DE60310041T2

DE60310041T2 - Aus baumodulen zusammengesetzte baukonstruktion

Info

Publication number: DE60310041T2
Application number: DE60310041T
Authority: DE
Inventors: Jonathan Roth
Original assignee: Dynamic Shells Ltd
Current assignee: Dynamic Shells Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: EP1481137B1; ATE346992T1; AU2003208596A1; AU2003208596B2; IL148400A0; CA2512521A1; EP1481137A1; WO2003072884A1; US7797897B2; DE60310041D1; SI1481137T1; CA2512521C; CY1106796T1; ES2279096T3; IL148400A; PT1481137E; US20050091932A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Gebäudekonstruktionsanordnung, die aus Kunststoffbaumodulen zusammengesetzt ist, die miteinander verbunden werden können zum Herstellen eines Gebäudekörpers eines Wohnungs- oder anderen Bauwerks, und speziell eine Baugruppe dieses Typs, bei der die Module zum Herstellen der Wände des Gebäudekörpers durch Einschnappverbinder miteinander verbunden werden.
Stand der Technik:
Der Bedarf an kostengünstigen Wohnungen, die innerhalb kurzer Frist verfügbar sind, wird äußerst dringend, wenn ein Zustrom von Menschen in eine Gemeinde stattfindet, die auf der Suche nach derartigen Wohnungen sind, sich aber weder die Kosten normaler Wohnungen leisten können noch den Ablauf der langwierigen Zeitspanne abwarten können, die der Bau eines Standardhauses normalerweise dauert.
Eine derartige Situation entstand am Ende des zweiten Weltkriegs, als Tausende von Veteranen in ihre Städte und Dörfer zurückkehrten, um sich wieder ihren Frauen anzuschließen oder eine Frau zu finden und einen geeigneten Wohnsitz für ihre Familien zu finden. US-Patent 1.958.124 spricht diese Situation an, da es eine Gebäudekonstruktionsanordnung offenbart, die aus fabrikgefertigten blockartigen hohlen Stahlmodulen zusammengesetzt ist, die, wenn sie auf einer Baustelle miteinander verbunden werden, den Grundgebäudekörper eines bewohnbaren Wohngebäudes ergeben.
Die wirtschaftliche Akzeptanz einer Konstruktionsanordnung aus Stahlmodulen war aber nicht weit verbreitet, da sie durch die Notwendigkeit gebremst wurde, eine Vielzahl derartiger Module zusammenzuschweißen. Diese Anforderung erhöhte die Kosten für das Errichten des Stahlgebäudekörpers des Bauwerks sowie die hierfür benötigte Zeit beträchtlich.
Von größerem Interesse bezüglich dem Stand der Technik ist das an De Zen vergebene US-Patent 5.729.944 von 1999, das eine Baugruppe aus miteinander verbindbaren thermoplastischen Baukomponenten zum Herstellen des Gebäudekörpers eines Bauwerks behandelt, wie dies bei einer Konstruktionsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung der Fall ist.
Die im De Zen-Patent offenbarten Baukomponenten sind jeweils entlang ihrer Länge mit Nuten zum Zusammenpassen mit formschlüssigen Flanschen eines Kastenverbinders versehen, der zum Verbinden benachbarter Komponenten miteinander dient. Ein schwerwiegender Nachteil der Anordnung von De Zen ist die Notwendigkeit, dass die länglichen Baukomponenten in die Kastenverbinder eingeschoben werden müssen, und das ist auf einer Baustelle schwierig. Ebenfalls von Interesse bezüglich dem Stand der Technik sind die De Zen-Patente 5.706.620 und 5.974.751, die Konstruktionsanordnungen ähnlich denen im De Zen-Patent '944 zeigen.
