-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein
Membranelement zum Verkleiden von Flächen, insbesondere von Decken oder
Wänden,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Weiterhin
ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Verkleiden von Flächen, insbesondere
von Decken oder Wänden,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs7.
-
Schließlich betrifft
die Erfindung eine aus den erfindungsgemäßen Membranelementen aufgebaute Verkleidung
einer Fläche.
-
Ein
gattungsgemäßes Membranelement weist
einen Rahmen und ein darauf gespanntes Membranmaterial auf.
-
Zur
Verkleidung einer Fläche,
insbesondere einer Wand oder einer Decke, werden bei einem gattungsgemäßen Verfahren
Membranelemente mit einem Rahmen und einem darauf gespannten Membranmaterial
auf der zu verkleidenden Fläche
nebeneinander angebracht.
-
Bei
bekannten Rahmensystemen werden die notwendigerweise auftretenden
Zugkräfte
aus den gespannten Membranen über
Biegung auf der gesamten Länge
der Rahmenkanten abgetragen. Deshalb werden relativ breite Profile
benötigt,
um die aus dieser Beanspruchung stammenden Verformungen zu minimieren.
Dies führt
zu hohem Materialverbrauch, hohem Gewicht und hohen Kosten und ist insbesondere
bei hinterleuchteten Membranelementen unerwünscht, da sich die breiten
Rahmenprofile sichtbar abzeichnen. Bei einer weiteren Variante im Stand
der Technik wird die Membranspannung durch einen Federmechanismus
innerhalb des Rahmens aufgebaut. Dieser Mechanis mus ist technisch
aufwändig
und beansprucht ebenfalls erheblich Raum in der Profilbreite.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Membranelement und ein Verfahren zur Verkleidung
von Flächen
zu schaffen, die eine Verkleidung einer Fläche mit erheblich schlankeren
Rahmenkonstruktionen gestatten.
-
Diese
Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung durch das Membranelement
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
In
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch das Verfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
-
Vorteilhafte
Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens
und bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Membranelements sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
-
Das
Membranelement der oben genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch
weitergebildet, dass wenigstens ein Rahmenbereich aufgrund von Kräften, die
das Membranmaterial auf den Rahmen ausübt, nach innen gebogen ist
und dass an dem nach innen gebogenen Rahmenbereich Spanneinheiten
zum Ziehen oder Drücken
dieses Rahmenbereichs gegenüber
einem Gegenlager nach außen
in Richtung des ungebogenen Zustands vorhanden sind.
-
Das
Verfahren zum Verkleiden von Flächen der
oben beschriebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass
die Rahmen der Membranelemente mit dem Membranmaterial vorbespannt werden,
wobei sich mindestens ein Rahmenbereich aufgrund der durch das Bespannen
ausgeübten
Kräfte
nach innen biegt, dass die vorbespannten Membranelemente mit gebogenen
Rahmenbereichen an der zu verkleidenden Fläche angebracht werden und dass
zum Schließen
der Verkleidung wenigstens ein Teil der Membranelemente mit nach
innen gebogenen Rahmenbereichen mit Rahmen von benachbarten Membranelementen
zusammengezogen oder zusammengedrückt werden.
-
Als
ein Kerngedanke der Erfindung kann zunächst die Erkenntnis angesehen
werden, dass es wesentlich ist, die sichtbare Breite der Profile
möglichst
gering zu halten. Da durch erhält
das Rahmensystem, insbesondere beim Einsatz bei lichttechnischen
Anwendungen, einen entscheidenden Vorteil.
-
Sodann
wurde von den Erfindern erkannt, dass die bei schlanker gehaltenen
Rahmen auftretenden Verbiegungen, jedenfalls einiger Rahmenbereiche,
in einfacher Weise aufgehoben werden können, indem die nach innen
gebogenen Rahmenbereiche zu einem benachbarten Gegenlager nach außen gedrückt oder
gezogen werden.
-
Ein
wesentlicher Grundgedanke der Erfindung kann also darin gesehen
werden, die Rahmen so schlank zu halten, dass wenigstens Teile des
Rahmens aufgrund von Kräften,
die das Membranmaterial auf den Rahmen ausübt nach innen gebogen werden.
-
Schließlich besteht
ein Kerngedanke der Erfindung darin, im Bereich der nach innen gebogenen Rahmenteile
Spanneinheiten zum Ziehen oder Drücken dieser Rahmenteile gegenüber einem
Gegenlager nach außen
in Richtung des ungebogenen Zustands vorzusehen.
-
Ein
erster wesentlicher Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden,
dass im Vergleich zum Stand der Technik erheblich schlankere Rahmen möglich sind
und somit deutlich mehr Spielraum beispielsweise für lichttechnische
Gestaltung besteht.
-
Ein
weiterer wesentlicher Vorteil und Kerngedanke der Erfindung besteht
darin, dass die Montage, insbesondere also das Öffnen und/oder Schließen der
Verkleidung von vorn, insbesondere von einer Sichtseite, durchgeführt werden
kann. Das Anbringen der erfindungsgemäßen Verkleidung wird dadurch
wesentlich erleichtert.
-
Die
durch die Erfindung bereitgestellten Rahmenelemente eignen sich
zur Verkleidung von Ebenen oder einsinnig gekrümmten Flächen, vorzugsweise im Bereich
von architektonischen Anwendungen, beispielsweise Decken, Wänden oder
Tafeln, im Innen- und
im Außenbereich.
