AT527812B1 - Verbindungselement für einen Holzbetonverbund - Google Patents

Abstract

Ein Verbindungselement (1) für einen Holzbetonverbund weist ein eine Auflageebene (3) bildendes Auflageelement (2), sowie ein Schraubkanalrohr (4), das mit einem proximalen Ende (5) an das Auflageelement (3) anschließt und mit einem distalen Ende (6) von diesem weg ragt, auf. Durch das Schraubkanalrohr (4) ist ein durchgehender, bis zur Auflageebene (3) führender, Schraubkanal (7) gebildet. Am distalen Ende (6) des Schraubkanalrohrs (4) ist ein lösbarer Stoppel (8) angeordnet, der einen im Schraubkanal (7) aufgenommenen ersten Abschnitt (9) und einen zweiten Abschnitt (11) aufweist. Der zweite Abschnitt (11) hat einen Außendurchmesser (AS2), der größer als ein Innendurchmesser (IRD) des Schraubkanalrohrs (4) am distalen Ende (6) ist.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für einen Holzbetonverbund mit einem eine Auflageebene bildenden Auflageelement, sowie einem Schraubkanalrohr, das mit einem proximalen Ende an das Auflageelement anschließt und mit einem distalen Ende von diesem weg ragt, wobei durch das Schraubkanalrohr ein durchgehender, bis zur Auflageebene führender, Schraubkanal gebildet ist.

[0002] Die Erfindung betrifft weiters einen Verbund aus wenigstens einem Holzbauteil und einem Betonbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundes.

[0003] Holzbetonverbund-Konstruktionen finden im Hochbau, aber auch im Brückenbau Anwendung. Insbesondere Decken aus Holzbetonverbund stellen eine effiziente und ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen Deckensystemen in reiner Holz- oder reiner Betonbauweise dar.

[0004] Bauteile aus einem Holzbetonverbund bestehen aus einem oder mehreren Holzbauteil/en, der/die mit einem Betonbauteil verbunden wird/werden.

[0005] Bei Decken aus Holzbetonverbund werden Deckenbalken, die beispielsweise bereits in ein Gebäude eingebunden sind, mit einer darauf abgestützten Betondecke verbunden. Dafür kann eine Unterschalung aus Holzbrettern auf die Balken aufgelegt und an diesen über Befestigungselemente befestigt (z.B. festgeschraubt) werden, sodass die Befestigungselemente (z. B. Schrauben) noch ein Stück nach oben von der Unterschalung weg ragen. Anschließend wird Beton auf die Unterschalung gegossen, sodass nach dem Aushärten des Betons die nach oben wegragenden Abschnitte der Befestigungselemente in der Betondecke eingebettet sind und ein fester Verbund zwischen den Holzbalken und der Betondecke hergestellt ist. Nachteilig daran ist, dass eine derartige Holzbetonverbund-Decke vor Ort gefertigt werden muss.

[0006] In vielen Fällen ist es von Vorteil, wenn bereits werkseitig eine Betondecke bzw. Holzbetonverbunddecke hergestellt werden kann, die vor Ort nur noch auf die vorhandenen Deckenbalken aufgelegt und mit diesen verbunden werden muss. Diese Verbindung kann beispielsweise über mechanische Verbindungsmittel, wie Schrauben, erfolgen, die durch Schraubkanäle im Betonbauteil (der Betondecke bzw. der Holzbetonverbunddecke) geführt und so tief in den/die unter dem Betonbauteil angeordnete/n Holzbauteil/e (z.B. die Holzbalken) eingeschraubt sind, dass der Betonbauteil durch die Schraubenköpfe gegen den/die Holzbauteil/e gepresst wird. Schwierig gestaltet sich bei derartigen Betonbauteilen jedoch die nachträgliche Ausgestaltung von Schraubkanälen in dem Betonbauteil (der Betondecke bzw. Holzbetonverbunddecke).

[0007] Es ist bekannt, bereits vor dem Aushärten des Betons des Betonbauteils Verbindungselemente in der Schalung zu platzieren (bei einer Betondecke als Betonbauteil) bzw. an der als verlorene Schalung wirkenden Unterschalung aus Holzbrettern zu montieren (bei einer Holzbetonverbunddecke als Betonbauteil), die im ausgehärteten Beton einen Schraubkanal bilden. Ein gattungsgemäßes Verbindungselement ist beispielsweise aus EP 2 216 455 A2 bekannt. Nachteilig daran ist, dass herkömmliche Verbindungselemente meist einen recht komplizierten Aufbau aufweisen und daher in der Herstellung aufwändig und kostenintensiv sind.

[0008] Ein weiterer Verbund aus Betonbauteil und Holzbauteilen ist aus IT BO20120428 A1 bekannt, wobei bei diesem Verbund vor Ort Verbindungselemente in Holzbalken eingeschraubt sowie Holzplatten, die die Freiräume zwischen zwei benachbarten Balken überdecken, auf die Holzbalken aufgelegt werden. Anschließend wird vor Ort Beton auf die Holzbalken/Holzplatten- Unterkonstruktion gegossen. Die distalen, vom Holzelement weg ragenden Enden der Verbindungselemente weisen Halterungen auf, in die ein Armierungsgitter eingelegt ist, sodass das Armierungsgitter nach dem Aushärten des Betons mittig im Betonelement, d.h. von der oberen Betonoberfläche und den unten angeordneten Holzbauteilen beabstandet, aufgenommen ist. Nachteilig an einem derartigen Verbund ist, dass dieser nur durch das Angießen von Beton vor Ort fertiggestellt werden kann.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verbindungselement, einen Verbund und

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ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verbundes zur Verfügung zu stellen, das/der die angesprochenen Probleme so weit wie möglich vermeidet. Insbesondere soll ein Verbindungselement bereitgestellt werden, mit dem sich auf einfache und kostensparende Weise mit Schraubkanälen ausgestattete, werkseitig herstellbare, Betonbauteile zum Einbau in einem Holzbetonverbund herstellen lassen.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verbindungselement, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist, einem Verbund, der die Merkmale von Anspruch 12 aufweist und einem Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 15 aufweist.

