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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Sandwich-Bauteil insbesondere
geeignet zum Befestigen mehrerer dieser Sandwich-Bauteile, die jeweils
mindestens zwei Lagen aufweisen, im wesentlichen Stoß an Stoß nebeneinander
zum Aufbau einer im wesentlichen flächigen Konstruktion auf mindestens einem
Träger
mittels Verbindungselementen.
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Beim
Bau von Häusern,
aber auch zum Beispiel von Fahrzeugen, wird die Montage bekanntlich durch
die Verwendung vormontierter Baugruppen und vorgefertigter Bauelemente
beschleunigt. Dies rationalisiert das Herstellungsverfahren und
spart Geld. Eine bekannte Gruppe solcher vorgefertigten Bauteile
sind so genannte Sandwich-Bauteile,
bei denen in einer Vorfertigung mindestens zwei Lagen zumeist unterschiedlicher
Werkstoffe aufeinander angebracht sind. Ein Beispiel für ein Sandwich-Bauteil
aus nur einem Werkstoff ist Schichtholz oder Sperrholz; ein Beispiel
aus verschiedenen Werkstoffen ist Tafelmaterial für den Bau
von Wohnmobilen oder Wohnwagen, wo zum Beispiel durch die Schichtung
von Sperrholz, Polyurethanschaum und Aluminiumblech mit einer Lackschicht
außen
auf dem Aluminiumblech und einer Strukturfolie innen auf dem Sperrholz
bereits sämtliche
Schichten der späteren Wohnmobilwandung
vorgefertigt übereinander
liegen.
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Auch
werden solche Sandwich-Bauteile im Hausbau, und insbesondere auch
zum Aufbau einer Dämmung
im Hausdach verwendet. Hier insbesondere zum Aufbau einer Aufsparrendämmung für Schrägdächer mit
einem Neigungswinkel zwischen ungefähr 5 und 45° gibt es vorgefertigte Sandwich-Bauteile
mit einer Dämmschicht
zum Beispiel aus Steinwolle, Glaswolle, Polyurethan oder XPS/EPS,
die dann üblicherweise
beidseitig eine festere Hüllschicht
zum Beispiel aus Gipskarton aufweisen. Um sämtliche Schichten sicher auf
dem Sparren des Dachstuhls zu befestigen, sind lange Verbindungselemente,
namentlich spezielle Schrauben, erforderlich, die nach dem Auflegen
des Sandwich-Bauteils Stoß an
Stoß mit
einem anderen Sandwich-Bauteil auf den Sparren durch sämtliche Schichten
des Sandwich-Bauteils hindurch gebracht und dann im Sparren verankert,
insbesondere festgeschraubt werden.
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Diese
bekannte Art der Montage eines Dämmungs-Sandwich-Bauteils
für eine
Aufsparrendämmung
ist beispielhaft für
die bekannte Montage überhaupt
von Sandwich-Bauteilen
auf Tragwerken – zum Beispiel
auch auf Rahmen von Karosserien im Fahr zeugbau. Besonders problematisch
bei diesen bekannten Arten der Montage ist das Ausrichten, Zielen und
Treffen des Tragwerks mit dem Verbindungselement durch das Sandwich-Bauteil
hindurch. Denn das zumeist großflächige Sandwich-Bauteil Überdeckt
das Tragwerk, so dass Augenmaß,
besondere Vorrichtungen oder Geduld erforderlich werden – was mindestens
in Bezug auf die Montagezeit nachteilig ist.
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Ein
weiterer Nachteil insbesondere bei dickschichtigen Sandwichbauelementen
ist die erforderliche Länge
des Verbindungselementes. Sie muss von außen durch sämtliche Schichten des Sandwich-Bauteils
hindurch bis in das Tragwerk hinein reichen. Dies erfordert zumeist
spezielle – und
daher teure – Verbindungselemente.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sandwich-Bauteil
zu schaffen, das insbesondere bezüglich der Montagezeit und Montagekosten
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Sandwich-Bauteil nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Erfindungsgemäß besteht
ein Sandwich-Bauteil aus mindestens einer Lage Dämmstoff, zum Beispiel aus Steinwolle,
Polyurethan, XPS/EPS aber auch aus Glaswolle - insbesondere mit
einer genügenden
Scherfestigkeit, um Scherkräfte
zum Beispiel zwischen Außenlagen
zu beiden Seiten des Dämmstoffs
zu übertragen.
