DE3643005A1 - Bauelement zur verwendung im bauwesen und als spielzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement zur Verwendung im Bauwesen sowie als Spielzeug, zum Errichten von Wänden, Stützen, Bauwerken o. dgl., mit einem langgestreckten Grundkörper der wenigstens zwei, in einem Raumraster angeordnete Adapter aufweist, die zum Zusammensetzen bzw. Aufeinandersetzen der Bauelemente ohne Verwendung zusätzlicher Teile ausgebildet sind, wobei Ausnehmungen in der Adapterunterseite und geometrisch angepaßte Vorsprünge oder Zapfen auf der Adapteroberseite vorgesehen sind.

In der Bautechnik sind die verschiedensten Bauelemente zum Errichten von Wänden, Stützen, Decken bzw. von Gebäudeteilen bekannt geworden. Dabei werden mittels angesetzten Rippen oder vorspringenden Kanten die Teile formschlüssig aneinander gereiht.

Auch auf dem Spielzeugsektor sind Bauelemente gemäß dem Gattungsbegriff der vorliegenden Anmeldung bekannt geworden, die vornehmlich unter der Bezeichnung "Lego- Bausteine" im Handel sind. Das Prinzip dieser Bausteine beruht auf einem Stecksystem, wobei Noppen auf der Baustein-Oberseite in entsprechende Vertiefungen in der Baustein-Unterseite formschlüssig, ggf. auch kraftschlüssig eingreifen. Bei dem bekannten Baustein sind die Vorsprünge im wesentlichen zylindrisch geformt.

Eine weitere Bauart derartiger Bausteine sieht eckige Zapfen als Verbindungselemente zwischen den einzelnen Bausteinen vor.

Derartige Bausteine sind infolge ihrer Formgebung als großtechnische Bauelemente für das Bauwesen allgemein wenig geeignet. Dies insbesondere auch deshalb, da die stets quaderförmige Grundstruktur beispielsweise in Betonausführung sehr schwer und unhandlich wäre. Darüber hinaus lassen sich die bekannten Spielzeug-Bausteine stets nur in einer Ebene bzw. rechtwinklig hierzu verlegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement zu schaffen, welches sowohl als industrielles Bauelement als auch als Spielzeug bei unterschiedlicher Größenwahl und Materialbeschaffenheit verwendbar ist. Das Bauelement soll ferner einen sehr flexiblen Einsatz zur Herstellung von Wänden, Stützen usw. ermöglichen, wobei auch von 90° abweichende Winkelanordnungen erschließbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bauelement der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Grundkörper aus rotationssymmetrischen Adaptern gebildet ist, die jeweils über einen schmalen Verbindungssteg starr miteinander verbunden sind und daß sich wenigstens an einem Ende des Grundkörpers ein zusätzliches Anschlußstück anschließt, dessen Gesamtlänge gleich der des Verbindungsstücks ist.

Das erfindungsgemäße Bauelement hat gegenüber bekannten Bauelementen den Vorteil, daß es durch seinen rotationssymmetrischen Aufbau der Adapterelemente sehr flexibel einsetzbar ist. Die Adapter sind dabei in ihrer Formgebung derart optimiert, daß nur ein Minimum an Material benötigt wird. Das gleiche gilt für die Verbindung zwischen den einzelnen Adaptern, die aus einem schmalen Verbindungssteg besteht.

Die Adapter mehrerer hintereinander oder übereinander angeordneten Bauelemente liegen in einem Rastersystem. Als Verbindungselement zwischen den einzelnen Bauelementen dient jeweils ein Anschlußstück, welches sich an einer Seite eines Adapters anschließt. Selbstverständlich kann dieses Verbindungsstück auch je zur Hälfte an beiden Seiten des Grundkörpers angepaßt sein. Maßgeblich ist, daß die einzelnen Adapter entweder durch mit jeweils zwei Adaptern fest verbundene Verbindungsstücke oder zum nächstliegenden Bauelement über ein Anschlußstück verbunden sind.

In den Unteransprüchen sind weitere Maßnahmen zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe und insbesondere zur vorteilhaften Weiterbildung und Verbesserung des erfindungsgemäßen Bauelements vorgesehen.

Gemäß der Weiterbildung der Erfindung nach den Unteransprüchen 2 und 3 kann der rotationssymmetrische Adapter kreiszylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. Dabei ist die Form des kreiszylindrischen oder kegligen Verbindungszapfen auf der Oberseite des Bauelements in die Unterseite des Bauelements als Ausnehmung ausgespart, um diese übereinander formschlüssig zu verbinden.

Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach Unteranspruch 4 sind die Adapterelemente innen hohl ausgebildet, d. h. es sind vorzugsweise rotationssymmetrische Durchbrüche vorhanden. Diese Durchgangsbohrungen können verschiedene Aufgaben haben. Beispielsweise ist hiermit eine Gewichtsersparnis verbunden. Weiterhin dienen sie gemäß der Ausbildung der Erfindung nach Unteranspruch 7 zur Einbringung einer Armierung.

Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach Unteranspruch 5 wird neben der formschlüssigen Verbindung infolge der zylindrischen oder kegelförmigen Ausbildung der Anschlußzapfen weiterhin eine zusätzliche Verklemmverbindung zwischen den einzelnen Bausteinen hergestellt.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigt

Fig. 1a bis c eine Seitenansicht, einen Längsschnitt, sowie eine Draufsicht eines Grundbausteins in zylindrischer Ausführung,

Fig. 2a bis c eine Seitenansicht, einen Längsschnitt und eine Draufsicht auf einen Grundbaustein mit kegelstumpfförmigen Adapterelementen,

Fig. 3a bis c eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit zylindrischen Adapterelementen die eine Durchgangsbohrung aufweisen,

Fig. 4a, b einen Vierer-Baustein mit der Grundkonfiguration gem. Fig. 1 in Seitenansicht und Draufsicht,

Fig. 5a, b zusammengefügte Zweier-Grundelemente in Seitenansicht und Draufsicht,

Fig. 6 eine Mehrfach-Nebeneinanderreihung von Grund-Bauelementen in Draufsicht,

Fig. 7 eine Darstellung der winkligen Anordnung der Grund-Bauelemente,

Fig. 8a bis c eine Darstellung von armierten und ausgegossenen Grund-Elementen und

Fig. 9 rotationssymmetrische Adapterbeispiele. Das in der Fig. 1a in Seitenansicht und in Fig. 1b im Längsschnitt dargestellte Bauelement (10) besteht aus einem langgestreckten Grundkörper (11), der wiederum aus zwei rotationssymmetrischen Adaptern (12) besteht, die über einen schmalen Verbindungssteg (13) starr miteinander verbunden sind (s. Fig. 1c). Am Ende des Grundkörpers (11) ist ein zusätzliches Anschlußstück (14) vorgesehen, dessen Gesamtlänge gleich der Länge des Verbindungsstücks (13) entspricht.

Der rotationssymmetrische Adapter (12) besteht im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem kreiszylindrischen Teil, mit einem oberen Anschlußzapfen (15) und einer entsprechend angepaßten Ausnehmung (16) im unteren Bereich des Grundkörpers (11). Der Abstand 1 zwischen den Symmetrielängsachsen (17) der rotationssymmetrischen Adapter (12) entspricht einem Festmaß in einem Raster-Raumsystem. Die Bausteine (10) können demnach übereinander und nebeneinander gestapelt werden, so daß sich ein räumlich zweidimensionales oder dreidimensionales Bauwerk ergibt.

Die Verbindungsstege (13) bzw. das Anschlußstück (14) sind derart bemessen, daß das Bauelement (10) im Rasterraum ein geschlossenes Ganzes ergibt.

Die Darstellung gemäß Fig. 2a bis c zeigt eine alternative Ausführungsform des Bauelements (10) mit einem kegelstumpfförmigen rotationssymmetrischen Adapter (12′). Das obere Anschlußelement (15′) ist in seiner geometrischen Formgestaltung der Ausnehmung (16′) im Grundkörper angepaßt. Der Verbindungssteg (13′) sowie das Anschlußstück (14′) sind entsprechend der kegelstumpfförmigen Ausbildung der Adapterelemente (12′) im Querschnitt trapezförmig ausgebildet. Der Innenraum der rotationssymmetrischen, kegelstumpfförmigen Adapter (12′) ist hohl ausgebildet. Der Abstand 1 der Symmetrielängsachsen entspricht dem Rasterraum-Maß.

