordneten Stützelemente 10 und 16 erfolgt von beiden Seiten her in gleicher Weise. Diesen Druck, den die Schrauben 40 ausüben, müssen die Bauschalen 1 und 2 als Gegendruck aufnehmen. Die Bauplatten 1 und 2 müssen daher hochbiegefest hergestellt sein, beispielsweise aus armiertem Beton entsprechender Stärke und Festigkeit.

Um ein konvexes Ausbiegen der Bauschalen 1 und 2 nach außen zu verhindern, können zusätzlich Spannschrauben durch Aussparungen quer durch das Bauelement von der einen Bauschale la zur anderen Bauschale 2 a angeordnet sein. Diese Spannschrauben können vorweg den beiden Bausehalen 1 a und 2 a eine konkave Durchbiegung nach innen erteilen und diese konkave Gestaltung aufrecht halten. Mittels der Schrauben 40 kann dann ein entsprechendhoher Druck, sei es nur von einer S ite - wie in Fig. 1 dargestellt - sei es bei symetriseher Anordnung von beiden Seiten her, auf die Bausehalen des inneren Bauelementes ausgeübt werden.

In Fig. 1 ist als Variante zusätzlich eine besonders ausgebildete Schraube 51 dargestellt, die mit ihrer feststehenden Mutter 51 a an der Bauplatte 1 a befestigt ist, hingegen mit dem Schraubenkopf 51 b gegen, die bewegliche Bauplatte 19 des inneren Bauelementes gasdicht angeordnet ist.

Um die Schraube 51 betätigen zu können, ist durch die äußere Bauschale gasdicht und verschieblich ein Rohr 52 geführt, durch welches eine Schraubvorrichtung hindurch gesteckt werden kann, die beispielsweise in den Schlitz des Schraubenkopfes 51 b eingreift und die Schraube 51 in die feststehende Mutter 51 a eindreht. Das Rohr 52 umgreift mit seinem Ende lose den Schraubenkopf 51 b und gleitet luftdicht mit dessen Bewegung in den Hohlraum bzw. in den sich erweiternden Spalt 35 bis die Endstellung der Schraube 51 und damit des Schraubenkopfes 51 b erreicht ist. Damit ist zunächst die äußere Bauschale la mit dem inneren Bauelement über

609828/039 7

dessen gegenüberliegende Bäuscl·?.]f 19 unter Bewirkung der Verbindung und Spannung der Stützplatten und Isolierelemente zu einer Einheit verbunden.

Um die Bauschale 1 mit der Bauschale 2 in eine gespannte, und zwar konvex gegeneinander gerichtete Lage mit der Bauschale 2 a zu versetzen, besitzt das Rohr 52 an seiner Außenseite ein Gewinde zur Aufnahme einer Mutter 53„ Diese wird nach Erreichen der Endstellung der Schraube 51 gegen die Bauschale 2 a gedreht, bis diese Bauschale vorzugsweise eine konkave Durchbiegung aufweist.

Da dieser Druck der Mutter 53 als Zug auf die Bauschale 1 a über den Mutterkopf 51 a der Schraube 51 sich überträgt, sind beide Bauschalen 1 und 2 in der gleichen Weise mit der gleichen Spannkraft gegeneinander gerichtet.

Die Schrauben 51, 51 a, 51 b, 52, 53 können in beliebiger Anzahl und jeweils an den statisch für die Biegefestigkeit besonders in Betracht kommenden Stellen der Schalenflächen angeordnet werden. Alle Teile der Schrauben und das Rohr 52 sind gasdicht durch das Bauelement hindurchgehend wie auch im Spalt 35 durch Dichtungen 52 a abgedichtet.

Die Schraube 51 kann auch in der Weise angeordnet sein, daß der Schraubenkopf 51 b feststeht und auch mit ihm das Rohr 52 feststeht, hingegen die Mutter 51 a ζ. B. mit einem Schlitz versehen ist, der ihr Eindrehen in die Schraube 51 ermöglicht. In diesem Falle kann statt des Rohres 52 auf dem feststehenden Schraubenkopfteil 51 b eine weitere Schraube befestigt, z. B. aufgeschweißt sein, die eine Mutter 53 alsdann aufnimmt, die das Anpressen der Bauschale 2 a ermöglicht.