Es sind auch in US 5247773 offenbarte Baukonstruktionen bekannt. In diesem Patent werden aus Kunststoff extrudierte modulare Baukomponenten beschrieben. Die Konstruktionen werden zum Bauen einer Wand, einer Decke, eines Daches usw. verwendet. Die Konstruktionen können durch Steck- und Aufnahmemittel miteinander verbunden werden, die auf der Mitte von kurzen Querwänden der Module bereitgestellt sind. Zu diesem Zweck hat die Steckkomponente eines Moduls federnde Flansche, die in einen entsprechenden Aufnahmeschlitz des benachbarten Moduls gezwungen werden können. Für die vorliegende Erfindung relevant ist die in 9 und 10 gezeigte Ausgestaltung, die einen dedizierten Verbinder darstellt, der aus zwei formschlüssigen Steckvorsprüngen besteht, die in entgegengesetzte Richtungen weisen und zum Einstecken in entsprechende, in den Modulen hergestellte Aufnahmeaussparungen ausgeführt sind. Der Nachteil dieser Lösung liegt in der Tatsache, dass zum Verbinden der Module relativ starke Kräfte angewendet werden sollten, da die Kraft senkrecht zur Querwand des Moduls auszuüben ist und sie ausreichen sollte, um beide federnden Flansche der Steckkomponente abzulenken, was zur Folge hat, dass die Baugruppe kompliziert und unpraktisch wird. Das Zusammenbauen wird dadurch kompliziert und unpraktisch. Darüber hinaus lässt die Anordnung der Aufnahmeaussparungen auf der Mitte der Querwand das Verbinden der Module lediglich in nebeneinanderliegender Beziehung und nicht in kreuzweiser Beziehung zu.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des Vorangehenden ist die Hauptaufgabe dieser Erfindung das Bereitstellen einer Gebäudekonstruktionsanordnung, die aus fabrikgefertigten thermoplastischen Modulen zuammengesetzt ist, die auf einer Baustelle schnell und problemlos miteinander verbunden werden können, um den permanenten Gebäudekörper oder Rahmen einer Wohnungskonstruktion oder eines anderen Bauwerks aufzustellen.
Speziell ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Gebäudekonstruktionsanordnung des obigen Typs bereitzustellen, deren Module durch doppelseitige und vierseitige Einschnappverbinder miteinander verbunden sind, wobei die Module einfach durch Einschnappen miteinander verbunden werden.
Zu den bedeutenden Vorteilen dieser Erfindung zählen die Folgenden:

1. Die Einschnappverbinder vermeiden die Schwierigkeiten, die in Anordnungen vom Stand der Technik angetroffen werden, bei denen die Module mit Bezug auf ihre Verbinder verschoben werden müssen, um sie miteinander zu verbinden.
2. Die Einschnappverbinder verbinden die Module miteinander, so dass es dazwischen in aus diesen Module: gebauten Wänden keine freien Zwischenräume gibt. 3. Die Einschnappverbinder erleichtern das Errichten des kompletten Gebäudekörpers des Bauwerks, selbst eines komplexen Bauwerks, auf der Baustelle innerhalb von Stunden anstatt Tagen oder Wochen.
4. Die Kosten der Errichtung eines Gebäudekörpers eines Bauwerks durch Verbinden von Modulen mittels Einschnappverbindern miteinander sind relativ niedrig, die ineinandergreifenden Verbindungen sind aber stark und dauerhaft.
5. Ein durch miteinander verbundene Module gemäß der Erfindung hergestellter Gebäudekörper kann leicht auf einer Unterlage auf einer Baustelle verankert werden, wodurch es möglich wird, danach die Innenkonstruktion des Bauwerks schnell fertigzustellen.

Kurz erwähnt, werden diese Aufgaben in einer Gebäudekonstruktionsanordnung erfüllt, die aus fabrikgefertigten themoplastischen Baumodulen zusammengesetzt ist, die, wenn sie auf einer Baustelle miteinander verbunden werden, dann den gesamten Gebäudekörper eines Bauwerks mit Seitenwänden und einem Dach bilden. Jedes Modul wird von einem Paar paralleler Platten gebildet, zwischen denen Querstege Brücken bilden, und ist auf jeder Seite entlang seiner Länge mit einem Paar elastischer Rastflansche versehen, die aus den Platten vorstehen.
