EP4339387A1 - Schraubenaufnahme und verfahren zur lösbaren befestigung eines betonelementes an einer trägerkonstruktion - Google Patents

Schraubenaufnahme und verfahren zur lösbaren befestigung eines betonelementes an einer trägerkonstruktion Download PDF

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EP4339387A1
EP4339387A1 EP22196033.9A EP22196033A EP4339387A1 EP 4339387 A1 EP4339387 A1 EP 4339387A1 EP 22196033 A EP22196033 A EP 22196033A EP 4339387 A1 EP4339387 A1 EP 4339387A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw
concrete
support structure
concrete element
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22196033.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Ulrich Terkl
Armin Buttazoni
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
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Priority to EP22209940.0A priority patent/EP4339388A1/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/48—Dowels, i.e. members adapted to penetrate the surfaces of two parts and to take the shear stresses
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/12—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with wooden beams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/16—Load-carrying floor structures wholly or partly cast or similarly formed in situ
    • E04B5/17—Floor structures partly formed in situ
    • E04B5/23—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated
    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
    • E04B2005/237—Separate connecting elements

Definitions

  • the invention relates to a screw holder for releasably fastening a concrete element to a support structure.
  • the invention further relates to a method for releasably fastening a concrete element to a support structure, wherein at least one screw receptacle is arranged in a formwork, which screw receptacle comprises at least one body and one element.
  • Composite structures made of wooden beams and concrete elements are mainly used in the prior art to achieve wooden structures that meet the requirements for sound and fire protection and are superior to a solid concrete structure in terms of weight.
  • the wooden beams are provided with formwork into which concrete is placed.
  • screws screwed into the wooden beams are also cast with concrete. The screws can be screwed into the wooden beams at different angles and are used to transmit thrust between the wooden beam and the concrete element.
  • the disadvantage here is that the wooden beams or the formwork have to be additionally supported due to the weight of the concrete and such a composite structure can only be manufactured directly on the construction site, which takes a considerable amount of time due to the setting time of the concrete.
  • a connecting element is known from the prior art, which is already cast with concrete when the prefabricated concrete element is manufactured.
  • This has a channel for receiving a screw, which is inclined by 30° relative to an underside of the precast concrete element, so that the precast concrete element can be connected to the wooden supports and shear forces can be absorbed in an efficient manner at the same time.
  • this is largely made of plastic, but has a steel plate to improve the force transmission between the concrete and the screw, on which a screw head rests.
  • the connecting element In order to obtain a channel extending through the precast concrete element, the connecting element must be at least as high as that this is not completely covered when poured with concrete.
  • connecting element can be used for prefabricated concrete elements of different thicknesses, it must be lined appropriately for the respective thickness so that a flush seal of the connecting element with the concrete surface is ensured. Otherwise, the connecting element would have to be dimensioned accordingly for the intended thickness of the precast concrete element. This results in a difficulty both in the production of the connecting element itself and in the production of the prefabricated concrete element with such a connecting element.
  • the object of the invention is to provide a screw holder of the type mentioned, which can be used universally and at the same time can be produced in a simple and cost-effective manner.
  • a screw receptacle of the type mentioned comprises a body and an element that can be detachably arranged on the body, the screw receptacle being able to be cast with concrete and the element being removable from the body after the concrete has at least partially hardened, so that after a Removing the element from the body, a channel defined at least partially by the element is formed through the concrete element formed by the concrete for receiving a screw, with which screw the concrete element and the body can be non-positively connected to the support structure.
  • This type of fastening meets the emerging demands for non-destructive dismantling of buildings, especially multi-story buildings. Concrete elements provided with screw receptacles according to the invention enable, in the event of dismantling, the reusability of both the concrete elements themselves, as well as the support structure and, if necessary, even the screws used for fastening.
  • the body of the screw holder can be strip-shaped in a top view.
  • Such a body preferably has a length of 100 mm to 300 mm, in particular 200 mm, a width of 30 mm to 150 mm, in particular 50 mm, and a Height from 20 mm to 150 mm, especially 60 mm.
  • the length and width are perpendicular to each other and form a plane to which the height is perpendicular.
  • the body has two flattened sections for stable support.
  • the flattened sections are arranged essentially horizontally and are preferably aligned parallel to a substrate.
  • the substrate is usually a formwork, which is used to form the concrete element, or the support structure.
  • the body is usually designed with a weight of 150 g to 400 g, preferably 200 g to 300 g, particularly preferably 280 g, which means that it also has sufficient stability for being poured with concrete.
  • the body is usually additionally weighted down by the releasably arranged element during the pouring of concrete.
  • At least one further section is provided between the flattened sections, which has an angular transition to the flattened sections.
  • the further section is not parallel to the ground and can be circular segment-shaped or L-shaped in the side view.
  • the further section is L-shaped and comprises a rising section and a falling section. These sections preferably enclose different angles with the ground, with the rising section having an angle of 15° to 60°, preferably 25° to 40°, in particular 30°, and the falling section having an angle of 26° to 71°, preferably of 40° to 61°, especially 56°, with the ground.
  • the element can be detachably arranged on the body and can, for example, be inserted into it. Particularly easy insertion and removal from the body can be achieved if the element is made of plastic. Plastics with a low coefficient of friction, for example PTFE, and/or a smooth surface have proven to be particularly advantageous. In addition, with an element designed in this way, concrete can also be prevented from sticking to the element. Consequently, the element can be removed in a simple manner, for example by turning and/or pulling by hand.
  • the channel is formed in the concrete element, through which the screw can be inserted for non-positively fastening the concrete element and the support structure. Accordingly, that section of the body is accessible via the channel on which the element was arranged when it was poured with concrete. If the body is designed with several sections as explained above, the element can be arranged at least in some areas on the falling section of the body.
  • the screw is first inserted into the channel and then into the body. Ultimately, the screw comes into contact with the support structure and can be screwed into it at least until one head of the screw rests on the body. Fastening the concrete element and the support structure in this way results in a particularly advantageous transmission of resulting forces, in particular shear forces.
  • the transfer usually takes place first from the concrete element to the body and the screw and then from the screw and the body to the support structure.
  • the concrete element can also be reinforced with steel rods, in particular a steel grid, which results in increased stability compared to unreinforced concrete.
  • the support structure usually comprises several supports, for example made of wood or metal, which can also be connected in certain areas. These supports usually have a cuboid or cylindrical basic shape, but can also be tapered.
  • the support structure preferably comprises several cuboid wooden supports which are arranged parallel to one another. In principle, the support structure can also be wooden components that are usually available on site, such as cross-laminated timber panels or wooden beams.
  • the wooden supports themselves can be solid or made up of several parts, in particular from interconnected layers.
  • the body is made from sheet metal, preferably in one piece from formed sheet metal.
  • sheet metal preferably in one piece from formed sheet metal.
  • This provides increased stability compared to conventional connecting elements and at the same time allows the body to be produced in a simple manner, especially in large quantities.
  • a large-area sheet metal is preferably used as the starting material, from which means Common cutting processes, such as laser cutting or water jet cutting, allow a large number of bodies to be produced in one operation.
  • a sheet of metal is said to have a large area if it can be used to produce between 10 and 100 bodies.
  • the sheet metal can be bent after carrying out the cutting process.
  • the sheet metal can also be brought into the preferred shape by other forming processes, such as deep drawing, before or after the cutting process has been carried out.
  • the sheet metal is usually designed with a thickness of 1.5 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm, particularly preferably 3 mm, so that a particularly stable body results.
  • the use of sheet steel as a starting material has proven useful, as it usually has a high chemical resistance.
  • the body has at least one opening into which the element can be inserted.
  • the element can be introduced into the body in a simple and reproducible manner. Consequently, the element and opening can be dimensioned such that the element can be received in the opening in a form-fitting manner, at least in some areas.
  • the cross section of the opening corresponds to at least one area of the element.
  • the opening can be created in the body that has already been shaped by machining, for example drilling. If the body is manufactured using laser or water jet cutting, it has proven useful to create the opening during the cutting process and only then reshape the body. If the body has the preferred shape with at least three sections, the opening is arranged in the further section, in particular in the falling section, of the body.
  • the element has a cylindrical shape with a length of 7 cm to 46 cm, preferably 10 cm to 35 cm, particularly preferably 17 cm to 27 cm.
  • concrete elements in the intended use are designed with a thickness of 7 cm to 12 cm, with prior art connecting elements having to be resized or relined for use in thicker concrete elements in order to be accessible for attachment to a support structure.
  • an element in the length range specified above it can be ensured that it itself is under Inclusion of an angle of only 15° with the subsurface and a thickness of the concrete element of 12 cm protrudes at least in some areas from the surface of the concrete element, so that the removal of the element and thus the creation of the channel in the concrete element is also possible in a simple manner.
  • the length of the element is usually between 17 cm and 27 cm. Accordingly, screw receptacles with elements designed in this way can be used in the production of concrete elements of various thicknesses, in particular in the range from 7 cm to 12 cm, resulting in a particularly wide range of applications. In addition, when producing concrete elements of different thicknesses, neither structural changes, such as relining the screw holder, nor changing the screw holder itself are necessary.
  • the element is preferably designed with a gradation, whereby a first region and a second region of the element have different diameters, with the first region and second region preferably having a circular cross section.
  • the screw holder can be used in a particularly versatile manner, since such an element can be used to create a channel in the concrete element, which enables the use of screws of various dimensions to fasten the concrete element to the support structure.
  • the screw holder is not tied to the use of a specific screw dimension, but a wide variety of screws can be used to securely secure the concrete element and the support structure. This is particularly noticeable in the high variability with regard to the dimensioning of the screw head. It is preferably provided that screws with a diameter of up to 12 mm are used to fasten the concrete element to the support structure.
  • a first region of the element can be designed to be insertable into the body, for example by having a diameter corresponding to the opening of the body. It is also conceivable that the first region of the element can be inserted into the body in a form-fitting manner, which results in a particularly simple and precise arrangement of the element on the body.
  • the body can be provided with a further opening which is arranged parallel to the opening of the body. Consequently, it has proven useful that the diameter of the first area of the element corresponds to the diameters of both openings, whereby the first area of the element can be easily inserted into both openings of the body. This results in the possibility of precise positioning of the element within the body.
  • the diameters of the two openings are therefore identical. If a specific orientation of the element within the body is intended, the element and body can have a corresponding shape to achieve a positive connection. This is preferably achieved via a protrusion or recess on the element and a corresponding protrusion or recess on the body.
  • the second region of the element is usually designed with a larger diameter than the first region, so that there is a contact surface with the body.
  • This contact surface is preferably located on an outside of the falling section and becomes accessible when the element is removed.
  • the first area has a smaller cross section and the second area has a larger cross section than the opening of the body. Accordingly, the first area of the element is introduced into the opening and the contact surface results around the opening of the body, which is usually provided on the falling section.
  • the gradation preferably forms a stop which is flush with the body.
  • the channel created in the concrete element has two different diameters, with the contact surface of the body being open at the transition between the two diameters. Accordingly, the screw head can rest on the contact surface and a particularly stable attachment of the screw holder or the concrete element to the support structure can be achieved.
  • the design of the element in which the first area has a smaller cross section than the opening of the body has proven to be particularly advantageous. In addition, such a design of the element when pouring concrete around it ensures that the channel is not blocked by penetrating concrete.
  • the concrete element formed after the screw receptacle has been cast with concrete has a surface from which the second region of the element protrudes. Consequently, the element is easily removed, especially by hand, from the concrete element and from the body Screw holder removable.
  • elements protruding from the surface of the concrete element can be used to determine particularly quickly how many and in which places the concrete element is to be screwed to the support structure. Furthermore, it can be particularly easily recognized how many screws will be required to fasten the concrete element to the support structure, so that the work processes required for this can be planned and carried out particularly efficiently.
  • the channel is not needed, for example for a structure with a special support structure, or is closed after the concrete element has been attached to the support structure, this can be done by attaching a cover, for example made of plastic, and / or filling the channel using removable material, in particular sand .
  • At least one end of the element is designed to be bevelled, so that the element forms an angle of 15° to 60°, preferably 20° to 50°, particularly preferably 30°, with the ground.
  • the channel in the concrete element can be created with a particularly favorable angle for attaching the concrete element to the support structure. Screws inserted at this angle can transfer shear forces between the concrete element and the supporting structure particularly efficiently. It is therefore possible to provide the concrete element with only a small number of screw receptacles per square meter compared to the prior art and still be able to transmit comparatively high shear forces without deformation.
  • the beveled end of the element is that which is insertable into the body. If the element is designed in stages, this is usually the end of the first area.
  • the beveled end of the element preferably lies flat on the ground, which results in a continuous channel through the concrete element. Accordingly, reworking of the concrete element, for example by drilling, after at least partial hardening can be dispensed with and a particularly simple fastening of the concrete element to the support structure can still be achieved.
  • a guide is preferably provided for the screw, which is arranged in particular in a detachable manner on the body. This allows the channel to be independent, at least in some areas are formed by the element, so that it can have a wide variety of shapes and yet a continuous channel can still be created.