Das innere Bauelement kann auch für sich allein durch eine Schraube 51 gespannt werden, wenn die Mutter 51 a gegen die innere Bauschale 10 a, . bzw. 19 bei symetrischer Anordnung wie vorbeschrieben auf der linken Seite der inneren Bauschale angeordnet wird. Die Schraube 51 kann nach außen verlängert sein und eine zweite Mutter 53 zum anpressen der Bauschale 1 von außen her dienen.

609828/0397

Durch das Anpressen der Bauschule 1? wild der Spalt 35 erweitert. Zur Übertragung der Druckkraft der Muttern 53 auf das innere Bauelement können entsprechend bemessene, z. B. isolierende Abstandstücke, insbesondere an den Stellen stärkster konkaver Durchbiegung der Schalenflächen in den Spalten 35 angeordnet sein, durch welche die konkave Durchbiegung nach innen eine vorbestimmte Begrenzung erhält, ohne daß der Druck auf innere Stützelemente oder ein inneres Bauelement übertragen wird. Diese dienen in diesem Fall vielmehr nur der Schall- und Wärme-Isolierung. Solche fixierende Abstandmittel können auch in Verbindung mit den die Spalte 35 durchquerenden Schraub enteile in der Weise vorgesehen sein, dass diese Schraubenteile 52 durch die Abstandmittel 52a hindurchgehen. Dabei kann die Form, dieser Abstandmittel je nach den weiteren Zwecken, die sie erfüllen sollen, z.B. zur Ausbildung von akustischen Knotenpunkten oder Knotenlinien auf den Bauschalenflächen (den äusseren und/oder auch den inneren Bauschalen sowie den Stütz elementen 1O₃ 16) entsprechend optimal ausgebildet sein. Das Material dieser Abstandmittel kann zugleich wärmeisolierend sein und durch entsprechende Ausbildung beispielsweise in der Form eines stumpfen Kegels, dessen stumpfe Spitze nach aussen gerichtet ist, Wärmebrücken entsprechend verringern.

Anstatt das Evakuier-Rohr über die Umrandung 3c den Spalten 14 und 15 zuzuführen, kann dies in der Weise geschehen, dass das Evakuier-Rohr quer durch das innere Bauelement durch Aussparungen in den Stütz- und Isolierelementen geführt ist, wobei es mindestens im Bereich der zu evakuierenden Zellen und ihrer Verschiebung einen entsprechend langen Schlitz aufweist (Nicht gezeichnet). Durch diesen Schlitz ist das Absaugen der Luft in jeder Stellung der verschieb lieh en Stütz- und Isolierelemente im inneren Wandelement stets möglich. Dieses Rohr ist durch die Bauschale 1 oder 2, den zugehörigen Spalt 35 und die innere Bauschale 19 geführt und allseits gasdicht abgedichtet. Es trägt nach aussen ein Ventil und ist an eine Vakuumpumpe angeschlossen. (Vgl. dazu Rohr 32)

Das bewegliche Zwischenstück 20a kann entfallen. Die Schrauben können aus Isoliergründen aus Kunststoff sein.