Die hier beschriebenen Rahmen können
mit Folien, Geweben, insbesondere beschichteten Geweben, lichtstreuenden
Folien oder Vliesen aller Art bespannt werden. Die Membranelemente
können
somit neben ihrer Verkleidungsfunktion zum Schmücken, Leuchten und/oder Beleuchten dienen.
Weiterhin können
die erfindungsgemäße Verkleidung
und die erfindungsgemäßen Membranelemente
eine akustische Funktion wahrnehmen, das heißt sie können zum Dämpfen oder Mindern von Lärm und Geräuschen dienen.
Häufig
wird eine Kombination der genannten Funktionen angestrebt.
-
Das
Neuartige an der Erfindung kann somit gesehen werden in der Art,
in der die Membrane gespannt werden, in der Schlankheit der Rahmenelemente,
die insbesondere bei hinterleuchteten Flächen von Vorteil ist, sowie
schließlich
in der leichten Montage und teilweisen oder vollständigen Demontage
von einmal installierten Membranelementen.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Variante ist der Rahmen des Membranelements
beidseitig bespannt, wobei das Membranmaterial auf der ersten Seite
ein Diffusor-Material und das Membranmaterial auf der zweiten Seite
ein lichttechnisches Material sein kann. Das Diffusor-Material sorgt
dafür,
dass die lichttechnische Wirkung nicht durch Verschmutzungen, beispielsweise
durch tote Insekten, beeinträchtigt
wird und dass sich die Leuchtmittel nicht abzeichnen.
-
Bei
bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verkleidung sind zum Hinterleuchten der
Membranelemente Lichtquellen vorhanden. Aufgrund der erfindungsgemäß realisierbaren
erheblich schlankeren Rahmen sind dabei zahlreiche neue Gestaltungen
möglich.
-
Grundsätzlich kann
das Membranmaterial auf beliebige Art an dem Rahmen befestigt werden, beispielsweise
mit einer Mehrzahl von punktuellen Verbindungen, z. B. Klemmungen.
Eine einfach zu montierende und dabei faltenfreie Verbindung des Membranmaterials
zum Rahmen wird realisiert, wenn das Membranmaterial an dem Rahmen über eine
Kederverbindung befestigt ist.
-
Der
Rahmen kann grundsätzlich
aus bekannten und hierfür
im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften geeigneten Materialien,
beispielsweise Kunststoffmaterialien, aufgebaut sein. Besonders zweckmäßig wird
der Rahmen jedoch aus Aluminiumprofilen, insbesondere mit halb-elliptischem
Querschnitt, aufgebaut.
-
Das
Gegenlager kann grundsätzlich
von einem beliebigen mechanisch geeigneten Gegenstand gebildet sein.
Besonders bevorzugt dienen jeweils nach innen gebogene Rahmenbereiche
von benachbarten Membranenelementen als Gegenlager. Erfindungsgemäß werden
diese nach innen gebogenen Rahmenbereiche dann zueinander gezogen
oder gedrückt,
so dass die auftretenden Kräfte
in den Rahmen sich gegenseitig aufheben. Zweckmäßig wird hierbei die Zahl der
an den Rahmenbereichen vorgesehenen Spanneinheiten abgestimmt auf
die Länge der
zusammenzuziehenden oder zu sammenzudrückenden Rahmenbereiche sowie
außerdem
auf die Spannkraft des Membranmaterials.
-
Bei
einer alternativen Variante können
als Gegenlager auch Randprofile dienen, die insbesondere haustechnische
Komponenten wie beispielsweise elektrische Zuleitungen oder Datenleitungen,
enthalten können.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Membranelements
beinhalten die Spanneinheiten Schraubverbindungen zum Ziehen von
gebogenen Rahmenbereichen zum Gegenlager. Solche Spanneinheiten
sind einfach und kostengünstig
realisierbar und erfüllen
ihre Aufgabe zuverlässig.
Um den Fertigungsaufwand für
die Rahmenprofile in Grenzen zu halten, können für die Schraubverbindungen Nutensteine
im Rahmen fixiert sein und außerdem
Gewindebolzen zum Verschrauben der Nutensteine, insbesondere in
gegenüberliegenden
Rahmenbereichen, vorhanden sein. Bei diesen Nutensteinen handelt
es sich im Prinzip um Schraubmuttern.
-
Um
gegenüberliegende
Rahmenbereiche zusammenzuziehen, kann in einem einfachen Ausführungsbeispiel
der Gewindebolzen an einem ersten Ende ein Rechtsgewinde und an
einem zweiten Ende ein Linksgewinde aufweisen, wobei die Nutensteine
dann mit entsprechenden Gewinden versehen sind.
-
Das
Einschrauben der Gewindebolzen in die Nutensteine gelingt leicht,
wenn die Nutensteine im Rahmen zwar fixiert, jedoch dort mit etwas
Spiel aufgenommen sind.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Alternative, die sich durch besonders
zuverlässige
Bedienbarkeit auszeichnet, ist zum Drehen des Gewindebolzens ein
Antriebsrad im Rahmen, insbesondere mit einem Zahnrad, vorhanden.
-
Eine
besondere auf das Schließen
der Spanneinheiten abgestimmte Funktionalität wird erreicht, wenn der Gewindebolzen
einen verjüngten
Bereich zum Durchtritt durch den Nutenstein, einen hinteren Anschlag
zur Verschiebesicherung gegen das Antriebsrad und einen vorderen
Anschlag zur Verschiebesicherung gegen den Nutenstein aufweist.
