DE102022116558A1

DE102022116558A1 - System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement

Info

Publication number: DE102022116558A1
Application number: DE102022116558.2A
Authority: DE
Inventors: Patrick Suter; Adrian Kirchhofer; Thomas Wehrle
Original assignee: ERNE AG HOLZBAU
Current assignee: ERNE AG HOLZBAU
Priority date: 2021-07-06
Filing date: 2022-07-02
Publication date: 2023-01-12
Also published as: CH718812A2

Abstract

Ein System (10) zur Verbindung eines Holzträgerelements (4) mit einem Betonelement (5) enthält ein erstes Verbindungselement (1) und ein zweites Verbindungselement (2), wobei das erste Verbindungselement (1) ein erstes Grundelement (11) enthält, wobei das erste Grundelement (11) einen ersten Grundkörper (12) umfasst, wobei auf dem ersten Grundkörper (12) eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen (13) angeordnet sind, die den ersten Grundkörper (12) überragen. Das zweite Verbindungselement (2) enthält ein zweites Grundelement (21), wobei das zweite Grundelement (21) einen zweiten Grundkörper (22) umfasst, wobei auf dem zweiten Grundkörper (22) eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen (23) angeordnet sind, die den zweiten Grundkörper (22) überragen. Das erste Verbindungselement (1) ist mit dem zweiten Verbindungselement (2) derart verbindbar, dass die ersten Eingriffselemente (13) in den zweiten Eingriffselementen (23) zumindest teilweise aufgenommen sind, wenn das erste Verbindungselement (1) und das zweite Verbindungselement (2) miteinander verbunden sind.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement. Ein derartiges System wird auch als Holzbetonverbund bezeichnet. Das Betonelement liegt auf dem Holzträgerelement auf oder umgekehrt, wobei das Betonelement mit dem Holzträgerelement verbunden ist.
Stand der Technik
Es ist bekannt, einen Holzbalken mit der Betondecke zur Übertragung von Scherkräften, die zwischen dem Holzbalken und der Betondecke auftreten, mittels Gewindeschrauben zu verbinden. Die Gewindeschraube kann in den Holzbalken derart eingeschraubt werden, dass ein Teil derselben nachträglich in den Beton der Betondecke eingegossen wird. Die Betondecke wird hierbei vor Ort hergestellt. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der DE 19 602 400 A1 gezeigt. In der DE 90 17 564 U ist eine Holz-Betonverbunddecke beschrieben, welche bewehrte Betonnocken und profilierte Kopfbolzen oder Winkelhaken zur Ausbildung einer schubfesten Verbindung zwischen dem die Zugkräfte aufnehmenden Holzbalken und der die Druckkräfte aufnehmenden Druckplatte aus Beton aufweist. Für die Betonnocken werden zylinderförmige Ausfräsungen im Holzbalken vorgesehen. Der profilierte Kopfbolzen oder Winkelhaken verbindet die Druckplatte über den Betonnocken mit dem darunterliegenden Holzbalken. Der profilierte Kopfbolzen oder Winkelhaken wird in die Druckplatte eingegossen. Die Herstellung dieser schubfesten Verbindung erfordert eine Vielzahl von Arbeitsschritten. Zudem wird die Druckplatte zumindest teilweise vor Ort hergestellt, womit die Trocknungszeiten für den Beton hinzukommen. Daher ist diese Lösung ungeeignet, wenn die Fertigstellung des Gebäudes innerhalb einer möglichst kurzen Zeitdauer erfolgen soll.
Die DE 10 2009 008 720 A1 und die EP 2 216 455 B1 zeigen eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bohrung in einer Betondecke, die zur Aufnahme einer Gewindeschraube dient, die zur Verbindung mit einem Holzbalken dient. Die Gewindeschraube ist in einer Ausnehmung der Betondecke angeordnet. Diese Gewindeschraube kann nach der Auflage der Betondecke auf dem Holzbalken angebracht werden. Die Holzkonstruktion kann somit auf der Baustelle mit einer vorgefertigten Betondecke verbunden werden. Gemäß der DE 10 2006 043 209 A1 wird eine Grundplatte mit Leerrohren gezeigt, die zur Aufnahme von Verbindungsschrauben dienen. Die Leerrohre stehen nicht orthogonal zur Grundplatte, sondern sind in einem Winkel von 30 bis 60 Grad derart angeordnet, dass die Schraubenwege kreuzungsfrei bleiben.
Ein Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung ist die mögliche Verschiebung des Verbindungselements relativ zum Holzträgerelement, da das Verbindungselement nur auf dem Holzträgerelement aufliegt. Somit ist bei der Montage darauf zu achten, dass sich das Betonelement nicht relativ zum Holzträgerelement verschiebt, das heißt, diese Lösung erfordert eine genaue Justierung des Betonelements relativ zu den darunter angeordneten Holzträgerelement, damit etwaige Fehlstellungen nicht zu Montagefehlern führen. Gemäß DE 10 2004 024 316 A1 kann zwar ein mehrteiliger Verbinder zur Befestigung eines Wandelements auf einem Betonuntergrund vorgesehen werden, mittels welchem eine Justierung des Betonelements und eines Holzträgerelements einfach ermöglicht ist. Der zweiteilige Verbinder weist ein Grundteil und ein Ankerteil auf. Das Grundteil ist eine Wanne, die auf dem Betonuntergrund aufgeschraubt wird. In die Wanne wird ein Harz eingefüllt, in welches Hakenelemente des Ankerelements eintauchen. Wenn das Harz aushärtet, ergibt sich eine feste Verbindung zwischen Grundteil und Ankerteil. Das Ankerteil ist über eine Schraubverbindung mit einem Holzträgerbalken verbunden. Nachteilig an diesem Verbinder ist der bedingt durch die Höhe der Wanne verbleibende Abstand zwischen dem Holzträgerbalken und dem Betonelement nach dem Zusammenbau. Der Holzträgerbalken liegt somit nicht flächig auf dem Betonelement auf, sodass der Verbinder sämtliche Zug- oder Druckkräfte aufnehmen muss. Alternativ kann vor Montage des Ankerteils eine Nut im Holzträgerbalken angebracht werden, die zur Aufnahme des Verbinders dient, was aber mit zusätzlichem Arbeitsaufwand verbunden ist.
In der DE 10 2005 040 338 A1 wird ein Verbundfuß vorgeschlagen, d.h. ein ins Betonelement eingefügtes Holz- oder Metallelement, welches zur Aufnahme von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schrauben, geeignet ist, sodass eine ausreichende Kraftübertragung der Verbindung des Holzbalkens mit dem Betonelement gewährleistet werden kann und gleichzeitig eine flächige Auflage des Holzbalkens auf dem Betonelement ermöglicht ist. Allerdings muss der Holzbalken, der über den Verbundfuß mit dem Betonelement verbunden werden soll, exakt positioniert werden. Der Holzbalken kann sich vor der Verschraubung mit dem Verbundfuß beliebig verschieben. Daher ist bei der Montage darauf zu achten, dass der Holzbalken nicht verrutscht, d.h., ohne Messfehler in der exakten Montageposition auf dem Verbundfuß angebracht wird. Anstelle eines Verbundfußes kann auch ein Montageklotz vorgesehen werden, wie in der DE 10 2015 220 431 A1 beschrieben.
Es besteht daher Bedarf an einem System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement, welches ein erstes und zweites Verbindungselement umfasst, welches während der Montage des Betonelements mit dem Holzträgerelement verbunden werden kann, wobei eine Relativbewegung vom Holzträgerelement zum Betonelement ausgeschlossen werden kann und das entsprechende erste und zweite Verbindungselement in der korrekten Montageposition verbleibt und die Montage zumindest teilweise vorgefertigter Systeme schnell und einfach auf einer Baustelle ohne nennenswerten zeitlichen Aufwand erfolgen kann.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement zu entwickeln, mittels welchem sich die Herstellung eines Holz-Beton-Verbundbauteils vereinfachen lässt, indem zumindest teilweise vorgefertigte Systemkomponenten oder Module auf der Baustelle ohne größeren Zeitaufwand verbaut werden können. Zudem soll das System einfach und kostengünstig durch den Einsatz kostengünstiger Verbindungselemente hergestellt werden können.
