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Modulares Bausystem
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Die Erfindung bezieht sich auf ein modulares Bausystem, bestehend
aus Profil stäben für die Bildung eines zerlegbaren Fachwerk-Skeletts ohne Knoten
stücke sowie aus raumabschließenden, in den Skelettlücken lösbar angeordneten Platten.
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Es ist bekannt, z. B. zur Herstellung leichter Trennwände stehende
Profilstäbe oben und unten durch waagrechte Profilstäbe gleicher oder ähnlicher
Art miteinander zu verbinden und an diesen Platten, z. B. Gipskartonplatten so zu
befestigen, daß die durch die Profilstäbe begrenzten Lücken geschlossen sind. Dabei
werden sowohl die Profil stäbe untereinander wie auch die Plattenränder mit den
Profilstäben durch eine Vielzahl von Schrauben verbunden. Die Plattenstöße und versenkten
Schraubenköpfe werden anschließend verspachtelt und die Wandoberfläche wird durch
Anstrich oder Tapeten zusätzlich veredelt. Abgesehen davon, daß diese Methode arbeitsaufwendig
und unwirtschaftlich ist, sind die in der Regel leichten Platten aufgrund ihrer
Befestigungsart nicht dazu geeignet, zur Stabilisierung des aus den Profil stäben
gebildeten Fachwer-k-Skeletts beizutragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zerlegbares Fachwerk-Skelett
mit raumabschließenden Platten zu schaffen, das ausschließlich aus fabrikinäßig
vorgefertigten Teilen, also ohne jegliche Nacharbeit, einfach und schnell errichtet
werden kann, und zwar auch von Laien in sogenannter
Selbsthilfe,
und das ebenso einfach und schpell (zwecks Wiederverwendung an anderer Stelle oder
in anderer Form) abgebaut werden kann, wobei die die Skelettlücken ausfachenden
Platten zusätzlich die Stabilisierung des Fachwerk-Skeletts mit übernehmen sollen.
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Die vorliegende Erfindung löst obige Aufgabe durch die Kombination
folgender Merkmale: a) je drei oder vier Profilstäbe mit mindestens einer Nut in
einer ebenen Langsseite und mit lösbaren Kupplungen an den Stabenden begrenzen im
Fachwerk-Skelett die Lücken; b) jede Platte ist unlösbar von einem aus Profilen
gebildeten, starren Rahmen in Form eines Dreiecks oder Vierecks umschlossen, der
in der Plattenmittelebene nach außen vorstehende Stege besitzt; c) jeder uber den
Rahmen vorstehende Steg greift in eine Nut des benachbarten Profilstabs derart ein,
daß d) der Rand des Rahmens seitlich der Stege allseitig gegen die Außenflächen
aller benachbarten Profilstäbe gepreßt wird und e) gleichzeitig mit dem Formschluß
auch ein Kraftschluß für die wechselseitige Kraftübertragung zwischen den Platten
und den Profilstäben des Fachwerk-Skeletts erzielt wird.
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Ein solches Bausystem kann ohne die bisher erforderliche Vielzahl
von Einzelschrauben einfach und schnell montiert und z. B. zwecks Wiederverwendung
an anderer Stelle und in anderer Form auch demontiert werden, und zwar von praktisch
Jedermann (also auch von Laien). Nacharbeiten, wie oben erläutern, sind nicht erforderlich.