Beim Zusammenbauen dieser Module zum Herstellen des Gebäudekörpers des Bauwerks werden benachbarte Module in komplanarer Beziehung zueinander mit einem doppelseitigen Verbinder miteinander verbunden, der auf jeder Seitenfläche ein Zähnepaar hat. Wenn eine Seitenfläche des Verbinders gegen die Seite eines Moduls gepresst wird, biegen sich seine Rastflansche darin zum Einschnappen in die und hinter die Zähne zum Verbinden des Verbinders mit diesem Modul. Die andere Seitenfläche des Verbinders wird ähnlich mit der Seite eines benachbarten Moduls verbunden, wodurch die Module dann in komplanar Beziehung miteinander verbunden sind.
Wenn vier Module in einer kreuzweisen Formation miteinander verbunden werden müssen, dann wird ein rechteckiger vierseitiger Verbinder angewendet, der auf jeder Seitenfläche ein Zähnepaar hat zum Einrasten der Rastflansche des Moduls, das mit dieser Seitenfläche verbunden wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung sowie anderer Aufgaben und Merkmale davon wird auf die angehängten Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines auf einer Baustelle gebauten einstöckigen Wohngebäudes ist, dessen Gebäudekörper aus einer erfindungsgemäßen Baugruppe von miteinander verbundenen Kunststoffmodulen gebildet ist;
2 den First des Giebeldachs des in 1 gezeigten Gebäudes illustriert;
3 eines der in der Baugruppe enthaltenen Module illustriert;
4 ein vierseitiger rechteckiger Verbinder ist, der das zweite Modul mit einem dritten Modul im rechten Winkel dazu verbindet;
5 eine Endseitenansicht des doppelseitigen Verbinders ist;
6 eine Draufsicht eines doppelseitigen Verbinders zum Verbinden benachbarter Module in komplanarer Beziehung miteinander ist;
7 illustriert, wie der Verbinder benachbarte Module miteinander verbindet, und
8 eine Draufsicht des vierseitigen rechteckigen Verbinders ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In den 1 und 2 der Zeichnungen, auf die jetzt Bezug genommen wird, wird ein als Familienwohnsitz geeignetes einstöckiges Haus 10 gezeigt, dessen Gebäudekörper die Wände und das Dach des Hauses definiert. Der Gebäudekörper wird auf einer Baustelle durch Verbinden einer erfindungsgemäßen Baugruppe von Baumodulen 11 miteinander errichtet.
Diese Module sind auf Massenproduktionsbasis fabrikgefertigt, um eine für die Architektur des Bauwerks zutreffende Modulbaugruppe zu produzieren. Die Baugruppe wird dann zur Baustelle versandt, wo nur die Module 11 miteinander verbunden werden müssen, um die Seitenwände 12 und 13 des Hauses und sein Giebeldach 14 zu errichten.
Die die Wände bildenden Module sind so konstruiert, dass sie rechteckige Öffnungen zum Aufnehmen einer Tür 15 und von Fenstern 16 und 17 bereitstellen.
Das Giebeldach 14 wird durch miteinander verbundene Module 11 gebildet, die angewinkelte Seiten bilden, an deren Spitze sich ein First 18 befindet. Ein Abweiseblech 19, das dazu dient, das Dach wasserdicht zu machen, überlagert den First 18 und überdeckt seine Fugen mit den angewinkelten Seiten des Daches.