Beschreibung der Erfindung
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement enthaltend ein erstes und ein zweites Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Wenn der Begriff „beispielsweise“ in der nachfolgenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich dieser Begriff auf Ausführungsbeispiele und/oder Ausführungsformen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugtere Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. In ähnlicher Weise sind die Begriffe „vorzugsweise“, „bevorzugt“ zu verstehen, indem sie sich auf ein Beispiel aus einer Menge von Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen beziehen, was nicht notwendigerweise als eine bevorzugte Anwendung der Lehre der Erfindung zu verstehen ist. Dementsprechend können sich die Begriffe „beispielsweise“, „vorzugsweise“ oder „bevorzugt“ auf eine Mehrzahl von Ausführungsbeispielen und/oder Ausführungsformen beziehen.
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung enthält verschiedene Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße System. Die Beschreibung eines bestimmten Systems ist nur als beispielhaft anzusehen. In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe „enthalten“, „umfassen“, „aufweisen“ als „enthalten, aber nicht beschränkt auf interpretiert.
Ein Betonelement kann ein beliebiges plattenförmiges oder balkenförmiges Betonelement umfassen, welches als Decke, Wand, Trägerelement, Verbindungselement oder Boden zum Einsatz kommen kann. Insbesondere kann das Betonelement mindestens ein Betonfertigteilelement enthalten. Unter Beton kann ein hochfester Beton, Normalbeton, Gasbeton, Porenbeton, Asphaltbeton, Leichtbeton, Spannbeton, Verbundbeton, Estrichbeton verstanden werden. Die Betonelement kann Armierungen, Bewehrungsstäbe, Matten, Armierungseisen enthalten.
Unter einem Holzträgerelement ist ein balkenförmiges oder plattenförmiges Holzbauteil zu verstehen, beispielsweise ein Holzträgerbalken oder mindestens eine Holzplatte. Das Holzträgerelement kann aus einem einzigen Baumstamm, beispielsweise Laubholz oder Nadelholz, hergestellt sein. Das Holzträgerelement kann Brettschichtholz, Sperrholz, Brettsperrholz, schichtverleimte Holzwerkstoffe, kreuzweise verleimte Brettlagen, Mehrschichtplatten, OSB-Platten, Furnierschichtholz, Spanholz, Spanplatten, Furnierstreifenholz, Brettstapelelemente enthalten. Das Holzträgerelement kann selbst als Verbundbauteil ausgebildet sein, beispielsweise als Holz-Betonverbundbauteil, Holz-Zement-Verbundbauteil, Holz-Kunststoffverbundbauteil. Das Holzträgerelement kann einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, alternativ kann ein I-Träger oder T-Träger zum Einsatz kommen.
Das Holzträgerelement kann eine Breite und eine Höhe von 10 bis einschließlich 40 cm aufweisen. Die Länge des Holzträgerelements kann bis zu 15 m betragen.
Das Betonelement kann eine Dicke von 5 bis einschließlich 20 cm aufweisen. Die Dicke entspricht der Höhe HB gemäß der nachfolgenden Ausführungsbeispiele. Für Spezialkonstruktionen, wie Hallen, Brücken oder dergleichen, kann die Dicke des Betonelements auch wesentlich grösser als 20 cm sein. Das Betonelement kann insbesondere eine Länge von bis zu 15 m aufweisen. Das Betonelement kann eine Breite von bis zu 5 m aufweisen, damit ein Transport mit Verkehrsmitteln gut möglich ist.
Ein System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement enthält ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement, wobei das erste Verbindungselement ein erstes Grundelement enthält, wobei das erste Grundelement einen ersten Grundkörper umfasst. Der erste Grundkörper ist zur Aufnahme im Betonelement ausgebildet, wobei der erste Grundkörper als eine Schale ausgebildet ist, die einen Schalenboden und Schalenwände und eine dem Schalenboden gegenüberliegende Schalenöffnung enthält. Der Schalenboden und die Schalenwände sind ausgebildet, das Eindringen von fließfähigem Beton in die Schale während der Montage des ersten Verbindungselements zu verhindern. Insbesondere ist das erste Verbindungselement derart im Betonelement angeordnet, dass die Schalenöffnung im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Betonelements angeordnet ist oder die Oberfläche des Betonelements geringfügig überragt. In der Schale ist eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen angeordnet, die den ersten Grundkörper überragen. Das heißt, die Mehrzahl von ersten Eingriffselementen erstreckt sich vom Schalenboden in Richtung der Schalenöffnung. Das zweite Verbindungselement enthält ein zweites Grundelement, wobei das zweite Grundelement einen zweiten Grundkörper umfasst, wobei der zweite Grundkörper eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen enthält, die als Ausnehmungen im zweiten Grundkörper ausgebildet sind. Das erste Verbindungselement ist mit dem zweiten Verbindungselement derart verbindbar, dass die ersten Eingriffselemente in den zweiten Eingriffselementen zumindest teilweise aufgenommen sind, wenn das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement miteinander verbunden sind, d.h. das erste Verbindungselement sich mit dem zweiten Verbindungselement im Eingriff befindet.
Insbesondere ist das zweite Verbindungselement mit dem Holzträgerelement mittels einer Befestigungsvorrichtung verbindbar, wobei die Befestigungsvorrichtung zum Eingriff in das Holzträgerelement ausgebildet ist. Die Befestigungsvorrichtung kann mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Dornelementen, Nagelelementen, Schraubelementen, Schraubenelementen, Klebemitteln umfassen.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels sind die ersten Eingriffselemente als Vorsprünge ausgebildet, die zur Aufnahme in die zweiten Eingriffselemente ausgebildet sind, die als Ausnehmungen ausgebildet sind. Insbesondere können die ersten oder zweiten Eingriffselemente als Dornelemente, Laschen oder Stiftelemente ausgebildet sein. Beispielsweise können die ersten Eingriffselemente zumindest ein Element aus der Gruppe der Kegelstümpfe oder der Pyramidenstümpfe umfassen. Die zweiten Eingriffselemente können in ihrer Form und ihren Dimensionen den ersten Eingriffselementen entsprechen, sodass die ersten Eingriffselemente in den zweiten Eingriffselementen aufnehmbar sind oder die zweiten Eingriffselemente in den ersten Eingriffselementen aufnehmbar sind. Die ersten Eingriffselemente können auch Laschen umfassen. Die Laschen können Ausnehmungen enthalten, um Verstärkungselemente oder Stabilisierungselemente aufzunehmen, die zur Verstärkung oder Stabilisierung in das Betonelement eingebracht werden können.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels umfasst zumindest eines der ersten oder zweiten Verbindungselemente eine Schutzschicht. Insbesondere kann die Schutzschicht vorgesehen sein, wenn das erste oder zweite Verbindungselement nicht mit dem Betonelement oder dem Holzträgerelement verbunden ist. Insbesondere kann das erste Verbindungselement im Betonelement derart aufgenommen sein, sodass sich nur die ersten Eingriffselemente an der Oberfläche befinden. Die Schutzschicht kann zum Schutz des im Betonelement eingegossenen ersten Verbindungselements dienen, indem dessen erste Eingriffselemente durch die Schutzschicht abgedeckt sind. Die Schutzschicht wird erst entfernt, wenn die ersten Eingriffselemente mit den zweiten Eingriffselementen des zweiten Verbindungselements in Kontakt kommen. Auch die zweiten Eingriffselemente können mit einer derartigen Schutzschicht versehen sein. Insbesondere kann die Schutzschicht eine Haftschicht enthalten, die ein Klebemittel enthalten kann, wobei die Schutzschicht vom ersten oder zweiten Verbindungselement zumindest teilweise abnehmbar sein kann. Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Schutzschicht durch das erste Verbindungselement ausgebildet. Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Schutzschicht durch das zweite Verbindungselement ausgebildet.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels kann das erste Verbindungselement im Betonelement derart aufgenommen sein, sodass sich das zweite Verbindungselement an der Oberfläche befindet. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist das erste Verbindungselement mit dem zweiten Verbindungselement verbunden. Mit anderen Worten bildet das zweite Verbindungselement die Schutzschicht für das erste Verbindungselement aus, wenn das erste Verbindungselement in das Betonelement eingegossen wird. Wenn das erste Verbindungselement sich im vorgefertigten Betonelement befindet, kann das zweite Verbindungselement wieder vom ersten Verbindungselement abgenommen werden. Die Verbindungsstelle bleibt somit frei von Verunreinigungen. Das zweite Verbindungselement kann auf dem Holzträgerelement an der gewünschten Stelle positioniert und befestigt werden. Danach wird das Betonelement mit dem oder den ersten Verbindungselementen mit dem oder den zugehörigen zweiten Verbindungselementen des Holzträgerelements verbunden, wodurch das Betonelement genau in der richtigen Position auf dem Holzträgerelement angebracht wird. Durch die ersten und zweiten Eingriffselemente der ersten und zweiten Verbindungselemente wird somit eine Steckverbindung hergestellt. Das Betonelement kann sich in Bezug auf das Holzträgerelement nicht mehr verschieben, da durch die Steckverbindung, welche durch die ersten und zweiten Verbindungselemente ausgebildet wird, eine exakte und schnelle Positionierung des Betonelements auf dem Holzträgerelement bzw. eine exakte Positionierung eines Holzträgerelements auf einem Betonelement erfolgt.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels enthält das erste Verbindungselement ein Hülsenelement, welches mit dem ersten Grundelement derart verbindbar ist, dass ein vom Hülsenelement ausgebildeter Hülsenelementkanal korrespondierend zu einer Öffnung des ersten Grundelements angeordnet ist. Das erste Verbindungselement kann ein sich vom Schalenboden in die den Eingriffselementen gegenüberliegende Richtung erstreckendes Hülsenelement enthalten. Das Hülsenelement dient der Anbringung eines zusätzlichen Verbindungsmittels, beispielsweise eines Stifts, eines Nagels, einer Schraube, falls eine zusätzliche Fixierung des Betonelements und des Holzträgerelements wünschenswert ist. Insbesondere kann das Hülsenelement eine Höhe HH gemessen vom ersten Grundkörper aufweisen. Die ersten Eingriffselemente können eine maximale Höhe HE aufweisen. Insbesondere kann die Höhe HH des Hülsenelements grösser als die maximale Höhe HE jedes der ersten Eingriffselemente sein. Insbesondere kann die Höhe HH des Hülsenelements dem Abstand des Schnittpunkts einer Mittenachse des Hülsenelements mit der Querschnittsfläche des freien Endes des Hülsenelements von dem Schnittpunkt der Mittenachse mit der Oberfläche des ersten Grundkörpers entsprechen. Das Hülsenelement weist ein auf dem ersten Grundkörper aufliegendes Ende auf, welches dem freien Ende gegenüberliegend angeordnet ist. Das aufliegende Ende des Hülsenelements kann insbesondere mit dem ersten Grundkörper verbunden sein.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels weist das Hülsenelement eine Höhe auf, die mindestens der Dicke des Betonelements entspricht, sodass das Hülsenelement sich durch das Betonelement erstreckt. Gemäß eines Ausführungsbeispiels kann das Hülsenelement das Betonelement nach Fertigstellung überragen. Insbesondere kann das Hülsenelement eine Mittenachse aufweisen, wobei der Winkel, den die Mittenachse mit der Oberfläche des ersten Grundelements einschließt, im Bereich von 30 Grad bis einschließlich 90 Grad liegt.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels enthalten das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement einen Kunststoff. Insbesondere können das erste und zweite Verbindungselement aus einem Kunststoff bestehen. Beispielsweise kann der Kunststoff ein Polyamid enthalten oder aus Polyamid bestehen. Der Kunststoff kann eine Verstärkung enthalten, beispielsweise kann ein faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz kommen. Insbesondere kann der Kunststoff Glaskugeln enthalten. Das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement können als Spritzgussteile ausgebildet sein.
Ein Verfahren zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement umfasst die nachfolgenden Schritte: ein erstes Verbindungselement wird mit dem Betonelement verbunden. Das erste Verbindungselement enthält ein erstes Grundelement enthält, wobei das erste Grundelement einen ersten Grundkörper umfasst, wobei auf dem ersten Grundkörper eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen angeordnet ist, wobei das erste Verbindungselement in einer Schalung für das Betonelement an der Position positioniert wird, an welcher sich im Einbauzustand das Holzträgerelement befindet, sodass die ersten Eingriffselemente beim Zusammenfügen des Betonelements mit dem Holzträgerelement mit zweiten Eingriffselementen eines auf dem Holzträgerelement befindlichen zweiten Verbindungselements in Eingriff gelangen, sodass die Position des Holzträgerelements relativ zum Betonelement festgelegt ist.
Insbesondere kann das erste Verbindungselement im Betonelement einbetoniert werden, wobei sich zumindest die ersten Eingriffselemente auf einer Oberfläche des Betonelements befinden, bevor das Betonelement auf dem Holzträgerelement positioniert wird. Insbesondere können die ersten Eingriffselemente durch eine Schutzschicht geschützt sein. Insbesondere kann die Schutzschicht durch die zweiten Eingriffselemente ausgebildet sein. Die Schutzschicht kann entfernt werden, bevor das Betonelement auf dem Holzträgerelement positioniert wird.
Ein Hülsenelement kann mit dem ersten Grundelement derart verbunden werden, dass ein vom Hülsenelement ausgebildeter Hülsenelementkanal korrespondierend zu einer Öffnung des ersten Grundelements angeordnet ist. Insbesondere kann das Hülsenelement eine Höhe aufweisen, die mindestens der Dicke des Betonelements entspricht, sodass das Hülsenelement sich durch das Betonelement erstreckt. Das Hülsenelement kann das Betonelement nach Fertigstellung überragen.
Ein Verbindungsmittel kann durch eine Bohrung des Betonelements oder den im Hülsenelement ausgebildeten Hülsenelementkanal geführt werden, welches mit dem Holzträgerelement verbunden wird, sobald das Betonelement in der gewünschten Position auf dem Holzträgerelement positioniert ist.
Insbesondere kann das erste Verbindungselement ein erstes Grundelement enthalten, wobei das erste Grundelement einen ersten Grundkörper umfasst. Der Grundkörper kann als plattenförmiges Element ausgebildet sein.
Insbesondere können die ersten Eingriffselemente als Vorsprünge ausgebildet sin, die zur Aufnahme in die zweiten Eingriffselemente des oder der zweiten Verbindungselemente ausgebildet sind. Die zweiten Eingriffselemente können beispielsweise als Ausnehmungen ausgebildet sein. Das erste Verbindungselement kann Halteelemente umfassen, die zum Eingriff in das Betonelement ausgebildet sein können. Das zweite Verbindungselement kann Halteelemente umfassen, die zum Eingriff in das Holzträgerelement ausgebildet sein können. Insbesondere können die Halteelementen in den von der Schalung begrenzten, mit Beton auffüllbaren Raum erstrecken, sodass die Halteelemente im Beton aufgenommen werden können, wenn der Schalungsraum mit Beton befüllt wird.
Gemäß einer Verfahrensvariante enthält der erste Grundkörper eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche gegenüberliegend zur zweiten Oberfläche angeordnet ist. Auf der ersten Oberfläche können wie vorgehend beschrieben, die als Vorsprünge ausgebildeten ersten Eingriffselemente angeordnet sein. Auf der ersten Oberfläche kann temporär eine Schutzschicht angebracht werden, die entfernt wird, bevor das Betonelement auf dem Holzträgerelement positioniert wird, insbesondere, bevor das erste Verbindungselement auf dem entsprechenden zweiten Verbindungselement positioniert wird, das auf dem Holzträgerelement angebracht ist.
Gemäß einer Verfahrensvariante kann ein Verbindungsmittel durch eine Bohrung des Betonelements oder den im Hülsenelement ausgebildeten Hülsenelementkanal geführt werden, welches mit dem Holzträgerelement verbunden wird, sobald das Betonelement in der gewünschten Position auf dem Holzträgerelement positioniert ist.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels sind die Halteelemente als Dornelemente, Laschen oder Stiftelemente ausgebildet. Die Halteelemente können insbesondere Bestandteil des zweiten Verbindungselements sein. Diese Halteelemente können auf dem Holzträgerelement positioniert werden und können ohne großen Kraftaufwand im Holzträgerelement aufgenommen werden. Insbesondere können die Halteelemente scharfe Kanten und/oder ein zu einer Spitze zulaufendes Ende aufweisen, welches die Einbringung in das Holzträgerelement erleichtert.
