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Prismatisches Bauelement 1lan kennt bereits Bauelemente, die sich
wechselseitig um i8o° gedreht mit gegenseitiger Verklammerung zu raumbildenden Bauteilen
mit ebenen Oberflächen, wie \%'ände und Decken, zusammenschließen lassen. Diese
bekannten Bauelemente haben jedoch eine recht verwickelte Form, die ihre Herstellung
verhältnismäßig teuer macht, so daß sie nur in hescliränktem Umfange zu verwenden
sind.
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Demgegenüber wird durch die Erfindung ein derartiges Bauelement geschaffen,
das jedoch dank seiner einfachen Form wesentlich wirtschaftlicher herzustellen und
auch vielseitiger zu verwenden ist als die bekannten Ausführungen.
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Der Grundgedanke der Erfindung beruht auf der Benutzung eines Prismas,
dessen Querschnitt aus zwei Trapezen von gleicher Höhe zusammengesetzt ist, deren
Schenkel paarweise gleiche Winkel mit der jeweiligen Grundlinie einschließen. Solche
Bauelemente können durch einfaches Ineinanderschiehen in axialer Richtung auf bequeme
Weise zu größeren Platten, Wänden, Decken oder sonstigen Bauteilen zusammengefügt
werden, ohne daß man ein besonderes Bindemittel benötigt.
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Die den Querschnitt des Bauelementes bestimmenden beiden Trapeze lassen
sich im einzelnen beliebig ausbilden, sofern nur die Höhe der Trapeze gleich ist
und ihre Schenkel paarweise gleiche Winkel mit der jeweiligen Grundlinie einschließen.
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Da für die Biegungsfestigkeit der Verbindung zweier Bauelemente die
Größe des Schenkelwinkels maßgebend ist, empfiehlt es sich, die Schenkelwinkel sämtlich
gleichzumachen. Für besondere Zwecke, z. B. hei Auflagern, kann aber auch die Verwendung
senkrechter Schenkel auf einer Seite des Bauelementes vorteilhaft sein.
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Die größte Festigkeit des einzelnen Bauelementes ergibt sich dann,
wenn die den Querschnitt bildenden zwei Trapeze so angeordnet sind, daß ihre Schwerpunkte
übereinanderliegen. Im besonderen ist es bei einer Platte mit einer verhältnismäßig
kleinen (trapezförmigen) Rippe vorteilhaft, sowohl
das Querschnittstrapez
der Platte als auch dasjenige der Rippe symmetrisch auszubilden und beide Trapeze
so zu vereinigen, daß ihre Symmetrielinie zusammenfällt.
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Überall da, wo es auf ein geringes Gewicht ankommt, wird das Bauelement
als Hohlkörper ausgebildet, dessen Mantel, entsprechend dem Grundgedanken der Erfindung,
einen doppelt trapezförmigen Querschnitt hat.
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Um diesem Hohlkörper ausreichende Festigkeit zu geben, wird zweckmäßig
an der engsten Stelle des Querschnittes eine T-förmige Rippe vorgesehen, die bei
geringstem Materialaufwand die stärkste Versteifung ergibt.
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Wenn die aus den Bauelementen gemäß der Erfindung zusammengesetzte
Platte eine gewisse Federung haben soll, ist es günstig, eine Seitenwand des doppelt
trapezförmigen Mantels mit einem Längsschlitz zu versehen.
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Sollen die Bauelemente beispielsweise nur als Gerippe zur Versteifung
einer aus anderem Stoff zu erstellenden Wand benutzt werden, so bleibt eine Seitenwand
des Hohlkörpermantels überhaupt offen. In die durch die Schenkelflächen begrenzten
Rinnen können dann besondere. Platten entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck
eingeschoben werden.
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Falls Wände aus Hohlkörpern gemäß der Erfindung zusammengebaut werden,
können die sich dabei ergebenden durchgehenden Kanäle für die Zu-und Ableitung von
Luft, Rauchgasen, Wrasenwasser usw. Verwendung finden. Zu diesem Zweck braucht man
die parallelen Mantelflächen nur mit entsprechenden Öffnungen zu versehen.