Die Darstellung nach Fig. 3a bis c entspricht der Ausführungsform nach Fig. 1a bis c, wonach der Innenraum der rotationssymmetrischen Adapter (12) durchgehend hohl ausgebildet ist. Neben der Ausnehmung (16) zur Aufnahme des Anschlußzapfens (15) ist demnach die Durchgangsbohrung (18) vorgesehen. Die rotationssymmetrischen Durchbrüche (18) in Fig. 3 bzw. (18′) in Fig. 2 dienen beispielsweise für Leitungsführungen, Armierungen usw. Im übrigen sind in Fig. 3 gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.

In den Fig. 4a und b ist ein erweitertes Bauelement (10) gemäß der Darstellung nach Fig. 3 in Seitenansicht und in Draufsicht dargestellt, wobei vier rotationssymmetrische Adapter (12) einen Vierer-Baustein (19) ergeben. Die vier rotationssymmetrischen Adapter (12) sind wiederum über drei Verbindungsstege (13) miteinander verbunden. Ein Anschlußstück (14) stellt die Verbindung zum nächsten Baustein dar. Die Abstände "1" der Symmetrielängsachsen (17) entsprechen dem Raumraster-Maß. Die Ausführung der einzelnen Adapter entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3.

Die Darstellung der Erfindung nach Fig. 5a, b zeigt die Bauelemente (10) gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 in vier übereinander angeordneten Ebenen in Ansicht nach Fig. 5a und in Draufsicht nach Fig. 5b. Da die Bausteine einander überlappen müssen, sind zur besseren Darstellung in jeder Ebene ein Bauelement in dunkler Ansicht hervorgehoben. In der obersten Ebene A endet das hervorgehobene Bauelement (20) in der ersten linken senkrechten Adapterreihe (21). In der zweiten Ebene B (von oben gesehen) nimmt das hervorgehobene Bauelement (22) die beiden Adapterreihen (21, 23) ein. Die darunterliegende Ebene (10) entspricht in ihrem Aufbau der oberen Ebene A, wobei das hervorgehobene Bauelement (24) die Adapterreihen (23, 25) überbrückt. Die unterste Reihe D entspricht wiederum der oberen Reihe B mit einem hervorgehobenen Bauelement (26), welches die Adapterreihen (25, 27) überbrückt. Die Darstellung in Fig. 5b zeigt die Draufsicht auf die oberste Reihe A in Fig. 5a.

Die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt mehrere Wände gemäß Fig. 5, die versetzt zueinander nebeneinander angeordnet sind. Dabei kann der Rasterraum-Abstand "l" zwischen den Symmetrielängsachsen (17) gleich dem Abstand "l ₁" zwischen den einzelnen Reihen (28) bis (30) gewählt werden, so daß ein räumliches Verbundsystem entsteht. Selbstverständlich werden auch hier die jeweiligen Bauelemente versetzt zueinander angeordnet, wie dies aus der Fig. 6 ersichtlich ist.

Die Darstellung der Erfindung in Fig. 7 zeigt die Möglichkeit der winkelförmigen Anordnung der Bauelemente. Dies ist insbesondere durch die rotationssymmetrischen Adapter (12) möglich, wodurch die Bauebenen (31, 32) in nahezu jedem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sein können.

Die Darstellung der Erfindung gemäß Fig. 8a bis c zeigt die Verwendung der Bauelemente mit Armierungen. Die Armierung selbst ist in Fig. 8c dargestellt, wobei zwischen einer in das Bauelement (10) eingelassenen Armierung (33) und einer die Hohlräume der Bauelemente durchgreifenden Armierung (34) unterschieden wird. Die Horizontalarmierung (33) ist in das jeweilige Bauelement integriert und verbindet die jeweiligen rotationssymmetrischen Adapter (12) mittels ringförmiger Armierung (33′) und Verbindungsarmierung (33′′) in den Verbindungsstegen (13). Die Verbindungsarmierung (33′′) erstreckt sich auch in das Anschlußstück. Im Gegensatz zu der Horizontalarmierung (33) in den Grundkörpern (11) wird die Längsarmierung oder Vertikalarmierung (34) in die Hohlräume (18) der Bauelemente eingebracht. Diese Hohlräume können dann zur Erhöhung der Stabilität mit Beton (35) ausgegossen werden. Die Vertikalarmierung (34) kann auch zur vertikalen Verspannung der Bauelemente herangezogen werden.

Die Hohlräume (18) können alternativ oder darüber hinaus als Schächte zur Aufnahme von Leitungen aller Art, insbesondere elektrische Versorgungsleitungen verwendet werden.