-
Zweckmäßig ist
im Bereich der Spanneinheiten eine Aussparung im Rahmen zum Zugriff
auf die Spanneinheiten mit einem Werkzeug gebildet. Dies kann bei
Aluminiumprofilen in unaufwändiger
und grundsätzlich
bekannter Weise bewerkstelligt werden.
-
Ein
besonders kontrolliertes und zuverlässiges Arbeiten ist dabei möglich, wenn
im Rahmen im Bereich der Aussparung Anschlagmittel, insbesondere
Schrauben, zum definierten Ansetzen des Werkzeugs vorhanden sind.
-
Alternativ
können
die Spanneinheiten Klemmverbindungen umfassen. Bei einer einfachen Variante
wird dabei eine Klemmverbindung durch ein separates Klemmstück, welches
auf den Rahmen aufsetzbar und insbesondere verschiebbar ist, bereitgestellt.
-
Verfahrensmäßig werden
dabei nach innen gebogene Rahmenbereiche von benachbarten Membranelementen
mit mindestens einem Klemmstück, welches
insbesondere ein U-förmiges
oder H-förmiges
Profil aufweisen kann, in den Eckbereichen zusammenge drückt, indem
das Klemmstück
im Bereich der Ecken der Rahmen auf beide Rahmen aufgesetzt wird,
und anschließend
wird das Klemmstück vom
Eckbereich weggeschoben, wodurch die nach innen gebogenen Rahmenbereiche
der benachbarten Membranelemente zusammengedrückt werden. Gegebenenfalls
können
an zwei zu verbindenden Rahmenbereichen mehrere solcher Klemmstücke vorgesehen
und aufgeschoben werden.
-
Zum
Reinigen oder Warten können
die Membranelemente durch Lösen
der Spanneinheiten ganz herausgenommen oder nur herausgeklappt werden.
-
Weitere
Besonderheiten und Merkmale des erfindungsgemäßen Membranelements, des erfindungsgemäßen Verfahrens
und der erfindungsgemäßen Verkleidung
werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren
beschrieben. Hierin zeigt:
-
1:
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Membranelements;
-
2:
in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel
eines Rahmenprofils für
ein erfindungsgemäßes Membranelement;
-
3:
eine teilweise geschnittene Ansicht des Rahmenprofils aus 2 mit
den Bearbeitungen zur Aufnahme der Bauteile der Spanneinheiten;
-
4:
eine perspektivische Ansicht eines Eckbereichs eines erfindungsgemäßen Membranelements;
-
5:
das Rahmenprofil aus 2 mit daran befestigten Membranmaterialien,
Kedern und Nutensteinen samt Lagesicherungen;
-
6:
eine erfindungsgemäße Verkleidung vor
dem Zusammenziehen der Membranelemente;
-
7:
eine erfindungsgemäße Verkleidung mit
schematisch angedeuteten Spanneinheiten im zusammengezogenen Zustand;
-
8:
ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Verkleidung
mit einem Randprofil;
-
9:
eine Detailansicht der Verbindung der Membranelemente zum Randprofil;
-
10:
mehrere Ansichten eines Antriebsrads für eine Spanneinheit;
-
11:
die Anordnung des Antriebsrads aus 10 im
Rahmenprofil aus 2;
-
12:
eine perspektivische Ansicht eines Spannbolzens für eine Spanneinheit;
-
13 und 14:
die Positionierung des Spannbolzens aus 12 im
Antriebsrad aus 10;
-
15 und 16:
eine erste Verfahrensvariante für
das Zusammenspannen von benachbarten Rahmenbereichen;
-
17 und 18:
eine zweite Verfahrensvariante für
das Zusammenspannen von benach barten Rahmenbereichen
-
19 bis 21:
die Wirkungsweise eines Werkzeugs zum Betätigen der Spanneinheiten;
-
22 bis 27:
Varianten zum Herausnehmen oder Herausklappen von Membranelementen
zum Warten und/oder Reinigen; und
-
28: ein alternatives Ausführungsbeispiel einer
Spanneinrichtung.
-
Die
Grundidee der Erfindung wird mit Bezug auf die in den 1, 6 und 7 schematisch gezeigten
Ausführungsbeispiele
beschreiben. In allen Figuren tragen äquivalente Komponenten jeweils dieselben
Bezugszeichen.
-
In 6 ist
schematisch eine Verkleidung 100 einer Fläche, beispielsweise
einer Raumdecke, bestehend im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Membranelementen 10 gezeigt. Ein
erfindungsgemäßes Membranelement 10 ist schematisch
in einer teilweise geschnittenen Ansicht in 1 gezeigt
und weist einen Rahmen 12 und ein beidseitig darauf gespanntes
Membranmaterial 14 auf. Das auf die Rahmen 12 der
Membranelemente 10 gespannte Membranmaterial 14 übt auf die
Rahmen 12 nach innen gerichtete Kräfte aus, so dass Rahmenbereiche 56 nach
innen gebogen sind, wie dies in 6 schematisch
angedeutet ist.
