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Tragblock für Fassadenverkleidungen
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Die Erfindung betrifft einen Tragblock für die aus vertikalen und
horizontalen Leichtmetall - Profilschienen zusammengesetzte, der Gebäudewand vorgehängte
Tragraster -Unterkonstruktion von Fassadenverkleidungen.
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Die Unterkonstruktion bestimmt die Einfügung der Ober fläche der fertigen
Fassadenverkleidung in eine gemein= same Vertikalebene, unabhängig von Unebenheiten
der Gebäudewand oder deren Abweichungen von der Vertikalen Die Befestigung der Unterkonstruktion
an der Gebäudewand muß daher die unterschiedlichen Abstände zwischen beiden bewältigen;
in besonderem Maße kann dies bei der Fassaden = sanierung von Altbauten eintreten.
Außerdem bringt es die Unterbringung von Dämmschichten und gegebenenfalls die Forderung
einer Hinterlüftung mit sich daß ein Min= destabstand der Unterkonstruktion von
der Gebäudewand eingehalten werden muß. Das Eigengewicht und die Belastung der Unterkonstruktion
die von ihrer Befestigung auf die Hauswand übertragen werden müssen werden weitgehend
durch die Größe der Rasterfelder der Unterkonstruktion bestimmt, die ihrerseits
durch die Plattenabmessungen der Verkleidung vorgegeben sind.
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Für die Montage der Profilschienen wurden Kunststoffdübel mit verlängertem
Schaft vorgeschlagen, deren Kopf so ausgebildet ist, daß der Dübel von außen durch
ovale
Schlitze der Schiene in das Bohrloch gesteckt und dann durch
Drehen mit seinem Kopf im Schienenschlitz einge= renkt werden konnte, wodurch er
in Achsrichtung an der Schiene festgelegt wurde. Durch das Anziehen der durch= gehenden
Schraube wurden dann Dübel und Schiene in dieser Lage am Mauerwerk befestigt. Diese
hinsichtlich Material- und Arbeitsaufwand sehr vorteilhafte Befesti= gungsart kann
allerdings - wegen der für das Einrenkendes Dübelkopfes erforderlichen OvalschlitzE
- nur Kräfte senkrecht zur Schlitzrichtung übertragen; andererseits müssen die Schlitze
in Längsrichtung der Schienen verlau= fen um das Entstehen von Wärmespannungen zu
verhindern.
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Praktisch muß also das gesamte Gewicht und die Eislast der Fassadenverkleidung
von den horizontalen Schienen und deren Dübeln übernommen werden; aus dem gleichen
Grunde können die Horizontalkräfte durch Windanfall, Wärmedehnung und Wandern der
Horizontalschienen nur von den vertikalen Schienen und deren Dübeln aufgenommen
werden. Dieser erheblich stärkeren Belastung der horizon= talen Schienen kann bis
zu einem bestimmten Grad dadurch Rechnung getragen werden, daß die Anzahl der Dübel
ent= sprechend erhöht wird; durch den höheren Material- und Zeitaufwand kann allerdings
die Wirtschaftlichkeit dieser Befestigungsart infrage gestellt werden, vorausgesetzt,
daß die erforderliche Dübelanzahl überhaupt untergebracht werden kann.
