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Prismatisches Verbund-Bauelement
Mauern zur Einfriedung von Grundstücken werden meist aus mehr oder weniger behauenen Natursteinen, Ziegeln oder Kunststeinen errichtet, die durch Mörtel miteinander verbunden werden. Durch Witterungseinflüsse und Nachgiebigkeit des Erdreiches wird jedoch die Haltbarkeit einer solchen Mauer ständig beeinträchtigt, so dass im Laufe der Jahre stets Ausbesserungen grösserer Art vorzunehmen sind.
Mauern aus den angegebenen Steinen oder auch aus Beton, die zum Abstützen von Böschungen dienen, müssen durch möglichst tiefliegende Fundamente frostfrei in den Boden eingelassen werden. Jedoch besteht auch dabei die Gefahr, dass durch nachdrückendes Erdreich hier und dort der Oberteil einer solchen Mauer eingedrückt wird. Auf jeden Fall erfordert die Herstellung solcher Mauern mit Fundament infolge des An- und Aufeinandersetzens der einzelnen Steine bzw. wegen des Aufbaues einer teuren Schalung bei Verwendung von Beton viel Aufwand und ist ebenso wie ihre Instandhaltung mit grossen Kosten verbunden.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, leicht herstellbare, vorzugsweise steinerne Bauelemente zu entwickeln, mit denen bei geringem Aufwand an Zeit und Kosten Mauern und Wände für die angegebenen Zwecke widerstandsfähig erstellt werden können. Dies gelingt gemäss der Erfindung durch die Ausbildung des Bauelementes als Verbundstein, dessen ebene Längsseiten die doppelte Länge der rechtwinkelig dazu verlaufenden ebenen Querseiten besitzen, und bei dem die Flächen auf gegenüberliegenden Stirnseiten einander parallel verlaufen. Dabei bestehen dessen obere und untere Grundfläche aus gegeneinander geneigten Teilflächen, die durch die symmetrisch zur Mittellinie des ein Doppelquadrat zeigenden Querschnittes geneigt verlaufenden Seitenkanten und eine horizontal verlaufende Diagonale jedes Quadrates begrenzt sind.
Hervorgerufen werden die Neigungen dadurch, dass von den drei strahlenförmig von einem Endpunkt der Trennlinie der beiden Quadrate ausgehenden Begrenzungskanten die mittlere die geneigt verlaufende Trennlinie selbst ist, während die beiden andern symmetrisch zur ersten horizontal nach den Seitenkanten der gegenüberliegenden Seitenfläche verlaufen.
Auf diese Weise entstehen infolge der Kongruenz der gegenüberliegenden aufgeteilten Grundflächen Körper, deren vier vertikale Seitenkanten die gleiche Länge besitzen, und die genau passend aufeinandergesetzt werden können, ohne dass eine gegenseitige Verschiebung in horizontaler Ebene möglich ist.
Reihen nebeneinander gesetzter Elemente werden durch gleiche, darüber liegende, um 1800 in horizontaler Richtung gedrehte und um 1/2 Steinlänge versetzte Elemente fest zusammengehalten, so dass bei mehreren in dieser Weise übereinander liegenden Schichten eine absolut feste gegenseitige Verankerung der Steine entsteht und die Herausnahme irgend eines der Steine ohne Zerstörung des ganzen Aufbaues unmöglich ist.
Die erfindungsgemässe Gestalt der Steine gestattet auch die Verankerung in einer rechtwinkelig zur Längsrichtung der Steine abgehenden Richtung, u. zw. allein dadurch, dass bei einer Drehung in horizontaler Ebene eines über einer Steinreihe anzubringenden Steines um 900 dieser mit einer Hälfte genau in
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die entsprechende Hälfte des darunterliegenden Steines hineinpasst.
An Stelle der durch die Kanten hervorgerufenen Vertiefung und Erhöhung können die aneinander grenzenden Teilflächen parabolisch übergehen. Der vorzugsweise aus Betonmasse hergestellte neue Verbundstein kann vorteilhafterweise mit Aussparungen versehen werden, wodurch seine Herstellung, der Transport und seine Verwendung erheblich erleichtert und verbilligt werden.
Nach Aufbau von Mauern aus solchen Steinen können dieseAussparungen oder Hohlräume sämtlich oder nur einige davon durch Beton mit oder ohne Eisenarmierung ausgegossen werden. Zur Errichtung grösserer und längerer Mauern können auch mehrere dieser Bauelemente hintereinander zusammengehend in Form von durchgehenden Elementenleisten hergestellt werden. Diese geben den betreffenden Aufbauten eine noch grössere Stabilität, ohne dass ein Fundament erforderlich ist.
Gegenüber den Betonmauern mit dem tief ins Erdreich hineinreichenden Unterbau besteht dazu noch der weitere Vorteil, dass jegliche Schalung in Fortfall kommt, da die Steine selbst mit ihren Hohlräumen die Schalung darstellen.
