EP4339388A1

EP4339388A1 - Schraubenaufnahme und verfahren zur lösbaren befestigung eines betonelementes an einer trägerkonstruktion

Info

Publication number: EP4339388A1
Application number: EP22209940.0A
Authority: EP
Inventors: Hans-Ulrich Terkl; Armin Buttazoni
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-03-20
Also published as: EP4339387A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubenaufnahme (1) zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (21) an einer Trägerkonstruktion (18), umfassend einen, insbesondere keilförmigen, Körper (2) mit einer Öffnung (8), wobei die Schraubenaufnahme (1) zum Bilden eines Betonelementes (21) mit Beton umgießbar und durch die Öffnung (8) des Körpers (2) ein Kanal zum Einbringen einer Schraube zumindest bereichsweise definiert ist, sodass das Betonelement (21) und der Körper (2) über die Schraube kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion (18) verbindbar sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum Verbessern einer Kraftübertragung zwischen Betonelement (21) und Trägerkonstruktion (18) eine Unterseite (3) des Körpers (2), welche beim Befestigen der Trägerkonstruktion (18) zugewandt ist, zumindest bereichsweise mit einer rauen Oberfläche (7) ausgebildet ist, wobei die raue Oberfläche (7) vorzugsweise eine mittlere Rautiefe von zumindest 1 mm, bevorzugt zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 5 mm, aufweist.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (21) an einer Trägerkonstruktion (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenaufnahme zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes an einer Trägerkonstruktion, umfassend einen, insbesondere keilförmigen, Körper mit einer Öffnung, wobei die Schraubenaufnahme zum Bilden eines Betonelementes mit Beton umgießbar und durch die Öffnung des Körpers ein Kanal zum Einbringen einer Schraube zumindest bereichsweise definiert ist, sodass das Betonelement und der Körper über die Schraube kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion verbindbar sind.
Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes an einer Trägerkonstruktion, wobei zumindest eine Schraubenaufnahme in einer Schalung angeordnet wird, welche Schraubenaufnahme einen Körper mit einer Öffnung umfasst, wonach Beton in die Schalung gegossen wird, wobei die Schraubenaufnahme vom Beton zumindest bereichsweise umschlossen und ein Betonelement gebildet wird, sodass sich ein durch die Öffnung definierter Kanal zum Einbringen einer Schraube ergibt, um den Körper und das Betonelement über die Schraube mit der Trägerkonstruktion zu verbinden.
Verbundkonstruktionen aus Holzträgern und Betonelementen werden im Stand der Technik hauptsächlich dazu genutzt, um eine Holzkonstruktion zu erzielen, welche die Anforderungen an den Schall- und Brandschutz erfüllt und hinsichtlich des Gewichtes einer Vollbetonkonstruktion überlegen ist. Hierzu werden die Holzträger mit einer Schalung versehen, in welche Beton eingebracht wird. Dabei werden, abgesehen von Bewehrungsgittern, auch in die Holzträger eingedrehte Schrauben mit Beton umgossen. Die Schrauben können in unterschiedlichen Winkeln in die Holzträger eingedreht sein und dienen der Schubkraftübertragung zwischen Holzträger und Betonelement. Nachteilig ist hier, dass die Holzträger bzw. die Schalung bedingt durch das Gewicht des Betons zusätzlich abgestützt werden müssen und eine solche Verbundkonstruktion nur direkt an der Baustelle hergestellt werden kann, was durch die Abbindezeit des Betons mit einem nicht unerheblichen Zeitaufwand einhergeht.
Um Verbundkonstruktionen auch mit Fertigbetonelementen herstellen und entsprechend Zeit sparen zu können, ist aus dem Stand der Technik ein Verbindungselement bekannt, welches bereits beim Herstellen des Fertigbetonelementes mit Beton umgossen wird.
Dieses weist einen Kanal zur Aufnahme einer Schraube auf, sodass das Fertigbetonelement mit den Holzträgern verbindbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit diesem Verbindungselement Schubkräfte nicht besonders gut übertragbar sind.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenaufnahme der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher auftretende Kräfte besonders gut übertragbar sind.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem Betonelement und Trägerkonstruktion nicht nur reversibel aneinander befestigbar sind, sondern auch auftretende Kräfte auf effiziente Weise übertragbar sind.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Verbessern einer Kraftübertragung zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion eine Unterseite des Körpers, welche beim Befestigen der Trägerkonstruktion zugewandt ist, zumindest bereichsweise mit einer rauen Oberfläche ausgebildet ist, wobei die raue Oberfläche vorzugsweise eine mittlere Rautiefe von zumindest 1 mm, bevorzugt zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 5 mm, aufweist. Dadurch sind Betonelement und Trägerkonstruktion, wie aktuell immer häufiger gefordert, zerstörungsfrei voneinander trennbar, sodass im Falle eines Rückbaus eines Bauwerkes die Betonelemente selbst, die Trägerkonstruktion und gegebenenfalls sogar die zur Befestigung verwendeten Schrauben wiederverwendbar sein können. Sind Betonelement und Trägerkonstruktion aneinander befestigt, ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung der Schraubenaufnahme eine verbesserte Übertragung von Kräften, insbesondere Schubkräften, als herkömmliche Lösungen, sodass für eine geforderte Schubfestigkeit weniger oder mit geringerer Schraubenvorspannung befestigte Schraubenaufnahmen ausreichend sein können. Diese verbesserte Kraftübertragung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wird bei der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme überwiegend durch die zumindest bereichsweise raue Oberfläche der Unterseite des Körpers erzielt. Diese raue Oberfläche bewirkt eine erhöhte Reibung an der Kontaktstelle mit der Trägerkonstruktion. Darüber hinaus kann die raue Oberfläche auch in die Trägerkonstruktion, insbesondere einen Holzträger, eingedrückt werden, wodurch die Kraftübertragung nicht wie bei Schraubverbindungen üblich nur kraftschlüssig, sondern auch formschlüssig erfolgt. Folglich ergeben sich üblicherweise auch ein verbesserter Verschiebungsmodul sowie eine erhöhte Verbundsteifigkeit und Verbundwirkung. Besonders effizient erfolgt diese Übertragung bei der erfindungsgemäßen mittleren Rautiefe, welche unter anderem dadurch erreicht werden kann, dass die Unterseite nach einem Herstellen der Schraubenaufnahme mechanisch bearbeitet wird. Beispielsweise kann eine zunächst glatt ausgebildete Oberfläche der Unterseite durch Fräsen oder Bohren so bearbeitet werden, dass sich eine zumindest bereichsweise raue Oberfläche ergibt. Vorzugsweise weist eine derart bearbeitete Oberfläche eine mittlere Rautiefe von zumindest 1 mm auf und entsprechend ergeben sich auf der Unterseite der Schraubenaufnahme Erhebungen. Diese Erhebungen der Unterseite ermöglichen bei der Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion eine Verzahnung von Schraubenaufnahme und Trägerkonstruktion. Bevorzugt liegt die mittlere Rautiefe im Bereich von 1 mm bis 10 mm, da in diesem Bereich die Verzahnung mit der Trägerkonstruktion auf besonders effiziente Weise erfolgt. Weist die raue Oberfläche eine solche mittlere Rautiefe auf, kann diese auch als rau gezackte Oberfläche beschrieben werden.
Die Öffnung kann sich grundsätzlich bis zu einer Oberseite einer Betonschicht erstrecken, in welche die Schraubenaufnahme eingegossen wird. Sofern die Schraubenaufnahme eine geringere Höhe als die Betonschicht, mit welcher die Schraubenaufnahme umgossen wird, aufweist, kann ergänzend ein Element vorgesehen sein, welches den Kanal bis zur Oberseite verlängert und welches Element reversibel mit der Schraubenaufnahme verbindbar ist, sodass in jedem Fall die Schraubverbindung nach Herstellung des Betonelementes hergestellt und gelöst werden kann.
Der Körper der Schraubenaufnahme kann in einer Draufsicht rechteckig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist ein derartiger Körper eine Länge von 100 mm bis 450 mm, insbesondere 200 mm, eine Breite von 30 mm bis 150 mm, insbesondere 50 mm, und eine Höhe von 30 mm bis 150 mm, insbesondere 60 mm, auf. Dabei stehen Länge und Breite rechtwinkelig zueinander und spannen eine Ebene auf, zu welcher die Höhe senkrecht ist.
In einer Seitenansicht ist der Körper vorzugsweise keilförmig ausgebildet. Hierbei weist der keilförmige Körper in der Seitenansicht üblicherweise eine Unterseite und zwei Oberseiten auf, welche mit der Unterseite unterschiedliche Winkel einschließen können, beispielsweise 30 Grad und 60 Grad. Dementsprechend stehen die beiden Oberseiten vorzugsweise normal aufeinander. Wird die Schraubenaufnahme mit einem derartigen Körper zum Herstellen des Betonelementes in eine Schalung gelegt und werden auch Bewehrungselemente, wie Bewehrungsstäbe oder Bewehrungsgitter, in der Schalung angeordnet, so kann die Schraubenaufnahme durch die keilförmige Ausbildung des Körpers einerseits unter den Bewehrungsstäben angeordnet sein und andererseits aus Lücken des Bewehrungselementes hervorstehen. Für gewöhnlich verleiht der keilförmige Körper der Schraubenaufnahme auch eine besonders hohe Stabilität. Zudem können auf das Betonelement bzw. die Schraubenaufnahme wirkende Schubkräfte durch die keilförmige Ausbildung des Körpers, insbesondere in Kombination mit der rauen Oberfläche der Unterseite des Körpers, besonders effizient übertragen werden. Folglich ergibt sich eine besonders große Verbundsteifigkeit bzw. Verbundwirkung zwischen dem Betonelement und der Trägerkonstruktion.
