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Die Erfindung betrifft einen Mauerstein zum Bauen von erdbebensicheren Mauerwerken insbesondere für Gebäude, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Derartige Mauersteine als Natur- oder Kunststeine insbesondere in Quaderform sind seit sehr langer Zeit bekannt und werden zum Bauen einer Mauer versetzt neben- und übereinander gelegt, wobei zur luftdichten fugenlosen Verbindung zwischen den Mauersteinen in der Regel Mörtel eingebracht wird – mit Ausnahme im Trockenbau. Nachteil ist jedoch, dass derartige Mauerwerke schon bei leichteren Erdbeben zum Einstürzen neigen und dadurch bei Mensch und Tier zu Verletzungen oder dem gar dem Tode führen können.
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Natürlich sind bereits Bauwerke bekannt, die eine gewisse Standhaftigkeit bei schwächeren Erdbeben aufweisen, so z. B. der Fachwerkbau, Holzbau, ggfs. Modulbau oder aber Bauwerke mit Gelenken, Lagern, Dämpfern oder Gegengewichten. Nachteil dieser Bauwerke ist jedoch, die Herstellung der Einzelkomponenten und/oder des Gesamtbauwerks relativ teuer sind und dass diese Bauwerke nicht den gehobenen Wohnkomfort einer Langlebigkeit, konstanten Wärme, Feuerfestigkeit und Einbruchsicherheit etc. bieten können wie Bauwerke mit Mauern aus Natur- oder Kunststeinen.
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Auch sind reine Mauerwerke z. B. aus der
EP 1612341 A1 bekannt, die ebenfalls eine gewisse Standhaftigkeit bei schwächeren Erdbeben aufweisen, was durch Verbindungsprinzipien wie Loch-Bolzen, in anderen Fällen auch wie Nut-Feder zwischen vertikal oder in anderen Fällen auch horizontal benachbarten Mauersteinen erreicht wird.
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Die Mauerwerke nach dem Stand der Technik haben jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass die damit aufgebauten Bauwerke bei verbundenen Mauersteinen entweder zu starr oder aber zu flexibel sind und damit bei einem Erdbeben zum Einsturz neigen, mit unerwünschten Folgen für Mensch, Tier und Güter.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Mauerstein zum Bauen von erdbebensicheren Mauerwerken insbesondere für Gebäude derart weiter zu entwickeln, dass der Mauerstein sehr einfach, schnell und kostengünstig herstellbar ist und mit diesem ein Mauerwerk ebenfalls einfach, schnell und kostengünstig sowie möglichst widerstandsfähig auch gegen stärkere Erdbeben bauen zu können.
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Zur Lösung dieser Aufgaben dienen die Merkmale des unabhängigen Patentanspruches 1, wobei vorteilhafte Ausführungsformen Gegenstand der abhängigen Ansprüche sind.
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Wesentliches Merkmal ist, dass der Mauerstein sowie deren Vorder- und Rückseite L-förmig mit insbesondere zwei etwa gleich langen L-Schenkeln ausgebildet ist und zwischen den Seitenflächen mindestens ein horizontales Durchgangsloch vorhanden ist und zwischen der Boden- und Deckseite mindestens ein vertikales Durchgangsloch vorhanden ist.
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Vorteil dabei ist, dass durch die L-Form der Mauersteine der Mauerverband extrem stabil gegen Verschieben in Breitenrichtung der Mauersteine ist und durch die horizontal und vertikal verlaufenen Durchgangslöcher der Mauersteine in Breiten- und Höhenrichtung jeweils relativ flexible Stabilisierungsstangen gesteckt werden können, so dass der Mauerverband stabil aber flexibel gegen Verschieben insbesondere in Tiefenrichtung der Mauersteine ist. Hierdurch fällt ein Bauwerk nicht so ohne Weiteres zusammen, da zum einen ein Verrutschen oder Brechen der L-förmigen Mauersteine in Breitenrichtung durch Formschluss verhindert bzw. vermindert wird, zum anderen ein unzulässiges Neigen der Mauer in Tiefenrichtung durch die durch die horizontalen und vertikalen Durchgangslöcher hindurchgehenden flexiblen Stabilisierungsstangen verhindert bzw. vermindert wird.
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Bevorzugt ist, dass die Vorder- und Rückseite im Wesentlichen frei von Durchbrüchen ist, so das ein nachträgliches Schließen der Vorder- und Rückseite nach dem Mauerbau z. B. durch Verputzen nicht nötig ist.
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Bevorzugt ist weiter, dass das horizontale zum vertikalen Durchgangsloch versetzt angeordnet ist und diese untereinander keine Verbindung aufweisen, so dass ein vertikales und/oder horizontales Einstecken der Stabilisierungsstangen in diese Durchgangslöcher problemlos ohne Kollisionen möglich ist.
