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Bauelement vorzugsweise mit Isolierung, insbesondere druckfestes,
biegesteifes, tragendes Bauelement, beispielsweise für Bauten, Stützen, Brücken,
Fahrzeuge.
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Gegenstand der nachstehend beschriebenen Erfindung ist ein Bauelement,
v orzugsweise mit Isolierung, insbesondere ein druckfestes, biegesteifes, tragendes
Bauelement, dessen Anwendung insbesondere auf folgenden Gebieteforteilhaft ist:
Hochbau und Tiefbau, Gewölbebau, Kuppelbau, Tunnelbau, unterirdusche Anlagen, Unte
rwa ss erbauten, Ausbildung von Stützen, Pfeilern, Trägern, Gerüsten, Masten, Schornsteinen,
auch in Form von tragenden Rohren und als Druckrohre, ferner Brückenbau, Fahrzeugbau,
beispielsweise Landfahrzeuge, Seefahrzeuge, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Behälterbau
und als tragende Fundamentausbildung
auch für Maschinen undjöbfekte sowie für Abstützdämme, Wasserstauwehre, Wellenbrecher
und dergl. Die Aufzählung ist nicht erschöpfend.
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Bekannt sind Bauelemente, die aus zwei oder mehreren Bauschalen, aus
mindestens einer zwischen den Schalenrändern liegenden Dichtung und einem von diesen
luftdicht umschlossenen Hohlraum bestehen, in welchem Andruckmittel (beispielsweise
Wabenplatten) mit zwischengeordneten festen Platten (beispielsweise Metallplatten)
und den zugeordneten Abdichtplatten (beispielsweise Kunststoffschaumplatten), die
mit dampfdichten Folien (beispielsweise Aluminium-Folien) beschichtet sind, angeordnet
sind und mindestens eine der Bauschalen lageveränderlichbeweglich oder biegsam (beispielsweise
konkav) vorgesehen ist und im Hohlraum ein Vakuum oder Unterdruck besteht.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand Verbesserungen der Isolierung,
insbesondere des Wärme- und Schall-Schutzes, wie auch der Druckfestigkeit und damit
Biegesteifheit und Tragfähigkeit der
stützenden und tragenden Element-Teile.
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Zur druckfesten, biegesteifen, tragfähigen, insbesondere lotrechten
Abstützung sieht die Erfindung die Anordnung von Stützelementen bzw.
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Stfftzkonstruktionen, vorzugsweise in Hohlform, beispielsweise von
einzelnen Vierkantrohren vor, die sowohl neben- wie hintereinander dicht aufeinanderfolgend
in Gruppen angeordnet sein können und beispielsweise durch Kleberschichten mit einander
verbunden sind. Solche Stützen können auch in vorbestimmten Abständen zueinander
angeordnet sein, wodurch freie Zwischenräume entstehen, durch welche unter anderem
Querverbindungsschrauben von Schale zu Schale greifen können. Zur gegenseitigen
Abstützung der Stützelemente können in diesen freien Hohlräumen waagerecht oder
diagonal angeordnete Quer stützen vorgesehen sein. Des weiteren sieht die Erfindung
vor, dass diese Stützen zwischen inneren Bauschalen und Bauplatten, die flächig
an ihnen anliegen und beispielsweise mit ihnen verklebt sind angeordnet werden,
wodurch zwischen diesen inneren Bauschalen geschlossene Hohlräume innerhalb des
grösseren Hohlraumes gebildet werden, der Mittel zur Abstützung der inneren Baus
chalen,beispielsweis e Waben -platten, vorsieht. Diese Wabenplatten werden durch
die Bauschalen des grösseren Hohlraumes gegen die genannten inneren Bauschalen,
zwischen denen die Stützen eingebracht sind, gepresst und verhindern dadurch entsprechend
ihrer Andruckkraft ein Ausbeulen oder Einknikken der Stütz elemente bzw. -Konstruktionen.
Statt Wabenplatten können auch andere senkrecht auf den inneren Schalenflächen stehende
Stützen mittel eingebracht sein.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, die vorzugsweise rechteckig ausgebildeten
Stützen im Innern als Hohlzylinder auszubilden, die vorzugsweise an beiden }Cndent7gegenlãufig
einges eingeschnittenen Hohlzylindergewinden versehen sind. In diese Hohlzylinder
werden von beiden Seiten her Spindeln eingesetzt, deren Gesamtlänge grösser ist
als die der Hohlzylinder. Diese Spindeln tragen an ihren äusseren Enden gegenläufige
Schraubengewinde,
die als Gegengewinde in die Hohlzylindergewinde eingeschraubt werden können. Dazu
ist der Durchmesser der Spindelgewinde entsprechend grösser als der Durchmesser
der Spindeln (Schraubenkern) selbst. Zwischen den glatten Spindellängen und dem
Hohlzylinder besteht kein Spiel. Werden Spindeln eingeschraubt, so stossen sie entsprechend
ihrer Bemessung mit ihren Enden in dem Hohlzylinder des Vierkantrohres gegeneinander.
