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Title:
STRUCTURAL COMPONENT FOR GLAZING BUILDINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/002696
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a structural component for glazing with laminated safety glass panes (1) using glass attachments (5, 6; 10) for at least one supporting plate (12) for drilled glass panes with tolerance compensation and securing means fitting therewith. This component is characterized by at least one pane (1) and struts (2) stretched beneath it and secured to it at an acute angle to the plane of the pane by glass attachments (5, 6; 10) and a supporting strut (4) at the junction of the two struts which is also secured to the pane by a glass attachment (6). The struts (2, 4) are secured to the pane via the glass attachments positively and adherently in such a way that tensile and compressive stresses can act on the struts (2), the supporting strut (4) and the pane (1).

Inventors:
DANZ ROBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP1993/001491
Publication Date:
February 03, 1994
Filing Date:
June 14, 1993
Export Citation:
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Assignee:
DANZ ROBERT (DE)
International Classes:
B32B17/10; E04B7/00; E04B2/90; E04B7/14; E04C2/54; E06B3/54; (IPC1-7): E04C2/54; E04B7/14
Foreign References:
DE3927653A11991-03-14
EP0277535A21988-08-10
Other References:
TECHNIQUES & ARCHITECTURE Bd. 364, 1986, PARIS Seiten 74 - 96 ALAIN PELISSIER 'cite des siences et de'l industrie-naissance d'un monument'
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Claims:
1. P> P A T E N T A N S P R U C H E 1Konstruktions-Bαuelement für die Verglαsung von Bauten mit Glas¬ tafeln (1 ) aus Verbund-Sicherheitsglas unter Verwendung von Glas¬ halteelementen (5, 6 ; 10) mit mindestens einem Auflagetel ler (12) für mit Bohrungen versehene Glastafeln mit Toleranzausgleich, sowie mit diesen zusammenwirkenden Befestigungsmitteln, gekennzeichnet durch mindestens eine Glastafel (1 ) und diese unterspannende mit der Glastafel über Glashalteelemente (5, 6; 10) verbundene, unter einem spitzen Winkel gegen die Ebene der Glastafel angreifende Streben (2) sowie durch eine am Verbindungspunkt der beiden Streben angeordnete Stützstrebe (4), die ebenfal ls über ein Glashalteelement (6) mit der Glastafel verbunden ist, wobei die Befestigung der Streben (2, 4) mit der Glastafel über die Glashalteelemente derartig form- und kraftschlüssig ausgestaltet ist, daß die unterspannenden Streben (2), die Stützstrebe: (4) und die Glastafel (1) auf Zug und auf Druck beanspruchbar sind.
2. Bauelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen der Glastafel und den Glashalteelementen dadurch hergestel lt ist, daß ein noch vor¬ handener Zwischenraum zwischen Kanten (16) der Bohrungen in den Glastafeln (1 ) und einem die Glashalteelemente durchsetzenden Gewindebolzen (22) mit einem begrenzt fließfähigen Kunststoff (24) vollständig ausgefül lt ist, dessen Endhärte nach Auspolymeri¬ sation geringer ist als die Härte der Glastafeln .
3. Bauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungselement in Verbindung mit den Glashalteelementen ein zweiter mit einem Schraubenbolzen versehener Auflagetel ler (21 ) vorgesehen ist, der in eine Bohrung des erstgenannten Auflagetel lers (12) einschraubbar ist.
4. Bauelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auf lagetel lern (12 , 21 ) und den die Glastafel (1 ) bildenden Glasplatten (14 , 15) jeweils ein Neoprenring (26) mit einer Shore-Härte von etwa 80 angeordnet ist .
5. Bauelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Auflagetellern (12 , 21 ) und den die Glastafel bil¬ denden Glasplatten (14, 15) sowie dem Zwei-Komponentenkunst¬ stoff (24) innerhalb der Neoprenringe (26) Silikongummiringe (27) mit einer Schore-Härte von etwa 40 angeordnet sind .
6. Bauelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Glashalteelement (10) durchsetzende Gewindebolzen (22) zur Trennung von dem Zwei- Kompon entenkunststoff (24) von einer Kunststoffhülse (25) umgeben ist.
7. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Scheibe (14) der Glastafel (1 ) eine kegelstumpf¬ förmige Erweiterung ( ) vorgesehen ist, in die eine entsprechend geformte Kunststoffhülse (28) eingesetzt ist, und daß als Befesti¬ gungselement eine diese Hülse durchsetzende Senkkopfschraube vorgesehen ist, die in den Auflagetel ler (12) einschraubbar ist.
8. Bauelement nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende Scheibe (15) der Glastafel (1 ) eine kegel¬ stumpfförmige Erweiterung (19) aufweist, in die eine entsprechend geformte Kunststoffhülse (28) eingesetzt ist, daß als Befestigungs¬ element eine nur diese Kunststoffhülse und diese Scheibe durchsetzen¬ de Senkkopfschraube (20) vorgesehen ist, die in die Gewindebohrung des Auflagetel lers (12) eϊnschraubbar ist, und daß die Deckscheibe (14) der Verbund-Sicherheitsglastafel (l ) nach erfolgter Befestigung mittels der Klebeschicht (23) mit der erstgenannten Scheibe (15) verbunden ist .
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der unterspannenden Streben (2) mit der Glastafel (1 ) durch die Glashalteelemente (5; 10) in Bereichen minimaler Ver¬ formung bei homogener Belastung der Glastafel (1) angeordnet ist .
Description:
Konstruktions-Bαuelement für die Verglαsung von Bauten