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Bevorzugt ist weiter, dass in jeder der Flächen (außer der L-förmigen Vorder- und Rückseite) des L-förmigen Mauersteines mindestens ein Durchgangsloch vorhanden ist, also in allen übrigen 5 Seitenflächen, nämlich der rechteckförmigen Seitenfläche, den dieser gegenüberliegenden 2 quadratischen Seitenflächen, sowie der rechteckförmigen Unterseite und den dieser gegenüberliegenden 2 quadratischen Oberseiten.
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Weiterhin wird bevorzugt, dass in jeder der zuvor genannten Teilflächen je 2 Stück Durchgangslöcher und in den zuvor genannten Vollflächen je 4 Stück Durchgangslöcher vorhanden sind.
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Weiterhin wird bevorzugt, dass die Durchgangslöcher der Seitenflächen etwa mittig auf der Symmetriemittenlinie liegen, wohingegen die Durchgangslöcher der Deck- und Bodenflächen eben nicht auf dieser Symmetriemittenlinie liegen, sondern versetzt daneben.
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Zusammenfassend können die Durchgangslöcher der jeweiligen Teilflächen angeordnet sein, wie die Augen auf einem Spielwürfel, wobei aber vorteilhaft die Durchgangslöcher der Seitenflächen zu den Durchgangslöchern der Deck- und Bodenflächen versetzt und verbindungslos zueinander angeordnet sind.
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Natürlich können auch mehr als 6 Durchgangslöcher pro Teilfläche vorgesehen sein, vorteilhaft sind aber lediglich 2 Durchgangslöcher pro Teilfläche und 4 pro Vollfläche.
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Die Durchgangslöcher sind bevorzugt im Querschnitt kreisrund, können aber auch ellipsenförmig oder polygonal, z. B. dreieckig oder viereckig sein. Der Durchmesser bzw. die lichte Weite der Durchgangslöcher liegt bei 10–30 mm.
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Der insbesondere in glatten Kunststoffformen gegossene Baustein weist insbesondere folgende Eigenschaften auf:
Größe: 40 × 40 × 20 cm. Die Stufung ist in den Flächen: 20 × 20 × 20 cm.
Größe: 20 × 20 × 10 cm. Die Stufung ist in den Flächen: 10 × 10 × 10 cm.
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Diese L-Steine werden für den Mauerbau ergänzt durch:
Quaderstein: 40 × 20 × 20 cm oder 20 × 10 × 10 cm.
Würfelstein: 20 × 20 × 20 cm oder 10 × 10 × 10 cm.
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Die Maße sind variabel, können größer oder kleiner sein.
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Der Stein hebt sich durch seine L-Form und der Lochanordnung gegenüber anderen Bausteinen hervor. Dazu zählen auch die Quader und Würfel, welche die identischen Lochabstände aufweisen.
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Die diagonalen und vertikalen Löcher im Stein sind alle durchlaufend. Ihre Durchmesser von 10 bis 30 mm.
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Diese Löcher dienen dazu, von oben und seitlich Stangen aus Stahl, Kunststoff oder Bambus zu stecken, die dann zur Mauerstabilität führen.
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Dies verleiht der Wand eine hohe Stabilität, ohne mit Mörtel starr verklebt zu sein.
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Durch dieses Stecksystem lässt sich einfach eine Mauer zusammensetzen.
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Wichtig dabei ist, dass das Fundament eben mit Wasserwaage vermessen ist. Diese Bauart verhindert ein Brechen und Zusammenfallen bei starken Erdbewegungen.
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Der Stein selbst kann in herkömmlichen Gießverfahren aus Zement-Sand, aus Ton gebrannt, oder Gasbeton hergestellt werden.
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Andere Materialien: Jede Sandart, Vulkanaschen, Sandgemisch mit Perlite, sogar Holzsägemehl für eine stabile Holzwand (nicht brennbar) und verschiedene Perlite Arten oder Reisspreu. Diese Materialien können im Verbund mit einem wässrigen Bindemittel, ohne Zement oder Kalk gefertigt werden.
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Es gibt dabei Variationen von sehr hartem Stein bis sehr leichtem Material mit hohem Isolierwert.
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Von außen und innen können die Steine mit normalem Mörtel oder Innenputzarten verputzt werden.
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Durch seine fugenlose Bauweise kann optisch gesehen diese Steinwand auch Natur belassen werden.
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Jeder Stein kann in verschiedenen Farbtönen durch Beimischung von Farbpigmenten hergestellt werden, vorausgesetzt, das Ausgangsmaterial ist hell.
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Die Maueroberfläche kann durch die verschiedenen Materialien rau oder spiegelglatt erscheinen.
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Ein Einfamilienhaus wäre theoretisch wieder ab- und an anderer Stelle wieder aufbaubar.