Insbesondere wenn die ersten Eingriffselemente als Stiftelemente oder Dornelemente ausgebildet sind, können die ersten Eingriffselemente durch das Eigengewicht des Betonelements in das entsprechende zweite Verbindungselement, welches mit dem Holzträgerelement verbunden ist, eingedrückt werden, sodass eine Relativbewegung zwischen dem Holzträgerelement und dem Betonelement nach Herstellung des Verbunds zwischen dem ersten und zweiten Verbindungselement oder einer Mehrzahl von ersten und zugehörigen zweiten Verbindungselementen nicht mehr möglich ist. Zusätzlich können noch Verbindungsmittel durch das Hülsenelement hindurchgeführt werden, welche in das Holzträgerelement eingreifen, beispielsweise Gewindeschrauben, Nägel, Bolzen, Stifte.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels sind die ersten Eingriffselemente in einer Schutzschicht aufgenommen, wenn sie nicht mit dem Holzträgerelement verbunden sind. Insbesondere kann die Schutzschicht eine Haftschicht enthalten, die ein Klebemittel enthält. Die Schutzschicht dient zum Schutz der Eingriffselemente vor Transportschäden. Die Schutzschicht verhindert, dass während der Herstellung des Betonelements Beton in die Zwischenräume zwischen den ersten Eingriffselementen gelangen kann.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Schutzschicht vom Grundkörper zumindest teilweise abnehmbar. Insbesondere kann die Schutzschicht nach Fertigstellung des Betonelements mit dem oder den integrierten ersten Verbindungselementen entfernt werden, bevor das entsprechende erste Verbindungselement auf dem zugehörigen zweiten Verbindungselement des Holzträgerelements positioniert wird. Wenn die Breite des zweiten Verbindungselements kleiner als die Breite des Holzträgerelements ist, kann die Breite der Schutzschicht der Breite des Holzträgerelements entsprechen. Die Schutzschicht kann somit den zweiten Grundkörper überragen. Diese Lösung hat den Vorteil, dass im Auflagebereich des Betonelements auf dem Holzträgerelement kein Betonabsatz entsteht, der verhindern könnte, dass nach Eingriff der ersten und zweiten Eingriffselemente die erste Oberfläche des ersten Grundkörpers auf der Oberfläche des zweiten Grundkörpers des mit dem Holzträgerelement verbundenen zweiten Verbindungselements zu liegen kommt. Mittels der Schutzschicht kann somit auch eine ebene Auflagefläche für die ersten und zweiten Grundkörper der ersten und zweiten Verbindungselemente geschaffen werden. Somit kann ein Flächenkontakt zwischen den ersten und zweiten Verbindungselementen hergestellt werden.
Zudem kann die Schutzschicht mehrere Schichten enthalten. Beispielsweise kann die Schutzschicht eine Außenschicht, die insbesondere als nichtklebende Außenschicht ausgebildet ist, und eine darunter angeordnete Klebeschicht umfassen. Die Außenschicht kann für den Transport des Verbindungselements vorgesehen sein. Zudem kann das Verbindungselement an jeder gewünschten Position in der Schalung für das Betonelement positioniert werden und einfach verschoben werden, solange die Außenschicht Bestandteil der Schutzschicht ist. Erst wenn die korrekte Position erreicht ist, wird die Außenschicht entfernt und das Verbindungselement mit der Klebeschicht auf der Schalung positioniert.
Im Anschluss an die Klebeschicht kann gemäß eines Ausführungsbeispiels eine Aufnahmeschicht vorgesehen sein, welche zur Aufnahme der Eingriffselemente ausgebildet ist. Die Aufnahmeschicht kann einen Schaumstoff oder ein Elastomer enthalten, sodass die Eingriffselemente in der Aufnahmeschicht eingebettet werden können.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels enthält das erste Grundelement Halteelemente, die auf der zweiten Oberfläche angeordnet sind, die zur Aufnahme im Betonelement bestimmt sind. Mittels der Halteelemente wird einerseits der Halt des oder der ersten Verbindungselemente im Betonelement verbessert, andererseits können die Halteelemente zur Verstärkung des Betonelements dienen.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels weist das Hülsenelement eine Mittenachse auf, wobei der Winkel, den die Mittenachse mit der ersten Oberfläche einschließt, im Bereich von 30 Grad bis einschließlich 90 Grad liegt. Wenn zumindest ein Teil der Hülsenelemente einen Winkel ungleich 90 Grad mit der zweiten Oberfläche des Grundkörpers Einschließen, können diese Hülsenelemente zusätzliche Kräfte aufnehmen.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels erstreckt sich der Hülsenelementkanal vom ersten Ende zum zweiten Ende des Hülsenelements. Insbesondere entspricht die Querschnittsfläche des Hülsenelementkanals im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Öffnung. Ein durchgehender Hülsenelementkanal ermöglicht die Führung eines Verbindungsmittels, welches zur Verbindung des Betonelements mit dem Holzträgerelement verwendet werden kann. Mittels des Verbindungsmittels kann eine Vorspannung des Betonelements erzeugt werden, sodass im zusammengebauten Zustand des Systems keine Zugkräfte auf das Betonelement ausgeübt werden. Somit kann sichergestellt werden, dass das Betonelement unter einer Druckbeanspruchung steht, was die Lebensdauer des Systems entscheidend erhöhen kann.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist das Hülsenelement lösbar mit dem Grundkörper verbunden. Beispielsweise kann das Hülsenelement mittels einer Schnappverbindung, einem Rastmechanismus mit dem Grundkörper verbunden werden. Die Anzahl und Anordnung der Hülsenelemente können somit an den Bedarf angepasst werden. Je nach den ermittelten Lastverhältnissen kann somit eine größere oder kleinere Anzahl von Hülsenelementen vorgesehen werden.
Wenn die Hülsenelemente nicht für die Übertragung von Kräften eingesetzt werden, weil hierfür Armierungseisen oder dergleichen in das Betonelement eingelegt werden, können die Hülsenelemente auch einen Kunststoff enthalten.
Figurenliste
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verbindungselement anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen

1 ein System zur Verbindung eines Holzträgerelements mit einem Betonelement nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
2a eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Verbindungselements nach einem ersten Ausführungsbeispiel für ein System gemäß 1,
2b eine Aufsicht auf das erste Verbindungselement gemäß 2a,
2c eine weitere Seitenansicht eines ersten und zweiten Verbindungselements nach einem ersten Ausführungsbeispiel für ein System gemäß 1,
2d eine Seitenansicht des ersten und zweiten Verbindungselements gemäß 2c in zusammengebautem Zustand,
2e eine Aufsicht auf das erste Verbindungselement gemäß 2a, die um einen Winkel von 90 Grad in Bezug auf die Darstellung gemäß 2b gedreht ist,
2f einen Schnitt durch das erste Verbindungselement gemäß 2c,
2g einen Schnitt durch das zweite Verbindungselement gemäß 2c,
2h einen Schnitt durch das erste und zweite Verbindungselement gemäß 2d,
3a eine Ansicht eines ersten Verbindungselements nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
3b eine Ansicht eines zweiten Verbindungselements nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
4 ein System nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
5 ein System nach einem dritten Ausführungsbeispiel,
6 ein System nach einem vierten Ausführungsbeispiel.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5. Das System 10 enthält ein erstes Verbindungselement 1 und ein zweites Verbindungselement 2. Das erste Verbindungselement enthält ein erstes Grundelement 11, wobei das erste Grundelement 11 einen ersten Grundkörper 12 umfasst, wobei auf dem ersten Grundkörper 12 eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 angeordnet sind, die den ersten Grundkörper 12 überragen. Das erste Grundelement 11 umfasst somit den ersten Grundkörper 12 und die ersten Eingriffselemente 13. Der erste Grundkörper 12 kann insbesondere als plattenförmiges Element ausgebildet sein. Die ersten Eingriffselemente 13 können insbesondere als Vorsprünge ausgebildet sein. Die ersten Eingriffselemente 13 überragen somit den ersten Grundkörper 12.
Das zweite Verbindungselement 2 enthält ein zweites Grundelement 21, wobei das zweite Grundelement 21 einen zweiten Grundkörper 22 umfasst, wobei auf dem zweiten Grundkörper 22 eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen 23 angeordnet sind, die den zweiten Grundkörper 22 überragen. Das erste Verbindungselement 1 ist mit dem zweiten Verbindungselement 2 derart verbindbar, dass die ersten Eingriffselemente 13 in den zweiten Eingriffselementen 23 zumindest teilweise aufgenommen sind, wenn das erste Verbindungselement 1 und zweite Verbindungselement 2 miteinander verbunden sind.
2a zeigt eine Seitenansicht eines ersten und zweiten Verbindungselements 1, 2 nach einem ersten Ausführungsbeispiel für ein System gemäß 1. Das erste Verbindungselement 1 enthält ein erstes Grundelement 11, wobei das erste Grundelement 11 einen ersten Grundkörper 12 umfasst. Auf dem ersten Grundkörper 12 ist eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 angeordnet, die den ersten Grundkörper 12 als Vorsprünge überragen.
