AT507178A1 - Raumzelle in form eines kastenträgers aus holz - Google Patents

Description

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Raumzelle in Form eines Kastenträgers aus Holz

Die Erfindung betrifft eine Raumzelle in Form eines Kastenträgers aus Holz, bestehend aus mehreren Einzelrahmen und zumindest zwei Abdeckplatten und ein Verfahren und eine 5 Vorrichtung zu ihrer Herstellung.

Raumzellen dieser Art sind als Bauelemente bekannt und haben sich wegen ihrer relativ hohen mechanischen Stabilität bei geringem Eigengewicht und ihrer Adaptionsfahigkeit an verschiedene Vorgaben am Einsatzort bewährt. Es wird dazu auf die EP 120 292 A und die 10 DE 34 08 390 A verwiesen, in denen solche Raumzellen beschrieben sind.

Es hat sich nun herausgestellt, dass die mechanischen Eigenschaften dieser Raumzellen und auch die immer wieder angestrebte, aber nie zufriedenstellend erreichte Kombination mehrerer solcher Raumzellen zu einem komplexeren Gebäude ganz wesentlich von ihrer 15 Herstellung, besonders deren Genauigkeit und Endfestigkeit, abhängen. Üblicherweise erfolgt nämlich die Herstellung, wenn nicht überhaupt auf der Baustelle, in einer einfachen Halle, in der die Raumzellen, beginnend mit deii am Boden ruhenden Teilen, Bestandteil für Bestandteil zusammengefügt und miteinander verbunden, meist 20 verklebt, werden. Dabei bestehen die flächigen Abdeckelemente meist aus mehreren relativ kleinformatigen Elementen, um ihre Lagerung und den Antransport zur entstehenden Raumzelle zu erleichtern.

Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf der Erkenntnis, dass die bei dieser 25 Herstellungsmethode unvermeidlichen Toleranzen, Planabweichungen und fehlerhafte Verklebungen die mechanische Stabilität der fertigen Raumzelle ganz wesentlich beeinträchtigen und es insbesondere verhindern, dass aus den Raumzellen Gebäude hergestellt werden können, indem eine Vielzahl solcher Raumzellen passend sowohl der Länge, der Breite als auch der Höhe nach miteinander kombiniert und zusammengefUgt werden.

Um diese Probleme zu lösen und eine Raumzelle zu schaffen, die auch hohen mechanischen und geometrischen Anforderungen genügt und auch im Hinblick auf die verwendbaren Materialien und deren Eigenschaften, insbesondere deren mechanischen 30 • ·· • Λ · · · · • · · ·· · ·-/-·· · ······ · · ·· ·· ·· ·· ··· ···· ··

Eigenschaften, deren Diffusionsvermögen für Wasserdampf und dergleichen, schlägt die Erfindung eine Raumzelle vor, deren Einzelteile durch eine Vielzahl lokal wirkender Pressen unter hohem Druck, bevorzugt zumindest 3 bar, besonders bevorzugt 4-10 bar, miteinander verklebt werden und weiters, die Raumzelle in einer Rieht- und Pressbank 5 herzustellen, die lokale Pressmittel zum Aufbringen einer unteren, im Inneren des Rahmens liegenden Deckplatte und einer oberen, außerhalb des Rahmens liegenden Deckplatte aufweist.

