DE9011217U1

DE9011217U1 - Selbsttragende Baustruktur

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Publication number: DE9011217U1
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Authority: DE
Original assignee: LEHMLER JOSEF 5308 RHEINBACH DE
Current assignee: LEHMLER JOSEF 5308 RHEINBACH DE
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2000-08-01

Description

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Selbsttragende Baustruktur

Die Erfindung betrifft eine selbsttragende Baustruktur der int Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Selbsttragende Baustrukturen, z.B. Wände, die aus Quadersteinen (z.B. Ziegelsteinen oder Hohllochsteinen) bestehen, haben den Machteil, daß sie einerseits Schwergewicht ig sind und daß sie andererseits in bestimmten Richtungen ein sehr geringes Widerstandsmoment haben, das dadurch bedingt ist, daß durchgehende geradlinige Fugen vorhanden sind. Selbsttragende Baustrukturen aus miteinander verbindbaren oder verbundenen Bausteinen sind ferner in Form von Klemmbausteinen bekannt, die an einander gegenüberliegenden Seiten noppenartige Klemmelemente aufweisen. Eine derartige Baustruktur IXBt sich im allgemeinen nur als zweidimensional Struktur (Wand) realisieren. Dreidimensionale Strukturen können nur dadurch erzeugt werden, daß Sondertypen von Klemmbausteinen vorhanden sind. Nachteilig ist ferner, daß auch hier das Widerstandsmoment sehr gering ist. Wenn beispielsweise aus

Telefon (02 21)131041 Telex 8882307doped i'eletex: (0221) 134297 (0221)134881 Amm Dompatent Köln

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"SbC Oppenheimjr *Cle . Köln (BLZ 37030200) Kto Nr 107B0 Qfeutsche Ben* AG. Köln (BLZ 370 7O06O) Kto Nr 1165018 fostgiro KOIn (BLZ 37O1OO5O) Kto Nr 654-5OO

den XLemmbausteinen eine Wand hergestellt wird, kann diese durch Seitenkräfte leicht eingedrückt werden.

Bekannt sind schließ lieh. Qi" erwerke, die für Messestände, Deckenkonstruktionen und ähnliche Zwecke verwendet werden und bei denen vorgefertigte Gitterstäbe durch ebenfalls vorgefertigte Knotenelemente zu einem dreidimensionalen Netz von hoher Steifigkeit zusammengefügt werden können. Im Falle geschlossene;; Decken oder Wände muß hierbei jedoch eine zusätzliche Verkleidung vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttragende Baustruktur zu schaffen, lie aus zwei Grundbausteintypen zusammengesetzt ist und in allen Raumrichtungen ein hohes Widerstandsmoment aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Baustruktur sind - vorzugsweise ausschließlich - zwei Bausteintypen vorhanden, nämlich eine vierseitige Pyramide und eine dreiseitige Pyramide, wobei sämtliche Kanten dieser Pyramiden die gleiche Kantenlänge aufweisen. Bei diesen Bausteinen sind ausschließlich gleichseitige Dreieckflächen vorhanden, die sämtlich kongruent sind. Daher kann an jede Dreieckfläche eine:.* vierseitigen Pyramide jede beliebige Dreieckfläche einer anderen vierseitigen Pyramide oder jede beliebige Dreieckfläche einer dreiseitigen Pyramide angesetzt werden. Auf diese Weise entsteht eine dreidimensionale Baustruktur mit einer Vielzahl von Kanten« die entlang der Außenfläche verlaufen und einer Vielzahl von Kanten, die räumlich diagonal zur Außenfläche verlaufen. Durch die voll-

