Die Erfindung betrifft einen Unterflur-Lichtschacht mit einem an eine Gebäudewand ansetzbaren, oben und zur Gebäudewand hin offenen Formteil, das in seinen Horizontalebenen in den sich von den an der Gebäudewand anliegenden Rändern bis zu dem Punkt, in dem der grösste Abstand der Formteilwandung zur Gebäudewand erreicht wird, erstreckenden Bereichen sowie in seinen Vertikalebenen gekrümmt ist.
Ein Lichtschacht dieser Art ist beispielsweise durch die DT-AS 2202477 bekannt und wird z.B. vor Kellerfenstern in das Erdreich eingesetzt. Seine Wölbung ist durch eine Krümmung in vertikaler und in horizontaler Richtung bedingt, so dass er gegenüber anderen Lichtschächten, die beispielsweise nur zylindrisch gekrümmt sind, eine höhere Steifheit und Festigkeit aufweist und eine Einleitung von Druckkräften in die Gebäudewand in einem grösseren Umfangsbereich ermöglicht. Doppelt gekrümmte Lichtschächte können deshalb erhöhten Beanspruchungen insbesondere beim Hinterfüllen durch das umgebende Erdreich ausgesetzt werden.
Der bekannte gewölbte Lichtschacht muss so ausgeführt werden, dass er im Horizontalschnitt weitgehend Halbkreisprofil erhält. Nur so lässt sich die gewünschte erhöhte Stabilität erzielen, denn wenn eine flachere Wölbung gewählt wird, so ist das Widerstandsmoment der Wölbung verringert, und die Einleitung der Druckkräfte in die gewölbte Fläche bewirkt eher deren Eindrücken speziell bei Stossbeanspruchungen.
Diese werden insbesondere bei maschineller Hinterfüllung des Lichtschachts erzeugt, bei der grössere Gesteinsbrocken gegen seine Wandung geschleudert werden. Ausserdem muss der bekannte Lichtschaft aber stumpfwinkelig an der Gebäudewand anliegen, um seitlichen Erddruckkräften eine schräg verlaufende Fläche gegenüberzustellen und so seine Verschiebung relativ zur Gebäudewand zu vermeiden.
Das Erfordernis der relativ starken Wölbung des bekannten Lichtschachts tritt besonders nachteilig dann in Erscheinung, wenn Lichtschächte an grösseren Fenstern vorgesehen werden sollen, die beispielsweise Abmessungen von mehr als 1 Meter haben. Ein Lichtschacht der bekannten Art müsste zur Beibehaltung seiner Stabilität bei Überschreiten dieser Grössenordnung ein unverhältnismässig hohes Volumen beanspruchen, was einerseits zu einem sehr grossen auf ihn aufzuliegenden Rost, andererseits zu einer ungefälligen Erscheinungsform am Bauwerk führen würde. Um diese Nachteile zu vermeiden, kann zwar eine Anordnung mehrerer Lichtschächte nebeneinander vorgesehen werden, auf die eine Kette mehrerer Abdeckroste aufgelegt wird.
Eine solche Anordnung eignet sich aber nur dann zum Einbau, wenn mehrere Kellerfenster nebeinander liegen und zwischen ihnen jeweils soviel Mauerwerk vorhanden ist, dass jeder Lichtschacht an der Gebäudewand anliegen und befestigt werden kann.
Die Herstellung eines doppelt gewölbten Lichtschachtes verursacht einen hohen Aufwand an Material und an Formkosten, denn unter Berücksichtigung der mit zunehmender Tiefe des Erdbereichs ansteigenden Andruckkräfte muss für den unteren Teil des Lichtschachts eine höhere Stabilität als für den oberen gewährleistet sein. Um dies zu erreichen, kann der Lichtschacht entweder mit gleichbleibender Wandungsdicke gefertigt werden, die entsprechend der Beanspruchung in seinem unteren Teil bemessen ist, oder die Wanddicke kann in Abwärtsrichtung zunehmen. Die erste Art der Herstellung führt zu einem sehr hohen Gewicht des Lichtschachts, die zweite zu einer komplizierten Fertigung. Deshalb wäre auch im Hinblick auf den Herstellungsaufwand eine Verbesserung des bekannten Lichtschachts wünschenswert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Lichtschacht der bekannten Art so zu verbessern, dass er nach ein und demselben Prinzip in unterschiedlichen Grössen gefertigt und auch für grossflächige Fenster eingesetzt werden kann.