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Für die Herstellung gewölbter Bauformen werden die Bauelemente so
ausgebildet, daß sie durch fugenlosen Zusammenschluß die gewünschte Krümmung ergeben.
Hierzu müssen die waagerechten Parallelflächen des ursprünglichen Bauelementes um
eine gemeinsame Längs- oder Querachse als Zylinderflächen gebogen sein, wobei aber
die Schenkelflächen ihre ursprünglichen Winkel zu den Parallelflächen annähernd
beibehalten. Die Schenkelwinkel lassen sich auf Grund einfacher geometrischer Beziehungen
bestimmen. Für die Praxis genügt es indessen, wenn sämtliche Schenkelwinkel, bezogen
auf die mittlere Zylinderfläche, gleich sind.
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Der doppelt trapezförmige Querschnitt der Bauelemente gestattet es,
eine einfache Verbindung zwischen den beiden Platten einer Doppelwand o. dgl. dadurch
zu erzielen, daß plattenförmige Versteifungsklammern hinter die schrägen Schenkelflächen
der Hauptelemente greifen.
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Um den aus einzelnen Bauelementen gemäß der Erfindung hergestellten
Platten eine gute Festigkeit auch in axialer Richtung zu geben, wird zweckmäßig
jedes zweite Element gegenüber. den benachbarten Elementen verschoben, so daß keine
gerade durchlaufenden Querfugen entstehen. Die größte Festigkeit erhält man dann,
wenn die Verschiebung die halbe Länge des einzelnen Bauelementes beträgt.
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In gewissen Fällen, z. B. für schornsteinartige Bauteile, kann es
zweckmäßig sein, die Schenkelflächen des doppelt trapezförmigen Bauelementes in
axialer Richtung konisch verlaufen zu lassen.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung durch Beispiele veranschaulicht.
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Fig. i zeigt das Bauelement in allgemeiner Form. Sein Querschnitt
besteht aus den beiden Trapezen t1 und t2 von gleicher Höhe h. Welche Neigung die
Schenkel s1, s2, s3, s4 der beiden Trapeze haben, ist gleichgültig; es muß jedoch
die Bedingung erfüllt sein, daß die Schenkel paarweise, also s1, s3 einerseits und
s2, s4 anderseits, gleiche Winkel mit der jeweiligen Grundlinie g einschließen.
Bei gleicher Höhe der Trapeze und paarweise paralleler Lage ihrer Schenkel ist stets
gewährleistet, daß die Bauelernente wechselseitig um i8o° gedreht zusammenschließend
mit gegenseitiger Verzahnung unter Bildung glatter Oberflächen zu Bauteilen der
verschiedensten Art vereinigt werden können.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsform wiedergegeben, bei dem die Querschnittstrapeze
t1, t2 gleichschenklig sind; besonders auffällig ist bei dem gewählten Beispiel
die stark unsymmetrische Lage der Trapeze zueinander.
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Der in Fig.3 dargestellte Sonderfall zeichnet sich dadurch aus, daß
jedes Trapez t1 bzw. t2 einen Schenkel s2 bzw. s4 hat, der mit der zugehörigen Grundlinie
g einen rechten Winkel bildet. Ferner ist hier dieAnordnung so getroffen, daß die
Schwerpunkte p1, p2 der beiden Trapeze t1, t2 senkrecht übereinanderliegen.
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Von besonderer Bedeutung ist die regelmäßige Form gemäß Fig. 4, bei
der die Querschnittstrapeze t1, t2 sowohl für sich symmetrisch ausgebildet sind
als auch eine gemeinsame Symmetrielinie haben. Die Abmessungen sind in diesem Beispiel
so gewählt, daß eine Platte a mit Mittelrippe r entsteht. Bauelemente solcher Form
sind besonders vielseitig für ebene Decken und Wände jeder Art zu verwerten, etwa
zu Muffelw änden keramischer Öfen, um nur ein praktisches Beispiel zu nennen.
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Aus Fig. 4 a ist ersichtlich, auf wie einfache Weise die nach Art
der in Fig. 4 wiedergegebenen (regelmäßigen) Platte ausgebildeten Bauelemente, z.
