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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klemmbeschlag zum Halten einer Dachplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Dachanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
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Unter dem Begriff ”Dachanordnung” ist bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Anordnung zu verstehen, die eine Dachplatte und einen Klemmbeschlag aufweist, wobei der Klemmbeschlag fest mit der Dachplatte verbunden ist und diese trägt. Vorzugsweise wird diese Dachanordnung an einer Wand, insbesondere einer Außenwand eines Gebäudes, angebracht, so dass sie die Funktion eines Abdaches oder Vordaches erfüllt.
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Klemmbeschläge sowie deren Verwendung bei Dachanordnungen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt.
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Die
DE 201 12 435 U1 zeigt eine Dachanordnung, bei der eine Glasplatte mit Klemmbeschlägen (dort als Punkthalter bezeichnet) gehalten ist. An den Klemmbeschlägen sind Stangen angebracht, über die die Glasplatte und die Klemmbeschläge an einer vertikalen Wand befestigt sind. Die Glasplatte weist ein Loch auf und ist zwischen zwei Auflagetellern des Klemmbeschlags, die mit einer durch das Loch der Glasplatte geführten Schraube verschraubt sind, befestigt. Zwischen den vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Auflagetellern und der Glasplatte befinden sich elastomere Scheiben zum Schutz der Glasplatte. Des Weiteren ist in dem Loch der Glasplatte eine die Schraube umhüllende Kunststoffbuchse vorgesehen, die die Glasplatte von der Schraube trennt.
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Bei der bekannten Dachanordnung besteht das Problem einer nur mäßigen Belastbarkeit. Z. B. bei starkem Schneefall kann die (Schnee-)Last auf der Dachanordnung schnell eine Masse von mehreren hundert Kilogramm erreichen. Derartig hohe Lasten können leicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Glasplatte führen. Auch starke Winde können zu starken Belastungen der Dachanordnung führen, die eine Beschädigung der Glasplatte zur Folge haben.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Belastbarkeit und Betriebssicherheit der bekannten Dachanordnung zu erhöhen.
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Die obige Aufgabe wird durch einen Klemmbeschlag nach Anspruch 1 oder eine Dachanordnung nach Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass hohe Lasten wie z. B. die genannten Schneelasten oder Winde dazu führen können, dass die Dachplatte mit der Schraube des Klemmbeschlags in Kontakt kommt. Die hohe Last kann dann in Kombination mit der kleinen Kontaktfläche zwischen der Schraube und der Dachplatte zu einer Beschädigung der Dachplatte, insbesondere zu Rissen in der Dachplatte, führen.
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Weiter wurde bei der vorliegenden Erfindung erkannt, dass die verwendeten Materialien für die zwischen Dachplatte und Klemmbeschlag angeordneten Auflagen bei entsprechend hohen Belastungen bzw. Scherkräften zu ”kriechen” bzw. ”fließen” beginnen.
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”Kriechen” bzw. ”Fließen” bezeichnet eine Verformung eines Materials bzw. Werkstoffs bei lang anhaltenden (konstanten) Belastungen, die insbesondere über einen Zeitraum von mehreren Minuten, Stunden, Tagen oder Monaten auftreten. Insbesondere wird der Werkstoff dabei gedehnt und/oder in seiner Dicke quer zu durch die Belastung auftretenden Scherkräften verringert.
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Es wurde ebenso erkannt, dass dieses Fließen des Materials dazu führt, dass die Dachplatte bei entsprechend hohen Belastungen bzw. Scherkräften nicht mehr in ihrer ursprünglichen Position gehalten wird bzw. werden kann. Durch das Fließen des Materials ist also eine Bewegung der Dachplatte und somit der Kontakt mit der Schraube des Klemmbeschlags ermöglicht. So führt das Fließen des Materials letztendlich zu der Beschädigung der Dachplatte.
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Der vorschlagsgemäße Klemmbeschlag weist eine Auflage aus Faserverbundwerkstoff oder einem anderen unter Belastung nicht fließenden Werkstoff auf. Hierdurch kann das Fließen vermindert bzw. minimiert werden.
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Ein Faserverbundwerkstoff ist ein aus verschiedenen Komponenten bestehender Werkstoff, bei dem Fasern in ein die Fasern umgebendes Material, die sogenannte Matrix, eingebracht bzw. eingebettet werden. Üblicherweise bestehen dabei die Fasern aus einem anderen Material als die Matrix. Bei einem Faserverbundwerkstoff werden die Eigenschaften der verschiedenen Komponenten in vorteilhafter Weise kombiniert. So haben bzw. bewirken die Fasern üblicherweise eine deutlich größere Festigkeit, während der Werkstoff durch die flexible Matrix dennoch flexibel bzw. verformbar bleiben kann. Mit Faserverbundwerkstoffen kann auch auf einfache Weise ein großes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht bzw. Dichte des Werkstoffes erreicht werden. Des Weiteren ist durch die Fasern ein Maßschneidern des Werkstoffes bzw. eines aus dem Werkstoff gefertigten Bauteils für verschiedene Anwendungen oder für verschiedene Belastungen möglich, da die Fasern entlang berechneter oder experimentell ermittelter Kraftverläufe bzw. Belastungsspitzen verlegt werden können.
