DE2432949A1 - Konstruktion von sandwich-fertigteilelementen aus kunststoff fuer aussen- und innenwaende, boeden und daecher - Google Patents

Konstruktion von sandwich-fertigteilelementen aus kunststoff fuer aussen- und innenwaende, boeden und daecher

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DE2432949A1
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JONSSON OLOV TOMELILLA
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Description

PATENTANWALT oipi.-mg. PAUL DIEHL
D 1 BERLIN 30 (WEST) · PRAGER PLATZ 6 · BRD · Έ Ο30 - 24 85 Ο1 FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Berlin, den
Olov Jonsson, S-273 00 Tomelilla,
Edward Milaszewski,
S-41280 Göteborg, Framgangen
Konstruktion von Sandwich-Fertigteilelementen aus Kunststoff für Außen- und Innenwände, Böden und Dächer
in Anspruch genommene Priorität: Schweden, vom 8.7.1973, Aktenzeichen: 13 214-4/73
409885/1299
Die Erfindung betrifft die Konstruktion von Sandwich-Fertigbauelementen aus Kunststoff für Außen- und Innenwände, Böden und Dächer.
Derartige Sandwich-Fertigteilelemente bestehen bekanntlich aus dünnen Deckschichten hoher Festigkeit und einem Schaumstoffkern mit offenen oder geschlossenen Zellen, wie beispielsweise in der "kunststofftechnischen Liste TN C 3o: 62/8, 62/14" angegeben. Der Schaumstoffkern kann dabei aus Polystyren, Polyuretan, Polyisocyanurat, PVC o.a. Material bestehen und'wird entweder als Platte zwischen den Deckschichten befestigt oder zwischen die als Schalung dienenden Deckschichten gespritzt. Zur Armierung der Randzonen können dort auch Versteifungen aus Kunststoff oder anderem Material wie Holz oder Metall eingelegt werden.
Die Verwendung dieser bekannt gewordenen Sandwich-Fertigteilelemente, in die badarfsweise schon Fensterrahmen, K Türzargen u.M. eingegossen worden sind, in Bauten brachte bisher erhebliche Nachteile im Hinblick auf die Brandsicherheit und die Verhinderung des Ausbreitens von Bränden mit sich. Man war z.B. bisher nicht in der Lage, die Sandwich-Fertigteilelemente im Rohbau so zu verankern, daß die Verbindung den thermischen und dynamischen Belastungen.eines Gebäudebrandes standhält und eine Ausbreitung des Feuers hindert. Aus diesem Grunde hat man die Verwendung des geschilderten Typs von Sandwich-Fertigteilelementen in mehrstöckigen Gebäuden bisher nicht zugelassen. Dabei ist zu beachten, daß ein Brand u.a. starke und noch dazu pulsierende Kräfte auf die Wandelemente eines Gebäudes ausübt, wodurch Schwindungen innerhalb derselben auftreten, die leicht zu Rissen im Bereich der Stoßstellen dieser Wandelemente führen. Dann jedoch können in steigendem Maße Luft und mithin Sauerstoff in den angrenzenden Raum und auch in ein Sandwich-Fertigteilelement dringen, so daß der Brand weiter angefacht wird. Sauerstoff kann in den Schaumstoff-
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kern eines Sandwich-Fertigteilelementes jedoch auch durch Risse in den Deckschichten gelangen, die dann entstehen, wenn sich ein Teil des brennbaren Schaumstoffkernes entzündet hat und der explosionsähnliche Druckanstieg im Inneren des Sandwich-Fertigteilelementes die Deckschichten zerreißt. Ist jedoch erst einmal eine Deckschicht eingerissen, so schreitet der Brand innerhalb eines Sandwich-Fertigteilelementes unaufhaltsam, und zwar mit ansteigender Geschwindigkeit fort.