flächig und deckungsgleich gegeneinanderliegenden Flächen benachbarter Bausteine ist ein sicheres Zusammenfügen dieser Bausteine mit Haft- oder Befestigungsmitteln möglich. Solche Haft- oder Befestigungsmittel können aus noppenartigen Klemmelementen oder beispielsweise auch aus einem Haftmittel, z.B. einem Kleber; bestehen; Die Bausteine sind *lso ^a.n ihren Dreieckflächen miteinander verbunden. Andererseits üben die Kanten der Bausteine eine Verstärkungsfunktion aus, da das Widerstandsmoment an den Kanten, an denen jeweils zwei Flächen desselben Bausteins gegeneinanderstoBen, am größten ist. Die von den Flächen der Bausteine gebildeten Verbindungsflächen weisen in unterschiedliche Raumrichtungen, wodurch diese Verbindungsflächen in ihrer Gesamtheit einwirkenden Kräfte einen hohen Widerstand entgegensetzen.

Die Bausteine sind vorzugsweise Hohlbausteine, also Hohlkörper, die aus Kunststoff im Spritzgußverfahren unter Einblasung eines Inertaases hergestellt werden. Andererseits können die Bausteine aber auch aus Schaumstoff bestehen. In jedem Fall wird durch Lufteinschlüsse ein geringes Bausteingewicht erzielt, mit der Folge, daß die Baustruktur ebenfalls leichtgewichtig ist. Insbesondere im Falle von Hohlbausteinen kommt der Vet. steif ungswirkung der Bausteinkanten eine große Bedeutung zu.

Die erfindungsgemäße Baustruktur kann unter Verwendung von ausschließlich zwei Bausteintypen hohlraumfrei zusammengesetzt werden, weil sich die beiden Bausteintypen zu einem dreidimensionalen Mosaik ergänzen. Dabei können Wandstrukturen mit geschlossenen ebenen Oberflächen erzeugt werden. Die Baustruktur besteht vorzugsweise ausschließlich aus den beiden genannten

Bausteintypen/ jedoch können auch andere Elemente oder Bausteintypen hinzugefügt werden, beispielsweise quaderförmige Kerne oder flache Verkleidungsplatten, falls dies für zweckmäßig gehalten wird.
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Die Baustruktur kann zur Bildung von Wänden und/oder Dscksn zusäü\T!ssnc?S5stzt ssirii Sis si^anet **i.cb für· wMnde in Schwimmbädern, Duschkabinen, Überdachungen, Wintergärten, Gartenhäusern, Schwimmbecken, Thermodächern usw. Es ist auch möglich, die Bausteine aus lichtdurchlässigem oder durchsichtigem Material herzustellen, z.B. für Gewächshäuser oder Lichtdecken.

Im Falle von Hohlkörpern oder Schaumstoffkörpern kann die Baustr'-iktur auch als Schwimmkörper, z.B. Floß oder Bootssteg, ausgebildet werden.

Die Größe der Bausteine richtet sich nach dem jeweiligen Anwendungsgebiet. Für Baukonstruktionen für Gebäude 0 wird man großformatigere Bausteine wählen als z.B. für einen Bausteinsatz, der als Kinderspielzeug Verwendung findet.

Die erfindungsgemäße Baustruktur kann auch die Form von Möbeln haben, z.B. die Form eines Tisches oder diejenige eines Sitzmöbels. In jedem Fall ergibt sich durch die dreidimensionale und diagonale Vernetzung der Bausteinkanten ein hohes Widerstandsmoment in allen Richtungen - ohne daß eine Vorzugsrichtung mit verringertem Widerstandsmoment existiert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Bausteinpaar nach der Erfindung sowie verschiedene Ausführungsbeispiele von Zusammensetzungen der Bausteintypen erläutert.

- 5 2s zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Bausteinpaares,

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i Fig. 2 eine Seitenansicht des Bausteinpaares von

; Fig. 1.

^;i Fig. 3 eine Draufsicht des Bausteinpaares von Fig. 1,

I ¹⁰

''- Fig. 4 einen Profilstrang aus mehreren aneinander-

\ gesetzten Bausteinen,

I Fig. 5 eine Ansicht von Fig. 4 aus Richtung des

I 15 Pfeiles V, wobei mehrere gleichartige Profilstrukturen zur Bildung einer Wand mit i
t parallelen Außenflächen gegeneinandergesetzt

* sind und

I 20 Fig. 6 eine im Grundriß quadratische Struktur aus den I beiden Bausteintypen mit Ergänzungsmöglich

keiten.