Durch diese Maßnahmen wird bereits mit der ersten Verleimung des Rahmens mit den 10 ersten beiden Abdeckplatten ein maßgenaues und stabiles Zwischenprodukt hergestellt, das nach viermaliger Drehung um jeweils 90° (oder einer anderen Abfolge von Drehungen von 90° bzw. 180°) auf allen vier Rahmenseiten sowohl die inneren als auch die äußeren Abdeckplatten aufweist. Im Zuge dieser Herstellung kann - nach Entnehmen aus der Vorrichtung - zwischen den Platten jedes gewünschte Isoliermaterial oder jede gewünschte 15 Installation (Strom, Information, Gas, Wasser, Abwasser, Vorkehrungen für Rauchfange, etc.) angebracht werden, nach erneutem Einbringen in die Rieht- und Pressbank kann durch deren mechanische Fixierung der Teile während des Fortsetzens der Aufbringung der Abdeckplatten keinerlei Deformation oder Verschiebung von Teilen erfolgen. 20 Die erfindungsgemäße Raumzelle zeichnet sich dabei dadurch aus, dass bei der Herstellung ihrer Einzelteile, die ja üblicherweise auf CNC-Maschinen erfolgt, Durchgangslöcher in die Pfosten des Rahmens und die Abdeckplatten eingearbeitet werden, durch die in der erfindungsgemäßen Rieht- und Pressbank Dome als Bestandteile der lokalen Pressvorrichtungen geführt werden, mittels derer die zum Verkleben benötigte Kraft aufgebracht wird. 25

Nach den erfolgten Verkleben werden die zur Pressbank gehörigen Dome wieder aus dem nunmehr verklebten Verband gezogen und die in der Raumzelle befindlichen Löcher werden mit mechanisch und thermisch passende Eigenschaften aufweisenden Materialien gefüllt.

Durch dieses Montageverfahren wird eine sehr hohe Genauigkeit erreicht, da auf den CNC-Maschinen die Durchgangslöcher für die Pressdome mit sehr hoher Genauigkeit geschaffen werden, sodass diese für die Einhaltung geringster Toleranzen auch in den 30

mittleren Bereichen der Pfosten bzw. Balken, die den Rahmen bilden, sorgen. Durch die lokale Aufbringung des Pressdruckes beim Aufkleben der Abdeckflächen ohne Belastung der in Richtung des Pressdruckes verlaufenden Pfosten bzw. Streben des Rahmens kann ein sehr hoher Pressdruck gewählt werden und durch die dislozierte Aufbringung des 5 Druckes über eine Vielzahl von Domen wird der Piessdruck zuverlässig entlang jedes Pfostens des Rahmens aufgebracht. Es ist somit nicht wie bei herkömmlichen Herstellungsweisen, bei denen die Abdeckplatten während des Verklebens nur auf den Pfosten Aufliegen und bestenfalls mit ihnen verschraubt werden, zu befürchten, dass im mittleren Bereich durch die Durchbiegung des Pfostens eine einerseits nur schwache/Verklebung, 10 andererseits noch dazu im durchgebogenen Zustand des Balkens, erfolgt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt bzw. zeigen: die Fig. 1 — Fig. 7 Beispiele für die Anwendung erfindungsgemäßer Raumzellen; 15 die Fig. 8 - Fig. 10 eine erfindungsgemäße Rieht- und Pressbank in verschiedenen Ansichten samt Details; die Fig. 11 - Fig. 26 Details der einzelnen Bauteile, ihres Zusammenbaus und ihrer Ausgestaltungen. 20 Die Fig. 1-7 zeigen Beispiele für Anwendungsgebiete erfindungsgemäßer Raumzellen, wie sie gemäß dem Stand der Technik zwar immer gewünscht aber nie tatsächlich verwirklicht werden konnten: Fig. 1 - 3 zeigen ein auf einer einzelnen Betonwand balancierendes und bei 28 weit auskragendes, frei schwebendes Haus, bei 29 erkennt man die Möglichkeit einer exzentrischen Zubaus, der ebenfalls frei schwebend ausgebildet ist. Die 25 Fig. 4 und 5 zeigen eine Variante mit einer Kombination mehrerer Raumzellen, die auf quer zu ihrer Längserstreckung in ihrem Endbereich angeordneten Betonwänden 45, 46 ruhen. Das Dach 44 wird an der Baustelle aufgesetzt, die Statik der einzelnen Raumzellen ist stark genug um dies zu erlauben. Die Zwischendecke 42 wird aufgelegt und befestigt, auch ihre Herstellung wird weiter unten näher erläutert.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die Anordnung dreier Raumzellen nebeneinander, freitragend auf Stahlstützen 47 aufgehängt. 30 • ·

