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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Bei modernen mehrschaligen Gebäudehüllen ist die sachgerechte Installation von Fenster- und Türrahmen eine wichtige Aufgabe, insbesondere weil eine moderne Gebäudehülle aus einer Vielzahl funktioneller Materialien unterschiedlicher Dicke, Festigkeit und Belastbarkeit besteht. Die Platzierung eines Rahmens erfolgt an einem energietechnisch sinnvollen bzw. durch Bauvorschriften vorgegebenen Bereich der Gebäudehülle, der aber nicht dort liegen muss, wo der tragende Teil des Baukörpers ist. Um z. B. Wandbereiche aus nicht tragendem Material zu überbrücken, wurden schon früher zumindest an der unteren Begrenzung einer Wandöffnung Plattenelemente aus Holz aufgelegt und sowohl mit dem Rahmen als auch der Gebäudehülle verschraubt.
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Diese Möglichkeit ist heute wenig bevorzugt, auch weil moderne Fenster/Türen häufig grossflächig und mit Mehrfachverglasung versehen sind und damit ein hohes Gewicht aufweisen.
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STAND DER TECHNIK
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Zur Befestigung von Fenster und Türen bzw. allgemein Bauteilen in Gebäudeöffnungen werden vielfach Montagevorrichtungen verwendet, die sowohl Halte- wie Verstellelemente aufweisen. Wie in der
EP 0 945 577 oder der
EP 1 500 767 gezeigt, sind dies Vorrichtungen wie Profilschienen, die über Gewindestangen mit Tragplatten oder Halterungen verfügen oder den Gebrauch von Distanzklötzen ermöglichen. Dadurch wird das Befestigen in einer Wandöffnung, meist an der Laibung, aber auch die Justage der Position des Bauteils in drei Dimensionen möglich. Solche Justageelemente sind wegen der zusätzlichen Funktionalität nicht günstig. Zudem müssen verschiedene Varianten bereitgestellt werden, um verschieden grosse / schwere Bauteile an möglichst vielen Wandbereichen befestigen zu können.
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Im Stand der Technik wurde vorgeschlagen, statt einer Vielzahl der beschriebenen verstellbaren Halteelemente einzusetzen, die Ableitung der Gewichtskraft durch einfache Montagewinkel vorzunehmen bzw. zu unterstützen. Diese werden mit einem Schenkel vertikal unterhalb des Rahmens an tragenden Gebäudeteilen befestigt und bieten mit dem anderen, horizontalen Schenkel eine Auflagefläche für die Rahmenunterseite. Dadurch kann ein fenster- oder Türrahmen vor der eigentlich tragenden Gebäudehülle montiert werden.
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NACHTEILE DES STANDES DER TECHNIK
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Konventionelle Montagewinkel aus gebogenem Flacheisen geraten wegen ungenügender Steifigkeit gerade bei sehr schweren Fenster- bzw. Türbauteilen schnell an die Grenze der Tragfähigkeit. Zwar ist es bekannt, solche Montagewinkel mit Streben oder Versteifungsblechen zu versehen, um deren Tragfähigkeit zu erhöhen. Jedoch steigt dadurch der Fertigungsaufwand an. Ferner muss diese Strebe im verbauten Zustand bei der Montage der Aussenisolierung berücksichtigt werden, sprich, es müssen Aus- bzw. Einschnitte im Dämmmaterial vorgesehen werden, was ebenfalls einen Zusatzaufwand nach sich zieht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, einen stabilen Stützwinkel anzugeben, der ohne Strebe auskommt, flexibel einsetzbar ist und effizient zu produzieren ist.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird erfüllt von einem Stützwinkel mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Die Unteransprüche beschreiben weitere nützliche Varianten und Ausführungsformen.