Wird die Drehung der einen oder beider Spindeln fortgesetzt, so werden die Vierkantrohre
gestreckt und gespannt. Solche Spannungen können bis zur Grenze der Materialstärke
der Gewind e, in den Vierkantrohren in Längsrichtung, bewirkt werden. Die nach beiden
Seiten aus dem Hohlzylinder herausragenden Spindelteile werden abgeschnitten und
alsdann ggf. so weit ausgebohrt, dass ein Druck, der auf das Vierkantrohr ausgeübt
wird, nicht unmittelbar auf die Spindel einwirkt. Das Vierkantrohr setzt damit einem
äusseren Druck auf seine Enden nicht nur einen Wider stand entsprechend seinem Elastizitäts-Modul
entgegen, sondern einen zusätzlichen Widerstand entsprechend der ihm erteilten Längsspannung.
Entsprechend dieser Spannung sind die Rohre erhöht tragfähig und biegefest. Solche
Rohre können auch in horizontaler Richtung, vorzugsweise auf drei Stützen gleicher
Art, angeordnet werden und setzen einen ihrer Durchbiegung in Querrichtung entsprechend
höheren Widerstand entgegen. Horizontal aufgelegte Rohre können an ihren Enden Rohrflansche
tragen, die in lotrechte Rohre eingreifen und dadurch mit diesen u-förmige oder
rechteckig geschlossene, tragende Konstruktions-Elemente bilden. Diese Flansche
können entsprechend der Form der lotrechten Rohre grösser gehalten sein und damit
diese Rohre von aussen umfassen.
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Zu den horizontalen Rohren können in beliebiger Anzahl und in beliebigem
Abstand horizontal verlaufende Schrauben angeordnet sein, durch welche der Abstand
zwischen je zwei lotrechten Stützen gesichert ist.
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Solche Schrauben können ebenfalls Spindeln sein mit beispielsweise
gegenläufig an ihren Enden eingeschnittenen Schraubengängen und dazu beweglich angeordnete
Schraubenmuttern, durch welche bei Drehung der Spindeln der Abstand dieser zueinander
vergrössert wird und damit entsprechende Drücke auf die zu den Schraubenmuttern
angeordneten konstruktiven Elemente ausgeübt werden.
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Statt zweier Spindeln kann zur Spannung der Rohre nur eine Spindel
vorgesehen sein, wenn das andere Ende des Rohres so homogen mit dem Rohr verschlossen
ist, dass es den vollen Druck des gegen diesen Verschluss einwirkenden freien Endes
der Spindel aufzunehmen vermag.
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Solche Stützkonstruktionen können in der jeweils erforderlichen Richtung
auch ausserhalb der Bauelemente mit diesen verbunden oder auch frei ohne diese zur
Anwendung kommen. Zum Strecken und Spannen solcher Stützen können ihre Spindeln
auch ausserhalb der Stützen vorgesehen sein, wenn die Stützköpfe so ausgebildet
sind, dass sie seitlich. der Stützen die Druckspindeln, beispiel weise paarweise
gegenüberliegend, aufzunehmen vermögen. Damit sind die Anwendungsgebiete fast unbeschränkt.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung und zugehörigen
Beschreibung aufgeführt.
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Fig. 1 zeigt schematisch im Senkrechtschnitt untereinander angeordnet
Teile zweier Bauelemente. Jedes Bauelement ist mit einem Rahmen la, lb, 1 c, ld
an der abgestuften Stirnkante einer Gebäudeecke 2 befestigt. Dazu sind seitlich
der Bauelemente mit ihnen fest und tragend verbundene Befestigungselemente (nicht
gezeichnet) vorgesehen, die mit waagerechten Schrauben 1 s an der Stirnkante angeordnet
sind, sowie weitere Schrauben 1 s' und 1 5'', die lotrecht durch die Rahmenteile
la gehend in die Decke 2 eingreifen.
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Der Rahmen la, lb, lc, ld trägt das vordere Teil des Bauelementes
mit den Bau schalen 3a, 3b, die vor der Stirnkante der Gebäudeecke 2 angeordnet
sind. Dieser Rahmen 1 umschliesst tragend und dampfdicht die Randteile der Zwischenbauschale
3b. Die Bauschalen 3a und 3b bestehen vorzugoweise aus einem oder mehreren allseitig
dampfdicht abgewinkelten Blechen, z. B. aus Stahl oder Aluminium oder aus einer
abgewinkelten Kunststoffplatte. Ein- oder beidseitig zu dem Blech 3b können weitere
Bleche 6, als ebene Tafel oder als profilierte Tafel, z. B. trapezförmig ausgebildet,
vorzugsweise elastisch fest in Verbundweise vorgesehen sein. Diese können an den
Randteilen mit Flanschen ausgebildet sein, sei es in gleicher Weise wie das Blech
3a bzw.
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3b, sei es in anderer Form und Richtung, insbesondere zur gemeinsamen
oder getrennten Aufnahme von Verbindungsmitteln und dergleichen zur Verbindung miteinander
und ggf. mit anderen Teilen des Bau elementes. Der Rahmen 1 ist mit der Bauschale
3b verbunden, z.B.
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durch eine Kleberschicht aus einem elastischen, schalldämpfenden Kunststoff-Kleber.