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Die höhere Festigkeit des Faserverbundwerkstoffes drückt sich z. B. in einer höheren Zugfestigkeit, einer größeren Shore-Härte, einer höheren Reißfestigkeit, einem höheren Elastizitätsmodul oder einem höheren Kriechmodul aus. Vorzugsweise ist dabei die Dichte des Faserverbundwerkstoffes nicht oder nur unwesentlich größer als bei vergleichbaren Werkstoffen, z. B. der Matrix ohne eingebettete Fasern. Insbesondere weist der Faserverbundwerkstoff ein größeres Verhältnis zwischen Festigkeit und Dichte auf als herkömmliche Werkstoffe, zum Beispiel Kunststoffe oder Metalle.
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Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass bei einer Auflage aus Faserverbundwerkstoff das bei den bekannten elastomeren Auflagen beobachtete Fließen nicht oder zumindest nur in erheblich geringerem Maße auftritt. Mit anderen Worten verformt sich die Auflage bei den bzw. durch die genannten Lasten von mehreren 100 kg bis zu etwa 1000 kg nicht oder zumindest nur in so geringem Maße, dass die Verformung nicht zu einer Beschädigung der Dachplatte führt.
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Unter den Begriffen ”Belastung” bzw. ”Last” soll im Folgenden, sofern nichts anderes erwähnt ist, vorzugsweise eine von der Dachanordnung getragene Last bzw. ein von der Dachanordnung getragenes Gewicht und/oder eine gleich große oder äquivalente Belastung bzw. Krafteinwirkung, die durch andere Einflüsse wie z. B. starke Winde hervorgerufen wird, verstanden werden.
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Durch den erfindungsgemäßen Klemmbeschlag mit der Auflage aus Faserverbundwerkstoff kann die Dachplatte ortsfest bzw. unbeweglich von dem Klemmbeschlag gehalten werden. ”Ortsfest” bzw. ”unbeweglich” bedeutet hier insbesondere, dass die Dachplatte sich, insbesondere unter Belastung, um weniger als 1 mm relativ zu dem Klemmbeschlag verschiebt bzw. um weniger als 1 mm verschiebbar ist, wenn sie von dem Klemmbeschlag gehalten ist. Es wird hier also auf effektive Weise eine Bewegung der Dachplatte, insbesondere relativ zu dem Klemmbeschlag, verhindert.
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Die Verformung der Auflage unter Belastung ist vorzugsweise so gering, dass die Dachplatte nicht mit dem Klemmbeschlag oder einem Teil des Klemmbeschlags (außer der Auflage) in Kontakt gerät. Auf diese Weise kann das Auftreten starker lokaler Kräfte bzw. der Lochleibungsdruck auf die Dachplatte verhindert werden oder zumindest so weit reduziert werden, dass aus den Kräften bzw. dem Lochleibungsdruck keine Beschädigung oder Zerstörung der Dachplatte resultiert. Es wird also eine Beschädigung der Dachplatte vermieden und damit eine höhere Betriebssicherheit der Dachanordnung erreicht.
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Die oben genannten Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung ergebenden Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können grundsätzlich unabhängig voneinander, aber auch in beliebiger Kombination realisiert werden.
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Weitere Aspekte, Vorteile, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine vorschlagsgemäße Dachanordnung;
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2 eine perspektivische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Klemmbeschlags;
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3 eine schematische Seitenansicht des Klemmbeschlags aus 2;
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4 eine schematische Ansicht des Klemmbeschlags aus 2 mit einer von dem Klemmbeschlag gehaltenen Dachplatte; und
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5 eine perspektivische Darstellung einer Auflage.
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1 zeigt eine Dachanordnung 1 mit einem Klemmbeschlag 2 zum klemmenden Halten einer Dachplatte 3.
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Die Dachanordnung 1, der Klemmbeschlag 2 und/oder die Dachplatte 3 können mit aus dem Stand der Technik bekannten und im Folgenden nicht weiter beschriebenen Befestigungsmitteln, z. B. Stangen, Schrauben, Muttern, Dübeln und/oder sonstigen geeigneten Verbindungsteilen, an einer, vorzugsweise vertikalen, Wand, insbesondere einer Hauswand, angebracht werden. Derartige Befestigungsmittel sind in 1 angedeutet.