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Die besondere erfindungsgemäße Ausbildung des modularen Bausystems
berücksichtigt ferner, daß jede auf eine Wand in beliebiger Richtung wirkende Kraft
sich zerlegen läßt in eine erste Komponente senkrecht zur Wandoberfläche und eine
zweite
Komponente in der Wandebene (also mit Richtung parallel zur Wandoberfläche). Die
senkrecht zur Wandoberfläche wirkenden Kraftkomponenten können durch entsprechende
Bemessung der Profilstäbe des Fachwerk-Skeletts aufgenommen werden. Wenn diese Profilstäbe
des Fachwerk-Skeletts Dreiecke bilden, nehmen sie auch Kräfte in der Dreieck-Ebene
auf. Wenn aber das Fachwerk-Skelett ausschließlich aus zwei Scharen von senkrechten
und waagrechten Profilstab ben (ohne Knotenstücke> zusammengesetzt ist und keine
diagonalen Profilstäbe in den Skelettlucken besitzt, ist es allein gegenuber. Kräften
in der Fachwerk-Ebene nicht stabil Erfindungsgemäß übernehmen dann die in den Skelettlucken
angeordneten Platten zusatzlich zur Primaraufgabe des Raumabschlusses die Sekundaraufgabe
der Stabilisierung des Fachwerk-Skeletts. Zu diesem Zweck messen die Platten nicht
nur die senkrecht zur Oberfläche wirkenden Kraftkomponenten, sondern auch die in
der Plattenebene wirkenden Kraftkomponenten aufnehmen und auf die Profil stäbe des
Fachwerk-Skeletts weiterleiten könnten. Dies wird vorteilhaft durch das Merkmal
erreicht, daß jede Platte von einem starren Rahmen umschlossen ist, der in der Plattenmittelebene
nach außen vorstehende Stege besitzt. Dieser starre Rahmen überträgt beliebige Druckkrafte
in der Plattenebene, während seine nach außen vorstehenden Stege die senkrecht zur
Plattenebene an beliebiger Stelle einwirkenden Kraftkomponenten auf alle die Platte
umschließenden Profilstabe des Fachwerk-Skeletts übertragen. Ferner sind alle Profilstabe
des Fachwerk-Skeletts am Umfang mit ebenen Auflagerflachen zur Aufnahme der Kraftkomponenten
in der Plattenebene versehen. Um die Stäbe untereinander zu verbinden und die gewünschte
statische Wirkung zu erzielen, sind jeweils drei oder vier Profil stäbe ohne gesonderte
Knoten stücke zu einem Dreieck oder Rechteck verbunden, derart, daß sie eine Platte
fest, d. h. form- und kraftschlüssig umschließen.
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Dabei wird jeder der drei oder vier Profil stäbe des
Fachwerk-Skeletts
über seine gesamte Länge gegen den starren Rahmen jeder Platte gepreßt, wobei die
Stege in die Nuten der Profilstäbe eingreifen, um die wechselseitige Kraftübertragung
zwischen den Platten und dem Fachwerk-Skelett zu gewährleisten.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigen: Figuren 1 - 4 die Anwendung des modularen Bausystems zur Herstellung
ebener Trennwände für die Unterteilung vorhandener Räume; Figur 5 eine aus dem modularen
Bausystem hergestellte, freistehende, raumliche Ausstellungskonstruktion; Figuren
6 - 8 Einzelheiten verschiedener Konstruktionen von Platten mit umschließenden starren
Rahmen, dessen Stege in die Nuten benachbarter Profilstäbe des Fachwerk-Skeletts
eingreifen; Figuren 9 und 10 je eine Schnittansicht, welche die Montage einer Platte
an zwei Profilstäben des Fachwerk-Skeletts verdeutlicht; Figur 11 ein aus Profilstäben
zusammengesetztes räumliches Fachwerk-Skelett in Form eines Campinghäuschens und
Figur 12 eine Teil-Schnittansicht entlang der Linie XII - XII in Figur 11.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung vier Profilstäbe
für das Fachwerk-Skelett der Trennwand, nämlich zwei senkrechte Ständer-Profilstäbe
1 und 2 und zwei waagrechte Riegel-Profilstäbe 11 und 12 sowie eine Platte 30. Alle
Profil-Stäbe sind, wie in Figur 8
perspektivisch in größerem Maßstab
dargestellt ist, mit ebenen Langsseiten lic und hinterschnittenen Nuten lid versehen.
Nur die Hälfte aller Stabenden weist Kupplungen 11a, lib, 12a, 12b auf, die dazu
dienen, je zwei Profil-Stäbe ohne Zwischenschaltung von Knotenstücken miteinander
fest zu verbinden (Figur 2). Statt dessen ist es auch denkbar, daß alle Stäbe an
je einem Ende eine Kupplung besitzen (im einzelnen nicht dargestellt).