Die Bauschale 3b kann im Verbund mit isolierenden Schichten 4, 5, versehen sein,
z.B. in Sandwich-Verbundweise. Diese isolierenden Schichten können vorzugsweise
aus Kunststoff bestehen, z. B. in Form von Folien 4 und/oder als Kunststoffschaumtafeln
5 oder als aufgetragene Kunststoffmasse. Auch können die Zwischenschichten in mehreren
Lagen aufeinanderfolgend, insbesondere zur erhöhten Schallisolierung miteinander
verklebt vorgesehen sein. Zu dem zwischengelagerten dampfdichten Hohlraum H4 hin
ist eine elastische Schicht, vorzugsweise eine Tafel aus Kunststoffschaum 5 mit
geschlossenen
Poren, und auf diese eine reflektierende Folie, z. B. Aluminiumfolie 7 aufgebracht.
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Zwischen der Schale 3b und dem Rahmen 1 können ausser Klebeschichten
auch andere Schichten, insbesondere Isolierschichten 5, vorgesehen und/oder Metallfolien
und/oder Kun s tstoffs chaumtafeln, welch letztere z.B. in dampfdichten Hüllen aus
Aluminium- oder Kunststoff-Folien nach Trocknung und Befreiung von adherierenden
Gasen dampfdicht eingebracht sind.
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Der Verbund-Bauschale 3a ist unter Belassung eines dampfdicht elastisch
abgeschlossenen Hohlraumes H1 mit Abstandmitteln und Isoliermitteln, erforderlichenfalls
auch mit tragenden Stützen, eine Aussenschale 3, z.B. aus anorganischem Material,
vorzugsweise aus Zement gemischt z. B. mit Kunststoffen, vorgelagert. Diese Aussenschale
3 ist mehrschichtig ausgebildet, z. B. in der Weise, dass eine oder mehrere Metallfolien
oder Kunststoff-Folien als dampfdichte Zwischenschicht fest eingeklebt sind. Die
Bauschale kann zur Sicherung des Bauelementes vor Verletzung z. B. durch Eindringen
von Kugeln, mit einer vorzugsweise eingeklebten Metallschicht oder mit Metallteilen,
z. B. Spänen, bewehrt sein, oder mit mehreren z. B. fein perforierten Metallschichten
deren Lochungen geringer als der Kugel-Durchmesser sind.
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Die zum Hohlraum H1 hin liegende Innenfläche der Schale 3 kann unterschiedlich
ausgebildet sein. Sie kann z. B. mit einer reflektierenden Metallfolie 7 mittels
einem der erhöhten Schallisolierung dienenden Kunststoffkleber beschichtet sein.
Es kann zusätzlich zwischen der Schale 3 und der reflektierenden Schicht 7 eine
elastische Schicht anderer Art, z. B. eine Kunststoffschaum-Tafel 5 mit geschlosse
æn Poren zwischengeklebt sein. Im Hohlraum H1 sind vorzugsweise isolierende und
reflektierende Abstandmittel, z. B. dreieckförmige, insbesondere aus Isoliermaterial,
z. B. Kunststoff-
Hartschaum, Holzfaserplatten, hergestellte Leisten
18, 1 - deren spitze Kanten gegen die Schale 3 gerichtet sind, durch Kleben angeordnet.
Die spitze Kante dringt in die weichen Schichten 7 und 5 ein und schliesst den allseitig
abgedichteten, so gebildeten Kammer-Raum luftdicht ab. Hierdurch wird vorweg eine
erhebliche Wärme- und Schall-Isolierung durch die extreme Reduzierung auf die minimalen
linearen Berührungsstellen bewirkt. Dies kann noch dadurch gesteigert werden, dass
diese Dreieckleisten in mehrfacher Aufeinanderfolge beidseits auf z.B. Kunststoffplatten
und/oder Kunststoff-Schaumplatten aufgeklebt sind, so dass auch die nachfolgende
Bauschale 3a nur von linearen Kanten berührt wird. Durch die reflektierende Oberflächenbeschichtung
der Leisten 18 ist die Kammer eine allseitige Spiegelkammer.
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Die Dreieckleisten im Hohlraum H 1 können abwechselnd sich kreuzend,
vorzugsweise mit zwischengeordneten Reflektierplatten, -Folien oder dergl. angeordnet
sein. Die Abstände zwischen den Kunststoffplatten bzw. Folien können klein gehalten
sein. Diese festen Platten (oder Schaumplatten) können insbesondere mit Aluminiumfolien
bedeckt sein, ebenso wie die Leisten 18. Die Leisten können sich kreuzend, z.B.
Spitzkante gegen Spitzkante mit nur punktförmiger Berührung vorgesehen sein. Dazwischen
kann noch eine Aluminium-Folie 7 federnd gespannt sein. Auch andere Kombinationen
sind möglich. Der Hohlraum H1 kann je nach der weiteren Ausbildung des Bauelementes
über Rohre 24 und Ventile mehr oder minder evakuiert sein oder mit einem Trockengas
mit z. B. tfbgdruck verstehen werden und mit einen erhöhten Druck auf die Bauschale
3a ausüben. Die Abstandmittel 18 und die zur dampfdichten Abdichtung des Hohlraumes
umlaufend angeordneten Dichtungen 19, zu denen auch weitere Dichtungen (nicht gezeichnet)
z. B. an den Enden der Leisten 18 angeordnet sein können, schliessen gemeinsam die
einzelnen Kammern des Hohlraumes H1 luft- und dampfdicht ab.