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Die Fig. 11 zeigt rein schematisch und ohne maßstäbliche Genauigkeit den Rahmen einer Raumzelle und zwei Deckplatten. Der Rahmen besteht aus mehreren Einzelrahmen 1, die dargestellte Deckplatte 14 kommt außen auf die Oberseite der Einzelrahmen 1 zu liegen; die Abdeckplatte 15 innen auf die Oberseiten der horizontalen Balken bzw. Streben der 5 Einzelrahmen 1. Erkennbar sind, sowohl in den Einzelrahmen als auch in den Abdeckplatten 14, 15, Bohrungen 32, die im richtig zusammengefugten Zustand mit den Bohrungen des Gegenstücks, mit dem der jeweilige Bauteil verklebt werden soll, fluchten und die den Durchtritt von Pressdomen der Richtbank erlauben. In. Fig. 11 wurden nur zwei der insgesamt acht Abdeckplatten dargestellt, es kommen zu den beiden gezeigten 10 Abdeckplatten noch vier vertikal verlaufende, dabei wurde als eine Art Phantombild die Anordnung einer Türe, zweier kleiner und eines großen Fensters, gemeinsam mit 33 bezeichnet, angedeutet.

Die Streben in diesem Bereich werden in einer Variante nach dem Verkleben mit den 15 Abdeckplatten passend ausgesägt, damit wird eine mechanisch besonders feste und stabile Seitenwand geschaffen, da die Verbindung noch ohne entsprechende Schwächung der Einzelrahmen 1 erfolgt. Selbstverständlich können auch die Streben bereits vor dem Aufbringen der Abdeckplatten auf die endgültige Länge gebracht sein, was vor deren Einbau in den jeweiligen Einzelrahmen leicht und genau auf einer CNC Maschine möglich 20 ist.

Weiters nicht dargestellt wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit die obere innere Platte und die untere äußere Platte, somit die jeweiligen Gegenabdeckplatten zu den dargestellten Abdeckplatten 14,15. 25

Die Fig. 8-10 zeigen mm eine erfindungsgemäße Rieht- und Pressbank: ln Fig. 8 erkennt man, dass über einer Montagegrube 35 die Einzelrahmen 1 passend angeordnet und auf (nicht dargestellte) Weise fixiert sind. Die in Fig. 11 versetzt zu den Einzelrahmen dargestellten Abdeckplatten 14 und 15 sind in bzw. auf den Rahmen eingebracht und 30 passend auf die unteren Horizontalbalken (somit innerhalb der Raumzelle) und auf die oberen Horizontalbalken (somit außerhalb der Raumzelle) aufgelegt, sodass die Bohrungen 32 der Einzelrahmen 1 mit den Bohrungen 32 der Abdeckplatten 14,15 jeweils fluchten.

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Es wird sodann entlang der Richtung des Pfeiles F das Hauptpressaggregat 37 in seiner Gesamtheit von der dargestellten Warteposition in die entstehende Raumzelle auf der Abdeckplatte 15 eingefahren, bis die im unteren Rahmen 41 befindlichen Öffnungen für die Pressdome 36 mit den Bohrungen 32 und den darunter befindlichen Pressdomen 36 5 fluchten. Gleichzeitig oder anschließend oder auch vorher wird das Überkopf-Pressaggre-gat 40 ebenfalls in Richtung F auf und über die Abdeckplatte 14 verfahren, bis dessen Öffnungen für die Pressdome 12, die sich am Hauptpressaggregat 37 befinden, mit diesen und den dazwischen liegenden Bohrungen 32 des Rahmens und der Platte fluchten. 10 Anschließend werden sowohl die unteren als auch die oberen Pressdome 36, 12 durch die Öffnungen 32 und die entsprechenden Gegenöffnungen der Pressaggregate verfahren und passend in den Pressaggregaten fixiert, beispielsweise mittels einer aufgeschraubten Mutter oder mittels Splinten odgl. Wenn die Lage aller Bauteile kontrolliert und der Verschluss aller Pressdome überwacht und in Ordnung befunden worden ist, wird eine hydraulische 15 Druckquelle in Gang gesetzt und es werden die Hydraulikzylinder 5 sowohl im Überkopf-Pressaggregat als auch im Hauptpressaggregat 37 aktiviert, wodurch die Pressdome 36, 12 die jeweils zugeordnete Platte 14 oder 15 mit den jeweiligen horizontalen Balken der Einzelrahmen 1 an mehreren Stellen zusammenpressen. Der zuvor aufgetragene Klebstoff bindet nun ab, bzw. härtet nun aus, und aus den Einzelrahmen 1 und den beiden 20 Abdeckplatten 14,15 ist ein sehr genau und bereits sehr stabil gewordenes Verbundgebilde entstanden.