Diese Scherfestigkeit kann durch Werkstoffeigenschaften des Dämmstoffs selbst
und/oder durch geeignetes Formgeben und/oder Befestigen und/oder
Verbinden (wie zum Beispiel Legen, Flechten, Nähen, Rollen, Pressen, Stauchen
oder mit einer Matrix Umhüllen)
sein. Eine Außenlage
des erfindungsgemäßen Sandwich-Bauteils
besteht aus Schichtholz. Diese Schichtholz-Außenlage ist nicht zwingend
die äußerste Lage.
Vielmehr kann die Außenlage
aus Schichtholz wiederum zum Beispiel von einer Lackschicht, aber
auch von einer anderen dicker auftragenden Schicht außenseitig überdeckt
sein.
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Die
erfindungsgemäßen Sandwich-Bauteile werden
vorzugsweise im wesentlichen Stoß an Stoß nebeneinander zum Aufbau
einer im wesentlichen flächigen
Konstruktion auf mindestens einem Träger mittels Verbindungselementen
dadurch befestigt, dass mindestens ein Verbindungselement, insbesondere
ein Schraubnagel, ein Nagel oder eine Schraube zum Beispiel mittels
eines pneumatischen Naglers, der auch einen Vorrat von Verbindungsmitteln
in einem Magazin vorhalten kann, nicht durch sämtliche Lagen des Sandwich-Bauteils
hindurch am Träger befestigt
oder in den Träger
getrie ben wird sondern nur durch mindestens eine zu dem Träger gerichtete Außenlage.
Dazu wird das Verbindungselement in einem Bereich einer Stoßseite des
Sandwich-Bauteils – also seitlich – dort wo
noch kein anderes Sandwich-Bauteil anliegt (und daher das zu befestigende stoßseitig
seitlich noch zugänglich
ist), angesetzt und von dort zum Beispiel schräg durch die mindestens eine
zu dem Träger
gerichtete Außenlage
hindurch gebracht.
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Dabei
kann zum Beispiel ein Schraubnagel von dem noch freien Bereich der
Stoßseite
des Sandwich-Bauteils seitlich gegen das Dämmmaterial angesetzt werden – und zwar
insbesondere schon in einem stark zu dem Träger hin gerichteten Bereich
gewissermaßen
schon direkt innenseitig auf der Außenlage, insbesondere auf der
aus dem Schichtholz. Von dort kann dann das Verbindungselement direkt
durch die Außenlage
in den Träger
hinein befestigt werden. Dies hat wesentliche Vorteile. Zum einen
braucht das Verbindungselement nicht so lang zu sein wie eines, das
durch sämtliche
Lagen des Sandwich-Bauteils hindurchreichen müsste. Dafür eignen sich dann sogar auch
herkömmliche
Verbindungselemente wie Schrauben, Nägel oder Schraubnägel. Zum
anderen kann sich der Monteur an der Stoßseite des Sandwich-Bauteils,
wo noch kein anderes Sandwich-Bauteil anliegt, den Randbereich aussuchen,
wo der Träger
des Tragwerks, auf dem das Sandwich-Bauteil befestigt werden soll,
unter dem Rand hervorlugt. Hier ist dann kein besonderes Augenmaß und keine besondere
Vorrichtung erforderlich, um das Verbindungselement an der richtigen
Stelle anzusetzen – was
die Montage erheblich vereinfacht und die Montagezeit erheblich
verkürzt.