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Die einzige experimentell und rechnerisch erfaßbare Größe ist bei
Kunststoff - Verdübelungen die zentrische, axiale Auszugskraft; denn es hat sich
gezeigt, daß die Auszugs= kräfte bei außermittigem,beziehungsweise schrägem Zug
beträchtlich und unregelmäßig abfallen. Zur Berücksich= tigung dieser Tatsache müssen
daher Verdübelungen, bei denen außermittige oder schräge Auszugskräfte auftreten,
mit hohen Sicherheitszahlen gerechnet werden, die eine
Größenordnung
von S = 18 erreichen können. Bei der beschriebenen Abstand - Dübel - Befestigung
bewirkt das von der Last erzeugte Biegemoment eine solche außermittige oder schräge
Zugbeanspruchung des Dübels, so daß der Rechnung eine erhöhte Sicherheitszahl zugrunde
gelegt werden muß, woraus sich wiederum eine größere Dübelzahl als erforderlich
ergibt, als sie bei zentri= scher Beanspruchung erforderlich wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile und Mängel
zu beheben, ohne die Vorzüge der beschriebenen Unterkonstruktions - Befestigung
preiszugeben; ferner soll der Aufwand an Dübeln und Arbeitsaufwand bei der Montage
heträchtlich vermindert werden, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Weiterhin
soll die Möglichkeit erschlossen werden, Teile der Unterkonstruk= tion als zugbeanspruchte
Trageteile für die Fassadenver= kleidung, also die Hauptlast, heranzuziehen, die
hierfür bishernurmittelbar nutzbar waren, also die Unterkonstruk= tion gleichmäßiger
zu belasten und vollständig auszunutzen, womit eine weitere Erhöhung der Sicherheit
bei gleich= zeitiger Verminderung des Material- und Arbeitsaufwands verbunden ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen verstell= baren,
biegungssteifen Tragblock gelöst, welcher gegen einen Kunststoffabstanddübel austauschbar
ist, bei senkrechten Tragschienen vorzugsweise den obersten, und die gesamte, in
Längsrichtung der Tragschiene wirkende Last zu übernehmen vermag. Die Kunststoffdübel
brauchen dann nur noch die quer zu den Schienen wirkenden kleineren Kräfte aufzunehmen.
Diese Anordnung ermöglicht es, die Fassadenbekleidung an den senkrechten Profilschie=
nen aufzuhängen. Durch Werbindung der Tragblöcke mit den waagerechten Profilschienen
können die Kunststoffabstand= dübel der senkrechten Profilschienen von Horizontalbe=
lastungen
befreit werden; damit wird die Möglichkeit erschlossen, das gesamte Abstanddübel
- Feld von jedweder Biegungsbeanspruchung freizustellen.
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Erfindungsgemäß besteht der zwischen Gebäudewand und der Profilschienen
- Unterkonstruktion anzubringende Tragblock aus zwei parallelflanschigen U - Profil
-Abschnitten, deren Stege zur Befestigung an der Gebäude= wand und an den Profilschienen
der Unterkonstruktion eingerichtet sind, und die mit ihren Flanschen derart zusammengesteckt
sind, daß jeweils die eine Flanschen= außenseite des einen Profils auf den Innenseite
des Flansches des anderen Profils anliegt, wobei Feststeil= schrauben durch Schlitze
dieser aneinander anliegenden Flansche hindurchgeführt sind und deren Verschiebbarkeit
begrenzen. Vorzugsweise ist eine einzige Bohrung mit einem diese umschließenden
Distanzring in der Mitte des gebäudeseitigen Profilstegs für die Befestigungs= schraube
angebracht. In einer bevorzugten Ausführungs= form sind zur Erzielung einer dauerhaften
Biegungssteifig= keit des Blocks in allen Richtungen in den Berührungs= flächen
der Flansche gerade Rändelrippen gleicher Teilung -parallel zur Stegebene angebracht,
wobei die Rippen= querschnitte gleichseitige Dreiecke mit Spitzenwinkeln um 90 Grad
sein sollen. Für die unverlierbare Aufnahme der Feststellschrauben ist zweckmäßig
die freie Kante des einen Flansches als Rippe zur Aufnahme einer nach außen offenen
Führungsnut für den Hammerkopf der Schraube ausgebildet, während der entgegengesetzte
Flansch einen senkrecht zu dieser Nut bzw. Rippe liegenden geschlosse= nen Schlitz
für die Schraube erhält. Durch diese Anord= nung wird zweierlei erreicht: Der Innenraum
des vormontier ten Blocks ist bei der Montage an der Gebäudewand frei zugängig und
die Feststellschrauben sind in jedem Stadium der Montage zugängig und bleiben dies
sogar noch nach der Montage der gesamten Unterkonstruktion.