Nach dem Aushärten der Verklebung wird der Druck abgelassen, die Fixierung der Dome 36, 12 wird gelöst, die Dome werden zurückgezogen und sowohl das Hauptpressaggregat 25 37 als auch das Überkopf-Pressaggregat 40 werden entgegen der Richtung der Pfeile F verfahren. Da§ nunmehr frei zugängliche Gebilde kann von einem Kran oder Hebezeug odgL erfasst unü/um 90° verdreht werden, worauf die nächsten beiden Platten auf die gleiche Weise aufgebracht werden. Dabei wird die Höhe des Überkopf-Pressaggregats an die geänderte Höhe angepasst, die seitlichen Abstände der Pressdome (normal zur 30 Darstellungsebene der Fig. 8) werden geändert, sofeme nicht ein in beiden Richtungen übereinstimmender Raster verwendet wird (dies kann Rüstzeit und damit Geld sparen und entspricht der Darstellung in Fig. 9).

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Nach diesen beiden Klebeschritten weist die kommende Raumzelle vier der insgesamt acht Deckplatten auf, kann von der Richtbank genommen und an einer passenden Stelle mit den Einbauten und der Wärmedämmung versehen werden. Dann gelangt sie zurück auf die Richtbank und es werden die verbleibenden vier Abdeckplatten montiert. 5

Die Fig. 12 und 13 zeigen einerseits den Aufbau einer Wand, andererseits eine Variante der Erfindung: Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist die innen angeordnete Abdeckplatte 48 stärker ausgebildet als die außen liegenden, was einerseits die thermische Kapazität der Raumzelle erhöht, da mehr Masse innerhalb der Isolierung liegt und andererseits auch die 10 mechanische Stabilität im Inneren gegen Stöße oder die Montage von Bildern, Regalen, Möbeln, etc. anhebt. Eingezeichnet sind auch strichliert die hier mit 51 bezeichneten Bohrungen für die Pressdome, die fluchtend alle Bauteile durchsetzen, die auf der erfindungsgemäßen Rieht- und Pressbank miteinander verbunden werden. Die äußerste Außenschicht 43 ist eine hinterlüftete Außenverkleidung zum Schutz der äußeren 15 hölzernen Abdeckplatt^gegen die Einflüsse der Witterung, insbesondere Schlagregen.

Angedeutet durch eine Reihe von Pfeilen ist die Diffusionsrichtung, die Diffusion wird durch weitere erfindungsgemäßen Maßnahmen, wie weiter unten erläutert, deutlich größer als bei Holzbauten gemäß dem Stand der Technik. 20