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Die Befestigungsmittel können sowohl oberhalb als auch unterhalb der Dachplatte 3 angeordnet sein, wie in 1 dargestellt. Insbesondere kann die Dachplatte 3 wandseitig durch unterhalb der Dachplatte 3 angeordnete Befestigungsmittel und/oder auf einer der Wand abgewandten Seite durch oberhalb der Dachplatte 3 angeordnete Befestigungsmittel gehalten, getragen oder an der Wand befestigt sein.
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Die Dachanordnung 1 weist bevorzugt mindestens zwei und/oder höchstens zehn oder acht, besonders bevorzugt vier oder sechs, Klemmbeschläge 2 auf. Prinzipiell ist jedoch eine beliebige, insbesondere auch höhere Anzahl an Klemmbeschlägen 2 möglich.
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Der Klemmbeschlag 2 weist mindestens ein Auflageelement 4 zum klemmenden Halten der Dachplatte 3 auf.
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Bei der dargestellten besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Klemmbeschlag 2 zwei Auflageelemente 4 auf, zwischen denen die Dachplatte 3 angeordnet, gehalten und/oder geklemmt werden kann.
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Der Klemmbeschlag 2 ist zum punktweise Halten bzw. Befestigen der Dachplatte 3 ausgebildet. Derartige Klemmbeschläge sind daher im Handel auch unter dem Namen ”Punkthalter” bekannt. Insbesondere wird die Dachplatte 3 durch den Klemmbeschlag 2 bzw. Punkthalter nicht großflächig oder entlang einer geraden Linie gehalten bzw. unterstützt.
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Die Dachplatte 3 ist vorzugsweise scheibenartig bzw. plattenartig ausgebildet. Die Dicke der Dachplatte 3 ist also vorzugsweise erheblich kleiner als die Breite und Länge der Dachplatte 3.
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Vorzugsweise ist die Dachplatte 3 rechteckig ausgebildet und/oder weist eine Fläche von mehr als 0,5 m2, vorzugsweise mehr als 1 m2, und/oder weniger als 3 m2, vorzugsweise weniger als 2 m2, besonders bevorzugt höchstens 1,5 m2, auf. Die Dachplatte 3 kann jedoch auch halbkreisartig oder zumindest teilweise rundlich, trapezartig oder in einer beliebigen anderen Form ausgebildet sein.
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Weiter ist die Dachplatte 3 vorzugsweise aus Glas hergestellt, sie kann jedoch auch aus einem, insbesondere transparenten, Kunststoff oder aus Metall bestehen.
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Im Darstellungsbeispiel ist die Dachplatte 3 horizontal oder leicht schräg angeordnet bzw. von dem Klemmbeschlag 2 in dieser Position bzw. Lage gehalten. Es ist jedoch auch möglich, dass die Dachplatte 3 bzw. ein sonstiges plattenartiges oder scheibenartiges Bauteil von dem Klemmbeschlag 2 in einer anderen Position bzw. Lage, insbesondere vertikal, gehalten ist. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist die Verwendung des Klemmbeschlags 2 bei einer Dusche zum Halten einer Duschwand, Duschabtrennung, Duschkabinentür o. dgl.
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Die 2, 3 und 4 zeigen den Klemmbeschlag 2 in verschiedenen Ansichten, wobei in 4 zusätzlich die von dem Klemmbeschlag 2 gehaltene Dachplatte 3 dargestellt ist.
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Der Klemmbeschlag 2 besteht vorzugsweise aus Metall, besonders bevorzugt Stahl bzw. Edelstahl.
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Die Auflageelemente 4 des Klemmbeschlags 2 sind vorzugsweise zum beidseitigen Halten der Dachplatte 3 ausgebildet bzw. halten die Dachplatte 3 beidseitig.
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Das bzw. jedes Auflageelement 4 weist eine Auflage 5 auf. Die Auflage 5 ist auf einer, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen flachen oder ebenen, Auflageseite 6 des Auflageelements 4 getragen bzw. angebracht.
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Bei der Dachanordnung 1 ist die bzw. jede Auflage 5 zwischen der Dachplatte 3 und dem Auflageelement 4 bzw. dessen Auflageseite 6 angeordnet.
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Vorzugsweise wird oder ist durch die Auflage 5 ein direkter Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Auflageelement 4 und/oder anderen Teilen des Klemmbeschlags 2 (außer der Auflage 5) verhindert. Die Dachplatte 3 liegt also bevorzugt ausschließlich an der Auflage 5 an.
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Die Auflage 5 kann an dem Auflageelement 4 fixiert, beispielsweise mit diesem verklebt, sein. Diese Fixierung der Auflage 5 bzw. Verklebung der Auflage 5 mit dem Auflageelement 4 dient dabei jedoch vorzugsweise lediglich dazu, dass bei der Montage der Dachanordnung 1, also insbesondere beim Befestigen des Klemmbeschlags 2 an der Dachplatte 3, die Auflage 5 nicht verschoben wird. Zu diesem Zweck erfolgt die Verklebung – vorzugsweise nur punktuell – mittels eines (Sekunden-)Klebers. Eine großflächigere Verklebung könnte zu einer Reduktion der Reibung zwischen Auflage 5 und Auflageelement 4 und/oder zu einem Fließen des Klebers unter Belastung führen, so dass die durch die Auflage 5 erreichten Vorteile wieder zunichte gemacht würden.
