DE102011054286B4

DE102011054286B4 - Schalungselement, das aus einem Gemisch von zellulosehaltigen Spänen und einem wärmehärtenden Bindemittel gepresst ist

Info

Publication number: DE102011054286B4
Application number: DE201110054286
Authority: DE
Inventors: Erich Heer
Original assignee: Werzalit GmbH and Co KG
Current assignee: Werzalit GmbH and Co KG
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2031-10-08
Also published as: DE102011054286A1; EP2578773A2; EP2578773A3

Abstract

Schalungselement (100), das eine rechteckige Grundform mit zwei parallelen Längskanten (120) aufweist, wobei die Grundform mindestens ein sich in Längsrichtung (X) und Querrichtung (Y) erstreckendes Segment (110, 110' ...) aufweist, das eine sich in Hochrichtung (Z) erstreckende Auswölbung (A) aufweist, wobei an dem Schalungselement (100) im mittleren Bereich (M) einer jeden Längskante (120) mindestens eine die Längskante (120) in Hochrichtung (Z) einkerbende Ausformung (150, 150') ausgebildet ist, die sich von der Längskante (120) zu der Auswölbung (A) hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalungselement (100) aus einem Gemisch von zellulosehaltigen Spänen und einem wärmehärtenden Bindemittel gepresst ist, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung (150, 150') im Randbereich der Längskante (120) eine sich von unten nach oben in Hochrichtung (Z) erstreckende Struktur aufweist, die eine untere Material-Aussparung (151), einen mittleren Material-Übergangsbereich (152) und einen oberen Material-Anhäufungsbereich (153) umfasst, und dass der obere Material-Anhäufungsbereich (153) ein Volumen aufweist, welches dem von der unteren Material-Aussparung (151) ausgesparten Volumen entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft Schalungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung soll auf ein Schalungselement anwendbar sein, das aus einem Gemisch von zellulosehaltigen Spänen und einem wärmehärtenden Bindemittel gepresst ist.
Es ist an sich bekannt, Schalungselemente oder sonstige Formkörper aus einer span- oder faserförmigen mit Bindemittel versetzten Pressmasse zu fertigen. Allerdings gibt es auch Schalungselemente, die aus reinem Kunststoff gefertigt sind.
Aus der US 2008/0035830 A1 ist ein solches Schalungselement bekannt, das z. B. auch einem Polymer-Kunststoff gefertigt ist. Das dortige Schalungselement (s. 1) weist eine rechteckige Grundform mit zwei parallelen Längskanten und zwei parallelen Querkanten auf, wobei die Grundform mindestens ein sich in Längsrichtung und Querrichtung erstreckendes Segment aufweist, das eine sich in Hochrichtung erstreckende Auswölbung aufweist. An dem Schalungselement ist im mittleren Bereich einer jeden Längskante mindestens eine die Längskante in Hochrichtung einkerbende Ausformung (67) ausgebildet ist, die sich von der Längskante zu der Auswölbung hin erstreckt.
Aus der Druckschrift DE 69 49 026 U ist ein Schalkörper zur Herstellung von Betonrippendecken bekannt. Der Schalkörper stellt ein Schalungselement dar, das aus einem Gemisch von zellulosehaltigen Spänen und einem wärmehärtenden Bindemittel gepresst ist und eine rechteckige Grundform mit zwei parallelen Längskanten aufweist (s. dort 1). Die Grundform ist gerippt ausgebildet, d. h. die Grundform weist mehrere sich in Längsrichtung und Querrichtung erstreckende Segmente auf, die dort als Rippen bezeichnet werden. Jedes Segment weist eine in Hochrichtung erstreckende Auswölbung auf.
Weitere Schalungselemente werden in der FR 2 956 421 A1 , der DE 19 43 614 U , der DE 18 97 158 U oder der DE 19 43 614 U offenbart.