[0011] Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0012] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass am distalen Ende des Schraubkanalrohrs ein lösbarer Stoppel angeordnet ist, der einen im Schraubkanal aufgenommenen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der zweite Abschnitt einen Außendurchmesser hat, der größer als ein Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs am distalen Ende ist.

[0013] Das erfindungsgemäße Verbindungselement kann mit dem Auflageelement in eine Schalung eingelegt oder mit der Unterschalung einer Schalung verschraubt werden, sodass das Schraubkanalrohr nach oben weg ragt. Anschließend kann die Schalung (in der insbesondere auch eine Bewehrung eingelegt wurde) mit Beton gefüllt werden, wobei der Stoppel nach dem Aushärten des Betonbauteils mit seinem vom Schraubkanalrohr wegweisenden Ende oben aus dem Betonbauteil herausragt oder im Wesentlichen mit der Oberseite des Betonbauteils abschließt (wobei z.B. kleine elastische Signalfähnchen die Position der Stoppel anzeigen, für den Fall, dass eine dünne Betonschicht über Stoppeln gebildet ist). Nach dem Entfernen (Herausziehen oder Herausschrauben) des Stoppels ist im Betonbauteil ein ausgehend vom distalen Ende des Schraubkanalrohrs bis zu einer Oberseite des Betonbauteils verlaufender Betonkanal gebildet. Durch den Betonkanal und das Schraubkanalrohr kann ein Befestigungselement, insbesondere eine Schraube, geführt werden, um den Betonbauteil mit einem darunter liegenden Holzbauteil zu verbinden, insbesondere zu verschrauben.

[0014] Vorteilhaft daran ist, dass das Schraubkanalrohr weniger kurz ausgeführt werden muss als bei herkömmlichen Verbindungselementen für einen Holzbetonverbund, bei denen die Schraubkanalrohre mit ihrem distalen Ende zumindest bis zur Oberseite des Betonkörpers reichen müssen. Somit ist der Aufbau des erfindungsgemäßen Verbindungselementes einfacher als der Aufbau bekannter anderer Verbindungselemente, wodurch vorzugsweise Materialkosten gespart werden können (insbesondere, wenn die Stoppel wiederverwendet werden).

[0015] Überdies ragt bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verbindungselementes der Kopf des Befestigungselementes nicht über den Betonbauteil hinaus, sondern ist im Betonkanal aufgenommen.

[0016] Da der zweite Abschnitt des Stoppels beim Erstellen des Betonkörpers zumindest bereichsweise vom Betonkörper umschlossen ist, ist nach dem Entfernen des Stoppels im Betonkanal, der im ausgehärteten Betonkörper des Betonbauteils zurückbleibt, eine Stufe gebildet. An der Stufe kann ein durch den Schraubkanal geführtes Befestigungselement anliegen, um den Betonbauteil gegen den darunterliegenden Holzbauteil zu pressen.

[0017] Die Stufe bildet insbesondere eine ebene Auflagefläche, an der der Kopf des Befestigungselementes direkt oder indirekt anliegen kann. Vorzugsweise ist eine durch das Schraubkanalrohr verlaufende Längsachse orthogonal zur Auflageebene der Stufe.

[0018] Gemäß einer ersten Ausführungsform liegt der zweite Abschnitt direkt am distalen Ende an. Der Kopf des Befestigungselementes, das durch den beim Entfernen des Stoppels zurückbleibenden Betonkanal und den Schraubkanal geführt ist, liegt bei einer derartigen Ausführungsform (direkt oder indirekt, z.B. über eine Beilagscheibe) von oben am Schraubkanalrohr und ggf. auch an der im Betonkanal des Betonbauteils ausgebildeten Stufe im Bereich des distalen Endes an.

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[0019] Gemäß einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform ist jedoch der erste Abschnitt vom zweiten Abschnitt sowie vom distalen Ende über einen dazwischen angeordneten Verbindungsabschnitt beabstandet. Insbesondere schließt der Verbindungsabschnitt direkt an den ersten und an den zweiten Abschnitt an. Der Verbindungsabschnitt weist einen Außendurchmesser auf, der im Wesentlichen über die gesamte Länge des Verbindungsabschnittes kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Abschnittes und größer als der Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs am distalen Ende ist. Weiters liegt der Verbindungsabschnitt (insbesondere direkt) am distalen Ende des Schraubkanalrohrs an.

[0020] Aufgrund des Verbindungsabschnittes ist die Stufe vom distalen Ende des Schraubkanalrohrs beabstandet. Bei derartigen Ausführungsformen liegt das Befestigungselement mit seinem Kopf nicht direkt am distalen Ende des Verbindungselementes, sondern nur am Betonkörper (d.h. an der Stufe im Betonkanal) an, wodurch auch die Anpresskräfte nicht auf das eventuell geringere Belastungen aushaltende Verbindungselement, sondern nur auf den Betonkörper (insbesondere breiter verteilt über eine Beilagscheibe) wirken.