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Ein Stützwinkel gemäss vorliegender Erfindung ist ausgelegt zur Ableitung von Lasten eines Fenster- oder Türrahmens in ein tragendes Wandelement. Als winkeliges Bauelement verfügt er über zwei flächig ausgebildete Schenkel 12, 16, die im Wesentlichen einen Winkel von 90° bilden und durch einen dazwischenliegenden Scheitelabschnitt 14 miteinander verbunden sind. Jeder der Schenkel 12, 16 definiert je eine Befestigungsebene 13, 17, die sich somit ebenfalls unter einem Winkel von ca. 90° schneiden. Mit „Innenseite“ bzw. Innenraum ist der von den Schenkeln bzw. Befestigungsebenen definierte Bereich gemeint, der den 90° Winkel aufweist. Mit Befestigungsebene ist die von den Schenkel-Aussenseiten definierte Ebene gemeint, die bei der Montage mit der Gebäudeoberfläche bzw. dem Rahmen flächig in Kontakt kommt.
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Der Stützwinkel gemäss Erfindung ist einstückig aus einem Blech mit gleichmässiger Materialstärke DS geformt und zeichnet sich dadurch aus, dass er über mindestens zwei, parallel zueinander angeordnete und beabstandete, parallel zu den Längskanten der Schenkel 12, 16 angeordnete Sicken 20, 22 verfügt, wobei diese Sicken sich ohne wesentliche Dimensionsänderung durchgängig über beide Schenkel 12, 16 und den Scheitelabschnitt erstrecken. Mit Sicke ist dabei eine im technisch üblichen Sinne rinnenförmige Vertiefung bzw. Erhebung gemeint. „Im Wesentlichen ohne Dimensionsänderung“ bedeutet hierbei, dass die Sicke ihre im Querschnitt betrachteten geometrischen Masse bzw. Proportionen auf beiden Schenkeln und auch im Scheitelabschnitt beibehält.
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Bevorzugt wird ein erfinderischer Stützwinkel Sicken 20, 22 aufweisen, die im Querschnitt betrachtet ein U-Profil bzw. verrundetes V-Profil aufweisen. Die Sicken ragen somit aus den Befestigungsebenen 13, 17 hervor. Bevorzugt weisen die Sicken alle zum Innenraum hin bzw. ragen aus der Innenseite hervor, so dass die Befestigungsebenen im Aussenraum des Stützwinkels, bis auf die Eintiefungen der Sicken, eben sind.
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Bevorzugt werden die Sicken so geformt, dass das Material fliessend mit Krümmungsradien (im Gegensatz zu einer scharfen Falzung) in die Sicke umgeformt wird. Eine Sicke lässt sich demnach unterteilen bzw. im Querschnitt beschreiben als bestehend aus einem ersten Überleitungsbereich 31 aus einer Befestigungsebene 13, 17 mit Krümmungsradius R1, einer erste Flanke 32, einem zweiten Überleitungsbereich 33 mit Krümmungsradius R2, einem Verbindungsbereich 34, eine dritten Überleitungsbereich 35 mit Krümmungsradius R3, einer zweite Flanke 36 und einem vierten Überleitungsbereich 37 mit Krümmungsradius R4, der wieder in die Befestigungsebene 13, 17 zurückführt.
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Bevorzugt wird eine Sicke so dimensioniert, dass das Verhältnis von Breite der Sicke BSB zu ihrer Höhe HS zwischen 2:1 und 1.1, bevorzugt 1.5:1 beträgt. Die Herstellbarkeit der Sicke wird erleichtert, wenn, bezogen auf ein U-Querschnittsprofil, die Flanken 32, 36 nicht parallel zueinander ausgeführt werden, sondern einen Winkel β einschliessen. Dieser Öffnungswinkel β einer Sicke 30, gemessen zwischen der ersten Flanke 32 und der zweiten Flanke 36 beträgt zwischen 15° bis 25°, bevorzugt ca. 20°.
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Eine symmetrische Ausgestaltung der Sicke ergibt sich, wenn für die o.a. Krümmungsradien paarweise gleiche Radien gewählt werden, genauer gesagt, die Krümmungsradien R1 und R4 sowie R2 und R3 werden jeweils paarweise gleich gross ausgelegt. Insbesondere bevorzugt gilt also betragsweise: R1 = R4 sowie R2 = R3.