Dabei soll er eine gleichmässige Wanddicke aufweisen, die höchstens der des bekannten Lichtschachts entspricht, jedoch höher belastbar sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Lichtschacht der eingangs genannten Art erfindungsgemäss derart ausgebildet, dass die Formteilwand in den Horizontalebenen ein Wellenprofil aufweist, dessen Wellen von den an der Gebäudewand anliegenden Rändern ausgehend einen abnehmenden Krümmungsradius aufweisen, dass die, von aussen auf das Formteil gesehen, konkaven Wellenbereiche einen kleineren Krümmungsradius haben als die konvexen Wellenbereiche und dass eine Metallschiene mit L-Profil vorgesehen ist, deren Länge der Länge des Formteiles entspricht, deren waagrechter Schenkel eine Auflage für einen Rost bildet und deren Enden mit parallel zur Längsrichtung abgesetzten flanschartigen Flächen versehen sind, die beim horizontalen Aufsetzen der Metallschiene auf den Formteil des Lichtschachtes an umgewinkelten, an der Gebäudewand zu befestigenden Randflächen der Formteilränder anliegen.
Ein Lichtschacht dieser Art ist nach einem Prinzip ausgebildet, das eine Fertigung in solchen Grössen ermöglicht, die bisher nur aus mehreren Einzelschächten mit gegenseitiger Abgrenzung zusammengesetzt werden konnten. So ist es beispielsweise möglich, einen Lichtschacht nach der Erfindung für solche Fenster einzusetzen, die viel breiter als hoch sind.
Dabei ist jedoch im Horizontalschnitt kein Kreisprofil nötig, sondern der Abstand zur Gebäudewand kann vergleichsweise geringer sein, so dass etwa ein Rechteckprofil beansprucht wird. Ebenso kann ein Lichtschacht nach der Erfindung aber auch für grosse quadratische Gebäudeöffnungen vorgesehen sein, die die Grösse 1 x 1 m wesentlich überschreiten.
Durch das Wellenprofil ergibt sich der besondere Vorteil eines wesentlich grösseren Widerstandsmoments, was sich insbesondere auf die Stabilität gegenüber Stossbeanspruchungen sehr günstig auswirkt. Deshalb kann ein Lichtschacht nach der Erfindung bei gleichmässiger Wanddicke mit geringerem Gewicht als bekannte Lichtschächte gefertigt werden oder aus einem Material geringerer Stabilität bei entsprechend verstärkter Wanddicke bestehen. In jedem Falle ist durch das Wellenprofil gewährleistet, dass die Beanspruchungszunahme bei zunehmender Tiefe des Erdreichs nicht mehr berücksichtigt werden muss.
Ein Lichtschacht nach der Erfindung hat ein Wellenprofil, das infolge seiner Zusammensetzung aus konkaven und konvexen Wellenbereichen nicht lediglich einer Versteifung durch Rippenelemente gleichkommt. Durch das Wellenprofil bleibt die Materialdicke des Lichtschachts praktisch konstant, so dass bei einer gegenüber bekannten Lichtschächten vorteilhaft pro Druckeinheit vergrösserten Aussenfläche aber kein zusätzlicher Materialaufwand verursacht wird, denn der Lichtschacht nach der Erfindung beansprucht bei gleicher Stabilität wie bekannte Lichtschächte z.B. ein geringeres Volumen. Es zeigt sich also, dass ein Lichtschacht nach der Erfindung einerseits unter dem Gesichtpunkt höherer Stabilität, andererseits unter dem Gesichtspunkt geringeren Gewichts gefertigt werden kann, so dass in jedem Falle eine wesentliche Verbesserung bekannter Anordnungen erreicht wird.
Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, bei gleichbleibender Stabilität leichte Kunststoffe zu verwenden, die nach dem Tiefziehverfahren geformt werden können. Eine solche Herstellung bedeutet eine gegenüber anderen Formverfahren wesentliche Verbilligung.
Gemäss der Erfindung haben die konvexen Wellenbereiche einen grösseren Krümmungsradius als die sie verbindenden konkaven, und der Krümmungsradius nimmt, ausgehend von einem vorgegebenen Mindestwert, zur Gebäudewand hin zu. Dadurch wird der Effekt erzielt, dass auf den Lichtschacht von aussen her einwirkenden Druckkräften unabhängig von deren Richtung in praktisch jedem Falle eine zu ihnen senk recht liegende Fläche gegenübersteht. Die Druckkärfte werden dabei symmetrisch nach allen Seiten hin in den jeweiligen konvexen Einzeiwellenbereich eingeleitet. Die von der senkrechten abweichenden Komponenten dieser Kräfte kompensieren sich an der jeweiligen, infolge ihres kleineren Krümmungsradius eine praktisch starre, biegesteife Verbindung bildenden konkaven Zwischenwelle, wenn eine Druckbeanspruchung zweier benachbarter konvexer Wellenbereiche erfolgt.