[0021] Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verbindungselement gemeinsam mit einer als Befestigungselement dienenden Schraube verwendbar. Die Schraube wird beim Verbinden des Betonbauteils mit dem Holzbauteil durch den Betonkanal und den Schraubkanal geführt und so weit in den darunter angeordneten Holzbauteil eingeschraubt, bis sie mit dem Schraubenkopf (insbesondere über eine Beilagscheibe) an dem distalen Ende und/oder der im Betonbauteil gebildeten Stufe anliegt. Der Betonbauteil und der darunterliegende Holzbauteil werden somit fest miteinander verbunden (verschraubt).

[0022] Das erfindungsgemäße Verbindungselement ist jedoch auch gemeinsam mit einem anderen Befestigungselement, beispielsweise einem Nagel, verwendbar.

[0023] Der Außendurchmesser des Verbindungsabschnittes muss über seine gesamte Länge nicht konstant groß sein, sondern kann variieren, wobei der Außendurchmesser vom ersten Abschnitt weg zum zweiten Abschnitt hin jedoch nur größer, aber nicht kleiner werden kann.

[0024] Auch der Außendurchmesser des zweiten Abschnittes muss über seine gesamte Länge nicht konstant groß sein (dies ist jedoch bevorzugt), sondern kann variieren. In diesem Fall wird der Außendurchmesser des zweiten Abschnittes vom Verbindungsabschnitt weg jedoch nur gröBer. Auch bei einem konisch geformten zweiten Abschnitt wird der Außendurchmesser des Verbindungsabschnittes über seine gesamte Länge als im Wesentlichen kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Abschnittes angesehen (da der Stoppel nur im vernachlässigbar kurzen Übergangsbereich zwischen den Abschnitten den selben Außendurchmesser aufweist). An den zweiten Abschnitt können auch noch weitere Abschnitte anschließen.

[0025] Insbesondere ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass der Stoppel des Verbindungselementes mit seinem ersten Abschnitt im Schraubkanal angeordnet ist und mit einem direkt an den ersten Abschnitt anschließenden, weiteren Abschnitt (welcher je nach Ausführungsform der zweite Abschnitt oder der Verbindungsabschnitt ist), dessen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des ersten Abschnittes ist, direkt am distalen Ende anliegt.

[0026] Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, wenn der Außendurchmesser des zweiten Abschnittes größer als ein Außendurchmesser des Schraubkanalrohrs am distalen Ende ist. Dies stellt (besonders bei dünnwandigen Schraubkanalrohren) sicher, dass die im fertig ausgehärteten, mit dem Verbindungselement versehenen, Betonteil gebildete Stufe ausreichend breit ist.

[0027] Der Außendurchmesser des Verbindungsabschnittes ist über seine gesamte Länge (im Wesentlichen) größer als der Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs am distalen Ende. Der Verbindungsabschnitt bildet somit einen Anschlag, bis zu dem der Stoppel in das Schraubkanalrohr eingesteckt werden kann. Auch ein konisch verlaufender Verbindungsabschnitt weist im Wesentlichen über seine gesamte Länge einen größeren Außendurchmesser auf, selbst wenn der Außendurchmesser direkt am distalen Ende - in einem vernachlässigbar kleinen Bereich - gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs.

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[0028] Insbesondere kann der Außendurchmesser des Verbindungsabschnittes wenigstens gleich groß wie der Außendurchmesser des Schraubkanalrohrs am distalen Ende sein, sodass sichergestellt wird, dass der Stoppel jedenfalls nur mit dem ersten Abschnitt, nicht jedoch aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten oder falscher Montage auch mit dem Verbindungsabschnitt, in den Schraubkanal eingesteckt wird.

[0029] Bevorzugt ist es, wenn das Auflageelement plattenförmig ist. Ein derartiges Auflageelement kann plan und daher sehr stabil auf einer Unterschalung (z.B. aus Holzplatten) angeordnet werden. Vorzugsweise weist das Auflageelement wenigstens eine vom Schraubkanalrohr radial beabstandete Durchgangsöffnung zum Durchführen eines Fixierungselementes, wie einer Schraube oder einen Nagel, auf, sodass das Auflageelement an der Unterschalung fixiert werden kann.

[0030] Das Auflageelement kann im Rahmen der Erfindung Anschlussmittel zum vorzugsweise formschlüssigen, seitlichen Verbinden mit weiteren Auflageelementen aufweisen. Die Anschlussmittel können z.B. wie bei einer Schwalbenschwanzverbindung ausgeführt sein. Dadurch lassen sich in einem kleinen Bereich mehrere miteinander verbundene Verbindungselemente besonders präzise positionieren.

[0031] Der Stoppel kann mit dem ersten Abschnitt in den Schraubkanal eingesteckt oder auch in das Schraubkanalrohr eingeschraubt sein. Ein eingesteckter Stoppel ermöglicht eine einfachere Konstruktion und lässt sich beim fertig geformten Betonbauteil einfach herausziehen. Ein eingeschraubter Stoppel kann aus dem fertig geformten Betonbauteil herausgedreht werden und beim nicht eingebauten Verbindungselement nicht herausfallen.

[0032] In einer weiteren alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbindungselementes, in der der Stoppel keinen Verbindungsabschnitt aufweist, ist der Stoppel nur so tief in das Schraubkanalrohr eingeschraubt, dass der zweite Abschnitt vom distalen Ende beabstandet ist. Die nach dem Herausdrehen des Stoppels aus dem Schraubkanal und dem Betonbauteil im Betonkanal zurückbleibende Stufe ist bei einer derartigen Ausführungsform ebenfalls vom distalen Ende beabstandet, sodass der Kopf eines durch den Betonkanal und den Schraubkanal geführten Befestigungselementes nicht am distalen Ende, sondern nur am Betonbauteil anliegt.