Das erste Verbindungselement 1 gemäß des in 2a dargestellten Ausführungsbeispiels enthält ein Hülsenelement 7. Das Hülsenelement 7 ist mit dem ersten Grundelement 11 derart verbindbar, dass ein vom Hülsenelement 7 ausgebildeter Hülsenelementkanal 8 korrespondierend zu einer Öffnung 15 des ersten Grundelements 11 angeordnet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst einen ersten Grundkörper 12, wobei auf dem ersten Grundkörper 12 eine Mehrzahl von Eingriffselementen 13 angeordnet ist. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels sind die Eingriffselemente 13 als Vorsprünge ausgebildet. Das Hülsenelement weist gemäß 1 eine Höhe HH gemessen vom ersten Grundkörper 12 auf. Die ersten Eingriffselemente 13 weisen eine maximale Höhe HE auf, wobei die Höhe HH des Hülsenelements 7 grösser als die maximale Höhe HE jedes der ersten Eingriffselemente 13 sein kann.
In 1 ist der erste Grundkörper 12 schematisiert dargestellt, das heißt, er weist keine Wandstärke auf. Gemäß 2a weist der erste Grundkörper 12 eine Wandstärke auf. Die Wandstärke des ersten Grundkörpers 12 kann je beispielsweise 1 mm bis einschließlich 10 mm betragen. Der erste Grundkörper 12 enthält eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche gegenüberliegend zur zweiten Oberfläche angeordnet ist. Die ersten Eingriffselemente 13 schließen an die erste Oberfläche an. Von der zweiten Oberfläche erstreckt sich gemäß dieses Ausführungsbeispiels ein Hülsenelement 7. Das Hülsenelement 7 weist eine Höhe HH auf. Die Höhe HH wird von der zweiten Oberfläche des ersten Grundkörpers gemessen. Die zweiten Eingriffselemente 13 weisen eine maximale Höhe HE auf. Die Höhe HE wird von der ersten Oberfläche gemessen. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist die Höhe HH des Hülsenelements 7 grösser als die maximale Höhe HE jedes der ersten Eingriffselemente 13. Die Höhe HH des Hülsenelements 7 entspricht dem Abstand der zweiten Oberfläche vom Schnittpunkt der Mittenachse 9 des Hülsenelements 7 mit der Querschnittsfläche des freien Endes des Hülsenelements. Die maximale Höhe HE der ersten Eingriffselemente 13 kann bis einschließlich 50% der Höhe HH des Hülsenelements 7 betragen. Zusätzlich können auf der zweiten Oberfläche Halteelemente angeordnet sein, was in 2a nicht zeichnerisch dargestellt ist.
Das zweite Verbindungselement 2 enthält ein zweites Grundelement 21, wobei das zweite Grundelement 21 einen zweiten Grundkörper 22 umfasst. Auf dem zweiten Grundkörper 22 ist eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen 23 angeordnet, die den zweiten Grundkörper 22 überragen. Der zweite Grundkörper 22 kann eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweisen, wobei die erste Oberfläche gegenüberliegend zur zweiten Oberfläche angeordnet ist. Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die zweiten Eingriffselemente 23 als Ausnehmungen in der ersten Oberfläche angeordnet. Die zweite Oberfläche kann als ebene Fläche ausgebildet sein, die zur Auflage auf dem Holzträgerelement 4 (siehe 1) bestimmt ist. Eine schematisch dargestellte Befestigungsvorrichtung 3 kann vorgesehen sein, um das zweite Verbindungselement 2 mit dem Holzträgerelement 4 zu verbinden. Die Befestigungsvorrichtung 3 kann beispielsweise als eine Klebeschicht ausgebildet sein, das heißt eine Schicht, die ein Klebemittel enthält.
Das erste Verbindungselement 1 ist mit dem zweiten Verbindungselement 2 derart verbindbar, dass die ersten Eingriffselemente 13 in den zweiten Eingriffselementen 23 zumindest teilweise aufgenommen sind, wenn das erste Verbindungselement 1 und das zweite Verbindungselement 2 miteinander verbunden sind, was in 2d gezeigt ist.
2b zeigt eine Aufsicht auf das erste Verbindungselement gemäß 2a. Das erste Grundelement 11 umfasst den ersten Grundkörper 12 und die ersten Eingriffselemente 13. Die ersten Eingriffselemente 13 sind als Vorsprünge ausgebildet. Die ersten Eingriffselemente 14 sind gemäß dieses Ausführungsbeispiels als Pyramidenstümpfe ausgebildet. Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels können die ersten Eingriffselemente 13 als Kegelstümpfe ausgebildet sein. Mit zunehmendem Abstand vom ersten Grundkörper 12 können die Querschnittsflächen der ersten Eingriffselemente 13 abnehmen. Die Querschnittsflächen werden in Ebenen gemessen, die parallel zur Ebene angeordnet sind, welche die Oberfläche des ersten Grundkörpers 12 enthält. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders vorteilhaft, da die ersten Eingriffselemente 13 einfach mit den zweiten Eingriffselementen 23 in Eingriff bringbar sind. Die ersten Eingriffselemente werden in den zweiten Eingriffselementen 23 zentriert, sodass eine besonders einfache Koppelung der ersten Eingriffselemente 13 mit den zweiten Eingriffselementen 23 ermöglicht ist.
2c zeigt eine weitere Seitenansicht eines ersten und zweiten Verbindungselements nach einem ersten Ausführungsbeispiel für ein System gemäß 1, wobei für die Beschreibung der ersten und zweiten Verbindungselemente auf die Beschreibung gemäß 2a und 2b verwiesen werden kann. In 2c ist gezeigt, dass die ersten Eingriffselemente 13 in einer Schutzschicht 6 aufgenommen sein können. Die ersten Eingriffselemente 13 können mittels der Schutzschicht 6 beispielsweise vor Transportschäden oder Verunreinigung geschützt werden, wenn sie noch nicht mit dem zweiten Verbindungselement oder den zweiten Verbindungselementen 2 verbunden sind.
Die Schutzschicht 6 kann eine Haftschicht enthalten, die ein Klebemittel enthält. Die Verwendung einer Schutzschicht verhindert insbesondere auch, dass Beton in die zwischen den ersten Eingriffselementen 13 befindlichen Zwischenräume gelangen kann, wenn das oder die Verbindungselemente mit Beton in flüssigem oder fließfähigen Zustand umströmt werden, wenn das Betonelement 5 hergestellt wird. Insbesondere kann die Schutzschicht 6 vom ersten Grundkörper 12 zumindest teilweise abnehmbar sein. Wenn die Schutzschicht 6 abgenommen wird, werden die ersten Eingriffselemente 13 freigelegt. Die Schutzschicht kann bereits bei der Herstellung des ersten Verbindungselements 1 gemeinsam mit diesem hergestellt werden oder nachträglich angebracht werden, sodass die ersten Eingriffselemente 13 vor Transportschäden oder Verunreinigungen geschützt sind. Zudem ist eine Verletzungsgefahr durch die Einbettung der ersten Eingriffselemente 13 in die Schutzschicht 6 verringert, insbesondere, wenn die ersten Eingriffselemente 13 scharfe Kanten oder Spitzen enthalten.
Gemäß dieses Ausführungsbeispiels kann auch das zweite Verbindungselement 2 eine derartige Schutzschicht 6 umfassen. Die Schutzschicht 6 kann auf der ersten Oberfläche des zweiten Grundkörpers 22 angebracht sein. Nach jedem der Ausführungsbeispiele kann die Schutzschicht einen Kunststoff, Karton oder Papier enthalten.
2d zeigt eine Seitenansicht des ersten und zweiten Verbindungselements 1, 2 gemäß 2c in zusammengebautem Zustand, wobei die Schutzschicht 6 vor dem Zusammenbau entfernt worden ist.
2e zeigt eine Aufsicht auf das erste Verbindungselement gemäß 2a, die um einen Winkel von 90 Grad in Bezug auf die Darstellung gemäß 2b gedreht ist.
2f zeigt einen Schnitt durch ein erstes Verbindungselement 1 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 gemäß 2c oder 2e gemäß der in 2e mit A-A bezeichneten Schnittlinie. Das erste Verbindungselement 1 enthält ein erstes Grundelement 11 und ein Hülsenelement 7, wobei das Hülsenelement 7 mit dem ersten Grundelement 11 derart verbindbar ist, dass ein vom Hülsenelement 7 ausgebildeter Hülsenelementkanal 8 korrespondierend zu einer Öffnung 15 des ersten Grundelements 11 angeordnet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst einen ersten Grundkörper 12, wobei durch den ersten Grundkörper 12 eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 ausgebildet wird. Die ersten Eingriffselemente 13 weisen in der Schnittdarstellung die Form eines Trapezes auf.