Die grösseren konvexen Wellenbereiche bilden also Kraftaufnahmeflächen und die kleineren konkaven Wellenbereiche zwischen ihnen kurze, biegesteife Verbindungen. Insgesamt ergibt sich die Wirkung, dass in die Gebäudewand nur solche Kräfte eingeleitet werden, die auf eine Querkraftbeanspruchung des gesamten Lichtschachts zurückzuführen sind, denn Biegebeanspruchungen sind auf ein geringstmögliches Mass reduziert. Damit kann aber wiederum das Erfordernis einer stumpfwinkeligen Einleitung der Kräfte in die Gebäudewand umgangen werden, so dass ein Lichtschacht nach der Erfindung in seinen Randbereichen einfacher geformt werden kann.
Die Zunahme des Kürmmungsradius der Wellen zur Gebäudewand hin ergibt sich durch die vorstehend erläuterten Wirkungen. Da der Lichtschacht in erster Linie aus Richtungen senkrecht zur Gebäudewand auf Druck beansprucht wird, müssen die äusseren Wellen zur möglichst optimalen Aufnahme dieser Druckkräfte einen kleineren Krümmungsradius aufweisen, während durch den grösseren Krümmungsradius im seitlichen Bereich nahe der Gebäudewand eine Biegebeanspruchung des Lichtschachts durch diese Druckkräfte aufgefangen wird. Somit wird gerade die Zunahme des Krümmungsradius der Wellen zur Gebäudewand hin der Forderung nach möglichst gleichbleibender Wandungsdicke gerecht.
Da ein Lichtschacht nach der Erfindung auch für solche Gebäudeöffnungen eingesetzt werden soll, die breiter als hoch sind, erhält er im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Stabilitätseigenschaft einen Grundriss, der wesentlich länger als breit ist, so dass er ungefähr Rechteckform hat. Dadurch entsteht ein im Horizontalschnitt nicht mehr etwa halbkreisförmig ausgebildetes, sondern ein etwa rechteckförmiges Formteil. In seinem mittleren Teil verläuft seine Wandung dann etwa parallel zur Gebäudewand und hat dort eine Wellung, die dem vorgegebenen Mindestkrümmungsradius entspricht. Auch dieser mittlere Bereich ist in jedem Falle stabiler als eine glatte Wandung, da ihm die Wellung ein grösseres Widerstandsmoment verleiht.
Es hat sich gezeigt, dass der Wölbungsradius des Formteil Grundrisses im mittleren Bereich des Wellen-Krümmungsradius zweckmässig mit den Krümmungsradien der konvexen und der konkaven Wellenbereiche das Verhältnis 48 : 4: 1 bildet. Werden solche Werte vorgesehen, so ergibt sich ein besonders stabiles Formteil, das die vorstehend aufgezeigten Forderungen optimal erfüllen kann. Wird dieses Formteil aus thermoplastischem Material im Tiefziehverfahren gefertigt, so hat es in Verbindung mit diesen Massverhältnissen zweckmässig eine Wandstärke, die mit dem Mittelwert des Krümmungsradius der konvexen Wellenbereiche das Verhältnis 1:15 bildet.
Dieses Verhältnis ist natürlich abhänging von dem jeweils verwendeten Kunststoffmaterial veränderlich, so dass der angegebene Wert lediglich ein Richtwert ist, der in gewissen Grenzen schwanken kann.AlsMaterial für das Formteil können vorteilhaft Polyvinylchlorid, ABS (ein Mischpolymerisat) oder ein glasfaserverstärker Polyester o.ä. verwendet werden.
Ein Lichtschacht nach der Erfindung kann in seiner Stabilität noch weiter verbessert werden, wenn das Formteil seinen grössten Abstand zur Gebäudewand unterhalb seines oberen Randes aufweist. Dies entspricht einer gegenüber seinem oberen Rand stärkeren Auswölbung innerhalb des Erdreichs, so dass auch in vertikaler Richtung auftretende Kraftkomponenten symmetrisch nach oben und unten bemessen werden und einerseits durch den aufliegenden Rost, andererseits durch die Gebäudewand selbst aufgefangen werden.
Die Halbkreisform ist jedoch auch für den Vertikalschnitt des Lichtschachts nicht erforderlich. Die vorstehend beschriebene Auswölbung unterhalb seines Randes muss daher nicht symmetrisch zur Lichtschachtmitte ausgebildet sein, sondern der Lichtschacht kann nach unten hin mit geringerer Krümmung gewölbt sein als nach oben. Dabei tritt dann ein Konvergieren seiner Wellen auf, so dass sie zur Bodenfläche hin einen zunehmenden Krümmungsradius erhalten. Am Boden können sie dann in eine glatte und/oder leicht gewölbte Formteilfläche auslaufen, die gemäss bekannter Technik eine Entwässerungsöffnung enthalten kann.
