STÜTZVORRICHTUNG ZWISCHEN ZWEI DECKPLATTEN

Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten, umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen, wobei die Stützen jeweils paarweise durch Streben miteinander verbunden sind.

Eine der wichtigsten Herausforderungen für die Zukunft ist, den Verbrauch an Rohstoffen drastisch zu reduzieren. Insbesondere im Bausektor liegen hier sowohl für zukünftige Projekte, als auch im Bestand, erhebliche Potentiale brach. Das betrifft sowohl den durch die Nutzung entstehenden Verbrauch an Energie, als auch die graue Energie, die mit Bau, Erhalt und Abriss der Gebäude verbunden ist. Eine weitere Herausforderung besteht darin, erneuerbare Energie, möglichst ohne Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion und zum Naturschutz, kostengünstig zu gewinnen und speicherbar zu machen.

Hinsichtlich der durch Nutzung des Gebäudes verbrauchten Energie liegt in jüngster Zeit der Fokus auf einer Verbesserung der Wärmeisolierung. Hinsichtlich der verbrauchten Energie insbesondere beim Bau kommen Leichtbauweisen zur Anwendung. In beiden Bereichen gibt es Ansätze, hier Vakuumtechnik zur

Anwendung zu bringen.

Häufig kommen hier Bauelemente in Sandwich-Bauweise zur Anwendung, d.h. Bauelemente mit zwei parallel angeordneten Deckplatten und einer entweder hohlen oder verfüllten Kernstruktur. Diese können auch zur Isolierung gegen Wärme und Schall evakuiert werden. Gerade bei großen Sandwich-Elementen ist dann aber entweder eine druckfeste, aber poröse Verfüllung notwendig, um die Stabilität zu gewährleisten, oder es müssen entsprechende Stützvorrichtungen zur Anwendung kommen, die die Deckplatten gegeneinander abstützen.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Kernschichten für z.B. Sandwich-Paneele nach dem Stand der Technik bestehen größtenteils aus geschäumten Kunststoffen, aus leichten Hölzern oder aus Wabenstrukturen. Des weiteren gibt es Sandwich-Paneele mit Stegen als

Abstandhalter, gefalteten Strukturen oder Wellstrukturen.

Um das Verfahren zur Herstellung dieser Elemente zu vereinfachen und den Klebstoffbedarf zu reduzieren, als auch in besonders einfacher Weise die Nutzung dieser Elemente als Vakuum-Dämmsystem möglich zu macht, ist aus der DE 10 2011 117 146 des Anmelders bekannt, dass die Stützvorrichtung eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen gleicher Länge umfasst, wobei die Stützen jeweils paarweise durch Streben miteinander verbunden sind. Nachteilig ist hier jedoch die feste Struktur der stabförmigen Stützen, die wenig

Freiheitsgrade hinsichtlich der örtlich unterschiedlichen statischen Anforderungen erlaubt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stützvorrichtung bzw. ein Verfahren zum Montieren eines Bauteils mit einer derartigen Stützvorrichtung anzugeben, welche die Flexibilität beim Zusammenbau der Bauteile insbesondere hinsichtlich der Anzahl der in bestimmten Bereichen zwischen den Deckplatten angeordneten Stützen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die jeweilige Strebe derart geformt ist, dass sie eine im Mittelpunkt zwischen den jeweiligen Stützen, die sie verbindet, parallel zu den Stützen angeordnete dritte Stütze nicht berührt.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Flexibilität beim Zusammenbau der Bauteile erhöht werden könnte, wenn trotz der regelmäßigen Anordnung der Stützen zwischen den Deckplatten ein nachträglichen Einbau weiterer Stützen in regelmäßigen Abständen möglich wäre. Gerade bei einer linearen Verbindung aus Streben zwischen den Stützen stehen diese Streben dem Einbau weiterer Stützen jedoch im Weg. Daher sollten die Streben

entsprechend geformt sein, dass zwischen den jeweiligen Stützen eine weitere Stütze angeordnet werden kann. Vorteilhafterweise ist die jeweilige Strebe bogenförmig geformt. Dies ist eine besonders einfache Form, die ein nachträgliches Einfügen von weiteren Stützen erlaubt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Stützvorrichtung eine Klemmvorrichtung auf. Mittels der Klemmvorrichtung können die einzelnen Reihen von Stützen kleberlos miteinander unter Verwendung z.B. einer Schnur verbunden werden. Ebenso können durch diese Klemmvorrichtungen zusätzlich einzelne Stützen oder ein Randverbund mit der Kernstruktur verbunden werden.