60 982 8/0397

246194Q

Fig. 2 zeigt ein anderes Av.sführimgsbeispiel eines Bauelementes bestehend aus den Bauschalen 101, 102, 103, 102 und 105. Die Bauschalen sind multilple Verbundschalen, die aus z.B. Blechen, Kunststoffschichten, Kunststoffklebefilme, Kunststoff-Folien, massiven Kunststoffplatten, Reflektierfolien oder auch Baustoffen anorganischer Art, z.B. Zementplatten, Betonplatten, bestehen können. Die Wahl der Materialien wird durch den Anwendungszweck des Bauelementes bestimmt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht die linke Aussenschale aus einer vorzugsweise armierten Betonplatte 101a, die mit einer Blechschale 101c, deren Randteile u-förmig abgewinkelt sind, durch eine elastische Kunststoffschicht 101b, z.B. durch eine elastische Klebeschicht, in Verbundweise vereinigt ist. Nach dem Inneren des Bauelementes hin können diese Verbundteile mit weiteren Beschichtungen versehen sein. So kann z.B. auf die Metallplatte 101c eine Gummiplatte lOldund auf diese eine weitere Metallplatte lOle folgen. Diese Kombination der Aussenschale 101 hat den Vorteil, dass durch die Betonplatte 101a ein Schutz dem Bauelement nach aussen gegen Verletzung erteilt ist. Die elastischen Zwischenschichten 101b und lOld können Spannungen, die bei einer Evakuierung des Bauelementes eintreten, aufnehmen, ohne dass dadurch der Verbund gefährdet wird. Die elastische Kunststoffschicht 101b kann z.B. von einem Kleberfilm gebildet sein mit stark adhäsiven Bindekräften zur Metalloberfläche und zur Betonfläche hin, bei eigenen entsprechend gross en cohäsiven Schichtkräften des klebenden Kunststoffes. Die Gummischicht lOld zwischen den Metallschichten 101c und 101 e soll ebenfalls Spannungen elastisch aufnehmen, jedoch in der dem Gummi gegebenen Eigenart. Das Blech lOle bildet die Innenwand eines Hohlraumes 121, der nach der anderen Seite hin von einer mehrschichtigen Bauschale 102 begrenzt und von einer umlaufenden Dichtung 122 allseitig gasdicht abgedichtet ist. An der Hohlraum-Innenseite des metallbleches lOle ist eine Schraube 123 mit ihrer Schraubenmutter 123a angeschweisst, die quer durch das Bauelement und alle darin eingebrachten Teile geführt ist.

609828-/0397

Schraubkopf 123b ist an der gegenüberliegenden Aussenschale 105 vorgesehen, damit diese lageveränderliehe Schale gegen die im Gesamthohlraum angeordneten Stütz- und Isolierelemente angepresst werden kann«

Im Hohlraum 121 sind Luftschläuche 124 angeordnet, die beispielsweise begrenzt sind durch querverlaufende Isolierstreifen 125, durch welche die Schrauben 123 gasdicht hindurchgeführt sind. Oberhalb einer solchen Querdichtung 125 ist ein weiterer Schlauch 124 bis zur nächstfolgenden Querdichtung 125 bzw. Schraubenreihe 123 angeordnet usw. aufeinanderfolgend. Dabei können die Luftschläuche 124 durch Rohrverbindungen, die durch die Isolierungen 125 geführt sind, luftdicht miteinander verbunden sein.

Die kombinierte Bauschale 102 ist mit Querperforationen 127 versehen, die den Hohlraum 121 bzw. die darin befindliche Luft mit dem auf die Bauschale 102 folgenden weiteren Hohlraum 129 verbinden. Ih diesem Hohlraum 129 ist eine Zellenplatte 128 (Wabenplatte) mit seitlich offenen Zellen und zur Bauplatte 102 und ebenso zur nachfolgenden Stützplatte 99 hin mit senkrecht auf diesen stehenden Zellstegen bzw, Zellwänden angeordnet. Auch die nachfolgende Stützplatte 99 ist mit Perforationen 127 versehen. Es folgt alsdann eine weitere Zellplatte 128 und auf diese eine Verbundbauschale 103 bestehend vorzugsweise aus einer Vielzahl von je nach den Zwecken miteinander zu kombinierenden Schichten z.B. spannbaren, dünnen, elastisch harten Blechen mit zwischengeordneten elastischen Kunststoff-Verbundschichten,-z.B. auch Entdröhnungsschichten (z. B. Copolymerisat-Filme) - in gleicher oder unterschiedlicher mehrfacher Folge mit gleichen oder anderen zweckgeeigneten, insbesondere geeignet zur Herstellung und Aufrechterhaltung eines Spannung s zu Standes auf unbegrenzte Zeit.