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Für einen Stützwinkel wie gezeigt in mit zwei Sicken ist besonders bevorzugt, wenn die Sicken so angeordnet sind, dass jede Sicke seitlich von einem zum Schenkelrand orientierten Schenkelabschnitt 24, 26 flankiert wird und ein dritter Schenkelabschnitt 25 zwischen den Sicken 20, 22 liegt, wobei die Schenkelabschnitte 24, 25, 26 flächig ausgedehnt sind und abschnittsweise in den Befestigungsebenen 13, 17 liegen.
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Für die Befestigung an Bauteilen bzw. Gebäudeteilen sind in den aussenliegenden Schenkelabschnitten 24, 26 eine Mehrzahl von Durchbohrungen 27, 28 vorgesehen, die äquidistant (Abstand d von Durchbohrung zu Durchbohrung, gemessen Mitte-Mitte) und in gleichem Abstand zur Längskante 41, 42 des Schenkels angeordnet sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform hat die erste Bohrung im ersten Schenkelabschnitt 24 einen Abstand x zu einer äusseren Querkante 40, während die erste Bohrung im zweiten Schenkelabschnitt 26 einen Abschnitt x+d/2 zur selben Querkante 40 aufweist. Das bewirkt, dass die Durchbohrungen in den beiden Schenkelabschnitten von derselben Kante (Querkante) betrachtet, um einen halben Abstand d versetzt angeordnet sind, sprich, die Bohrungen stehen auf Lücke.
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Im dritten Schenkelabschnitt 25 wird weiterhin ebenfalls mindestens eine Durchbohrung 29 vorgesehen, besonders bevorzugt als Langloch ausgeführt.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt einen erfindungsgemässen Stützwinkel 10 in Schrägansicht zusammen mit den durch Schraffuren angedeuteten Befestigungsebenen 13 und 17. Diese seien nicht durch die gestrichelten Linien begrenzt. Die Befestigungsebenen dienen dazu, die Flächen zu visualisieren, die für die Befestigung des Stützwinkels 10 zur Verfügung stehen. Die Schenkel 12 und 14 sind zueinander um 90° (im Rahmen der Fertigungstoleranz) angeordnet. Der Scheitelabschnitt 14 ist kein scharfer Falz, sondern beschreibt eine Kurve. Dadurch wird eine übermässige Belastung des Materials bei der Herstellung vermieden.
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Erfindungsgemäss verfügt ein Stützwinkel gemäss Erfindung über mindestens zwei Sicken 20 und 22, die den Winkel auch im Bereich des Scheitelabschnittes ohne wesentliche Dimensionsänderung durchziehen. Dadurch wird eine besonders hohe Biegesteifigkeit und damit Traglast erzielt. Der Stützwinkel hat, wie dargestellt, in dieser weitaus bevorzugten Ausführungsform zwei Schenkel 12, 16 mit unterschiedlicher Länge, was bei der Montage an einer Gebäudehülle die Realisierung zweier unterschiedlicher horizontaler Auskragungen erlaubt. Zwischen den beiden Sicken 20, 22 und flankierend zu den Längsaussenkanten 41, 42 orientiert, sind ebene Schenkelbereiche 24, 25, 26 angeordnet, die die Auflageflächen bzw. Anschlagbereiche zur Gebäudehülle bzw. zum Bauteil (Fensterrahmen, Türrahmen) darstellen. Hierzu sind in den Schenkelflächen eine Reihe von Bohrungen bzw. Langlöcher angebracht.
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2 zeigt einen erfindungsgemässen Stützwinkel 10 in einer seitlichen Ansicht. Die Dicken 20, 22 sind im Profil als Erhebungen mit Höhe HS erkennbar und ziehen sich ohne wesentliche Dimensionsänderung (Querschnittprofil) vom ersten Schenkel 12 über den Scheitelabschnitt 14 bis auf den zweiten Schenkel 16. In einer technisch bevorzugten Ausführung ist die Länge des Schenkel 12 L1 (gemessen über alles, wie in 2 gezeigt) ca. 100mm mehr als die Schenkellänge L2. Insbesondere bevorzugt sind L1/L2 Kombinationen wie 140mm/40mm, 140mm/60mm, 160mm/80mm.