Die im Körper vorgesehene Öffnung weist zumeist eine zylindrische Form mit kreisrundem Querschnitt auf. Dabei ist ein Querschnitt der Öffnung in der Regel über die gesamte Länge gleichbleibend. Jedoch kann die Öffnung auch mit zwei unterschiedlichen Querschnitten, insbesondere kreisrunden Querschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern, ausgebildet sein, sodass sich innerhalb der Öffnung eine Abstufung ergibt. Diese Abstufung bildet eine Auflagefläche für einen Schraubenkopf und kann erforderlichenfalls auch mit einer Formgebung des Schraubenkopfes korrespondieren. Ein solches Korrespondieren wird meist durch kegelförmiges oder zylindrisches Senken der Auflagefläche realisiert. Üblicherweise schließt die Öffnung mit der Unterseite des Körpers einen Winkel von 15 Grad bis 60 Grad, bevorzugt 20 Grad bis 50 Grad, besonders bevorzugt etwa 30 Grad, ein. Zudem steht die Öffnung vorzugsweise normal auf die zweite Oberseite des Körpers. Entsprechend gibt der zumindest bereichsweise durch die Öffnung definierte Kanal einen bestimmten Winkel vor, in welchem die Schraube in diesen einbringbar ist. Beträgt dieser Winkel 30 Grad, wirkt sich dies beim Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion, insbesondere auch aufgrund der zumindest bereichsweise rauen Oberfläche der Unterseite, positiv auf die Kraftübertragung aus.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Körper aus Beton gefertigt ist. Dadurch kann die Schraubenaufnahme auf einfache und zeitsparende Weise in großer Stückzahl hergestellt werden. Für gewöhnlich wird zur Herstellung des Körpers herkömmlich eingesetzter Beton angerührt und in zumindest eine Form gegossen. Die Form kann ein- oder mehrteilig aus Holz, Kunststoff oder Metall gebildet sein. Es hat sich bewährt, dass Körper von der Unterseite zur Oberseite bzw. den Oberseiten hin zulaufend ausgebildet ist. Dies kann unter anderem darin resultieren, dass eine Breite des Körpers an einem Übergang von erster Oberfläche zu zweiter Oberfläche zwischen 75 % und 90 % der Breite der Unterseite beträgt. Dadurch ergibt sich eine Form des Körpers, die besonders einfach aus der Form herauslösbar ist. Realisierbar ist dies beispielsweise durch eine Form, an deren Oberseite der Beton eingegossen wird und die nach unten hin zulaufend ausgebildet ist. Daher kann das Herauslösen des Körpers auch bei einteilig ausgebildeten Formen mit geringem Aufwand und zeitsparend erfolgen.
In der Regel definiert eine zugängliche Oberfläche des in die Form gegossenen Betons, welche sich für gewöhnlich auf der Oberseite der Form ergibt, die Unterseite des Körpers. Dadurch ist es möglich, die Unterseite des Körpers noch vor dem Herauslösen des Körpers aus der Form derart zu bearbeiten, dass eine bevorzugte mittlere Rautiefe erzielbar ist. Nach dem Aushärten des Betons und einem Entfernen der Form kann der Körper einer weiteren Bearbeitung unterzogen oder direkt eingesetzt werden. Dementsprechend kann die im Körper vorgesehene Öffnung bereits durch die Form definiert sein oder nach Entfernen der Form durch mechanische Bearbeitung des Körpers, insbesondere durch Bohren, erzeugt werden.
Bei einem Körper aus Beton, ergibt sich zudem der Vorteil, dass beim Umgießen der Schraubenaufnahme mit Beton durch die Materialgleichheit beim Rückbau eines Bauwerkes auf besonders einfache Weise eine sortenreine Trennung der Bestandteile erzielbar ist. Beim Rückbau des Bauwerkes ist daher kein zeitaufwendiges Entfernen der Schraubenaufnahmen aus dem Betonelement erforderlich, sondern das Betonelement kann mitsamt den darin befindlichen Schraubenaufnahmen entsorgt werden. Folglich kann man ein derart zusammengesetztes Betonelement auch als Beton-in-Beton-Lösung bezeichnen.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, dass die Unterseite des Körpers zumindest bereichsweise ein körniges Material wie feine oder grobe Gesteinskörnung, insbesondere Brechsand oder Splitt, oder Metallspäne aufweist. Als Brechsand eignet sich besonders gut gebrochener Quarzsand. Hierdurch kann die gewünschte mittlere Rautiefe der Unterseite auf besonders einfache und kostengünstige Weise erzielt werden. Üblicherweise wird das körnige Material in die Unterseite eingepresst und/oder stoffschlüssig mit dieser verbunden. Besonders einfach sind das körnige Material oder die Metallspäne in die Unterseite einbringbar und/oder auf diese aufbringbar, wenn der Körper aus Beton gefertigt wird. In diesem Fall wird das körnige Material oder die Metallspäne auf die Oberfläche des teilweise ausgehärteten Betons aufgebracht, sodass eine besonders innige Verbindung zwischen Beton und körnigem Material entsteht. Abhängig von einem Stadium der Aushärtung kann das körnige Material auch bereichsweise in der Oberfläche des Betons versinken oder in diese eingepresst werden, um eine mittlere Rautiefe der rauen Oberfläche nach Belieben anpassen zu können.
Alternativ kann die raue Oberfläche der Unterseite auch erhalten werden, indem nach dem teilweisen Aushärten des Körpers ein mit zwei rauen Seiten ausgebildetes Medium, insbesondere eine beidseitig besandete Pappe, auf die Unterseite aufgelegt wird. Aufgrund der beiden rauen Seiten des Mediums verbindet sich dieses auf einfache Weise mit der Unterseite. Gegebenenfalls kann dieses auch an der Unterseite festgepresst werden, um eine besonders innige Verbindung zu erhalten. Üblicherweise verbindet sich eine erste raue Seite des Mediums mit dem Körper, wohingegen eine zweite raue Seite des Mediums die raue Oberfläche auf der Unterseite bereitstellt. Wird ein solcher Körper zum Bilden des Betonelementes eingesetzt, durchstößt die Schraube das beidseitig raue Medium beim Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion. Folglich ergibt sich eine erhöhte Reibung zwischen der Schraubenaufnahme und der Trägerkonstruktion, wodurch auftretende Kräfte besonders gut übertragen werden können.
In einer besonderen Ausbildungsform der Schraubenaufnahme kann die Unterseite des Körpers, insbesondere in einer Ausnehmung, einen Magneten aufweisen. Auf diese Weise kann die Schraubenaufnahme zum Bilden des Betonelementes vor allem in Schalungen aus Metall schnell und präzise positioniert werden und eine Verschiebung der Schraubenaufnahme bei einem Einbringen des Betons auf einfache Weise vermieden. Um den Magneten an der Unterseite des Körpers anzuordnen, kann beispielsweise durch mechanische Bearbeitung eine Ausnehmung in der Unterseite erzeugt werden, in welcher der Magnet kraft- und/oder stoffschlüssig befestigbar ist. Ist der Körper aus Beton gebildet, hat es sich bewährt, den Magneten nach einem teilweisen Aushärten des Betons in die Unterseite einzupressen. Üblicherweise wird der Magnet nur so weit in die Unterseite eingepresst, dass dieser bündig mit der Unterseite abschließt. Hierbei ergibt sich auf einfache Weise eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Körper und dem Magneten. Bei derartigen Magneten handelt es sich in der Regel um Permanentmagnete und sofern eine besonders gute Haftung gewünscht ist, gegebenenfalls auch um Seltenerdmagnete. Prinzipiell kann der Magnet auch nicht bündig mit der Unterseite des Körpers abschließen, sondern von außen nicht erkennbar in den Körper eingebettet sein. Für ein solches Einbetten eignen sich aufgrund der hohen Energiedichte des Magnetfeldes vor allem Seltenerdmagnete.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Öffnung zumindest bereichsweise mit einem leicht zerstörbaren Material, insbesondere einem Kunststoff mit einer Shore D Härte von maximal 85, gefüllt ist, welches von der Schraube durchdringbar ist. Entsprechend kann ein Eindringen von Beton beim Umgießen der Schraubenaufnahme verhindert werden. Gleichzeitig ist das leicht zerstörbare Material von einer solchen Beschaffenheit, dass dieses auf einfache Weise von der Schraube durchdringbar ist. Dabei hat sich insbesondere der Einsatz von Kunststoffen, vorzugsweise Polymerschäumen, bewährt, da diese der Schraube nur einen geringen Widerstand bieten, ein Eindringen von Material, insbesondere Beton, in die Öffnung jedoch auf effiziente Weise verhindern. Gleichermaßen hat sich auch der Einsatz von Faserverbünden, wie Faserguss auf Karton- oder Papierbasis, als geeignet erwiesen, um die Öffnung zu füllen und ein leicht zerstörbares Material zu bilden, welches das Eindringen von Material, insbesondere Beton, in die Öffnung verhindert.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn der Körper zumindest eine Einbuchtung aufweist, in welcher ein Bewehrungselement anordenbar ist, wobei am Körper vorzugsweise ein Verbindungselement, insbesondere ein Rödeldraht, vorgesehen ist, mit welchem das Bewehrungselement fixierbar ist. Dies ermöglicht ein Anbringen einer oder mehrerer Schraubenaufnahmen am Bewehrungselement, wodurch die Herstellung des Betonelementes vereinfacht wird. Meist ist ein mit einer solchen Einbuchtung versehener Körper keilförmig ausgebildet, wobei sich die Einbuchtung an einer Oberseite des Körpers befindet. Einerseits kann zum Erstellen der Einbuchtung bei einem aus Beton gebildeten Körper in einfacher Weise eine entsprechende Schalung herangezogen werden. Andererseits kann diese auch nach der Herstellung des Körpers durch mechanische Bearbeitung, beispielsweise durch Fräsen, erstellt werden. Letzteres wird bei Körpern bevorzugt, welche nicht aus Beton gebildet sind. Die Einbuchtung ist in der Regel L-förmig ausgebildet, sodass in dieser ein, insbesondere mit rundem Querschnitt ausgebildetes, Bewehrungselement aufgenommen werden kann. Ferner kann die Einbuchtung zum Ausrichten der Schraubenaufnahme an einem Bewehrungselement genutzt werden, diese dient dann sozusagen als Abstandhalter. Nach einem Umgießen mit Beton können auftretende Kräfte, insbesondere Schubkräfte, durch das in der Einbuchtung aufgenommene Bewehrungselement auf einfachem Wege auf die Schraubenaufnahme übertragen werden.