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Die (nicht gezeichnet) als Träger der Abstandleisten 18 zwischengeordneten
Kunststofftafeln und/oder Aluminium-Folien 7 können hängend durch Anordnung von
Federn in einem vorbestimmten elastischen
Spannungszustand vorgesehen
sein. Dadurch gewinnen sie die Eigenschaft von Membranen, die Eigenfrequenzen entsprechend
dem Grad ihrer Spannung besitzen. Es kann der abgestrahlte Schall, der auf die Kunststoff-
Zwischentafeln und dergl. trifft, nicht nur durch Reflexion gedämmt, sondern durch
Resonanzfrequenz erhöht absorbiert und alsdann gedämpft, d.h. in seiner Amplitude
vermindert werden.
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Es können auch Waben mit grossen Zelldurchmessern je nach Erfordernis
und starken Stegen, die eine bedeutende Druckfestigkeit besitzen und entsprechenden
Gegendruck auszuüben vermögen, vorgesehen werden.
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Die Wahl der Materialart z. B. Karton, Plastik, Metall, ergibt sich
aus dem Anwendungszweck des Bauelementes.
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Die anderen Bauschalen 3b, 9, Q, 16 und ihre zugehörigen Hohlräume
können in der gleichen Art zu den Bauschalen 3a und 3b und den Hohlräumen beschrieben,
ausgebildet sein. Insbesondere können zu den reflektierenden Metallfolien geschlossenporige
Kunststoff-Schaumtafeln 5 vorgesehen sein. Die Erfindung lässt nach den beschriebenen
Prinzipien alle Möglichkeiten für jeden besonderen Fall zu. Grundsätzlich können
die Folien, dünne Tafeln, Platten und dergl. mit vorzugsweise federnder Spannung
lose angeordnet oder mit dieser Spannung in Waben- und Kammeröffnungen polsterartig
eingepresst oder im gespannten Zustand aufgeklebt sein.
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Um höhere Spannungen, bei insbesondere stärkerem Material auszugaben,
können Schrauben an den vorzugsweise abgewinkelten Randteilen dieser Schichten vorgesehen
sèin. Durch Anziehen dieser Schrauben wird die vorbestimmte Spannung des Zwischenmaterials
bewirkt. Entsprechendes gilt für alle Hohlräume H2, H3, H4, H5.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind in den Hohlräumen H2 und H4
Wabenplatten gezeigt. Zur isolierenden Reflexion von Wärme und Schall sind alle
Wände der Zellen und Kammern und ggf.
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ihre Einlagen allseits hochreflektierend ausgebildet.
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In solche Zellen und Kammern können an sich bekannten Füllmittel eingebracht
sein. Diese sind vorzugsweise hochreflektierend beschichtet.
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So können beispielsweise Kunststoffschaumperlen, u. a. Polystyrol
oder Glasfasern, Asbestkugeln mit einer reflektierenden Aluminiumschicht durch Aufdampfen
versehen sein.
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Dieses reflektierende Füllmaterial kann lose eingefüllt sein. Durch
die geeignete Wahl z.B. des Durchmessers der Kügelchen kann nicht nur die Konvektion
eines evtl. in der Zelle befindlichen Gases verhindert werden, sondern durch Reflexion
und Beugung auch eine hohe Diffusion (Streuung) eintreten. Die Verbundbauschalen,
wie auch andere Element-Teile können grundsätzlich aus jeglichem geeigneten Baustoff'sein.
Es können in den feuergefährdeten Hohlr äumen zu den dem entsprechend anders ausgebildeten
Bauschalen beispielsweise Asb e stplatten, vorzugsweise eingehüllt mit hochreflektierenden
Materialien, z. B. dünnen, vernickelten oder verchromten Blechen, angeordnet sein.
Damit kann durch Reflexion der Wärmestrahlen das Vordringen der Strahlungsenergie
zu den Asbestplatten weitgehend vermindert und verzögert werden. Der hohe Schmelzpunkt
von Nickel und Chrom sichert eine langanhaltende Reflexion im B randfall.
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Insbesondere kann die zum Innenraum hin liegende Bauschale 16, die
vorzugsweise mit einer Gipsschicht 16a versehen ist, nach Brandschutzerfordernissen
mit feuerb e ständigen Zwischenschichten aus -gebildet sein. Zur Verminderung der
Abstrahlung der Wärmeenergie besitzt die Bauschale 16 an ihrer Innenfläche zum Hohlraum
H5 hin eine hochreflektierendes Blech 3h, z.B. mit einer Nickel- cder Chrornschicht
7' und ihr gegenüber eine weitere hochreflektierende Schicht 7', die den abgestrahlten
Teil der Energie zum grössten Teil zurückwirft. Solche reflektierenden Schichten
etwa wie zum Hohlraum H1 beschrieben, können in mehrfacher Folge anschliessend an
die Innenbauschale 16, z.B. mit federnder Spannung hängend vorbegehen sein. Es können
zur Minderung der Wärmeleitung Dreieckleisten
18, wie ebenfalls
zum Hohlraum H1 beschrieben, eingebracht sein. Diese Dreieckleisten können z.B.
aus dünnen reflektierenden Blechen geformt sein, in die Dreieckleisten aus Asbest
eingebracht sind. Auch hier bilden sich Spiegelkammern, jedoch aus feuerbeständigem
Material. Dazu können in geeigneter Aufeinanderfolge verschiedenartige Mittel mit
unterschiedlichen Eigenschalten vorgesehen sein. Die Innenraumschale 16 ist ringsumlaufend
in eine elastische Dichtung 20 eingebettet. Hierdurch ist sie nach allen Seiten
frei schwingfähig. Die Biegeschwingungen der Schale 16 werden dämfend von diesen
elastischen Dichtungen aufgenommen. Insbesondere werden die von der Schale absorbierten
akustischen Wellen an ihren Kanten mit gleicher Phase reflektiert.