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Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch den fertig montierten
Tragblock, Fig. 2 einen gleichen Schnitt durch einen Abstanddübel herkömmlicher
Art, Fig. 3 einen gleichen Schnitt durch einen auf den kleinsten Abstand eingestellten
Tragblock, Fig. 4 eine Tragblockhälfte in schaubildlicher Darstellung, Fig. 5 eine
der Figur 1 entsprechende Seitenan= sicht, Tragblock auf den größten Abstand Eingestellt,
Fig. 6 den zur Figur 5 gehörigen Grundriß, bzw.
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die Ansicht von oben, und Fig. 7 die gleiche Darstellung, wie in
Figur 6, die eine Tragblockhälfte verschwenkt.
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Bei der Beschreibung wird von einer bevorzugten Ausführungs= form
der Erfindung ausgegangen, bei welcher die beiden Hauptteile, nämlich die Abschnitte
eines parallelflanschi= gen U - Profils bis auf die Bohrungen in den Stegen vollständig
übereinstimmen. Beide Teile können also von demselben Stragprofil abgeschnitten
werden. Ein solcher Abschnitt ist in Fig. 4 schaubildlich dargestellt. Das U - Profil
besteht aus dem Steg 1 mit den gleichbreiten Flanschen 2 und 3. Die Außenkante des
Flansches 2 ist auf der Innenseite durch eine Rippe 4 verstärkt, die eine nach beiden
Seiten und nach oben offene T - Nut enthält. Diese dient zur Aufnahme des Hammerkopfes
6 der Schraube 7. In dem anderen Flansch 3 befindet sich vorzugsweise in der Mitte,
ein zur T - Nut 5 des Flansches 2 senkrecht verlau= fender Schlitz 9, durch den
die Schraube 7 hindurchge= steckt werden kann Im Steg 1 befindet sich eine zentrale
Bohrung 10 für die Befestigungsschraube 16 ( Fig. 1 und 5 ).
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Das Profilgegenstück enthält anstelle der Bohrung 10 in seinem Steg
1' die zur Befestigung der Profilschiene 15 mittels der Niete 14 erforderlichen
Bohrungen 13 (Fig. 1) Die Innenflächen der Flansche 3, 3' und die Außenflä= chen
der Flansche 2 2' sind mit in Teilung und Profil übereinstimmenden Rändelrippen
11 und 12 versehen die vorzugsweise senkrecht zum Schlitz 9 und parallel zur T -
Nut 5 verlaufen. Die Rändelrippen 11, 12 haben vorzugsweise einen gleichschenkligen
Dreiecks - Querschnitt mit einem Spitzenwinkel um 90 Grad. Diese Rändelrippen gewährleisten
nicht nur eine feste und zuverlässige Ufer= bindung der beiden Profilstücke mit
parallelen Stegen 1 und 1' zu dem Tragblock, sondern auch falls erforderlich, mit
spitzwinklig gegeneinander geneigten Stegebenen.
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Diese Notwendigkeit ergibt sich, wenn die Unterkonstruk= tion exakt
vertikel an einer Gebäudewand befestigt werden muß, die von der Vertikalen abweicht.
Obwohl diese Ab= weichungen nur wenige Grade betragen, können sie mit einer Rändelrippenteilung
in der GröBenordnung weniger Millimeter beherrscht werden. Es wird also aus dieser
Sicht keine extremkleine Rasterteilung benötigt.