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Erfindungsgemäß vorteilhaft
ist die Verwendung von einem ausreißfesten Werkstoff in einer
Außenlage
des Sandwich-Bauteils – zum
Beispiel Schichtholz etwa aus Birke oder Fichte – und zum anderen eine genügende Scherfestigkeit,
um Scherkräfte,
die zum Beispiel bei einer Aufsparrendämmung auf einem Schrägdach allein
durch die Schräglage
und das Eigengewicht entstehen, durch die Dämmung zu übertragen. Solche Scherkräfte können aber
auch anders aufgefangen werden, wie zum Beispiel wiederum bei der
Aufsparrendämmung am
Schrägdach
durch ein Schubholz an der Traufe (der unteren Seitenkante) des
Schrägdachs.
Dies kann zumindest Teile der Scherlast aufnehmen.
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Um
die Ausreißfestigkeit
des Schichtholzes zu unterstützen,
sind bestimmte Schichtholzdicken zwischen etwa 10 und 18 mm – bei Birke
insbesondere 12 mm und bei Fichte insbesondere 15 mm – vorteilhaft.
Um die Scherfestigkeit zwischen den Lagen des Sandwich-Bauteils
zu verbessern, hat sich Polyurethankleber als vorteilhaft herausgestellt.
Erfindungsgemäße Sandwich-Bauteile
sind vorzugsweise im wesentlichen eben und/oder rechteckig und/oder
flach, um möglichst
vielseitig zum Aufbau einer im wesentlichen flächigen Konstruktion durch Aneinandersetzen
Stoß an
Stoß verwendet
werden zu können.
Um komplexere Formverläufe
zu erzeugen, sind Formteile denkbar wie zum Beispiel Winkelstücke oder
auch gewölbte
Elemente etwa in Gestalt eines Abschnitts einer Zylindermantelfläche.
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Um
den Grad der Vorfertigung noch stärker zu erhöhen – und damit das Bauteil auch
stärker
zu spezialisieren – kann
das Sandwich-Bauteil weitere Lagen mit technischer und/oder ästhetischer
Funktion aufweisen: Die Integration einer Dampfsperre als zusätzliche
Lage ist denkbar – zum
Beispiel konventionell in Gestalt einer Folie, aber auch in Form
einer auf eine der Lagen aufgebrachten Flüssigkeit wie zum Beispiel einer
Grundierung oder Farbe. Auch eine zum Beispiel zwischen den Sparren
innenseitig am Dach sichtbare Sichtschalung, die einschließlich Lackierung
oder anderem Finish völlig
fertig gestellt sein kann, ist erfindungsgemäß möglich. Und eine besondere Spezialisierung
wird erfindungsgemäß erreicht
durch eine insbesondere von dem Träger wegzurichtende Außenlage
mit mindestens einer Solarzelle.
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Um
die Verbindung Stoß an
Stoß der
jeweiligen Lagen des Sandwich-Bauteils zuverlässig zu gewährleisten, sind alle, insbesondere
form- und kraftschlüssigen
Verbindungen denkbar: Nut- und Federverbindungen etwa eignen sich
nicht nur für
starre Lagen wie zum Beispiel Lagen aus Schichtholz. Zum Beispiel
Folienlagen können
stoßseitig
aus dem Sandwichelement vorspringen und etwa nach Art einer Küchenfolie
haften oder mit Klebstreifen versehen sein.
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Für ein System
aus erfindungsgemäßen Sandwich-Bauteilen,
die sich auch wie beschrieben befestigen lassen, sind mindestens
Bereiche mehrerer Sandwich-Bauteile vorzugsweise im wesentlichen identisch:
So können
mehrere Sandwich-Bauteile zwar verschieden großflächig sein, aber dieselbe Dicke
aufweisen und/oder entlang der Stoßkanten identisch aufgebaut
sein. Denkbar ist auch ein beliebig räumlicher Verlauf mit Wölbungen
und/oder Ausstülpungen
und/oder Verdickungen und/oder dünneren
Bereichen, aber mit immer derselben Dicke und/oder demselben, zum
Beispiel geradlinigen, Verlauf der Stoßkanten.