-
Kerngedanke
der Erfindung ist nun, an den nach innen gebogenen Rahmenbereichen 56 Spanneinrichtungen 60 anzuordnen,
mit denen die nach innen gebogenen Rahmenbereiche 56 von
benachbarten Membranelementen 10 zueinander gezogen oder aufeinander
gedrückt
werden. Schematisch ist dies in 7 gezeigt,
wo an Längsseiten
der Membranelemente 10 jeweils drei Spanneinheiten 60 und
an den Schmalseiten jeweils eine Spanneinheit 60 vorgesehen
sind bzw. ist. 7 zeigt die Membranelemente 10 im
zusammengezogenen oder zusammengedrückten Zustand. Die in 7 außen liegenden Membranelemente 10 werden
durch Spanneinheiten 60 mit einem Randprofil 62 verschraubt.
-
Die
Rahmenprofile der einzelnen Membranelemente werden also untereinander
an einem oder an mehreren Punkten verschraubt, so dass die Zugkräfte aus
der Bespannung über
eine kurze Feldweite abgetragen werden. Dadurch können die
Profile schlank gestaltet werden, worin ein wesentlicher Vorteil
der Erfindung liegt. Die Schraubverbindung wird so gestaltet, dass
sie trotz der Unzugänglichkeit
des Rahmeninneren bei beidseitiger Bespannung betätigt werden
kann. Diese Betätigung
kann beispielsweise mit einem Spezialwerkzeug, welches weiter unten
im Detail beschrieben wird, in einer schmalen Fuge zwischen benachbarten
Rahmen über
ein dort angeordnetes Zahnrad erfolgen. Zusätzliche Federn oder sonstige
Mechanismen zum Spannen der Membran sind nicht erforderlich, da
das Membranmaterial selbst elastisch ist und wie eine Feder wirkt.
Die Spannung der Membran, die für
ein glattes Aussehen unter realistisch auftretenden äußeren Lasten
und Temperaturdifferenzen notwendig ist und die nötige Verformungssteifigkeit
wird beim Bespannen der einzelnen Rahmen eingeprägt. Der in diesem Zustand noch
ungestützte
Rahmenrand verformt sich unter Einwirkung dieser Spannung bogenförmig nach
innen. Diese bogenförmig
nach innen weisenden Rahmenkanten werden bei der Montage, beispielsweise von
zwei einander gegenüberliegenden
Rahmen miteinander verschraubt und so in die gewünschte geradlinig gestreckte
Form gebracht. Dabei erhöht
sich die Spannung der Membranen auf ein planmäßig bestimmtes Maß. Indem
die Membrankräfte über mehrere
verteilte Schraubverbindungen von einem Rahmen in den anderen übergehen,
schließen
sich diese Kräfte
kurz und ermöglichen
so die angestrebte Schlankheit des Rahmenprofils.
-
Eine
alternative Variante einer Verkleidung 100 ist in 8 gezeigt.
Dort ist zusätzlich
zu den äußeren Rahmenprofilen 62 außerdem mittig
ein Träger-
und/oder Rahmenprofil 62 vorgesehen, welches ebenfalls
mit Hilfe von Spanneinrichtungen 60 mit den Membranelementen 10 verbunden
wird.
-
Der
allgemeine Aufbau der Membranelemente 10 wird mit Bezug
auf die 1 bis 5 beschrieben.
-
Die
Membranelemente 10 bestehen aus einem stabilisierenden
Rahmen 12 und einer oder zwei darauf gespannten Membranen.
-
Der
Rahmen 12 besteht aus schlanken, halb-elliptischen Rahmenprofilen 20,
vorzugsweise aus stranggepresstem Aluminium. In 2 ist
ein solches Profil oder Rahmenprofil 20 in einer Schnittansicht
gezeigt. Der Rahmen 12 weist vorzugsweise eine rechteckige
oder quadratische Form auf. Grundsätzlich kann der Rahmen 12 aber
eine praktisch beliebige Form, insbesondere auch eine Form eines
beliebigen Vielecks, aufweisen. Wie aus den 6, 7 und 8 ersichtlich,
weisen die Rahmen 12 keinerlei zusätzliche Aussteifungselemente
zur Quer- und Längsaussteifung
auf.
-
Das
in 2 gezeigte Rahmenprofil wird vorzugsweise aus
stranggepresstem Aluminium hergestellt, wobei das Verhältnis von
Profilhöhe
zu Profilbreite vorzugsweise etwa 4 zu 1 bis 5 zu 1 beträgt. Die
Wanddicke bei einem Profil 20 mit einer Höhe von 80
Millimetern beträgt
etwa 2 Millimeter. Im Profil 20 sind sämtliche Hohlkammern, Bohrungen
und Fräsungen
vorgesehen, die für
die Herstellung, Montage und Revisionierung der Membranelemente 10 erforderlich
sind. Das Profil 20 weist auf der nach innen weisenden
Seite eine halbelliptische Kontur 24 auf. Im oberen und
unteren Bereich sind Hohl kammern 26 für einzusetzende Eckwinkel vorgesehen. Mittig
ist eine Hohlkammer 28 für einen Nutenstein vorgesehen,
der Teil einer weiter unten in weiteren Details beschriebenen Spanneinrichtung
ist. Ausnehmungen 32 dienen zur Aufnahme von Halteschrauben
für ein
ebenfalls im Folgenden noch zu beschreibendes Betätigungswerkzeug
für die
Spanneinheiten. Auf der bei dem erfindungsgemäßen Membranelement 10 außen liegenden
Seite des Profils 20 sind am oberen und unteren Rand jeweils
Nuten 22 für
einen einzulegenden Keder eines Membranmaterials ausgebildet. Weiter
nach innen gehend sind sodann Winkel 34 ausgebildet, welche
als Anschlag für
ein benachbartes Profil dienen. Zwischen diesen Winkeln 34 befindet
sich eine Aussparung 38, in welche ein Antriebsrad für eine Spanneinheit
aufgenommen werden kann. Zur Aufnahme der Antriebsräder der Spanneinheiten
sind außerdem
im Bereich des unteren Anschlags 34 Ausfräsungen 44 vorgesehen.