Die Darstellung der Erfindung nach Fig. 9a bis c zeigt verschiedene rotationssymmetrische Adapterbeispiele. Die Ausführungsform nach Fig. 9a zeigt einen kreissymmetrischen Adapter (12) mit einem Anschlußzapfen (15) mit dem Radius r und einer Ausnehmung (16) mit dem gleichen Radius r. In der Ausführungsform nach Fig. 9c ist ein zusätzliches Einrast-Kupplungselement (36) vorgesehen. Dementsprechend muß der Anschlußzapfen (15) ebenfalls mit einem entsprechenden Vorsprung (36′) versehen sein, um in die zugehörige Ausnehmung eingreifen zu können.

Die Darstellung gemäß Adapterelement (12′) gemäß Fig. 9b entspricht der Ausführungsform nach Fig. 2. Hier ändert sich der Innenradius r sowie der Außenradius R des Adapterelements mit zunehmender Höhe h.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle ohne weitere erfinderische Tätigkeit zu ermitttelnden weiteren Ausführungsformen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip. Insbesondere kann die Erfindung sowohl im Hochbau bzw. Tiefbau zur Herstellung von Wänden, Böschungsbefestigungen, Türmen oder Behälter, Straßenbefestigungen, Brücken sowie als Isolierwände usw. verwendet werden. In diesen Fällen spielt die Frage der Armierung nach Fig. 8 sowie die Frage der Ausbildung eines rotationssymmetrischen Hohlraums zur Gewichtsverminderung sowie zur Einlassung von Armierungen eine Rolle.

Die Erfindung kann selbstverständlich auch in verkleinerter Form als Spielzeug verwendet werden. In diesem Fall können ebenfalls rotationssymmetrische Grundformen, deren Abmaße in ein Rasterraum passen, gewählt werden. Grundsätzlich sind die bezeichneten Größen "l" für den Abstand der Symmetrielängsachsen (17) sowie die Radien r sowie R frei wählbare Größen in dem Bausystem.

Claims (8)

1. Bauelement zur Verwendung im Bauwesen sowie als Spielzeug, zum Errichten von Wänden, Stützen o. dgl., mit einem langgestreckten Grundkörper der wenigstens zwei in einem Rasterraum angeordnete Adapter aufweist, die zum Zusammensetzen bzw. Aufeinandersetzen der Bauelemente ohne Verwendung zusätzlicher Teile ausgebildet sind, wobei Ausnehmungen in der Adapterunterseite und geometrisch angepaßte Vorsprünge oder Zapfen auf der Adapteroberseite vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11) aus rotationssymmetrischen Adaptern (12, 12′) gebildet ist, die jeweils über einen, insbesondere schmalen Verbindungssteg (13, 13′) starr miteinander verbunden sind und daß sich wenigstens an einem Ende des Grundkörpers (11) ein zusätzliches Anschlußstück (14, 14′) anschließt, dessen oder deren Gesamtlänge gleich der Länge des Verbindungsstücks (13) ist.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapter (12) einen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisen mit kreiszylindrischem Anschlußzapfen (15) auf der Oberseite und entsprechend angepaßter kreiszylindrischer Ausnehmung (16) auf der Unterseite des Adapters (12).

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapter (12′) einen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweisen, mit einem kegelstumpfförmigen Anschlußzapfen (15′) an der Oberseite und einer an diesen geometrischen angepaßten Ausnehmung (16′) an der Unterseite des Adapters (12′).

4. Bauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (12, 12′) einen rotationssymmetrischen Durchbruch (18, 18′) aufweist, der vorzugsweise konkurrent ist zur Außenkontur des Adapters.

5. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußzapfen (15, 15′) sowie die Ausnehmung (16, 16′) aufeinander angepaßte Verklemmeinrichtungen (36) oder Einrast-Kupplungselemente (36) aufweisen.

6. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (11) im Adapterbereich (12) sowie im Verbindungssteg (13) und ggf. im Anschlußstück (14) eine Armierung (33, 33′, 33′′) aufweist.

7. Bauelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundkörper ein Vierer-Baustein (19) mit vier fest miteinander verbundenen Adaptern (12) verwendbar ist.

8. Aus Bauelementen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche hergestelltes Bauwerk, vorzugsweise aus Beton, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (10) als Verbundsystem zusammengefügt sind, mit einer Armierung (34) in den rotationssymmetrischen Durchbrüchen (18, 18′) und ggf. einem Beton-Ausguß (35) in den Hohlräumen (18, 18′), wobei die Armierung ggf. Vorspannung aufweist.