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Zum
Beispiel mit Sandwich-Bauteilen, die entsprechende funktionsorientierte
Lagen aufweisen, lassen sich besonders rationell und ohne einen
bisher erforderlichen konstruktiven Zusatzaufwand auch so genannte
Akustikdecken zum Beeinflussen des Schalls insbesondere in Innenräumen unter
der Raumdecke, aber auch an Wänden
anbringen. Auch zum Beispiel Kellerdeckendämmungen sind erfindungsgemäß sehr einfach,
schnell und preiswert montierbar. Das erfindungsgemäße Sandwich-Bauteil
lässt sich
aber auch anderwärtig
wie zum Beispiel für
Fußböden, für Fußbodendämmung, für Trockenestrich(systeme)
zum Beispiel im Keller- und Dachbereich, aber auch sogar für Leichtbau-Innenraumwände vorteilhaft
einsetzen.
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Diese
erfindungsgemäße Befestigung
kann (nicht durch sämtliche
Lagen des Sandwich-Bauteils sondern nur durch mindestens eine Außenlage)
auch auf der von dem Träger
weggerichteten Seite verwendet werden, zum Beispiel um dort irgendein
zusätzliches
Element anzubringen. Dazu kann außenseitig auf der vom Träger weggerichteten
Seite des Sandwich-Bauteils ein Verbindungselement entweder von
außen
durch das zusätzliche
Element in die Außenlage
hinein befestigt werden. Oder ein Verbindungselement wird von einem
Bereich einer Stoßseite
des Sandwich-Bauteils, gegen den noch kein anderes Sandwich-Bauteil
anliegt – also
stoßseitig durch
die Außenlage
hindurch nach außen – in das zusätzliche
Element hinein befestigt. Als zusätzliches Element ist zum Beispiel
im Dachbau eine Lattung denkbar, die als Träger für Dachpfannen dienen kann.
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Besonders
vorteilhaft, denn sehr schnell und rationell, können Öffnungen – nämlich nachträglich – in eine
mit dem erfindungsgemäßen Sandwich-Bauelement
hergestellte, im wesentlichen flächige
Konstruktion eingebracht werden. Dabei wird die im wesentlichen
flächige
Konstruktion erfindungsgemäß vollflächig aufgebaut,
und eine Öffnung,
zum Beispiel für
einen Schornstein oder ein Fenster, wird aus der flächigen Konstruktion
erst ausgeschnitten, nachdem diese mindestens an der für die Öffnung vorgesehenen
Stelle vollständig
aufgebaut wurde.
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Die
vorliegende Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der
beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
schematisch eine geschnittene Seitenansicht durch ein Schrägdach mit
Aufsparrendämmung
mit erfindungsgemäßen Sandwich-Bauteilen
und
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2 zeigt
eine räumliche
schematische Ansicht einer Stoßseite
eines Sandwich-Bauteils
auf einem Träger.
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In 1 liegen
zwei Sandwich-Bauteile 2 auf einem Träger 4, nämlich auf
einem Sparren 4 eines Dachstuhls. Ein Schubholz 6 im
Bereich der Traufe (der unteren Seitenkante des Schrägdachs)
dient als Widerlager, gegen das das erste der Sandwich-Bauteile 2a mit
seiner unteren Stoßseite 8a angebracht wurde.
So nimmt das Schubholz 6 Scherkräfte auf, die auf der Schräge des Daches
von der oberen Außenlage 10 der
Sandwichbauelemente 2 über
die Dämmlage 12 der
Sandwich-Bauteile 2 auf die untere Außenlage 14 der Sandwich-Bauteile 2 wirkt,
indem das Schubholz 6 die obere Außenlage 10 der Sandwich-Bauteile 2 sozusagen
gegen Abrutschen vom Schrägdach
abstützt.
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Die
Sandwich-Bauteile 2 sind mittels Schraubnägeln 16,
die nur durch die zu dem Träger gerichtete
Außenlagen 14 hindurch
gehen, auf dem Sparren 4 befestigt. Diese zu dem Träger gerichtete Außenlage 14 besteht
aus zwei Lagen: Einer innenseitigen Dampfsperrenfolie 18 und
einer außenseitigen
Schichtholzlage 20, während
die von dem Träger weggerichtete
Außenlage 10 nur
aus einer Schichtholzlage besteht. Alle Lagen 10, 12, 18 und 20 sind aufeinander
mittels Klebstoff befestigt, um ineinander Scherkräfte zu übertragen.
