CN1106492C - 用于板件、尤其是玻璃板的连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用以固定板件(1)尤其是玻璃板的连接装置，此装置具有装在各板件和一支承结构(6)之间的保持件(2～5)，保持件具有补偿机构，用以补偿在板件和支承结构之间包括变形和移动在内的尺寸变化，只是通过单轴线枢轴式转动铰链接头(11、12)体现了补偿机构的转动自由度。就在这些铰链接头内或通过装上可移动的铰链接头可作出组合的平移自由度。通过所述固定装置和采用一适当的自由度组合可使板件(1)作静定安装。

Description

用于板件、尤其是玻璃板的连接装置

技术领域

本发明涉及用于板件、尤其是玻璃板的连接装置，具有装在各玻璃板和一支承结构之间的保持器，以便将来自板件的负荷传递到支承结构上，这些保持器具有用以补偿板件和支承结构之间尺寸上的变化或差异、变形和位移的装置。

背景技术

在玻璃建筑业中，一般具有很多用以作单点保持或连接的已知构件以便只是在一个很小的面积上支承玻璃体，如在外观覆层内作这种支承。这些构件使有可能作出充分透明的建筑物而只要求很少量的光学材料。

有一些用以支承玻璃体的装置，用以在其边沿上穿过板间接合处成对地予以支承。对另外一些保持器则穿过玻璃体内的一些孔予以支承。

出于安全方面的要求，各种负荷在玻璃建筑物中具有相当的重要性。一方面存在着外部负荷(玻璃本身的重量，风力、沉积物，冲击等)。另一方面，存在着由一些约束力作出的应力(如由于变形受阻，或由于温度变化、支承结构上的容隙和装配上的误差产生了补偿性移动)。人们都熟悉，玻璃是极脆的，与韧性材料不同(如金属或塑料)，只能承受极少量的弹性变形而完全不能承受塑性变形。

因此，从理论上来说，玻璃在将作用其上的负荷传递到支承结构或构架上时必须使其受到尽量小的机械应力。

确定在所述这些作用本身中哪一种作用在玻璃中产生了应力，这取决于静态系统，具体地说也就是取决于玻璃的安装方式。

一些不利的静态系统要求本身重量较大、厚度也较大的玻璃，因而要求较强的支承结构。如果安装不是静定的，板件就会同时从外来负荷和压力方面受到应力。相反，如果使板件作静定安装，就使其仅受到外来负荷，而压力负荷就在系统内受到了补偿或根本不会产生。在使极件作静定安装时与在使板件作更牢固的连接时相比，由外来负荷造成的张力也较小。

已知的、采用隔离点的保持系统已能满足这些要求。球形接头或球节允许在玻璃和支承结构之间存在扭力。但，用球节作隔离点支承本身尚不能构成玻璃板真正的静定安装。这种结果只有通过另外的平移自由度才能得出。

目前已有带球形和滑动节头的隔离点保持器。在由文件DE-4400979 C2公开的保持器内将下面的一个球形衬套与支承结构连接。其法向轴线垂直于须予连接的玻璃板表面。将一补偿件装在此球形衬套上而使其可作球体状枢轴式转动，但就法向轴线而言却没有任何平移的自由度。将一支承件装在补偿件上而使其可垂直所述法向轴线、也就是平行于须予连接的玻璃板在有限的范围内作所有方向的移动。但，其可调而几乎无间隙的轴向控制只是使其在与补偿件相互制约的条件下作枢轴式转动动作。在支承件上，用一穿过玻璃面内一孔的螺钉将玻琉板夹紧在一薄的弹性垫片上。

文件DE-43 40 511 A1论述了一种用于玻璃板的无应力连接装置，在此装置内各保持器在板件一侧具有一万向节。在某些带有自由支承的实施例中，在支承结构一侧设有在离万向节某一距离上作间隔布置的铰链接头。此接头可用一滑动件替代以便通过滑动补偿张力，对这一滑动件的实际构形却没有更深入地予以说明。

文件DE-44 45 724 A1论述了一种用于板件的连接装置，其保持器主要在一侧具有一万向节。离此万向节某一随实施例而定的轴向距离上可设置另一球形节头或铰链接头。对有关通过平移或滑动补偿应力的具体特征未予说明。