  • the guide is arranged on the body in such a way that it corresponds to the opening of the body, especially in the falling section.
  • the guide is designed in such a way that the element can be inserted into the guide in certain areas.
  • at least one area, in particular a first area, of the element can be received by the guide in a form-fitting manner in at least one direction. Accordingly, after the element has been removed, the guide represents part of the channel for receiving the screw.
  • a recess is provided on the body, into which the guide can be inserted at least in certain areas. This allows the guide to be arranged quickly and reproducibly on the body.
  • the recess can be arranged on a folded or curved extension of the body, which is usually provided on the rising section of the body.
  • the extension can represent a part of the section which has been separated from the section, for example by a cutting process, and points in a different direction by a forming process.
  • the extension is shaped, in particular curved, in such a way that it is parallel to the falling section. In this case, the extension occupies the same angle to the ground as the falling section.
  • the recess is usually arranged at that end of the extension which faces the ground and has the shape of a circular segment.
  • the shape of the recess is usually chosen so that a press fit can be achieved with the guide. This is particularly preferred if the material of the guide is more elastic than that of the extension and thus of the body. This has the advantage that the guide can be arranged on the body without having to be attached to it using additional means.
  • the guide is preferably designed as a hollow cylinder, in particular as a tube, with a beveled end and forms an angle of 15° to 60°, preferably 20° to 50°, particularly preferably 30°, with the ground. Accordingly, commercially available starting materials such as pipes can be used in order to be able to produce the guide quickly and cost-effectively.
  • the channel created when the concrete element is formed can be at least partially have a particularly favorable angle for inserting the screw.
  • a plastic tube is preferably used as a guide, one end of which is beveled. When arranging the guide on the body, this beveled end is usually oriented so that it is flush with the surface.
  • the screw holder according to the invention is preferably used as a set with a screw, in which the screw can be inserted into the channel.
  • a concrete element can be easily formed and attached to a support structure.
  • the screw holder is arranged in a formwork and poured with concrete so that the concrete element is formed. After the concrete has at least partially hardened, the element is removed, preferably by hand, creating a channel in the concrete element.
  • the screw is inserted into the channel and the concrete element is screwed to the support structure.
  • the concrete element is attached to the support structure in a force-fitting manner, but can be separated from the support structure again by removing the screw.
  • several sets are used to attach the concrete element to the supporting structure.
  • the screw is designed as a self-tapping wood screw. Since attachment with such a screw requires no pre-drilling in the support structure, the amount of work can be reduced by using such a set. Accordingly, the screw can be screwed to the support structure immediately after insertion into the canal.
  • a prefabricated component comprising a concrete element and a support structure can be obtained, which are releasably fastened to one another in a force-fitting manner via at least one screw receptacle and a screw.
  • This offers the advantage that there is no need to attach the concrete element to the support structure on a construction site and only the prefabricated components can be attached are to be transported.
  • it is irrelevant whether the screw holder is first attached to the support structure and only then poured with concrete to form the concrete element, or whether the screw holder is used in the manner described above.
  • a specially designed element can be used, which can be detachably connected to the screw head. In this way it can be ensured that the concrete element of the prefabricated component has corresponding channels through which the screws can be removed and the concrete element can be separated from the support structure. This also makes it possible to dismantle or replace individual components of the prefabricated component in a simple manner.
  • the support structure is made of wood or a wood material and has several, in particular parallel, supports. This means that the prefabricated component can have a particularly low weight and at the same time be very stable.
  • the carriers are usually cylindrical with a rectangular or circular segment or circular base area.
  • the formwork can have depressions in which the screw receptacles are positioned.
  • shear cams By filling the formwork with concrete, a concrete element can be obtained which has projections, so-called shear cams, around the screw receptacles, through which shear forces occurring between the concrete element and the support structure can be transferred even more efficiently.
  • the support structure in particular the supports, can be designed with corresponding recesses in which the push cams can be received in a form-fitting manner.
  • the depressions in the supports are usually created using machining, in particular milling.
  • the support structure can be plate-shaped, having a bottom surface and a top surface, which are connected to one another via several side surfaces. If necessary, the top surface can be designed with depressions to accommodate the thrust cams.
  • the side surfaces can be provided with connection points, such as projections and/or recesses, via which several prefabricated components can be connected to one another in a form-fitting manner.
  • the connection points are usually designed to form a tongue and groove connection, in particular a dovetail connection. Accordingly, such a thing can Prefabricated component can be particularly compact and easy to use. It has proven useful that the connection points are designed as recesses, also called grooves, and a spring, in particular a piece of wood or metal, is used to connect the recesses of two prefabricated components.
  • the support structure can be solid or designed with at least one cavity. If at least one cavity is provided, it can be filled at least partially with insulating material to achieve better thermal and/or sound insulation.
  • at least one carrier can be arranged in the cavity, which is connected to at least one of the surfaces. If prefabricated components are connected in this way, it can be provided that the concrete element does not cover the entire top surface of the support structure. This creates a so-called installation channel between two prefabricated components, in which cables, lines and piping can be laid.
  • Prefabricated components with a plate-shaped support structure are usually with a length of 4 m to 12 m, preferably from 6 m to 10 m, in particular 8 m, and a width of 1.5 m to 4 m, preferably 2 m to 3.5 m, in particular 2.6 m, and a height of 0.2 m to 0.32 m.
  • the dimensions of the prefabricated component depend largely on the area of application, whereby the height in particular can vary due to the design of the concrete element and support structure.
  • the concrete element usually has a height of 80 mm to 120 mm and the plate-shaped support structure has a height of 120 mm to 200 mm. Accordingly, the weight of the prefabricated component can be between 2.45 kN and 3.76 kN per square meter. If the plate-shaped support structure is provided with at least one cavity and appropriate insulating materials, this can influence the weight of the finished component.
  • screw receptacles it is expedient for several screw receptacles to be arranged one behind the other on a top side along a length of each carrier. This means that forces that occur can be transmitted particularly efficiently. Even if the forces occurring with the screw holder according to the invention can be transferred in an efficient manner and therefore only a few screw holders are required per square meter of concrete element, it has nevertheless proven useful for the production of the prefabricated component Arrange screw holders one behind the other.
  • rows of screw receptacles can be arranged in the concrete element, so that there are several fastening points between the concrete element and the support structure.
  • the rows of screw receptacles are arranged parallel to one another, with the distance between the rows usually being identical to that of supports arranged in parallel. Consequently, the screw receptacles are essentially arranged in a grid-like manner in the concrete element, which results in a particularly efficient transmission of shear forces.
  • the concrete element and support structure are to be suitable for transmitting even greater shear forces, the concrete element can be provided with shear cams, which engage in a form-fitting manner in recesses in the support structure or support. It has been shown that when screw receptacles are arranged one behind the other in a row, a thrust cam does not have to be arranged on each screw receptacle, but rather a single thrust cam per row is sufficient. If each row of screw receptacles is attached to a support of the support structure, a recess is provided on each support in order to be able to accommodate a thrust cam of the concrete element. In plate-shaped support structures, the depressions are usually arranged corresponding to the thrust cams of the concrete element.
  • An insulating material is preferably arranged between supports of the support structure.
  • This insulating material can have a positive influence on the sound and/or heat-conducting properties of the prefabricated component. To make it easy to attach the insulating material, it is usually cuboid in shape.
  • conventional insulation elements are installed between the supports in order to achieve the corresponding properties in an equally simple and cost-effective manner. Insulating materials used are mostly, especially foamed, plastics, mineral wool, foam glass or fiber composites such as wood, cellulose or hemp fibers.
  • different insulating materials can also be arranged between the supports, which can also be layered on top of each other.
  • an underside of the support structure is boarded with wooden panels, for example.
  • panels used for formwork such as wooden panels or concrete fiber boards, are preferably connected to the support structure in a non-positive manner using screws. If insulating material is arranged between the supports, this can be enclosed within the prefabricated component by cladding the support structure with the panels. Any degradation processes that occur in the insulating material are thereby slowed down, so that the properties that can be achieved in the prefabricated component are retained for a particularly long time, in particular in their entirety.
  • the panels and in particular their surface can be designed in such a way that they are visually appealing and/or particularly easy to plaster. If such prefabricated components are used, for example, as ceiling elements in buildings, any plastering of the panels can depend on the taste of an owner.
  • the panels can also be designed with depressions and/or holes, which means that better ventilation and/or sound insulation can be achieved, particularly when used as a ceiling.
  • Such prefabricated components usually have a length of 4 m to 12 m, preferably 6 m to 10 m, in particular 8 m, and a width of 1.5 m to 4 m, preferably 2 m to 3.5 m, in particular 2.24 m, trained.
  • a height of the prefabricated component can vary between 0.28 m and 0.4 m, preferably between 0.28 m and 0.32 m. If the concrete element has a height of 80 mm, the beams have a height of 200 mm and the plate has a height of 20 mm, the prefabricated component has a total height of 0.3 m.
  • such a prefabricated component includes insulating material Weight of 2 to 3 kN per square meter, preferably 2.2 to 2.5 kN per square meter, which also depends on the insulation material.
  • prefabricated components can be provided with thermal separation.
  • a cantilever plate connection for example a so-called thermal basket, is positioned in the formwork when the concrete element is formed, so that the prefabricated components obtained can also be used to create cantilevered components of a building.
  • balconies are one of these cantilevered components.
  • This has a support structure that is boarded up at least in some areas proven to protect the supporting structure from the effects of the weather, especially moisture.
  • Concrete slabs in particular fiber concrete slabs, are preferably used to form the support structure. The concrete slabs cover at least one end face of the support structure or beam.
  • the procedural object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, in which the element is detachably arranged on the body before concrete is poured into the formwork and the screw receptacle is at least partially surrounded by the concrete, the element after at least partial hardening of the concrete is removed from the body, so that a channel is at least partially defined by the element through the concrete element formed by the concrete and the body, after which the body and the concrete element are connected to the support structure by means of a screw inserted into the channel.
  • the screw can be removed and the concrete element can be detached from the supporting structure without causing damage. This enables maintenance measures to be carried out particularly cost-effectively, which requires far less work compared to conventional designs.
  • the concrete element or parts of the support structure for example individual supports, can be easily replaced.
  • the channel is filled with removable material and the screw is covered by this so that the screw can be removed from the screw holder again.
  • the surface of the concrete element obtained by filling the channel can be processed similarly to that of a conventional precast concrete element. Since concrete elements are often used as ceilings, floor coverings with impact sound insulation and, if necessary, underfloor heating are usually laid on them. In addition, concrete elements can also be used as walls, which are usually plastered. These and other processing steps are easily and conventionally possible by filling the channel of the concrete element.
  • the floor covering or plaster as well as the removable material can be easily removed Removed in this way and the fastening of the concrete element and support structure can be loosened by removing the screw.
  • the body is formed from a sheet metal and a shape is obtained by forming, in particular bending.
  • the starting material forms a sheet metal, in particular a large area, with a thickness of 1.5 mm to 5 mm, preferably 2 mm to 4 mm, particularly preferably 3 mm.
  • a cutting process such as laser or water jet cutting, which are then brought into the shape with several sections described above by forming, in particular bending.
  • the formwork and/or the support structure has a recess in the area of at least one screw receptacle, so that a concrete element with a thrust cam is obtained. Accordingly, shear forces can be transferred more efficiently between the concrete element and the supporting structure. If a concrete element is formed with at least one thrust cam, it is expedient to design the support structure with at least one corresponding recess in order to be able to accommodate the thrust cam in a form-fitting manner.
  • Two screw receptacles are preferably arranged overlapping in the formwork at least in some areas. Accordingly, a concrete element can be formed with two screw receptacles arranged overlappingly in the formwork, which not only has channels for receiving screws in one direction, but in two directions. This means that any shear forces that occur between the concrete element and the support structure can be transferred particularly efficiently.
  • center lines of the two screw receptacles usually enclose an angle of 60° to 120°, preferably 80° to 110°, particularly preferably 90°. A normal arrangement of the two screw receptacles has proven to be particularly advantageous.
  • the screw receptacles have bodies in the preferred form described above with several sections, a further, in particular rising and/or a falling section of the first body and a flattened and further, in particular rising, section of the second body arranged overlapping in areas.
  • the two bodies of the screw holders are positioned so that they do not touch each other. Preferably, the bodies do not come into contact with the guide and/or the element of the other screw receptacle.
  • a perspective view of a screw holder 1 is shown.
  • This comprises a body 2 and an element 3 detachably arranged thereon.
  • the body 2 shown is formed from a sheet, in particular a steel sheet, with a thickness of 3 mm. This is preferably created by laser or water jet cutting from a large sheet metal and brought into the shape shown here using a forming process, in particular bending.
  • the body 2 has two flattened sections 4 and a further section lying between them, which in the specific case is divided into a rising section 5 and a falling section 6.
  • the screws are flattened Sections 4 are usually arranged parallel to a subsurface U and/or directly on it, the subsurface U usually being a formwork or a support structure 15.
  • the rising section 5 of the body 2 forms an angle ⁇ of 30° with the ground U
  • the falling section 6 forms an angle ⁇ of 56° with the ground U. Consequently, the rising section 5 and the falling section 6 form an angle ⁇ of 94° to one another.