Die einzelnen Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen eingehend erläutert.
Fig. 1A zeigt das neue Bauelement in Ansicht, Fig. 1B in Draufsicht von oben, Fig. 1C von der linken Seite und Fig. 1D von rechts. Fig. 2A ist eine perspektivische Darstellung des einzelnen Bauelementes, Fig. 2B ebenfalls, jedoch unter Berücksichtigung von kantigen Aussparungen, Fig. 3A zeigt das mit runden Aussparungen versehene Element in Ansicht, Fig. 3B von oben und Fig. 3C von links. Fig. 4A ist die Vorderansicht einer längeren Elementenleiste, die aus drei oder mehr Einzelelementen entstanden ist, Fig. 4B die Draufsicht. Fig. 5 zeigt die Seitenansicht einer treppenartig beginnenden Mauer. Fig. 6A lässt in Vorderansicht, Fig. 6B in Draufsicht erkennen, wie zwei rechts und links liegende Elementleisten durch eine darüber gelegte Querleiste verbunden werden können.
Die Grundfläche oder Querschnitte eines Vierkantprismas, aus dem sich das neue Bauelement ableiten lässt, setzen sich aus zwei Quadraten mit der Seite a zusammen. In Fig. 2A ist perspektivisch mit strichpunktierten Linien der Ausgangskörper angedeutet. Bezeichnet man die Höhe des Prismas mit b und die vertikale Verkürzung der einzelnen Prismakanten mit c, dann folgt daraus, dass jeder Punkt der oberen Grundfläche von dem entsprechenden Punkt der unteren Grundfläche den Abstand c bis b hat, also auch alle senkrechten Kanten des Bauelementes die gleiche Länge besitzen.
Die Höhe b des Ausgangsprismas kann beliebig gewählt sein, ebenso die Grösse c. Je kleiner die Strecke b-c, d. h. der Abstand der oberen von der unteren Fläche ist, um so schwächer wird das Bauelement und seine Haltbarkeit. In der Regel wird man c etwa als den dritten Teil der Strecke b wählen. In den Fig. 1 - 3 sind die Umrandungen der in der Zeichenebene liegenden Flächen durch kräftigere Linien hervorgehoben.
Aus Fig. 1B ist deutlich ersichtlich, dass sich der Querschnitt jedes Bauelementes aus zwei nebeneinanderliegenden Quadraten mit der Seite a zusammensetzt. Die Neigung der vier Teilflächen an der Ober- und Unterseite jedes Elementes gewährleistet, dass übereinanderliegende Bauelemente gemäss der Erfindung in horizontaler Richtung gegenseitig nicht verschiebbar sind. Es ist dadurch eine Verankerung geschaffen, die stärksten Kräften standhält. Es kann jedoch eine Verschiebung von aufeinandersitzenden Verbundsteinen in schräg aufwärts verlaufender Richtung stattfinden, sofern nicht mehrere Schichten solcher Verbundsteine übereinander liegen und dadurch jeder einzelne Stein praktisch unverrückbar verankert ist.
Eine aus einzelnen Bauelementen oder aus zusammengesetzten Elementenleisten errichtete Mauer (Fig. 5) zeigt an der Oberseite naturgemäss nur die geneigten Flächen. Um einen glatten Abschluss zu bewirken, kann man Teile der Bauelemente herstellen, die eine glatte Oberfläche aufweisen, indem man beispielsweise von dem Bauelement nach Fig. 1A nur den unterhalb oder oberhalb der strichpunktierten Linie d liegenden Teil herstellt. Entsprechend lassen sich auch andere Elementteile fertigen, wenn dies zum Ausfüllen von Lücken od. dgl. erforderlich werden sollte.
Damit Bauelemente dieser Art - ihre Länge wird meist etwa 1/2 m betragen-beim dichten Aneinander-und Aufeinandersetzen nicht verschoben werden, insbesondere sich nicht verklemmen, wird der Mittelsteg an der oberen Grundfläche und auch die entsprechende Einsenkung an der unteren Grundfläche etwas verbreitert abgeflacht, wodurch eine geringe Verschiebungsmöglichkeit für diejenigen Verbundsteine geschaffen ist, die gegen die darunter oder darüber liegenden um eine halbe Steinlänge versetzt sind. Eine dadurch etwa entstehende Fuge zwischen aneinanderliegenden Bauelementen stört die Stabilität nicht, kann sogar zur ornamentalen Wirkung beitragen.