Ein Lichtschacht nach der Erfindung kann im Hinblick auf sein geringes Gewicht durch nur eine Arbeitskraft transportiert und montiert werden. Um diese Montage sehr einfach zu gestalten, ist die bereits genannte Metallschiene vorgesehen.
Eine derartige Befestigungsvorrichtung kann vor der Montage des Lichtschachts als Schablone für Montagebohrungen in der Gebäudewand benutzt werden, anschliessend wird sie auf in die Gebäudewand eingesetzte Bolzen aufgesetzt, wonach dann der Lichtschacht an denselben Bolzen befestigt wird. Hierzu müssen dann lediglich die entsprechenden Befestigungsmuttern auf die Bolzen aufgeschraubt werden. Vorteilhaft an dieser Vorrichtung ist also einerseits eine masshaltige Montage des im unbelasteten Zustand relativ biegsamen Lichtschachts, andererseits ist aber durch sie auch gewährleistet, dass der Lichtschacht im belasteten Zustand die an seinem oberen Rand auftretende Druckbeanspruchung über einen eingelegten Rost auf die Metallschiene übertragen kann, die sie wiederum nur an ihren beiden Enden über die abgesetzten flanschartigen Flächen in die Gebäudewand einleitet.
Dadurch wird nach der Montage ein insgesamt überaus starres und für die Einlage eines Rostes masshaltiges Gebilde geschaffen, das sich auch für die Anbringung an Fensteröffnungen eignet, die höher als der Lichtschacht sind, da der Rost immer sicher an der Metallschiene anliegt und nicht die Gebäudewand als Widerlager benötigt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Lichtschachts nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Lichtschachts mit zugehöriger Befestigungsvorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Lichtschacht und
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Mitte des in Fig. 1 gezeigten Lichtschachts.
In Fig. list in einer perspektivischen Ansicht ein Lichtschacht 1 dargestellt. Ferner ist diesem zugeordnet eine Befestigungsvorrichtung 2 gezeigt, die aus einer Schiene mit L Profil besteht und bei den Befestigungsbohrungen 3 dem Lichtschacht 1 zugeordnet werden kann. Der Lichtschacht list aus einem einheitlichen Formteil gebildet, das ausser den bereits genannten Befestigungsbohrungen 3 in den Rändern 9 untere Befestigungsbohrungen 4 hat. Ferner ist es im wesentlichen aus einer Bodenfläche 5 und einem seitlichen Teil 6 gebildet. Die Bodenfläche 5 enthält eine Entwässerungsöffnung 7, wie sie auch bei bekannten Lichtschächten vorgesehen ist. Am oberen Rand des Lichtschachts ist in Form einer senkrechten Kante 8 eine Einfassung für einen auf den Lichtschacht und die Befestigungsvorrichtung 2 aufzulegenden Rost gebildet.
Der Rost liegt dabei auf waagrechten Kantenflächen
10 und 11 des Lichtschachts und auf dem waagrechten Schenkel 12 des L-Profils der Befestigungsvorrichtung 2 auf.
Die Befestigungsvorrichtung 2 ist im wesentlichen als eine Schiene mit einem horizontalen Schenkel 12 und einem verti kalen Schenkel 13 ausgebildet. An ihren beiden Enden ist diese Schiene mit quer zu ihrer Längsrichtung ausgerichteten Stegen 16 versehen, an denen wiederum parallel zur Längsrichtung verlaufende Befestigungsflächen 14 vorgesehen sind.
Diese sind mit Befestigungsbohrungen 15 versehen. Anhand der Darstellung in Fig. list zu erkennen, dass beim Aufsetzen der Befestigungsvorrichtung 2 auf die vorderen Enden der Auflageflächen 11 die Befestigungsbohrungen 15 auf die Befestigungsbohrungen 3 des Lichtschachts ausgerichtet sind, so dass beide Elemente 1 und 2 gemeinsam an der Gebäudewand befestigt werden können. Ferner ist ersichtlich, dass die Befestigungsvorrichtung 2 vor der eigentlichen Montage des Lichtschachts als eine Schablone an die Gebäudewand angesetzt und zum Anreissen von Befestigungsbohrungen verwendet werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Lichtschacht, aus der die Änderung der Krümmungsradien der Wellen 20 und 21 erkennbar ist, die in dem Seitenteil 6 vorgesehen sind. Der in Fig. 2 dargestellte Lichtschacht enthält einen mittleren strichpunktierten Teil, um anzudeuten, dass die gemäss der Erfindung vorgesehene Änderung der Krüm-.