Zum Durchtritt eines Spannbolzens in einen Nutenstein ist im Profil 20 außerdem eine
mittige Bohrung 40 sowie außerdem zum Fixieren der Nutensteine
mit geeigneten Stiften Bohrungen 42 vorgesehen.
-
In
den Ecken sind die Rahmenprofile 20 auf Gehrung geschnitten
und werden über
Winkel in den Rahmenecken, die in die Hohlkammern 26 des
Profils aufzunehmen sind, untereinander verbunden. Zusätzlich ist
an der Oberseite und Unterseite der Profile im Bereich der Ecken
jeweils ein Schlitz 48 vorgesehen, um überlappendes Membranmaterial 14 an den
Ecken nach der Bespannung einzufalten. Dies ist in 4 schematisch
gezeigt.
-
Die
Verbindung der Membranmaterialien zu den Profilen 20 ist
in 5 dargestellt. Dabei ist an der Oberseite eine
Abdichtungsmembran 16 mit Hilfe eines Keders 54,
der in die dafür
in dem Profil 20 vorgesehene Nut 22 eingelegt
ist, verbunden. Entsprechend ist auf der Unterseite eine Ansichtsmembran 18 ebenfalls über einen
Keder 54, der in die untere Nut 22 des Profils 20 eingelegt
ist, verbunden. Außerdem
gezeigt ist in 5 ein in die Hohlkammer 28 eingelegter
Nutenstein 50, der dort mithilfe von Stiften 52,
welche in den Löchern 42 gehalten
sind, fixiert ist.
-
Als
Membranmaterialien können
abhängig vom
Einsatzzweck Textilgewebe, Folien und Vliese aller Art verwendet
werden. Als Ansichtsmembran wird diejenige Membran bezeichnet, die
dem Betrachter, beispielsweise im Rauminneren zugewandt ist und
die den eigentlichen Raumabschluss bildet. Auf der Rückseite
eines Rahmens 20 kann, wie etwa in 5 gezeigt,
eine Abdichtungsmembran 16 angeordnet werden, die haupt sächlich als
Abdeckung des Innenraums der Membranelemente 10 dient und den
Innenraum gegen Verschmutzungen sowie gegen das Eindringen von Feuchtigkeit
schützt.
Außerdem
kann eine solche Abdichtungsmembran 16 als Diffusor bei
hinterleuchteten Membranen dienen, um die Abbildung der Leuchtmittel
und der Schatten von Schmutzpartikeln, wenn nicht ganz zu vermeiden, dann
doch jedenfalls erheblich zu verringern. Für eine reine Abdeckfunktion
eignen sich vor allem Folien oder beschichtete Gewebe. Zur Anwendung
als Diffusor sind vorzugsweise lichtstreuende Folien, Gewebe und
Vliese geeignet. Akustisch wirksame Elemente, also beispielsweise
schalldämpfende
Elemente, können
vorzugsweise mit einer gelochten oder perforierten Ansichtsmembran
verwirklicht werden.
-
Zur
Herstellung der Membranelemente werden zunächst die Rahmenprofile 20 entsprechend den
gewünschten
Rahmengrößen zugeschnitten
und mit Hilfe von Winkelprofilen zu einem Rahmen 12 verbunden.
Der fertige Rahmen 12 wird dann jeweils mit der Ansichtsmembran 18 und
gegebenenfalls der Abdichtungsmembran 16 glatt bespannt.
Die Verbindung der Ansichtsmembran 18 und der Abdichtungsmembran 16 zum
Rahmenprofil 20 erfolgt, wie in 5 dargestellt über eine
Klemmverbindung mittels eines Keders 54 oder einer Kederschnur,
die vorzugsweise aus einem weichen Kunststoff, beispielsweise aus
PVC oder TPE oder einem anderen geeigneten Werkstoff gefertigt ist.
Stattdessen kann auch eine Klemmleiste oder eine Klemmschiene aus stranggepresstem
Aluminium verwendet werden.
-
Die
Vorspannung in den Membranen 16, 18, die sich
bei glatter Bespannung automatisch aufbaut, erzeugt eine Verformung
der schlanken Rahmenprofile 20 nach innen, wie in 6 schematisch
gezeigt. Die Größe dieser
Verformung wird über
die eingetragenen Vorspannkräfte
bestimmt und genau definiert. Diese Formung ist gewollt und Teil
des nachfolgend beschriebenen Montagekonzepts.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
die Verformungen der Rahmen infolge von Membranvorspannung über spezielle
Spannmechanismen wieder in den ursprünglich unverformten Zustand
zurückzuspannen.
Als Gegenlager hierfür
können
bei bevorzugten Varianten die benachbarten Membranelemente 10 bzw.
je nach Art der Anordnung auch ein geeignetes Randprofil 62 dienen.