In Fig. 2 folgen in symetrischer Weise auf diese zentrale Bauschale 103 eine Zellenplatte 128, ein Stützelement 99 mit Perforationen 127 und eine Bauschale 102 (z.B. identisch mit der erwähnten Bauschale 102) und

6 0 9 8 2 8/0397

20 24S194Q

alsdann wiederum ein Hohlraum 121 mit darin - wie bereits vorbeschrieben - angeordneten, untereinander durch Rohr in Verbindung stehenden Luft schlauch en 124 aus gasdichtem, dehnbarem Material, insbesondere aus Gummi entsprechend der Eignung oder auch aus geeignetem Kunststoff-Folien. Die alsdann folgende Bauschale 105 kann - falls ein Gebäudeinnenraum folgt - spezifisch entsprechend dessen Verwendungszweck und den daraus sich ergebenden Anforderungen, z.B. betr. Brandschutz, Gipsinnenputz usw., ausgebildet sein. Insbesondere können dazu feuerfeste Materialien wie z.B. Asbestplatten, Glasfasermatten, Steinwolleinlagen, in einem zur Gipswand hin folgenden, dem Brandschutz dienenden, Zwischenraum vorgesehen sein. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung zeigt die Fig. 2 als Raumbegrenzung lediglich eine Gipswand 116, die in beliebiger "Weise mit oder ohne Zwischenraum angeordnet sein kann.

Auch hier besteht die Aufgabe, ein Vakuum mindestens in den Zellhohlräumen herzustellen. Dazu sind zu den einzelnen Hohlräumen 121 luftdicht Rohreinmündungen 130 vorgesehen, die über Ventile (nicht gezeichnet) mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Die Hohlräume können auch durch Schlitze in den Isolier-Abstandstreifen 125 untereinander verbunden s ein.

Auch die Luftschläuche 124 sind über luftdicht in sie einmündende Evakuierrohre 132 evakuierbar. Es genügt, einen dieser Luftschläuche zu evakuieren, da durch die erwähnten Rohrverbindungen der Luftschläuche miteinander sämtliche Luft schlau ehe, die übereinanderliegend im Gesamthohlraum 121 angeordnet sind, damit evakuiert werden können.

Erfolgt diese Evakuierung der Schläuche 124, so strömt infolge des atmosphärischen Drucks, der in den Zellen der Zellplatten (Wabenplatten⁵, Platten mit Kammern oder dergl. ) besteht, die Luft in die Hohlräume 121 ein.

Dadurch werden die Einmündungen 130 der für die Hohl raum evakuie rung vorgesehenen Evakuie rungs rohre 131 freigelegt (2. Fig. 2, rechte Darstellung des zusammengepressten Luftschlauches 124), sodass nunmehr

609828/0397

über diese Rohreinmündungen die gesamte Luft aus den Zellplatten, die bis zur zentralen Spann-Bauschale 103 folgen, vollständig über die Quer-Perforationen 127 evakuiert werden kann. Die Perforationen 127, z.B. Ausstanzungen, sind in einer solchen Anzahl und Verteilung vorgesehen, dass in Querrichtung jede Einzelzelle eine Öffnung, sei es zur benachbarten Zellplatte, sei es direkt zum Hohlraum 121, besitzt.

Die Hohlrauminnenseite der Bauschale 102 ist mit einer Klebeschicht 133 versehen. Auch die ihr gegenüberliegenden Aussenseiten der Luftschläuche 124 können mit einer solchen Kleberschicht versehen sein. Nach Vollzug der Evakuierung der Zellräume wird über die Evakuierungs rohre 132, die in die Luftschläuche münden, die Luft oder ein Gas (z.B. Stickstoff) in die Luftschläuche 124 mit atmosphrärischem oder mit Überdruck eingegeben. Hierdurch pressen sich die Aussenseiten der Luft schlau ehe, die den perforierten Bauschalen 102 gegenüberliegen, gegen diese und verkleben sich gegenseitig gasdicht. Damit ist in Verbindung mit den übrigen Dichtungsmitteln das hergestellte Vakuum in den Zellen auf unbeschränkte Zeit absolut gesichert. Wie dargestellt, stehen die Zellenplatten beidseits des Stütz elementes 99 durch Querperforationen 127 in Verbindung. Es bedarf nicht der Schliessung dieser Querverbindungen. Im Falle einer Verletzung werden immer nur zwei solcher benachbarter Zellhohlräume durch diese Verbindung betroffen, da eine lotrechte Verbindung der Zellen untereinander nicht besteht.