Formkörper, die aus einer span- oder faserförmigen mit Bindemittel versetzten Pressmasse gefertigt sind, werden von der Anmelderin seit Jahren in großer Zahl gefertigt und erfolgreich am Markt vertrieben. In der DE 43 05 999 A1 wird beispielsweise eine Flachpalette beschrieben. In der DE 820 94 21 U1 wird am Beispiel einer Tischplatte das Herstellungsverfahren beschrieben, bei dem ein entsprechender Formkörper einstückig aus einer mit span- oder faserförmigen und mit Bindemittel versetzten Pressmasse gefertigt wird. Dieses Verfahren hat die Anmelderin ständig weiter entwickelt und fortlaufend verbessert. Bei der Pressmasse kann es sich beispielsweise um zerkleinerte Lignocellulose-haltige Teilchen, wie etwa zerkleinerte und getrocknete Holzspanne, Bagassefasern und ähnliches, handeln, denen ein wärmehärtbares Kunstharz, wie z. B. ein Melamin-Harnstoffformaldehyd- oder Phenolformaldehyd-Harz beigemischt ist. Als Fasern können auch Fasergemische von verschiedenen Werkstoffen verwendet werden, denen entsprechende, vorzugsweise organische, Bindemittel zugemischt sind. Zum Herstellen des Formkörpers bzw. des Formteils wird das Gemisch in ein Presswerkzeug mit einer Schichtdicke eingefüllt, die etwa das drei- bis siebenfache des fertigen Formkörpers betragen kann. Durch Einfahren eines Pressstempels wird die Masse gepresst und dabei auf ihr Endmaß hin verdichtet. Die Masse wird dann unter Druck und Temperatureinwirkung (etwa 150°C) ausgehärtet. Es können somit Teile in verschiedensten Größen und Formen hergestellt werden.
Mit dem genannten Verfahren können auch die eingangs genannten Schalungselemente hergestellt werden, insbesondere die aus DE 69 49 026 U bekannten Schalkörper, die eine rechteckige Grundform mit zwei parallelen Längskanten aufweisen, wobei die Grundform mindestens ein sich in Längsrichtung und Querrichtung erstreckendes Segment aufweist, das eine sich in Hochrichtung erstreckende Auswölbung aufweist. Solche Schalungselemente werden bevorzugt beim Bau von Eigenheimen eingesetzt, um eine Verschalung für Kellerdecken aufzubauen, ohne auf Maschinen und Baukränen angewiesen zu sein. Auf der Internetseite http://www.rector.fr/medias/pdf_doc/plaquette-primolight-bd1.pdf werden solche Schalungselemente beworben und angeboten.
Da die Schalungselemente auf der Baustelle unter freiem Himmel verlegt werden, sind sie bis zum Aufbringen des flüssigen Betons Wind und Wetter ausgesetzt. Daher kann Feuchtigkeit (Regenwasser) in das Material eindringen und ein Aufquellen und Verziehen des Materials bewirken, wodurch sich das Schalungselement verformen kann. Insbesondere der Materialverzug, welcher im Mittenbereich des Schalungselementes wirkt (siehe auch 3), kann zu einer lokalen Anhebung der Auflagepunkte für die Moniereisen führen, was schließlich dazu führen kann, dass die Dicke der später aufgetragenen Betonschicht (Deckenstärke) zu gering ist und daher die statische Tragfähigkeit der Decke erheblich reduziert wird.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Schalungselement der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise zu verbessern, so dass einem Materialverzug entgegen gewirkt wird ohne die Grundfunktion und Stabilität des Schalungselementes einzuschränken.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Schalungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Demnach ist an dem Schalungselement im mittleren Bereich einer jeden Längskante mindestens eine die Längskante in Hochrichtung einkerbende Ausformung ausgebildet, die sich von der Längskante zu der Auswölbung hin erstreckt. Somit wird an jeder Längskante des Schalungselementes im Mittenbereich mindestens eine Dehnungskerbe mit lokal wirkender Material-Elastizität geschaffen, die einem evtl. auftretendem Materialverzug, insbesondere einem Aufquellen des Materials, entgegen wirkt. Jedoch führt die einkerbende Ausformung weder zu einer Schwächung der Stabilität des Schalungselementes noch zu einer Undichtheit und damit verbundenen Funktionsbeeinträchtigung des Schalungselementes. Zudem ist die jeweilige Ausformung im Herstellungsverfahren selbst realisierbar, so dass hierfür keine Nachbearbeitung des gefertigten Schalungselementes, wie etwa Sägen oder Einschneiden zwecks Kerbbildung, erforderlich ist.