[0033] Der Stoppel kann (insbesondere bei allen beschriebenen Ausführungsformen) nach dem Entfernen insbesondere bei neuen Verbindungselementen wiederverwendet werden.

[0034] Im Rahmen der Erfindung kann das Schraubkanalrohr und somit auch der Schraubkanal im Wesentlichen lotrecht zur Auflageebene ausgerichtet sein. Denkbar ist jedoch auch, dass das Schraubkanalrohr und somit auch der Schraubkanal schräg zur Auflageebene ausgerichtet ist und mit dieser einen spitzen Winkel einschließt. Ein derartiger spitzer Winkel ist kleiner als 90° und vorzugsweise größer als 10°, 15° oder sogar 20°. Der spitze Winkel kann insbesondere zwischen 20° und 40°, beispielsweise ca. 30°, betragen. Bei einem schräg verlaufenden Schraubkanalrohr ist beim fertigen Holzverbund auch das Verbindungselement schräg ausgerichtet, sodass dieses Scherbewegungen zwischen dem Betonbauteil und dem darunterliegenden Holzbauteil besser standhalten kann.

[0035] Denkbar ist im Rahmen der Erfindung, dass das Schraubkanalrohr an seinem proximalen Ende einen größeren Innendurchmesser, sowie vorzugsweise einen größeren Außendurchmesser, aufweist, als an seinem distalen Ende. In die dadurch gebildete Ausnehmung kann beispielsweise ein Montagemagnet gesteckt werden. Ein mit einem derartigen Magnet ausgestattetes Verbindungselement haftet an einer aus magnetisierbarem Metall gebildeten Unterschalung an, sodass es beim Einfüllen des flüssigen Betons in die Schalung nicht umfällt, verschoben wird oder auftreibt. Nachdem der Betonkörper ausgehärtet ist und von der Schalung getrennt wird, kann der Magnet wieder entnommen werden.

[0036] Das Verbindungselement kann wenigstens ein Verstärkungselement aufweisen, das vom Auflageelement in Richtung distales Ende und radial vom Schraubkanalrohr weg verläuft, und das Auflageelement und das Schraubkanalrohr verbindet. Derartige Verstärkungselemente verhindern ein Verbiegen oder Umknicken des Schraubkanalrohrs beim Angießen (bzw. Eingießen

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in die Schalung) des flüssigen Betons und beim Aushärten des Betons.

[0037] Die Erfindung betrifft auch einen Verbund umfassend wenigstens einen Stützbauteil (vorzugsweise jedoch mehreren Stützbauteilen), der an einer Unterseite eines Betonbauteils mit diesem verbunden ist. Der Stützbauteil ist vorzugsweise ein Holzbauteil (insbesondere ein Holzträger), weswegen in Folge und in den Ansprüchen der erfindungsgemäße Verbund immer als Verbund aus einem Betonbauteil und wenigstens einem Holzbauteil beschrieben wird. Der Stützbauteil kann im Rahmen der Erfindung aber auch ein anderer Stützbauteil, z.B. ein Metallbauteil (z.B. ein Stahl- oder Aluminiumträger) oder ein Verbundwerkstoffbauteil (z.B. ein Holz-Aluminium-Verbundträger) sein.

[0038] Im Betonbauteil ist wenigstens ein Verbinder mit einem eine Auflageebene bildenden Auflageelement, sowie einem Schraubkanalrohr, das mit einem proximalen Ende an das Auflageelement anschließt und mit einem distalen Ende von diesem weg ragt, angeordnet. Durch das Schraubkanalrohr ist ein durchgehender, bis zur Auflageebene führender, Schraubkanal gebildet, wobei die Auflageebene flächig mit der Unterseite abschließt. Durch den Schraubkanal ist ein Befestigungselement (insbesondere eine Schraube) geführt. Das Befestigungselement ist mit einem Verankerungsabschnitt (insbesondere einem Gewindeabschnitt) im darunter positionierten Holzbauteil verankert (insbesondere eingeschraubt) und liegt mit einem Kopf (insbesondere Schraubenkopf) am distalen Ende und/oder der Stufe im Betonkanal des Betonbauteils an. Dadurch wird der Betonbauteil gegen den Holzbauteil gepresst. Das distale Ende des Schraubkanalrohrs ist zwischen der Oberseite des Betonbauteils und seiner Unterseite angeordnet und von der Oberseite beabstandet. Zwischen der Oberseite und dem distalen Ende ist ein Betonkanal gebildet. Der Kopf des Befestigungselementes ist im Betonkanal aufgenommen und liegt am distalen Ende und/oder einer im Betonkanal ausgebildeten Stufe an. Der Betonkanal weist zumindest zwischen der Stufe und der Oberseite des Betonteils einen Innendurchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs an seinem distalen Ende ist.

[0039] Vorzugsweise ist die Stufe (bevorzugt zumindest 1 mm, insbesondere 2 mm oder mehr) vom distalen Ende beabstandet, sodass der Kopf des Befestigungselementes nur an der Stufe des Betonbauteils, nicht aber am distalen Ende anliegt.

[0040] Der im Verbund verwendete Verbinder ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Verbindungselement gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen, jedoch ohne seinen Stoppel (d.h. von seinem Stoppel befreit).

[0041] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundes aus einem Betonbauteil, der eine Unterseite und eine Oberseite aufweist und wenigstens einen Holzbauteil.