Die Luftschläuche können nach innen oder aussen mit dem Teil, der dem Kleb-Verschluss der Querperforationen 127 dienen soll, mit flexiblen oder festen Platten verbunden sein, die die Verklebung der Querperforationen beim Einlassen des Überdruckes durchführen.

Infolge des Überdrucks in den Hohlräumen 121 einerseits und infolge des Vakuums in den auf die Bauschalen 102 folgenden, mit Zellen ausgestatteten Hohlräumen, werden die Bauschalen 102 konkav in Richtung gegeneinander eingebogen. Die durch diese konkave Biegung entstehende Stellung gegenüber den u-förmigen Randabwinklungen ergibt eine Spannung, durch welche diese Abwinklungen nach außen sich abzuspreizen bestrebt sind Hieran

609828/0397

2Αβ1940

sind sie gehindert durch die Bauschale 103, die mit den quer durch die Abwinklungen geführten Schrauben 111 ebenfalls fest verbunden ist. Die Bauschale 103 wird hierdurch allseits in Zugspannung versetzt. Um die aus der konkaven Durchbiegung sich ergebende Spannkraft möglichst vollständig auf die Randabwinklungen 102a, b, c, übertragen zu können, sind Eckverstärkungen, z. B. Dreiecke 137, angeordnet.

Je stärker ein solches Bauelement insbesondere auf seinen konkav gebogenen Bauschalen 102 belastet ist, desto stärker wird die zentrale Bauschale 103 durch Zug der Schalenränder 102 a, b, c gespannt. Dieser Spannungszustand ist zugleich von hoher Bedeutung für die Schallisolierung, soweit durch die Zellplatten in federnder Weise Schall schwingung en auf die Bauschale 103 übertragen werden. Diese besitzen infolge der selektiven Resonanz der Spannung und die Bildung akustischer Knotenlinien durch die Zellstege, bzw. Kammerwände die Eigenschaft schallharter Wände. Ihre Eigenfrequenz kann jenseits der menschlichen Wahrnehmung liegen.

Die Sicherung der konkaven Durchbiegung erfolgt gleichfalls durch die erwähnten Spannschrauben 123 und die mit der Mutter 123 verbundene, den Abstand bestimmende Isolierstreifen 125.

Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, daß die Spannung der Bauschale 103 und damit verbunden eine erhöhte konkave Durchbiegung der Bauschalen 102 durch zusätzliche Spannmittel erfolgt. Dazu sieht die Erfindung folgendes

Allseitig der Bauschale 103 sind beidseits zu deren Flächen Schraubenhülsen 140 mit innerem Gewinde angeschweißt, in die Schrauben 141 eindrehbar sind, die gegen eine biegefeste, steife Platte 142 durch Andrehen pressen. Diese Platte besitzt Durchbrüche, durch welche die Bauschale 103 mit nach Ausstanzungen entsprechend verbleibenden Teilen hindurchragt. An diesen durchragenden Teilstücken der Platte 103 sind die erwähnten Schraubenhülsen 140 befestigt. Die druckfeste Platte 142 ist beweglich an der Bauschale 103 angeordnet. Sie ist mit u-förmigen Randabwinklungen