Die Klemmvorrichtung kann dabei sowohl an den Stützen als auch an den

Streben angeordnet werden, ist jedoch vorteilhafterweise an der jeweiligen Stütze angeordnet.

Vorteilhafterweise ist die jeweilige Strebe in einer Ebene angeordnet, die die jeweilige Stütze außerhalb ihres Mittelpunktes schneidet. Die Verbindung der einzelnen Stützen erfolgt also so, dass sie entweder unter- oder oberhalb der Mitte der Stütze (d.h. in halber Höhe) verläuft. Werden zwei Reihen von Stützen seitenverkehrt zueinander eingebaut, so können sich die Verbindungen berühren, sind sich aber nicht im Weg. Im Extremfall kann die Verbindung auch an der Ober- oder Unterseite der Stützen erfolgen.

Vorteilhafterweise ist zumindest ein Teil der Stützen an ihrem jeweiligen axialen Ende gegenüber ihrem mittigen Querschnitt verbreitert oder ist derart

ausgestaltet, dass sich die jeweilige Stütze unter Druckeinwirkung in axialer Richtung gegenüber ihrem mittigen Querschnitt verbreitert. Ein guter Kontakt und eine Stabilisierung gegenüber den Deckplatten wird durch die Verbreiterung am axialen Ende erreicht. Dadurch wird die Kontaktfläche vergrößert und dennoch Material eingespart. In der alternativen Ausgestaltungsform haben die Stützen im unverbauten Zustand nicht notwendigerweise einen größeren Querschnitt mit einer größeren Kontaktfläche an ihrem Ende, sondern die vergrößerte

Kontaktfläche wird erst durch Druckeinwirkung beim Einbau zwischen den Deckplatten erzeugt. Dies ist beispielsweise durch entsprechende Schlitze und Materialaussparungen am jeweiligen Ende möglich. Transport und Herstellung der Stützen werden dadurch vereinfacht.

Vorteilhafterweise ist eine Mehrzahl von Stützen mittels zumindest einer Schnur verbunden. Dies ermöglicht es, eine flexible und dennoch ortsbestimmende Fixierung der Stützvorrichtung zu erreichen, die zum Transport

zusammengeschoben werden kann.

Vorteilhafterweise ist der Querschnitt der jeweiligen Stütze stromlinienförmig ausgestaltet, beispielsweise in einer Tropfenform. Eine strömungsoptimierte Ausführung der Stützen reduziert diefür die Verwendung in solarthermischen, vollflächig durchströmten Absorbern oder für Flächenheizungen.

Vorteilhafterweise umfasst ein Bauelement zwei parallel angeordnete Deckplatten und eine beschriebene Stützvorrichtung.

Bezüglich des Verfahrens zum Montieren eines Bauelements wird die Aufgabe durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

- Anordnen einer Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen, vorzugsweise durch zumindest eine Schnur verbundenen Stützen in einer Ebene,

- Verbinden der Stützen jeweils paarweise durch Streben miteinander,

- Anordnen einer Rahmenstruktur um die Stützen,

- Anordnen von zwei parallelen, durch die Stützen beabstandeten Deckplatten,

- Evakuieren des Zwischenraums zwischen den Deckplatten zur Fixierung, dadurch gekennzeichnet, dass

die jeweilige Strebe derart geformt ist, dass sie eine im Mittelpunkt zwischen den jeweiligen Stützen, die sie verbindet, parallel zu den Stützen angeordnete dritte Stütze nicht berührt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die nichtlineare Verbindung der Stützen des Bauelements durch entsprechend geformte Streben gezielt auf die statischen Anforderungen für ein Bauteil eingegangen werden kann und an Stellen mit höherer Belastung eine höhere Anzahl an Stützen verbaut werden kann als an Stellen mit geringerer Belastung. Auch können insgesamt deutlich mehr Stützen pro qm verbaut werden, als bei einer geraden Verbindung. Wegen der indirekten Verbindung zwischen den Stützen kann auch kein Zug oder Druck auf die Stützen entstehen.

Besondere Vorteile bietet das auch für die Verwendung homogener

Deckschichten. So wird z.B. bei den Rotoren von Windkraftanlagen - je nach Belastung der jeweiligen Stelle des Rotorflügels - eine unterschiedlich hohe Anzahl von z.B. Carbonfaserlagen oder eine unterschiedliche Dichte der einzelnen Fasern in der Lage genutzt, um eine Optimierung des

Materialverbrauchs und damit des Gewichts zu erzielen. Dadurch entstehen aber hohe Kosten, da sich diese Vorgänge nur unzureichend automatisieren lassen und viel Handarbeit erfordern.