Zudem weist der Körper vorzugsweise auch ein Verbindungselement auf, welches als Rödeldraht ausgebildet sein kann, mit welchem das Bewehrungselement, insbesondere ein Bewehrungsgitter, in der Einbuchtung fixierbar ist. Auf diese Weise können ein oder mehrere Schraubenaufnahmen am Bewehrungselement fixiert werden und gemeinsam mit diesem in die Schalung für das Betonelement eingebracht werden. Daher kann auf ein vereinzeltes Anordnen und Ausrichten der Schraubenaufnahmen in der Schalung verzichtet werden. Wird der Körper aus Beton gebildet, kann das Verbindungselement bereits beim Erstellen des Körpers in die Form eingebracht werden, sodass dieses bereichsweise vom Körper umschlossen wird. Dadurch sind Körper und Verbindungselement besonders gut miteinander verbunden. Bei Rödeldraht handelt es sich um einen Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 mm bis 3 mm, dessen Enden als Schlingen ausgebildet sein können. Üblicherweise wird der Rödeldraht beim Verbinden des Bewehrungselementes und des Körpers mit einer Zange verdrillt, um eine stabile Verbindung sicherzustellen. Sind die Enden des Rödeldrahtes als Schlingen ausgebildet, kann ein Verdrillen auch besonders einfach und zeitsparend per Hand erfolgen.
Für den Fall, dass ein oder mehrere Schraubenaufnahmen mit Magneten versehen und die Schalung aus Metall gebildet sind, können sowohl die Schraubenaufnahmen als auch das an diesen befestigte Bewehrungselement besonders sicher in der Schalung angeordnet werden.
Ist der Körper der Schraubenaufnahme aus Beton gebildet, kann das Verbindungselement bereits beim Herstellen des Körpers bereichsweise in diesen eingebracht werden, wodurch sich eine besonders stabile Verbindung von Verbindungselement und Körper ergibt. Dies kann auch positive Effekte auf die Verbindung zwischen Bewehrungselement und Körper haben.
Bevorzugt ist ein am Körper anordenbares Element vorgesehen, welches den Kanal zum Einbringen einer Schraube bereichsweise definiert und einen rohrförmigen oder kreisrunden Querschnitt aufweist. Die Tatsache, dass ein solches Element den Kanal zum Einbringen der Schraube bereichsweise definiert, ermöglicht eine besonders kompakte Ausbildung des Körpers. Das Element ist in der Regel aus Kunststoff, Holz oder Faserverbund gebildet. Zudem kann es sich beim Element um einen zylindrischen Zapfen handeln, welcher als Rohr mit rohrförmigem Querschnitt oder kompakt mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist.
Für gewöhnlich wird ein Ende des Elementes vor dem Umgießen der Schraubenaufnahme mit Beton, insbesondere form- oder stoffschlüssig, mit dem Körper verbunden. Hierbei kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung mit leicht zerstörbarem Material gefüllt ist und eine Schraube vor einem Verbinden von Körper und Element bereits in die Öffnung, insbesondere bis zur Unterseite des Körpers, eingeschraubt ist. Grundsätzlich ist bei derartiger Anwendung des Elementes eine Ausbildung mit rohrförmigem Querschnitt bevorzugt. Um eine stabile Verbindung mit dem Ende des Elementes herstellen zu können, weist der Körper für gewöhnlich einen Vorsprung oder einen Rücksprung mit ringförmigem bzw. rohrförmigen Querschnitt auf, welcher die Öffnung endseitig beabstandet umläuft. Üblicherweise ist ein solches Element mit rohrförmigem Querschnitt ausgebildet und ein Ende des Elementes wird formschlüssig in den Vorsprung oder den Rücksprung eingesetzt, wobei alternativ auch eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen sein kann. Ferner kann das Ende des Elementes verbreitert als ringförmige Scheibe ausgebildet sein, welche bei stoffschlüssiger Verbindung mit dem Körper die Öffnung endseitig beabstandet umläuft. In jeder dieser Varianten des Körpers bzw. Elementes ergibt sich einerseits eine die Öffnung endseitig umgebende Auflagefläche für den Schraubenkopf und andererseits ein zumindest bereichsweise durch das Element gebildeter Kanal zum Einbringen der Schraube. Folglich wird der Kanal zum Einbringen der Schraube dann sowohl durch die Öffnung als auch durch das Element definiert. Der Schraubenkopf liegt vorzugsweise bündig an der Auflagefläche, welche die Öffnung endseitig umgibt, auf, weshalb die Auflagefläche auch korrespondierend zum Schraubenkopf ausgebildet sein kann. Diese korrespondierende Ausbildung wird üblicherweise durch ein bereichsweises, beispielsweise kegelförmig oder zylindrisches, Senken der Auflagefläche erreicht, wobei hierzu auch andere Gestaltungen der Auflagefläche vorgesehen sein können.
Darüber hinaus kann das Element mit einer Abstufung ausgebildet sein, was durch einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich mit unterschiedlichen Durchmessern erreicht wird. Hierdurch kann sich eine Wiederverwendbarkeit des Elementes ergeben, sodass beim Herstellen einer Vielzahl von Betonelementen nicht für alle verwendeten Schraubenaufnahmen ein eigenes Element vorhanden sein muss. Üblicherweise wird der erste Bereich des Elementes in die Öffnung des Körpers eingebracht, sodass die Abstufung direkt am Körper aufliegt und die Öffnung endseitig umlaufend umgibt. Der zweite Bereich des Elementes ist üblicherweise mit einem größeren Durchmesser als der erste Bereich ausgebildet, um den Kanal so zu gestalten, dass dem Schraubenkopf der Schraube ausreichend Platz geboten ist. Folglich ergibt sich durch das Umgießen der Schraubenaufnahme mit Beton und anschließendes Entfernen des Elementes aus dem zumindest teilweise ausgehärteten Betonelement eine die Öffnung endseitig umlaufende Auflagefläche für den Schraubenkopf, an welcher die Schraube beim Einschrauben in die Trägerkonstruktion letztlich anliegt. Um eine mit dem Schraubenkopf korrespondierende Auflagefläche zu erzielen, kann ein die Öffnung endseitig umgebender Bereich einer Oberseite des Körpers durch bereichsweises, beispielsweise kegelförmiges oder zylindrisches, Senken bearbeitet werden, ehe das Element in die Öffnung eingebracht oder mit dem Körper verbunden wird. Das Element kann dann den flüssigen Beton überragen und gewährleistet, dass im Betonelement ein Kanal für ein Einbringen der Schraube gebildet wird, auch wenn die Schraubenaufnahme eine geringere Höhe als das Betonelement aufweist.
Allerdings können der erste Bereich und/oder der zweite Bereich des Elementes auch mit rohrförmigem Querschnitt ausgebildet sein. Diese können bereichsweise auch aus einem leicht zerstörbaren Material, beispielsweise einem Kunststoff, insbesondere einem Polymerschaum, oder einem Faserverbund, gebildet sein. Entsprechend kann das leicht zerstörbare Material beim Befestigen des Betonelementes an der Trägerkonstruktion von der Schraube auf einfache Weise durchdrungen werden. Folglich kann das Element auch mit einem ersten Bereich mit solidem kreisförmigem Querschnitt und einem zweiten Bereich mit rohrförmigem Querschnitt ausgebildet sein.
Durch das Umgießen der Schraubenaufnahme mit Beton wird üblicherweise ein Betonelement gebildet, welches für gewöhnlich eine Dicke von 70 mm bis 120 mm aufweist. Daher wird eine Länge des Elementes üblicherweise so gewählt, dass dieses aus einer Oberfläche des Betonelementes hervorsteht. Die Länge des Elementes beträgt in der Regel von 70 mm bis 460 mm, bevorzugt 100 mm bis 350 mm, besonders bevorzugt 170 mm bis 270 mm. Ist das Element mit rohrförmigem Querschnitt ausgebildet und steht aus der Oberfläche des Betonelementes hervor, kann dieses auf herkömmliche Weise, beispielsweise durch Schneiden, abgetrennt werden, um bündig mit der Oberfläche abzuschließen. Soll das Element solide, also mit kreisrundem Querschnitt, ausgebildet sein, wird dieses üblicherweise aus der Oberfläche des Betonelementes entfernt, beispielsweise durch einfaches Herausziehen per Hand, und kann wiederverwendet werden. In beiden Varianten kann ein Betonelement mit ebener Oberfläche und zumindest einem Kanal zum Einbringen einer Schraube erhalten werden. Folglich ergibt sich für solche Schraubenaufnahmen ein besonders breiter Anwendungsbereich.
Die erfindungsgemäße Schraubenaufnahme wird bevorzugt mit einer Schraube als Set eingesetzt, bei welchem die Schraube in den Kanal einbringbar und vorzugsweise als selbstschneidende Holzschraube ausgebildet ist. Mit einem derartigen Set kann auf einfache Weise ein Betonelement gebildet werden, welches nach Befestigung an einer Trägerkonstruktion auftretende Kräfte besonders effizient übertragen kann. Zum Bilden des Betonelementes wird die Schraubenaufnahme in einer Schalung angeordnet und mit Beton umgossen. Gegebenenfalls kann nach zumindest teilweisem Aushärten des Betons das Element entfernt oder bereichsweise abgetrennt werden, sodass sich ein Betonelement mit ebener Oberfläche ergibt. Sollte die Schraube nicht bereits vor einem Verbinden von Körper und Element eingesetzt worden sein, kann diese zur Befestigung des Betonelementes nach einem zumindest teilweisen Aushärten in den Kanal eingesetzt und das Betonelement mit der Trägerkonstruktion verschraubt werden. Hierdurch wird das Betonelement kraftschlüssig an der Trägerkonstruktion befestigt, wobei die bereichsweise raue Oberfläche der Unterseite des Körpers sich mit der Trägerkonstruktion verzahnt und auftretenden Kräfte besonders effizient übertragen werden können. Zudem kann das Betonelement durch Entfernen der Schraube auch wieder von der Trägerkonstruktion getrennt werden. Üblicherweise kommen bei der Bildung des Betonelementes und der anschließenden Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion mehrere Sets zum Einsatz.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schraube als selbstschneidende Holzschraube ausgebildet ist. Da eine Anbringung mit einer derartigen Schraube ohne Vorbohren in der Trägerkonstruktion auskommt, kann ein Arbeitsaufwand durch Einsatz eines derartigen Sets verringert werden. Entsprechend kann die Schraube direkt nach dem Einführen in den Kanal mit der Trägerkonstruktion verschraubt werden. Mit einer solchen Schraube kann auch das leicht zerstörbare Material auf einfache Weise durchdrungen werden.
Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme ein Fertigbauteil umfassend ein Betonelement und eine Trägerkonstruktion erhalten werden, welche über zumindest eine Schraubenaufnahme und eine Schraube lösbar kraftschlüssig aneinander befestigt sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Trägerkonstruktion aus Holz gefertigt ist und mehrere parallele Träger aufweist. Ein solches Fertigbauteil bietet den Vorteil, dass eine Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion auf einer Baustelle entfallen kann und lediglich die Fertigbauteile zu transportieren sind. Bei der Herstellung eines derartigen Fertigbauteiles ist es unerheblich, ob die Schraubenaufnahme zunächst an der Trägerkonstruktion befestigt und erst anschließend mit Beton umgossen wird, um das Betonelement zu bilden, oder die Schraubenaufnahme auf die oben beschriebene Weise eingesetzt wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Betonelement des Fertigbauteiles entsprechende Kanäle aufweist, über welche die Schrauben entfernt und das Betonelement von der Trägerkonstruktion getrennt werden kann. Entsprechend ist auch ein Rückbau oder ein Austausch einzelner Bestandteile des Fertigbauteiles auf einfache Art und Weise möglich.
Vorzugsweise ist die Trägerkonstruktion eines solchen Fertigbauteiles aus Holz gefertigt und weist mehrere parallele Träger auf. Dadurch ergibt sich ein Fertigbauteil mit besonders geringem Gewicht und gleichzeitig hoher Stabilität. Die Träger sind üblicherweise zylindrisch mit rechteckiger oder kreissegment- bzw. kreisförmiger Grundfläche ausgebildet.
Beim Bilden des Betonelementes kann die Schalung Vertiefungen aufweisen, in welchen die Schraubenaufnahmen positioniert sind. Durch Befüllen der Schalung mit Beton kann dadurch ein Betonelement erhalten werden, welches um die Schraubenaufnahmen herum Vorsprünge, sogenannte Schubnocken, aufweist, durch welche zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion auftretende Schubkräfte noch effizienter übertragbar sind. Hierzu kann die Trägerkonstruktion, insbesondere die Träger, mit entsprechenden Vertiefungen ausgebildet sein, in welchen die Schubnocken formschlüssig aufnehmbar sind. Üblicherweise werden die Vertiefungen in den Trägern mittels Zerspanung, insbesondere Fräsen, erstellt.
Ferner kann die Trägerkonstruktion plattenförmig ausgebildet sein, wobei diese eine Bodenfläche und eine Deckfläche aufweist, welche über mehrere Seitenflächen miteinander verbunden sind. Falls erforderlich, kann die Deckfläche mit Vertiefungen zur Aufnahme der Schubnocken ausgebildet sein. Zudem können die Seitenflächen mit Verbindungsstellen, wie Vor- und/oder Rücksprüngen, versehen sein, über welche mehrere Fertigbauteile formschlüssig miteinander verbindbar sind. Die Verbindungsstellen sind in der Regel zur Bildung einer Nut-Feder-Verbindung, insbesondere einer Schwalbenschwanzverbindung, ausgebildet. Entsprechend kann ein derartiges Fertigbauteil besonders kompakt ausgebildet und einfach einsetzbar sein. Dabei hat sich bewährt, dass die Verbindungsstellen als Nuten ausgebildet sind und eine Feder, insbesondere ein Holz- oder Metallstück, zum Verbinden der Nuten zweier Fertigbauteile eingesetzt wird.
Darüber hinaus kann die Trägerkonstruktion massiv oder mit zumindest einem Hohlraum ausgebildet sein. Ist zumindest ein Hohlraum vorgesehen, kann dieser zum Erzielen einer besseren Wärme- und/oder Schalldämmung zumindest bereichsweise mit Dämmmaterial gefüllt sein. Außerdem kann im Hohlraum zumindest ein Träger angeordnet sein, welcher mit zumindest einer der Flächen verbunden ist. Werden Fertigbauteile derart verbunden, kann vorgesehen sein, dass das Betonelement nicht die gesamte Deckfläche der Trägerkonstruktion abdeckt. Hierdurch entsteht zwischen zwei Fertigbauteilen ein sogenannter Installationskanal, in welchem Kabel, Leitungen und Verrohrungen verlegbar sind.
Fertigbauteile mit einer plattenförmigen Trägerkonstruktion sind üblicherweise mit einer Länge von 4 m bis 12 m, vorzugsweise von 6 m bis 10 m, insbesondere 8 m, und einer Breite von 1,5 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3,5 m, insbesondere 2,6 m, sowie einer Höhe von 0,2 m bis 0,32 m gefertigt. Dabei hängen Abmessungen des Fertigbauteiles maßgeblich vom Einsatzbereich ab, wobei insbesondere die Höhe durch die Ausbildung von Betonelement und Trägerkonstruktion variieren kann. Für gewöhnlich weist das Betonelement eine Höhe von 80 mm bis 120 mm und die plattenförmige Trägerkonstruktion eine Höhe von 120 mm bis 200 mm auf. Entsprechend kann auch das Gewicht des Fertigbauteiles zwischen 2,45 kN und 3,76 kN pro Quadratmeter liegen. Ist die plattenförmige Trägerkonstruktion mit zumindest einem Hohlraum und entsprechenden Dämmmaterialien versehen, kann dies das Gewicht des Fertigbauteiles beeinflussen.
Es ist zweckmäßig, dass an einer Oberseite entlang einer Länge jeden Trägers mehrere Schraubenaufnahmen hintereinander angeordnet sind. Hierdurch können auftretende Kräfte noch effizienter übertragen werden. Bei der Herstellung des Betonelementes werden die Schraubenaufnahmen üblicherweise in Reihen angeordnet, wodurch sich mehrere Befestigungspunkte zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion ergeben. Vorzugsweise werden die Reihen von Schraubenaufnahmen parallel zueinander angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Reihen üblicherweise mit jenem von parallel angeordneten Trägern ident ist. Ferner kann es von Vorteil sein, wenn die Schraubenaufnahmen über eine am Körper vorgesehene Einbuchtung am Bewehrungselement des Betonelementes angeordnet sind. Dabei können die Schraubenaufnahmen am Bewehrungselement auch über ein Verbindungselement, insbesondere einen Rödeldraht, fixiert sein, sodass beim Herstellen des Betonelementes das Bewehrungselement samt Schraubenaufnahmen in die Schalung eingesetzt werden kann. Handelt es sich beim Bewehrungselement um ein Bewehrungsgitter, beispielsweise aus Stahl, sind die Schraubenaufnahmen zugleich gitterartig im Betonelement angeordnet. Aufgrund der rauen Oberflächen der Unterseiten und der Anordnung der Schraubenaufnahmen im Betonelement ergibt sich dann beim Befestigen an einer Trägerkonstruktion eine besonders effiziente Übertragung von auftretenden Schubkräften.
Zur Übertragung noch größerer Schubkräfte kann das Betonelement wie bereits erwähnt mit Schubnocken versehen sein, welche formschlüssig in Vertiefungen der Trägerkonstruktion bzw. Träger eingreifen. Bei in einer Reihe angeordneten Schraubenaufnahmen muss aber nicht an jeder Schraubenaufnahme eine Schubnocke angeordnet sein, sondern es ist bereits eine einzelne Schubnocke pro Reihe ausreichend.
Vorzugsweise steht von einer Oberfläche des Betonelementes zumindest ein Element hervor, wobei das Element aus dem Betonelement entfernbar und/oder bündig mit der Oberfläche des Elementes abtrennbar ist. Dadurch können die Schraubenaufnahmen zur Herstellung von Betonelementen unterschiedlichster Dicke eingesetzt werden. Wird das Element nach zumindest teilweisem Aushärten des Betons entfernt oder der hervorstehende Teil des Elementes abgetrennt, ergibt sich eine ebene Oberfläche des Betonelementes.
Zwischen Trägern der Trägerkonstruktion kann auch ein Dämmmaterial angeordnet sein. Durch dieses Dämmmaterial können schall- und/oder wärmeleitende Eigenschaften des Fertigbauteiles positiv beeinflusst werden. Zum einfachen Anbringen des Dämmmaterials ist dieses üblicherweise quaderförmig ausgebildet. Idealerweise werden herkömmliche Dämmelemente zwischen den Trägern angebracht, um gleichermaßen einfach und kostengünstig entsprechende Eigenschaften zu erzielen. Dabei eingesetzte Dämmmaterialien sind zumeist, insbesondere geschäumte, Kunststoffe, Mineralwolle, Schaumglas oder Faserverbünde, wie Holz-, Cellulose-, oder Hanffasern. Abhängig von den zu erzielenden Eigenschaften können auch unterschiedliche Dämmmaterialien zwischen den Trägern angeordnet werden, welche auch übereinandergeschichtet werden können.
Mit Vorteil ist vorgesehen, dass eine Unterseite der Trägerkonstruktion beispielsweise mit Holzplatten verschalt ist. Dadurch ergibt sich eine für einen Transport und eine Langlebigkeit besonders vorteilhafte geschlossene Form des Fertigbauteiles. Analog zur Befestigung des Betonelementes an der Trägerkonstruktion, sind auch zum Verschalen eingesetzte Platten, wie Holzplatten oder Betonfaserplatten, vorzugsweise kraftschlüssig durch Schrauben mit der Trägerkonstruktion verbunden. Ist zwischen den Trägern Dämmmaterial angeordnet, kann dieses durch das Verschalen der Trägerkonstruktion mit den Platten innerhalb des Fertigbauteiles eingeschlossen sein. Etwaige auftretende Abbauprozesse des Dämmmaterials sind dadurch verlangsamt, sodass damit erzielbare Eigenschaften des Fertigbauteiles besonders lange, insbesondere in vollem Umfang, erhalten bleiben. Zudem können die Platten und insbesondere deren Oberfläche so ausgebildet sein, dass diese optisch ansprechend und/oder besonders leicht verputzbar sind. Kommen solche Fertigbauteile dann beispielsweise als Deckenelemente in Bauwerken zum Einsatz, kann ein etwaiges Verputzen der Platten vom Geschmack eines Eigentümers abhängig gemacht werden. Ferner können die Platten auch mit Vertiefungen und/oder Löchern ausgebildet sein, wodurch insbesondere bei Verwendung als Raumdecke eine bessere Durchlüftung und/oder Schalldämmung erzielbar ist.