Aus den in den Fign. 1-3 dargestellten beiden Baustein-25 typen A und B kann eine große Vielzahl von selbsttragenden Baustrukturen hergestellt werden.

Der Baustein A hat die Form einer vierseitigen Pyramide, deren sämtliche Kanten die gleiche Länge haben. 30 Diese Pyramide besteht aus der quadratischen Grundfläche 10 und den Dreieckflächen 11a, 11b,lic und lld, die jeweils eine Kante a mit der Grundfläche 10 gemeinsam haben. Die beiden anderen Kanten a jeder Dreieckfläche bilden gleichzeitig die Kanten einer benachbarten Dreieckfläche- Jede Dreieckfläche besteht somit aus

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einem gleichseitigen Dreieck, wobei jeder der drei Winkel 60° beträgt.

Die Form der vierseitigen Pyramide kann man auch als Halboktaeder bezeichnen. Wenn nämlich die gleiche Pyramide gegen die quadratische Grundfläche 10 gesetzt würde, würde e^;n gleichseitiger Oktaeder entstehen.

Der als Komplement zum Baustein A gehörende Baustein B hat die Form eines gleichseitigen Tetraeders bzw. einer dreiseitigen Pyramide. Alle vier Flächen haben die gleiche Form und Größe. Jede von ihnen bildet ein gleichseitiges Dreieck, dessen Kante a die gleichs Länge hat wie jede Kante des Bausteins A.

Aus Fig. 1-3 ist zu ersehen, daß die Fläche 12a des Bausteins B deckungsgleich an die Fläche 11a des Bausteins A (oder an jede andere Fläche) so angesetzt wird, daß die beiden gegeneinanderliegenden Flächen der Bausteine deckungsgleich zur Anlage kommen. Die Dreieckfläche 12d des Bausteins B liegt dann in einer Ebene mit der Dreieckfläche lld des Bausteins A, die Dreieckflache 12b des Bausteins B liegt dann in einer Ebene mit der Dreieckfläche 11b des Bausteins A und die Dreieckfläche 12c des Bausteins B lj.p.qt dann mit Abstand parallel zur Dreieckfläche lic des Bausteins A.

Das Zusammenfügen der Bausteine erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß an jeder der Dreieckflächen (und an der Grundfläche 10 des Bausteins A) noppenartige Klemmelernente 13 vorgesehen sind, die nur schematisch dargestellt sind. Diese Klemmelernente sind zum Teil als Stecker und zum Teil als Buchsen ausgebildet, so daß jeweils ein Stecker in eine Buchse eingesteckt werden kann. Dabei können Bausteine vom Typ

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A vorgesehen sein, die ausschließlich Stecker haben, und Bausteine A, die ausschließlich Buchsen haben. Ent- fjj sprechendes gilt auch für den Baustein B. Es ist aber | auch möglich, jeweils zwei der Dreieckflächen eines | Bausteins mit Steckern und die beiden anderen Dreieck- ~ flächen mit Buchsen auszustatten. An der Grundfläche 10 des Bausteins A sind ebenfalls Klemmelemente vorgesehen. Die Klemmelemente an den Dreieckflächen sind j_eweil_s symmetrisch zur Winkelhalbierenden eines Drei- i eckwinkels im selben Abstand von der Spitze angeordnet, so daß zwei Dreiecke auch nach Drehung um 120° wieder zusammenpassen. Alternativ kann ein einziges Klemmelement jeweils im Mittelpunkt einer Dreieckfläche vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Flächen jeweils in ihrer Gesamtheit mit Klemmelementen zu versehen, so daß an jeder Fläche eine große Vielzahl von Klemme lementen vorgesehen ist, so wie dies bei den bekannten Klemmbausteinen der Fall ist. Ferner kann jede Fläche mit einem Klettverechluß-Belag versehen sein, so daß zwei Bausteine durch einen Klettverschluß flächenhaft miteinander verbunden werden können.