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Es ist auch möglich, dass die Auflage 5 formschlüssig in dem Auflageelement 4 bzw. an der Auflageseite 6 gehalten ist. Dies kann durch eine in Richtung der Auflage 5 vorstehende Erhebung realisiert werden, wobei die Erhebung außenseitig bzw. randseitig der Auflageseite 6 angeordnet ist, sodass die Auflage 5 innenseitig der Erhebung an der Auflageseite 6 angeordnet werden kann.
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Die Erhebung kann die Auflage 5 in Umfangsrichtung vollständig umgeben oder auch unterbrochen bzw. durch mehrere voneinander getrennte Erhebungen gebildet sein.
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Die Erhebung weist vorzugsweise eine geringere Höhe als die Dicke D der Auflage 5 auf, sodass die Erhebung nicht in Kontakt mit der Dachplatte 3 gerät.
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Vorzugsweise sind die beiden Auflageelemente 4 des Klemmbeschlags 2 oder zumindest deren Auflageseiten 6 gleichartig oder identisch ausgebildet.
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Die Auflageseiten 6 der beiden Auflageelemente 4 sind einander zugewandt und/oder jeweils auf einer der Dachplatte 3 zugewandten Seite des Auflageelements 4 angeordnet.
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Beim Darstellungsbeispiel sind die Auflageelemente 4 bzw. die Auflageseiten 6 zumindest im Wesentlichen flach und/oder scheibenartig, insbesondere kreisscheibenartig, ausgebildet. Das Auflageelement 4 bzw. die Auflageseite 6 kann jedoch auch elliptisch, rechteckig, polygonal oder in einer beliebigen anderen Form ausgebildet sein.
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Vorzugsweise weist der Klemmbeschlag 2 ein schraubenartiges Verbindungsmittel 7, insbesondere eine Schraube oder einen Bolzen, zum Verbinden der Dachplatte 3 mit dem Klemmbeschlag 2 auf. Dazu korrespondierend weist die Dachplatte 3 vorzugsweise eine Durchbrechung 8 zum Durchführen des Verbindungsmittels 7 auf.
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Die Auflageelemente 4 sind vorzugsweise mit dem Verbindungsmittel 7 miteinander verbindbar bzw. verspannbar, insbesondere verschraubbar. Vorzugsweise weisen die Auflageelemente 4 und die Auflage 5 dazu entsprechende Aufnahmen 9A und 9B zur Aufnahme des Verbindungsmittels 7 auf.
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Die Aufnahmen 9A, 9B sind vorzugsweise zentral bzw. mittig und/oder eine Symmetrie- bzw. Längsachse A des Klemmbeschlags 2 und/oder des Verbindungsmittels 7 umgebend angeordnet. Das Verbindungsmittel 7 ist also vorzugsweise zentral bzw. mittig in die Aufnahmen 9A, 9B bzw. den Klemmbeschlag 2 einführbar bzw. einschraubbar.
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Beim Darstellungsbeispiel sind die Aufnahmen 9A der Auflageelemente 4 als (vollständige) Durchbrechungen ausgebildet.
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Bei der Dachanordnung 1 ist die Dachplatte 3 zwischen den Auflageelementen 4 angeordnet, vorzugsweise wobei das Verbindungsmittel 7 die Aufnahmen 9A, 9B sowie die Durchbrechung 8 durchgreift.
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Das klemmende Halten bzw. die klemmende Befestigung der Dachplatte 3 mit dem Klemmbeschlag 2 ist insbesondere durch ein Anziehen bzw. Festziehen des Verbindungsmittels 7 möglich bzw. realisierbar.
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Durch das Anziehen bzw. Festziehen des Verbindungsmittels 7 wird eine Normalkraft, d. h. eine zur Dachplatte 3 senkrechte Kraft, auf die Auflage 5 ausgeübt, so dass die Auflage 5 (teilweise) klemmend gehalten ist und Querkräfte (also zur Dachplatte 3 parallele Kräfte) auf die Auflage 5 übertragbar sind bzw. die Auflage 5 Querkräfte aufnehmen kann. Die Belastbarkeit der Auflage 5 in der Dachanordnung 1 hängt auch von dem beim Anziehen des Verbindungsmittels 7 verwendeten Drehmoment ab. Insbesondere bestimmen die durch das klemmende Halten erzeugte Reibungskraft und die Widerstandsfähigkeit des Materials der Auflage 5 gegen Fließen (die sogenannte ”Fließgrenze”) die Belastbarkeit der Auflage 5 bzw. Dachanordnung 1.