Derartige Fertigbauteile sind üblicherweise eine Länge von 4 m bis 12 m, vorzugsweise von 6 m bis 10 m, insbesondere 8 m, und einer Breite von 1,5 m bis 4 m, vorzugsweise 2 m bis 3,5 m, insbesondere 2,24 m, ausgebildet. Eine Höhe des Fertigbauteiles kann zwischen 0,28 m und 0,4 m, vorzugsweise zwischen 0,28 m und 0,32 m, variieren. Weist das Betonelement eine Höhe von 80 mm, die Träger eine Höhe von 200 mm und die Platte eine Höhe von 20 mm auf, ergibt sich für das Fertigbauteil eine gesamte Höhe von 0,3 m. In der Regel weist ein derartiges Fertigbauteil samt Dämmmaterial ein Gewicht von 2 bis 3 kN pro Quadratmeter, bevorzugt von 2,2 bis 2,5 kN pro Quadratmeter, auf, wobei dieses auch vom Dämmmaterial abhängt.
Außerdem können Fertigbauteile mit einer thermischen Trennung versehen sein. Dazu wird bereits beim Bilden des Betonelementes ein Kragplattenanschluss, beispielsweise ein sogenannter Thermokorb, in der Schalung positioniert, sodass die erhaltenen Fertigbauteile auch zum Erstellen von auskragenden Bauteilen eines Bauwerkes verwendet werden können. Beispielsweise zählen Balkone zu solchen auskragenden Bauteilen. Dabei hat sich eine zumindest bereichsweise verschalte Trägerkonstruktion bewährt, um die Trägerkonstruktion vor Witterungseinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit, zu schützen. Zum Verschalen der Trägerkonstruktion kommen vorzugsweise Betonplatten, insbesondere Faserbetonplatten, zum Einsatz. Für gewöhnlich bedecken die Betonplatten zumindest eine Stirnseite der Trägerkonstruktion bzw. Träger.
Die verfahrensmäßige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem eine Schraubenaufnahme mit einer Unterseite eingesetzt wird, welche zumindest bereichsweise eine raue Oberfläche, vorzugsweise mit einer mittleren Rautiefe von zumindest 1 mm, bevorzugt zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 5 mm, aufweist. Durch die raue Oberfläche der Unterseite der Schraubenaufnahme wird eine verbesserte Kraftübertragung zwischen der Schraubenaufnahme, und somit in weiterer Folge dem Betonelement, und der Trägerkonstruktion erreicht. Insbesondere ergibt sich dies aufgrund der rauen Oberfläche der Unterseite, welche beim Befestigen des Betonelementes bzw. Verschrauben der Schraubenaufnahme mit der Trägerkonstruktion in die Trägerkonstruktion gepresst wird. Zudem kann die Schraube bei einem späteren Rückbau leicht entfernt und das Betonelement beschädigungsfrei von der Trägerkonstruktion gelöst werden. Ebenso können das Betonelement oder Teile der Trägerkonstruktion, beispielsweise einzelne Träger, auf einfache Weise ersetzt werden.
Der Kanal kann ausschließlich durch die Öffnung im Körper gebildet werden, insbesondere wenn der Körper bis zu einer Oberseite des Betonelementes ragt, also nicht vollständig im flüssigen Beton untertaucht. Der Kanal kann jedoch auch durch ein gegebenenfalls lösbar mit dem Körper verbundenes und die Öffnung verlängerndes Element gebildet werden.
Bevorzugt wird zumindest eine Schraubenaufnahme direkt auf die Trägerkonstruktion aufgesetzt, wonach eine Rahmen als Schalung um die zumindest eine Schraubenaufnahme angeordnet wird, wonach flüssiger Beton in die Schalung eingebracht wird, welcher die Trägerkonstruktion und die Schraubenaufnahme bedeckt, wonach die zumindest eine Schraubenaufnahme mit einer Schraube durch einen im Betonelement gebildeten Kanal mit der Trägerkonstruktion verschraubt wird, sodass das Betonelement mit der Trägerkonstruktion lösbar verbunden ist.
Es hat sich bewährt, dass der Kanal mit entfernbarem Material gefüllt und die Schraube von diesem bedeckt wird, um die Schraube bei Bedarf wieder aus der Schraubenaufnahme entfernen zu können. Hierdurch wird zum einen ein Betonelement mit bevorzugt ebener Oberfläche erhalten und zum anderen die Rückbaubarkeit der Konstruktion sichergestellt. Die durch Füllen des Kanales erhaltene Oberfläche des Betonelementes kann ähnlich jener eines herkömmlichen Fertigbetonelementes bearbeitet werden. Da Betonelemente oftmals als Raumdecken eingesetzt werden, wird auf diesen zumeist Bodenbelag mit Trittschallschutz und gegebenenfalls Fußbodenheizung verlegt. Außerdem können Betonelemente auch als Wände eingesetzt werden, welche für gewöhnlich verputzt werden. Diese und weitere Bearbeitungsschritte sind durch ein Füllen des Kanales des Betonelementes ohne Weiteres und auf herkömmliche Art und Weise möglich. Soll ein Bauwerk zumindest teilweise rückgebaut und/oder Instandhaltungsarbeiten vorgenommen werden, können Bodenbelag oder Putz sowie das entfernbare Material auf einfache Weise entfernt und die Befestigung von Betonelement und Trägerkonstruktion durch das Entfernen der Schraube gelöst werden.
Mit Vorteil weist die Schalung und/oder die Trägerkonstruktion im Bereich zumindest einer Schraubenaufnahme eine Vertiefung auf, sodass ein Betonelement mit einer Schubnocke erhalten wird. Entsprechend können Schubkräfte effizienter zwischen Betonelement und Trägerkonstruktion übertragen werden. Wird ein Betonelement mit zumindest einer Schubnocke gebildet, ist es zweckmäßig, die Trägerkonstruktion mit zumindest einer korrespondierenden Vertiefung auszubilden, um die Schubnocke formschlüssig in dieser aufnehmen zu können.
Bevorzugt wird die Öffnung des Körpers mit leicht zerstörbarem Material gefüllt und die Schraube in die Öffnung eingebracht, wonach ein rohrförmiges und die Schraube umgebendes Element am Körper angeordnet wird, ehe die Schraubenaufnahme mit Beton umgossen wird. Somit kann die Schraube bereits beim Herstellen des Betonelementes in den Kanal eingebracht sein und muss nicht gesondert zur Befestigung an der Trägerkonstruktion angesetzt werden. Dies führt zu einer entsprechenden Vereinfachung der Befestigung an Ort und Stelle, da auf ein Mitführen von gesonderten Schrauben verzichtet werden kann. Die Schraube wird dabei für gewöhnlich bis zur Unterseite des Körpers eingeschraubt, ehe das rohrförmige Element, insbesondere formschlüssig, mit dem Körper verbunden und die Schraubenaufnahme mit Beton umgossen wird. Dabei kann das Element nach dem zumindest teilweisen Aushärten des Betons von der Oberfläche des Betonelementes hervorstehen. Dieses kann zum Erzielen einer ebenen Oberfläche bei Bedarf abgetrennt werden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

Fig. 1: eine Schnittansicht einer Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme in einer Schalung;
Fig. 2: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 3: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 4: eine perspektivische Darstellung einer Schraubenaufnahme der Fig. 3;
Fig. 5: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 6: eine perspektivische Darstellung einer Schraubenaufnahme der Fig. 5;
Fig. 7: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 8: eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 9: eine weitere perspektivische Darstellung der Schraubenaufnahme der Fig. 8;
Fig. 10: eine Draufsicht auf einen Körper einer Schraubenaufnahme;
Fig. 11: eine Schnittansicht des Körpers der Fig. 10 entlang der Linie XI-XI;
Fig. 12: eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme;
Fig. 13: eine Schnittansicht der Schraubenaufnahme der Fig. 12 entlang der Linie XIII-XIII;
Fig. 14: eine perspektivische Darstellung eines Fertigbauteiles;
Fig. 15: eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigbauteiles;
Fig. 16: eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigbauteiles.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme 1 in einer Schalung zur Herstellung eines Betonelementes 21. Die Schraubenaufnahme 1 ist auf einer schematisch als Untergrund U dargestellten Schalung angeordnet. Die Schalung kann wie üblich aus Holz, Kunststoff oder Metall gebildet sein, wobei in dieser Ausführungsvariante eine Schalung aus Metall bevorzugt ist. In einer derartigen Anordnung kann die Schraubenaufnahme 1 mit Beton umgossen werden, um das Betonelement 21 zu erhalten, welches anschließend an einer Trägerkonstruktion 18 befestigbar ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird das Betonelement 21 in der Schalung gebildet, um in weiterer Folge auf der Trägerkonstruktion 18 positioniert und mit der Trägerkonstruktion 18 verschraubt zu werden. Selbstverständlich ist es alternativ auch möglich, das Betonelement 21 direkt auf der Trägerkonstruktion 18 zu bilden. In diesem Fall werden die Schraubenaufnahmen 1 direkt auf der Trägerkonstruktion 18 positioniert und nach Aushärten des Betonelementes 21 durch die gebildeten Kanäle mit der Trägerkonstruktion 18 verschraubt.
Ein Körper 2 der Schraubenaufnahme 1 ist keilförmig aus Beton gebildet und weist eine Unterseite 3, eine erste Oberseite 4a und eine zweite Oberseite 4b auf. Durch die Herstellung der Schraubenaufnahme 1 aus Beton lässt sich bei einem Rückbau eines Bauwerkes das durch Umgießen der Schraubenaufnahme 1 gebildete Betonelement 21 besonders einfach sortenrein von der Trägerkonstruktion 18 trennen. Beim konkreten keilförmigen Körper 2 schließt die erste Oberseite 4a einen Winkel von 30 Grad und die zweite Oberseite 4b einen Winkel von 60 Grad mit der Unterseite 3 ein, wobei die beiden Oberseiten 4a, 4b normal aufeinander stehen. Diese Formgebung wirkt sich positiv auf eine Übertragung von auftretenden Kräften zwischen dem Betonelement 21 und dem Körper 2 aus.