发明内容

本发明这里意在作出一种在前言中所述类型而有利地不设置万向节的连接装置，其中，用于板件、尤其是用于玻璃板的连接装置，具有装在各板件和一支承结构之间的保持器，用以将负荷从板件传递到支承结构上，此保持器具有用以在板件和支承结构之间补偿尺寸的变化、变形和位移的装置，其特征是：补偿装置的转动自由度仅由单轴线枢轴式转动接头构成，一个移动自由度由单轴线接头沿其枢轴式转动轴线的有限活动性构成。

各从属权利要求的特征涉及本发明的一些有利改进。

按这些有利的改进，保持器还具有带平移自由度的补偿装置，以便至少在板件和支承结构之间在有限的距离上可作相对位移，这些位移是由于例如受热膨胀引起的。

按本发明的一种改进，单轴线铰链接头可通过特别简单的方式取得而允许滑移，后者本身仅限于沿铰链轴线的方向。这一实施例必要时就允许枢轴式转动和滑移动作就地传递或串连在一起。铰链接头可以轴套和轴销的形式或配对的两个筒形表面、即一个凸形表面和一个凹形表面、彼此滑移的形式得出，而同时有适当地防止其抬升起来的措施。

一种呈自由支承形式的保持器最好具有两个在投影中互成直角延伸的铰链销。在这种情况下，两个铰链销可形成一种交叉，也可彼此相隔某一距离。

也可将这两种“枢轴式转动”和“滑移”自由度在空间的和功能性平面内分开安排，例如通过将一铰链的底部布置在一支承上而使其可平直地或沿一支承上的一轴线移动。

在另一有利的实施例中，一保持器也可相对于其与板件相交的纵轴线具有一转动自由度。

本发明的其他特点和优点可从以下各实施例的附图及其具体说明中显现出来。

附图的简要说明

附图中：

图1示出一用于板件的连接装置透视简图，在板件四个角的每一角上设有本发明的一保持器；

图2为连接装置保持器整个基本组成部分从图1下方的视图；

图3为一保持器的透视图；

图4a和4b示出彼此互成90°角的两个视图，示出保持器部件的另一种形式；

图5示出保持器上一种改型的支承件，从而表明另一种方法，其中，平移和转动两个自由度可串连在一起。

实施本发明的方式

如图1所示，一长方形板件1、特别是玻璃板装有四个仅作简示的保持器2、3、4、5。板件举例来说在建筑物的正面作垂直悬置。图中用标号6示出从支承结构看去板件的后方。保持器2～5在支承结构6和板件1之间延伸，其纵轴线在体上相对于板件平面作直角延伸。

四个用点划线表示的轴线7、8、9、10作离板件1四个边沿一定距离的延伸而平行于这四个边沿。在所示安装状态下，轴线7、9作水平延伸而轴线8、10作垂直延伸，分别平行于板件的相邻边沿四个轴线7～10的交点确定看各保持器2～5的位置，各保持器的轴线与所述交点之一相交。但，这里所示保持器在板面上的对称布置并不是非此不可的，对任何形状的板件当然都可作这样的连接。

各保持器2～5通过一铰链接头11与板件1连接。铰链接头11的枢轴式转动轴线沿轴线7·9方向作水平延伸。在支承结构一侧，保持器2～5一般也装有铰链接头12。这些铰链接头的枢轴式转动轴线13相对于铰链接头11的轴线成直角延伸。因此，这些铰链接头平行于轴线8、10延伸，也就是平行于静态重力的作用线。

原则上应可转换铰链接头的朝向而使接头11可绕一垂直的枢轴式转动轴线活动，使接头12可绕一水平轴线活动。但，这样，板件1的静态重力就已经会产生一局部的弯曲力，这一弯曲力在图中所示几何布置下只是在作用力沿水平的侧向作用时才会产生的。

原则上，所涉及的各铰链接头11·12不仅可绕其枢轴式转动轴线转动而构成具有转动自由度的补偿装置，但还可在一定范围内沿轴线方向平移。图1简图除了在板件1和支承结构的间距上纯平移性的变化外并未示出任何自由度上的限制。相交的枢轴式转动轴线使板件1在沿所有方向加上法向作用力时免受任何弯矩而纵向平移通过沿枢轴式转动轴线的滑移得以吸收。但，对每个板件来说，会有一确定的固定点，这会确定板件在支承结构上总体的位置。