Die Erfindung betrifft ein Konstruktions-Bauelement für die großflächige Verglasung von bauten, beispielsweise für Wartehallen, für Vordächer, für Galerien, Bahnhofshal len, Ausstel l ungshal len und dergleichen .

Dabei hat sich gezeigt, daß mit den bisher bekannten Befestigungsmitteln keine ganz befriedigenden Lösungen erarbeitet werden konnten .

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das aus der al lgemeinen Statik bekannte System des unterspannten Trägers auch auf großflächige Glastafeln aus Verbund-Sicherheitsglas anzuwenden . Dabei sollte dieses Prinzip für jede beliebige Ausrichtung einer Vielzahl von solchen Glas¬ tafeln brauchbar sein . Das war aber mit den bisher bekannten Befestigungs¬ mitteln nicht möglich

Der Grund für diese Schwierigkeit liegt darin, daß Verbund-Sicherheits¬ glastafeln vor ihrem Zusammenkleben aus zwei oder mehr Scheiben für die Befestigungsmittel mit Bohrungen versehen werden müssen, die, wie die Erfahrung zeigt, eben oft nach dem Verkleben der Scheiben nicht genau miteinander ausgerichtet sind . Auch können beim Bohren der Scheiben Toleranzen nicht vermieden werden .

Außerdem ist es erwünscht, die Bohrungen für die beiden Scheiben oder für mehr als zwei Scheiben einer Verbund-Sicherheitsglastafel für einen Tole¬ ranzausgleich etwas größer zu bemessen .

Würde man für die Befestigung von Glastafeln dieser Art bekannte Glashalte¬ elemente verwenden , dann l ieße sich dies nur bei kleineren Glastafeln und nur bei waagerechter Lage verwirkl ichen . Großflächige Glastafeln aus Ver-

2 bund-Sicherheitsglas mit bis zu 15 m Fläche lassen sich alleine wegen ihrer

Größe und ihres Gewichtes so nicht verlegen, insbesondere auch nicht in einer Schräglage .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Lösungsweg aufzuzeigen, durch den eine großflächige Verglasung von Bauten mit Glastafeln aus Verbund- Sicherheitsglas ermöglicht wird .

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit erreicht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen . Dazu ist zu bemerken , daß bei Verwendung von form- und kraftschlüssig in Bohrungen der Glastafeln verankerten Glashalteelementen und daran befestig¬ ten Stabankern mit den zugehörigen Stäben als unterspannende Streben bzw . Stutzstreben man in allen Teilen einschließlich der Glastafeln eine Zug- und Druckbelastungen auffangende Konstruktion erhält .

Selbst die unter einem spitzen Winkel zur Glastafel angreifenden unterspan¬ nenden Streben sind mit der Glastafel über die Glashalteelemente in der neuen Ausgestaltung so kraft- und formschlüssig verbunden,, daß alle Kräfte bei Druck auf die Glastafel oder bei an der Glastafel angreifendem Sog auf¬ genommen werden können . D.h . ,auch die Stutzstrebe wird einmal auf Zug und einmal auf Druck beansprucht.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben .

In den Zeichnungen zeigt:

Fig . 1 eine Prinzipdαrstel lung des erfindungsgemäßen Bauelementes;

Fig . la, lb und 1 c Einzeltei le dieser Konstruktion

Fig . 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 eine erste Ausführungsform der Befestigung eines Glashalte¬ elementes an einer Glastafel;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Befestigung des Glashalte¬ elementes an der Glastafel und

Fig . 5 eine andere Befestigungsart eines Glashalteelementes für eine abgehängte Glastafel .

Das bei großflächigen und daher schweren, sich durch ihr Eigengewicht durch¬ biegenden Glastafeln aus Verbund-Sicherheitsglas ergebende Problemn sol l zunächst anhand der Fig . 1 erläutert werden .

Eine großflächige Glastafel 1 aus Verbund-Sicherheitsglas ist durch zwei die Glastafel unterspannende Streben 2 über eine Stützstrebe 4 abgestützt . Die Verbindung der unterspannenden Streben 2 mit der Glastafel 1 wird durch Glashalteelemente 5 bewirkt, die in ihrer Ausgestaltung noch näher erläutert werden sol len .

Wichtig ist hierbei, daß die Befestigung der Glastafeln wegen der dort unwei¬ gerlich auftretenden Zwängungskräfte nicht an den Ecken oder in den Randzonen

erfolgen kann . Vielmehr sollte, wie in Fig . 1 schematisch angedeutet, die Befestigung mögl ichst an Stellen minimaler Verformung der Glas tafel vor¬ genommen werden, d . h . an Stel len, an denen sich eine homogene Belastung der Glastafeln ergibt.

Die Stützstrebe 4 ist mittels einer Doppelaugenlasche 7 mit den unterspannen¬ den Streben 2 verbunden . Die ganze Konstruktion der hier schräg angeordneten Glastafel 1 ist an Wandkonsolen 8 befestigt und über eine weitere Strebe 9 gegen die Wand abgestützt. Die Verbindung wird dabei durch Auflager 3 her¬ gestel lt, die mit den Glashalteelementen 5 verbunden sind . Dies wird noch erläutert.

Man erkennt sofort, daß in den Streben 2 und 4 sowie 9 und, was ganz wichtig ist, in der Glastafel selbst Zug- und Druckkräfte auftreten, wie sie durch Pfeile angedeutet sind und zwar einmal verursacht durch das Gewicht der Glastafel von bis zu 00 kg, sowie durch Windlast, Schneelast, Regen oder aber auch durch Sog, der so stark sein kann, daß der auf der Stützstrebe 4 lastende Druck überkompensiert wird und eine resultierende Zugkraft auftritt .

Diese Kräfte müssen aber an al len Befestigungspunkten von der Glastafel 1 kraft- und formschlüssig aufgenommen werden . Das wäre unter den eingangs genannten Bedingungen der größeren und ggf. gegeneinander versetzten Boh- rungen der die Glastafel bildenden Scheiben nicht möglich, da die Bolzen der Glashalteelemente härter sind als das Glas der Scheiben, so daß bei un¬ mittelbarer Berührung zwischen den Scheiben und dem Bolzen die Gefahr besteht, daß die Scheiben zerbrechen . Außerdem soll auch nach der Montage ein Toleranzausgleich möglich sein . Wie dies gelöst ist, zeigen schematisch die Figuren la bis 1 c .

Fig . lα zeigt die Befestigung des Glαshαlteelementes 10 in der Position in Fig . 1 bei 5 rechts oben . Man erkennt dabei ein Glashalteelement, wie es im Prinzip für eine biegemomentfreie Lagerung von Wand- oder Deckenplatten in der DE-A 39 27 653.8 offenbart ist .

Ein mit einem Außengewinde versehener Tragbolzen 1 1 des Glashalteelements 10 ist in das mit Inneng ewinde versehene Auflager 3 eingeschraubt. Hier ergibt sich eine erste Möglichkeit für einen Toleranzausgleϊch gegen die obere Wandkonsole 8.