Zudem ist an der ersten Oberseite 4a eine L-förmige Einbuchtung 5 vorgesehen, in welcher ein Teil eines Bewehrungselementes, konkret eines Bewehrungsgitters 6, angeordnet ist. Dadurch können sowohl das Bewehrungsgitter 6 als auch die Schraubenaufnahme 1 präzise in der Schalung angeordnet werden. Auch hier bietet die keilförmige Ausbildung des Körpers 2 den Vorteil, dass das Bewehrungsgitter 6 gleichzeitig an der Einbuchtung 5 aufliegen und der Körper 2 zwischen Lücken des Bewehrungsgitters 6 hervorstehen kann. Demnach bildet die Schraubenaufnahme 1 eine Auflage für das Bewehrungsgitter 6. Zudem kann durch diese Anordnung auch eine Übertragung von auftretenden Kräften zwischen dem Bewehrungsgitter 6 und der Schraubenaufnahme 1 stattfinden.
Die Schraubenaufnahme 1 weist die erfindungsgemäß vorgesehene Unterseite 3 auf, welche bereichsweise mit einer rauen Oberfläche 7 versehen ist. Diese raue Oberfläche 7 weist eine mittlere Rautiefe von 1 mm bis 10 mm, bevorzugt 3 mm bis 5 mm, auf. Durch die raue Oberfläche 7 ist eine Reibung zwischen der Unterseite 3 des Körpers 2 und der Trägerkonstruktion 18 erhöht, wodurch auftretende Kräfte, insbesondere Schubkräfte, zwischen Betonelement 21 und Trägerkonstruktion 18 übertragen werden können. Ferner verzahnt sich die raue Oberfläche 7 bei der Befestigung des Betonelementes 21, indem diese in die Trägerkonstruktion 18 eingedrückt wird, wodurch eine Kraftübertragung auch formschlüssig erfolgt kann.
Der aus Beton gebildete Körper 2 wird durch Eingießen von Beton in eine Form erhalten, deren offene Oberfläche die Unterseite 3 des Körpers 2 bildet. Entsprechend der Keilform des Körpers 2 ist die Form korrespondierend von oben nach unten zulaufend ausgebildet. Zudem ist in der Form bereits die vorgesehene Einbuchtung 5 auf der ersten Oberseite 4a des Körpers 2 berücksichtigt. Die raue Oberfläche 7 der Unterseite 3 wird erhalten, indem nach einem teilweisen Aushärten des Körpers 2 körniges Material, hier feine Gesteinskörnung wie Brechsand, insbesondere gebrochener Quarzsand, auf die Unterseite 3 aufgebracht wird. Abhängig von der gewünschten mittleren Rautiefe und dem verwendeten körnigen Material kann dieses auch in die Unterseite 3 eingedrückt werden.
Darüber hinaus weist die Unterseite 3 auch einen Magneten 9, konkret einen Permanentmagneten, welcher bündig mit der Unterseite 3 abschließt und einer besonders einfachen und präzisen und stabilen Anordnung der Schraubenaufnahme 1 und des Bewehrungsgitters 6 in einer metallenen Schalung dient, sodass ein Verschieben der Schraubenaufnahme 1 bei Eingießen des Betons verhindert ist. Analog zum körnigen Material kann auch der Magnet 9 nach zumindest teilweisem Aushärten des Körpers 2 in der Form in die Unterseite 3 eingebracht bzw. eingedrückt werden.
Weiter ist eine Öffnung 8 vorgesehen, welche den Körper 2 von der zweiten Oberseite 4b zur Unterseite 3 durchsetzt. Diese Öffnung 8 definiert nach einem Umgießen der Schraubenaufnahme 1 mit Beton und bilden des Betonelementes 21 zumindest bereichsweise einen Kanal zum Einbringen einer Schraube, sodass das Betonelement 21 nach Aushärten von oben durch die in den Kanal eingeführte Schraube mit der Trägerkonstruktion 18 verbunden werden kann. Die Öffnung 8 ist zylindrisch ausgebildet und weist wie dargestellt einen gleichbleibenden kreisförmigen Querschnitt auf. Dabei schließt die Öffnung 8, gleich wie die erste Oberseite 4a, mit der Unterseite 3 einen Winkel von 30 Grad ein und steht normal auf die zweite Oberseite 4b.
Außerdem zeigt diese Darstellung auch ein als zylindrischen Zapfen ausgebildetes Element 10, welches einen zwei Bereiche mit jeweils kreisförmigen Querschnitten aufweist, wobei die Querschnitte der Bereiche 11, 12 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dieses Element 10 kann aus Holz, Kunststoff oder Faserverbund gebildet sein. Der erste Bereich 11, dessen Durchmesser mit jenem der Öffnung 8 korrespondiert, ist dabei mit einem kleineren Durchmesser als der zweite Bereich 12 ausgebildet, wodurch sich eine Abstufung bzw. Schulter ergibt. Folglich kann der erste Bereich 11 des Elementes 10 in die Öffnung 8 eingebracht wird, bis die Schulter an der zweiten Oberseite 4b des Körpers 2 anliegt. Dabei umgibt die Schulter die Öffnung 8 endseitig, sodass beim Umgießen der Schraubenaufnahme 1 kein Beton in die Öffnung 8 eindringen kann.
Das Element 10 ist mit einer Länge L von 170 mm bis 270 mm ausgebildet und im Wesentlichen abhängig von einer gewünschten Dicke des zu bildenden Betonelementes 21, welche 70 mm bis 120 mm betragen kann. Das Element 10 ragt nach dem Bilden des Betonelementes 21 in der Regel über eine obere Oberfläche des Betonelementes 21. Nach zumindest teilweisem Aushärten des Betonelementes 21 kann das Element 10, vorzugsweise per Hand, aus diesem entfernt werden, sodass sich der Kanal zum Einbringen der Schraube ergibt. Der Kanal, welcher von einer Oberseite des Betonelementes 21 bis zur Unterseite 3 des Körpers 2 reicht und durch welchen das Betonelement 21 mittels einer oder mehreren Schrauben mit der Trägerkonstruktion 18 verbindbar ist, ist somit teilweise durch die Öffnung 8 im Körper 2 und teilweise durch den zweiten Bereich 12 des Elementes 10 definiert. Durch die Abstufung des Elementes 10 ergibt sich im Kanal an der zweiten Oberseite 4b des Körpers 2 eine Auflagefläche 13, welche die Öffnung 8 endseitig umgibt. Beim Befestigen des Betonelementes 21 an der Trägerkonstruktion 18 wird eine Schraube in den Kanal eingebracht und so tief in der Trägerkonstruktion 18 verschraubt, bis ein Schraubenkopf, vorzugsweise bündig, an der Auflagefläche 13 bzw. der zweiten Oberseite 4b anliegt, um den Körper 2 mittels der Schraube an die Trägerkonstruktion 18 zu pressen, sodass sich eine kraftschlüssige Verbindung ergibt.
Wie in den Details a und b der Fig. 1 gezeigt, kann die Öffnung 8 an der zweiten Oberseite 4b auch eine korrespondierende Form zum Schraubenkopf aufweisen. Entsprechende Senkungen für Schrauben mit zylindrischen oder kegelförmigen Schraubenköpfen können bei Herstellung des Körpers 2 beispielsweise durch eine entsprechende Form gebildet werden.
In Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme 1 gezeigt. Diese ist weitestgehend analog zur Ausführungsvariante der Fig. 1 ausgebildet, sieht im Unterschied zu dieser jedoch auf der zweiten Oberseite 4b des Körpers 2 einen Vorsprung 14 vor, welcher die Öffnung 8 endseitig beabstandet umgibt. Dabei ist der Vorsprung 14 mit ringförmigem Querschnitt ausgebildet, sodass in diesen, wie dargestellt, ein Element 10 formschlüssig einsetzbar ist. Das hierfür verwendete Element 10 weist im Unterschied zu jenem der Fig. 1 zwar einen rohrförmigen Querschnitt auf, kann aber ebenfalls aus Holz, Kunststoff oder Faserverbund gebildet und mit ähnlichen Abmessungen ausgebildet sein. Ein weiterer Unterschied ist, dass dieses Element 10 nach einem Umgießen der Schraubenaufnahme 1 mit Beton und einem Aushärten des Betonelementes 21 für gewöhnlich nicht entfernt wird, wenngleich dies möglich ist. Die Auflagefläche 13 ergibt sich hier durch den von der Öffnung 8 endseitig umlaufend beabstandete Element 10. Da auch ein solches Element 10 meist aus der Oberfläche des Betonelementes 21 hervorsteht, kann dieses, beispielsweise durch Schneiden, abgetrennt und ein Betonelement 21 mit ebener Oberfläche erhalten werden. In diesem Fall ist der Kanal, durch welchen das Betonelement 21 mit dem Trägerelement 18 verschraubt werden kann, durch die Öffnung 8 und das Element 10 definiert.
Bei dieser Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung 8 mit einem leicht zerstörbaren Material, vorzugsweise einem Kunststoff, wie Polymerschaum, oder einem Faserverbund, wie Faserguss auf Karton- oder Papierbasis, gefüllt ist. Hierdurch kann die Schraube, insbesondere bis zur Unterseite 3, in die Öffnung 8 eingebracht werden, ehe das Element 10 angeordnet und die Schraubenaufnahme 1 mit Beton umgossen wird.
Die in Fig. 3 dargestellte Schnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme 1 unterscheidet sich nur in wenigen Merkmalen von der Ausführungsvariante der Fig. 2. Der Unterschied besteht im Wesentlichen in einer anderen Ausbildung der zweiten Oberseite 4b des Körpers 2, welche in der Ausführungsvariante der Fig. 3 einen Rücksprung 15 aufweist. Für diesen Rücksprung 15 ist ein ringförmiger Querschnitt vorgesehen, welcher im Wesentlichen mit dem rohrförmigen Querschnitt des Elementes 10 korrespondiert. Dadurch kann das Element 10 formschlüssig in den Rücksprung 15 eingesetzt werden, ehe die Schraubenaufnahme 1 mit Beton umgossen wird. Auch in dieser Ausbildungsvariante kann die Öffnung 8 mit leicht zerstörbarem Material gefüllt und die Schraube vor dem Einsetzen des Elementes 10 eingebracht werden.
In Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Schraubenaufnahme 1 der Fig. 3 gezeigt, bei welcher die Schalung zum Bilden des Betonelementes 21 dargestellt ist. Es versteht sich, dass das Element 10 beim Betonieren des Betonelementes 21 in aller Regel aus dem flüssigen Beton hervorragt, sodass ein durchgängiger Kanal von oben nach unten durch das Betonelement 21 gebildet wird.