Die Membranvorspannkräfte
werden so untereinander kurzgeschlossen und heben sich gegenseitig
auf. Der Rahmen weist nach dem Zurückspannen wieder die ursprüngliche
Form wie vor der Bespannung mit den Memb ranen auf. Dies ist aus
den 7 und 8 ersichtlich. Die Membranelemente 10 können auf
unterschiedliche Weise angeordnet werden. Bei einer ersten, in den 6 und 7 dargestellten
Variante umrandet ein Randprofil 62 eine gesamte Anordnung
einer Vielzahl von Membranelementen 10. Das Randprofil 62 dient
als Gegenlager zum Aufnehmen der Spannkräfte der Membranelemente 10 am
Rand der Anordnung. Gleichzeitig kann das Randprofil 62 auch
als Abschluss– bzw.
Anschlusselement an eine benachbarte Konstruktion dienen. Auch das
Randprofil 62 wird vorzugsweise aus handelsüblichem
Aluminiumprofil oder einem gekanteten Aluminium- oder Stahlblech
herstellt.
-
Bei
der zweiten, in den 8 und 9 schematisch
dargestellten Ausführungsform
ist zusätzlich
im Innenbereich der gesamten Verkleidung ein Trägerprofil 62 vorgesehen,
welches beispielsweise eine U-Form aufweisen kann und zweckmäßig ebenfalls
aus Aluminium gefertigt ist. Dieses innere Randprofil 62 kann
zur Aufnahme und Führung
von Installationsleitungen, wie Kabelsträngen und Wasserleitungen, sowie
der Integration von Sprinkleranlagen und sonstigen technischen Gebäudeinstallationen
dienen. Hierfür
kann zweckmäßig sein,
den Kanal mit einer Abdeckung 64 zu versehen. Das Randprofil 62 erfüllt hier
aber wesentlich auch die Aufgabe, die Spannkräfte der benachbarten Membranelemente 10 aufzunehmen.
Darüber
hinaus kann dieses Randprofil auch Scharnierbolzen für ein Abklappen der
Membranelemente 10, das weiter unten beschrieben wird,
aufnehmen.
-
Der
Spannmechanismus und der Spannvorgang werden mit Bezug auf die 10 bis 21 erläutert.
-
Die
Spanneinheiten 60, mit denen die Vorspannkräfte des
Membranmaterials 14 kurzgeschlossen werden, bestehen im
Wesentlichen aus einem Gewindebolzen oder Spannbolzen 80,
einem Antriebsrad 70 und einem in die Randprofile 20 einzusetzenden
Nutenstein. Ein Spannbolzen 80, ein Antriebsrad 70 und
zwei Nutensteine 50 mit Innengewinden bilden eine Spanneinheit 60.
Die Anzahl der Spanneinheiten pro Längeneinheit oder pro Rahmenseite
ist abhängig
von den Spannkräften
und der Biegesteifigkeit der Rahmenprofile 20.
-
Die
Nutensteine 50 weisen ein Gewinde auf, in welches die Spannbolzen 80 eingeschraubt
werden können.
Die Nutensteine 50 werden in die Hohlkammern 28 des
Rahmenprofils 20 eingeführt,
an die richtige Stelle geschoben und links und rechts, bei spielsweise
mit Hilfe einfacher Metallstifte, in ihrer Lage gesichert. Bevorzugt
erfolgt dies mit etwas Spiel, wodurch das Einschrauben der Spannbolzen 80 erleichtert
wird. Die Nutensteine bestehen vorzugsweise aus verzinktem Stahl.
-
Über die
Spannbolzen 80 werden die Membranelemente 10 aneinandergezogen,
wodurch die Vorspannkräfte
der Membranelemente 10 untereinander kurzgeschlossen und
die nach innen gebogenen Rahmenbereiche 56 des Membranelements 10 wieder
parallel ausgerichtet werden. Ein Spannbolzen 80, der auf
grundsätzlich
bekannte Art und Weise hergestellt wird, ist in 12 schematisch
dargestellt. Am einen Ende weist der Spannbolzen 80 einen
Anschlag 82 auf, durch den ein Herausrutschen oder Herausfallen
des später
noch zu beschreibenden Antriebsrads 70 verhindert wird.
Nach innen gehend weist der Spannbolzen 80 sodann einen
abgeflachten Bereich 86 auf, wobei an den Außenseiten ein
in die Nutensteine 50 passendes Außengewinde 84 aufgeschnitten
ist. Über
eine Verjüngung 88 geht der
Spannbolzen 80 sodann über
in einen verjüngten Bereich 87,
dessen axiale Länge
und radiale Dicke so gewählt
ist, dass dieser verjüngte
Bereich 87 durch die Öffnung
in den Nutensteinen 50 frei hindurchtreten kann. Diese
Funktionalität
wird im Folgenden noch genauer erläutert. Am Ende schließlich wird
der Spannbolzen 80 abgeschlossen durch eine Hutmutter 89,
die dort auf ein in 12 nicht gezeigtes Gewinde aufgeschraubt
ist und die als Anschlag gegenüber
einem Nutenstein 50 dient.
-
Der
Aufbau eines Antriebsrads 70 und das Zusammenwirken mit
dem Spannbolzen 80 und dem Randprofil 20 wird
mit Bezug auf die 10 bis 14 beschrieben.