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In Figur 6 und 8 sind weitere Einzelheiten der Platte dargestellt,
insbesondere der Rahmen, der in Figur 1 nur bei 5a als Doppellinie gezeichnet ist.
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Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen ferner, wie die vier Profilstäbe
1, 2, 11, 12 zusammengefügt werden, um die Platte 30 zu umschließen. Gemäß Figur
1 wird beispielsweise zunächst der Profilstab 12 mit der Kupplung 12a an das untere
Ende des Profilstabes 1 angeschlossen, der obere Profilstab 11 mit der Kupplung
lib an das obere Ende des Profilstabes 2. Vor dem Einsetzen der Platte 30 in die
Profil-Stab-Kombination muß der waagerechte Achsabstand AB und damit der lichte
Abstand Bo der senkrechten Stabe 1 und 2 größer sein als die tatsächliche Breite
BA der Platte 30.
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Sinngemäß ist am Anfang die Hohe AH großer als die Plattenhohe HA
Nach dem Verbinden der Profilstäbe ist die Platte 30 gemäß Figur 3 von den vier
Stäben 1, 2, 11, 12 fest umschlossen. In Figur 3 ist dann der weitere Trennwandbau
dargestellt. Zunächst wird ein Profilstab 14 unten an den Profilstab 2 angeschlossen,
während ein oberer Profilstab 13 mit einer Kupplung 43b an das obere Ende des nächsten
senkrechten Profilstabes 3 angeschlossen wird. Der aus den Profilstäben 3 und 13
gebildete Stab-Winkel wird sodann mit Hilfe der Kupplung 13a an das obere Ende des
Profilstabes 2 und durch die Kupplung 14a des Profilstabes 14 mit dem unteren Ende
des Profilstabes 3 verbunden, wobei die zweite Platte 31 in das auf diese Weise
neu entstehende Stabrecht-
eck 2, 3, 13, 14 allseitig eingespannt
wird.
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Sinngemäß zeigt Figur 4 den Einbau einer Wand aus einer Mehrzahl von
senkrechten Profilstäben 1 bis 7, waagerechten Profilstäben 11 bis 22 und Platten
30 bis 35 als Raumteiler zwischen bestehenden Wänden 100 und Decken 101.
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In Figur 5 ist eine Ausstellungskonstruktion dargestellt, die einen
geschlossenen Korper bildet und wie die Trenn-Wand-Konstruktionen ausschließlich
aus Stãnder-Profil-Stãben 1, -2 und waagerechten Profilstäben 11, 12 sowie Platten
36, 37 besteht. Bei einer ebenen Wand in der Art der Figur 4 wird ein stabiler Zustand
erzielt, wenn man die unteren und oberen waagerechten Profilstäbe oder aber die
unteren und oberen Enden der senkrechten Profilstäbe z. B. an festen Bauwerksteilen
verankert. Bei einer räumlich geschlossenen" Konstruktion gemäß Figur 5 kann ein
stabiler Zustand schon erreicht werden, wenn man lediglich die unteren horizontalen
Profilstäbe oder die unteren Enden der senkrechten Profilstäbe am Boden befestigt.
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Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen die erfindungsgemäße Ausbildung der
Platten sowie der Verbindung zwischen den Platten und den Profilstäben des Fachwerk-Skeletts.
Die in Figur 6 dargestellte Platte 30 besteht aus einer Sandwich-Konstruktion derart,
daß zwischen zwei außenliegenden Deckschichten 308 aus einem Material hoher Zugfestigkeit
und relativ großer Dichte, z. B. Stahlblech oder Leichtmetallblech ein innenliegender
Kern 304 aus einem Material geringer Zugfestigkeit und/oder geringer Dichte, (z.