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Schnittansicht und eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme 1, welche größtenteils ident zur Ausführungsvariante der Fig. 2 und 3 ausgebildet ist. Im Unterschied zu dieser ist das Element 10 nicht in die Öffnung 8 eingesetzt, sondern mit rohrförmigem Querschnitt und endseitig verbreitert ausgebildet und weist somit endseitig eine ringförmige Scheibe 16 auf. Die Scheibe 16 des Elementes 10 ist stoffschlüssig mit der zweiten Oberseite 4b des Körpers 2 verbunden, vorzugsweise verklebt, wobei diese die Öffnung 8 endseitig beabstandet umläuft und sich die Auflagefläche 13 ergibt.
In Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante der Schraubenaufnahme 1 gezeigt, welche größtenteils ident zur Ausführungsvariante der Fig. 1 ausgebildet ist. Ein Unterschied ergibt sich hier aber in der Ausbildung der rauen Oberfläche 7 der Unterseite 3 des Körpers 2. In dieser Ausführungsvariante ist die raue Oberfläche 7 nämlich durch eine beidseitig besandete Pappe gebildet, welche beim Herstellen des Körpers 2 nach zumindest teilweisem Aushärten auf die Unterseite 3 aufgebracht wird. Wie gezeigt, verbindet sich dabei eine erste raue Seite der Pappe mit dem Körper 2, wohingegen eine zweite raue Seite der Pappe beim Befestigen des Betonelementes 21 an der Trägerkonstruktion 18 zu erhöhter Reibung zwischen der Schraubenaufnahme 1 und der Trägerkonstruktion 18 führt.
Fig. 8 und 9 zeigen perspektivische Darstellungen einer Schraubenaufnahme 1. Diese ist weitestgehend wie jene Ausführungsvariante der Fig. 1 ausgebildet und zeigt die Oberfläche, welche sich aufgrund der Ausbildung aus Beton ergibt. Im Unterschied zur Ausführungsvariante der Fig. 1, ist hier ein Rödeldraht 17 mit als Schlingen ausgebildeten Enden vorgesehen, welcher bei der Herstellung des Körpers 2 bereits in die Form eingebracht und daher bereichsweise vom Körper 2 umschlossen ist. Der Rödeldraht 17 ist aus Stahldraht mit einem kreisrunden Querschnitt und einem Durchmesser von ca. 1 mm gebildet und steht seitlich über die Einbuchtung 5 hinaus. Durch die als Schlingen ausgebildeten Enden kann der Rödeldraht 17 zum Verbinden der Schraubenaufnahme 1 mit dem Bewehrungselement von Hand verdrillt werden. Dadurch kann eine Verbindung zwischen dem Bewehrungsgitter 6 und der Schraubenaufnahme 1 erzielt werden.
Wie aus anderen Ausführungsvarianten bekannt, kann die Öffnung 8 auch bei der Ausführungsvariante der Fig. und 9 mit einem leicht zerstörbaren Material, wie einem Kunststoff oder einem Faserverbund, gefüllt sein. In diesem Fall kann die Schraube schon bis zur Unterseite 3 des Körpers 2 eingebracht werden, ehe der Körper 2 mit einem Element 10 verbunden und mit Beton umgossen wird.
In der Fig. 10 ist eine Draufsicht auf einen Körper 2 der Schraubenaufnahme 1 dargestellt. Dieser weist im Wesentlichen die Merkmale des Körpers 2 der Schraubenaufnahme 1 der Fig. 1 auf, wobei aus der Draufsicht die zu den Oberseiten 4a, 4b hin zulaufende Ausbildung des Körpers 2 besonders gut erkennbar ist. Die in dieser Abbildung ersichtlichen Abmessungen des Körpers 2 sind eine Länge L von 140 mm, eine Breite B der Unterseite 3 von 50 mm (linker Hand eingezeichnet) und eine Breite B an einem Übergang der beiden Oberseiten 4a, 4b von 40 mm (rechter Hand eingezeichnet), wobei ein solcher Körper 2 prinzipiell aber mit einer Länge L von 100 mm bis 450 mm und einer Breite B von 30 mm bis 150 mm ausgebildet sein kann. Die Breite B am Übergang der beiden Oberseiten 4a, 4b beträgt für gewöhnlich zwischen 75 % und 90 % der Breite B der Unterseite 3.
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht des Körpers 2 der Fig. 10 entlang der Linie XI-XI. Hier ist im Unterschied zur Draufsicht auch eine Höhe H des Körpers 2 von ungefähr 80 mm, welche üblicherweise in Bereichen von 30 mm bis 150 mm rangiert, ersichtlich.
In der Fig. 12 ist eine Draufsicht einer Schraubenaufnahme 1 und in der Fig. 13 eine korrespondierende Schnittansicht entlang der Linie XIII-XIII dargestellt. Der Körper 2 dieser Schraubenaufnahme 1 ist keilförmig ausgebildet und aus Beton gefertigt. Zudem ist der Körper 2 von der Unterseite 3 zur den Oberseiten 4a, 4b hin zulaufend ausgebildet und weist eine L-förmige Einbuchtung 5 in der ersten Oberseite 4a auf. Im Unterschied zu vorstehenden Ausführungsvarianten ist die Öffnung 8 des Körpers 2 zylindrisch mit zwei unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine Abstufung innerhalb der Öffnung 8, welche die Auflagefläche 13 für die einzubringende Schraube darstellt. Ein Einbringen oder Verbinden mit einem Element 10 entfällt bei einer derartigen Schraubenaufnahme 1. Die Unterseite 3 des Körpers 2 ist analog zu den vorstehenden Schraubenaufnahmen 1 zumindest bereichsweise mit einer rauen Oberfläche 7 ausgebildet. Optional kann auch ein Magnet 9 in der Unterseite 3 vorgesehen sein. Diese Schraubenaufnahme 1 weist ungefähr eine Länge L von 360 mm, eine Breite B von 80 mm und eine Höhe H von 120 mm auf. Eine solche Schraubenaufnahme 1 wird üblicherweise beim Herstellen von Betonelementen 21 mit einer Dicke von 120 mm eingesetzt und schließt vorzugsweise bündig mit der Oberfläche des Betonelementes 21 ab. Darüber hinaus kann eine Dimensionierung der Schraubenaufnahme 1 so angepasst werden, dass auch Betonelemente 21 mit einer anderen Dicke herstellbar sind. Alternativ kann jener Teil der Schraubenaufnahme 1, welcher nach einem Umgießen mit Beton aus der Oberfläche des Betonelementes 21 hervorsteht, auch mechanisch, beispielsweise durch Fräsen, abgetragen werden. In diesem Fall ist ein oberes Ende des Körpers 2 parallel zur Unterseite 3 ausgebildet, sodass die Öffnung 8 bündig mit dem Betonelement 21 abschließt, wenn dieses mit entsprechender Höhe H betoniert wird. Selbstverständlich kann auch ein in den Fig. 1 bis 6 dargestelltes Element 10 an einem oberen Ende entsprechend schräg bzw. parallel zur Unterseite 3 ausgebildet sein, um ein bündiges Abschließen mit dem Betonelement 21 zu erreichen.
In Fig. 14 ist eine perspektivische Darstellung eines Fertigbauteiles gezeigt, welches eine Trägerkonstruktion 18 mit mehreren Trägern 19 aufweist. Eine Unterseite 3 der Träger 19 ist mit einer Platte 20 verschalt, wobei in der konkreten Ausbildung sowohl die Träger 19 als auch die Platte 20 aus Holz gebildet sind. Dabei ist es unerheblich ob es sich bei den Trägern 19 und der Platte 20 um Massivholz oder mehrteilige, insbesondere schichtverleimte, Holzbauteile handelt. Das Fertigbauteil ist mit einer Länge L von 8 m und einer Breite B von 2,24 m ausgebildet. Im konkreten Fall weist das Betonelement 21 eine Höhe H von 80 mm, die Träger 19 eine Höhe H von 200 mm und die Platte 20 eine Höhe H von 20 mm auf, wodurch sich für das Fertigbauteil eine gesamte Höhe H von 300 mm ergibt. Zwischen den Trägern 19 sind Hohlräume vorgesehen, welche erforderlichenfalls mit Dämmmaterial füllbar sind, um Wärme- oder Schallschutzanforderungen auf einfache Weise erfüllen zu können. Das dargestellte Fertigbauteil mit Dämmmaterial weist ein Gewicht von 2,4 kN pro Quadratmeter auf, wobei dieses insbesondere von der eingesetzten Menge und dem Dämmmaterial selbst abhängt.
An einer Oberseite der Träger 19 sind entlang einer Länge L der Träger 19 mehrere Körper 2 dargestellt. Diese sollen nur exemplarisch die Positionierung der Schraubenaufnahmen 1 an den Trägern 19 verdeutlichen, welche grundsätzlich aber im abgeschnitten dargestellten Betonelement 21 angeordnet sind. Der Einfachheit halber wurde auch auf eine Darstellung der im Betonelement 21 gebildeten Kanäle verzichtet, zumal diese bei Fertigbauteilen üblicherweise auch mit entfernbarem Material gefüllt sind. Beim Herstellen eines solchen Fertigbauteiles kann die Schalung direkt an der Trägerkonstruktion 18 angeordnet werden, sodass die Schraubenaufnahmen 1 bereits beim Umgießen mit Beton an den Trägern 19 anordenbar sind. Andernfalls kann das Betonelement 21 aber auch mittels eigener Schalung und getrennt von der Trägerkonstruktion 18 gebildet werden. Das Betonelement 21 ist bei diesem Fertigbauteil kraftschlüssig über Schrauben an den Trägern 19 und damit der Trägerkonstruktion 18 befestigt. Dabei verzahnen sich die mit der rauen Oberfläche 7 ausgebildeten Unterseiten 3 der Körper 2 in den Oberseiten der Träger 19 und es ergibt sich eine besonders effiziente Übertragung auftretender Kräfte, insbesondere von Schubkräften. Zudem kann dieses Fertigbauteil auf einfache Weise zur Baustelle transportiert und vorzugsweise direkt mit weiteren, insbesondere gleichen, Fertigbauteilen verbaut werden. Wird das Material aus den Kanälen des Betonelementes 21 entfernt, können auch die Schrauben gelöst werden, sodass Betonelement 21 und Trägerkonstruktion 18 voneinander trennbar sind. Folglich kann das Fertigbauteil auch rückgebaut und Betonelement 21, Trägerkonstruktion 18 und gegebenenfalls Schrauben andernorts wieder eingesetzt werden, sodass ein Rückbau eines Bauwerkes einfacher und im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen nachhaltiger erfolgen kann.