Um dies zu verhindern, reicht es nicht aus, Deckschichten aus riß- oder bruchsicherem Material zu verwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konstruktion von Sandwich-Fertigteilelementen zu schaffen, die Jd jeglichen Sauerstoffeintritt in dieses und vor allem das Auftreten von gefährlichen Überdrucken innherhalb des Sandwich-Fertigteilelementes unter der Einwirkung der bei einem Brand von außen an dasselbe herangetragenen Hitze unter allen Umständen verhindert. Im Zusammenhang damit soll eine Stoßstellenausgestaltung geschaffen werden, die höchsten Horizontalkräften standhält, ohne daß de:1: n.'.sse auftreten, die einen Lufteintritt ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies durch einen im unteren Teil zur Bildung eines Hohlraumes abgefasten Schaumstoffkern, eine diesem Hohlraum'banachbarten, zwisdhen den Deckschichten liegende,, gasdurchlässige Äuffangeinlage und eine oder mehrere innerhalb der an die Äuffangeinlage anschließenden Randversteifung vorgesehene Austrittsbohrungen errreicht. Diese erfindungsgemäße Ausbildung eines Sandwich-Fertigteilelementes wirkt erstmals in genauer Abstimmung der einzelnen Teile dem Auftreten von Überdrücken innerhalb dies Sandwich-Fertigteilelementes entgegen. Wird nämlich der Schaumstoffkern unter äußerer Hitzeanwirkung geschmolzen
und tritt teilweise sogar eine gasförmige Phase auf, so hat dies jetzt kein explosionsartiges Bersten der Deckschichten zur Folge, sondern der flüssige Kunststoff wird von der benachbarten, gasdurchlässigen und saugfähigen Auffangeinlage aufgenommen und dadurch das Volumen des früheren Schaumstoffkernes zwischen den Deckschichten freigegeben und dient als zusätzlicher Expansionsraum. Darüberhinaus steht der erfin-dungsgemäß von vorn-herein gegebene Hohlraum neben der Abfasung des Schaumstoffkernes zur Verfügung, um entstehendes Gas durch die Auffangeinlage und die in der Randversteifung vorgesehenen Austrittbohrungen nach außen zu leiten. - Damit ist jede Explosionsgefahr an dem Sandwich-Fertigteilelemfent beseitigt.
Um auch die bei einem Band entstehenden Horizontalkräfte und Vibrationen im Bereich der Stoßstellen der Sandwich-Fertigteilelemente mit Sicherheit aufnehmen zu können, ohne daß eine Zerstörung des Wandverbandes eintritt, und gleichzeitig eine einfach zu bewerkstelligende Montage der Sandwich-Fertigteilelemente an den Trägerlagern zu gewährleisten, wobei die Verbindung selbstverständlich auch stärkeren Windbelastungen standhalten muß, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in den oberen und unteren Randversteifungen Aufnahmebohrungen angeordnet, in die ein durch das Trägerlager geführter Bolzen greift. Damit gestaltet sich die Montage eines Sandwich-Fertigteilelementes äußerst einfach: die Aufnahmebohrungen innerhalb der unteren Randversteifung des zu montierenden Sandwich- Fertigteilelementes werden, bei schrägabgeknicktem, oberen Teil des Dornes auf diesen Teil geschoben und anschließend wird das Sandwich-Fertigteilelement in die senkrechte Lage gessrhwenkt; dieser Bewegung folgt auch der gelenkig verbundene Bolzenteil. Anschließend wird das so fixierte Sandwich- Fertigteilelement in der senkrechten Position gesichert. Jetzt fluchten die Aufnahmebohr.ungen in der
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oberen Randversteifung dieses Wandelementes mit den Durchgangsbohrungen des darüber befindlichen Trägerelementes und es lassen sich jetzt von oben her, durch das obere Trägerelement, weitere Bolzen stecken, die in den Sackbohrungen der oberen $ Versteifungseinlage enden und abgestützt werden. Danach wird das nächste Sandwich-Fertigteilelement der darüberliegenden Etage in der gleichen Weise montiert, wie eben beschrieben.
Um die für die Fixierung und Montage der einzelnen Sandwich-Fertigteildemente wichtigen Bolzen in jedem Trägerlager sicher verankern zu können, so daß dieselben auch stärkste Horizontalkräfte aufnehmen können, sind die senkrechten Durchgangsbohrungen jedes Trägerelementes durch eine besondere Buchse armiert, die in das-Trägerlager unter äußerst maßgenauer Ausrichtung durch zwei übereinander liegende Distanzösen eingebettet Lz .. Die' besonders maßgenaue Ausrichtung der Buchsen ist wiederum wichtig, weil bei der Montage eine genaue Fluchtung zwischen der Bohrung dieser Buchse und den darüber und darunter liegenden Aufnahmebohrungen der entsprechenden Sandwich-Fertigteilelemente eintreten muß.
Die Aufnahme stärkster Horizontalkräfte durch die Buchse wird durch mindestens zwei Verankerungsbügel gewährleistet, die die Buchse umgreifen und sich tief in das Material des Trägerlagers erstrecken.