[0042] Beim Herstellen wird in einem Fertigungsschritt der Betonbauteil in einer Schalung, in der wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbindungselement eingelegt ist, gefertigt. Vorzugsweise werden jedoch eine Vielzahl an erfindungsgemäßen Verbindungselementen in die Schalung eingelegt. Werden erfindungsgemäße Verbindungselemente mit einer Ausnehmung für einen Montagemagnet verwendet, können die Verbindungselemente an einer Unterschalung aus magnetisierbarem Metall angeheftet werden, sodass sie beim Einfüllen des unausgehärteten Betons in die Schalung nicht verrutschen oder umfallen.

[0043] In einem Positionierschritt wird der Betonbauteil mit seiner Unterseite auf dem wenigstens einen Holzbauteil (insbesondere auf der Vielzahl an Holzbauteilen, die beispielsweise in einem Gebäude fest verbaut sind) positioniert.

[0044] In einem nach dem Fertigungsschritt und vor oder nach dem Positionierschritt stattfindenden Zwischenschritt wird das Verbindungselement von seinem Stoppel befreit, d.h. der Stoppel wird entfernt (z.B. herausgezogen oder herausgeschraubt). Dadurch wird im Betonbauteil ein die Oberseite mit dem distalen Ende des Schraubkanalrohrs verbindender Betonkanal freigelegt. Der Betonkanal weist einen Innendurchmesser auf, der größer als ein Innendurchmesser des Schraubkanalrohrs an seinem distalen Ende ist.

[0045] In einem (finalen) Verbindungsschritt wird ein Befestigungselement durch den Betonkanal und den Schraubkanal geführt. Das Befestigungselement wird mit seinem Verankerungsabschnitt

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im darunter liegenden Holzbauteil verankert und liegt mit seinem Kopf am distalen Ende und/oder am Betonbauteil (d.h. an der im Betonkanal gebildeten Stufe des Betonbauteils) an. Dadurch wird der Betonbauteil an den Holzbauteil gepresst bzw. mit diesem fest verspannt und verbunden.

[0046] Vorzugsweise weist der Betonbauteil natürlich eine Vielzahl von Betonkanälen und Schraubkanälen auf, da im Fertigungsschritt eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Verbindungselementen in den Betonbauteil eingesetzt wurde. Im Regelfall wird daher im Verbindungsschritt auch eine Vielzahl von Befestigungselementen durch die Vielzahl an Betonkanälen mit daran anschließenden Schraubkanälen geführt und in dem/den darunter liegenden Holzbauteil/en verankert.

[0047] Insbesondere liegt das Befestigungselement bzw. jedes Befestigungselement (direkt oder indirekt, z.B. über eine Beilagscheibe) an der im Betonkanal gebildeten Stufe, und somit direkt am Betonbauteil, an.

[0048] Das erfindungsgemäße Verbindungselement ist insbesondere dafür geeignet bzw. vorgesehen um (vom Stoppel befreit) in dem erfindungsgemäßen Verbund und in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet zu werden bzw. um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es versteht sich, dass Merkmale, die nur zum Verbindungselement beschrieben sind, auch in adäquater Weise beim Verbund und beim Verfahren verwirklicht werden können und umgekehrt.

[0049] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Verbindungselementes und eines erfindungsgemäßen Verbundes unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigt:

[0050] Fig. 1 eine isometrische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbindungselementes, [0051] Fig. 2 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Verbindungselement,

[0052] Fig. 3 das in einen Betonbauteil eingegossene erfindungsgemäße Verbindungselement aus Fig. 1,

[0053] Fig. 4 das eingegossene Verbindungselement aus Fig. 3 mit entferntem Stoppel,

[0054] Fig. 5 das Verbindungselement aus den vorhergehenden Figuren mit entferntem Stoppel in seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verbund, nämlich einem Holzbetonverbund, und

[0055] Fig. 6 einen Schnitt durch das in Fig. 5 dargestellte Verbindungselement bzw. den in Fig. 5 dargestellten Verbund.

[0056] Fig. 1 zeigt eine isometrische Ansicht des erfindungsgemäßen Verbindungselementes 1 und Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Verbindungselement 1, wobei die Schnittebene entlang einer Längsachse L des Verbindungselementes 1 verläuft. In Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Verbindungselement aus Fig. 1 in einem Betonbauteil B eingebettet (d.h. eingegossen) dargestellt.

[0057] Das Verbindungselement 1 weist ein Auflageelement 2 auf, das eine Auflageebene 3 bildet und in der dargestellten Ausführungsform plattenförmig ist sowie eine Dreiecksform mit abgerundeten Ecken aufweist.

[0058] Direkt an das Auflageelement 2 schließt ein Schraubkanalrohr 4 an, das sich entlang der Längsachse L erstreckt und in der dargestellten Ausführungsform lotrecht vom Auflageelement 2 weg ragt bzw. lotrecht zur Auflageebene 3 ausgerichtet ist.

[0059] Das Schraubkanalrohr 4 kann auch schräg zur Aufgegebene 3, insbesondere schräg zum plattenförmigen Auflageelement 2, ausgerichtet sein und mit der Auflageebene 3 einen spitzen Winkel einschließen.

[0060] Das Schraubkanalrohr 4 schließt mit einem proximalen Ende 5 an das Auflageelement 2 an und ragt mit einem distalen Ende 6 vom Auflageelement 2 weg.

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[0061] Durch das Schraubkanalrohr 4 und das Auflageelement 2 führt ein durchgängiger Schraubkanal 7.