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3 zeigt eine Draufsicht einen Schenkel eines Stützwinkels 10 mit Bemassung für Durchbohrungen. Zudem ist der Ausschnitt A markiert, der die Ausführung einer Sicke markiert. Der Versatz „auf Lücke“ der beiden Lochreihen in den Schenkelabschnitten 24 und 26 ist deutlich erkennbar. Die Materialstärke DS des Stützwinkels 10 liegt im Bereich zwischen 1.5 bis 3mm, bevorzugt bei 2mm. Als Material wird bevorzugt Stahlblech verwendet, dass durch Kaltumformung in seine hier beschriebene Form gebracht wird. Als abschliessende Behandlung kann ein Stützwinkel 10 korrosionshemmend beschichtet sein, verzinkt, lackiert, passiviert oder eine Kombination der vorbeschriebenen Oberflächenüberzüge.
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4 zeigt im Detail den Querschnitt einer Sicke gemäss Ausschnitt A aus 3. Ausgehend vom Schenkelbereich 24 wird, im Querschnitt betrachtet, die Sicke gebildet aus dem ersten Überleitungsbereich 31, der ersten Flanke 32, einem zweiten Überleitungsbereich 33, gefolgt von einem im Wesentlichen parallel zur Befestigungsebene verlaufenden Verbindungsbereich 34, gefolgt von einem dritter Überleitungsbereich 35, der zweite Flanke 36 und einem vierter Überleitungsbereich 37, der zurück in die Befestigungsebene bzw. hier dem dritten Schenkelbereich 25 führt. Der Öffnungswinkel β dieser Sicke 30 wird gemessen als Winkel zwischen den beiden Flanken 32 und 36.
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Zusammenfassend wird ein Stützwinkel 10 zur Ableitung von Lasten eines Fenster- oder Türrahmens in ein tragendes Wandelement ausgebildet mit zwei flächig ausgebildeten Schenkeln 12, 16, die im Wesentlichen einen Winkel von 90° bilden und durch einen dazwischenliegenden Scheitelabschnitt 14 miteinander verbunden sind. Der Stützwinkel wird einstückig aus einem Blech mit gleichmäßiger Materialstärke DS geformt und zeichnet sich dadurch aus, dass er über mindestens zwei, parallel zueinander angeordnete und beabstandete, parallel zu den Längskanten der Schenkel 12, 16 angeordnete Sicken 20, 22 verfügt, die sich ohne wesentliche Dimensionsänderung durchgängig über beide Schenkel 12, 16 und den Scheitelabschnitt erstrecken. Auf beiden Schenkelabschnitten sind Bohrungen vorgesehen.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger, jedoch technisch sinnvoller bzw. vorteilhafter Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Eine nicht-explizite Darstellung oder Beschreibung einer Kombination von Merkmalen bedeutet nicht, dass eine solche Kombination ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stützwinkel
- 12, 16
- Schenkel des Stützwinkels
- 14
- Scheitelabschnitt
- 13, 17
- Befestigungsebene
- 20, 22, 30
- Sicke
- 24
- erster Schenkelabschnitt
- 26
- zweiter Schenkelabschnitt
- 25
- dritter Schenkelabschnitt
- 27, 28
- Durchbohrungen
- 31
- ersten Überleitungsbereich
- 32
- erste Flanke
- 33
- zweiten Überleitungsbereich
- 34
- Verbindungsbereich
- 35
- dritter Überleitungsbereich
- 36
- zweite Flanke
- 37
- vierter Überleitungsbereich
- 40
- Querkante eines Schenkels 12, 16
- 41, 42
- Längskante eines Schenkels 12, 16
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0945577 [0003]
- EP 1500767 [0003]