Eine weitere, für die absolute Dichtung in den Stoßstellen wichtige Maßnahme besteht erfindungswesentlich darin, daß die oberen und unteren Stirnseiten der Sandwich-Fertigteilelemente mit einer Schicht aus einem Material bedeckt sind, das unter Wärmeeinwirkung schmilzt. Dadurch wird eine doppelte Wirkung insofern erzielt, als die unter der Einwirkung der Brandhitze schmelzende Schicht mit Sicherheit jede Rißbildung verhindert, andererseits jedoch
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das etwa innerhalb des Sandwich-Fertigteileleirdcentes unter hohem Druck gebildete Gas des Schaumstoffkernes durch die Austrittsbohrungen innerhalb der Randversteifungen diese erweichten Schichten durchdringen kann, so daß sich innerhalb des Sandwich-Fertigteilelementes nur ein Gasdruck begrenzter Höhe ausbilden kann.
Die Erfindung sei im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines in der Montage befindlichen Sandwich-Fertigteilelementes zwischen einem oberen und einem unteren Trägerlager, Fig. 2 die Seitenansicht des zwischen den Trägerlagern
montierten Sandwich-Elementes, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Trägerlager mit
den daran anschließanden unteren und oberen Teilen der an diesem Trägerlager fixierten Sandwich-Fertigteilelemente und
Fig. 4 einen horizontalen Schnitt durch ein Trägerlager.
Gemäß Fig. 1, die die Trägerlager 1 und das dazwischen zu montierende Sandwich-Fertigteilelement 2, ebenso wie die Fig. 2 nur in schematisch vereinfachter Darstellung wiedergibt, ist in dem unteren Trägerlager 1 ein Bolzen 12 geführt, dessen oberer Teil mittels eines darin befindlichen, hier ni cht näher dargestellten Gelenkes seitlich um einen gewissen Winkelbetrag geschwenkt werden kann. Obwohl das darüber liegende Trägerlager 1 bereits fest montiert ist, läßt sich das Sandwich-Fertigteilelement über den so seitlich abgeknickten Bolzen 12 mit seinen unteren Aufnahmebohrungen 14 schieben und anschließend in die senkrechte Lage gem. Fig. 2 schwenken, woraufhin jetzt lediglich noch von oben ^§r*cÖUg£& das obere Trägerlager 1 ein weiterer Bolzen 12 zu werden braucht, der in der oberen Aufnahmebohrung 14' des Sandwich-Fertigteilelementes
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- 7 endet.
Die besondere Ausbildung 'der oberen und unteren Randzonen der Sandwich-Fertigteilelemente 2 und eines Trägerlagers 1 ist aus der Schnittdarstellung gem. Fig. 3 ersichtlich.
Danach besteht jedes Sandwich-Fertigteilelement 2 aus einer äußeren Decks chyiicht 2 , einer inneren Deckschicht 4 und einem dazwischenliegenden Schaumstoffkern 5, dessen obere und untere Randzonen durch Randversteifungen 6 verstärkt sind.
Der Schaumstoffkern 5 ist an seinem unteren Ende mit einer Abfasung versehen, durch die zwischen der äußeren Deckschicht 3 und dem Schaumstoffkern 5 in diesem Bereich ein Hohlraum 7 gebildet wird, in dem äich bei einem Brand evtl. geschmolzener Kunststoff devs Schaumstoff kernes ansammeln kann und de r gleichzeitig einen Expansionsraum für das sich während des Schmelzvorganges beildend 3a. darst l"t.
Unterhalb des Hohlraumes 7, bzw. des unteren Endes des Schaumstoffkernes 5 ist eine Auffangeinlage 8 aus porösem, gasdurchlässigen Material, z.B. Mineralwolle angeordnet, deren Zweck darin besteht, den geschmolzenen Schaumstoff aufzusaugen. Das evtl. gebildete Gas, das unter höherem Druck steht, kann dann noch durch die Austrittsbohrung 9 innerhalb der Randversteifung 6 austreten.
Auf diese Weise wird ein Überdruck indem Sandwich-Fertigteilelement 2 sowohl im unteren, als auch im oberen Bereich mit Sicherheit verhindert, weil auch die Randversteifung 6 des unterhalb des Trägerlagers 1 befindlichen Sandwich-Fertigteilelementes 2 eine entsprechende Austrittsbohrung für entstandenes Gas enthält. Ein explosions-
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artig verlaufender Brand innerhalb eines erfindungsgemäßen Sandwich-Fertigteilelementes ist dadurch völlig ausgeschlossen. Eine besondere Sicherung gegen den Eintritt von Außenluft in ein Sandwich-Fertigteilelement wird durch die schmelzbaren Schichten 15 erzielt, die sich zwischen dem oberen bzw. unteren Ende eines Sandwich-Fertigteilelementes 2 und dem Trägerlager 1 erstrecken. Diese schmelzbaren Schichten 15 erweichen sofort bei Auftreten einer größeren Erwärmung und verkleben die genannten Elemente miteinander, so daß jede Rißbildung, auch bei einem gleichzeitigen Auftreten größerer horizontaler Kräfte völlig ausgeschlossen ist. Andererseits können Gase, die sich innerhalb der Sandwich-Fertigtei1-elemente 2 gebildet haben sollten, durch die Austrittsbohrungen 9 und die erweichten, bzw. geschmolzenen Schichten 15 nach außen treten.