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Solche allseits schwingfähigen Platten bzw. Membranen vermögen ein
weit höheres Schall spektrum als Resonanz aufzunehmen als Membrane mit eingespannten
Randteilen.
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Im Branfalle werden die elastischen Dichtungen zerstört. Die Schale
16 ist jedoch durch Schienen 17, die mindestens am Boden und an der Decke vorgesehen
sind, daran gehindert, sich abzulösen.
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So können etwa kammförmig in kleinem Abstand zu der Kante der Bau
schale mit zur Decke hin liegendem Kammrücken parallel zueinander liegende Bleche
hintereinander etwa bis zum Hohlraum H5 verlaufend, die zwischen sich das elastische
Dichtungsmittel 20, z.B. eine Kombination von elastischen Mitteln mit Asbest, angeordnet
werden. Diese Kämme hindern nicht die elastische Schwingung der Schale 16, die ausschliesslich
von dem Dichtungsmittel 20 getragen wird. Im Falle der Zerstörung senkt sich die
Bauschale 16 nur um den vorbestimmten Abstand bis zu den Zähnen (Blechkanten) des
Kammes. Die Zeichnung zeigt Abstandmittel 15, vorzugsweise aus Asbest.
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Dieser Teil (3b, H5, 16) des Bauelementes kann - wie erwähnt -beliebig
untergliedert werden. Er kann insbesondere auch Stützen wie später zum Hohlraum
H3 beschrieben, aufnehmen zur tragenden Funktion als tragendes Gebäudeteil oder
dergl.
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An der Rückseite der Bauschale 3 ist umlaufend, rahmenförmig eine
u-förmige
Halterung 22, beispielsweise aus Metall mit Schrauben 23 angeschraubt. Diese Halterung
ist in die Zwischenräume zwischen den allseits benachbarten Bauelementen eingefügt
und ist dort irgendwie befestigt z.B. eingerastet in entsprechend zugeordneten Befestigungs-Elementen
13. Dadurch werden die Hohlräume zwischen den benachbarten Bauelementen ebenfalls
luftdicht abgeschlossen und können ggf. beispielsweise mit einem Unterdruck versehen
werden.
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Unterdruck wird die Bauplatte 3 in Richtung zu den Bauschalen 3a gepresst,
so dass auch ohne Einklinkvorrichtungen 13 an den inneren Halterungen die Bauschalen
sich nicht ablösen können. Auch diese Hohlräume, die unter sich nochmals luftdicht
unterteilt sein können, sind mit Evakuieröffnungen 24 bzw. Rohröffnungen versehen.
Sie können auch mit Trockengas gefüllt werden.
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Zum Verbinden der Bauschalen miteinander dienen Schrauben 11 mit aufsetzbaren
Schraubenköpfen 12 mit Befestigungsmuttern 12a und fest an den Flanschen 3d angeschweissten
Muttern lla. Zwischen den beiden Flanschen 3d ist, die Dichtung 10 unterteilend,
eine Scheibe llb, die in Längsrichtung der Schraube 11, unveränderlich in ihrer
Lage angeordnet ist, vorgesehen. Wird die Schraube 11 durch den Schraubenkopf 12
in Drehung versetzt, so verschiebt sich die Scheibe 11b in entsprechend-er Weise.
Dadurch sind die Flansche 3d wahlweise mehr oder minder weit voneinander entfernbar.
Werden die Abstände der Bauschalen zueinander vergrössert, so kann die Luft in den
einzelnen Kammern, Zellen oder drgl. über eine Öffnung 24 evakuiert werden. Werden
hiernach die Bauschalen durch die Schrauben 12 einander genähert, so wird jede einzelne
Zelle 8a oder Kammer luftdicht abgeschlossen. Entsprechende Rohr- und Schlauchverbindungen
einer Evakuiervorrichtung zu den vorgesehenen Öffnungen 24 können angeordnet werden.
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Sind die Bauschalen biegsarn,9 so genügt es nicht immer nur die Distanz
der Flansche 3d voneinander zu vergrössern um die Gesamt-.
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Evakuierung durchzuführen. Zu diesem Zweck können Schrauben, die eine
Abstandsänderung der Bauschalenflächen zueinander ermöglichen,
quer
zwischen den Schalen verlaufend angeordnet sein (nicht gezeichnet).
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Auch Doppel schrauben und insbesondere Schrauben mit gegenläufigen
Gewinden und mehreren Mitnehmern können vorgesehen sein. Die Köpfe dieser Schrauben
sind erforderlichenfalls abnehmbar. Nach einer anderen Lösung sind an einer der
beiden Innenflächen der Schalen Gegengewinde befestigt, z.B. durch Aufschweissen.