mungsradien bei solchen Lichtschächten, die sehr breit auszuführen sind, lediglich an den Übergängen zur Gebäudewand hin vorzusehen ist. Demgemäss entspricht der Krümmungsradius des konvexen Wellenbereichs 20" bzw. der Krümmungsradius des konkaven Wellenbereichs 21" dem vorgegebenen Mindestwert der Krümmungsradien. Zur Gebäudewand hin nimmt dann der Krümmungsradius der Wellen zu, bis er am konvexen Wellenbereich 20' bzw. dem konkaven Wellenbereich 21' seinen grössten Wert erreicht. Es ist ferner zu erkennen, dass der konvexe Wellenbereich 20' eine Halbwelle ist, die im Bereich ihrer Kuppel an der Gebäudewand anliegt und dort den parallel zur Gebäudewand liegenden Rand 9 bildet, so dass die Kräfte aus dem Lichtschacht senkrecht die Gebäudewand eingeleitet werden.
Seitlich gerichtete Komponenten treten praktisch nicht auf, so dass eine Verschiebung des Lichtschachts relativ zur Gebäudewand durch solche Erscheinungen nicht zu befürchten ist.
In Fig. 2 ist ferner zu erkennen, dass der mittlere, strichpunktierte Teil des Lichtschachts Wellen mit-konstantem kleinen bzw. grossen Krümmungsradius aufweist. Ausserdem ist ersichtlich, dass der Grundriss des Lichtschachts weitgehend Rechteckform anstelle der bisher erforderlichen Kreisform hat.
Fig. 2 zeigt ausserdem, dass die Wölbung des Lichtschachts derart getroffen ist, dass er unterhalb seines oberen Randes 8 einen grösseren Abstand zur Gebäudewand hat als dieser Rand selbst. Dadurch erfolgt auch in vertikaler Richtung eine optimale Ableitung von Druckbeanspruchungen.
Die Bodenfläche 5 des Lichtschachts, die mit der bereits beschriebenen Entwässerungsöffnung 7 versehen ist, ist zweckmässig als glatte und/oder leicht gewölbte Fläche ausgeführt. Dadurch, dass die Wellen des Seitenteils 6 in Reich tung auf die Bodenfläche konvergieren, ist einerseits die beschriebene Ausrichtung abwärts gerichteter Kraftkomponenten auf die Bodenfläche bzw. auf die Gebäudewand möglich, andererseits ist jedoch auch eine Führung evtl. am Seitenteil 6 abfliessender Feuchtigkeit auf die Entwässerungsöffnung 7 möglich. Solche Lichtschächte, die im Grundriss etwa.rechteckförmig ausgeführt sind, können anstelle einer kreisrunden auch eine rechteckförmige Entwässerungsöffnung aufweisen.
In Fig. 3 ist der Lichtschacht in einem mittleren Vertikalschnitt dargestellt. Dieser entspricht dem in Fig. 2 angedeuteten Schnitt III-III und zeigt besonders deutlich die beschriebene Auswölbung, welche zu einem unterhalb des Randes 8 grösseren Abstand zur Gebäudewand bzw. zum Rand 9 führt.
Ausserdem ist aber zu erkennen, dass auch der Vertikalschnitt etwa Rechteckform besitzt und die Auswölbung nicht dem Halbkreisprofil entsprechen muss.
Aus den Figuren ist ersichtlich, dass ein Lichtschacht nach der Erfindung weniger Raum beansprucht als ein Halbkreisförmig ausgewölbter Lichtschacht. Werden besonders breite Lichtschächte gefertigt, so ist natürlich die Druckbeanspruchung des in Fig. 2 strichpunktiert dargestellten mittleren TeiIs begrenzt, da dort im Horizontalschnitt praktisch keine Wölbung vorhanden ist. Selbst wenn in diesem Bereich eine solche Wölbung vorgesehen wird, so kann diese jedoch einen grösseren Krümmungsradius als der Halbkreisform entsprechend aufweisen, so dass auch dann immer noch ein kleineres Volumen als bei einem insgesamt halbkreisförmigen Lichtschacht beansprucht wird.
Die vorstehenden, bezüglich eines Horizontalschnitts gemachten Ausführungen treffen selbstverständlich in gleicher Weise auch für den Vertikalschnitt des Lichtschachts zu, soweit die in vertikaler Richtung auftretenden Kraftkomponenten unberücksichtigt bleiben. Alle Kraftkomponenten, die in von der Vertikalen abweichender Richtung in die Wellen eingeleitet werden, erfahren die bereits beschriebene Kompensation an den konkaven Zwischenwellenbereichen 21.