Das Glashalteelement 10 weist einen ersten unteren Auflagetel ler 12 auf sowie ein seitlich angesetztes Auge 13 für einen Stabanker mit daran befestigtem, als unterspannende Strebe 2 dienenden Zugstab . Zwei die Glastafel aus Verbund- Sicherheitsglas bildende Glasscheiben 14, 15 liegen normalerweise auf dem Auflageteller 12 auf. Es empfiehlt sich jedoch, einen äußeren Neoprenring 26 mit einer Shore-Härte von etwa 80 und einen inneren Silikongummiring 27 mit einer Shore-Härte von etwa 40 dazwischenzulegen . Man erkennt außerdem deutlich die Ränder 16 der gegeneinander etwas versetzten Bohrungen in den Glasscheiben 14 und 15, die durch eine Klebeschicht 23 miteinander verbunden sind.

Die Bohrungen sind erheblich größer als dies für die eigentliche Befestigung er¬ forderlich wäre . Dies kommt dem späteren Toleranzausgleich zugute .

Die Befestigung erfolgt durch einen zweiten Auflageteller 21 , der mittels eines Gewindebolzens 22, der in den Auflageteller 12 einschraubbar ist, und einer darauf aufgesetzten Hutmutter angedrückt werden kann . Schraubenbolzen und Hutmutter können auch aus einem Stück bestehen . Auch hier empfiehlt sich die Zwischenlage eines äußeren Neoprenringes 26 mit Shore-Härte 80 und eines inneren Silikongummiringes mit Shore-Härte 40.

Für die Montage ist die Reibung, die durch das Zusammenpressen der Auflage¬ tel ler 12 und 21 über die Neoprenringe erreicht wird, zunächst ausreichend, um die Glastafel zu fixieren und trotzdem eine nachträgliche Justierung zu ermöglichen .

Der Gewindebolzen 22 ist noch von einer Hülse 25 umgeben .

Ist die Glastafel so weit fertig montiert, wird der Hohlraum zwischen den Kanten der beiden die Glastafel ., bildenden Scheiben 14 und 15 und der den Gewindebolzen 22 umgebenden Hülse 25 mit einem pastösen Zweikomponen¬ tenkunststoff ausgefül lt, der innerhalb von etwa 24 Stunden bis zu einer Shore- Härte von etwa 80 aushärtet und danach eine, wenn auch eng begrenzte, Fließfähigkeit beibehält. D.h . nach Einbringen dieses Kunststoffes kann ein endgültiger Fein- Toleranzausgleich vorgenommen werden, wonach dann die Befestigungsbolzen fest angezogen werden können .

Wenn der Kunststoff 24 vol l ausgehärtet ist, besteht zwischen den Glasplatten 14, 15 der Glastafel 1 und dem Glashalteelement eine form- und kraftschlüssige Verbindung . Mit anderen Worten ist diese Verbindung zwischen der Glastafel 1 aus Sicherheits-Verbundglas und dem Glashalteelement in der Lage, sämtl iche Zug- und Druckkräfte, wie sie in Fig . 1 angedeutet sind, aufzunehmen .

Dabei ist der härtere Neoprenring 26 für die Andruckkräfte und Auflagekräfte aus der Biegung der Glastafel zuständig, während der weichere Sϊlikongummϊ- ring für die Material trennung zwischen Metal l/Auflagetel ler 12, 21 und dem Zwei-Komponentenepoxydharz 24 vorgesehen ist. Die Hülse 25 dient ebenfal ls der Trennung des Metal ls des Gewindebolzens 22 von dem ausgehärteten Zwei- Komponentenepoxydharz 24.

Zusätzli ch wird das Auftreten von Zwängung und Einspannkräften an den Auf¬ lagetel lern vermieden . Schl ießli ch sei noch darauf hingewiesen , daß das in dem Glashal teelement 10 angedeutete Kugelgelenk eine biegemomentfreie Lagerung der Glastafel sicherstel lt .

Diese Konstruktion hat außerdem den beachtlichen Vorteil , daß sich im Scha¬ densfal l das Glashalteelement 10 leicht ausbauen und wieder verwenden läßt.

Fig . 1 b zeigt die Befestigung der Glastafel anstelle des Glashalteelementes 6 in Fig . 1 . Gleiche Teile sind wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen und bedürfen keiner näheren Erläuterung .