Damit erübrigt sich eine Durchbohrung an dieser Stelle, während die gegenüberliegende
Bauschale mit einer einfachen Durchbohrung und einem Kopf nach aussen sowie einer
Mitnehmerscheibe an der Innenseite der betreffenden Schale versehen ist. Dazu sind
beidseits elastische Dichtungen, beispielsweise durch Aufkleben angeordnet. Es kann
umgekehrt das Schraubenende ohne Gewinde in einem an der Innenseite der gegenüberliegenden
Schale befestigten Käfig drehbar mit diesem verbunden, angeordnet sein und das andere
Ende mit einem Gewinde versehen sein, das in ein in die zugehörige Bauschale eingeschnittenes
Gegengewinde eingreift. Dazu sind beidseits der Gewindeöffnungen Dichtungsmittel
vorgesehen und der Schraub enkopf von aussen aufsetzbar, beispielsweise mit Befestigungsschraube
oder Stift.
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Ergänzend sei auf folgendes hingewiesen: Werden nach der Evakuierung
die Bauschalen gegeneinander gepreßt, so werden die Aluminiumfolien mit den hinter
ihnen befindlichen Kunststoffschaumplatten und die weiteren Schichten polsterartig
konvex in die Zellen eingepreßt. Hierbei erfolgt eine elastische Spannung der Metallfolien,
die damit als Membrane wirken. Sie besitzen eine ihnen vorbestimmbar zu erteilende
Spannung und somit Eigenfrequenz. Hierdurch können insbesondere niederfrequente
Schwingungen in breitem Spektrum aufgenommen werden. Diese Folien wie auch die Kunststoffhartschaumplatten
können vorweg z. B. durch Federn mit einer Spannung versehen sein. Die einzelnen
Schichten können hierdurch bestimmte unterschiedliche Eigenfrequenzen besitzen.
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Soweit die Infrarotstrahlen durch die Schaumstofftafel hindurchdringen
bzw. durch die Reflexion an den Poren diffus zerstreut werden und zur gegenüberliegenden
Metallfolie gelangen, strahlt diese die Infrarotstrahlen wieder zurück in die Schaumstoffplatte.
Die Schaumstoffstruktur wird in Schwingungen versetzt und wandelt die Infrarotstrahlen
in Wärme um. Soweit Folien oder Bleche oder Kunststoffschaumplatten o. dgl.
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federnd gespannt angeordnet sind, kann eine Stufenfolge ihrer Eigenfrequenzen
vorgesehen sein, durch welche stufenweise die Frequenzen der vorgeordneten Membrane
durch die nachfolgenden gespannten Membranen nicht oder nur vermindert aufgenommen
und/oder in Wärme umgewandelt werden. Ergänzend sei weiterhin vermerkt, daß durch
die Änderung der Eigenfrequenz der Schale 3 b infolge der Randverstärkung durch
den Rahmen 1 in erhöhtem Maße die Schallschwingungen gedämpft werden.
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Die Erfindung sieht weiterhin vor, tragende Stützschichten im Bauelement
anzuordnen. Dazu sieht das Ausführungsbeispiel zwischen den Bauschalen 3a, 3b die
Anordnung von Stützmitteln 33, 34 zwischen beispielsweise Wabenpl atten 8 vor. Als
Stützmittel dienen insbesondere Vierkantrohre. Diese können miteinander beispielsweise
durch an ihren oberen und unteren Enden angeordneten horizontal verlaufende Vierkantrohre
zu Rahmen vereinigt sein. Dabei können die horizontalen Verbindungsrohre mit Rohrflanschen
in die lotrechten Rohre eingesetzt sein. Solche Rahmen können zu tragenden Stützgestellen
erweitert werden, indem auch in der Tiefenrichrung ein oder mehrere weitere Rahmen,
die mit den ersteren Rahmen bzw. untereinander durch beispielsweise horizontale
Vierkantrohre oder dergl. in starre Verbindung gebracht sind, angeordnet werden.
Hieraus ergebeich nach allen Richtung hin tragfähige Raumkonstruktionen. Diese können
durch zugeordnete, an ihnen anliegende und mit Ihnen beispielsweise durch Verkleben
oder Verschrauben oder dergl. verbundenen Platten oder Bauschalen 9, 9' von den
Wabenplatten gegen ~Ausbeulen oder Einknicken abgestützt werden. Dazu können die
betreffenden Hohlräume zwischen den die Wabenplatten umschliessenden Schalen 3a,
3b vorzugsweise evakuiert werden, um den atmosphärischen Druck der Luft, der auf
den äusseren Schalen ruht, auf die die Stützen abdeckenden inneren Bauschalen zur
biegefesten Abstützung dienlich zu machen. Sind zu dem die Waben oder andere Abstützmittel
enthaltenden Hohlraum weitere Hohlräume vor und nachgeordnet, so können diese mit
einem ttberdruck versehen sein und damit die biegefest abstützenden Drücke der Wabenstege
noch weiter erhöht werden.