必须特别强调的是，接头11和12的枢轴式转动轴线之间的横向偏移并不重要。只要它们允许至少部分地相对位移，也就有可能采用所谓的两个铰链轴线彼此相交的交叉接头。

以下对铰链接头的几个实施例予以说明。在这方面，还说明了减少自由度的各种可能性，这对静定地将应力从板件1传递到支承结构6上是很重要的。

如图2所示，保持器2在位于右侧的悬置板件1和示于左侧的支承结构6之间延伸。支承件14通过穿过板件1由一孔的螺钉15与板件1连接。作为惯用的技术来说，将弹性垫片16装在板件1和支承件14或螺钉15之间。支承件14形成枢轴式转动支承17，其轴线作平行于图1所示水平轴线7、9的延伸，此支承作成一侧敞开的圆筒形槽底。

锚定件18通过夹有适配垫片20的螺钉19与结构6连接。锚定件18也形成枢轴式转动支承21，其轴线对应于图1所示垂直轴线13中之一。

支承件14和锚定件18可简单地制成内部作有所需凹槽的圆盘。

连接件22连接两个枢轴式转动支承17、21。连接件具有沿保持器2的纵轴线延伸的连接杆23。其长度大体上确定着板件1和支承结构6之间的距离。在连接件23的两端具有圆柱形铰链销24、25。其纵轴线彼此相隔一定距离而作互成直角的延伸。总的来看，连接件22因而成一双“T”形，其两个横臂(铰链销24、25)相对于“T”字的竖杆(连接杆23)纵轴线具有互成直角的朝向而位于相互平行的平面内。此连接件可用简单的半制品如具有足够粗细度的钢制圆棒料制成，或可在硬模内铸选。当然，也可采用高强度塑料。

铰链销24位于枢轴式转动支承17内。此销至少在一定程度上可作双向枢轴式转动。此两组件构成如图1所示具有水平枢轴式转动轴线的两个铰链接头11中之一。

就铰链销25而言，此销可在枢轴式转动支承21内作枢轴式转动并与之构成如图1所示具有垂直的枢轴式转动轴线13的两个铰链接头12中之一。

从图2中还可看出，枢轴式转动支承17具有横向于其枢轴式转动轴线的凹槽26，连杆23在各向带有间隙的状态下装在此凹槽内。这意味着铰链销24既可作枢轴式转动，又可在枢轴式转动支承17内作纵向滑动，并可从所示中心位置起作双向动作直至连接杆23侧向与凹槽26的两壁中之一接触。

在枢轴式转动支承17成90°偏转而相对布置的枢轴式转动支承21是以相同的方式形成的。凹槽26在所示视图中是看不到的。

铰链销和枢轴式转动支承之间的摩擦当然应尽量地保持在较低程度。这一结果可通过对这些组件作高水平的表面处理、通过适当的材料组合和(或)通过润滑取得。例如，锚定件和支承件可用具有良好滑动性能的烧结金属制成。根据预见的负荷也可采用高强度塑料制件。

连接杆23、因而铰链销24和25之间的距离或横向间隔应尽量短些以免滑动时的纵向位移不必要地受阻于卡紧现象。

在组装铰链接头11、12时，可简单地将铰链销24、25横向插入其在相应一侧是敞开的枢轴式转动支承内直至其到达这些支承的底部。与此同时，连接杆23穿过相对于其纵轴线横向设置的相应凹槽26。

具有一侧敞开的枢轴式转动支承的实施例特别适用于分一或几个部分预制的连接件。

一安全件27固定在图2所示锚定件18内。此安全件最好通过螺钉28作可卸安装而封住枢轴式转动支承21的敞开侧。这就以轴承盖的形式确保铰链销25保持在枢轴式转动支承21内。这里应提出的是，此支承在此优选的安装方式中在水平方向上在其一侧是敞开的。

在板件1一侧，在此优选的安装方式中，在枢轴式转动支承17垂直向下敞开的一侧是否设置这种安全件并不重要。如图1所示，在四个预置的保持器2～5上悬放板件就已足够了，因为其重量就使其安全地保持在枢轴式转动支承17的底部。