609828/0397

102 a, b, c der Bauschalen 102 durch zwiochengeschweißte Verbindungsteile 143 fest verbunden. In Richtung der Ebenen der Bauschalen 102 sind massive Druckleisten 144 angeordnet. Durch das Anspannen der Schrauben 141 werden die Platten 142 an den sich gegenüberliegenden Enden des Bauelementes in Richtung gegeneinander gepreßt und hierdurch an den hebelartigen Randabwinklungen 102 a, die auf den Leisten 144 wie zweiarmige Hebel angeordnet sind, dazu veranlaßt, die Randabwinklung 102 a durch Abbiegen in eine Spannung zu versetzen. Hierdurch wird die konkave Durchbiegung der Bauschalen 102 weiterhin verstärkt. Diese übt ihrerseits einen entsprechend höheren Druck auf die Zellen 128 bzw. Zellstege aus, mit welchem von beiden Seiten her die Platte 103 abgestützt wird. Hierdurch wird sie zusätzlich biegefest abge-'.'j ;< stützt. Außerdem wird durch das Ansp-annen der Schrauben 141 die Spannung der Bauschale 103 erhöht und auch damit einem Einknicken entgegengewirkt. Es kann somit in der dargelegten Weise der Spannungszustand des Bauelementes, je nach Erfordernis und je nach seinem Anwendungszweck, nicht nur durch den Differenz druck zwischen dem Vakuum im Hohlraum bzw. den Zellen und dem Überdruck in den Luftschläuchen und nicht nur durch die Spannschrauben 123, sondern nunmehr zusätzlich auch über die vorbeschriebenen Druckeinwirkungen auf die u-förmig abgewinkelten Randteile . 102 a, b, c der Bauschalen 102 und der Druckleisten 144 wesentlich und vorbestimmbar gesteigert werden.

Auch der lotrechte Druck, der auf die Druckleisten 144 ausgeübt wird, erhöht die bereits bestehende konkave Durchbiegung bzw. Gegenspannung gegen die in dieser Richtung bestehende horizontale Lastkomponente. Gleichzeitig wird - wie beschrieben - der akustisch ebenfalls bedeutsame Spannungszustand der Bauschale 103 gesteigert.

Die Spannung der Schale 103 wie auch der Randteile 102 a, b, c der Schalen 102 kann allseitig vorgenommen werden. Ebenfalls beidseitig abgestützt

sind auch hierdurch die hochtragfähigen Stützplatten 99. Diese sind zwischen druckfesten, isolierenden Randleisten 150 allseitig gasdicht abgeschlossen.

Zur Wärmeisolierung können zu allen freien Räumen bzw. Zellen und Kammern hochreflektierfähige Folien 77 oder Bleche 77 angeordnet werden. Auch-können je nach Anwendungszweck vorzugsweise komprimierbare

6 0 9 8 2 8/0397

24β19Α0

Zwischenplatten zu den Zellen, Kua^m-am u. dgl. vorgesehen sein.

Alle Schrauben 123 und sonstigen evtl. anzuordnenden Teile sind vorzugsweise mittels Dichtungen 151 gasdicht zu den Hohlräumen, die sie durchqueren, abgeschlossen.

Die Bauschale 105 ist getrennt von der Bauschale 102 zwischen Abschluss-Platten 152 gasdicht mit Dichtungen 153 angeordnet und wird durch die Schrauben 123 wie auch durch zusätzliche, an den lotrechten Randteilen der Bauschalen 102 nach dem Bolzenschweissverfahren angeschweissten Schrauben (nicht gezeichnet - vgl. dazu die Schraubenmutter 123a) gehalten.

Die u-förmigen Randabwinklungen 102b der Bauschalen 102 sind durch Schrauben 111 und zwischengeordneten Dichtungen 110 fest miteinander verbunden.

Der mit der Aussenschale 101 in Verbundweise vereinigte Blechschalen teil 101c kann ebenfalls z.B. z-förmig abgewinkelt und mit der gemeinsamen Schraube 111, die zugleich die Verbundschale 103 aufnimmt, über eine Dichtung 110 befestigt sein.

Die unterhalb der Schalenabwinklungen 102a zur Anordnung der beschriebenen Spannschrauben 111 und 141 erforderlichen Hohlräume können z.B. durch Ausschäumen mit Kunststoff schaum en isoliert werden.

Das nach oben oder unten oder seitlich nächstfolgende Bauelement kann sich unmittelbar an die Fassadenplatte 101a anschliessen. Diese Fassaden-

609828/0397

platte, beispielsweise aus Beton, kann in herkömmlicher Weise verputzt oder verkleidet werden.