Im Gegensatz dazu kann bei gezielter Auslegung der Kernstruktur die Stabilität auch bei der Verwendung dünnerer homogener Deckschichten erzielt werden. Der Aufwand in der Produktion sinkt deutlich, es sind weniger Spezialteile erforderlich und die Kosten für die verstärkte Kernstruktur liegen weit unter den Kosten für eine verstärkte Deckschicht.

Mit den bekannten Kernmaterialien wie z.B. Wabenstrukturen oder Schäumen besteht die Möglichkeit der gezielten Variation der Stabilität beim Einsatz von lagermäßig vorhandenem Standardmaterial nicht.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen

FIG 1 eine ausschnittsweise Seitenansicht einer Stützvorrichtung mit

verbreiterten axialen Enden der Stützen,

FIG 2 eine ausschnittsweise Seitenansicht einer Stützvorrichtung in

alternativer Ausführungsform, FIG 3 einen Schnitt durch die Stützvorrichtung aus FIG 2,

FIG 4 einen Schnitt durch ein Bauelement mit einer Stützvorrichtung,

FIG 5 eine Aufsicht einer Deckplatte für ein Bauelement,

FIG 6 einen Schnitt durch eine Deckplatte für ein Bauelement,

FIG 7 einen Schnitt durch eine Anordnung mehrerer Stützvorrichtungen,

FIG 8 einen Schnitt durch eine Anordnung mehrerer Stützvorrichtungen mit gegenüber FIG 7 verdoppelter Flächendichte von Stützen,

FIG 9 einen Schnitt durch eine Anordnung mehrerer Stützvorrichtungen mit gegenüber FIG 7 vervierfachter Flächendichte von Stützen

FIG 10 einen Schnitt durch eine Anordnung mehrerer Stützvorrichtungen mit gegenüber FIG 7 verachtfachter Flächendichte von Stützen.

Die Stützvorrichtung 1 gemäß der FIG 1 umfasst eine Mehrzahl von stabförmigen Stützen 2 gleicher Länge, von denen nur eine gezeigt ist. Die Stützen 2 sind im Ausführungsbeispiel nach der FIG 1 in Bezug auf ihre Achse A von rundem Querschnitt, können aber auch eckig, X-förmig etc. ausgestaltet sein. An ihrem jeweiligen axialen Ende 4 verbreitert sich der Querschnitt der Stützen 2, so dass sich eine im Vergleich zum Querschnitt breitere axiale Kontaktfläche 6 (d.h. mit axialer Normale) ergibt.

Die Stützen 2 sind im Spritzgussverfahren hergestellt, alternativ ist eine

Herstellung durch Spritzdruck denkbar. Sie sind mittig paarweise und seriell miteinander durch Streben 8 verbunden. Weiterhin sind unterhalb der Streben 8 beidseitig Klemmvorrichtungen 10 angeordnet, in die zür Stabilisierung des Verbunds aus Stützen 2 nicht näher gezeigte Schnüre geklemmt werden können. FIG 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Stützen 2. Auch hier ist die Stütze an ihrem axialen Ende 4 verbreitert, allerdings ohne einen langsam ansteigenden Querschnitt als Übergang. Hier ist vielmehr eine einfache

verbreiterte Kontaktfläche 6 vorgesehen. Sieben 8 und Klemmvorrichtungen 10 sind hier beidseitig an einem axialen Ende 4 angeordnet.

FIG 3 zeigt einen in axialer Richtung mittigen Schnitt durch die Stütze 2 gemäß der FIG 2. Erkennbar ist hier die stromlinienförmige Querschnittsform der Stütze mit zwei gegenüberliegenden spitzen Enden und einer beiderseits bauchigen Form dazwischen.

FIG 4 zeigt einen Schnitt in der axialen Ebene der Stützen 2 mehrerer

Stützvorrichtungen 1 zwischen zwei Deckplatten 12 eines Bauelements 14. Die Stützen 2 sind durch die Streben 8 zick-zack-artig verbunden, wobei die

Stützvorrichtungen 1 jeweils gleich ausgestaltet sind und drei Stützvorrichtungen nebeneinander angeordnet sind. Vier Stützen 2 bilden dabei jeweils ein Quadrat Q, so dass eine regelmäßige Anordnung entsteht. Jeweils jede zweite Strebe 8 der jeweiligen Stützvorrichtung 1 ist zueinander parallel. Die Streben 8 sind von gleicher Länge und sind gebogen ausgestaltet. Die drei Stützvorrichtungen 1 sind von einem Rahmen 16 umfasst. Zum Zusammenbau wird eine Deckplatte 12 angeordnet, der Rahmen 16 und die Stützvorrichtungen 1 darauf angeordnet und eine zweite Deckplatte 12 darauf gelegt. Das Bauelement 14 wird sodann evakuiert.