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Der Klemmbeschlag 2 kann eine Hülse 10 zur Aufnahme des, vorzugsweise aus Metall bzw. Stahl gefertigten, Verbindungsmittels 7 aufweisen. Die Hülse 10 ist insbesondere als Hohlzylinder ausgebildet.
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Die Hülse 10 ist bei der Dachanordnung 1 zwischen dem Verbindungsmittel 7 und dem Rand der Durchbrechung 8 der Dachplatte 3 anordenbar bzw. angeordnet und/oder über das Verbindungsmittel 7 geschoben. Auf diese Weise kann ein direkter Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Verbindungsmittel 7 vermieden werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Hülse 10 aus Kunststoff, beispielsweise Polyamid, Polyoxymethylen oder Silikon, gefertigt ist, da so die Dachplatte 3 bei einem Kontakt mit der (verglichen mit dem Verbindungsmittel 7 vorzugsweise weicheren) Hülse 10 besser vor Beschädigungen geschützt ist bzw. erst bei größeren Belastungen beschädigt wird, als dies bei einem direkten Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Verbindungsmittel 7 der Fall wäre. Die Hülse 10 kann also einen zusätzlichen Schutz der Dachplatte 3 vor Beschädigungen bieten.
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Des Weiteren weist der Klemmbeschlag 2 vorzugsweise ein Befestigungsteil 11 zur Befestigung des Klemmbeschlags 2 bzw. der Dachanordnung 1 an einer Wand auf. Insbesondere kann das Befestigungsteil 11 eine Durchbrechung zur Aufnahme von Befestigungsmitteln bzw. zur Verbindung mit Befestigungsmitteln aufweisen, mit denen die Verbindung zwischen dem Klemmbeschlag 2 und der Wand hergestellt wird.
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Das Befestigungsteil 11 weist, vorzugsweise an einer der Dachplatte 3 und/oder dem Auflageelement 4 zugewandten Seite, eine Aufnahme 9C für das Verbindungsmittel 7 auf. Die Aufnahme 9 des Befestigungsteils 11 ist dabei vorzugsweise als Sackloch ausgebildet. Weiter kann die Aufnahme 9C ein, insbesondere zu einem Gewinde des Verbindungsmittels 7 korrespondierendes, Gewinde zum Verschrauben des Verbindungsmittels 7 aufweisen.
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Vorzugsweise bilden die Aufnahme(n) 9A, die Aufnahme 9B, die Aufnahme 9C und/oder die Durchbrechung 8 eine gemeinsame und/oder durchgängige Aufnahme 9 für das Verbindungsmittel 7.
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Der Klemmbeschlag 2, das Auflageelement 4, die Auflage 5 und/oder die Aufnahme(n) 9, 9A, 9B, 9C sind vorzugsweise symmetrisch zur Längsachse A ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Befestigungsteil 11 in der Aufnahme 9A des Auflageelements 4 angeordnet bzw. anordenbar und/oder komplementär zu dieser ausgebildet. So ist es möglich, beide Auflageelemente 4 des Klemmbeschlags identisch auszubilden, wobei die Aufnahme 9A sowohl zur Aufnahme des Verbindungsmittels 7 als auch zur Aufnahme des Befestigungsteils 11 ausgebildet ist. So werden eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie eine einfache Montage des Klemmbeschlags 2 ermöglicht.
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Das Befestigungsteil 11 kann als separates Bauelement oder einstückig mit einem der Auflageelemente 4 ausgebildet sein. Bei der Ausbildung als separates Bauteil ist das Befestigungsteil 11 vorzugsweise mit dem Auflageelement 4 fest verbunden, z. B. verklebt, verschraubt, vernietet oder verschweißt. Insbesondere ist es möglich, dass die Verbindung zwischen Auflageelement 4 und Befestigungsteil 11 durch das Verbindungsmittel 7 hergestellt wird, indem dieses durch die Aufnahmen 9A der Auflageelemente 4 geführt und in die Aufnahme 9C des Befestigungsteils eingeführt und/oder eingeschraubt wird.
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Die Auflage 5 ist vorzugsweise dazu ausgebildet bzw. derart zwischen dem Auflageelement 4 und der Dachplatte 3 angeordnet, dass ein direkter Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Auflageelement 4 verhindert wird bzw. kein direkter Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Auflageelement 4 besteht.
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Insbesondere ist durch die Auflage 5 der auf die Dachplatte 3 bzw. die Durchbrechung 8 wirkende Lochleibungsdruck verringert oder minimiert.
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Als ”Lochleibungsdruck” wird der Druck bezeichnet, den ein Bolzen oder eine Niete auf die Kontaktfläche mit einer Platte, durch die der Bolzen bzw. die Niete geführt ist, ausübt. Durch die üblicherweise relativ kleine Kontaktfläche zwischen dem Bolzen und der Platte können hier lokal große Kräfte bzw. Drücke entstehen.