The invention relates to an underfloor light shaft with a molded part that can be attached to a building wall and is open at the top and towards the building wall, which in its horizontal planes extends from the edges adjacent to the building wall to the point where the greatest distance between the molded part wall and the building wall is reached, extending areas and is curved in its vertical planes.
A light shaft of this type is known for example from DT-AS 2202477 and is e.g. Inserted into the ground in front of basement windows. Its curvature is caused by a curvature in the vertical and horizontal direction, so that it has a greater rigidity and strength than other light shafts, which are only cylindrically curved, for example, and enables compressive forces to be introduced into the building wall over a larger circumferential area. Double-curved light wells can therefore be exposed to increased stresses, especially when backfilling from the surrounding soil.
The well-known arched light shaft must be designed in such a way that it has a largely semicircular profile in the horizontal section. This is the only way to achieve the desired increased stability, because if a flatter curvature is selected, the moment of resistance of the curvature is reduced, and the introduction of the compressive forces into the curved surface rather causes it to be impressed, especially in the case of impact loads.
These are generated in particular when the light shaft is backfilled by machine, in which larger rocks are thrown against its wall. In addition, however, the known light shaft must rest at an obtuse angle on the building wall in order to oppose lateral earth pressure forces with an inclined surface and thus avoid its displacement relative to the building wall.
The requirement of the relatively strong curvature of the known light shaft is particularly disadvantageous when light shafts are to be provided on larger windows which, for example, have dimensions of more than 1 meter. To maintain its stability, a light shaft of the known type would have to take up a disproportionately high volume if this order of magnitude was exceeded, which on the one hand would lead to a very large grate on it and on the other hand to an unpleasant appearance on the building. In order to avoid these disadvantages, an arrangement of several light shafts can be provided next to one another, on which a chain of several cover grids is placed.
Such an arrangement is only suitable for installation if several basement windows are next to each other and there is so much masonry between them that each light shaft can rest on the building wall and be attached.
The production of a double-arched light shaft causes a high expenditure of material and mold costs, because taking into account the pressure forces that increase with increasing depth of the earth area, a higher stability must be guaranteed for the lower part of the light shaft than for the upper part. To achieve this, the light shaft can either be made with a constant wall thickness, which is dimensioned according to the stress in its lower part, or the wall thickness can increase in the downward direction. The first type of production leads to a very high weight of the light shaft, the second to a complicated production. Therefore, an improvement of the known light shaft would also be desirable with regard to the production effort.
The object of the invention is to improve a light shaft of the known type in such a way that it can be manufactured in different sizes according to one and the same principle and also used for large windows.
It should have a uniform wall thickness that corresponds at most to that of the known light shaft, but it should be more resilient.
To solve this problem, a light shaft of the type mentioned is designed according to the invention in such a way that the molded part wall has a wave profile in the horizontal planes, the waves of which, starting from the edges adjacent to the building wall, have a decreasing radius of curvature that, when viewed from the outside of the molded part, Concave wave areas have a smaller radius of curvature than the convex wave areas and that a metal rail with an L-profile is provided, the length of which corresponds to the length of the molded part, the horizontal leg of which forms a support for a grate and the ends of which are provided with flange-like surfaces offset parallel to the longitudinal direction that, when the metal rail is placed horizontally on the molded part of the light shaft, rest against angled edge surfaces of the molded part edges to be attached to the building wall.
A light shaft of this type is designed according to a principle that enables production in such sizes that previously could only be composed of several individual shafts with mutual delimitation. For example, it is possible to use a light shaft according to the invention for windows that are much wider than they are high.
In the horizontal section, however, no circular profile is necessary, but the distance to the building wall can be comparatively smaller, so that a rectangular profile is required. Likewise, a light shaft according to the invention can also be provided for large square building openings which are significantly larger than 1 x 1 m.
The wave profile has the particular advantage of a significantly greater resistance torque, which has a very favorable effect, in particular on the stability against impact loads. A light well according to the invention can therefore be manufactured with a uniform wall thickness with a lower weight than known light wells or consist of a material of lower stability with a correspondingly increased wall thickness. In any case, the wave profile ensures that the increase in stress with increasing depth of the soil no longer has to be taken into account.
A light shaft according to the invention has a wave profile which, due to its combination of concave and convex wave areas, does not merely equate to stiffening by means of rib elements. Due to the wave profile, the material thickness of the light shaft remains practically constant, so that with an outer surface that is advantageously enlarged per printing unit compared to known light shafts, no additional material expenditure is caused, because the light shaft according to the invention requires the same stability as known light shafts e.g. a smaller volume. It has thus been shown that a light shaft according to the invention can be manufactured on the one hand from the point of view of greater stability and on the other hand from the point of view of lower weight, so that a significant improvement in known arrangements is achieved in each case.