Das Antriebsrad 70, welches in 10a)
in einer Vorderansicht, in 10b) in
einer Seitenansicht und in 10c) in
einer Rückansicht gezeigt
ist, weist als wesentliche Bestandteile einen kreisscheibenförmigen Teller 74,
ein darauf angebrachtes oder angeformtes Zahnrad 72, welches zum
Antreiben dieses Rads dient sowie eine Öffnung 76 zum Durchtritt
eines Spannbolzens 80 auf. Eine Besonderheit dieser Öffnung 76 besteht,
wie in 10c) dargestellt, darin, dass
die Eckbereiche jeweils mit einer gezielt angebrachten Ausnehmung 78 versehen
sind, die eine Beschädigung
des Gewindes des Spannbolzens 18 verhindern.
-
Die
Positionierung des Antriebrads 70 relativ zum Rahmenprofil 20 ist
in den 11a) sowie b) gezeigt. Ein Rand
des Tellers 74 greift dabei in eine Nut 36 hinter
dem Anschlagwinkel 34 des Rahmenprofils und wird auf diese
Weise gegen ein Herausfallen gesichert, siehe 2.
In 11b) ist außerdem
gezeigt, wie das Antriebsrad 70 mittig zur Ausnehmung 44 positioniert
wird, so dass über
diese Ausnehmung 44 auf das Antriebsrad 70 mit
einem Werkzeug zugegriffen werden kann, was weiter unten beschrieben wird.
Im gezeigten Beispiel wird zum Antreiben des Antriebsrads 70 ein
Zahnrad 72 verwendet. Das Antriebsrad 70 wird
bevorzugt aus Edelstahl gefertigt. Das Antriebsrad 70 weist
in seiner Mitte eine zur Abflachung 86 des Spannbolzens 80 passende Öffnung 76 auf
und wird über
diesen gesteckt, wie in 13 und 14 gezeigt.
Wenn das Antriebsrad 70 gedreht wird, wird das Drehmoment über die Öffnung 76 auf
den Spannbolzen 80 übertragen.
Durch den Eingriff des Tellers 74 in die Nut 36 hinter
den Anschlagwinkel 34 des Rahmenprofils, siehe 2, wird
außerdem
verhindert, dass das Antriebsrad 70 unkontrolliert auf
dem Spannbolzen hin- und herwandert. Zum Drehen des Antriebsrads 70 wird
ein weiter unten noch im Detail beschriebenes Drehwerkzeug benutzt.
-
Zum
Durchführen
des Spannvorgangs wird das Antriebsrad 70 am Rahmenprofil 20 vor
dem Nutenstein 50 positioniert, wie in 11 dargestellt.
Sodann wird ein Spannbolzen 80 durch das Antriebsrad 70 gesteckt
und in den Nutenstein 50 innerhalb des Rahmenprofils 20 bis
zum Anschlag 82 nach vorn eingedreht. Diese Situation ist
in 15 gezeigt. Der Anschlag 82 dient dazu,
dass der Spannbolzen 80 beim Lösen der Membranelemente gehalten
wird und nicht unerwünscht
ins Innere des Membranelements fallen kann. Anschließend wird
von hinten auf das mit einem kleineren Gewinde versehene Ende des
Spannbolzen 80 eine Hutmutter 89 aufgedreht und
gegen unerwünschtes
Lösen,
beispielsweise durch Verkleben, gesichert. Diese Hutmutter 89 dient als
hinterer Anschlag.
-
Eine
erste Variante des Zusammenspannens wird mit Bezug auf die 15 und 16 beschrieben.
Nach dem Bereitstellen des Ausgangszustands in 15 werden
die zu verbindenden Rahmenbereiche des Rahmens so weit, beispielsweise mit
einer geeigneten Zange zueinandergedrückt, dass der Gewindeteil 84 des
Spannbolzen 80 mit Hilfe des Antriebsrads 70 über ein
Drehwerkzeug in den Nutenstein 50 des benachbarten Membranelements 10 eingedreht
werden kann. Die Zange zum Aufeinanderdrücken der gegenüberliegenden
Rahmenbereiche kann insbesondere in die Nut 36 der Profile 20 eingreifen,
siehe 3. Wenn der Spannbolzen 80 weit genug
durch den Nutenstein des in 16 rechten
Rahmenprofils 20 durchgedreht ist, liegt kein gewindemäßiger Eingriff
zwischen dem Nutenstand 50 und dem Spannbolzen 80 mehr
vor, so dass der Spannbolzen 80 beim Weiterdrehen gewindemäßig nur
noch vom Nutenstein 50 des in 16 linken Rahmenprofils 20 gehalten
wird. Wenn der Spannbolzen weit genug eingedreht ist, kommt die
Hutmutter 89 mit dem Nutenstand 50 des in 16 rechten Rahmenprofils 20 in
Anschlag und jedes Weiterdrehen des Spannbolzens 80 führt zu einer
Annäherung der
zu verbindenden Rahmenprofile 20.
-
Alternativ
kann bereits zu Beginn des Spannvorgangs der Spannbolzen 80 mit
Hilfe des Drehwerkzeugs aus dem rechten Profil 20 bis zum
Anschlag hinten, also bis zum Kontakt der Hutmutter 89 mit
dem Nutenstein 50 herausgedreht werden. Dies ist in 17 dargestellt.
Sodann wird das in 17 linke Profil mit Hilfe einer
Zange an den Spannbolzen 80 herangeführt und die Profile können dann
miteinander verschraubt werden. Für beide Varianten wird schließlich der
in 18 gezeigte Endzustand erreicht, bei dem die Profile 20 über ihre
Anschlagwinkel 34 kontaktieren und mithin ihre Endposition
erreicht haben. Außerdem
ist aus 18 ersichtlich, dass zwischen
den Rahmenprofilen 20 ein Spalt 66 besteht, über welchen
ein Zugriff auf das Zahnrad 72 des Antriebsrads 70 möglich ist.
-
Dies
wird mit Bezug auf die 19 bis 21 erläutert, wo
ein Betätigungswerkzeug
schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 90 versehen
ist. Das Betätigungswerkzeug
besteht im Wesentlichen aus einer Platte 92, an der im
gezeigten Beispiel zwei weitere Zahnräder 94, 96 drehbar
angeordnet sind, über
welche das Zahnrad 72 des Antriebsrads 70 für den Spannbolzen 80 gedreht
werden kann. Das Werkzeug 90 greift dabei durch die im Profil 20 vorgesehenen
Ausnehmungen 44 und wird über dort in Bohrungen 46,
siehe 3, eingedrehte Schrauben 98 präzise positioniert,
wodurch außerdem
sämtliche
Kräfte,
die beim Drehen des Spannbolzens 80 auftreten, in das Rahmenprofil 20 eingeleitet
werden. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein weitgehend kräftefreies
und somit bequemes Arbeiten für eine
Bedienperson möglich.
Bevorzugt erfolgt dabei das Drehen der Zahnräder über einen Motor, beispielsweise
einen Elektromotor.
-
Ein
alternatives Beispiel einer Spannvorrichtung ist in 29 schematisch
angedeutet. Dort werden gegenüberliegende
Rahmenprofile 20 durch ein Klemmstück 68 mit einem H-förmigen Profil
aneinander gehalten. Dieses Profil kann beispielsweise über an geeigneter
Stelle angebrachte Ausnehmungen zwischen die Rahmenprofile 20 eingeführt werden. Gegebenenfalls
könnten
auch von außen
aufzusetzende U-förmige
Profile auf entsprechend vorzusehende, nach außen weisende Winkel, vergleichbar den
nach innen weisenden Winkeln 34, vorgesehen sein.
-
Revision,
Reinigung und Zugänglichkeit
der erfindungsgemäßen Verkleidung
und der erfindungsgemäßen Membranelemente
werden mit Bezug auf die 22 bis 27 erläutert. Unter
Revision wird hauptsächlich
das Putzen und Pflegen der oberen und unteren Membranfläche bzw.
der dort verwendeten Materialien sowie der Fugen zwischen den Membranelementen 10 verstanden.
Eine Revision der Membranelemente 10 oder eventuell dahinterliegender
Leuchtmittel kann auf unterschiedlicher Weise erfolgen. Bei einer
ersten Variante können
durch das spezielle Montagesystem mit den Spanneinheiten 60 einzelne
Membranelemente 10 unabhängig voneinander herausgelöst und aufgrund
des geringen Eigengewichts, beispielsweise mit zwei Personen, demontiert
werden. Dies ist in 22 schematisch gezeigt. Dieses
Membranelement 10 kann sodann gereinigt, ausgetauscht oder
in einer eventuell gewünschten
Weise verändert
werden.
-
Bei
einer zweiten, in den 23 bis 27 schematisch
veranschaulichten Variante werden die Membranelemente 10 über Spannbolzen 80 oder
eigens hierfür
vorgesehene Scharnierbolzen abgeklappt. Die Scharnierbolzen können beispielsweise zwischen
den Membranelementen 10 und Randprofilen 62 vorgesehen
sein. Alle anderen Spanneinheiten 60 werden vor dem Klappen
des Membranelements 10 gelöst. Ein Klappvorgang, bei dem
die Drehachse auf etwa einem Viertel der Schmalseite eines Membranelements 10 liegt,
ist in den 23 bis 25 veranschaulicht.
Hierbei liegt ein Teil der Membranelemente 10 nach dem
Abklappen oberhalb der Randprofile 62. Das Membranelement 10 wird also
um die Bolzenachse gedreht und klappt dann in eine Öffnungsposition.
Je nach örtlichen
Platzverhältnissen
und individuellen Wünschen
des Bauherrn oder Architekten kann die Lage des Drehpunkts und die
Abklapprichtung definiert werden.
-
Beispielsweise
liegt bei der in den 26 und 27 veranschaulichten
Variante der Drehpunkt in einem Eckbereich der Membranelemente und
diese werden über
ihre Längsseite
nach unten geklappt. 26 zeigt verschiedene Stadien
des Abklappens eines einzelnen Membranelements. 27 veranschaulicht
eine Situation mit insgesamt sechs abgeklappten Membranelementen 10 bei
einer erfindungsgemäßen Verkleidung 100.
-
Die
hier angesprochenen Eigenschaften erlauben ebenso eine leichte und
rasche Zugänglichkeit
von Gebäudeteilen
und Einbauten, wie zum Beispiel Lichtanlagen und anderen Installationen,
die hinter den Membranelementen angeordnet sind.
-
Mit
der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiges Membranelement und
ein neuartiges Verfahren zum Verkleiden von Flächen bereitgestellt, mit denen
eine erheblich schlankere Gestaltung der Trägerkonstruktionen möglich ist
und somit im Hinblick auf Materialverbrauch und Gestaltungsmöglichkeiten erhebliche
Vorteile erreicht werden.