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Weil
die Schraubnägel 16 nur
jeweils durch die zu dem Träger
gerichtete Außenlage 14 hindurch in
den Sparren 4 hineingetrieben sind, können die Schraubnägel 16 wesentlich
kürzer
sein, als wenn sie nach herkömmlicher
Befestigungsart von außen 26 durch
die gesamte Dicke des Sandwich-Bauteils 2 in den Sparren
getrieben werden müssten.
Die Schraubnägel 16 haben
wie üblich
an ihrem oberen Ende einen Kopf. Der Absatz unter diesem Kopf liegt gegen
die zu dem Träger
gerichtete Außenlage 14 inneinseitig
an und befestigt diese also formschlüssig gegen den Träger 4.
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Die
Lagen 10, 12, 18 und 20 haben
im Bereich der Stoßseiten 8 der
Sandwich-Bauteile 2 jeweils gleiche Verbindungs- oder Anschlusselemente 22, 24:
Die Schichtholzlagen 10, 20 sind stoßseitig mit
Nut- und Federelementen 22 versehen, die formschlüssig ineinander
greifen können.
Die Dampfsperrfolie 18 hat eine stoßseitig vorspringende Haft- oder
Klebelasche 24, die entsprechenden Anschluss zur Dampfsperrenlage 18 des
benachbarten Sandwich-Bauteils 2 herstellen kann. Die Dämmstoffschicht 12 ist
stoßseitig
im wesentlichen eben und leicht vorgewolbt ausgebildet, so dass
sie vollflächig an
der Stoßseite
der Dämmstofflage 8b des
benachbarten Sandwich-Bauteils 2 anliegen kann.
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An
der vom Träger
weggerichteten Außenlage 10 ist
außen 26 eine
Latte 28 einer Dachlattung mittels weiterer Schraubnägel 16 befestigt,
die nur durch die Latte 28 und nur in die Außenlage 10 sowie ein
kleines Stückchen
in die Dämmstofflage 12 hineingehen.
Die Latte 28 ist so an mehreren Sandwich-Bauteilen 2a und 2b befestigt
und dient auf diese Weise auch zusätzlich der Verbindungsbefestigung
der Sandwich-Bauteile 2a und 2b untereinander.
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Gemäß 2 wird
das Verbindungselement 16 in einem Bereich einer Stoßseite 8 des
Sandwich-Bauteils 2 – also
seitlich – dort
wo noch kein anderes Sandwich-Bauteil 2 anliegt (und daher
das zu befestigende Sandwich-Bauteil 2 stoßseitig
seitlich noch zugänglich
ist), wie abgebildet angesetzt und von dort zum Beispiel schräg durch
die mindestens eine zu dem Träger 4 gerichtete
Außenlage 14 hindurch
gebracht, so dass die Verbindungen 16 mit dem Träger 4 gemäß 1 entstehen.
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So
kann gemäß 2 der
Schraubnagel 16 also von dem noch freien Bereich der Stoßseite 8 des Sandwich-Bauteils 2 seitlich
gegen das Dämmmaterial 12 angesetzt
werden – und
zwar sogar direkt innenseitig auf der Außenlage 14. Von dort
dann kann das Verbindungselement 16 direkt durch die Außenlage 14 in
den Träger 4 hinein
befestigt werden. Dadurch kann sich der Monteur an der Stoßseite 8 des Sandwich-Bauteils 2,
wo noch kein anderes Sandwich-Bauteil 2 anliegt, den Randbereich
aussuchen, wo der Träger 4 des
Tragwerks, auf dem das Sandwich-Bauteil 2 befestigt werden
soll, unter dem Rand hervorlugt. Daher ist kein besonderes Augenmaß und keine
besondere Vorrichtung erforderlich, um das Verbindungselement 16 an
der richtigen Stelle anzusetzen – was die Montage erheblich
vereinfacht und die Montagezeit erheblich verkürzt.