Der Gebäudekörper des Hauses 10 ist mit Verankerungsbolzen oder anderen Mitteln an einer rechteckigen Betonunterlage P verankert. Die in den 1 und 2 illustrierte Architektur des Hauses 10 ist nur beispielhaft. In der Praxis kann die Modulbaugruppe für das Herstellen eines Gebäudekörpers mit beliebiger Modellform ausgelegt sein, die Seitenwände hat, die senkrecht, waagerecht oder angewinkelt sind. Wenn eine Siedlung aus Fertighäusern geplant ist, die jeweils mit einer erfindungsgemäßen Modulbaugruppe errichtet werden, dann ist es erwünscht, dass die Häuser in der Siedlung verschiedene Modellformen haben, um eine uniforme Reglementierung zu vermeiden und eine natürlichere Gemeinde bereitzustellen.
Jedes Modul 11, wie in 3 gezeigt, ist in der z.B. in den oben angegebenen De Zen-Patenten beschriebenen Weise aus hochfestem thermoplastischen Material wie z.B. PVC, Polyethylen oder Polycarbonat extrudiert. In der Praxis kann das Kunststoffmaterial mit Glas-, Kohlenstoff- oder sonstigen Fasern faserverstärkt sein, die das Festigen des Moduls bewirken.
Modul 11 besteht aus parallelen Platten 20 und 21, zwischen denen eine Reihe von gleichmäßig voneinander beabstandeten Querstegen 22 Brücken bilden, die mit den Platten einstückig sind, so dass sie eine leichte Konstruktion bilden, die hoch beständig gegen Druck- und Biegekräfte ist. Weil die Module nicht schwer sind, lassen sie sich auf dem Bauplatz leicht handhaben.
Der Luftraum zwischen den Platten, wenn die Module miteinander zu einer Wand verbunden sind, kann zum Aufnehmen von elektrischer Verkabelung oder Installationsrohren verwendet werden. Der eingeschlossene Luftraum verleiht der Wand wärmedämmende Eigenschaften.
Von den entgegengesetzten Enden der Modulplatten 20 und 21 erstrecken sich elastische Rastflansche C1 und C2, die über die gesamte Länge des Moduls verlaufen und mit einwärts gekrümmten Rastabschnitten versehen sind. Die Flansche C1 und C2 stehen an den entgegengesetzten Enden der Stegereihe über die Stege 22 vor und weil die Rastflansche elastisch sind, können sie auf die später noch zu erläuternde Weise zum Einrasten auf den Zähnen eines Modulverbinders abgelenkt werden.
Zum Zusammenfügen von benachbarten Modulen 11A und 11B, die miteinander fluchten, so dass sie in komplanarer Beziehung zueinander stehen, ist, wie in den 4, 5 und 6 gezeigt, ein doppelseitiger Verbinder J bereitgestellt, der ein Paar entgegengesetzter rechteckiger Seitenflächen F1 und F2 hat. Von Seitenfläche F1 steht ein Paar von parallelen Zähnen TA und TB vor, die einen trapezförmigen Querschnitt haben, wobei nur die Außenseite der Zähne schräg ist, um als Rampe zu funktionieren. Von Seitenfläche F2, die Seitenfläche F1 entgegengesetzt ist, steht ein gleiches Zähnepaar TA und TB vor.
Die Abmessungen des doppelseitigen Verbinders J ergänzen die der miteinander zu verbindenden Module 11A und 11B. Wenn daher Seitenfläche F1 von Verbinder J gegen die Seite von Modul 11A gepresst wird, kommen seine vorstehenden Zähne TA und TB mit Rastflanschen C1 und C2 an der Seite dieses Moduls in Eingriff, was bewirkt, dass sich die Flansche biegen und in und hinter die Zähne einschnappen und dadurch Verbinder J mit Modul 11A verbinden. Und wenn Seitenfläche F2 des Verbinders J gegen die Seite des Moduls 11B gepresst wird, um den Verbinder damit zu verbinden, werden die Module 11A und 11B dann in nebeneinanderliegender komplanarer Beziehung wie in 7 gezeigt miteinander verbunden.