B. aus gepreßten Mineralfasern mit einem Bindemittel) so angeordnet ist, daß eine
im ganzen stabile und dabei relativ leichte Platte entsteht. (Figur 6 gilt auch
für eine sog. "Gips-Karton-Platte" mit Kern 304 aus Gips und Deckschichten 308 aus
Karton).
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Die Figur 7 zeigt eine Ausbildung der Platte 30', bei der Profile
305 mit Hohlkammern 307 (aus Kunststoff oder Leichtmetall) mit einer relativ kleiner
Bauhöhe "h" zu einer Gesamt-Platte grdßerer Bauhdhe zusammengesetzt sind.
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Als weitere Oberflächen-Veredelung kann zusätzlich eine feuerfeste
Folie 306 z. B, als Brandschutz aufgeklebt sein.
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GrundsAtzlich können auch andere Platten-Baustoffe Anwendung finden.
Entscheidend ist, daß in jeder Ausführung der Platte 30, 30' diese an allen Seiten
von einem Rahmen umgeben wird, der aus z. B. i-n Figur 8 in vergrößertem Maßstab
dargestellten Profilen 301 zusammengesetzt und gekennzeichnet ist durch den in der
Mitte des Profils nach außen um das Maß "V" herausragenden Steg 302. Wesentlich
ist dabei, daß beiderseits des Steges 302 noch streifenförmige Ränder 303 bestehen,
die - wie in Figur 8 in größerem Maßstab dargestellt ist - gegen entsprechende glatte
Außenflächen 11c der Profilstäbe gepreßt werden, und daß an.
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allenlSeiten einer Platte der Steg 302 an den Profilen 301 des Platten-Rahmens
in eine Nut lid der benachbarten Profilstäbe eindringt. So wird entlang dem gesamten
Plattenumfang eine Verbindung zwischen jeder Platte und dem umgebenden Fachwerk-Skelett
hergestellt.
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Die Figuren 9 und 10 demonstrieren im einzelnen zen Montagevorgang
entsprechend den Figuren 1 und 2 wie folgt: In diesen Figuren sind die beiden Stãnder-Profil-Stãbe
1 und 2 und die Platte 30 waagrecht geschnitten dargestellt.
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Die Profilstäbe 1, 2 haben im Querschnitt die Form eines (vierseitigen)
Polygons mit glatten Außenflächen llc und Nuten lld. Vor dem Einsetzen der Platte
30 mit dem Rahmen aus den Profilen 301 haben sie den Abstand Bo der großer ist als
die (wie schon in Figur 1 gezeigt) Platten-Breite BA. Der Abstand der Profil-Stab-Achsen
ist in diesem Zustand AB. Wenn dieser Abstand der Profil-Stab-Achsen um das Maß
2 x V verringert wird, dringen die vorspringenden Stege
302 an
den Profilen 301 des Platten-Rahmens in die benachbarten Nuten lid ein und die Rander
303 am Rahmen pressen sich an die Außenflächen 11c der Profilstäbe 1, 2. Gleichzeitig
wird die in den Nuten lid angeordnete elastische Dichtung 309 von dem vorspringenden
Steg 302 am Platten-Rahmen zusammengepreßt.
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Figur 11 zeigt schematisch ein Fachwerk-Skelett für ein Anwendungsbeispiel
in Form eines Campinghãuschens. Dabei weist das "Dach" zwei Rechtecklücken 103 auf,
die im First durch einen vierkantigen Profilstab 104 unter einem Winkel von 900
zusammengeschlossen sind. Dadurch entstehen Giebel-Dreiecke 105, die nach dem erfindungsgemäßen
Prinzip ausgebildet und über Rechteck-Lücken 38 angeordnet sind. An der Traufe ist
gemäß Figur 12 ein Profilstab 23 mit 45° Winkel über einem Profilstab 1.1 mit quadratischem
Querschnitt so angeordnet, daß die Giebel-Dreiecke 105 gebildet werden konnen. Mit
106 sind Schraubbolzen in den Stabenden bezeichnet, deren Köpfe in Langsnuten 107
der Profilstabe 11, 23 eingreifen.