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Die anliegenden Figuren stellen eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
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Es zeigt:
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1: Perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Mauersteins von rechts-vorne-oben;
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2: Perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Mauersteins nach 1 von links-hinten-oben;
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3: Perspektivische Darstellung eines ersten Mauerteils aus den erfindungsgemäßen Mauersteinen nach 1 und 2, von innen;
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4: Perspektivische Darstellung eines zweiten Mauerteils aus den erfindungsgemäßen Mauersteinen nach 1 und 2, von außen;
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5: Perspektivische Darstellung eines quaderförmigen Mauersteins zur Ergänzung des Mauerteils nach 3 und 4;
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6: Perspektivische Darstellung eines würfelförmigen Mauersteins zur Ergänzung des Mauerteils nach 3 und 4.
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1 und 2 zeigen den erfindungsgemäßen Mauerstein 1 mit einer Vorderfläche 2, einer Rückfläche 3, einer Deckfläche 4, einer Bodenfläche 5, zwei Seitenflächen 6, 7, sowie mit vertikalen 8 und horizontalen Durchgangslöchern 9.
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In 1 und 2 ist zu erkennen, dass die Durchgangslöcher 8 der Seitenflächen 6, 7a, 7b etwa mittig auf der Symmetriemittenlinie 15 liegen, wohingegen die Durchgangslöcher 9 der Deck- und Bodenflächen 4a, 4b, 5 versetzt neben dieser Symmetriemittenlinie 15 liegen.
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In 3 und 4 ist nun eine aus den L-Mauersteinen 1 der 1 und 2 sowie den quaderförmigen Mauersteinen 12 (rechteckförmig 12a und quadratisch 12b) der 5 und 6 teilerrichtete Mauer 16 dargestellt.
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Ein Verfahren zum Errichten einer Mauer 16 durch L-Mauersteine 1 sowie wenige der quaderförmigen Mauersteine 12 nach den 5 und 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einem etwa ebenen Fundament 17 die Mauersteine 1 mit den L-förmigen Vorder- 2 und Rückseiten 3 als Außen- bzw. Innenfläche der Mauer 16 punkt- und spiegelsymmetrisch zueinander neben- und aufeinander, insbesondere ohne Mörtelzwischenschichten, angeordnet werden und Stangen 10, 11 insbesondere aus Stahl, Kunststoff oder Bambus zwischendurch vor oder abschließend nach Fertigstellung der Mauer 16 in die Durchgangslöcher 8, 9 in Steckrichtungen 13, 14 gesteckt werden, so dass jeweils 2 Stück oder mehr Mauersteine 1 durch die Stangen 10, 11 verbunden werden.
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Die Maße des Würfels 12b entspricht genau dem des L-Ausschnitts zwischen den Teilflächen 4b und 7a des L-Mauersteines 1.
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Bei den Quadern 12a ist es anders. Durch verschiedene Längen kann z. B. ein Tür oder Fenstersturz in die Mauer 16 eingelegt werden. Die waagerechten und senkrechten Löcher 8, 9 bleiben aber entsprechend der anderen Steine 1, 12b gleich.
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Die quaderförmigen Mauersteine 12 der 5 und 6 können übrigens aus den L-Mauersteinen 1 durch vertikales oder horizontales Zersägen oder Brechen entlang der Verbindungskante der Teilflächen 4b und 7a, also am inneres Eck des L-Mauersteines 1, hergestellt werden, so dass die Mauer 16 auch ausschließlich aus den L-Mauersteinen 1 der 1 und 2 herstellbar ist.
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Die Bezugszeichen B-H-T stehen in den 3 und 4 stehen für Breitenrichtung, Höhenrichtung und Tiefenrichtung der Mauer 16 bzw. des Mauerabschnitts.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- L-förmiger Mauerstein; 1a, 1b Schenkel
- 2
- L-förmige Vorderfläche
- 3
- L-förmige Rückfläche
- 4
- Deckfläche; 4a, 4b quadratische Teildeckflächen
- 5
- Rechteckförmige Bodenfläche
- 6
- Rechteckförmige Seitenfläche
- 7
- Seitenfläche; 7a, 7b quadratische Teilseitenflächen
- 8
- Horizontale Durchgangsöffnungen; 8a; 8b
- 9
- Vertikale Durchgangsöffnungen; 9a; 9b
- 10
- Horizontale Stangen
- 11
- Vertikale Stangen
- 12
- Quaderförmiger Mauerstein; 12a rechteckförmig; 12b quadratisch
- 13
- Horizontale Steckrichtung
- 14
- Vertikale Steckrichtung
- 15
- Symmetriemittenlinie
- 16
- Mauerwerk
- 17
- Fundament
- B
- Breitenrichtung
- H
- Höhenrichtung
- T
- Tiefenrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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