在将板件连接在支承结构上时，举例来说可按以下步骤进行：首先，将锚定件18装在支承结构6上而使枢轴式转动支承21的开口面向一侧并使其轴线作垂直延伸。位于同一高度上的两个枢轴式转动支承的开口最好具有彼此相对面向的朝向。其次安装铰链销25，如有必要用安全件28予以固定。在图1所示实施例的情况下，四个连接杆23就从锚定件18作水平外伸。在其自由端上使四个铰链销24以其轴线在水平方向上作朝向一致的延伸。这时就可将预先将在板件上的支承件14简单地悬挂在其上面直至所有铰链销24支承在枢轴式转动支承17的底部。现在板件1只是在将其抬起时才能卸下。

在图3所示透视图内，再次示出带有铰链接头11、12的保持器总的结构。视向与图1相同。为简明起见，略去了支承件14和锚定件18上的螺钉。与这两组件大致相同的实施例和所作凹槽26的构形在此作了图示。具体地说，可以看出，连接杆23在支承件14的凹槽26内可作各向径向的活动。铰链销24可在枢轴式转动支承17内在一个方向和另一方向上作枢轴式转动并可作双向滑移。

图4a、4b通过两个视图、一个从侧面(4a)、另一个从上面(4b)示出支承件14和锚定件18的另一种形式。枢轴式转动支承17、21具有圆柱形通孔的形状。在凹槽26的位置上具有长方形孔26’。在自由支承的情况下，其目的还是在于使连接杆23可作径向各向的活动。在其纵轴线的方向上，此杆大体上必须具有尽可能小的间隙量以便就拉伸和压缩而论取得板件和支承结构的稳妥组装。图4a、4b所示可供选择的形式仅适用于由几个部分组成的连接件。首先必须将铰链销24、25装进所述通孔。其次，将连接杆23插进长方形孔26’。利用适当的螺杆29使连接杆与铰链销连接，在侧视图中对此仅作简略的图示。如果连接杆的两端具有方向相反的螺纹，就可将此杆同时旋进两个铰链销(在支承件和锚定件内)而保持器仍是横向可保持的。

如有必要，也可将此两枢轴式转动支承的实施例进行组合，也就是，连接杆的一端上采用图2所示固定的铰链接头，在另一端上采用以上所述组合螺杆的形式。

如果要使铰链销在枢轴式转动支承内的侧向位移对确定相应自由度来说成为次要的，这就存在着多种可能的做法。可以仅使凹槽26或在铰链轴线方向上与之对应的长方孔26’具有仅与连接杆对应的宽度，以致连接杆使相应的铰链销作纵向定位。

另一种可能的做法是对铰链销的两个端面进行堵塞。为此，举例来说可将螺杆直接旋进枢轴式转动支承或通孔，铰链销的端面就顶住螺杆端面或末端。

同样，必要时还可用夹紧的方法阻止铰链销在枢轴式转动支承转动，也就是用另外的固定件或对凹槽26或与之相应的长方孔26’采用适当的尺寸予以夹紧。

如果举例来说要取得一固定点，这一方面可如上所述使凹槽26无取决于连接杆直径的横向间隙，另一方面可在将其装入后装上类似于图2所示的安全件以便封住凹槽敞开的侧面。

与在连接件22与支承件14和(或)锚定件18之间直接作固定的连接相比，这些方法的优点是：即使对固定的点来说，其组件也与标准大致相符。

另一未作图示的实施例在于对已予说明的铰链接头安装法作机动学上等效的反向安装。在支承件和(或)锚定件上形成枢轴式转动支承的部位设置沿同一轴线径向伸出的两个销轴。一适当的连接件在其端部具有容纳支承件或锚定件的分岔或支承，其两个分支在所述销轴上作枢轴式转动安装，必要时并可在一定范围内纵向平移。

在另一可以设想的可供选择的实施例中，将铰链销(在安装状态下是垂直的)移向连接件内支承结构的两侧。这进一步缩短了两个单独接头之间的距离。

图5部分地示出保持器的另一形式，这构成另一种可能，这是将一或两个单轴线转动自由度与一或两个平移自由度串联起来的可能。

这一所述实施例具有改型的支承件14’，支承件由几个部件构成，其中，支承盘30具有边缘31、由此边缘围住的滑动表面32和可在此表面上平移而具有外伸凸缘34的枢轴式转动支承33。