Die Fig. 13 stellt insofern eine Variante der Erfindung dar, als sie eine Raumzelle zeigt, die aufgrund ihrer Maße nicht in Form einer fertigen Zelle transportiert werden kann, sondern an der Baustelle aus vier Einzelelementen in Plattenform zusammen gesetzt wird, beispielsweise mittels Zugankem, Schrauben 52 oder ähnlichem. Dabei kann jedes der dar-25 gestellten Einzelelemente auf einer erfindungsgemäßen Rieht- und Pressbank hergestellt worden sein, dazu bedarf es nur der Verwendung der unteren Pressdome in Fig. 8 und 9 ohne dass die horizontalen, zu beplankenden Streben mit den vertikal verlaufenden Pfosten verbunden wären. Es können dann beide Abdeckplatten in einem Arbeitsgang aufgebracht werden. Selbstverständlich weist eine Raumzelle dieser Konstruktion nicht die hohen 30 mechanischen Eigenschaften der bisher erläuterten Varianten auf, aber es weist auch diese Raumzelle die anderen erfindungsgemäß zu erreichenden Vorteile auf. Derartige Einzelelemente sind auch, wie oben erwähnt, als Zwischendecke vorteilhaft einsetzbar. :-7. » · ♦·

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Die Fig. 14-20 zeigen die Abfolge verschiedener Schritte bei der Herstellung einer Raumzelle, die Fig. 14 den Zustand nach dem ersten, weiter oben eingehend erläuterten Pressschritt, die Fig. 15 die Situation nachdem eine weitere Platte, die Platte 18, aufgebracht worden ist; die Fig. 16 nach dem Aufbringen der Platte 20 und die Fig. 17 den 5 Endzustand nach dem Aufbringen der weiteren Platten 16 und 17. In diesem Ausfüh-rungsbeispiel wurden an den Seitenwänden im Inneren der Raumzelle keine Abdeckplatten entsprechend den äußeren Abdeckplatten 18, 20 angebracht, dies kann beispielsweise später, nach dem Einbringen der gesamten Infrastruktur, erfolgen. 10 Die Fig. 18-20 zeigen, rein schematisch, die Anordnung der Bohrlöcher 32 und die Form der in den Schritten entsprechend den Fig. 14-17 aufgebrachten Platten 14-21, auf die v geringfügigen Größenunterschiede der inneren AbdeckplattenP und der äußeren Abdeck-plattehjwurde hier nicht Bedacht genommen, da es nur um den Aufbau geht. 15 Die Fig. 21-23 zeigt, dass durch die Verwendung von verleimten Völlholz für die Abdeckplatten der Feuchtigkeitsdiffusion in der wiederum eingezeichneten Diffusionsrichtung kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird, ganz gegensätzlich zu den Abdeckplatten gemäß dem Stand der Technik, bei denen einer solchen Diffusion zufolge ihrer flächigen Verleimung mehrerer dünner Schichten sehr starker Diffusionswiderstand 20 entgegengesetzt wird. Aus diesem Grunde weist die erfindungsgemäße Raumzelle in ihrem Inneren ein hervorragendes Raumklima auf und ist für den menschlichen Aufenthalt besonders geeignet; in Fig. 23 sind wieder rein schematisch die Bohrungen 32 für die Pressdome dargestellt. 25 In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Pfosten bzw. Streben der Einzelrahmen 1 den aus den Fig. 24 - 26 ersichtlichen hohlen Aufbau in Form von Hohlkammerträgem auf: Sie bestehen selbst aus Einzelbrettem mit einer inneren Ausfachung aus Stützbrettem 3, die ihnen die notwendige mechanische Stabilität, insbesondere während des Pressvorgangs beim Aufleimen der Abdeckplatten, verleihen. Die Enden sind 30 dabei voll ausgebildet, um eine Verzinkung vorsehen zu können. Insbesondere Fig. 26 zeigt diesen Aufbau, die rechte vordere Abdeckplatte wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Auch hier findet sich eine Bohrung 32 für die Pressdome. • · • • ·· • · • · • • · • • • ·· ·· ·♦

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Selbstverständlich ist es nicht notwendig, die Pfosten bzw. Streben auf diese Weise auszubilden, es können auch Vollhölzer oder miteinander verleimte und einen vollen Querschnitt aufweisende Konstruktionen gewählt werden, ähnlich wie die Endbereiche der Hohl-kammerträger gemäß den Fig. 24 und 25. Es weisen im Vergleich dazu die Hohlkammer-5 träger die wesentlichen Vorteile der Gewichtserspamis und der reduzierten Wärmeübertragung zufolge der deutlichen Reduktion der Querschnittsflächen der Wärmebrücken auf.

Als Hölzer, Isoliermaterial und Klebstoffe kommen alle auf dem Gebiete des Holzbaus bekannte Materialien, wie sie dem Fachmann auf diesem Gebiet zu Verfügung stehen, in 10 Frage. Der Aufbau, die Ausrüstung und die Steuerung der erfindungsgemäßen Rieht- und Pressbank ist für den Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen mit hydraulischen Bestandteilen in Kenntnis der Erfindung kein Problem und kann ebenfalls verschiedentlich verändert und an die jeweiligen vorgegebenen Randbedingungen adaptiert werden. Die Ausbildung der Raumzelle selbst, die Größe, Stärke und die Abstände der Einzelrahmen, 15 die Ausbildung der Ausnehmungen für Türe, Fenster, Lüftungsöfinungen udgl. Unterscheidet sich, abgesehen von den in der Beschreibung genannten erfindungsgemäßen Kennzeichen nicht bzw. nicht wesentlich vom Stand der Technik und bedarf daher hier keiner weiteren Ausführung. 20

Claims (2)

1. 5 10 15 20 25 A Mssjos - 9*-* P43465 • ···· #· Patentansprüche: 1. Raxunzelle in Form eines Kastenträgers ans Holz mit mehreren Einzelrahmen (1) und zumindest zwei Abdeckplatten (14, 15), dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelrahmen (1) und die Abdeckplatten (14, 15) fluchtende Bohrungen (32) zxir temporären Aufnahme von Pressdomen (12,22) aufweisen. 2. Raumzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (32) verschlossen sind. 3. Verfahren zur Herstellung einer Raumzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelrahmen (1) und/oder die Abdeckplatte(n) (14, 15) an den vorbestimmten Stellen mit Klebstoff versehen werden, dass die Abdeckplatten (14, 15) in die vorbestimmte Position bezüglich des/der Einzelrahmen (1) gebracht werden, dass durch die fluchtenden Bohrungen (23) Pressdome geführt werden und dass mit den Pressdomen verbundene Pressplatten beim Aktivieren der Presskraft die Einzelrahmen (1) gegen die Abdeckplatte(n) (14,15) pressen. 4. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskraft hydraulisch aufgebracht wird. 5. Vorrichtung zur Herstellung einer Raumzelle nach Anspruch 1 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Bereich zur Aufstellung der Einzelrahmen (1) aufweist, dass unterhalb dieses Bereiches eine Vielzahl von entlang ihrer vertikal verlaufenden Achsen verschieblichen Pressdomen (22) vorgesehen ist, dass sie eine horizontal in die Einzelrahmen einschiebbare Hauptpressaggregat (37) aufweist, die in ihrem unteren Bereich mit den Pressdomen (22) zusammenwirkende Presszylinder und in ihrem oberen Bereich ihrerseits entlang deren vertikal verlaxifenden Achsen verschiebliche Pressdome (12) aufweist, und dass die Vorrichtung schließlich oberhalb des Hauptpressaggregats (37), unabhängig von ihr verschieblich, ein Überkopf-Press-aggregat (40) aufweist, das die den Pressdomen (12) zugeordneten Presszylinder trägt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Bereichs zur Aufstellung der Einzelrahmen (1) und/oder die Laufbahn des Hauptpressaggregats (37) und/oder die Höhe der Pressdome (12) über der Laufbahn des Hauptpress- 4 30 ·· ·· ·· • · • · • · ♦ · • · • ♦ • · • ♦ • · • · • · ·· ·« ·· ·· ·· • ♦ · • ··· • 1 λ· · · ···l&··*··* aggregats (37) und/oder die Höhe der Laufbahn des Überkopf-Pressaggregats (40) veränderlich ausgebildet ist bzw. sind.
2. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände der Pressdome (12,22) in Richtung (F) der Laufbahn des Hauptpressaggregats (37) und/oder in Richtung normal dazu veränderlich sind. 5