  • the rising section 5 is formed with an extension 8, which is created by cutting and then forming, in particular bending, a part of the rising section 5. This has a recess 9, which is used to arrange the element 3 and in this specific case has the shape of a circular segment.
  • the recess 9 can also be circular, so that the element 3 can be received in a form-fitting manner at least in some areas.
  • the falling section 6 is provided with an opening 7, which cannot be seen in this illustration because the element 3 is arranged in this.
  • the element 3 of the exemplary embodiment shown is designed to be stepped and has a first region 10 with a smaller diameter and a second region 12 with a larger diameter.
  • the cross sections of both areas of the element 3 are circular, with one end 11 of the first area 10 being beveled.
  • the element 3 is introduced into the body 2, it is aligned by arranging the first area 10 in the opening 7 and at the recess 9.
  • the opening 7 and recess 9 of the body 2 are positioned so that the element 3 forms an angle of 30° with the ground U. Accordingly, the beveled end 11 of the first region 10 rests on the surface U, in particular over its entire surface.
  • the screw holder 1 is arranged in a formwork and then poured with concrete, so that a concrete element 18 is formed, from the surface of which the second region 12 of the element 3 at least partially protrudes. If the element 3 is removed from the concrete element 18 after at least partial hardening of the concrete by means of a rotating or pulling movement, particularly carried out by hand, a continuous channel is created for inserting a screw.
  • the screw is first guided through the channel formed by the second area 12 of the element 3 to the body 2 and through the opening 7 into it brought in. The screw then passes through that area of the channel which is formed by the first area 10 of the element 3 before it comes into contact with a support structure 15 and can be screwed into it.
  • the concrete element 18 is attached to the support structure 15 in a releasably non-positive manner. This not only means that shear forces can be transferred via the screw holder 1 and in particular the screw between the concrete element 18 and the support structure 15, but also that the concrete element 18 and the support structure 15 are detached from one another at any time can. Therefore, dismantling can take place so that the concrete element 18, the support structure 15 and, if necessary, also the screw can be reused.
  • a perspective view of the same screw receptacle 1 is shown, a perspective being chosen so that the structure of the body 2 and the arrangement of the element 3 in the body 2 are particularly clearly visible.
  • the subsurface U such as the formwork or the support structure 15
  • this is shown as an example as a surface.
  • the gradation of the element 3 and the deformations carried out on the body 2, in particular bends, are clearly visible.
  • Fig. 3 shows a perspective view of an exemplary embodiment of the body 2.
  • This has a similar design to the exemplary embodiment Fig. 1 and 2 a shape with flattened sections 4, rising section 5 and falling section 6, the falling section 6 also being provided with the opening 7 into which the first region 10 of the element 3 can be inserted.
  • the extension 8 of the body 2 of this exemplary embodiment has a recess 9 with a circular cross section. In this way, the element 3 with a correspondingly dimensioned first region 10 can be accommodated in the body 2 in a form-fitting manner. This results in a particularly high level of stability when arranging the screw holder 1 in the formwork or on the support structure 15.
  • first region 10 of the element 3 is designed with a beveled end 11, on the body 2, for example the opening 7, and element 3, for example on the gradation, corresponding projections and recesses can be provided in order to orient the element 3 by means of a positive insertion in the body 2. In this way it can be ensured that a continuous channel is created in the concrete element 18 with the element 3.
  • Fig. 4 a perspective view of a further embodiment of the body 2 can be seen.
  • a guide 13 which is detachably arranged on the body 2.
  • the guide 13 has an extension 8 with a recess 9 in the shape of a segment of a circle.
  • the guide 13 is made of a plastic tube and the body 2, thus also the extension 8, is made of sheet metal, the guide 13 can be arranged on the body 2 via a press fit.
  • the guide 13 is designed with a beveled end 14 so that it lies flat on the surface U.
  • the beveled end 14 not only enables the inclusion of an angle of 30 ° with the surface U, but also the flush termination of the opposite end of the guide 13 with the body 2, in particular at the falling section 6.
  • This corresponds to an interior of the guide 13 the opening 7 of the body 2, so that in particular the first area 10 of the element 3 can be inserted into the guide 13.
  • the guide 13 means that the first area 10 does not need to be designed with a beveled end 11, so that it is easier to produce and can be used more universally.
  • the diameter of the first area 10 corresponds to an inner diameter of the guide 13. Consequently, the guide 13 forms part of the channel after the element 3 has been removed from the at least partially hardened concrete.
  • the guide 13 also ensures that the channel of the concrete element 18 extends through the body 2 to the subsurface U. Analogous to the exemplary embodiment without guide 13, the screw is also inserted into the channel and thus also into the guide 13 in the present exemplary embodiment.
  • the 5 and 6 show the body 2 of the Fig. 4 in plan view and sectional view with guide 13 arranged thereon. This illustrates a preferred dimensioning of the body 2 as well as the arrangement of the guide 13, the extension 8 and the opening 7.
  • the body 2 of the specific exemplary embodiment has a length L of 200 mm and a width B of 60 mm.
  • the two are flattened sections 4 are formed with both the same length L and the same width B. While the width B of the rising section 5 and the falling section 6 is the same, they have a different length L, which is due, among other things, to the different angle to the ground U.
  • This representation also shows that the extension 8 was originally part of the rising section 5 and was bent away from it by cutting and forming.
  • the extension 8 including the recess 9 is preferably created when the body 2 is cut out of the sheet metal, in particular by laser or water jet cutting, and the forming is carried out at the same time as the sections 4, 5, 6. It can also be seen from the sectional view that the extension 8 is essentially parallel to the falling section 6. Accordingly, the extension 8 and the falling section 6 enclose the same angle ⁇ of 56° with the ground U.
  • FIG. 7 and 8 are bodies 2a, 2b of the exemplary embodiment Fig. 4 shown in an overlapping arrangement.
  • the flattened section 4 and partly also the rising section 5 of a first body 2a overlap with the rising section 5 and the falling section 6 of a second body 2b.
  • the two bodies 2a, 2b do not touch each other, which means that they can be completely encased in concrete, analogous to a single screw receptacle 1.
  • a right angle shown between the two bodies 2a, 2b to one another has proven useful in order to be able to transmit thrust forces in different directions particularly efficiently.
  • at least two screw receptacles 1 are required to form a concrete element 18 with such an arrangement of the bodies 2a, 2b.
  • several screw receptacles 1 arranged in this way can also be provided in order to ensure an appropriate transmission of thrust forces.
  • a perspective view of a finished component which has a support structure 15 with several supports 16.
  • An underside of the carrier 16 is boarded with a plate 17, with both the carrier 16 and the plate 17 being made of wood in the specific embodiment. Alternatively, a wood material can of course also be used. It is irrelevant whether the supports 16 and the plate 17 are solid wood or multi-part, in particular laminated, wooden components.
  • the prefabricated component has a length L of 8 m and a width B of 2.24 m.
  • the concrete element 18 has a height H of 80 mm
  • the supports 16 have a height H of 200 mm
  • the plate 17 has a height H of 20 mm, which results in a total height H of 30 mm for the prefabricated component.
  • Cavities are provided between the supports 16 and can be filled with insulating material if necessary. This means that heat or sound insulation requirements can be easily met.
  • the prefabricated component with insulating material shown has a weight of 2.4 kN per square meter, which depends in particular on the amount used and the insulating material itself.
  • the carrier 16 On an upper side of the carrier 16, several bodies 2 with guides 13 are shown along a length L of the carrier 16. These are only intended to illustrate, as an example, the positioning of the screw receptacles 1 on the supports 16, which are basically arranged in the concrete element 18 shown in a cut-off manner.
  • the channels formed in the concrete element 18 have not been shown, especially since these are usually also filled with removable material in prefabricated components.
  • the formwork can be arranged directly on the support structure 15, so that the screw receptacles 1 can be arranged on the supports 16 when concrete is poured around them. Otherwise, the concrete element 18 can also be formed using its own formwork and separately from the support structure 15.
  • the concrete element 18 is also fastened in this prefabricated component in a non-positive manner via screws to the supports 16 and thus to the support structure 15. Accordingly, this prefabricated component can be easily transported to the construction site and preferably installed directly with other, in particular identical, prefabricated components. If the material is removed from the channels of the concrete element 18, the screws can also be loosened so that the concrete element 18 and the support structure 15 can be separated from one another. Consequently, the prefabricated component can also be dismantled and the concrete element 18, support structure 15 and, if necessary, screws can be reused elsewhere, so that maintenance or dismantling of a structure can be carried out more easily and sustainably compared to conventional construction methods.
  • Fig. 10 shows a perspective view of another embodiment of a finished part.
  • This has a support structure 15, which has a top surface 19, an invisible bottom surface and four side surfaces 21, two of which are recognizable, is formed.
  • Such prefabricated components are usually manufactured with a standard length L of 8 m and width B of 2.6 m.
  • a height H of the prefabricated component depends on the area of application, with a concrete element 18 usually having a height H of 80 mm to 120 mm and the support structure 15 in this specific case having a height H of 120 mm to 200 mm.
  • the total height H of the prefabricated component is between 200 mm and 320 mm, resulting in a weight of the prefabricated component of 2.45 kN to 3.76 kN per square meter.
  • this support structure 15 can be designed with at least one cavity, which, however, is not shown. In addition, the cavity can be at least partially filled with insulating material.
  • first screw receptacle 1 of each row is arranged in a recess 20 of the support structure 15, i.e. conversely in a projection, a so-called thrust cam, of the concrete element 18.
  • This allows shear forces to be better transmitted between the concrete element 18 and the support structure 15.
  • it has proven useful if several depressions 20 arranged in parallel are provided on the top surface 19. In this way, the thrust cams of the concrete element 18 can engage in a form-fitting manner in the recesses 20 of the support structure 15 at several positions and a particularly efficient transmission of thrust forces can be ensured.
  • 15 recesses are provided on the side surfaces 21 of the support structure, via which several prefabricated components can be connected to one another or to the structure via a tongue-and-groove connection.
  • This allows walls and/or ceilings for the building to be constructed in a particularly quick and stable manner.
  • Such a recess with an inserted spring 22 for a dovetail connection can be seen on the right side surface 21.
  • the side surfaces are usually 21 only provided with recesses into which corresponding molded parts can be inserted to connect the finished components.
  • the side surfaces 21 of the finished components can be provided with corresponding projections and recesses in order to obtain such a positive connection.
  • the concrete element 18 can be spaced from an edge of the support structure 15, i.e. smaller in area than the support structure 15, so that when several prefabricated components are arranged, so-called installation channels result in which lines, cables or piping can be laid.
  • a concrete element 18 can be obtained, which can be detachably fastened to a support structure 15 in a force-fitting manner via a screw, so that structures can be sustainably dismantled and concrete elements 18, support structures 15 and, if necessary, screws can be reused.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubenaufnahme (1) zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (18) an einer Trägerkonstruktion (15). Um eine derartige Befestigung einfach und kostengünstig zu erreichen, umfasst die Schraubenaufnahme (1) erfindungsgemäß einen Körper (2) und ein lösbar am Körper (2) anordenbares Element (3), wobei die Schraubenaufnahme (1) mit Beton umgießbar und das Element (3) nach einem zumindest teilweisen Aushärten des Betons vom Körper (2) entfernbar ist, sodass nach einem Entfernen des Elementes (3) vom Körper (2) ein zumindest teilweise durch das Element (3) definierter Kanal durch das durch den Beton gebildete Betonelement (18) zur Aufnahme einer Schraube gebildet ist, mit welcher Schraube das Betonelement (18) und der Körper (2) kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion (15) verbindbar ist.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (18) an einer Trägerkonstruktion (15), wobei zumindest eine Schraubenaufnahme (1) in einer Schalung angeordnet wird, welche Schraubenaufnahme (1) zumindest einen Körper (2) und ein Element (3) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schraubenaufnahme zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes an einer Trägerkonstruktion.
  • Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes an einer Trägerkonstruktion, wobei zumindest eine Schraubenaufnahme in einer Schalung angeordnet wird, welche Schraubenaufnahme zumindest einen Körper und ein Element umfasst.
  • Verbundkonstruktionen aus Holzträgern und Betonelementen werden im Stand der Technik hauptsächlich dazu genutzt, um Holzkonstruktionen zu erzielen, welche die Anforderungen an den Schall- und Brandschutz erfüllt und hinsichtlich des Gewichtes einer Vollbetonkonstruktion überlegen ist. Hierzu werden die Holzträger mit einer Schalung versehen, in welche Beton eingebracht wird. Dabei werden, abgesehen von Bewehrungsgittern, auch in die Holzträger eingedrehte Schrauben mit Beton umgossen. Die Schrauben können in unterschiedlichen Winkeln in die Holzträger eingedreht sein und dienen der Schubkraftübertragung zwischen Holzträger und Betonelement. Nachteilig ist hier, dass die Holzträger bzw. die Schalung bedingt durch das Gewicht des Betons zusätzlich abgestützt werden müssen und eine solche Verbundkonstruktion nur direkt an der Baustelle hergestellt werden kann, was durch die Abbindezeit des Betons mit einem nicht unerheblichen Zeitaufwand einhergeht.