B. a1, a2, a3, a4, zusammengefügt werden können.
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In Fig. 4 b ist nochmals ein Bauelement in der praktisch besonders
wichtigen regelmäßigen Form dargestellt. Im Gegensatz zu den Fig. i, 2 und 3 haben
hier die beiden (für sich symmetrischen) Trapeze t1, t2, wie in Fig. 4 und 4 a,
eine gemeinsame Symmetrielinie, somit auch gleiche Schenkel s1> SV s31
S4.
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Fig. 5 zeigt das Bauelement als Hohlkörper, dessen Mantel m den bereits
erläuterten trapezförmigen Querschnitt aufweist. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist dieser Hohlkörper an seiner engsten Stelle durch eine T-Profilrippe v versteift.
Ein solcher Hohlkörper eignet sich beispielsweise für kleinere frei tragende Decken,
die zugleich Kabel, Leitungen, Heißluftkanäle usw. aufnehmen können.
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In Fig. 6 ist eine Gruppe von hohlen Bauelementen wiedergegeben, bei
denen eine Seitenwand b des doppelt trapezförmigen Mantels m einen Längsschlitz
i aufweist. Auch diese Form ist z. B. für
eine frei tragende Decke
brauchbar, wobei der Längsschlitz i eine gewisse Federung ergibt.
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Die Ausbildung nach Fig. 7, bei der der doppelt trapezförmige Mantel
m des Bauelementes an einer Seite offen ist, eignet sich u. a. als Gerippe zum Einschieben
von Platten aus einem besonderen Werkstoff, beispielsweise für feuersichere Wände.
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In Fig. 8 weisen die zu einer Wand aneinandergereihten und, wie in
Fig. 6, um die halbe Länge abwechselnd gegeneinander versetzten hohlen Bauelemente
an ihren den langen Grundlinien der Querschnittstrapeze entsprechenden Mantelflächen
~n beliebig geformte öffnungen k auf, wenn beabsichtigt ist, die sich durch den
Zusammenbau der Hohlkörper ergebenden durchlaufenden Kanäle für die Zu- und Ableitung
von Luft, Rauchgasen, Wrasenwasser usw., z. B. für Abgasbodenheizung in Kraftfahrzeugen,
zu benutzen.
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Gemäß Fig. 9 ist eine mit einer Putzschicht c versehene Decke oder
Wand aus völlig symmetrischen Bauelementen zusammengesetzt, d. h. die gleich hohen
Einzeltrapeze t1, t2 haben, wie in Fig. 4,4 a, 4 b, eine gemeinsame Symmetrielinie,
so daß die gegenseitig verzahnten Schenkelflächens der Bauelemente paarweise parallel
laufen.
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Fig, io zeigt ein aus den Bauelementen hergestelltes Gewölbe. Hier
sind die waagerechten Parallelflächen g1 der Trapeze t1, t2 um eine gemeinsame Längsachse
als Zylinderflächen gekrümmt, wobei die Schenkelflächen s annähernd gleiche Winkel
mit den Zylinderflächen g1 einschließen. Diese Bauform eignet sich für Muffeldecken
keramischer Brennöfen, Spannbogen und für Gewölbe jeder Art.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Fig. i i handelt es sich um eine
Doppelwand mit beidseitiger Putzschicht n. Zur Querversteifung der durch die Trapeze
ti, t2 dargestellten Bauelemente dienen plattenförmige Klammernd, die entsprechend
den schrägen Schenkelflächen s der Bauelemente verzahnt sind.
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Es mag noch erwähnt sein, daß die Bauelemente gemäß der Erfindung
für bestimmte Zwecke statt der geraden (ebenen) Stirnseiten auch abgesetzte, abgeschrägte
oder mit Falzen, Nut und Feder versehene Stirnseiten haben können. Als Wandverkleidungsplatten
für Silos, Kühlhäuser, Heizkammern, Kaminfutter, Fußbodenbeläge, Bedachungen usw.
lassen sich die Bauelemente so ausbilden, daß sie an den Außenseiten der zusammengesetzten
Platte o. dgl. durch leistenartige Abschlußglieder aus gleichem oder abweichendem
Stoff festgehalten werden. Bauelemente gemäß der Erfindung aus durchsichtigen Stoffen
sind (ohne Bindemittel) auch vorteilhaft zu Lichtwänden oder festen Fenstern zu
verwenden.