Zur festeren und dauernden Verankerung einer aus Bauelementen der geschilderten Art aufgebauten Mauer oder Wand können die ElementeAussparungen aufweisen, wie dies in der perspektivischen Fig. 2B
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angedeutet ist. In diese Aussparungen kann nach Aufstellung der Elemente Beton eingefüllt und festgestampft werden, wahlweise unter Hinzufügung von Armierungseisen, Fig. 3 zeigt ein Element mit zy- linderförmigenAussparungen, die zweckmässigerweise genau in der Mitte der Quadrate vorgesehen werden. Ein besonderer Vorteil der Aussparung ist auch in der Herabsetzung des Gewichtes zu erblicken.
Die Verbundsteine gemäss der Erfindung können für alle Arten von Mauern oder Erdbefestigungen verwendet werden. Besonders bei lockerem Erdreich gewährleisten die in reibungslosem Arbeitsablauf aneinander und aufeinander zu setzenden Elemente eine stabile Einfassung oder Befestigung, ohne dass dabei Mörtel zur Verbindung verwendet wird und ohne dass es irgend welcher Fundamente bedarf. Das Ineinandergreifen der gegliederten Elementflächen bringt keinerlei Bruchgefahr mit sich. Sollten im Laufe der Zeit Senkungen des Bodens eintreten und die Mauern, die man sinngemäss als flexibel bezeichnen kann, dabei in Mitleidenschaft gezogen werden, dann können die ohne Mörtel aufeinandersitzenden Bauelemente leicht auseinandergenommen und wieder neu aufgebaut und ausgerichtet werden.
Fig. 4 zeigt eine drei Einzelelemente umfassende Längsleiste in Ansicht und von oben. Bei der treppenförmig ansteigenden Mauer gemäss Fig. 5 ist die unterste, in das Erdreich leicht eingesetzte Reihe der Bauelemente aus je drei Elemente umfassenden Längsleisten zusammengesetzt, während darüber die Bauelemente einzeln und gegeneinander versetzt aufgesetzt sind. Die stark gegliederte offene Oberseite der vorspringenden Stufen kann durch Aufsetzen passender Abschlusskörper K mit horizontaler Oberfläche, jedoch erfindungsgemäss gegliederter Unterseite geschlossen werden, wie dies schraffiert angedeutet ist.
Eine besonders zweckmässige Anwendung dieser in mehrteiligen Elementleisten hergestellter Bauelemente liegt vor bei der Überbrückung ungünstiger Bodenverhältnisse, z. B. nachgiebiger oder vertiefter Stellen.
In diesem Fall werden, wie Fig. 6A und B zeigen, seitlich von der zu überbrückenden Stelle rechts und links in Längsrichtung die einzelnen Bauelemente oder auch eine ganze Elementenleiste Ll, L2 auf den Erdboden gesetzt, und über diese seitlichen Elemente werden dann Querleisten L3 abgepasster Länge gelegt, die infolge ihrer erfindungsgemäss geschilderten Oberfläche genau in die Gliederung der darunter liegenden Längselemente hineinpassen. Dadurch wird eine unverrückbare Verankerung der Einzelelemente geschaffen, die aber bei etwa eintretenden weiteren Verschiebungen ohne Schwierigkeiten auseinandergenommen und wieder neu zusammengesetzt werden können. Eine ähnliche Verankerung ist zweckmässig, wenn z. B.
Teile einer oder mehrerer Elementleisten in das Erdreich aufgeschütteter Böschungen eingelassen werden, deren heraustretende Enden dann durch quer aufgesetzte Elementleisten verbunden werden und damit eine sichere Verankerung geben.
Durch Aneinandersetzen zweier in der Horizontalebene gegeneinander längsverdrehter Steine mit ihren korrespondierenden Längsflächen lässt sich eine entweder nach unten gekehrte pyramidenförmige Öffnung oder eine sich nach oben erhebende Vierkant-Pyramide herstellen, was für manche Fundamente sehr zweckmässig sein kann.
Wie oben bereits ausgeführt, können die einzelnen Teilflächen der Grundflächen auch abgerundete Übergänge zueinander aufweisen. Um dies zu erreichen, erhalten zwei aneinandergrenzende Flächenteile die Form einer Paraboloidfläche.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Kanten des Steins, insbesondere die senkrechten, abzurunden, abzuschrägen oder zu verbreitern. Die vorteilhaften Eigenschaften des Verbundsteines werden dadurch nicht beeinträchtigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Prismatisches Verbund-Bauelement, dessen horizontaler Querschnitt ein rechtwinkeliges, aus zwei aneinander liegenden Quadraten bestehendes Rechteck ist, und dessen obere und untere Grundfläche einander kongruent sind und aus mehreren gegeneinander und gegen die Horizontale geneigten Teil-
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1-4-5 bzw. 3-4-6,1-4-6) sind, und dass die Teilflächen durch ihren Schnitt mit den Seitenflächen des Prismas geneigte Teilflächenkanten (1-5,2-5 bzw. 3-6,1-6), die beiden inneren Teilflächen durch ihren Schnitt miteinander eine geneigte Mittelkante (1-4) der Grundfläche ergeben.