支承盘30固定在板件1上，其固定方式未作更具体的图示。在盘的边缘31上装有最好是可卸的盖盘35。此盘与凸缘34搭接而防止枢轴式转动支承33从滑动表面32上抬起。与以上所述实施例相类似，绕一轴线作枢轴式转动、因而具有转动自由度的连接件22装在枢轴式转动支承33内。

枢轴式转动支承33可移离用剖面线示出的中央位置直至其凸缘34压靠在边缘31上。在滑动表面上可允许一或两个平移自由度。凸缘和边缘或滑动表面的尺寸可相对地予以确定而形成一种约束。这样，必要时可使凸缘仅在一个直线方向上向一方向移动而通过在两边都作宽松阻挡的边缘在另一方向上移动。

如果将滑动表面32及其在枢轴式转动支承上的配对滑动表面作成带有圆筒形的弧度而使枢轴式转动支承可沿圆筒轴线的方向移动，这样就可用与图2～4所示实施例相同的方式对平移自由度和转动自由度进行组合。因此，可将连接件22组装在枢轴式转动支承33上。

根据边缘和凸缘的构形，在滑动表面32上的枢轴式转动支承件33还可绕一滑动表面(平面)的垂直线或连接件22的纵轴线作枢轴式转动，这就意味着可允许或防止另一转动自由度。

这种转动自由度实际上在连接件内必要时偶而也可予以采用，因为这一连接件耐拉伸和压缩，但却具有允许扭转的性质。

Claims (13)

1.用于板件(1)、尤其是用于玻璃板的连接装置，具有装在各板件和一支承结构(6)之间的保持器(2～5)，用以将负荷从板件传递到支承结构(6)上，此保持器具有用以在板件和支承结构之间补偿尺寸的变化、变形和位移的装置，其特征是：补偿装置的转动自由度仅由单轴线枢轴式转动接头(11，12)构成，一个移动自由度由单轴线接头(11，12)沿其枢轴式转动轴线(13)的有限活动性构成。

2.按权利要求1所述连接装置，其特征是：保持器(2～5)还包括具有移动自由度并在板件(1)和支承结构(6)之间至少在有限的距高内允许相对位移的补偿装置。

3.按权利要求1或2所述连接装置，其特征是：单轴线接头(11，12)的铰链销(24，25)可沿其枢轴式转动轴线(7，9，13)相对于支承(14，17)移动，在所述支承(14，17)内它作枢轴式转动。

4.按以上任一权利要求所述连接装置，其特征是：在一保持器(2)上设有两个单轴线接头(11，12)，其枢轴式转动轴线(7，9；13)位于相互平行的平面内，彼此相对于保持器的纵轴线成90°角。

5.按以上任一权利要求所述连接装置，其特征是：一保持器(2～5)具有一可与板件(1)连接的支承件(14)和一可与支承结构(6)连接的锚定件(18)，此两构件中每一构件具有一用以使一单轴线接头作枢轴式转动的支承(17，21)。

6.按权利要求5所述连接装置，其特征是：用以连接支承件(14)和锚定件(18)的连接件(22)在其两端具有对应于相应枢轴式转动支承(17，21)的支承装置。

7.按权利要求6所述连接装置，其特征是：连接件(22)具有一连接杆(23)，连接杆在其两端与一铰链销(24，25)作刚性连接，两铰链销彼此相对于连接杆(23)的纵轴线成90°角。

8.按权利要求7所述连接装置，其特征是：枢轴式转动支承(17，21)作成一槽体的圆筒形底部，槽体在其一侧是敞开的，槽体具有一横向于枢轴式转动轴线延伸并用以接纳连接杆(23)的凹槽(26)。

9.按权利要求8所述连接装置，其特征是：连接杆在凹槽(26)内在所有方向上具有径向间隙。

10.按以上任一权利要求所述连接装置，其特征是：至少一个移动自由度由一单轴线接头(33)相对于其支承(30)的可动性构成。

11.按以上任一权利要求所述连接装置，其特征是：一保持器(2～5)相对于其与板件(1)相交的纵轴线具有一转动自由度。

12.按权利要求10或11所述连接装置，其特征是：一单轴线的枢轴式转动支承(33)可在一滑动表面(32)上移动并受到导向并被阻止向上抬升。

13.按权利要求12所述连接装置，其特征是：使滑动表面成圆筒形拱曲；枢轴式转动支承可沿圆筒轴线的方向移动。

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