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Vorzugsweise sind die Dachordnung 1, der Klemmbeschlag 2, die Dachplatte 3 und/oder die Auflage 5 dazu ausgebildet, ein Gewicht bzw. eine Last L von mehr als 300 kg, insbesondere mehr als 500 kg, vorzugsweise mehr als 650 kg, besonders bevorzugt mehr als 800 kg, (beschädigungsfrei) zu tragen, also ohne dass es beim bzw. durch das Tragen der Last L zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Dachplatte 3 kommt.
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Eine durch Tragen der Last L hervorgerufene Krafteinwirkung bzw. Belastung B kann jedoch auch auf andere Weise hervorgerufen werden, zum Beispiel durch starke Winde, die auf die Dachanordnung 1 einwirken. In diesem Fall ist es auch möglich, dass die Last L bzw. Belastung B als Aufwärtslast von unten auf die Dachanordnung 1 wirkt.
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Daher wird im Folgenden allgemein von einer Belastung B gesprochen, wobei die Belastung B durch Tragen der vorgenannten Last L verursacht ist oder einer durch Tragen der Last L verursachten Belastung, insbesondere bezüglich Betrag und/oder Richtung der erzeugten Kraft auf die Auflage 5, entspricht. Die Belastung B kann dabei als Abwärts- oder Aufwärtslast wirken, also von unten oder oben auf die Dachanordnung 1 einwirken.
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In der Dachanordnung 1 nimmt der auf die Dachplatte 3 Lochleibungsdruck bei steigender Last L zu. Ein großer Lochleibungsdruck kann zu einer Beschädigung der (optionalen) Hülse 10 führen, so dass das Verbindungsmittel 7 in Kontakt mit der Dachplatte 3 gerät mit der Folge einer Beschädigung oder Zerstörung der Dachplatte 3. Ebenfalls kann ein zu großer Lochleibungsdruck direkt zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Dachplatte 3 aufgrund einer zu hohen Belastung, insbesondere Spannung, in der Bohrung bzw. Durchbrechung 8 der Dachplatte 3 führen.
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5 zeigt die Auflage 5 in einer perspektivischen Darstellung.
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Die Dicke D der Auflage beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 mm, besonders bevorzugt mehr als 0,8 mm, und/oder weniger als 4 mm, insbesondere weniger als 3,5 mm, besonders bevorzugt weniger als 1,5 mm.
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Vorzugsweise verhindert die Auflage 5, insbesondere bei der Belastung B, eine Verschiebung der Dachplatte 3 relativ zu dem Klemmbeschlag 2 bzw. dem Auflageelement 4 bzw. dem Verbindungsmittel 7.
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Eine solche relative Bewegung der Dachplatte 3 zu bzw. ein Kontakt der Dachplatte 3 mit dem Verbindungsmittel 7 oder der Hülse 10 ist vorzugsweise dadurch verhindert, dass das Material der Auflage 5 selbst beim Tragen der Last L bzw. bei den durch Tragen der Last L auf die Auflage 5 wirkenden Kräften bzw. Belastungen B nicht fließt. Die Form und/oder Dicke D der Auflage 5 bleibt also auch bei der Belastung B zumindest im Wesentlichen unverändert.
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Durch das Verhindern des Kontakts der Dachplatte 3 mit dem Verbindungsmittel 7 oder der Hülse 10 durch die Auflage 5 wird vorzugsweise eine Beschädigung und/oder Zerstörung der Dachplatte 3 verhindert oder vermieden.
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Eine von der Dachplatte 3 getragene Last L übt eine vertikale, nach unten gerichtete Kraft auf die Dachplatte 3 aus. Diese Kraft lässt sich vektoriell in eine Kraft parallel zu der Dachplatte 3 und eine Kraft senkrecht zu der Dachplatte 3 zerlegen. Die Kraft parallel zu der Dachplatte 3 ist ungleich null, wenn die Dachplatte 3 nicht horizontal angeordnet ist bzw. verläuft. In diesem Fall wird durch die Kraft parallel zu der Dachplatte 3 eine Scherkraft bzw. Scherkräfte auf die Auflage(n) 5 ausgeübt, die schließlich ein Verformen bzw. Fließen der Auflage 5 bzw. des Materials der Auflage 5 bewirken können. Derartige zur Dachplatte 3 parallele Kräfte bzw. Scherkräfte können auch durch die Befestigungs- oder Zugstange, an dessen Ende der Klemmbeschlag 2 angebracht bzw. befestigt ist, und/oder durch den Klemmbeschlag 2 selbst auf die Auflage 5 ausgeübt werden. Ein Großteil der auf die Zugstange wirkende Kraft, vorzugsweise bis zu etwa 90%, können dabei als Querkraft, also zur Dachplatte 3 parallele Kraft, in der Auflage 5 auftreten.
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Vorzugsweise tritt bei durch die Last L bzw. durch das Tragen der Last L verursachten Belastungen B, insbesondere Scherkräften, kein Kriechen bzw. Fließen des Materials der Auflage 5 und/oder kein Verformen der Auflage 5 auf. Besonders bevorzugt führt die Belastung B weder zu einer (teilweisen) Verringerung der Dicke D der Auflage 5 noch zu einem Fließen des Materials der Auflage 5 in Richtung der Scherkräfte.
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Die genannte Verformung bzw. das genannte Fließen der Auflage 5 ist auch bei der Belastung B bzw. unter Einfluss der Belastung B vorzugsweise derart eingeschränkt bzw. gering ausgeprägt, dass die Ränder der Auflage 5 ihre Position um weniger als 2 mm, insbesondere weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,6 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,4 mm, bei Tragen der Last L ändern/verschieben. So kann ein Kontakt der Dachplatte 3 mit anderen Teilen des Klemmbeschlags 2 als der Auflage 5, insbesondere mit dem Verbindungsmittel 7 oder der Hülse 10, verhindert werden.
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Ebenso ist die Auflage 5 vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei Belastung B die Dicke D der Auflage 5 (auch über einen längeren Zeitraum von mehreren Stunden, Tagen oder Monaten) zumindest im Wesentlichen unverändert bleibt. Insbesondere ändert sich die Dicke D der Auflage 5 unter Belastung B also um weniger als 0,4 mm, insbesondere weniger als 0,2 mm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm, besonders bevorzugt weniger als 0,05 mm. So kann ein Kontakt der Dachplatte 3 mit anderen Teilen des Klemmbeschlags 2 als der Auflage 5, insbesondere mit dem Verbindungsmittel 7 oder der Hülse 10, verhindert werden.
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Die Auflage 5 ist vorzugsweise ringartig und/oder scheibenartig ausgebildet. Im Darstellungsbeispiel weist die Auflage 5 eine kreisförmige Außenkontur sowie eine zentral angeordnete und ebenfalls kreisförmige Aufnahme 9B auf. Es sind jedoch auch andere Formen möglich, wobei die Form der Auflage 5 und/oder der Aufnahme 9B vorzugsweise an die Formen des Auflageelements 4 und/oder des Verbindungsmittels 7 angepasst bzw. zu diesen korrespondierend sind.
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Der Durchmesser der Auflage 5 beträgt vorzugsweise mehr als 4 cm, besonders bevorzugt mehr als 6 cm, und/oder weniger als 10 cm, besonders bevorzugt weniger als 8 cm.
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Der Durchmesser der Aufnahme 9 beträgt vorzugsweise mehr als 0,5 cm und/oder weniger als 2,5 cm, besonders bevorzugt weniger als 1,5 cm.
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Die Auflage 5 kann eine glatte und/oder eine raue Seite aufweisen. Durch die glatte Seite kann z. B. das Verkleben mit dem Auflageelement 4 erleichtert bzw. vereinfacht werden. Daneben ist es möglich, dass durch die raue Seite die Auflage 5 zumindest einseitig rutschhemmend ausgebildet ist bzw. dass so das klemmende Halten der Dachplatte 3 unterstützt wird.
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Die Auflage 5 ist besonders bevorzugt aus einem Faserverbundwerkstoff F oder einem anderen unter Belastung nicht fließendem Werkstoff hergestellt oder weist diesen auf oder besteht auf diesem. Auf diese Weise können die vorgenannten Eigenschaften und/oder Vorteile erreicht bzw. realisiert werden.
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Der Faserverbundwerkstoff F ist bevorzugt ein faserverstärkter Kunststoff.
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Der Faserverbundwerkstoff F weist vorzugsweise eine Matrix aus einem Kautschuk, vorzugsweise Synthesekautschuk, besonders bevorzugt Ethylen-Prophylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und/oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) auf.
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Des Weiteren weist der Faserverbundwerkstoff F vorzugsweise Fasern aus Glas, Kohlenstoff, Keramik, Aramid, Nylon, Papier und/oder einem Naturmaterial wie Jute, Kenaf, Ramie oder Sisal auf.
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Die Fasern des Faserverbundwerkstoffs F bzw. der Auflage 5 verlaufen vorzugsweise in einer Vielzahl von Richtungen parallel zur Haupterstreckungsebene der Auflage 5 bzw. des Faserverbundwerkstoffs F. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Fasern sich kreuzen und/oder nicht in einem regelmäßigen Schema, also insbesondere ungeordnet, verlaufen. Der Faserverbundwerkstoff F weist so vorzugsweise eine richtungsunabhängige bzw. isotrope Festigkeit auf, zumindest in Richtungen, die (annähernd) parallel zur Haupterstreckungsebene der Auflage 5 bzw. des Faserverbundwerkstoffs F verlaufen.