Solche Betonwände können mit Epoxidharzklebern,die Zugscherkräften von 200 Kg (Heisskleber 400 Kg)standhalten, auf die abgewinkelten Blechschalen aufgeklebt werden, ohne dass Gefahr einer späteren Loslösung besteht. Es können jedoch auch zusätzlich auf den Blechflächen z.B. Bolzen oder Winkel streifen oder dergl_o aufgeschweisst sein, die in entsprechende Aussparungen der Betonplatte eingreifen und damit eine tragende Unterstützung zur tragenden Klebekraft bilden.

Die Anwendung solcher Kunststoffkleber ist - wie vorbeschrieben - vorteilhaft bei allen flächigen Teilen, die zu einer Verbund einheit vereinigt werden sollen.

Ein derartig hergestelltes Bauelement ist sowohl nach aussen durch eine verputzte Fassade, wie auch innerhalb der Räume durch einen Gipsverputz oder eine Gipswand von der üblichen Bauweise nicht zu unterscheiden.

Eine weitere Variante der Gestaltung solcher Bauelemente ergibt sich aus der Anordnung der Zwischenbauschale 103 zwischen den beiden den evakuierten Hohlraum begrenzenden Bauschalen. Infolge der gemeinsamen Bindung und Spannung durch die gemeinsamen Randschrauben 111 ist es möglich, die konkave Einbiegung der beiden Schalen zu begrenzen. Die Zwischenbauschale 10 3 wird durch die konkave Einbiegung entsprechend gespannt bis ihr Spannungsgrad die einwirkenden Zugkräfte kompensiert, d.h. bis das Kräfte-Gleichgewicht zwischen der horizontal einwirkenden Knick-Komponente und der dieser entgegenwirkenden Gegenkraft der Zwischenbauschale 103 hergestellt ist_c

Die Zwischenbauschale 103 nimmt die Druckkräfte der Atmosphäre, durch welche, sie über die Schalenrandabwinklungen gespannt wird und die Horizontalkomponente der LAST so auf, dass eine weitere konkave Einbiegung infolge ihrer hohen Gegenspannung nicht mehr erfolgen kann.

60982 8/0397

Dieser Spannungszustand kann durch die vorspannende Anordnung der Spannschrauben 141 so reguliert werden, dass die konkave Einbiegung der den evakuierten Hohlraum begrenzenden Bauschalen auf ein Minimum reduziert ist. Das bedeutet, dass die horizontale Komponente bei der Belastung des Bauelementes sehr klein gehalten werden kann und damit die Beigefestigkeit selbst bei extrem hohen Lasten gewährleistet ist. Die im Hohlraum vorgesehene Zellplatte und sonstigen Mittel können in diesem Fall, ohne selbst einen Druck aufzunehmen - dies ist für die Schallisolierung von hoher und besonderer Bedeutung - lose angeordnet sein und gleichzeitig eine Sicherheit für den Fall bilden, dass ₁ ungewöhnliche Umstände der evakuierte Hohlraum leck wird.

Beidseits der Bauschalen la und 2a (Fig. 1) bzw. 101a und 105 (Fig. 2) können weitere Hohlräume und zusätzliche Bauschalen z.N. zum Brandschutz angeordnet werden. So kann z.B. zum Innenraum eines Gebäudes hin, anschliessend an die dortige Bauschale, ein Zwischenraum mit der Rauminnenwand gebildet sein, der gasdicht z.B. mit Stickstoff oder Kohlensäure angefüllt ist und/oder Asbestplatten, die beispielsweise mit Perforationen versehen sind, aufnimmt, wobei die Asbestplatten ein- oder beidseitig mit hochglänzenden Blechen beschichtet sein können, die im Brandfalle die Wärme strahlen an einem Hindurchdringen zu den inneren Bauschalen hindern. In diesem zusätzlichen Hohlraum kann ein Wasserbehälter oder können Wasser-Rohre angeordnet sein und der Hohlraum durch daran befestigte Bleche wasserdicht zum Bauelement hin abgeschlossen sein.