[0062] Am distalen Ende 6 des Schraubkanalrohrs 4 ist ein Stoppel 8 angeordnet, der mit einem ersten Abschnitt 9 im Schraubkanal 7 aufgenommen bzw. wie in der dargestellten Ausführungsform lösbar in dem Schraubkanal 7 eingesteckt ist. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann der Stoppel 8 auch lösbar über ein Gewinde und ein entsprechendes Gegengewinde am Schraubkanalrohr 4 in das Schraubkanalrohr 4 eingeschraubt sein.

[0063] Ein Außendurchmesser Ası des ersten Abschnittes 9 ist gleich groß oder kleiner, insbesondere unwesentlich kleiner, als ein Innendurchmesser Irp des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6.

[0064] Der Stoppel 8 weist zusätzlich zum ersten Abschnitt 9 einen zweiten Abschnitt 11 auf. Ein Außendurchmesser As; des zweiten Abschnittes 11 ist größer als der Außendurchmesser Ası des ersten Abschnittes 9.

[0065] In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Abschnitt 9 mit dem zweiten Abschnitt 11 über einen Verbindungsabschnitt 12 verbunden, sodass der erste Abschnitt 9 und der zweite Abschnitt 11 durch den Verbindungsabschnitt 12 (d.h. über die Länge des Verbindungsabschnittes 12) voneinander beabstandet sind. Insbesondere sind, wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, auch das distale Ende 6 des Schraubkanalrohrs 4 und der zweite Abschnitt 11 durch den Verbindungsabschnitt 12 (d.h. über die Länge des Verbindungsabschnittes 12) voneinander beabstandet.

[0066] Der Außendurchmesser As, des zweiten Abschnittes 11 ist größer als ein Außendurchmesser Asv des Verbindungsabschnittes 12. Selbst wenn der Außendurchmesser Asv des Verbindungsabschnittes 12 über die Länge des Verbindungsabschnittes 12 variiert (wobei er in Richtung vom ersten Abschnitt 9 weg zum zweiten Abschnitt 11 hin jedenfalls zunimmt), ist er überall kleiner als der Außendurchmesser As, des zweiten Abschnittes 11.

[0067] Der Außendurchmesser Asv des Verbindungsabschnittes 12 ist in der dargestellten Ausführungsform überdies über seine gesamte Länge größer als der Innendurchmesser Irp des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6.

[0068] In der dargestellten Ausführungsform ist der Außendurchmesser As-+ des ersten Abschnittes 9 im Wesentlichen gleich groß wie der Innendurchmesser Irp des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6, und der Außendurchmesser Asv des Verbindungsabschnittes 12 ist über seine gesamte Länge gleichbleibend groß.

[0069] Der Außendurchmesser As; des zweiten Abschnittes 11 ist in der dargestellten Ausführungsform größer als der Außendurchmesser Ar des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6 und der Außendurchmesser Asv des Verbindungsabschnittes 12 ist im Wesentlichen gleich groß wie der Außendurchmesser Arp des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6.

[0070] Der Stoppel 8 liegt mit dem Verbindungsabschnitt 12 direkt am distalen Ende 6 an.

[0071] Das Schraubkanalrohr 4 weist einen an das proximale Ende 5 anschließenden proximalen Abschnitt 13 mit größerem Durchmesser und einen an das distale Ende 6 anschließenden distalen Abschnitt 14 mit kleinerem Durchmesser auf. Der Innendurchmesser Irp des Schraubkanalrohrs 4 am proximalen Ende 5 ist größer als der Innendurchmesser Irp des Schraubkanalrohrs 4 am distalen Ende 6 (dasselbe gilt auch für die Außendurchmesser der Abschnitte 13, 14). Dadurch ist am proximalen Ende 5 eine Art Ausnehmung, z.B. für die Aufnahme eines Montagemagnets, gebildet.

[0072] Das Verbindungselement 1 weist in der dargestellten Ausführungsform drei rippenförmige Verstärkungselemente 15 auf, die vom Auflageelement 2 in Richtung zum distalen Ende 6 hin und radial vom Schraubkanalrohr 4 weg verlaufen und das Auflageelement 2 und das Schraubkanalrohr 4 verbinden.

[0073] Das Auflageelement 2 weist drei Durchgangsöffnungen 16 auf, durch die nicht dargestellte

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Fixierelemente, wie Schrauben oder Nägel, zum Fixieren des Verbindungselementes 1 an einem Untergrund, insbesondere einer Unterschalung, geführt werden können, falls das Verbindungselement 1 nicht mithilfe eines Montagemagnet (wie oben beschrieben) an der Unterschalung fixiert wird.

[0074] In Fig. 3 ist das Verbindungselement bereits in einem Betonbauteil B eingegossen dargestellt, wobei in Fig. 3 nur ein Verbindungselement 1 in einem kleinen Abschnitt des Betonbauteils B dargestellt ist. In der Regel ist der Betonbauteil B jedoch wesentlich größer und es sind mehrere erfindungsgemäße Verbindungselemente 1 darin eingegossen.

[0075] Die Auflageebene 3 des Verbindungselementes 1 schließt plan mit einer Unterseite 22 des Betonbauteils B ab und der Stoppel 8 ragt mit seinem zweiten Abschnitt 11 zumindest ein kleines Stück über eine Oberseite 23 des ausgehärteten Betonbauteils B hinaus oder schließt im Wesentlichen flächenbündig mit der Oberseite 23 des Betonbauteils B ab.