FUr dauerhafte Baustrukturen empfiehlt es sieh, die Baustein· mit glatten Flächen auszubilden und sie miteinander zu verkleben.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele von Baustrukturen dargestellt, die sämtlich ausschließlich aus den Baust«intypen A und B zusammengesetzt sind. Dabei sind diese Strukturen aus Gründen der Übersichtlichkeit teilweise im halbfertigen Zustand dargestellt. Es ist deutlich ersichtlich/ daß jede der Baustrukturen noch durch Hinzufügen weiterer Bausteine vom Typ A und/oder vom Typ B zu einer anderen Baustruktur ergänzt werden kann.

In Fig. 4 ist; eine Profilstruktur aus den Bausteinen A und B dargestellt, wobei die Bausteine A mit ihrer Grundfläche 10 in einer gemeinsamen Ebene zur Bildung eines Streifens angeordnet: sind. Zwischen die Spitzen zweier benachbarter Bausteine A ist jeweils ein Baustein B passend «eingefügt, so daß das Profil der si/.:· ergebenden Struktur Dreieckform hat.

? "ig. 5 ist eine Handstruktur dargestellt., die aus mehreren parallelen Profilstrukturen gemäß Fig, 4 besteht, wobei die sich ergebenden Hohlräume dtxrch eine inverts Struktur ausgefüllt sind. Dadurch ergibt sich eine hohlraumfreie Wand mit parallelen Außenflächen, wobei die Bausteinkanten - mit Ausnahme derjenigen Kanten, die in den Wandoberflächen liegen - in unterschiedlichen Raumrichtungen diagonal in der Wand verlaufen. Der Dreieckwinkel a beträgt in der schrägen Dreieckfläche 60°, in der horizontalen Projektion jedoch 45°.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem vier Bausteine des Type A zur Bildung einer quadratischen Basisfläche mit ihren Grundflächen gegeneinandergesetzt sind. Die Hohlräume zwischen zwei mit ihren Unterkanten gegen- einandergesetzten Bausteinen A sind jeweils durch einen Baustein B ausgefüllt. Dadurch entsteht die AuJenform eines Pyramidenstumpfs mit Mnem nach innen gerichteten pyramidenförmigen Hohlraum. Dieser Hohlraum kann durch Einsetzen eines Bausteins Al vom Typ A ausgefüllt werden. Wird auf die Grundfläche des Bausteine Al ein weiterer Baustein A2 vom Typ A aufgesetzt, so wird die Struktur zu einer vollen vierseitigen Pyramide ergänzt.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Selbsttragende Baustruktur aus zwei flSchenhaft aneinanderliegenden und miteinander verbundenen Bausteintypen,

gekennzeichnet da. &khgr; cn

einen ersten Bausteiatyp (A) in Form e?ner vierseitigen Pyramide, deren Kanten (a) sämtlich dia yle.i>e Län-^ö Itaben,.

Uüci einen sweiten Bau;: ^eintyp (B) in Form einer dreiseitigen Pyrssriö*., deren Kanten sämtlich die gleiche Länge haben,

die Kantenlängen beider Bausteintypen untereinander gleich sind und die Bausteine hohlraumfrei derart zusammengefügt sind, daß jeweils eine Kante eines Bausteins .'Ji.it einer Kante eines benachbarten Bausteins zusammenfällt.

2. Baustruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Flächen der Bausteine Haft- oder Befestigungsmittel vorgesehen sind.

3« Baustruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel in Form noppenartiger Klemmelemente (13) vorgesehen sind.

4. Baustruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haftmittel in Form eines Klebers vorgesehen ist.

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5. Baustruktur nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bausteine Hohlkörper aus Kunststoff sind.

Sj. Baustruktur nach ei.<Si*ra ~_;jr Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bausteine aus Schaumstoff bestehen.