Dazu können thermostatisch betätigte Ausflussdüsen, insbesondere am oberen Rand des so abgeteilten Hohlraumes angeordnet sein, die bei einem bestimmten Hitzegrad im Brandfall sich öffnen und Wasser gegen z.B. eine an lotrechten Asbestleisten angeordnete, poröse Innenwand abgeben. Durch die Porosität dieser Bauschale dringt das Wasser zur Rauminnenfläche und übt eine kühlende Wirkung aus. Es kann diese, die Innenraumwand bildende Bauschale mit Perforationen oder Düsen, die verdeckt angeordnet sind, versehen sein, die sich thermostatisch im Brandfall öffnen. Das Wasser kann als Wasservorhang die Raumwand

609828/0397

schützen und/oder in den Raum sprühen. Es können zur Löschung gefährlicher Kunststoffbrände, die giftigen Gase entwickeln, dem Löschwasser chemische Stoffe zugesetzt werden, die die giftigen Gase chemisch umwandeln. Es können weiterhin Behälter mit chemischen Stoffen vorgesehen sein, die vom Wasser im Brandfall durchströmt werden und dabei eine chemische Reaktion zur Entwicklung von Kohlendioxyd vollziehen. So kann im Behälter Calciumkarbonat enthalten sein und zusätzlich Salzsäure in z.B. Kunststoff-Gefässen, die sich unter der Brandhitze bei bestimmten Temperaturen öffnen und mit dem vom Wasser gelösten Calziumkarbonat unter Bildung von Calziumchlorid, das zurückbleibt, Kohlendioxyd gasförmig in den Brandraum ausströmen. Dazu können, ebenso wie für den Wasseraustritt, entsprechende Perforationen in den Raum wänden verdeckt vorgesehen sein.

Solche Löschvorrichtungen können auch innerhalb abgehängter Decken angeordnet sein, und so eine flächige, den Brand erstickende Einwirkung auf den gesamten Raum ausüben.

In den Zwischenräumen zwischen den Kühlschlangen, die zum BaUeIe₅-ment hin durch Bleche wasserdichte Behälter bilden, die zum Innenraum hin von einer porösen Wand abgeschlossen sind, können auch feuerfeste Glasfaser und Steinwolle-Fasern eingebracht sein, die das Wasser zwischen ihren Fasern aufnehmen. Das Wasser füllt sich in solchen wasserdichten Brandschutzhohlräumen rasch an und kühlt und durchnässt damit die Innenraumwände von deren Rückseite her und schützt damit das Innere des Bauelementes vor Zerstörung.

Ergänzend sei daraufhingewiesen, dass nicht nur eine Zwischenbauschale, wie im Ausführungsbeispiel Fig. 2 die Bauschale 103, mit einer Vorspannung versehen werden kann, sondern dass Zugspannungen auch auf umlaufende Umrandungen solcher Bauelemente (z.B. Brücken, die Brückendecke und der unterhalb parallel verlaufende Brückenboden) zwischen denen die

609820/0397

lotrechten Stütz elemente nach den hier dargelegten. Prinzipien zwischengeordnet sind, z.B. durch Spann schraub en,, voxweg· eine hohe Spannung erhalten können, wodurch ihre Trage- und Biegefestigkeit ausserordentlich erhöht wird.

Das Bauelement kann in einem Werk als vorfabriziertes Element montagefertig erstellt werden, sodass es lediglich dEfir Anordnung und Befestigung auf der Baustelle bedarf.

60982 8/0397

Claims

Dr. O.A. Becker Saarbrücken, den 27. Dezember 1974 PATENTANSPRUCH

1. Bauelement, insbesondere tragendes Bauelement, z.B. für Bauten, Stützen, Brücken, Fahrzeuge, bestehend aus zwei oder mehreren Schalen bzw. Platten, die mindestens einen Hohlraum umschliessen
dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl verschiedener Mittel vorgesehen sind, die in dem Bauelement Spannungen erzeugen, durch welche die äus seren und ggf. zwischengeordneten Bauschalen und Stützelemente biegesteif verstärkt werden.

60 9828/0 397