[0076] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungselement 1 mit der Auflageebene 3 auf einer nicht dargestellten Unterschalung aufliegend an der Unterschalung montiert (z.B. angeschraubt) wird. Diese Unterschalung, z.B. aus Holzplatten, kann als verlorene Schalung dienen und beim Befestigen (z.B. Festschrauben) des Betonbauteils B an den darunter liegenden Holzbauteilen H vom Befestigungselement 18 durchdrungen (z.B. durchschraubt) werden. Statt Holzbauteilen H können auch Stützbauteile aus einem anderen Material, z.B. aus Metall, verwendet werden.

[0077] Fig. 4 zeigt das eingegossene Verbindungselement aus Fig. 3 mit entferntem Stoppel 8. Das vom Stoppel 8 befreite Verbindungselement 1 wird im Rahmen der Erfindung als Verbinder 10 bezeichnet.

[0078] Zum Entfernen des Stoppels 8 wird dieser aus dem Schraubkanalrohr 4 und dem Betonbauteil B, das den Verbindungsabschnitt 12 und teilweise auch den zweiten Abschnitt 11 umschließt, herausgezogen (oder herausgeschraubt). Dadurch bleibt im Betonbauteil B ein von der Oberseite 23 des Betonbauteils B bis zum Schraubkanalrohr 7 führender Betonkanal 24 im Betonbauteil B. Im Betonkanal 24 ist außerdem eine in Richtung der Längsachse L vom distalen Ende 6 des Schraubkanalrohrs 4 beabstandete Stufe 17 ausgebildet.

[0079] In Fig. 5 ist das Verbindungselement 1 aus den Figuren 1 bis 4 mit entferntem Stoppel 8 und in seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verbund, nämlich einem Holzbetonverbund, d.h. in einem Verbund aus einem Betonbauteil B und wenigstens einem darunter (oder daneben oder darüber) angeordneten Holzbauteil H, dargestellt.

[0080] Durch den Schraubkanal 7 ist ein Befestigungselement 18, das einen Kopf 20 aufweist, geführt, das in der dargestellten Ausführungsform eine Schraube mit einem Schraubenkopf ist. Das als Schraube ausgeführte Befestigungselement 18 ist mit einem als Gewindeabschnitt ausgeführten Verankerungsabschnitt 19 im Holzbauteil H verankert (eingeschraubt), und liegt mit seinem Kopf 20 (dem Schraubenkopf) über eine Beilagscheibe 21 an der Stufe 17 an. Durch das feste Verankern (insbesondere Einschrauben) des Befestigungselementes 18 im Holzbauteil H werden der Holbauteil H und der Betonbauteil B fest miteinander verspannt.

[0081] Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den in Fig. 5 dargestellten Verbund bzw. den darin aufgenommenen Verbinder 10 (= das vom Stoppel 8 befreite Verbindungselement 1) und das als Schraube ausgeführte Befestigungselement 18. Die Schnittebene verläuft entlang der Längsachse L des Schraubkanals 7.

A ‚hes AT 527 812 B1 2025-07-15

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Verbindungselement

2 Auflageelement

3 Auflageebene

4 Schraubkanalrohr

5 proximales Ende (Schraubkanalrohr)

6 distales Ende (Schraubkanalrohr)

7 Schraubkanal

8 Stoppel

9 erster Abschnitt (Stoppel)

10 Verbinder

11 zweiter Abschnitt (Stoppel)

12 Verbindungsabschnitt (Stoppel)

13 proximaler Abschnitt

14 distaler Abschnitt

15 Verstärkungselement

16 Durchgangsöffnung

17 Stufe

18 Befestigungselement

19 Verankerungsabschnitt

20 Kopf

21 Beilagscheibe

22 Unterseite (Betonbauteil)

23 Oberseite (Betonbauteil)

24 Betonkanal

L Längsachse

B Betonbauteil

H Holzbauteil

Iko Innendurchmesser Schraubkanalrohr distales Ende Ike Innendurchmesser Schraubkanalrohr proximales Ende Aro Außendurchmesser Schraubkanalrohr distales Ende Ası Außendurchmesser Stoppel erster Abschnitt Asz Außendurchmesser Stoppel zweiter Abschnitt

Asv Außendurchmesser Stoppel Verbindungsabschnitt

Claims (15)

A ‚hes AT 527 812 B1 2025-07-15 Ss N Patentansprüche

1. Verbindungselement (1) für einen Holzbetonverbund, mit einem eine Auflageebene (3) bildenden Auflageelement (2), sowie einem Schraubkanalrohr (4), das mit einem proximalen Ende (5) an das Auflageelement (3) anschließt und mit einem distalen Ende (6) von diesem weg ragt, wobei durch das Schraubkanalrohr (4) ein durchgehender, bis zur Auflageebene (3) führender, Schraubkanal (7) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am distalen Ende (6) des Schraubkanalrohrs (4) ein lösbarer Stoppel (8) angeordnet ist, der einen im Schraubkanal (7) aufgenommenen ersten Abschnitt (9) und einen zweiten Abschnitt (11) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (11) einen Außendurchmesser (As) hat, der größer als ein Innendurchmesser (Irp) des Schraubkanalrohrs (4) am distalen Ende (6) ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser (As2) des zweiten Abschnittes (11) größer als ein Außendurchmesser (Arp) des Schraubkanalrohrs (4) am distalen Ende (6) ist.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (9) vom zweiten Abschnitt (11), sowie vom distalen Ende (6), über einen dazwischen angeordneten Verbindungsabschnitt (12) beabstandet ist, dass ein Außendurchmesser (Asv) des Verbindungsabschnittes (12) im Wesentlichen über seine gesamte Länge kleiner als der Außendurchmesser (As2) des zweiten Abschnittes (11) und größer als der Innendurchmesser (Irp) des Schraubkanalrohrs (4) am distalen Ende (6), insbesondere wenigstens gleich groß wie der Außendurchmesser (Arp) des Schraubkanalrohrs (4) am distalen Ende (6), ist, und dass der Verbindungsabschnitt (12) am distalen Ende (6) anliegt.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (11) am distalen Ende (6) anliegt.

5. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (2) plattenförmig ist und vorzugsweise wenigstens eine vom Schraubkanalrohr (4) radial beabstandete Durchgangsöffnung (17) zum Durchführen eines Fixierungselementes, wie einer Schraube oder einen Nagel, aufweist.

6. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageelement (2) Anschlussmittel zum vorzugsweise formschlüssigen, seitlichen Verbinden mit weiteren Auflageelementen (2) aufweist.

7. VWVerbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (9) in den Schraubkanal (7) eingesteckt oder in das Schraubkanalrohr (4) eingeschraubt ist.

8. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubkanalrohr (4) und somit auch der Schraubkanal (7) im Wesentlichen lotrecht zur Auflageebene (3) ausgerichtet oder schräg zur Auflageebene (3) ausgerichtet sind und mit dieser einen spitzen Winkel einschließen.

9. Verbindungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel zwischen 15° und 90°, insbesondere zwischen 20° und 40°, beträgt.

10. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (Irp), sowie vorzugsweise ein Außendurchmesser, des Schraubkanalrohrs (4) an seinem proximalen Ende (5) größer ist als der Innendurchmesser (Irp) am distalen Ende (6) des Schraubkanalrohrs (4), sodass eine Ausnehmung, insbesondere zur Aufnahme eines Montagemagnets, gebildet ist.

11. Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) wenigstens ein Verstärkungselement (15) aufweist, das vom Auflageelement (2) in Richtung distales Ende (6) und radial vom Schraubkanalrohr (4) weg verläuft, und das das Auflageelement (2) und das Schraubkanalrohr (4) verbindet.

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Ss N

12. Verbund umfassend wenigstens einen Holzbauteil (H), der an einer Unterseite (22) eines Betonbauteils (B) mit diesem verbunden ist, wobei in dem Betonbauteil (B) wenigstens ein Verbinder (10) mit einem eine Auflageebene (3) bildenden Auflageelement (2), sowie einem Schraubkanalrohr (4), das mit einem proximalen Ende (5) an das Auflageelement (3) anschließt und mit einem distalen Ende (6) von diesem weg ragt, angeordnet ist, wobei durch das Schraubkanalrohr (4) ein durchgehender, bis zur Auflageebene (3) führender, Schraubkanal (7) gebildet ist, wobei die Auflageebene (3) flächig mit der Unterseite (22) abschließt, und wobei durch den Schraubkanal (7) ein Befestigungselement (18) geführt ist, das mit einem Verankerungsabschnitt (19) im darunter positionierten Holzbauteil (H) verankert ist und mit einem am distalen Ende (6) und/oder an der im Betonkanal (24) gebildeten Stufe (17) am Betonbauteil (B) anliegenden Kopf (20) den Betonbauteil (B) gegen den Holzbauteil (H) presst, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (6) zwischen einer Oberseite (23) des Betonbauteils (B) und seiner Unterseite (22) angeordnet und von der Oberseite (23) beabstandet ist, dass zwischen der Oberseite (23) und dem distalen Ende (6) ein Betonkanal (24) gebildet ist, der einen Innendurchmesser (IB) aufweist, der größer als ein Innendurchmesser (Irp) des Schraubkanalrohrs (4) an seinem distalen Ende (6) ist, und dass der Kopf (20) des Befestigungselementes (18) im Betonkanal (24) aufgenommen ist und an einer im Betonkanal (24) ausgebildeten Stufe (17) anliegt.

13. Verbund nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe (17) vom distalen Ende (6) beabstandet ist.

14. Verbund nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbinder (10) ein von seinem Stoppel (8) befreites Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.

15. Verfahren zum Herstellen eines Verbundes, aus wenigstens einem Holzbauteil (H) und einem Betonbauteil (B) mit einer Unterseite (22) und einer Oberseite (23), dadurch gekennzeichnet, dass

* in einem Fertigungsschritt der Betonbauteil (B) in einer Schalung, in der wenigstens ein Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 positioniert ist, gefertigt wird,

* in einem Positionierschritt der Betonbauteil (B) mit seiner Unterseite (22) auf dem Holzbauteil (H) positioniert wird,

* in einem nach dem Fertigungsschritt und vor oder nach dem Positionierschritt stattfindenden Zwischenschritt das Verbindungselement (1) von seinem Stoppel (8) befreit und der Stoppel (8) entfernt wird, wodurch im Betonbauteil (B) ein die Oberseite (23) mit dem distalen Ende (6) des Schraubkanalrohrs (4) verbindender Betonkanal (24) freigelegt wird, in dem eine Stufe (17) ausgebildet ist, die von der Oberfläche (23) und vorzugsweise vom distalen Ende (6) beabstandet ist, und

* in einem Verbindungsschritt ein Befestigungselement (18) durch den Betonkanal (24) und den Schraubkanal (7) geführt wird, das mit einem Verankerungsabschnitt (19) im darunter liegenden Holzbauteil (H) verankert wird und mit einem Kopf (20) am distalen Ende (6) und/oder an der im Betonkanal (24) gebildeten Stufe (17) am Betonbauteil (B) anliegt und den Betonbauteil (B) an den Holzbauteil (H) presst.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen