DE19533501C1 - Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein langgestrecktes, hohles Bauelement mit einem über die gesam­ te Länge unverändert bleibenden Querschnitt, das auf Biegung oder Druck beansprucht werden kann. Es kann als Pfeiler oder Träger in der Bautechnik eingesetzt werden.

Für tragende Bauwerke in der Bautechnik werden im allgemeinen Bauteile aus Holz Leichtmetall, Stahl oder Stahlbeton verwendet. Diese Bauteile können massiv oder als Hohlprofile ausgebildet sein.

Die Bauteile aus Leichtmetall, Stahl und Stahlbeton erfordern bei der Herstellung einen großen Energieeinsatz und sind bei einem späteren Abriß einer besonderen Behandlung für die Verwertung oder Entsorgung zuzuführen.

Bauteile aus Holz, die seit langem in der Bautechnik verwendet werden, sind bei entspre­ chender Dimensionierung oder entsprechender Verarbeitung, etwa als geleimtes Schicht­ holz, auch für höher Belastungen einsetzbar. Die Ressourcen an Holz sind aber begrenzt, insbesondere für Balken größeren Querschnitts.

Die Begrenztheit der Rohstoffe, der hohe Energieeinsatz und die Probleme bei der Ent­ sorgung betreffen ebenso Bauteile aus Kunststoffprofilen.

Es sind Bauelemente bekannt, die, um den Materialeinsatz zu optimieren, aus verschie­ denen Werkstoffschichten bestehen. In der DE OS 24 51 526 ist ein solches Bauelement vorgeschlagen, bei dem auf einem Pappkern mehrere Schichten Glasfasern und eine Kunststoffbeschichtung aufgebracht ist. Der Pappkern dient dabei, wie bei Laminaten bekannt, lediglich als Form.

In der USA-Patentschrift 52 45 813 ist ein Bauträger beschrieben, der aus einem Kern mit einer Vielzahl von Umhüllungen aus schrumpffähigen Material besteht und bei dem in einer Ausführungsform sich Zwischenlagen aus Fasermaterial zwischen einzelnen Lagen des schrumpffähigen Materials befinden. Nach dem Wickeln wird der Wickelkörper einer Wärmebehandlung unterzogen, in deren Ergebnis ein kompakter Bauträger entsteht.

Der Bauträger nach der USA-Patentschrift 52 45 813 hat den Nachteil, daß der Quer­ schnitt des durch das Schrumpfen entstehenden Bauelements über die Länge des Trägers nicht konstant ist und auch die Festigkeitseigenschaften wegen der mit dem Schrumpfen zu erwartenden Unstetigkeiten über die Länge des Trägers schwanken. Darüber hinaus erfordert die Herstellung (speziell die Wärmebehandlung) einen hohen Energieaufwand.

Aus der DE-AS 11 91 540 ist ein stabförmiges Bauelement aus verklebten Holzröhren bekannt, bei dem die zwischen den Röhren befindlichen Räume mit einer Klebmasse aus­ gefüllt sind. Das stabförmige Bauelement kann einen inneren, mit Kunststoff- oder Alu­ miniumfolie ausgekleideten Hohlraum aufweisen, der mit Querscheiben ausgesteift ist. Die untere Hälfte des Bauelements wird durch Einlegen der Holzröhren in eine Unter­ form und anschließendem Verkleben der Rohre hergestellt. Die obere Hälfte wird dann gleichermaßen aufgebaut. Die äußere Hülle wird durch Umwickeln mit einem Folienband hergestellt.

Die nach der DE-AS 11 91 540 hergestellten Bauelemente haben den Nachteil, daß die Herstellung nur mit hohem manuellen Aufwand verbunden ist und hohlprofilförmige Tragelemente auf diese Weise nicht herstellbar sind.

Weiterhin sind seit längerem Rohre aus gewickelten Papierbahnen bekannt. Diese werden als Hülsen, Spindeln oder Kerne für zu wickelndes Gut wie Bodenbeläge, Garne usw. verwendet. Sie besitzen dafür eine ausreichende Festigkeit durch entsprechende Verleimung, sind aber aufgrund ihrer streuenden Festigkeitseigenschaften für eine Verwendung im Bauwesen nicht geeignet.

Bekannt ist ebenfalls die Verwendung von Papprohren als "verlorene Form" für das Gießen von Betonstützen oder Säulen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein hohlprofilförmiges Tragelement aus im wesentlichen nachwachsenden Rohstoffen bzw. Restmaterialien davon oder Abfallmaterial zu schaffen, das eine ausreichende Festigkeit und Beständigkeit besitzt, in Größe und Tragfähigkeit variabel herstellbar und einfach wiederverwertbar und entsorgbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß bei einem hohlprofilförmigen Tragelement aus schichtförmig umeinander gewickelten und miteinander verbundenen Lagen eines flächigen Werkstoffs dadurch, daß die Wandung aus einer Vielzahl von Lagen aus Papier besteht, die Lagen aus Bahnen, die überlappend wendelförmig gewickelt sind, bestehen, die Lagen mit wasserfestem Kleber verbunden sind und der Querschnitt des Tragelements über die gesamte Länge gleich ist.