Die Höhe HE der ersten Eingriffselemente 13 beträgt maximal 50% der Höhe HH des Hülsenelements 3. Die Dicke des Betonelements 5, in 1 mit HB bezeichnet, ist grösser als die Höhe HH des Hülsenelements 7. Ein Eintritt von Beton in den Hülsenelementkanal kann verhindert werden, wenn die Dicke HB kleiner als die Summe der Höhe HH plus der Höhe HE plus Wandstärke des ersten Grundelements 11 ist.
Gemäß des in 2f dargestellten Ausführungsbeispiels erstreckt sich der Hülsenelementkanal 8 vom freien Ende zur zweiten Oberfläche des ersten Verbindungselements 1. Die Querschnittsfläche des Hülsenelementkanals 8 kann im Wesentlichen der Querschnittsfläche der Öffnung 15 entsprechen.
Gemäß eines zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiels kann das Hülsenelement 7 lösbar mit dem ersten Grundelement 11 verbunden sein. Insbesondere kann das Hülsenelement 7 in den ersten Grundkörper 12 des ersten Grundelements 11 einsteckbar oder einschraubbar sein. Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels kann eine Rastverbindung oder eine Schnappverbindung vorgesehen sein. Die Verbindung zwischen dem Hülsenelement 7 und dem ersten Grundelement 11 kann auch als Klebeverbindung ausgebildet sein. Die Verbindung zwischen dem Hülsenelement 7 und dem ersten Grundelement 11 kann als formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung ausgebildet sein.
2g zeigt einen Schnitt durch das zweite Verbindungselement 2 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 gemäß 2c oder 2e gemäß der in 2e mit A-A bezeichneten Schnittlinie. Das zweite Verbindungselement 1 enthält ein zweites Grundelement 21. Das zweite Grundelement 21 umfasst einen zweiten Grundkörper 22, wobei im zweiten Grundkörper 22 eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen 23 angeordnet ist. Die zweiten Eingriffselemente 23 sind als Ausnehmungen ausgebildet. Sie weisen in der Schnittdarstellung die Form eines Trapezes auf.
2h zeigt einen Schnitt durch das erste und zweite Verbindungselement 1, 2 gemäß 2c oder 2e gemäß der in 2e mit A-A bezeichneten Schnittlinie. 2a zeigt somit das erste und zweite Verbindungselement 1, 2 im zusammengebauten Zustand, in welchem die ersten Eingriffselemente 13 des ersten Verbindungselements 1 in den zweiten Eingriffselementen 23 des zweiten Verbindungselements 2 aufgenommen sind.
Das Verfahren zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 umfasst die nachfolgenden Schritte: das erste Verbindungselement 1 wird mit dem Betonelement 5 verbunden, wobei das erste Verbindungselement 1 in einer Schalung (nicht dargestellt) für das Betonelement 5 an der Position positioniert wird, an welcher sich im Einbauzustand das Holzträgerelement 4 befindet. Wie in 2c gezeigt ist, kann eine Schutzschicht 6 auf den ersten Eingriffselementen 13 angebracht sein, um zu verhindern, dass flüssiger Beton in die zwischen den ersten Eingriffselementen 13 befindlichen Zwischenräume fließen kann und dort aushärten kann. Alternativ kann das zweite Verbindungselement 2 in der in 2d dargestellten Zusammenstellung als Schutzschicht 6 wirken. Sobald der Beton, der das Betonelement 5 ausbildet, ausgehärtet ist, kann die Schutzschicht 6 entfernt werden oder das zweite Verbindungselement 2 entfernt werden. Das zweite Verbindungselement 2 oder eine der Anzahl der ersten Verbindungselemente 1 entsprechende Anzahl zweiter Verbindungselemente 2 kann auf dem Holzträgerelement positioniert werden und mittels der Befestigungsvorrichtung 3 in der gewünschten Position befestigt werden.
Im nachfolgenden Arbeitsschritt erfolgt der Zusammenbau des Betonelements 5 mit dem Holzträgerelement 4. Die ersten und zweiten Verbindungselemente 1, 2 werden derart übereinander positioniert, dass die ersten und zweiten Eingriffselemente 13, 23 ineinander eingreifen, wie in 2d oder 2h gezeigt ist.
Insbesondere kann nach dem Zusammenbau ein Verbindungsmittel durch das Hülsenelement 7 geführt werden, sodass das Betonelement 5 auch über das Verbindungsmittel mit dem Holzträgerelement 4 verbunden wird, sobald das Betonelement 5 in der gewünschten Position auf dem Holzträgerelement 4 positioniert ist, das heißt, die ersten und zweiten Verbindungselemente 1, 2 miteinander verbunden sind. Das Verbindungsmittel wird durch den Hülsenelementkanal 8 und die korrespondierende Öffnung 15 hindurchgeführt, was zeichnerisch nicht dargestellt ist.
3a zeigt ein erstes Verbindungselement 1 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Bauelemente tragen dieselben Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Darstellungen. Auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele wird deshalb verwiesen. In der Folge soll daher nur auf die Unterschiede zu den vorhergehenden Ausführungsbeispiele Bezug genommen werden. Das Ausführungsbeispiel gemäß 3a unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das erste Grundelement 11 im Wesentlichen u-förmig ausgebildet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst den ersten Grundkörper 12, welcher ein plattenförmiges Element enthält. Der erste Grundkörper 12 enthält nicht nur die ersten Eingriffselemente 13, sondern auch eine Längsrippe 14 und eine Mehrzahl von Querrippen 16. Die Querrippen 16 verlaufen im Wesentlichen im rechten Winkel zur Längsrippe 14. Mittels der Längsrippe 14 und der Querrippen 16 erfolgt eine Versteifung des ersten Verbindungselements 2, sodass der Materialverbrauch für das erste Verbindungselement 1 verringert werden kann, da die benötigten Wandstärken für den ersten Grundkörper 12 sowie für die ersten Eingriffselemente 13 geringer gewählt werden können als im vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Zudem kann das erste Verbindungselement 1 in einfacher Weise aus Kunststoff in einem einzigen Stück hergestellt werden, beispielsweise im Spritzgießverfahren. Insbesondere die Querrippen 16 ermöglichen eine Verankerung im Betonelement, da der fließfähige Beton Querrippen umströmen kann, sodass das erste Verbindungselement 1 vollständig im Beton aufgenommen ist, mit Ausnahme der nicht sichtbaren Unterseite, welche die ersten Eingriffselemente 13 enthält.
In 3a ist zudem ein Hülsenelement 7 gezeigt, dessen Hülsenelementkanal 8 im Wesentlichen orthogonal in Bezug auf die zweite Oberfläche des ersten Grundkörpers 11 angeordnet ist. Die Breite und Länge des ersten Grundkörpers 11 können von der vorliegenden zeichnerischen Darstellung abweichen. Insbesondere können auch mehr oder weniger erste Eingriffselemente 13 vorgesehen sein. Zudem kann auch die Anzahl und/oder Anordnung der Längsrippen 14 und der Querrippen 16 sich von dem exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
3b zeigt eine Ansicht eines zweiten Verbindungselements 2 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches mit dem ersten Verbindungselement 1 gemäß 3a koppelbar ist. Das zweite Verbindungselement 2 enthält ein zweites Grundelement 21, wobei das zweite Grundelement 21 einen zweiten Grundkörper 22 umfasst, wobei auf dem zweiten Grundkörper 22 eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen 23 angeordnet sind, die als Ausnehmungen des zweiten Grundkörpers 22 ausgebildet sind. Der zweite Grundkörper 22 enthält nicht nur die zweiten Eingriffselemente 23, sondern auch Mehrzahl von Längsrippen 24 und eine Mehrzahl von Querrippen 26. Die Querrippen 26 verlaufen im Wesentlichen im rechten Winkel zu den Längsrippen 24. Mittels der Längsrippen 24 und der Querrippen 26 erfolgt eine Versteifung des zweiten Verbindungselements 2, sodass der Materialverbrauch für das zweite Verbindungselement 2 verringert werden kann, da die benötigten Wandstärken für den zweiten Grundkörper 22 sowie für die zweiten Eingriffselemente 23 bei vergleichbarer Stabilität geringer gewählt werden können als im vorhergehenden Ausführungsbeispiel.
Die Breite und Länge des zweiten Grundkörpers 22 können von der vorliegenden zeichnerischen Darstellung abweichen. Insbesondere können auch eine höhere Anzahl oder eine geringere Anzahl an zweiten Eingriffselementen 23 vorgesehen sein.
Die ersten und zweiten Eingriffselemente 13, 23 können gemäß jedes der Ausführungsbeispiele unterschiedlichen Basisdurchmesser oder bei Eingriffselementen mit nicht kreisförmiger Querschnittsfläche eine unterschiedliche Basisquerschnittsfläche aufweisen. Die Eingriffselemente können Profilierungen enthalten, beispielsweise Rippen, Rillen. Die Eingriffselemente können in unterschiedlichen Winkeln zueinander angeordnet sein. Insbesondere kann der Winkel, den eine Flanke eines der ersten oder zweiten Eingriffselemente 13, 23 mit der entsprechenden ersten oder zweiten Oberfläche des entsprechenden Grundkörpers 12, 22 im Bereich von 30 Grad bis einschließlich 90 Grad betragen. Insbesondere kann der Winkel im Bereich von 45 Grad bis 75 Grad betragen, was ein einfaches Zusammenstecken der entsprechenden Eingriffselemente ermöglicht. Zudem können die ersten und zweiten Verbindungselemente ohne zusätzlichen Aufwand wieder voneinander getrennt werden, sollte eine Lösung der Verbindung zu irgendeinem Zeitpunkt erforderlich werden.
4 zeigt einen Schnitt durch ein System 10 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Holzträgerelement 4 und das Betonelement 5 weisen eine gemeinsame Oberfläche auf, wobei gemäß dieses Ausführungsbeispiels das Betonelement 5 auf dem Holzträgerelement 4 aufliegt. Das Holzträgerelement 4 ist gemäß dieses Ausführungsbeispiels als plattenförmiges Holzträgerelement ausgebildet.
Das System 10 enthält mehrere erste und zweite Verbindungselemente 1, 2 nach einem der Ausführungsbeispiele, in dieser Darstellung ist exemplarisch das erste und zweite Verbindungselement 1, 2 gemäß 2a-h gewählt. Anstelle dieses ersten und zweiten Verbindungselements 1, 2 kann auch das erste und zweite Verbindungselement gemäß 3a und 3b zum Einsatz kommen. Das erste Verbindungselement 1 enthält ein erstes Grundelement 11 und ein Hülsenelement 7, wobei das Hülsenelement 7 mit dem ersten Grundelement 11 derart verbindbar ist, dass ein im Hülsenelement 7 ausgebildeter Hülsenelementkanal 8 korrespondierend zu einer Öffnung 15 im ersten Grundelement 11 angeordnet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst einen ersten Grundkörper 12, der als plattenförmiges Element ausgebildet sein kann. Auf dem ersten Grundkörper 11 sind eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 angeordnet. Die ersten Eingriffselemente 13 sind in zweiten Eingriffselementen 23 eines zweiten Verbindungselements 2 aufgenommen, welches auf dem Holzträgerelement 4 angeordnet ist. Gemäß 4 ist der erste Grundkörper 11 und das Hülsenelement 7 des ersten Verbindungselements 2 im Betonelement 5 aufgenommen.
Die Höhe HE der ersten Eingriffselemente 13 beträgt maximal 50% der Höhe HH des Hülsenelements 7 (siehe 1). Die Dicke des Betonelements 5, in 1 mit HB bezeichnet, kann grösser, kleiner oder gleich der Summe der Höhe HH des Hülsenelements 7 und der Höhe HE der ersten Eingriffselemente 13 sein. Ein Eintritt von Beton in den Hülsenelementkanal wird verhindert, wenn das Hülsenelement 7 die Oberfläche des Betonelements 5 überragt. Alternativ könnte der Hülsenelementkanal 8 an seinem Ende durch einen Stopfen verschlossen werden, was zeichnerisch nicht dargestellt ist.
Das System gemäß 4 weist eine besonders ausgeglichene Lastverteilung auf. Das Holzträgerelement 4 und das Betonelement 5 weisen gemäß dieses Ausführungsbeispiels die maximale gemeinsame Auflagefläche auf. Dieses System 10 hat sich insbesondere dann als vorteilhaft erwiesen, wenn das Holz-Beton-Verbundelement dazu verwendet wird, große Flächen abzudecken, beispielsweise zur Herstellung von Gebäudedecken. Gemäß dieses Ausführungsbeispiels kann eine Gewichtskraft, die vom Betonelement auf das Holzträgerelement wirkt, optimal verteilt werden. Folglich kann gemäß dieses Ausführungsbeispiels das Holzträgerelement 4 für eine bessere und gleichmäßigere Druckverteilung verwendet werden, sodass sich ein derartiges System durch eine hohe Stabilität auszeichnet.
5 zeigt einen Schnitt durch ein System 10 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Holzträgerelement 4 und das Betonelement 5 weisen eine gemeinsame Oberfläche auf, wobei gemäß dieses Ausführungsbeispiels das Holzträgerelement 4 auf dem Betonelement 5 aufliegt. Das Holzträgerelement 4 ist gemäß dieses Ausführungsbeispiels als plattenförmiges Holzträgerelement ausgebildet. Das Betonelement 5 kann entweder als balkenförmiges Betonelement oder als plattenförmiges Betonelement ausgebildet sein, beide Varianten sind in 5 dargestellt. Das Holzträgerelement 4 und das Betonelement 5 können durch ein erstes und zweites Verbindungselement 1, 2 nach einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele und/oder durch ein Verbindungsmittel miteinander verbunden werden. Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist das erste Verbindungselement 1 im ersten Grundkörper 12 eine Öffnung 15 auf, die zur Aufnahme des Verbindungsmittels bestimmt ist, welches sich entlang der Mittenachse 9 durch zumindest eines Holzträgerelemente 4 oder der Betonelemente 5 hindurch erstrecken kann. Das Verbindungsmittel ist zeichnerisch nicht dargestellt. Es kann sich beispielsweise um einen Stift, eine Schraube oder einen Nagel handeln.
Das System enthält ein erstes und ein zweites Verbindungselement 1, 2 nach einem der Ausführungsbeispiele, in dieser Darstellung ist exemplarisch ein erstes und ein zweites Verbindungselement 1, 2 gemäß 2a-2h darstellt. Anstelle dieses ersten und zweiten Verbindungselements 1, 2 kann beispielsweise ein erstes und zweites Verbindungselement 1, 2 gemäß 3a, 3b zum Einsatz kommen. Das erste Verbindungselement 1 enthält ein erstes Grundelement 11 und ein Hülsenelement 7, wobei das Hülsenelement 7 mit dem ersten Grundelement 11 derart verbindbar ist, dass ein im Hülsenelement 7 ausgebildeter Hülsenelementkanal 8 korrespondierend zu einer Öffnung 15 im ersten Grundelement 11 angeordnet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst einen ersten Grundkörper 12, der als plattenförmiges Element ausgebildet sein kann. Auf dem ersten Grundkörper 11 sind eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 angeordnet. Die ersten Eingriffselemente 13 sind in zweiten Eingriffselementen 23 eines zweiten Verbindungselements 2 aufgenommen, welches auf dem Holzträgerelement 4 angeordnet ist.
6 zeigt einen Schnitt durch ein System 10 zur Verbindung eines Holzträgerelements 4 mit einem Betonelement 5 nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Holzträgerelement 4 und das Betonelement 5 weisen eine gemeinsame Oberfläche auf, wobei gemäß dieses Ausführungsbeispiels das Holzträgerelement 4 auf dem Betonelement 5 aufliegt. Das Holzträgerelement 4 ist gemäß dieses Ausführungsbeispiels als balkenförmiges Holzträgerelement ausgebildet. Auch das Betonelement 5 ist ebenfalls als balkenförmiges Element ausgebildet. Das Holzträgerelement 4 und das Plattenelement 5 können durch ein Verbindungsmittel miteinander verbunden werden. Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist das erste Verbindungselement 1 im ersten Grundkörper 11 eine Öffnung 15 auf sowie ein Hülsenelement 7 mit einem zugehörigen Hülsenelementkanal 8, die zur Aufnahme des Verbindungsmittels bestimmt ist, welches sich entlang der Mittenachse 9 durch zumindest eines Holzträgerelemente 4 oder der Betonelemente 5 hindurch erstrecken kann. Das Verbindungsmittel ist zeichnerisch nicht dargestellt. Es kann sich beispielsweise um einen Stift, eine Schraube oder einen Nagel handeln.
Das System enthält ein erstes und ein zweites Verbindungselement 1, 2 nach einem der Ausführungsbeispiele, in dieser Darstellung ist exemplarisch ein erstes und ein zweites Verbindungselement 1, 2 gemäß 2a-2h darstellt. Anstelle dieses ersten und zweiten Verbindungselements 1, 2 kann beispielsweise ein erstes und zweites Verbindungselement 1, 2 gemäß 3a, 3b zum Einsatz kommen. Das erste Verbindungselement 1 enthält ein erstes Grundelement 11 und ein Hülsenelement 7, wobei das Hülsenelement 7 mit dem ersten Grundelement 11 derart verbindbar ist, dass ein im Hülsenelement 7 ausgebildeter Hülsenelementkanal 8 korrespondierend zu einer Öffnung 15 im ersten Grundelement 11 angeordnet ist. Das erste Grundelement 11 umfasst einen ersten Grundkörper 12, der als plattenförmiges Element ausgebildet sein kann. Auf dem ersten Grundkörper 11 sind eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen 13 angeordnet. Die ersten Eingriffselemente 13 sind in zweiten Eingriffselementen 23 eines zweiten Verbindungselements 2 aufgenommen, welches auf dem Holzträgerelement 4 angeordnet ist.
Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels enthält das zweite Verbindungselement 2 eine Mehrzahl von Halteelementen 25. Die Halteelemente 25 sind auf dem zweiten Grundkörper 22 angeordnet. Die Halteelemente 25 sind gegenüberliegend zu den zweiten Eingriffselementen 23 angeordnet. Die Halteelemente 25 sind zum Eingriff in das Holzträgerelement 4 bestimmt, was in 6 gezeigt ist.
Die Halteelemente 25 können in einer Schutzschicht aufgenommen sein, wenn sie nicht mit dem Holzträgerelement 4 verbunden sind, wobei die Schutzschicht eine Haftschicht enthalten kann, die ein Klebemittel enthält. Die Verwendung einer Schutzschicht verhindert, dass Beton in die zwischen den Halteelementen 25 befindlichen Zwischenräume gelangen kann. Insbesondere kann die Schutzschicht vom zweiten Grundkörper 22 zumindest teilweise abnehmbar sein. Wenn die Schutzschicht abgenommen wird, werden die Halteelemente 25 freigelegt. Die Schutzschicht kann bereits bei der Herstellung der Halteelemente 25 vorgesehen werden, sodass die Halteelemente 25 vor Transportschäden geschützt sind. Zudem ist eine Verletzungsgefahr durch die Einbettung der Halteelemente 25 in die Schutzschicht verringert. Die Schutzschicht ist in 6 nicht dargestellt, da sie das erste und zweite Verbindungselement im eingebauten Zustand zeigt.
Für den Fachmann ist offensichtlich, dass viele weitere Varianten zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich sind, ohne vom erfinderischen Konzept abzuweichen. Der Gegenstand der Erfindung wird somit durch die vorangehende Beschreibung nicht eingeschränkt und ist durch den Schutzbereich bestimmt, der durch die Ansprüche festgelegt ist. Für die Interpretation der Ansprüche oder der Beschreibung ist die breitest mögliche Lesart der Ansprüche maßgeblich. Insbesondere sollen die Begriffe „enthalten“ oder „beinhalten“ derart interpretiert werden, dass sie sich auf Elemente, Komponenten oder Schritte in einer nichtausschließlichen Bedeutung beziehen, wodurch angedeutet werden soll, dass die Elemente, Komponenten oder Schritte vorhanden sein können oder genutzt werden können, dass sie mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten kombiniert werden können, die nicht explizit erwähnt sind. Wenn die Ansprüche sich auf ein Element oder eine Komponente aus einer Gruppe beziehen, die aus A, B, C bis N Elementen oder Komponenten bestehen kann, soll diese Formulierung derart interpretiert werden, dass nur ein einziges Element dieser Gruppe erforderlich ist, und nicht eine Kombination von A und N, B und N oder irgendeiner anderen Kombination von zwei oder mehr Elementen oder Komponenten dieser Gruppe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19602400 A1 [0002]
DE 9017564 U [0002]
DE 102009008720 A1 [0003]
EP 2216455 B1 [0003]
DE 102006043209 A1 [0003]
DE 102004024316 A1 [0004]
DE 102005040338 A1 [0005]
DE 102015220431 A1 [0005]

Claims

System (10) zur Verbindung eines Holzträgerelements (4) mit einem Betonelement (5) enthaltend ein erstes Verbindungselement (1) und ein zweites Verbindungselement (2), wobei das erste Verbindungselement (1) ein erstes Grundelement (11) enthält, wobei das erste Grundelement (11) einen ersten Grundkörper (12) umfasst, wobei der erste Grundkörper (12) zur Aufnahme im Betonelement (5) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Grundkörper (12) als eine Schale ausgebildet ist, die einen Schalenboden und Schalenwände und eine dem Schalenboden gegenüberliegende Schalenöffnung enthält, wobei der Schalenboden und die Schalenwände ausgebildet sind, das Eindringen von fließfähigem Beton in die Schale während der Montage des ersten Verbindungselements (1) zu verhindern, wobei in der Schale eine Mehrzahl von ersten Eingriffselementen (13) angeordnet ist, wobei die ersten Eingriffselemente (13) sich vom Schalenboden (12) in Richtung der Schalenöffnung erstrecken, wobei das zweite Verbindungselement (2) ein zweites Grundelement (21) enthält, wobei das zweite Grundelement (21) einen zweiten Grundkörper (22) umfasst, wobei der zweite Grundkörper (22) eine Mehrzahl von zweiten Eingriffselementen (23) enthält, die als Ausnehmungen im zweiten Grundkörper (22) ausgebildet sind, wobei das erste Verbindungselement (1) mit dem zweiten Verbindungselement (2) derart verbindbar ist, dass die ersten Eingriffselemente (13) in den zweiten Eingriffselementen (23) zumindest teilweise aufgenommen sind, wenn das erste Verbindungselement (1) und das zweite Verbindungselement (2) miteinander verbunden sind.
System nach Anspruch 1, wobei das zweite Verbindungselement (2) mit dem Holzträgerelement (4) mittels einer Befestigungsvorrichtung (3) verbindbar ist, wobei die Befestigungsvorrichtung (3) zum Eingriff in das Holzträgerelement (4) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Befestigungsvorrichtung (3) mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Dornelementen, Nagelelementen, Schraubelementen, Schraubenelementen, Klebemitteln umfasst.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der ersten oder zweiten Verbindungselemente (2) eine Schutzschicht (6) umfasst, die eine Haftschicht enthalten kann, wobei die Haftschicht ein Klebemittel enthalten kann, wobei die Schutzschicht (6) vom ersten oder zweiten Verbindungselement (1, 2) zumindest teilweise abnehmbar sein kann oder wobei die Schutzschicht (6) des ersten Verbindungselements (1) durch das zweite Verbindungselement (2) ausgebildet ist oder die Schutzschicht (6) des zweiten Verbindungselements (2) durch das erste Verbindungselement (1) ausgebildet ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verbindungselement (1) ein sich vom Schalenboden in die den Eingriffselementen (13) gegenüberliegende Richtung erstreckendes Hülsenelement (7) enthält.
System nach Anspruch 5, wobei das Hülsenelement (7) eine Höhe HH gemessen vom ersten Grundkörper (11) aufweist, wobei die ersten Eingriffselemente (13) eine maximale Höhe HE aufweisen, wobei die Höhe HH des Hülsenelements (7) grösser als die maximale Höhe HE jedes der ersten Eingriffselemente (13) sein kann.
System nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Hülsenelement (7) eine Höhe aufweist, die mindestens der Dicke des Betonelements (5) entspricht, sodass das Hülsenelement (3) sich durch das Betonelement (5) erstreckt.
System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Hülsenelement (7) eine Mittenachse (9) aufweist, wobei der Winkel, den die Mittenachse (9) mit der Oberfläche des ersten Grundelements (11) einschließt, im Bereich von 30 Grad bis einschließlich 90 Grad liegt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verbindungselement (1) und das zweite Verbindungselement (2) einen Kunststoff enthalten.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Verbindungselement (1) und das zweite Verbindungselement (2) als Spritzgussteile ausgebildet sind.