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Die Vierkantrohre können mit zylindrischen Hohlräumen ausgebildet
sein, die für die Aufnahme von zylindrischen Spindeln etwa gleichen Durchmessers
sich eignen. In die zylindrischen Hohlräume (Hohlzylinder) sind, vorzugsweise an
beiden Enden, gegenläufig Hohlzylindergewinde 33a eingeschnitten. In diese werden
die Spindelr ,ßan an deren beiden Enden Gegengewinde 34a, die in die Hohlzylindergewinde(tingreifen
können,
vorgesehen sind, eingeschraubt. Dabei ist die Länge der glatten Spindelteile so
bemessen, dass diese beispielsweise in der Mitte des Hohlzylinders sich berühren
und durch das weitere Ein-34 schrauben der Spindeln der Hohlzylinder 33 gestreckt
und gespannt wird. Dazu können die nach aussen vorragenden SpindelteileWmit entsprechend
grossen, insbesondere abnehmbaren hebelartigen Spindelköpfen versehen sein, die
das Gegeneinanderschrauben der Spindeln bis zur Grenze der Materialfestigkeit bzw.
der Druckfestigkeit der Gewinde ermöglichen. Damit können höchste Drücke bzw. Spannungen
erzeugt werden, durch welche die Vierkantrohre bzw. Hohlzylinder entsprechend druck-
und biegefest in Längsrichtung gespannt werden.
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Durch die vorbeschriebenen inneren Bauschalen, zwischen denen die
Vierkantrohre sich befinden, kann der Druck der äusseren Bauschalen über die Waben
stege auf diese übertragen werden und damit eine zusätzliche Sicherung gegen Ausbeulen
und Einknicken von beiden Seiten her erzielt werden Nach Herstellung des vorgesehenen
Spannungsgrades 34a werden die nach aussen vorstehenden Spindelteile/abgeschnitten
und vorzugsweise ein wenig gegenüber den Kanten der Vierkantrohre durch Fräsen vertieft,
um den Druck ausschliesslich auf die Hohlzylinder 33 auszuüben. Solche Spannrohre
33 können dicht an dicht oder je nach den aufznehmenden Drücken in gewissen Abständen
zueinander, unter Bepassung entsprechender Hohlräume, die sie gemeinsam mit den
inneren Bauschalen begrenzen, vorgesehen sein. Die Hohlräume zwischen den inneren
Bauschalen 9, 9' sind evakuiert. Die Querschrauben zum Anpressen der äussereii Bauschalen
gegen die zwischengeordneten Wabenplatten oder dergl. sind so angeordnet, dass sie
durch diese freien Räume luftdicht hindurchragen. Der seitliche Abstand der Rohre
zueinander kann durch zwischengeordnete Schrauben oder dergl., die bereits -zuvor
konstruktiv angeordnet werden, so gesichert werden, dass auch ein seitliches Einknicken
der Rohre ausgeschlossen ist. Bei ausreichender Breite der Vierkantrohre können
diese durch entsprechende Bohrungen bzw. Fräsungen mit mehreren Hohlzylindern versehen
sein. Solche Spannrohre können in horizontaler Richtung auf Spannstützen, mit diesen
starr
verbunden, horizontal tragend, beispielsweise als Deckenelemente angeordnet sein.
Damit ist es möglich, die Bauelemence nicht nur als ,vorzugsweise zugleich Wandelement
zur lotrec'nten Raumuntergliederung vorzusehen, soneT#n' auch als tragendes Boden-
und Deckenelement Der erforderliche freie Raum in den lotrechten Stützen zum Einsetzen
der Rohrflansche der horizontalen Träger behindert nicht die Anordnung der Rohrspindeln.
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Die Gewinde können entsprechend entfernt von den Rohrenden eingeschnitten
sein und nach aussen -hin ein diesem Teil des Hohlzylinders entsprechender glatter
Spindelteil zum Durchführen der Verschraubung vorgesehen sein. Die Beseitigung dieses
überstehenden Teiles kann durch Fräsungen erfolgen. Die in Querrichtung zwischen
je zwei Rohren ggf. angeordneten Schrauben können ebenfalls Spindeln sein mit beispielsweise
gegenläufig an ihren Enden eingeschnittenen Schraubengängen und dazu beweglich angeordnete
Schraubmuttern, durch welche bei Drehung der Spindeln die erforderlichen Drücke
auf die an ihnen anliegenden konatruktiven Elemente ausgeübt werden.
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Statt zweier Spindeln in einem Hohlzylinder eines Rohres kann auch
nur eine entsprechend längere Spindel vorgesehen sein, wenn das andere Ende des
Rohres 33 so verschlossen ist, dass es den vollen Druck des gegen dieses einwirkenden
freien Endes der Spindel aufzunehmen vermag.
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Solche Stützkonstruktionen können in einem mehrteiligen Bauelement
in dafür besonders ausgebildeten Hohlräumen mit den darin angeordneten, senkrecht
auf die Schalen drückenden Abstützmitteln in beliebiger Neben- bZw. Hintereinander-Anordnung
vorgesehen sein. Durch die Wabenabstützung der Spannrohre kann ihre Biegefestigkeit
in Verbindung mit senkrecht zu den Flächen der Stützen einwirkenden Druckschrauben
in fast unbegrenzter Höhe bewirkt werden.
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Nach den physikalischen Gesetzen sind zur Erzielung extremer Spannungen
durch die Druckspindel die Ganghöhen möglichst niedrig zu halten, hingegen den Spindelumfang
möglichst gross. Zur Verminderung der Reibung sind die Windungen möglichst glatt
auszuführen und mit das Gleitvermögen maximal steigernden Gleitmitteln zu versehen.