Mit dieser Erfindung ist ein belastbares rohrförmiges Bauelement aus Papier geschaffen, das auf bekannten Wickelmaschinen in endlosen Längen günstig herstellbar ist. Die Ab­ maße sind leicht durch den Wickelkern und die Festigkeit durch die Anzahl und das Ma­ terial der Lagen zu variieren. Durch die Verwendung von natürlichen Faserstoffen als Material für das Tragelement erfolgt gegenüber herkömmlichen Materialien (Stahl, Be­ ton, Stahlbeton, Leichtmetall) eine Reduzierung der Eigenmasse und/oder eine Senkung der Werkstoffkosten.

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. Beson­ ders die Ausführung nach Anspruch 4 erbringt höhere Festigkeiten bei geringem Gewicht und ist somit auch als Träger besonders geeignet.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Fig. 1 zeigt eine rohrförmige Stütze in der Seitenansicht im Schnitt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht mit mehreren koaxialen Rohren.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht mit mehreren achsparallelen Rohren.

Die Wandung des Rohres (Fig. 1) besteht aus einer Vielzahl von Lagen aus wendelför­ mig gewickelten Bahnen. Diese überlappen sich und die Überlappungen jeder Schicht sind gegeneinander versetzt. Damit wird eine relativ gleichmäßige Struktur erzeugt. Die Bahnen sind mit einem Kunstharzkleber verleimt. Sie bestehen aus Papier mit z. B. einer Dicke von 0,2-1,0 mm und einer Breite von 70-150 mm. Das Papier kann aus wieder­ aufbereitetem Altpapier oder anderen Fasern pflanzlicher Herkunft bestehen, wobei auch diese aus Rest und Abfallstoffen anderer Nutzungen gewonnen werden können. Mehrere mit radialem Abstand eingebrachte Bahnen mit den gleichen Abmessungen sind aus ei­ nem Glasfasergewebe (Roving) gefertigt. Ein Rohr mit einem Außendurchmesser 100 mm kann eine Wandstärke von etwa 20 mm besitzen. Die Rohrwandung besteht dabei aus bis zu 100 Lagen, wobei das Material aus 80% Altpapier, 15% Glasfasern und 5% Kunstharz zusammengesetzt ist. Dieses Rohr ist als Stütze oder Träger für mittlere Bela­ stungen einsetzbar.

Gemäß Fig. 2 sind zwei Tragelemente, bei denen der Außendurchmesser des kleineren etwa dem Innendurchmesser des größeren Tragelementes entspricht, koaxial ineinander geschoben und verleimt. Mit diesem Lösungsprinzip können große Wandstärken erzielt werden. Ein so hergestellter Träger ist für höheren Belastungen einsetzbar.

Die Anordnung entsprechend Fig. 3, bei der in ein Tragelement mit großem Durchmesser mehrere Tragelemente mit kleineren Durchmesser achsparallel eingeschoben und gege­ benenfalls verklebt werden, ist besonders für Tragelemente größeren Durchmessers ge­ eignet. Es besitzt dadurch eine hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht. Die kleineren Tragelemente sind unter leichtem Druck in das große Tragelement eingepreßt. Eine zu­ sätzliche Verbindung ist durch vorheriges Aufbringen von Kunstharzkleber möglich.

Das Tragelement kann zum Erzielen besonderer Eigenschaften besonderen Behandlun­ gen unterzogen werden. So kann das Tragelement mit einer isolierenden Masse wie Iso­ flock ausgefüllt sein.

Bei der Verwendung als Pfeiler kann das Tragelement mit einer tragfähigen Baumasse wie Lehm- oder Tonmischungen ausgefüllt sein.

Die Außenwand des Tragelementes kann mit wasserfesten oder feuerhemmenden Stoffen wie Kunstharz, Wasserglas, Borsalzlösungen o. ä. getränkt oder beschichtet sein.

Claims (5)

1. Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik, bestehend aus schichtförmig um­ einander gewickelten und miteinander verbundenen Lagen eines flächigen Werkstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Wandung aus einer Vielzahl von Lagen aus Papier besteht,
• - die Lagen aus Bahnen, die überlappend wendelförmig gewickelt sind, bestehen,
• - die Lagen mit wasserfestem Kleber verbunden sind,
• - der Querschnitt des Tragelements über die gesamte Länge gleich ist.

2. Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen mehreren Lagen aus Papier jeweils eine Lage Gewebe, be­ stehend aus Naturfasern oder künstlichen Fasern, angeordnet ist.

3. Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Tragelemente entsprechenden Durch­ messers koaxial ineinander geschoben und verklebt sind.

4. Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Tragelement größeren Durchmessers drei oder mehr Tragelemente mit kleineren Durchmesser nebeneinander angeordnet sind.

5. Hohlprofilförmiges Tragelement für die Bautechnik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Tragelementes mit wasserfesten oder feuerhemmenden Stoffen wie Kunstharz, Wasserglas, Borsalzlösungen o. ä. getränkt oder beschichtet ist.