Fig. 15 zeigt eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigteiles. Dieses weist eine Trägerkonstruktion 18 auf, welche mit einer Deckfläche 22, einer nicht ersichtlichen Bodenfläche und vier Seitenflächen 24, von welchen zwei erkennbar sind, ausgebildet ist. Üblicherweise werden derartige Fertigbauteile mit einer standardmäßigen Länge L von 8 m und Breite B von 2,6 m gefertigt. Eine Höhe H des Fertigbauteiles hängt vom Einsatzbereich ab, wobei ein Betonelement 21 für gewöhnlich eine Höhe H von 80 mm bis 120 mm und die Trägerkonstruktion 18 im konkreten Fall eine Höhe H von 120 mm bis 200 mm aufweist. Die gesamte Höhe H des Fertigbauteiles liegt also zwischen 200 mm und 320 mm, wobei sich ein Gewicht des Fertigbauteiles von 2,45 kN bis 3,76 kN pro Quadratmeter ergibt. Zur Gewichtsersparnis und zur Schall- bzw.
Wärmedämmung kann diese Trägerkonstruktion 18 mit zumindest einem Hohlraum ausgebildet sein, welcher jedoch nicht dargestellt ist. Darüber hinaus kann der Hohlraum zumindest teilweise mit Dämmmaterial gefüllt sein.
Das Betonelement 21 wurde auch in dieser Darstellung bereichsweise ausgeblendet, um die Körper 2 der Schraubenaufnahmen 1 erkennen zu können. Wie ersichtlich, sind auch bei diesem Fertigbauteil mehrere voneinander beabstandete Schraubenaufnahmen 1 im Betonelement 21 angeordnet und erstrecken sich entlang einer Länge L in parallelen Reihen, wobei ein Abstand der Reihen entlang der Breite B vorzugsweise gleichbleibend ist.
Zudem ist die erste Schraubenaufnahme 1 jeder Reihe in einer Vertiefung 23 der Trägerkonstruktion 18, also umgekehrt in einem Vorsprung 14, einer sogenannten Schubnocke, des Betonelementes 21 angeordnet. Hierdurch können Schubkräfte besser zwischen Betonelement 21 auf die Trägerkonstruktion 18 übertragen werden. Wie dargestellt hat es sich bewährt, wenn auf der Deckfläche 22 mehrere parallel angeordnete Vertiefungen 23 vorgesehen sind. So können die Schubnocken des Betonelementes 21 an mehreren Positionen formschlüssig in die Vertiefungen 23 der Trägerkonstruktion 18 eingreifen und in Kombination mit den rauen Oberflächen 7 der Unterseiten 3 der Körper 2 eine noch effizientere Übertragung von Schubkräften erzielt werden.
Darüber hinaus sind an den Seitenflächen 24 der Trägerkonstruktion 18 Nuten vorgesehen, über welche mehrere Fertigbauteile über eine Nut-Feder-Verbindung miteinander oder dem Bauwerk verbindbar sind. Hierdurch können Wände und/oder Decken für das Bauwerk auf besonders schnelle und stabile Weise errichtet werden. An der rechten Seitenfläche 24 ist eine solche Nut mit eingesetzter Feder 25 für eine Schwalbenschwanzverbindung erkennbar. Üblicherweise sind die Seitenflächen 24 lediglich mit Nuten versehen, in welche entsprechende Formteile zum Verbinden der Fertigbauteile einsetzbar sind. Alternativ können aber die Seitenflächen 24 der Fertigbauteile mit korrespondierenden Vor- und Rücksprüngen versehen sein, um eine derartige formschlüssige Verbindung zu erhalten.
Wie dargestellt, kann das Betonelement 21 von einem Rand der Trägerkonstruktion 18 beabstandet, also flächenmäßig kleiner als die Trägerkonstruktion 18 ausgebildet sein, sodass sich bei Anordnung mehrerer Fertigbauteile sogenannte Installationskanäle ergeben, in welchen Leitungen, Kabel oder Verrohrungen verlegt werden können.
In Fig. 16 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fertigbauteiles gezeigt. Diese ist im Wesentlichen analog zum Ausführungsbeispiel des Fertigbauteiles der Fig. 14 aufgebaut, weist jedoch keine Schubnocken bzw. Vertiefungen 23 auf. Durch das Ausblenden eines Teiles des Betonelementes 21 können nicht nur die darin befindlichen Schraubenaufnahmen 1, sondern auch das darin angeordnete Bewehrungselement erkannt werden. Das als Bewehrungsgitter 6 ausgebildete Bewehrungselement ist in jeder Einbuchtung 5 der Schraubenaufnahmen 1 angeordnet, wodurch sich nicht nur eine einfachere Herstellung des Betonelementes 21, sondern auch eine besonders effiziente Übertragung von auftretenden Kräften, insbesondere Schubkräften, ergibt. Auf eine Darstellung des optional vorhandenen Verbindungsmittels, üblicherweise ein Rödeldraht 17, wurde hier der Einfachheit halber verzichtet, wenngleich dieses aber dennoch vorhanden sein kann, um das Bewehrungsgitter 6 an den Schraubenaufnahmen 1 zu fixieren.
Mit der erfindungsgemäßen Schraubenaufnahme 1 kann ein Betonelement 21 erhalten werden, welches über eine Schraube lösbar kraftschlüssig an einer Trägerkonstruktion 18 befestigbar ist, wobei durch eine bereichsweise raue Oberfläche 7 einer Unterseite 3 des Körpers 2 der Schraubenaufnahme 1 auftretende Kräfte besonders effizient übertragen werden können.

Claims

Schraubenaufnahme (1) zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (21) an einer Trägerkonstruktion (18), umfassend einen, insbesondere keilförmigen, Körper (2) mit einer Öffnung (8), wobei die Schraubenaufnahme (1) zum Bilden eines Betonelementes (21) mit Beton umgießbar und durch die Öffnung (8) des Körpers (2) ein Kanal zum Einbringen einer Schraube zumindest bereichsweise definiert ist, sodass das Betonelement (21) und der Körper (2) über die Schraube kraftschlüssig mit der Trägerkonstruktion (18) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbessern einer Kraftübertragung zwischen Betonelement (21) und Trägerkonstruktion (18) eine Unterseite (3) des Körpers (2), welche beim Befestigen der Trägerkonstruktion (18) zugewandt ist, zumindest bereichsweise mit einer rauen Oberfläche (7) ausgebildet ist, wobei die raue Oberfläche (7) vorzugsweise eine mittlere Rautiefe von zumindest 1 mm, bevorzugt zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 5 mm, aufweist.
Schraubenaufnahme (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) aus Beton gefertigt ist.
Schraubenaufnahme (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (3) des Körpers (2) zumindest bereichsweise ein körniges Material wie feine oder grobe Gesteinskörnung, insbesondere Brechsand oder Splitt, aufweist.
Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite (3) des Körpers (2), insbesondere in einer Ausnehmung, einen Magneten (9) aufweist.
Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) zumindest bereichsweise mit einem leicht zerstörbaren Material, insbesondere einem Kunststoff mit einer Shore D Härte von maximal 85, gefüllt ist, welches von der Schraube durchdringbar ist.
Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) zumindest eine Einbuchtung (5) aufweist, in welcher ein Bewehrungselement anordenbar ist, wobei am Körper (2) vorzugsweise ein Verbindungselement, insbesondere ein Rödeldraht (17), vorgesehen ist, mit welchem das Bewehrungselement fixierbar ist.
Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Körper (2) anordenbares Element (10) vorgesehen ist, welches den Kanal zum Einbringen einer Schraube bereichsweise definiert und einen rohrförmigen oder kreisrunden Querschnitt aufweist.
Set umfassend zumindest eine Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und zumindest eine Schraube, welche in den Kanal einbringbar und vorzugsweise als selbstschneidende Holzschraube ausgebildet ist.
Fertigbauteil umfassend ein Betonelement (21) und eine Trägerkonstruktion (18), welche über zumindest eine Schraubenaufnahme (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Schraube lösbar kraftschlüssig aneinander befestigt sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Trägerkonstruktion (18) aus Holz gefertigt ist und mehrere parallele Träger (19) aufweist.
Fertigbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite entlang einer Länge jeden Trägers (19) mehrere Schraubenaufnahmen (1) hintereinander angeordnet sind.
Fertigbauteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Oberfläche des Betonelementes (21) zumindest ein Element (10) hervorsteht, wobei das Element (10) aus dem Betonelement (21) entfernbar und/oder bündig mit der Oberfläche des Elementes (10) abtrennbar ist.
Verfahren zur lösbaren Befestigung eines Betonelementes (21) an einer Trägerkonstruktion (18), insbesondere mit einem Set nach Anspruch 8, wobei zumindest eine Schraubenaufnahme (1) in einer Schalung angeordnet wird, welche Schraubenaufnahme (1) einen Körper (2) mit einer Öffnung (8) umfasst, wonach Beton in die Schalung gegossen wird, wobei die Schraubenaufnahme (1) vom Beton zumindest bereichsweise umschlossen und ein Betonelement (21) gebildet wird, sodass sich ein durch die Öffnung (8) zumindest teilweise definierter Kanal zum Einbringen einer Schraube ergibt, um den Körper (2) und das Betonelement (21) über die Schraube mit der Trägerkonstruktion (18) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubenaufnahme mit einer Unterseite (3) eingesetzt wird, welche zumindest bereichsweise eine raue Oberfläche (7), vorzugsweise mit einer mittleren Rautiefe von zumindest 1 mm, bevorzugt zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 5 mm, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal mit entfernbarem Material gefüllt und die Schraube von diesem bedeckt wird, um die Schraube bei Bedarf wieder aus der Schraubenaufnahme (1) entfernen zu können.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalung und/oder die Trägerkonstruktion (18) im Bereich zumindest einer Schraubenaufnahme (1) eine Vertiefung (23) aufweist, sodass ein Betonelement (21) mit einer Schubnocke erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (8) des Körpers (2) mit leicht zerstörbarem Material gefüllt und die Schraube in die Öffnung (8) eingebracht wird, wonach ein rohrförmiges und die Schraube umgebendes Element (10) am Körper (2) angeordnet wird, ehe die Schraubenaufnahme (1) mit Beton umgossen wird.