Erfindungsgemäß weist die mindestens eine einkerbende Ausformung im Randbereich der Längskante eine sich vom unten nach oben in Hochrichtung erstreckende Struktur auf, die eine untere Material-Aussparung, einen mittleren Material-Übergangsbereich und einen oberen Material-Anhäufungsbereich umfasst. Dabei ist vorgesehen, dass der obere Material-Anhäufungsbereich ein Volumen aufweist, welches an das von der unteren Material-Aussparung ausgesparte Volumen so angepasst ist, dass es dem ausgesparten Volumen entspricht. Dadurch wird eine ausgleichende Volumenverschiebung beim Pressvorgang erzielt, die eine besonders zuverlässige Herstellung des Schalungselementes einschließlich der jeweiligen Ausformungen ermöglicht.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines solchen Schalungselementes im Bereich des Hausbaus, wie z. B. beim Bau einer Decke, insbesondere einer Kellerdecke.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche angegeben.
Demnach ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine einkerbende Ausformung (Dehnungskerbe) durch einen bei der Pressung des Gemisches in Hochrichtung versetzten Ausschnitt im Randbereich der Grundform ausgebildet ist. Dadurch kann die Ausformung bereits beim Pressvorgang hergestellt, wobei der versetzte Ausschnitt bewirkt, dass das Material-Gemisch sich zwischen den Presswerkzeugen (Unterteil und Oberteil) optimal ausbreiten und verteilen kann.
Vorzugsweise ist das Schalungselement so dimensioniert, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung sich in Querrichtung zu der Auswölbung hin erstreckt bis zu einem Ausmaß, das 5 bis 50 Prozent der Gesamtbreite der Grundform entspricht. Somit können bereits kleine Ausformungen ausreichen, um den Materialverzug zu eliminieren oder zumindest deutlich einzuschränken.
Auch ist das Schalungselement vorzugsweise so gestaltet, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung einen wulstförmigen in Querrichtung verlaufenden Abschnitt aufweist, dessen wulstförmige Ausprägung zu der Auswölbung hin abflacht. Es treten somit keine abrupten Änderungen in der Materialstärke auf, was wiederum der Stabilität des Schalungselementes zu Gute kommt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der obere Material-Anhäufungsbereich nasenförmig ausgestaltet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalungselementes;
2 eine Seitenansicht des Schalungselementes;
3 veranschaulicht den durch die Erfindung vermiedenen Materialverzug und das damit einhergehende Problem einer Verformung des Schalungselementes;
4a und 4b zeigen in räumlichen Detailansichten die Struktur der vorgesehenen Ausformungen;
5 zeigt im Detail in einer ersten Querschnittsansicht (Längsrichtung) die Struktur der im Randbereich bzw. an der Längskante vorgesehenen Ausformung; und
6 zeigt im Detail in einer zweiten Querschnittsansicht (Querrichtung) die Struktur der Ausformung.