  • Um Verbundkonstruktionen auch mit Fertigbetonelementen herstellen und entsprechend Zeit sparen zu können, ist aus dem Stand der Technik ein Verbindungselement bekannt, welches bereits beim Herstellen des Fertigbetonelementes mit Beton umgossen wird. Dieses weist einen Kanal zur Aufnahme einer Schraube auf, welcher gegenüber einer Unterseite des Fertigbetonelementes um 30° geneigt ist, sodass das Fertigbetonelement mit den Holzträgern verbindbar und Schubkräfte gleichzeitig auf effiziente Weise aufnehmbar sind. Zudem ist dieses größtenteils aus Kunststoff gebildet, weist jedoch eine Stahlplatte zum Verbessern der Kraftübertragung zwischen Beton und Schraube auf, an welcher ein Schraubenkopf anliegt. Um einen durch das Fertigbetonelement reichenden Kanal zu erhalten, muss das Verbindungselement zumindest so hoch ausgebildet sein, dass dieses beim Umgießen mit Beton nicht vollständig bedeckt wird. Da ein derartiges Verbindungselement für Fertigbetonelemente unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden kann, muss dieses für die jeweilige Dicke entsprechend unterfüttert werden, sodass ein bündiges Abschließen des Verbindungselementes mit der Betonoberfläche sichergestellt ist. Andernfalls müsste für die vorgesehene Dicke des Fertigbetonelementes eine entsprechende Dimensionierung des Verbindungselementes erfolgen. Somit ergibt sich eine Erschwernis sowohl in der Herstellung des Verbindungselementes selbst als auch in der Erzeugung des Fertigbetonelementes mit einem derartigen Verbindungselement.
  • Demnach ist die Aufgabe der Erfindung darin zu sehen, eine Schraubenaufnahme der eingangs genannten Art anzugeben, welche universell einsetzbar und gleichzeitig auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
  • Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem ein Betonelement nicht nur einfach und schnell an einer Trägerkonstruktion befestigbar, sondern auch wieder entfernbar und wiederverwendbar ist.
  • Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Schraubenaufnahme der eingangs genannten Art einen Körper und ein lösbar am Körper anordenbares Element umfasst, wobei die Schraubenaufnahme mit Beton umgießbar und das Element nach einem zumindest teilweisen Aushärten des Betons vom Körper entfernbar ist, sodass nach einem Entfernen des Elementes vom Körper ein zumindest teilweise durch das Element definierter Kanal durch das durch den Beton gebildete Betonelement zur Aufnahme einer Schraube gebildet ist, mit welcher Schraube das Betonelement und der Körper kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion verbindbar ist. Durch diese Art der Befestigung wird den nunmehr aufkeimenden Forderungen nach zerstörungsfreien Rückbaumöglichkeiten von, insbesondere mehrgeschoßigen, Bauwerken nachgekommen. Mit erfindungsgemäßen Schraubenaufnahmen versehene Betonelemente ermöglichen im Falle des Rückbaus sowohl eine Wiederverwendbarkeit der Betonelemente selbst, als auch der Trägerkonstruktion und gegebenenfalls sogar der zur Befestigung verwendeten Schrauben.
  • Der Körper der Schraubenaufnahme kann in einer Draufsicht streifenförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist ein derartiger Körper eine Länge von 100 mm bis 300 mm, insbesondere 200 mm, eine Breite von 30 mm bis 150 mm, insbesondere 50 mm, und eine Höhe von 20 mm bis 150 mm, insbesondere 60 mm, auf. Dabei stehen Länge und Breite rechtwinkelig zueinander und spannen eine Ebene auf, zu welcher die Höhe senkrecht ist.
  • In einer Seitenansicht weist der Körper zur stabilen Auflage zwei abgeflachte Abschnitte auf. Die abgeflachten Abschnitte sind im Wesentlichen horizontal angeordnet und vorzugsweise parallel zu einem Untergrund ausgerichtet. Den Untergrund stellt für gewöhnlich eine Schalung, welche zum Bilden des Betonelementes eingesetzt wird, oder die Trägerkonstruktion dar. Im Gegensatz zu Verbindungselementen des Standes der Technik ist es bei einem derartigen Körper nicht erforderlich, durch Kleben oder Schrauben eine stabile Anordnung am Untergrund sicherzustellen. Für gewöhnlich ist der Körper mit einem Eigengewicht von 150 g bis 400 g, bevorzugt von 200 g bis 300 g, besonders bevorzugt 280 g, ausgebildet, wodurch dieser auch für das Umgießen mit Beton eine ausreichende Stabilität aufweist. Üblicherweise ist der Körper während dem Umgießen mit Beton zusätzlich durch das lösbare angeordnete Element beschwert.
  • Zwischen den abgeflachten Abschnitten ist zumindest ein weiterer Abschnitt vorgesehen, welcher einen winkeligen Übergang zu den abgeflachten Abschnitten aufweist. Dementsprechend ist der weitere Abschnitt nicht parallel zum Untergrund und kann in der Seitenansicht kreissegmentförmig oder L-förmig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der weitere Abschnitt L-förmig ausgebildet und umfasst einen steigenden Abschnitt und einen fallenden Abschnitt. Diese Abschnitte schließen bevorzugt unterschiedliche Winkel mit dem Untergrund ein, wobei der steigende Abschnitt einen Winkel von 15° bis 60°, vorzugsweise 25° bis 40°, insbesondere 30°, und der fallende Abschnitt einen Winkel von 26° bis 71°, vorzugsweise von 40° bis 61°, insbesondere 56°, mit dem Untergrund einschließt.
  • Das Element ist lösbar am Körper anordenbar und kann beispielsweise in diesen eingesetzt werden. Ein besonders einfaches Einsetzen und Entfernen vom Körper kann erzielt werden, wenn das Element aus Kunststoff gebildet ist. Hierbei haben sich vor allem Kunststoffe mit niedrigem Reibungskoeffizienten, beispielsweise PTFE, und/oder glatter Oberfläche als vorteilhaft erwiesen. Außerdem kann mit einem derart ausgebildeten Element auch ein Anhaften von Beton am Element verhindert werden. Folglich ist das Entfernen des Elementes auf einfache Weise beispielsweise durch Drehen und/oder Ziehen von Hand durchführbar.
  • Beim Entfernen des Elementes vom Körper wird im Betonelement der Kanal gebildet, über welchen die Schraube zum kraftschlüssigen Befestigen von Betonelement und Trägerkonstruktion einbringbar ist. Entsprechend ist jener Abschnitt des Körpers über den Kanal zugänglich, an welchem das Element beim Umgießen mit Beton angeordnet war. Ist der Körper wie obenstehend erläutert mit mehreren Abschnitten ausgebildet, kann das Element zumindest Bereichsweise am fallenden Abschnitt des Körpers angeordnet sein.
  • Soll nun das Betonelement an der Trägerkonstruktion befestigt werden, so wird die Schraube zunächst in den Kanal und in weiterer Folge in den Körper eingebracht. Letztlich tritt die Schraube mit der Trägerkonstruktion in Kontakt und kann zumindest soweit in diese eingedreht werden, bis ein Kopf der Schraube am Körper anliegt. Durch eine derartige Befestigung von Betonelement und Trägerkonstruktion ergibt sich eine besonders vorteilhafte Übertragung entstehender Kräfte, insbesondere Schubkräfte. Dabei erfolgt die Übertragung üblicherweise zunächst vom Betonelement auf den Körper und die Schraube und anschließend von der Schraube und dem Körper auf die Trägerkonstruktion.
  • Ferner kann das Betonelement neben der zumindest einen Schraubenaufnahme auch mit Stahlstäben, insbesondere einem Stahlgitter, bewehrt sein, wodurch sich gegenüber unbewehrtem Beton eine erhöhte Stabilität ergibt.
  • Die Trägerkonstruktion umfasst üblicherweise mehrere Träger, beispielsweise aus Holz oder Metall, die auch bereichsweise verbunden sein können. Diese Träger weisen für gewöhnlich eine quaderförmige oder zylindrische Grundform auf, können aber auch konisch zulaufend ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst die Trägerkonstruktion mehrere quaderförmige Holzträger, die parallel zueinander angeordnet sind. Grundsätzlich kann es sich bei der Trägerkonstruktion auch um üblicherweise bauseitig vorhandene Holzbauteile, wie Brettsperrholzplatten oder Holzbalken handeln. Die Holzträger selbst können massiv oder mehrteilig, insbesondere aus miteinander verbundenen Schichten, ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Körper aus Blech, vorzugsweise einteilig aus umgeformtem Blech, gefertigt ist. Hierdurch ist gegenüber herkömmlichen Verbindungselementen eine erhöhte Stabilität gegeben und der Körper gleichzeitig auf einfache Weise, insbesondere in großen Mengen, herstellbar. Dementsprechend kommt bevorzugt ein großflächiges Blech als Ausgangmaterial zum Einsatz, aus welchem mittels gängigen Schneidverfahren, wie Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden, in einem Arbeitsgang eine Vielzahl von Körpern erzeugbar sind. Ein Blech wird dann als großflächig bezeichnet, wenn sich aus diesem zwischen 10 und 100 Körper herstellen lassen.
  • Um die bevorzugte Form des Körpers mit zumindest drei Abschnitten zu erhalten, kann dieser nach Durchführung des Schneidverfahrens gebogen werden. Alternativ kann das Blech auch durch andere Umformungsverfahren, wie Tiefziehen, vor oder nach Durchführung des Schneidverfahrens in die bevorzugte Form gebracht werden. Üblicherweise ist das Blech mit einer Dicke von 1,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 2 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt 3 mm, ausgebildet, sodass sich ein besonders stabiler Körper ergibt. Um einen besonders langlebigen Körper zu erhalten, hat sich der Einsatz eines Stahlbleches als Ausgangsmaterial bewährt, da dieses für gewöhnlich eine hohe chemische Beständigkeit aufweist.
  • Es hat sich bewährt, dass der Körper zumindest eine Öffnung aufweist, in welche das Element einbringbar ist. Hierdurch ergibt kann das Element auf einfache und reproduzierbare Weise in den Körper eingebracht werden. Folglich können Element und Öffnung so dimensioniert sein, dass das Element zumindest bereichsweise formschlüssig in der Öffnung aufnehmbar ist. Idealerweise korrespondiert der Querschnitt der Öffnung aber mit zumindest einem Bereich des Elementes. Die Öffnung kann beim bereits in Form gebrachten Körper durch Zerspanen, beispielsweise Bohren, erstellt werden. Wird der Körper durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden hergestellt, hat es sich bewährt, die Öffnung bereits im Schneidverfahren zu erstellen und den Körper erst anschließend umzuformen. Weist der Körper die bevorzugte Form mit zumindest drei Abschnitten auf, ist die Öffnung im weiteren Abschnitt, insbesondere im fallenden Abschnitt, des Körpers angeordnet.
  • Es ist zweckmäßig, wenn das Element eine zylindrische Form mit einer Länge von 7 cm bis 46 cm, bevorzugt 10 cm bis 35 cm, besonders bevorzugt 17 cm bis 27 cm, aufweist. Üblicherweise werden Betonelemente in der angedachten Verwendung mit einer Dicke von 7 cm bis 12 cm ausgebildet, wobei Verbindungselemente des Standes der Technik zur Verwendung in dickeren Betonelementen redimensioniert oder unterfüttert werden müssen, um für eine Befestigung an einer Trägerkonstruktion zugänglich zu sein. Mit einem Element im oben angegebenen Längenbereich kann sichergestellt werden, dass dieses selbst unter Einschluss eines Winkels von nur 15° mit dem Untergrund und einer Dicke des Betonelementes von 12 cm zumindest bereichsweise von der Oberfläche des Betonelementes hervorsteht, sodass auch das Entfernen des Elementes und damit das Erstellen des Kanales im Betonelement auf einfache Weise möglich ist. Wird, wie im Stand der Technik üblich, ein Winkel von 30° zum Untergrund angestrebt, liegt die Länge des Elementes für gewöhnlich zwischen 17 cm und 27 cm. Dementsprechend können Schraubenaufnahmen mit derart ausgebildeten Elementen bei der Herstellung von Betonelementen unterschiedlichster Dicken, insbesondere im Bereich von 7 cm bis 12 cm, eingesetzt werden, sodass sich ein besonders breiter Einsatzbereich ergibt. Darüber hinaus sind bei der Herstellung von Betonelementen unterschiedlicher Dicke weder bauliche Veränderungen, beispielsweise eine Unterfütterung der Schraubenaufnahme, noch eine Veränderung der Schraubenaufnahme selbst erforderlich.
  • Mit Vorzug ist das Element mit einer Abstufung ausgebildet, wodurch ein erster Bereich und ein zweiter Bereich des Elementes unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei erster Bereich und zweiter Bereich bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise ist die Schraubenaufnahme besonders vielseitig einsetzbar, da mit einem solchen Element ein Kanal im Betonelement erzeugbar ist, welcher einen Einsatz von unterschiedlichst dimensionierten Schrauben zum Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion ermöglicht. Entsprechend ist die Schraubenaufnahme nicht an den Einsatz einer bestimmten Schraubendimension gebunden, sondern es kann mit unterschiedlichsten Schrauben eine stabile Befestigung von Betonelement und Trägerkonstruktion erfolgen. Dies macht sich insbesondere in einer hohen Variabilität hinsichtlich einer Dimensionierung des Schraubenkopfes bemerkbar. Bevorzugt ist vorgesehen, dass Schrauben mit bis zu 12 mm Durchmesser zur Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion eingesetzt werden.
  • Weiter kann ein erster Bereich des Elementes in den Körper einbringbar ausgebildet sein, beispielsweise indem dieser einen zur Öffnung des Körpers korrespondierenden Durchmesser aufweist. Hierbei ist auch denkbar, dass der erste Bereich des Elementes formschlüssig in den Körper einbringbar ist, wodurch sich eine besonders einfache und genaue Anordnung des Elementes am Körper ergibt. Zusätzlich kann der Körper mit einer weiteren Öffnung versehen sein, welche parallel zur Öffnung des Körpers angeordnet ist. Folglich hat es sich bewährt, dass der Durchmesser des ersten Bereiches des Elementes mit den Durchmessern beider Öffnungen korrespondiert, wodurch der erste Bereich des Elementes auf einfache Weise in beide Öffnungen des Körpers einbringbar ist. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer präzisen Positionierung des Elementes innerhalb des Körpers. In einer einfachen Ausführungsvariante des Körpers sind die Durchmesser der beiden Öffnungen daher ident. Ist eine bestimmte Orientierung des Elementes innerhalb des Körpers angedacht, können Element und Körper zum Erzielen einer formschlüssigen Verbindung eine korrespondierende Formgebung aufweisen. Vorzugsweise wird dies über einen Vor- oder Rücksprung am Element und einen korrespondierenden Vor- bzw. Rücksprung am Körper erreicht.
  • Der zweite Bereich des Elementes ist üblicherweise mit einem größeren Durchmesser als der erste Bereich ausgebildet, sodass sich eine Kontaktfläche mit dem Körper ergibt. Diese Kontaktfläche liegt vorzugsweise an einer Außenseite des fallenden Abschnittes auf und wird beim Entfernen des Elementes zugänglich. Besonders bevorzugt weist der erste Bereich einen kleineren und der zweite Bereich einen größeren Querschnitt als die Öffnung des Körpers auf. Entsprechend wird der erste Bereich des Elementes in die Öffnung eingebracht und die Kontaktfläche ergibt sich um die Öffnung des Körpers, welche üblicherweise am fallenden Abschnitt vorgesehen ist. In anderen Worten bildet die Abstufung also bevorzugt einen Anschlag, welcher bündig mit dem Körper abschließt.
  • Durch die Abstufung des Elementes vom zweiten Bereich zum ersten Bereich, weist der erstellte Kanal im Betonelement zwei unterschiedliche Durchmesser auf, wobei am Übergang der beiden Durchmesser die Kontaktfläche des Körpers offen liegt. Entsprechend kann der Schraubenkopf an der Kontaktfläche aufliegen und eine besonders stabile Befestigung der Schraubenaufnahme bzw. des Betonelementes an der Trägerkonstruktion erzielt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich jene Ausbildung des Elementes herausgestellt, bei welcher der erste Bereich einen kleineren Querschnitt als die Öffnung des Körpers aufweist Zudem stellt eine derartige Ausbildung des Elementes beim Umgießen mit Beton sicher, dass der Kanal nicht von eindringendem Beton blockiert wird.
  • Darüber hinaus hat es sich bewährt, dass das nach einem Umgießen der Schraubenaufnahme mit Beton gebildete Betonelement eine Oberfläche aufweist, von welcher der zweite Bereich des Elementes hervorsteht. Folglich ist das Element auf einfache Weise, insbesondere von Hand, aus dem Betonelement und vom Körper der Schraubenaufnahme entfernbar. Zudem kann durch von der Oberfläche des Betonelementes hervorstehende Elemente besonders schnell festgestellt werden, an wie vielen und welchen Stellen das Betonelement mit der Trägerkonstruktion zu verschrauben ist. Ferner kann besonders einfach erkannt werden, wie viele Schrauben zum Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion erforderlich sein werden, sodass hierfür erforderliche Arbeitsabläufe besonders effizient geplant und ausgeführt werden können. Sobald das Element entfernt ist, verbleibt der Kanal zum Einbringen der Schraube in die Schraubenaufnahme im Betonelement. Sollte der Kanal, beispielsweise für einen Aufbau mit besonderer Trägerkonstruktion, nicht benötigt oder nach Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion verschlossen werden, kann dies durch Anbringen einer Abdeckung, beispielsweise aus Kunststoff, und/oder Füllen des Kanales mittels entfernbarem Material, insbesondere Sand, erfolgen.
  • Mit Vorteil ist zumindest ein Ende des Elementes abgeschrägt ausgebildet, sodass das Element mit dem Untergrund einen Winkel von 15° bis 60°, bevorzugt 20° bis 50°, besonders bevorzugt 30°, einschließt. Entsprechend kann der Kanal im Betonelement mit einem besonders günstigen Winkel zum Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion erstellt werden. In diesem Winkel eingebrachte Schrauben können Schubkräfte zwischen dem Betonelement und der Trägerkonstruktion besonders effizient übertragen. Daher ist es möglich, das Betonelement im Vergleich zum Stand der Technik pro Quadratmeter mit nur einer geringen Anzahl an Schraubenaufnahmen zu versehen und dennoch vergleichsweise hohe Schubkräfte verformungsfrei übertragen zu können.
  • Üblicherweise ist das abgeschrägte Ende des Elementes jenes, das in den Körper einführbar ist. Bei abgestufter Ausbildung des Elementes handelt es sich dabei üblicherweise um das Ende des ersten Bereiches. Das abgeschrägte Ende des Elementes liegt vorzugsweise plan am Untergrund auf, wodurch sich ein durchgängiger Kanal durch das Betonelement ergibt. Entsprechend kann auf ein Nachbearbeiten des Betonelementes, beispielsweise durch Bohren, nach dem zumindest teilweisen Aushärten verzichtet und dennoch eine besonders einfache Befestigbarkeit des Betonelementes an der Trägerkonstruktion erzielt werden.
  • Bevorzugt ist eine Führung für die Schraube vorgesehen, welche insbesondere lösbar am Körper angeordnet ist. Dadurch kann der Kanal zumindest bereichsweise unabhängig vom Element gebildet werden, sodass dieses unterschiedlichste Formgebungen haben kann und dennoch ein durchgängiger Kanal erzeugbar ist. In der Regel wird die Führung dabei so am Körper angeordnet, dass diese mit der Öffnung des Körpers, insbesondere im fallenden Abschnitt, korrespondiert. Zudem ist die Führung so ausgebildet, dass das Element bereichsweise in die Führung eingebracht werden kann. Hierbei ist zumindest ein Bereich, insbesondere ein erster Bereich, des Elementes in zumindest einer Richtung formschlüssig von der Führung aufnehmbar. Entsprechend stellt die Führung nach Entfernen des Elementes einen Teil des Kanales zur Aufnahme der Schraube dar.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass am Körper eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welche die Führung zumindest bereichsweise einbringbar ist. Hierdurch kann die Führung schnell und reproduzierbar am Körper angeordnet werden. Die Ausnehmung kann an einem abgekanteten oder gebogenen Fortsatz des Körpers angeordnet sein, welcher in der Regel am steigenden Abschnitt des Körpers vorgesehen ist. Dabei kann der Fortsatz einen Teil des Abschnittes darstellen, welcher vom Abschnitt, beispielsweise durch ein Schneidverfahren, getrennt wurde und durch ein Umformverfahren in eine andere Richtung weist. Vorzugsweise ist Fortsatz derart umgeformt, insbesondere gebogen, dass dieser parallel zum fallenden Abschnitt ist. In diesem Fall nimmt der Fortsatz denselben Winkel zum Untergrund ein, wie der fallende Abschnitt.
  • Die Ausnehmung ist üblicherweise an jenem Ende des Fortsatzes angeordnet, welches dem Untergrund zugewandt ist, und weist die Form eines Kreissegmentes auf. Dabei ist die Form der Ausnehmung wird üblicherweise so gewählt, dass sich mit der Führung eine Presspassung erzielen lässt. Bevorzugt ist dies vor allem dann, wenn das Material der Führung elastischer als jenes des Fortsatzes und damit des Körpers ist. Es ergibt sich der Vorteil, dass die Führung am Körper angeordnet werden kann, ohne dass diese über zusätzliche Mittel an diesem befestigt werden muss.
  • Bevorzugt ist die Führung als Hohlzylinder, insbesondere als Rohr, mit einem abgeschrägten Ende ausgebildet und schließt mit dem Untergrund einen Winkel von 15° bis 60°, bevorzugt 20° bis 50°, besonders bevorzugt 30°, ein. Entsprechend sind handelsübliche Ausgangsmaterialien wie Rohre einsetzbar, um die Führung schnell und kostengünstig herstellen zu können. Zudem kann mit einer derartigen Ausbildung der Führung der beim Bilden des Betonelementes erstellte Kanal zumindest bereichsweise einen besonders günstigen Winkel zum Einbringen der Schraube aufweisen. Vorzugsweise wird ein Kunststoffrohr als Führung eingesetzt, bei welchem ein Ende abgeschrägt ist. Dieses abgeschrägte Ende ist beim Anordnen der Führung am Körper üblicherweise so orientiert, dass dieses bündig mit dem Untergrund abschließt. Wird nun das Element in der Führung und/oder am Körper angeordnet und die Schraubenaufnahme mit Beton umgossen, entsteht nach Entfernen des Elementes im dadurch gebildeten Betonelement ein durchgehender Kanal. Da dieser Kanal bereichsweise durch die Führung gebildet ist, stellt diese jenen Teil des Kanales dar, in welchen die Schraube eingebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Schraubenaufnahme wird bevorzugt mit einer Schraube als Set eingesetzt, bei welchem die Schraube in den Kanal einbringbar ist. Mit einem derartigen Set kann auf einfache Weise ein Betonelement gebildet und an einer Trägerkonstruktion befestigt werden. Hierzu wird die Schraubenaufnahme in einer Schalung angeordnet und mit Beton umgossen, sodass das Betonelement gebildet wird. Nach zumindest teilweisem Aushärten des Betons wird das Element, vorzugsweise von Hand, entfernt, wobei ein Kanal im Betonelement entsteht. Zur Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion wird die Schraube in den Kanal eingesetzt und das Betonelement mit der Trägerkonstruktion verschraubt. Hierdurch wird das Betonelement kraftschlüssig an der Trägerkonstruktion befestigt, kann aber durch Entfernen der Schraube wieder von der Trägerkonstruktion getrennt werden. Üblicherweise kommen zur Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion mehrere Sets zum Einsatz.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schraube als selbstschneidende Holzschraube ausgebildet ist. Da eine Anbringung mit einer derartigen Schraube ohne Vorbohren in der Trägerkonstruktion auskommt, kann ein Arbeitsaufwand durch Einsatz eines derartigen Sets verringert werden. Entsprechend kann die Schraube direkt nach dem Einführen in den Kanal mit der Trägerkonstruktion verschraubt werden.
  • Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme ein Fertigbauteil umfassend ein Betonelement und eine Trägerkonstruktion erhalten werden, welche über zumindest eine Schraubenaufnahme und eine Schraube lösbar kraftschlüssig aneinander befestigt sind. Dies bietet den Vorteil, dass eine Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion auf einer Baustelle entfallen kann und lediglich die Fertigbauteile zu transportieren sind. Bei der Herstellung eines derartigen Fertigbauteiles ist es unerheblich, ob die Schraubenaufnahme zunächst an der Trägerkonstruktion befestigt und erst anschließend mit Beton umgossen wird, um das Betonelement zu bilden, oder die Schraubenaufnahme auf die oben beschriebene Weise eingesetzt wird. Für den Fall, dass die Schraubenaufnahme zuerst an der Trägerkonstruktion befestigt wird, kann ein speziell ausgebildetes Element zum Einsatz kommen, welches lösbar mit dem Schraubenkopf verbindbar ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Betonelement des Fertigbauteiles entsprechende Kanäle aufweist, über welche die Schrauben entfernt und das Betonelement von der Trägerkonstruktion getrennt werden kann. Hierdurch ist auch ein Rückbau oder ein Austausch einzelner Bestandteile des Fertigbauteiles auf einfache Art und Weise möglich.
  • Es hat sich bewährt, dass die Trägerkonstruktion aus Holz oder einem Holzwerkstoff gefertigt ist und mehrere, insbesondere parallele, Träger aufweist. Dadurch kann das Fertigbauteil ein besonders geringes Gewicht und gleichzeitig eine hohe Stabilität aufweisen. Die Träger sind üblicherweise zylindrisch mit rechteckiger oder kreissegment- bzw. kreisförmiger Grundfläche ausgebildet. Beim Bilden des Betonelementes kann die Schalung Vertiefungen aufweisen, in welchen die Schraubenaufnahmen positioniert sind. Durch Befüllen der Schalung mit Beton kann dadurch ein Betonelement erhalten werden, welches um die Schraubenaufnahmen herum Vorsprünge, sogenannte Schubnocken, aufweist, durch welche zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion auftretende Schubkräfte noch effizienter übertragbar sind. Hierzu kann die Trägerkonstruktion, insbesondere die Träger, mit entsprechenden Vertiefungen ausgebildet sein, in welchen die Schubnocken formschlüssig aufnehmbar sind. Üblicherweise werden die Vertiefungen in den Trägern mittels Zerspanung, insbesondere Fräsen, erstellt.
  • Ferner kann die Trägerkonstruktion plattenförmig ausgebildet sein, wobei diese eine Bodenfläche und eine Deckfläche aufweist, welche über mehrere Seitenflächen miteinander verbunden sind. Falls erforderlich, kann die Deckfläche mit Vertiefungen zur Aufnahme der Schubnocken ausgebildet sein. Zudem können die Seitenflächen mit Verbindungsstellen, wie Vor- und/oder Rücksprüngen, versehen sein, über welche mehrere Fertigbauteile formschlüssig miteinander verbindbar sind. Die Verbindungsstellen sind in der Regel zur Bildung einer Nut-Feder-Verbindung, insbesondere einer Schwalbenschwanzverbindung, ausgebildet. Entsprechend kann ein derartiges Fertigbauteil besonders kompakt ausgebildet und einfach einsetzbar sein. Dabei hat sich bewährt, dass die Verbindungsstellen als Rücksprünge, auch Nuten genannt, ausgebildet sind und eine Feder, insbesondere ein Holz- oder Metallstück, zum Verbinden der Rücksprünge zweier Fertigbauteile eingesetzt wird.
  • Darüber hinaus kann die Trägerkonstruktion massiv oder mit zumindest einem Hohlraum ausgebildet sein. Ist zumindest ein Hohlraum vorgesehen, kann zum Erzielen einer besseren Wärme- und/oder Schalldämmung zumindest bereichsweise mit Dämmmaterial gefüllt sein. Außerdem kann im Hohlraum zumindest ein Träger angeordnet sein, welcher mit zumindest einer der Flächen verbunden ist. Werden Fertigbauteile derart verbunden, kann vorgesehen sein, dass das Betonelement nicht die gesamte Deckfläche der Trägerkonstruktion abdeckt. Hierdurch entsteht zwischen zwei Fertigbauteilen ein sogenannter Installationskanal, in welchem Kabel, Leitungen und Verrohrungen verlegbar sind.
  • Fertigbauteile mit einer plattenförmigen Trägerkonstruktion sind üblicherweise mit einer Länge von 4 m bis 12 m, vorzugsweise von 6 m bis 10 m, insbesondere 8 m, und einer Breite von 1,5 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3,5 m, insbesondere 2,6 m, sowie einer Höhe von 0,2 m bis 0,32 m gefertigt. Dabei hängen Abmessungen des Fertigbauteiles maßgeblich vom Einsatzbereich ab, wobei insbesondere die Höhe durch die Ausbildung von Betonelement und Trägerkonstruktion variieren kann. Für gewöhnlich weist das Betonelement eine Höhe von 80 mm bis 120 mm und die plattenförmige Trägerkonstruktion eine Höhe von 120 mm bis 200 mm auf. Entsprechend kann auch das Gewicht des Fertigbauteiles zwischen 2,45 kN und 3,76 kN pro Quadratmeter liegen. Ist die plattenförmige Trägerkonstruktion mit zumindest einem Hohlraum und entsprechenden Dämmmaterialien versehen, kann dies das Gewicht des Fertigbauteiles beeinflussen.
  • Es ist zweckmäßig, dass an einer Oberseite entlang einer Länge jeden Trägers mehrere Schraubenaufnahmen hintereinander angeordnet sind. Hierdurch können auftretende Kräfte besonders effizient übertragen werden. Auch wenn mit der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme auftretende Kräfte auf effiziente Weise übertragen werden können und damit nur wenige Schraubenaufnahmen pro Quadratmeter Betonelement erforderlich sind, so hat es sich für das Herstellen des Fertigbauteiles dennoch bewährt, mehrere Schraubenaufnahmen hintereinander anzuordnen. Dadurch können Reihen von Schraubenaufnahmen im Betonelement angeordnet sein, sodass mehrere Befestigungspunkte zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion gegeben sind. Vorzugsweise werden die Reihen von Schraubenaufnahmen parallel zueinander angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Reihen üblicherweise mit jenem von parallel angeordneten Trägern ident ist. Folglich sind die Schraubenaufnahmen im Wesentlichen gitterartig im Betonelement angeordnet, wodurch sich eine besonders effiziente Übertragung von Schubkräften ergibt.
  • Sollen Betonelement und Trägerkonstruktion zur Übertragung noch größerer Schubkräfte geeignet sein, kann das Betonelement mit Schubnocken versehen sein, welche formschlüssig in Vertiefungen der Trägerkonstruktion bzw. Träger eingreifen. Es hat sich gezeigt, dass hierzu bei hintereinander in einer Reihe angeordneten Schraubenaufnahmen nicht an jeder Schraubenaufnahme eine Schubnocke angeordnet sein muss, sondern bereits eine einzelne Schubnocke pro Reihe ausreichend ist. Wird jede Reihe von Schraubenaufnahmen an jeweils einem Träger der Trägerkonstruktion befestigt, ist also an jedem Träger eine Vertiefung vorgesehen, um eine Schubnocke des Betonelementes aufnehmen zu können. Bei plattenförmigen Trägerkonstruktionen sind die Vertiefungen üblicherweise korrespondierend zu den Schubnocken des Betonelementes angeordnet.
  • Bevorzugt ist zwischen Trägern der Trägerkonstruktion ein Dämmmaterial angeordnet. Durch dieses Dämmmaterial können schall- und/oder wärmeleitende Eigenschaften des Fertigbauteiles positiv beeinflusst werden. Zum einfachen Anbringen des Dämmmaterials ist dieses üblicherweise quaderförmig ausgebildet. Idealerweise werden herkömmliche Dämmelemente zwischen den Trägern angebracht, um gleichermaßen einfach und kostengünstig entsprechende Eigenschaften zu erzielen. Dabei eingesetzte Dämmmaterialien sind zumeist, insbesondere geschäumte, Kunststoffe, Mineralwolle, Schaumglas oder Faserverbünde, wie Holz-, Cellulose-, oder Hanffasern. Abhängig von den zu erzielenden Eigenschaften können auch unterschiedliche Dämmmaterialien zwischen den Trägern angeordnet werden, welche auch übereinandergeschichtet werden können.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass eine Unterseite der Trägerkonstruktion beispielsweise mit Holzplatten verschalt ist. Dadurch ergibt sich eine für einen Transport und eine Langlebigkeit besonders vorteilhafte geschlossene Form des Fertigbauteiles. Analog zur Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion, sind auch zum Verschalen eingesetzte Platten, wie Holzplatten oder Betonfaserplatten, vorzugsweise kraftschlüssig durch Schrauben mit der Trägerkonstruktion verbunden. Ist zwischen den Trägern Dämmmaterial angeordnet, kann dieses durch das Verschalen der Trägerkonstruktion mit den Platten innerhalb des Fertigbauteiles eingeschlossen sein. Etwaige auftretende Abbauprozesse des Dämmmaterials sind dadurch verlangsamt, sodass damit erzielbare Eigenschaften des Fertigbauteiles besonders lange, insbesondere in vollem Umfang, erhalten bleiben. Zudem können die Platten und insbesondere deren Oberfläche so ausgebildet sein, dass diese optisch ansprechend und/oder besonders leicht verputzbar sind. Kommen solche Fertigbauteile dann beispielsweise als Deckenelemente in Bauwerken zum Einsatz, kann ein etwaiges Verputzen der Platten vom Geschmack eines Eigentümers abhängig gemacht werden. Ferner können die Platten auch mit Vertiefungen und/oder Löchern ausgebildet sein, wodurch insbesondere bei Verwendung als Raumdecke eine bessere Durchlüftung und/oder Schalldämmung erzielbar ist.
  • Derartige Fertigbauteile sind üblicherweise eine Länge von 4 m bis 12 m, vorzugsweise von 6 m bis 10 m, insbesondere 8 m, und einer Breite von 1,5 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3,5 m, insbesondere 2,24 m, ausgebildet. Eine Höhe des Fertigbauteiles kann zwischen 0,28 m und 0,4 m, vorzugsweise zwischen 0,28 m und 0,32 m, variieren. Weist das Betonelement eine Höhe von 80 mm, die Träger eine Höhe von 200 mm und die Platte eine Höhe von 20 mm auf, ergibt sich für das Fertigbauteil eine gesamte Höhe von 0,3 m. In der Regel weist ein derartiges Fertigbauteil samt Dämmmaterial ein Gewicht von 2 bis 3 kN pro Quadratmeter, bevorzugt von 2,2 bis 2,5 kN pro Quadratmeter, auf, wobei dieses auch vom Dämmmaterial abhängt.
  • Außerdem können Fertigbauteile mit einer thermischen Trennung versehen sein. Dazu wird bereits beim Bilden des Betonelementes ein Kragplattenanschluss, beispielsweise ein sogenannter Thermokorb, in der Schalung positioniert, sodass die erhaltenen Fertigbauteile auch zum Erstellen von auskragenden Bauteilen eines Bauwerkes verwendet werden können. Beispielsweise zählen Balkone zu solchen auskragenden Bauteilen. Dabei hat sich eine zumindest bereichsweise verschalte Trägerkonstruktion bewährt, um die Trägerkonstruktion vor Witterungseinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit, zu schützen. Zum Verschalen der Trägerkonstruktion kommen vorzugsweise Betonplatten, insbesondere Faserbetonplatten, zum Einsatz. Die Betonplatten bedecken dabei zumindest eine Stirnseite der Trägerkonstruktion bzw. Träger.
  • Die verfahrensmäßige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem das Element lösbar am Körper angeordnet wird, ehe Beton in die Schalung gegossen und die Schraubenaufnahme vom Beton zumindest bereichsweise umschlossen wird, wobei das Element nach einem zumindest teilweisen Aushärten des Betons vom Körper entfernt wird, sodass sich ein durch das Element zumindest teilweise definierter Kanal durch das durch den Beton gebildete Betonelement und den Körper ergibt, wonach der Körper und das Betonelement mittels einer in den Kanal eingeführten Schraube mit der Trägerkonstruktion verbunden werden. Hierdurch ergibt sich ein Betonelement, welches auf einfache Weise an einer Trägerkonstruktion befestigbar ist. Zudem kann die Schraube entfernt und das Betonelement beschädigungsfrei von der Trägerkonstruktion gelöst werden. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen, welche gegenüber herkömmlichen Konstruktionen mit einem weitaus geringeren Arbeitsaufwand einhergehen. Ebenso können das Betonelement oder Teile der Trägerkonstruktion, beispielsweise einzelne Träger, auf einfache Weise ersetzt werden.
  • Es hat sich bewährt, dass der Kanal mit entfernbarem Material gefüllt und die Schraube von diesem bedeckt wird, sodass die Schraube wieder aus der Schraubenaufnahme entfernbar ist. Hierdurch wird zum einen ein Betonelement mit bevorzugt glatter Oberfläche erhalten und zum anderen die Rückbaubarkeit der Konstruktion sichergestellt. Die durch Füllen des Kanales erhaltene Oberfläche des Betonelementes kann ähnlich jener eines herkömmlichen Fertigbetonelementes bearbeitet werden. Da Betonelemente oftmals als Raumdecken eingesetzt werden, wird auf diesen zumeist Bodenbelag mit Trittschallschutz und gegebenenfalls Fußbodenheizung verlegt. Außerdem können Betonelemente auch als Wände eingesetzt werden, welche für gewöhnlich verputzt werden. Diese und weitere Bearbeitungsschritte sich durch ein Füllen des Kanales des Betonelementes ohne Weiteres und auf herkömmliche Art und Weise möglich. Soll ein Bauwerk zumindest teilweise rückgebaut und/oder Instandhaltungsarbeiten vorgenommen werden, können Bodenbelag oder Putz sowie das entfernbare Material auf einfache Weise entfernt und die Befestigung von Betonelement und Trägerkonstruktion durch entfernen der Schraube gelöst werden.
  • Vorzugsweise ist der Körper aus einem Blech gebildet und eine Formgebung wird durch Umformen, insbesondere Biegen, erhalten. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Körper schnell, passgenau und in hoher Quantität erstellt werden kann. Ausgangsmaterial bildet ein, insbesondere großflächiges, Blech mit einer Dicke von 1,5 mm bis 5 mm, bevorzugt 2 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt 3 mm. Aus diesem kann mittels eines Schneidverfahrens, wie Laser- oder Wasserstrahlschneiden, einer oder vorzugsweise mehrere Körper ausgeschnitten werden, welche anschließend durch Umformen, insbesondere Biegen, in die oben beschriebene Form mit mehreren Abschnitten gebracht werden.
  • Mit Vorteil weist die Schalung und/oder die Trägerkonstruktion im Bereich zumindest einer Schraubenaufnahme eine Vertiefung auf, sodass ein Betonelement mit einer Schubnocke erhalten wird. Entsprechend können Schubkräfte effizienter zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion übertragen werden. Wird ein Betonelement mit zumindest einer Schubnocke gebildet, ist es zweckmäßig, die Trägerkonstruktion mit zumindest einer korrespondierenden Vertiefung auszubilden, um die Schubnocke formschlüssig in dieser aufnehmen zu können.
  • Bevorzugt werden zwei Schraubenaufnahmen zumindest bereichsweise überlappend in der Schalung angeordnet. Entsprechend kann mit zwei überlappend in der Schalung angeordneten Schraubenaufnahmen ein Betonelement gebildet werden, welches nicht nur Kanäle zur Aufnahme von Schrauben in eine Richtung, sondern in zwei Richtungen aufweist. Hierdurch können auftretende Schubkräfte zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion besonders effizient übertagen werden. Um diesen Effekt zu erzielen, schließen Mittellinien der beiden Schraubenaufnahmen für gewöhnlich einen Winkel von 60° bis 120°, bevorzugt von 80° bis 110°, besonders bevorzugt 90°, ein. Als besonders vorteilhaft hat sich eine normale Anordnung der beiden Schraubenaufnahmen herausgestellt.
  • Weisen die Schraubenaufnahmen Körper in der oben beschriebenen bevorzugten Form mit mehreren Abschnitten auf, so werden ein weiterer, insbesondere steigender und/oder fallender, Abschnitt des ersten Körpers und ein abgeflachter und weiterer, insbesondere steigender, Abschnitt des zweiten Körpers bereichsweise überlappend angeordnet. In Bezug auf eine genaue Positionierung der beiden Körper ergibt sich eine gewisse Flexibilität, welche durch die Form, die Führung und/oder das Element begrenzt ist. Die beiden Körper der Schraubenaufnahmen werden so positioniert, dass diese einander nicht berühren. Vorzugsweise treten die Körper auch nicht mit der Führung und/oder dem Element der jeweils anderen Schraubenaufnahme in Kontakt.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schraubenaufnahme;
    • Fig. 2 eine weitere perspektivische Darstellung der Schraubenaufnahme der Fig. 1;
    • Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Körpers der Schraubenaufnahme;
    • Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Körpers mit einer Führung;
    • Fig. 5 eine Draufsicht des Körpers der Fig. 4;
    • Fig. 6 eine Schnittansicht des Körpers der Fig. 4 entlang der Linie VI-VI;
    • Fig. 7 eine Draufsicht von zwei überlappend angeordneten Körpern der Fig. 4;
    • Fig. 8 eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII;
    • Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Fertigbauteiles;
    • Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigbauteiles.
  • In der Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Schraubenaufnahme 1 gezeigt. Diese umfasst einen Körper 2 und ein lösbar an diesem angeordnetes Element 3. Der dargestellte Körper 2 ist aus einem Blech, insbesondere einem Stahlblech, mit 3 mm Dicke gebildet. Bevorzugt ist dieses durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden aus einem großflächigen Blech erstellt und mittels eines Umformverfahrens, insbesondere Biegen, in die hier ersichtliche Form gebracht. In dieser Form weist der Körper 2 zwei abgeflachte Abschnitte 4 und einen zwischen diesen liegenden weiteren Abschnitt, welcher sich im konkreten Fall in einen steigenden Abschnitt 5 und einen fallenden Abschnitt 6 unterteilt, auf. Bei der Verwendung der Schraubenaufnahme 1 werden die abgeflachten Abschnitte 4 für gewöhnlich parallel zu einem Untergrund U und/oder direkt an diesem angeordnet, wobei es sich beim Untergrund U meist um eine Schalung oder eine Trägerkonstruktion 15 handelt. Der steigende Abschnitt 5 des Körpers 2 schließt hier mit dem Untergrund U einen Winkel α von 30° ein, wohingegen der fallende Abschnitt 6 mit dem Untergrund U einen Winkel β von 56° einschließt. Folglich schließen der steigende Abschnitt 5 und der fallende Abschnitt 6 zueinander einen Winkel γ von 94° ein. Zudem ist der steigende Abschnitt 5 mit einem Fortsatz 8 ausgebildet, welcher durch Schneiden und anschließendes Umformen, insbesondere Biegen, eines Teiles des steigenden Abschnittes 5 erstellt wird. Dieser weist eine Ausnehmung 9 auf, welche zum Anordnen des Elementes 3 dient und im konkreten Fall die Form eines Kreissegmentes aufweist. Alternativ kann die Ausnehmung 9 auch kreisförmig ausgebildet sein, sodass das Element 3 zumindest bereichsweise formschlüssig in diesem aufnehmbar ist. Darüber hinaus ist der fallende Abschnitt 6 mit einer Öffnung 7 versehen, welche in dieser Darstellung nicht erkennbar ist, da das Element 3 in dieser angeordnet ist.
  • Das Element 3 des gezeigten Ausführungsbeispiels ist abgestuft ausgebildet und weist einen ersten Bereich 10 mit einem geringeren Durchmesser und einen zweiten Bereich 12 mit einem größeren Durchmesser auf. Die Querschnitte beider Bereiche des Elementes 3 sind kreisförmig ausgebildet, wobei ein Ende 11 des ersten Bereiches 10 abgeschrägt ausgebildet ist. Beim Einbringen des Elementes 3 in den Körper 2 wird dieses durch Anordnen des ersten Bereiches 10 in der Öffnung 7 und an der Ausnehmung 9 ausgerichtet. Dabei sind Öffnung 7 und Ausnehmung 9 des Körpers 2 so positioniert, dass das Element 3 mit dem Untergrund U einen Winkel von 30° einschließt. Entsprechend liegt das abgeschrägte Ende 11 des ersten Bereiches 10, insbesondere vollflächig, am Untergrund U auf.
  • In der Regel wird die Schraubenaufnahme 1 in einer Schalung angeordnet und anschließend mit Beton umgossen, sodass ein Betonelement 18 gebildet wird, von dessen Oberfläche der zweite Bereich 12 des Elementes 3 zumindest teilweise hervorsteht. Wird das Element 3 nach zumindest teilweisem Aushärten des Betons mittels einer, insbesondere von Hand ausgeführten, Dreh- oder Ziehbewegung aus dem Betonelement 18 entfernt, entsteht ein durchgängiger Kanal zum Einbringen einer Schraube. Dabei wird die Schraube zunächst durch den vom zweiten Bereich 12 des Elementes 3 gebildeten Kanal zum Körper 2 geführt und durch die Öffnung 7 in diesen eingebracht. Anschließend passiert die Schraube jenen Bereich des Kanales, welcher durch den ersten Bereich 10 des Elementes 3 gebildet ist, ehe diese mit einer Trägerkonstruktion 15 in Kontakt kommen und in diese eingedreht werden kann. Durch ein Eindrehen der Schraube nähert sich ein Kopf der Schraube dem Körper 2 an und liegt letztlich am fallenden Abschnitt 6 auf. Dabei kann der Kopf der Schraube einen Durchmesser von bis zu 11 mm aufweisen. Entsprechend erfolgt eine lösbar kraftschlüssige Befestigung des Betonelementes 18 an der Trägerkonstruktion 15. Dies hat nicht nur zur Folge, dass Schubkräfte über die Schraubenaufnahme 1 und insbesondere die Schraube zwischen Betonelement 18 und Trägerkonstruktion 15 übertragbar sind, sondern Betonelement 18 und Trägerkonstruktion 15 jederzeit voneinander gelöst werden können. Daher kann ein Rückbau erfolgen, sodass das Betonelement 18, die Trägerkonstruktion 15 und gegebenenfalls auch die Schraube wiederverwendet werden können.
  • In der Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung derselben Schraubenaufnahme 1 gezeigt, wobei eine Perspektive so gewählt ist, dass der Aufbau des Körpers 2 und die Anordnung des Elementes 3 im Körper 2 besonders gut ersichtlich sind. Um eine Anordnung des Körpers 2 am Untergrund U, wie der Schalung oder der Trägerkonstruktion 15, leichter erkennen zu können, ist dieser exemplarisch als Fläche dargestellt. Zudem sind die Abstufung des Elementes 3 und die am Körper 2 vorgenommenen Umformungen, insbesondere Biegungen, eindeutig erkennbar.
  • Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Körpers 2. Dieser weist analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 eine Formgebung mit abgeflachten Abschnitten 4, steigendem Abschnitt 5 und fallendem Abschnitt 6 auf, wobei der fallende Abschnitt 6 ebenfalls mit der Öffnung 7 versehen ist, in welche der erste Bereich 10 des Elementes 3 einbringbar ist. Im Unterschied zum bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 weist der Fortsatz 8 des Körpers 2 dieses Ausführungsbeispiels jedoch eine Ausnehmung 9 mit kreisförmigem Querschnitt auf. Auf diese Weise kann das Element 3 mit entsprechend dimensioniertem ersten Bereich 10 formschlüssig im Körper 2 aufgenommen werden. Hierdurch ergibt sich beim Anordnen der Schraubenaufnahme 1 in der Schalung oder an der Trägerkonstruktion 15 eine besonders hohe Stabilität. Insbesondere wenn der erste Bereich 10 des Elementes 3 mit einem abgeschrägten Ende 11 ausgebildet ist, können am Körper 2, beispielsweise an der Öffnung 7, und Element 3, beispielsweise an der Abstufung, entsprechende Vor- und Rücksprünge vorgesehen sein, um das Element 3 durch ein formschlüssiges Einbringen im Körper 2 zu orientieren. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass mit dem Element 3 ein durchgängiger Kanal im Betonelement 18 erzeugt wird.
  • In Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Körpers 2 ersichtlich. Dieses weist im Unterschied zu jenem der Fig. 3 eine Führung 13 auf, welche lösbar am Körper 2 angeordnet ist. Um diese lösbare Anordnung am Körper 2 zu ermöglichen, weist dieser einen Fortsatz 8 mit einer kreissegmentförmigen Ausnehmung 9 auf. Da die Führung 13 aus einem Kunststoffrohr und der Körper 2, somit auch der Fortsatz 8, aus Blech gebildet sind, kann die Führung 13 über eine Presspassung am Körper 2 angeordnet werden. Zudem ist die Führung 13 mit einem abgeschrägten Ende 14 ausgebildet, sodass diese plan am Untergrund U aufliegt. Außerdem ermöglicht das abgeschrägte Ende 14 nicht nur das Einschließen eines Winkels von 30° mit dem Untergrund U, sondern auch das bündige Abschließen des gegenüberliegenden Endes der Führung 13 mit dem Körper 2, insbesondere am fallenden Abschnitt 6. Hierdurch korrespondiert ein Inneres der Führung 13 mit der Öffnung 7 des Körpers 2, sodass insbesondere der erste Bereich 10 des Elementes 3 in die Führung 13 einbringbar ist. Durch die Führung 13 kann auf eine Ausbildung des ersten Bereiches 10 mit einem abgeschrägten Ende 11 verzichtet werden, sodass dieses einfacher herstellbar und universeller einsetzbar ist. Es hat sich jedoch bewährt, dass der Durchmesser des ersten Bereiches 10 mit einem Innendurchmesser der Führung 13 korrespondiert. Folglich bildet die Führung 13 nach Entfernen des Elementes 3 aus dem zumindest teilweise ausgehärteten Beton einen Teil des Kanales aus. Ebenso stellt die Führung 13 sicher, dass der Kanal des Betonelementes 18 sich durch den Körper 2 bis zum Untergrund U erstreckt. Analog zum Ausführungsbeispiel ohne Führung 13 wird die Schraube auch beim gegenständlichen Ausführungsbeispiel in den Kanal und damit auch in die Führung 13 eingebracht.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen den Körper 2 der Fig. 4 in Draufsicht und Schnittansicht mit daran angeordneter Führung 13. Hierdurch wird eine bevorzugte Dimensionierung des Körpers 2 sowie die Anordnung der Führung 13, des Fortsatzes 8 und der Öffnung 7 veranschaulicht. Der Körper 2 des konkreten Ausführungsbeispiels weist eine Länge L von 200 mm und eine Breite B von 60 mm auf. Vorzugsweise sind die beiden abgeflachten Abschnitte 4 sowohl mit der gleichen Länge L als auch der gleichen Breite B ausgebildet. Während die Breite B des steigenden Abschnittes 5 und des fallenden Abschnittes 6 gleich ist, so weisen diese doch eine voneinander unterschiedliche Länge L auf, was unter anderem auf den unterschiedlichen Winkel zum Untergrund U zurückzuführen ist. Diese Darstellung gibt auch zu erkennen, dass der Fortsatz 8 ursprünglich Teil des steigenden Abschnittes 5 war und durch Schneiden und Umformen von diesem weggebogen wurde. Bevorzugt wird der Fortsatz 8 samt Ausnehmung 9 bereits beim Ausschneiden des Körpers 2 aus dem Blech, insbesondere durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden, erstellt und das Umformen zeitgleich mit den Abschnitten 4, 5, 6 vorgenommen. Auch ist aus der Schnittdarstellung ersichtlich, dass der Fortsatz 8 im Wesentlichen parallel zum fallenden Abschnitt 6 ist. Entsprechend schließen der Fortsatz 8 und der fallende Abschnitt 6 mit dem Untergrund U denselben Winkel β von 56° ein.
  • In Fig. 7 und 8 sind Körper 2a, 2b des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 in überlappender Anordnung gezeigt. Hierbei überlappt der abgeflachte Abschnitt 4 und teilweise auch der steigende Abschnitt 5 eines ersten Körpers 2a mit dem steigenden Abschnitt 5 und dem fallenden Abschnitt 6 eines zweiten Körpers 2b. Dabei ist jedoch vorgesehen, dass die beiden Körper 2a, 2b einander nicht berühren, wodurch diese analog zu einer einzelnen Schraubenaufnahme 1 vollständig mit Beton umgießbar sind. Hier hat sich ein gezeigter rechter Winkel der beiden Körper 2a, 2b zueinander bewährt, um Schubkräfte in unterschiedlichen Richtungen besonders effizient übertragen zu können. Entsprechend sind zum Bilden eines Betonelementes 18 mit derartiger Anordnung der Körper 2a, 2b zumindest zwei Schraubenaufnahmen 1 erforderlich. Selbstverständlich können auch mehrere derart angeordnete Schraubenaufnahmen 1 vorgesehen sein, um eine entsprechende Übertragung von Schubkräften zu gewährleisten.
  • In Fig. 9 ist eine perspektivische Darstellung eines Fertigbauteiles gezeigt, welches eine Trägerkonstruktion 15 mit mehreren Trägern 16 aufweist. Eine Unterseite der Träger 16 ist mit einer Platte 17 verschalt, wobei in der konkreten Ausbildung sowohl die Träger 16 als auch die Platte 17 aus Holz gebildet sind. Alternativ kann natürlich auch ein Holzwerkstoff eingesetzt werden. Dabei ist es unerheblich ob es sich bei den Trägern 16 und der Platte 17 um Massivholz oder mehrteilige, insbesondere schichtverleimte, Holzbauteile handelt. Das Fertigbauteil ist mit einer Länge L von 8 m und einer Breite B von 2,24 m ausgebildet. Im konkreten Fall weist das Betonelement 18 eine Höhe H von 80 mm, die Träger 16 eine Höhe H von 200 mm und die Platte 17 eine Höhe H von 20 mm auf, wodurch sich für das Fertigbauteil eine gesamte Höhe H von 30 mm ergibt. Zwischen den Trägern 16 sind Hohlräume vorgesehen, welche erforderlichenfalls mit Dämmmaterial füllbar sind. Hierdurch können Wärme- oder Schallschutzanforderungen auf einfache Weise erfüllt werden. Das dargestellte Fertigbauteil mit Dämmmaterial weist ein Gewicht von 2,4 kN pro Quadratmeter auf, wobei dieses insbesondere von der eingesetzten Menge und dem Dämmmaterial selbst abhängt.
  • An einer Oberseite der Träger 16 sind entlang einer Länge L der Träger 16 mehrere Körper 2 mit Führungen 13 dargestellt. Diese sollen nur exemplarisch die Positionierung der Schraubenaufnahmen 1 an den Trägern 16 verdeutlichen, welche grundsätzlich aber im abgeschnitten dargestellten Betonelement 18 angeordnet sind. Der Einfachheit halber wurde auch auf eine Darstellung der im Betonelement 18 gebildeten Kanäle verzichtet, zumal diese bei Fertigbauteilen üblicherweise auch mit entfernbarem Material gefüllt sind. Beim Herstellen eines solchen Fertigbauteiles kann die Schalung direkt an der Trägerkonstruktion 15 angeordnet werden, sodass die Schraubenaufnahmen 1 bereits beim Umgießen mit Beton an den Trägern 16 anordenbar sind. Andernfalls kann das Betonelement 18 aber auch mittels eigener Schalung und getrennt von der Trägerkonstruktion 15 gebildet werden. Wie erfindungsgemäß vorgesehen, ist das Betonelement 18 auch bei diesem Fertigbauteil kraftschlüssig über Schrauben an den Trägern 16 und damit der Trägerkonstruktion 15 befestigt. Entsprechend kann dieses Fertigbauteil auf einfache Weise zur Baustelle transportiert und vorzugsweise direkt mit weiteren, insbesondere gleichen, Fertigbauteilen verbaut werden. Wird das Material aus den Kanälen des Betonelementes 18 entfernt, können auch die Schrauben gelöst werden, sodass Betonelement 18 und Trägerkonstruktion 15 voneinander trennbar sind. Folglich kann das Fertigbauteil auch rückgebaut und Betonelement 18, Trägerkonstruktion 15 und gegebenenfalls Schrauben andernorts wieder eingesetzt werden, sodass eine Instandhaltung oder ein Rückbau eines Bauwerkes einfacher und im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen nachhaltiger erfolgen kann.
  • Fig. 10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigteiles. Dieses weist eine Trägerkonstruktion 15 auf, welche mit einer Deckfläche 19, einer nicht ersichtlichen Bodenfläche und vier Seitenflächen 21, von welchen zwei erkennbar sind, ausgebildet ist. Üblicherweise werden derartige Fertigbauteile mit einer standardmäßigen Länge L von 8 m und Breite B von 2,6 m gefertigt. Eine Höhe H des Fertigbauteiles hängt von Einsatzbereich ab, wobei ein Betonelement 18 für gewöhnlich eine Höhe H von 80 mm bis 120 mm und die Trägerkonstruktion 15 im konkreten Fall eine Höhe H von 120 mm bis 200 mm aufweist. Die gesamte Höhe H des Fertigbauteiles liegt also zwischen 200 mm und 320 mm, wobei sich ein Gewicht des Fertigbauteiles von 2,45 kN bis 3,76 kN pro Quadratmeter ergibt. Zur Gewichtsersparnis und zur Schall- bzw. Wärmedämmung kann diese Trägerkonstruktion 15 mit zumindest einem Hohlraum ausgebildet sein, welcher jedoch nicht dargestellt ist. Darüber hinaus kann der Hohlraum zumindest teilweise mit Dämmmaterial gefüllt sein.
  • Da das Betonelement 18 auch in dieser Darstellung bereichsweise ausgeblendet wurde, sind die Körper 2 und Führungen 13 der Schraubenaufnahmen 1 erkennbar. Folglich sind auch bei diesem Fertigbauteil mehrere Schraubenaufnahmen 1 voneinander beabstandet im Betonelement 18 angeordnet und erstrecken sich entlang einer Länge L in parallelen Reihen, wobei ein Abstand der Reihen entlang der Breite B vorzugsweise gleichbleibend ist.
  • Zudem ist die erste Schraubenaufnahme 1 jeder Reihe in einer Vertiefung 20 der Trägerkonstruktion 15, also umgekehrt in einem Vorsprung, einer sogenannten Schubnocke, des Betonelementes 18 angeordnet. Hierdurch können Schubkräfte besser zwischen Betonelement 18 auf die Trägerkonstruktion 15 übertragen werden. Wie dargestellt hat es sich bewährt, wenn auf der Deckfläche 19 mehrere parallel angeordnete Vertiefungen 20 vorgesehen sind. So können die Schubnocken des Betonelementes 18 an mehreren Positionen formschlüssig in die Vertiefungen 20 der Trägerkonstruktion 15 eingreifen und eine besonders effiziente Übertragung von Schubkräften sichergestellt werden.
  • Darüber hinaus sind an den Seitenflächen 21 der Trägerkonstruktion 15 Rücksprünge vorgesehen, über welche mehrere Fertigbauteile über eine Nut-Feder-Verbindung miteinander oder dem Bauwerk verbindbar sind. Hierdurch können Wände und/oder Decken für das Bauwerk auf besonders schnelle und stabile Weise errichtet werden. An der rechten Seitenfläche 21 ist ein solcher Rücksprung mit eingesetzter Feder 22 für eine Schwalbenschwanzverbindung erkennbar. Üblicherweise sind die Seitenflächen 21 lediglich mit Rücksprüngen versehen, in welche entsprechende Formteile zum Verbinden der Fertigbauteile einsetzbar sind. Alternativ können aber die Seitenflächen 21 der Fertigbauteile mit korrespondierenden Vor- und Rücksprüngen versehen sein, um eine derartige formschlüssige Verbindung zu erhalten.
  • Wie dargestellt, kann das Betonelement 18 von einem Rand der Trägerkonstruktion 15 beabstandet, also flächenmäßig kleiner als die Trägerkonstruktion 15 ausgebildet sein, sodass sich bei Anordnung mehrerer Fertigbauteile sogenannte Installationskanäle ergeben, in welchen Leitungen, Kabel oder Verrohrungen verlegt werden können.
  • Mit der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme 1 kann ein Betonelement 18 erhalten werden, welches über eine Schraube lösbar kraftschlüssig an einer Trägerkonstruktion 15 befestigbar ist, sodass Bauwerke nachhaltig rückgebaut und Betonelemente 18, Trägerkonstruktionen 15 und gegebenenfalls Schrauben erneut verwendet werden können.

Claims (15)

  1. Schraubenaufnahme (1) zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (18) an einer Trägerkonstruktion (15) umfassend einen Körper (2) und ein lösbar am Körper (2) anordenbares Element (3), wobei die Schraubenaufnahme (1) mit Beton umgießbar und das Element (3) nach einem zumindest teilweisen Aushärten des Betons vom Körper (2) entfernbar ist, sodass nach einem Entfernen des Elementes (3) vom Körper (2) ein zumindest teilweise durch das Element (3) definierter Kanal durch das durch den Beton gebildete Betonelement (18) zur Aufnahme einer Schraube gebildet ist, mit welcher Schraube das Betonelement (18) und der Körper (2) kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion (15) verbindbar ist.
  2. Schraubenaufnahme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) aus Blech, vorzugsweise einteilig aus umgeformtem Blech, gefertigt ist.
  3. Schraubenaufnahme (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) zumindest eine Öffnung (7) aufweist, in welche das Element (3) einbringbar ist.
  4. Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (3) mit einer Abstufung ausgebildet ist, wodurch ein erster Bereich (10) und ein zweiter Bereich (12) des Elementes (3) unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei erster Bereich (10) und zweiter Bereich (12) bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt aufweisen
  5. Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Ende (11) des Elementes (3) abgeschrägt ausgebildet ist, sodass das Element (3) mit einem Untergrund (U) einen Winkel von 15° bis 60°, bevorzugt 20° bis 50°, besonders bevorzugt 30°, einschließt.
  6. Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führung (13) für die Schraube vorgesehen ist, welche insbesondere lösbar am Körper (2) angeordnet ist.
  7. Schraubenaufnahme (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (13) als Hohlzylinder, insbesondere als Rohr, mit einem abgeschrägten Ende (14) ausgebildet ist und mit dem Untergrund (U) einen Winkel von 15° bis 60°, bevorzugt 20° bis 50°, besonders bevorzugt 30°, einschließt.
  8. Set umfassend zumindest eine Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und zumindest eine Schraube, welche in den Kanal einbringbar ist.
  9. Set nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube als selbstschneidende Holzschraube ausbildet ist.
  10. Fertigbauteil umfassend ein Betonelement (18) und eine Trägerkonstruktion (15), welche über zumindest eine Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Schraube lösbar kraftschlüssig aneinander befestigt sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Trägerkonstruktion (15) aus Holz gefertigt ist und mehrere parallele Träger (16) aufweist.
  11. Fertigbauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite entlang einer Länge (L) jeden Trägers (16) mehrere Schraubenaufnahmen (1) hintereinander angeordnet sind.
  12. Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (18) an einer Trägerkonstruktion (15), insbesondere mit einem Set nach Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest eine Schraubenaufnahme (1) in einer Schalung angeordnet wird, welche Schraubenaufnahme (1) zumindest einen Körper (2) und ein Element (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (3) lösbar am Körper (2) angeordnet wird, ehe Beton in die Schalung gegossen und die Schraubenaufnahme (1) vom Beton zumindest bereichsweise umschlossen wird, wobei das Element (3) nach einem zumindest teilweisen Aushärten des Betons vom Körper (2) entfernt wird, sodass sich ein durch das Element (3) zumindest teilweise definierter Kanal durch das durch den Beton gebildete Betonelement (18) und den Körper (2) ergibt, wonach der Körper (2) und das Betonelement (18) mittels einer in den Kanal eingeführten Schraube mit der Trägerkonstruktion (15) verbunden werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal mit entfernbarem Material gefüllt und die Schraube von diesem bedeckt wird, sodass die Schraube wieder aus der Schraubenaufnahme (1) entfernbar ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) aus einem Blech gebildet ist und eine Formgebung durch Umformen, insbesondere Biegen, erhalten wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalung und/oder die Trägerkonstruktion (15) im Bereich zumindest einer Schraubenaufnahme (1) eine Vertiefung (20) aufweist, sodass ein Betonelement (18) mit einer Schubnocke erhalten wird.
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