An der Stützstrebe 4 ist eine Doppelaugen lasche 7 für Stabanker befestigt, vorzugsweise angegossen oder angeschweißt. Sie dient der Aufnahme von zwei Stabankern für die Aufnahme von die unterspannenden Streben 2 bildenden Zugstäben .

Fig . 1 c zeigt die Befestigung des Glashalteelementes 10 am Ort des unteren Glashalteelementes 5 in Fig . 1 . Hier ist in Verbindung mit. dem Glashalte¬ element eine Augenlasche 13 für einen Stabanker für die Aufnahme eines Zugstabes vorgesehen, der die zweite unterspannende Strebe 2 bildet . Die übrigen Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und bedürfen keiner weiterenErläuterung .

Fig. 2 zeigt schematisch die Befestigung einer aus Verbund-Sicherheitsglas

2 bestehendenGlas-tafel mit einer Fläche von etwa 15 m und einem Gewicht von etwa 900 kg . Eine derartig große und schwere Glas tafel kann auf diese

Weise sicher befestigt werden . Diese Konstruktion ist in der Lage, alle hier eingezeichneten Zug- und Druckkräfte aufzunehmen . Gleiche Teile sind

wiederum mit den gleichen Bezugszeichen versehen wir in Fig . 1 .

Fig . 3 zeigt eine weitere Befestigungsαrt, die einer näheren Erl äuterung nicht bedarf . Gleiche Teile weisen die gleichen Bezugszeichen auf wie die Figuren la bis 1 c . Die Hutmutter oberhalb des Auflagetel lers 21 ist jedoch durch einen mit einem Innengewinde versehenen, auf den Schraubenbolzen 1 1 aufgeschraubten Zugstab oder Druckstab ersetzt .

Eine weitere Ausführungsform zeigt Fig . 4. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 3. In der oberen Glasplatte 14 der Glastafel ist eine kegelstumpfförmige Erweiterung 17 vorgesehen, in die eine entsprechend geformte Kunststoffhülse 28 eingesetzt ist . Durch diese Kunststoffhülse hindurch ist eine Senkkopfschraube 18 in das Innengewinde des Auflagetel lers 12 eingeschraubt. Der Zwischenraum zwischen den Kanten der die Glastafel bildenden Glasplatten 14 und 15 ist wiederum durch den Zwei-Komponentenku nststoff 24 ausgefüllt. Im übrigen ist die Konstruktion die gleiche wie zuvor . Damit ergibt sich ein nach außen glatter Abschluß .

Eine letzte Ausführungsform zeigt Fig. 5. Auch hier sind gleiche wesentl iche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie zuvor . In diesem beson¬ deren Fal l wird die Glastafel erst nach der Befestigung durch Verkleben der beiden Glasplatten 14 und 15 durch die Klebeschicht 23 hergestellt.

In der unteren Glasplatte 15 ist eine kegelstumpfförmige Erweiterung 19 vor¬ gesehen, in die eine entsprechend geformte Kunststoffhülse 28 eingesetzt ist, durch die eine kurze Senkkopfschraube 20 in den Auflagetel ler 12 einge¬ schraubt werden kann . Etwa vorhandene Zwischenräume zwischen der Kunst¬ stoffhülse 28 und den Kanten 16 der Glasplatte 15 können, al lerdings hier nicht dargestel lt, ebenfalls mit dem Zwei-Komponentenkunststoff 24 ausge¬ füllt werden .

Durch diese neue Konstruktion lassen sich großflächige schwere Glastafeln für Vordächer, Hal lendächer und ähnl iches mit Si cherheit einbauen, was mit den bisher bekannten Konstruktionen nicht möglich war. Es sei ausdrück¬ lich darauf hingewiesen , daß die Erfindung nicht auf Glastafeln beschränkt ist, die aus zwei Glasplatten bestehen, die miteinander verklebt sind . Die Erfindung ist in gleicher weise auch auf Dreifach-Verbundsϊcherheitsglas anwendbar. Wichtig ist vor al len Dingen, daß die Befestigung nicht im Berei ch der Kanten oder Ecken der Glastafel erfolgt sondern in Bereichen minimaler Verformung der Glastafel , d . h . an den Stel len , an denen sich eine homogene Belastung der Glastafel ergibt.