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Nach Erreichung des vorbestimmten Spannungszustandes besteht eine
solche
Klemmung in den ineinandergreifenden Gewinden, daß eine nachträgliche Lockerung
nicht eintreten kann.
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Die Größe der geweckten elastischen Gegenkraft ist abhängig von dem
Elastizitätsmodul. Der reziproke Wert ist der Elastizitäts-Koeffizient.
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Die Elastizitätsgrenze darf nicht überschritten werden, da sonst die
innere Molekularverbindung eine bleibende, die Spannung aufhebende Umlagerung erfährt.
Unterhalb der Elastizitätsgrenze ist die Formänderung bzw.
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Längenänderung der einwirkenden Kraft proportional (Gesetz von Hooke).
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Zur Aufnahme der Stützmittel im dafür vorgesehenen Hohlraum H 3 zwischen
den Bauschalen 3 a, 3 b ist im Inneren auf den Schalenabwinklungen 3 c ringförmig
umlaufend eine dampfdichte Ieolierbrücke 29 angeordnet, die mehrschichtig sein kann,
z. B. längsverlaufend parallel eine dampfdichte Metallfolie aufzunehmen vermag.
Diese Brücke besitzt hinreichende Festigkeit, um den Spalt zwischen den beiden sich
gegenüberliegenden Abwinklungen 3 d der Bauschalen 3 a, 3 b zu überbrücken.
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Um dem bei der Evakuierung sich ändernden Abstand der Schalen 3 a,
3 b zu entsprechen, ist beidseitig ein elastomeres Dichtungsband 29 a angeordnet.
Die Stützmittel sind etwa zwischen den Schalen 3 a und 3 b angeordnet. Sie übernehmen
insbesondere die lotrechten Belastungen.
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Her Hohlraum H 3 wird begrenzt von den Schalen 9 und 9>. Diese
Schalen 9 und 9' können fest z. B. durch Kleben mit den als Stützmittel vorgesehenen
Hohlkörpern 33, insbesondere Vierkantrohren 33, verbunden sein. Um den auf die Schalen
9 und 9 ' einwirkenden Druck besser verteilen zu können, sind ihre Randteile mit
umlaufenden Flanschen 9 a und 9 a > ausgebildet, die allseits luftdicht gegen
die Isolierbrücken 29, 29 a abgedichtet sind.
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Die zwischen den Schalen angeordneten Hohlkörper können dicht an dicht
stehen und z. B. miteinander verklebt sein oder mit Abständen, die luftdichte Hohlräume
bilden, aneinandergereiht sein. Zur waagerechten
Abstützung können
Zwischenrohre als Abstandmittel vorgesehen sein, durch welche die Hohlräume in luftdichte
Kammern unterteilt sind.
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Die Zwischenräume zwischen den Bauschalen 9 und 9 ' sind vorzugsweise
evakuiert. Dazu können besondere Dichtungsmittel angeordnet sein und Ventile mit
Rohren zu Evakuiervorrichtungen.
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Werden die Hohlräume H 2 und H 4 evakuiert, so übt der atmosphärische
Druck oder ein Überdruck in den Vorkammern H 1 und H 5 einen vorbestimmbaren Druck
über die Wabenstege bzw. Kammerwände auf die Schalen 9 und 9 ' und diese ihrerseits
auf die anliegenden Wände der Vierkantrohre 33 abstützend aus.
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Das Bauelement kann auch anders in der Weise konstruiert sein, daß
die Platten mit den zwischengeordneten Stützen und den umlaufenden Isolierbrücken
29 und 29 a ein für sich selbständiges, vorzugsweise evakuiertes Bauelement bilden,
das in das größere Bauelement , umfassend mindestens die Bauschalen 3 a und 3 b,
eingesetzt wird. Das innere Bauelement mit seinen äußeren Platten 6 kann dabei mit
den Bauschalen 3 a und 3 b verklebt werden. Die Hohlräume H 1 und H 5 können für
sich behandelt und z. B. mit einem Überdruck eines trockenen Gases versehen werden.
Es sind - wie dies Beispiel zeigt - viele Kombinationen möglich, die je nach dem
Anwendungszweck vorzusehen sind. Der Druck, den die Stützmittel auf die Isolierbrücke
29 ausüben, wird über die abgewinkelten Flansche 3 c, 3 d und 3 e auf die Decke
2 weitergegeben und über diese von dem darunter befindlichen Bauelement mit den
gleichen Flanschen aufgenommen und sofort bis zu dem Fundament des Gebäudes weitergeleitet.
Die Flansche können dazu entsprechend verstärkt sein, z. B. durch Einfügen entsprechend
gleichartig geformter Winkelprofile und zusätzlicher Stützelemente. Die vorgehängte
Bauschale 3 kann in ihren Höhenmaßen unabhängig von der Höhe der einzelnen Bauelemente,
wie sich aus der Zeichnung ergibt, gehalten sein.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Anordnung der Stützmittel
in einem Fassaden-Bauelement gezeigt.
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Aus Vereinfachungsgründen ist die Anordnung einer Stützschicht im
beliebig erweiterbaren Bereich zwischen der Schale 3 und der Innenraumschale nicht
dargestellt worden.