Die 1 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht von schräg oben den Aufbau eines erfindungsgemäßen Schalungselementes 100, das einen rechteckförmigen Grundkörper mit einer Länge L von etwa 1,50 m und mit einer Breite B von etwa 55 cm aufweist. Der Grundkörper ist segmentiert aufgebaut und umfasst beispielsweise vier Segmente 110 bis 110''', die sich in Längsrichtung X aneinander reihen. Wie auch die 2 zeigt, weist jedes Segment eine nach oben in Hochrichtung Z sich erstreckende Auswölbung A (Gewölbe) auf, die eine Höhe H von 5 cm bis 30 cm hat. An den beiden Längskanten 120 des Schalungselementes 100 sind mehrere Ausformungen 150 und 150' bzw. Dehnungskerben vorgesehen, die einem Materialverzug entgegen wirken. Die Ausformungen sind vorzugsweise im mittleren Bereich M vorgesehen, der bei dem gezeigten Schalungselement etwa 50 cm lang ist und sich somit von der Mitte ausgesehen zu jeweils 25 cm nach links und rechts in Längsrichtung X erstreckt.
Anhand der 3 soll das durch die Erfindung gelöste Problem des Materialverzugs erläutert werden:
Es hat sich gezeigt, dass durch Feuchtigkeit, die in das Material des Schalungselementes 100 eindringt, das Material sich erheblich verziehen bzw. verformen kann. Insbesondere wurde festgestellt, dass der Mittenbereich des Schalungselementes sich um mehrere Zentimeter (bis etwa 2 cm) anheben kann. Das wiederum führt zu einer Anhebung der Auflagepunkte 130 für das Moniereisen und ebenfalls zur Anhebung der mittleren Segmente 110' und 110''. Dadurch kann im mittleren Bereich des Schalungselementes nicht mehr sichergestellt werden, dass die spätere Betondecke eine ausreichende Stärke aufweist, um die statischen Anforderungen zu erfüllen.
Eine vorteilhafte Lösung schaffen die an Längskanten vorgesehenen Ausformungen 150 und 150', die nun weiter anhand der 4a und 4b beschrieben werden:
Wie in diesen Figuren zu sehen ist, beginnt eine jede Ausformung 150 am Rand der Längskante 120 und verläuft dann als wulstförmiges Gebilde in Querrichtung bis zu einer gewissen Länge T, wobei die wulstförmige Ausprägung am Ende abgeflacht ist. Am Anfang, d. h. am Randbereich, ist die wulstförmige Ausprägung am stärksten ausgeprägt, indem die Ausformung einen oberen nasenförmigen Teilbereich 153 aufweist, dessen Volumen in etwa der darunter befindlichen Material-Aussparung 151 entspricht. Somit besteht ein sich in Hochrichtung erstreckender Versatz, der zwar eine gewisse lokale Schwächung des Randbereichs bewirkt und damit eine Elastizität zur Aufnahme von Materialverzug, der aber keine(n) durchgehende(n) Lücke bzw. Spalt hinterlässt und somit keine Durchlassmöglichkeit für den auf das Schalungselement aufzubringenden Beton.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die jeweilige Ausformung 150 direkt während des Pressvorgangs ausgebildet werden kann; eine nachfolgende Materialbearbeitung, wie z. B. Ausfräsen eines Spaltes oder dergleichen, ist nicht erforderlich.
Aufgrund der Abstimmung der Volumen (untere Aussparung 151 und oberer Wulst 153) kann sich das Material beim Pressvorgang ohne Überverdichtung (oder „mit korrektem Pressdruck”), optimal in der Pressform verteilen.
Die jeweilige Ausformung 150 hat einen länglichen wulstförmigen Abschnitt 154, der in Querrichtung verläuft und zu seinem Ende hin abflacht. Dadurch wird ein harmonischer Übergang zwischen der Ausformung 150 und dem jeweiligen Segment 110' geschaffen, was wiederum bewirkt, dass abrupte Knicke im Material vermieden werden. Somit bleibt die Grundstabilität des Schalungselementes erhalten.
Die 5 zeigt im Detail den Aufbau der Ausformung 150 in einem Querschnitt entlang der Längskante 120. Passend dazu zeigt die 6 in einem Querschnitt entlang der Querachse den Aufbau bzw. die Struktur der Ausformung 150. Wie insbesondere anhand der 5 zu sehen ist, besteht zwischen der unteren Material-Aussparung 151 und dem oberen Material-Anhäufungsbereich 153 an beiden Übergängen jeweils ein mittlerer Material-Übergangsbereich 152, der quasi einem stegförmigen Bereich von wenigen Millimetern (etwa 2 mm) entspricht. Dadurch bleibt die Schalungsfunktion des Schalungselementes vollständig erhalten.
Die hier beschriebenen Ausformungen werden vorzugsweise im Mittenbereich M des Schalungselementes 100 (siehe 1) ausgebildet. Dadurch, dass das hier vorgeschlagene Schalungselement 100 resistent gegen Materialverzug ist, kann die Materialstärke verringert werden, von z. B. 7–8 mm auf etwa 5 mm.
Bezugszeichenliste

100: Schalungselement (rechteckförmig)
110, 110' ...: Segmente (jeweils mit Auswölbung A)
120: Längskante
130: Auflagepunkte für die Moniereisen
L, B, H: Länge, Breite bzw. Höhe des Schalungselements
X, Y, Z: Längs-, Quer- bzw. Hochrichtung
M: Mittenbereich des Schalungselements
D: Materialverzug im Mittenbereich
150, 150': Ausformung(en) zum Eliminieren des Materialverzugs
151: untere Material-Aussparung
152: mittlerer Material-Übergangsbereich
152: obere Material-Anhäufung (nasen- bzw. wulstförmig)
154: wulstförmiger Teilbereich mit Länge T

Claims

Schalungselement (100), das eine rechteckige Grundform mit zwei parallelen Längskanten (120) aufweist, wobei die Grundform mindestens ein sich in Längsrichtung (X) und Querrichtung (Y) erstreckendes Segment (110, 110' ...) aufweist, das eine sich in Hochrichtung (Z) erstreckende Auswölbung (A) aufweist, wobei an dem Schalungselement (100) im mittleren Bereich (M) einer jeden Längskante (120) mindestens eine die Längskante (120) in Hochrichtung (Z) einkerbende Ausformung (150, 150') ausgebildet ist, die sich von der Längskante (120) zu der Auswölbung (A) hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalungselement (100) aus einem Gemisch von zellulosehaltigen Spänen und einem wärmehärtenden Bindemittel gepresst ist, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung (150, 150') im Randbereich der Längskante (120) eine sich von unten nach oben in Hochrichtung (Z) erstreckende Struktur aufweist, die eine untere Material-Aussparung (151), einen mittleren Material-Übergangsbereich (152) und einen oberen Material-Anhäufungsbereich (153) umfasst, und dass der obere Material-Anhäufungsbereich (153) ein Volumen aufweist, welches dem von der unteren Material-Aussparung (151) ausgesparten Volumen entspricht.
Schalungselement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung (150, 150') durch einen bei der Pressung des Gemisches in Hochrichtung (Z) versetzten Ausschnitt im Randbereich der Grundform ausgebildet ist.
Schalungselement (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung (150, 150') einen wulstförmigen in Querrichtung (Y) verlaufenden Abschnitt (154) aufweist, dessen wulstförmige Ausprägung zu der Auswölbung (A) hin abflacht.
Schalungselement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine einkerbende Ausformung (150, 150') ein Ausmaß (T) aufweist, das 5 bis 50 Prozent der Gesamtbreite (B) der Grundform entspricht.
Schalungselement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Material-Anhäufungsbereich (153) nasenförmig ausgestaltet ist.
Schalungselement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (M) des Schalungselementes zwischen 20% und 70% der Gesamtlänge des Schalungselementes umfasst.
Verwendung eines Schalungselements (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche im Bereich des Hausbaus zum Bau einer Decke, insbesondere Kellerdecke.