Die Bolzen 12, die zur Montage usd Fixierung der Sandwich-Fertigteilelemente 2 dienen, sind innerhalb des Trägerlagers 1 durch eine darin eingebettete Buchse Io, die vorteilhaft aus Kunststo£f;besteht, geführt. Diese Buchse ίο muß selbstverständlich genauestens in ihrer Lage bestimmt sein, damit nach der Montage der Sandwich- Fertigteilelemente 2 ein genaues Fluchten der Aufnahmebphrungen 14, bzw. 14' dieser Sandwich-Fertigteilelemente und der Bohrung der Buchse Io gewährleistet ist. Zu diesem Zweck wird die Buchse Io während der Herstellung des Trägerlagers durch die beiden Distanzösen 11 in der vorgegebenen Lage gehalten. Um ferner die Buchse Io auch gegen !Stärkste Horizontalkräfte, die bestrebt sind? die Sandwich-Fertigteilelemente nach außen zu schleuderns in der dargestellten Position zu halten, sind v?eiterhin die Verankerungsbügel 13 bei der Herstellung des Trägerlagers mit eingegossen worden. Diese Verankerungsbügel 13 umfassen, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, die BiPn%n
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und erstrecken sich winkelförmig weit in das Material des Trägerlagers 1, wodurch auftretende Horizontalkräfte sicher in das Material des Trägerlagers 1 geleitet werden.
- Io -
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Claims (7)

  1. - ίο -
    Patentansprüche:
    / 1. Konstruktion von Sandwich-Fertigteilelementen aus "Kunststoff für Außen- und Innenwände, Böden und Dächer, bestehend aus einer äußeren und inneren Deckschicht brandrißsicheren Materials und einem dazwischenliegenden Schaumstoffkern, gekennzeichnet durch einen inmnteren Teil zur Bildung eines Holraumes (7) abgefasten Schaumstoffkern (5), eine diesem Hohlraum (7) benachbarte, zwischen den Deckschichten (3,4) liegende gasdurchlässige Auffangeinlage (8) und eine oder mehrere innerhalb der an die Auffangeinlage (8) anschließenden Randversteifung (6) vorgesehe c Austrittsbohrungen (9).
  2. 2. Konstruktion nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in den oberen und unteren Randversteifungen (B
    en
    angeordnete Aufnahmebohrung (14, 14'), in die ein durch das Trägerlager (1) geführter Bolzen (12) greift.
  3. 3. Konstruktion nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (12) in dem Trägerlager (1) durch eine Buchse (lo) geführt ist, die in das Trägerlager (1) unter maßgenauer Ausrichtung durch zwei Distanzösen (11) gebettet ist.
  4. 4. Konstruktion nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn zei chnet , daß der Bolzen (12) ein Gelenk hat, das es gestattet, den oberen Teil dieses Bolzens (12) zwecks Einführung in die unteren Aufnahmebohrungen (14) des darauf zu montierenden Sandwich-Fertigteilelementes zu neigen.
  5. 5. Konstruktion nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (lo) durch mindestens zwei Verankerungsbügel (13) in ihrer Lage innerhalb des Trägerlagers (1) gesichert ist.
    - 11 -
    40388S/1299
  6. 6. Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Stirnseiten der Sajndwich-Fertigteilelemente (2) mit einer Schicht (15) aus einem Material bedeckt sind, das unter Wärmeeinwirkung schmilzt.
  7. 7. Konstruktion nach einem oder mehreren der Ansprüche
    1 bis 5, dadurch ^gekennzeichnet, daß die in der Versteifungseinlage (6) auf der oberen Stirnseite eines Sandwich-Fertigteilelementes (2) angeordnete Aufnahmebohrung (141) als Sackbohrung und die in der Versteifungseinlage (6) der unteren Stirnseite eines Sandwich-Fertigteilelementes (2) angeordnete Aufn-ahmebohrung (14) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
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