The possibility of using lightweight plastics that can be formed using the deep-drawing process while maintaining the same stability is particularly advantageous. Such a production means that it is considerably cheaper than other molding processes.
According to the invention, the convex wave regions have a larger radius of curvature than the concave ones connecting them, and the radius of curvature increases, starting from a predetermined minimum value, towards the building wall. This achieves the effect that pressure forces acting on the light shaft from outside, irrespective of their direction, are in virtually every case opposite a surface which is perpendicular to them. The pressure forces are introduced symmetrically on all sides into the respective convex single wave area. The components of these forces that deviate from the vertical compensate each other at the respective concave intermediate shaft, which forms a practically rigid, rigid connection due to its smaller radius of curvature, when a compressive stress occurs on two adjacent convex shaft areas.
The larger convex wave areas thus form force-absorbing surfaces and the smaller concave wave areas between them form short, rigid connections. Overall, there is the effect that only those forces are introduced into the building wall that can be traced back to transverse force loading of the entire light shaft, because bending loads are reduced to the lowest possible level. In this way, however, the requirement of an obtuse-angled introduction of the forces into the building wall can be avoided, so that a light shaft according to the invention can be shaped more easily in its edge areas.
The increase in the curvature radius of the waves towards the building wall results from the effects explained above. Since the light shaft is primarily subjected to pressure from directions perpendicular to the building wall, the outer waves must have a smaller radius of curvature in order to absorb these pressure forces as optimally as possible, while the larger radius of curvature in the lateral area near the building wall absorbs bending stress on the light shaft caused by these pressure forces becomes. Thus, it is precisely the increase in the radius of curvature of the waves towards the building wall that meets the requirement for wall thicknesses that are as constant as possible.
Since a light shaft according to the invention is also to be used for building openings that are wider than high, it is given a floor plan with regard to the stability property described above that is significantly longer than wide, so that it has an approximately rectangular shape. This creates a molded part that is no longer approximately semicircular in horizontal section but rather an approximately rectangular shaped part. In its central part, its wall then runs approximately parallel to the building wall and has a corrugation there that corresponds to the specified minimum radius of curvature. This middle area is also more stable than a smooth wall in any case, since the corrugation gives it a greater moment of resistance.
It has been shown that the radius of curvature of the shaped part outline in the middle area of the wave radius of curvature expediently forms the ratio 48: 4: 1 with the radii of curvature of the convex and concave wave regions. If such values are provided, the result is a particularly stable molded part which can optimally meet the requirements set out above. If this molded part is made of thermoplastic material in the deep-drawing process, then in connection with these dimensional ratios it expediently has a wall thickness that forms the ratio 1:15 with the mean value of the radius of curvature of the convex wave areas.
This ratio is of course variable depending on the plastic material used, so that the specified value is only a guide value that can fluctuate within certain limits. The material for the molded part can advantageously be polyvinyl chloride, ABS (a copolymer) or a glass fiber reinforced polyester or similar. be used.
A light shaft according to the invention can be further improved in its stability if the molded part has its greatest distance from the building wall below its upper edge. This corresponds to a more pronounced bulge within the soil compared to its upper edge, so that force components occurring in the vertical direction are measured symmetrically upwards and downwards and are absorbed on the one hand by the grate on top and on the other hand by the building wall itself.
However, the semicircular shape is also not required for the vertical section of the light shaft. The bulge described above below its edge therefore does not have to be designed symmetrically to the center of the light shaft, but the light shaft can be curved downwards with less curvature than upwards. A convergence of its waves then occurs, so that they have an increasing radius of curvature towards the bottom surface. At the bottom, they can then run out into a smooth and / or slightly curved molded part surface which, according to known technology, can contain a drainage opening.
A light shaft according to the invention can be transported and installed by only one worker in view of its low weight. In order to make this assembly very easy, the aforementioned metal rail is provided.
Such a fastening device can be used as a template for mounting holes in the building wall prior to the assembly of the light shaft, then it is placed on bolts inserted into the building wall, after which the light shaft is then attached to the same bolt. For this purpose, the corresponding fastening nuts only have to be screwed onto the bolts. The advantage of this device is, on the one hand, a dimensionally accurate assembly of the light shaft, which is relatively flexible in the unloaded state, but on the other hand it also ensures that the light shaft in the loaded state can transfer the compressive stress occurring at its upper edge to the metal rail via an inserted grate, which it in turn only enters the building wall at both ends via the offset flange-like surfaces.
This creates a structure that is extremely rigid and dimensionally stable for inserting a grate, which is also suitable for attachment to window openings that are higher than the light shaft, since the grate always rests securely on the metal rail and not the building wall as Abutment needed.
An embodiment of a light shaft according to the invention is described below with reference to the figures.