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Die Shore-Härte der Auflage 5 bzw. des Faserverbundwerkstoffs F beträgt mehr als 85 Shore-A, insbesondere mehr als 90 Shore-A, vorzugsweise mehr als 93 Shore-A, besonders bevorzugt mehr als 95 Shore-A.
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Die Dichte der Auflage 5 bzw. des Faserverbundwerkstoffs F beträgt vorzugsweise mehr als 0,8 g/cm3, insbesondere mehr als 1 g/cm3, besonders bevorzugt mehr als 1,2 g/cm3, ganz besonders bevorzugt mehr als 1,5 g/cm3, und/oder weniger als 3 g/cm3, vorzugsweise weniger als 2,5 g/cm3, besonders bevorzugt weniger als 2 g/cm3.
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Die Auflage 5 bzw. der Faserverbundwerkstoff F weist vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mehr als 100 N/mm2, insbesondere mehr als 300 N/mm2, besonders bevorzugt mehr als 500 N/mm2, ganz besonders bevorzugt mehr als 800 N/mm2, auf. Die angegebene Zugfestigkeit ist dabei insbesondere eine nach DIN EN ISO 527-1 bestimmte Zugfestigkeit.
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Die Auflage 5 bzw. der Faserverbundwerkstoff F weist vorzugsweise eine Druckfestigkeit von mehr als 100 N/mm2, insbesondere mehr als 300 N/mm2, besonders bevorzugt mehr als 500 N/mm2, ganz besonders bevorzugt mehr als 800 N/mm2, auf. Die angegebene Druckfestigkeit ist dabei insbesondere eine nach DIN EN ISO 844:2014-11 bestimmte Druckfestigkeit.
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Im Folgenden wird ein Versuchsaufbau beschrieben, mit dem die Belastungsfähigkeit der Auflage 5 bzw. des Klemmbeschlags 2 bzw. der Dachanordnung 1 bestimmt wurde bzw. werden kann. In diesem Versuchsaufbau wurden die genannten Lasten L bzw. Belastungen B, die die Dachanordnung ohne Beschädigung der Dachplatte 3 tragen kann, ermittelt. Insbesondere kann mit dem nachfolgend beschriebenen Versuch eine Druckfestigkeit der Auflage 5 bzw. deren Materials bestimmt werden.
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Eine Dachanordnung 1 gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform wurde an einer Konstruktion aus Stahlträgern montiert. Die Konstruktion aus Stahlträgern dient dabei zur Simulation einer Wand, an der die Dachanordnung 1 angebracht werden kann bzw. ist. Als Auflagen 5 wurden aus Faserverbundwerkstoff F hergestellte Auflagen mit den vorgenannten Eigenschaften verwendet.
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Die Dachanordnung wurde mit einer Last L von 300 kg in Form von gleichmäßig auf der Dachplatte 3 verteilten Kiessäcken mit einer Masse von jeweils 10 kg belastet. Nach Belastungsdauern von jeweils 20 min wurde die Last L durch Hinzufügen weiterer Kiessäcke schrittweise um jeweils 50 kg erhöht. Bei einer Last L von 850 kg wurde der Versuch ohne erkennbare Mängel oder Beschädigungen der Dachplatte 3 beendet. Ein Verschieben oder Verformen der Auflage 5 konnte nicht festgestellt werden.
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Der beschriebene Versuch wurde auch mit Auflagen aus EPDM durchgeführt. Dabei kam es bei einer Last L von 300 kg bereits nach 20 min zu einer erheblichen Beschädigung der Dachplatte 3, nämlich zu einem Glasbruch. Dieser Glasbruch war auf ein Verformen bzw. Fließen der Auflage 5 zurückzuführen.
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Gemäß einem weiteren, auch unabhängig realisierbaren Aspekt, betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls die Verwendung eines Faserverbundwerkstoffs F, insbesondere mit den oben beschriebenen Merkmalen, als Auflage 5 zwischen dem Klemmbeschlag 2 und einen von dem Klemmbeschlag 2 gehaltenem Teil, beispielsweise der Dachplatte 3.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dachanordnung
- 2
- Klemmbeschlag
- 3
- Dachplatte
- 4
- Auflageelement
- 5
- Auflage
- 6
- Auflageseite
- 7
- Verbindungsmittel
- 8
- Durchbrechung
- 9
- Aufnahme
- 9A
- Aufnahme des Auflageelements
- 9B
- Aufnahme der Auflage
- 9C
- Aufnahme des Befestigungsteils
- 10
- Hülse
- 11
- Befestigungsteil
- A
- Längsachse
- B
- Belastung
- F
- Faserverbundwerkstoff
- L
- Last
- D
- Dicke der Auflage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 527-1 [0093]
- DIN EN ISO 844:2014-11 [0094]