FIG 5 zeigt eine Aufsicht einer Deckplatte 12. In die Deckplatte 12 sind wellenartig in gleichem Abstand parallel angeordnete und sich jeweils senkrecht kreuzende Vertiefungen eingebracht. Bei einer Verwendung der Stützvorrichtung aus FIG 2 greifen die Streben 8 direkt in die Vertiefungen 18 ein. FIG 6 zeigt einen

Querschnitt durch die Deckplatte 12 aus der FIG 6. Im Beispiel nach der FIG 5 und 6 sind die Vertiefungen 18 ca. 1 mm tief, die Deckplatte 12 hat eine Dicke von 2 mm. Ein wesentlicher Vorteil der Ausgestaltung der Streben 8 in gebogener Form zeigt sich in den FIG 7 bis 10. Hier ist jeweils ein Schnitt in der axialen Ebene der Stützen 2 mehrerer Stützvorrichtungen 1 gezeigt, analog der FIG 4, nur ohne Rahmen 16 und Deckplatten 12.

FIG 7 zeigt drei identische, parallel in gleichem Abstand zueinander angeordnete Stützvorrichtungen 1 mit jeweils sieben Stützen. Vier benachbarte Stützen bilden ein Quadrat Q.

Sollte die Statik eine bessere Abstützung erfordern, kann die Anzahl der Stützen 2 nun mit identischen Stützvorrichtungen 1 weiter erhöht werden. FIG 8 zeigt insgesamt fünf Stützvorrichtungen 1, wobei zwischen jeweils zwei der drei Stützvorrichtungen 1 aus FIG 7 mittig jeweils eine weitere Stützvorrichtung 1 angeordnet wurde. Vier benachbarte Stützen 2 bilden nun ein Quadrat Q, das gegenüber dem Quadrat Q aus FIG 7 um 45 Grad gedreht ist und eine um die Wurzel aus zwei verringerte Seitenlänge hat.

In FIG 9 zeigt sich der Vorteil der gebogenen Streben 8. Die Anzahl der

Stützvorrichtungen 1 wurde gegenüber FIG 8 auf zehn verdoppelt. Die

Stützvorrichtungen 1 sind abwechselnd jeweils umgekehrt angeordnet, so dass die zwei konkave bzw. konvexe Seiten einer Strebe 8 zueinander weisen. Durch die Biegung ist es dabei möglich, dass mittig zwischen zwei Stützen 2 einer Stützvorrichtung 1 eine Stütze 2 einer anderen Stützvorrichtung 1 angeordnet ist. So bilden vier benachbarte Stützen 2 wieder ein Quadrat Q, das gegenüber dem Quadrat Q aus FIG 8 um 45 Grad gedreht ist und eine um die Wurzel aus zwei verringerte Seitenlänge hat.

FIG 0 zeigt nun eine weitere Verdopplung der Anzahl der Stützen 2 gegenüber der FIG 9. Wieder bilden wegen der Biegung der Steben 8 vier benachbarte Stützen 2 ein Quadrat Q, das gegenüber dem Quadrat Q aus FIG 9 um 45 Grad gedreht ist und eine um die Wurzel aus zwei verringerte Seitenlänge hat. Für das Arrangement von Stützvorrichtungen 1 nach der FIG 10 überkreuzen sich jedoch Streben 8 benachbarter Stützvorrichtungen 1. Diese sind jedoch jeweils umgekehrt angeordnet, so dass ein Überkreuzen trotz identischer

Stützvorrichtungen 1 durch die Anordnung der Streben 8 in Richtung eines axialen Endes 4 der Stützen 2 möglich wird. Überkreuzende Streben 8 sind dann in verschiedenen Ebenen angeordnet.

Bezugszeichenliste

1 Stützvorrichtung

2 Stütze

4 axiales Ende

6 Kontaktfläche

8 Strebe

10 Klemmvorrichtung

12 Deckplatte 14 Bauelement

16 Rahmen

18 Vertiefung

Achse