Show it:
1 shows a perspective view of a light shaft with an associated fastening device,
Fig. 2 is a plan view of the light shaft shown in Fig. 1 and
3 shows a vertical section through the center of the light shaft shown in FIG.
A light shaft 1 is shown in a perspective view in FIG. Furthermore, a fastening device 2 is shown assigned to this, which consists of a rail with an L profile and can be assigned to the light shaft 1 with the fastening bores 3. The light shaft is formed from a uniform molded part which, in addition to the fastening bores 3 already mentioned, has 9 lower fastening bores 4 in the edges. Furthermore, it is essentially formed from a bottom surface 5 and a side part 6. The bottom surface 5 contains a drainage opening 7, as is also provided in known light shafts. At the upper edge of the light shaft, in the form of a vertical edge 8, an enclosure for a grate to be placed on the light shaft and the fastening device 2 is formed.
The grate lies on horizontal edge surfaces
10 and 11 of the light shaft and on the horizontal leg 12 of the L-profile of the fastening device 2.
The fastening device 2 is formed essentially as a rail with a horizontal leg 12 and a vertical leg 13. At both of its ends, this rail is provided with webs 16 oriented transversely to its longitudinal direction, on which, in turn, fastening surfaces 14 running parallel to the longitudinal direction are provided.
These are provided with mounting holes 15. The illustration in Fig. 1 shows that when the fastening device 2 is placed on the front ends of the bearing surfaces 11, the fastening bores 15 are aligned with the fastening bores 3 of the light shaft, so that both elements 1 and 2 can be fastened together on the building wall. It can also be seen that the fastening device 2 can be attached to the building wall as a template before the actual assembly of the light shaft and can be used to mark fastening bores.
FIG. 2 shows a plan view of the light shaft shown in FIG. 1, from which the change in the radii of curvature of the shafts 20 and 21, which are provided in the side part 6, can be seen. The light shaft shown in Fig. 2 contains a central dash-dotted part to indicate that the change provided according to the invention in the curvature.
In the case of light shafts of this type, which are to be made very wide, only needs to be provided at the transitions to the building wall. Accordingly, the radius of curvature of the convex wave region 20 ″ or the radius of curvature of the concave wave region 21 ″ corresponds to the predetermined minimum value of the radii of curvature. The radius of curvature of the waves then increases towards the building wall until it reaches its greatest value at the convex wave area 20 'or the concave wave area 21'. It can also be seen that the convex wave region 20 'is a half wave, which rests against the building wall in the area of its dome and there forms the edge 9 lying parallel to the building wall, so that the forces from the light shaft are introduced perpendicular to the building wall.
Laterally directed components practically do not occur, so that a shift of the light shaft relative to the building wall due to such phenomena is not to be feared.
In FIG. 2 it can also be seen that the middle, dash-dotted part of the light shaft has waves with a constant small or large radius of curvature. It can also be seen that the floor plan of the light shaft is largely rectangular instead of the previously required circular shape.
FIG. 2 also shows that the curvature of the light shaft is made in such a way that it has a greater distance from the building wall below its upper edge 8 than this edge itself. This also results in an optimal dissipation of pressure loads in the vertical direction.
The bottom surface 5 of the light shaft, which is provided with the drainage opening 7 already described, is expediently designed as a smooth and / or slightly curved surface. Due to the fact that the waves of the side part 6 converge in the direction of the floor surface, the described alignment of downward force components on the floor surface or on the building wall is possible on the one hand, but on the other hand it is also possible to guide any moisture draining off the side part 6 onto the drainage opening 7 possible. Such light shafts, which are roughly rectangular in plan, can also have a rectangular drainage opening instead of a circular one.
In Fig. 3 the light shaft is shown in a central vertical section. This corresponds to the section III-III indicated in FIG. 2 and shows particularly clearly the bulge described, which leads to a greater distance from the building wall or from the edge 9 below the edge 8.
It can also be seen, however, that the vertical section also has an approximately rectangular shape and the bulge does not have to correspond to the semicircular profile.
It can be seen from the figures that a light shaft according to the invention takes up less space than a semicircular arched light shaft. If particularly wide light wells are produced, the compressive stress on the central part shown in phantom in FIG. 2 is of course limited, since there is practically no curvature there in the horizontal section. Even if such a curvature is provided in this area, it can, however, have a greater radius of curvature than the semicircular shape, so that a smaller volume is still required than with an overall semicircular light shaft.
The above statements made with regard to a horizontal section naturally also apply in the same way to the vertical section of the light shaft, insofar as the force components occurring in the vertical direction are not taken into account. All force components which are introduced into the shafts in a direction deviating from the vertical experience the compensation already described at the concave intermediate shaft regions 21.