Wenn die Module durch doppelseitigen Verbinder J miteinander verbunden sind, ist der doppelseitige Verbinder J dann in dem Zwischenraum zwischen den Endstegen 22 der benachbarten Module eingeschlossen, wie in 4 gezeigt wird. Daher gibt es zwischen den Modulen keinen freien Zwischenraum, wenn sie zum Bilden einer planen Wand des Bauwerks miteinander verbunden werden.
Wenn eine plane Wand mit einer anderen planen Wand im rechten Winkel zu ihr zusammengefügt werden muss, dann muss man für diesen Zweck, wie in den 4 und 8 gezeigt wird, einen vierseitigen rechteckigen Verbinder SJ verwenden, dessen abgerundete Ecken jeweils von einem Paar von Zähnen TX und TY im rechten Winkel zueinander definiert wird. Die entgegengesetzten parallelen Seitenflächen 23 und 24 der vierseitigen rechteckigen Verbindung SJ sind daher jeweils mit einem Zähnepaar TX versehen, während die entgegengesetzten parallelen Seitenflächen 25 und 26, die im rechten Winkel zu den Seitenflächen 23 und 24 sind, jeweils mit einem Zähnepaar TY versehen sind.
In das Zähnepaar in jeder Seitenfläche des rechteckigen Verbinders SJ schnappen die elastischen Rastflansche C1 und C2 ein, die sich von der Seite eines Moduls erstrecken. 4 zeigt daher ein drittes Modul 11C, das an eine Seitenfläche der rechteckigen Verbindung SJ angefügt ist, so dass es im rechten Winkel zum zweiten Modul 11B ist. Ein viertes Modul (nicht gezeigt) kann an die Seitenfläche 25 der Verbindung angefügt werden, so dass es ebenfalls im rechten Winkel zum dritten Modul ist, und ein fünftes Modul (nicht gezeigt) kann an Seitenfläche 23 angefügt werden, so dass es mit dem zweiten Modul fluchtet. Wenn Module mit allen vier Seiten des rechteckigen Verbinders SJ verbunden sind, haben sie daher eine symmetrische kreuzweise Formation.
Die doppelseitigen und vierseitigen Verbinder machen es möglich, den Gebäudekörper eines Bauwerks herzustellen, der plane Wänden im rechten Winkel zueinander hat. Wenn die Geometrie des Gebäudekörpers dergestalt ist, dass sie einen Verbinder zum Bereitstellen eines spitzen Winkels zwischen einer Wand und einer anderen benötigt, hat der vierseitige Verbinder für diesen Zweck dann eine entsprechende Parallelogrammform.
Es wurde zwar eine Baugruppe aus miteinander verbindbaren Modulen zum Errichten des Gebäudekörpers eines Bauwerks gezeigt, es versteht sich aber, dass daran viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie sie von den angehängten Ansprüchen definiert wird, abzuweichen. Die Module können daher aus stranggepresstem Aluminium hergestellt werden anstatt aus thermoplastischem Material extrudiert zu sein.

Claims

Gebäudekonstruktionsanordnung, die Folgendes umfasst: a) eine Gruppe von Modulen (11), die miteinander verbunden werden können zum Herstellen eines Gebäudekörpers eines Bauwerks (10), wobei jedes Modul (11) in der Gruppe von einem Paar paralleler seitlicher Längselemente (20, 21) mit entgegengesetzten Enden definiert wird, wobei wenigstens ein zwischen den Elementen verlaufender Quersteg (22) eine Brücke zwischen den genannten seitlichen Elementen bildet, b) einen Verbinder (J, SJ) zum Verbinden von Modulen in der Gruppe miteinander, wobei der genannte Verbinder wenigstens zwei Seitenflächen (F1, F2) hat, dadurch gekennzeichnet, dass jedes seitliche Element (20, 21) an seinen entgegengesetzten Enden jeweils mit einem elastischen Rastflansch (C1, C2) abschließt, der einen langen Abschnitt und einen kurzen, nach innen gebogenen Abschnitt hat, und die Seitenflächen (J, SJ) des Verbinders jeweils mit einem Zähnepaar (TA, TB, TX, TY) versehen sind, das, wenn es an eine Seite eines Moduls gepresst wird, das an ein anderes Modul angefügt werden soll, bewirkt, dass der Rastflansch daran sich biegt und in und hinter dem Zähnepaar einrastet, um die Module mit dem Verbinder zu verbinden.
Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Verbinder (J) zwei entgegengesetzte Seitenflächen (F1, F2) hat, die jeweils mit einem Zähnepaar (TA, TB) zum Verbinden von zwei Modulen (11A, 11B) in nebeneinanderliegender komplanarer Beziehung versehen sind.
Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der Verbinder (SJ) vier Seitenflächen (23, 24, 25, 26) hat, die in einer rechtwinkligen Formation angeordnet sind, wobei die genannten Seitenflächen zum Verbinden von vier Modulen miteinander in einer kreuzweisen Beziehung ausgeführt sind.
Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die genannten Module (11) in der Gruppe ausgeführt sind, um in einer Fabrik hergestellt und an einer Baustelle zu dem genannten Bauwerk-Gebäudekörper zusammengefügt zu werden.
Baugruppe nach Anspruch 4, bei der die genannten Module (11), wenn sie miteinander verbunden sind, zum Bilden eines Gebäudekörpers ausgeführt sind, der Wände (12, 13) und ein Dach (14) hat.
Baugruppe nach Anspruch 4, bei der jedes Modul (11) aus einem thermoplastischen Material ausgebildet ist.
Baugruppe nach Anspruch 6, bei der das thermoplastische Material zum Definieren eines Paares paralleler seitlicher Elemente (21) und einer Reihe von Brücken zwischen den Elementen bildenden Querstegen (22) extrudiert wird.
Baugruppe nach Anspruch 7, bei der sich die genannten Rastflansche (C1, C2) jeweils von dem jeweiligen seitlichen Element (21) erstrecken und damit einstückig ausgebildet sind.
Baugruppe nach Anspruch 8, bei der der lange Abschnitt der Rastflansche (C1, C2) jeweils mit dem jeweiligen seitlichen Element (21) bündig ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, bei der der genannte Gebäudekörper des genannten Bauwerks ausgeführt ist, um an einer Baustelle auf einer Betonunterlage (P) verankert zu werden.
Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die genannten Zähne (TA, TB) einen trapezförmigen Querschnitt mit einer schrägen Seite haben, die als Rampe funktioniert, wenn die genannten Rastflansche (C1, C2) jeweils mit ihr in Eingriff kommen.
Verbinder (J, JS) zum Verbinden von wenigstens zwei Modulen (11) miteinander, wobei jedes Modul (11) ein Paar paralleler seitlicher Elemente (21) hat, zwischen denen wenigstens ein Quersteg (22) eine Brücke bildet, wobei die genannten seitlichen Elemente jeweils mit einem elastischen Rastflansch (C1, C2) abschließen, der mit einem langen Abschnitt und einem kurzen, nach innen gebogenen Abschnitt versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Verbinder (J, JS) wenigstens zwei Seitenflächen (F1, F2, 23, 24, 25, 26) hat, wobei jede der Seitenflächen mit einem Paar Zähnen (TA, TB, TX, TY) versehen ist, die von den Rastflanschen (C1, C2) jeweils in Eingriff genommen werden können, die sich biegen und in die Zähne einrasten.
Verbinder (J) nach Anspruch 12, der ein Paar Seitenflächen (F1, F2) hat, wobei die genannten Seitenflächen einander entgegengesetzt sind.
Verbinder (SJ) nach Anspruch 12, der vier Seitenflächen (23, 24, 25, 26) hat, die in einer quadratischen Formation angeordnet sind.