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Zur Montage werden die Hammerköpfe 6 der beiden Schrauben 7 in die
T - Nuten 5 eingeschoben; dann wird das eine U - Pro= fil um seine Längsachse um
180 Grad gedreht und über das andere Profil gesteckt, wobei die Schrauben 7, 7'
in die Schlitze 9 , 9 gleiten. Durch Aufschrauben der Muttern 8 werden die Teile
dann zusammengehalten. Dieser vormontier= te Block braucht für die Montage am Gebäude
nicht wieder zerlegt zu werden.
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Bei dieser Montage wird der Block durch die Schraube 16, die durch
die Bohrung 10 des Steges 1 hindurchgesteckt ist, in einem Dübel der Sand 19 verschraubt
( Fig. 1 ). Bei gelockerten Muttern 8 können die beiden Blockhälften gemäß Fig.
5 soweit auseinandergezogen werden, daß die
Schraubenachsen zusammenfallen
und die Schrauben 7 ein Gelenk bilden, um das vordere Blockhälfte beseite geklappt
werden kann ( Fig. 7 ). Auf diese Weise ist die Schraube 16 von außen zugängig.
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Auf der Wandseite des Stegs 1 ist die Schraube 16 von einem Ring 17
umgeben, der einen direkten Kontakt des Stegs 1 mit der Gebäudewand 19 verhindert.
Die Fläche dieses Rings muß so bemessen sein, daß beim Anziehen der Schraube 16
die zulässige Druckbeanspruchung des Wandmaterials nicht überschritten wird, und
die Dicke des Ringes 17 muß ausreichen, um einen Kontakt der Stegunterkante 18 bei
Verformungen des Blocks und der Schraube 16 durch die auftretenden Biegemomente
zu verhindern. Bei einem solchen Kontakt würde eine Resultierende in der Größenord=
nung der vollen Fassadenlast auftreten, die in schräger Ausziehrichtung auf die
Befestigungsschraube einwirkt.
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Wegen dieser besonderen statischen Funktion und Bedeutung des Ringes
17 wird dieser zweckmäßigerweise unverlierbar auf die Schraube 16 aufgesteckt oder
mit dem Steg 1, etwa durch Schweißen, fest verbunden. Er kann auch durch eine quer
zur Hauptbelastungsrichtung, also waagerecht angeordnete durchlaufende Leiste ersetzt
werden, da die Kreisform nicht entscheidend ist.
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Der an der Gabäudewand 19 montierte Block kann nun mit seiner vorderen
Stegfläche 1' auf die vorgesehene Profil= schienenebene bzw. die bereits vormontierten
Profilschie= nen 15 ausgerichtet und dann durch Anziehen der Schrau= benmuttern
8 festgestellt werden. Im Anschluß daran, oder auch vor dem Anziehen der Schraubenmuttern
8 werden Block und Profilschiene 15 mittels der Niete 14 oder auf andere geeignete
und geläufige Weise miteinander verbunden.
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Die in Figur 2 dargestellte geläufige Abstanddübel - Schrau=
benbefestigung20,
21 22 überträgt die am Kopf 22 aufgenommene Last als Biegemoment auf den Wanddübel
23 und ist daher nur sehr begrenzt belastbar. Das gilt ent= sprechend auch für die
Dübelschraube 20 selbst. Bei dem erfindungsgemäßen Tragblock ist die Last zufolge
der Kürze der Schraube 16 an dieser als reine Scherkraft wirksam. Das durch diese
in der Schraube 16 erzeugte Biegemoment ist durch den kurzen Abstand des Schrauben=
kopfes von der Einspannstelle im Dübel vernachlässigbar klein, auch wenn dieser
Abstand durch die Dicke der Scheibe 17 geringfügig vergrößert wird.
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Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Tragblocks mit der Abstanddübel-Befestigung
nach Figur 2 ergibt sich die überraschende Tatsache, daß das über die Befestigung
13, 14 auf den Vordersteg 1' normalerweise übertragene Lastmoment von der Profilschiene
auf den oder die benach= barten Abstanddübelköpfe 22 als reine zentrische Kraft,
normalerweise als Druckkraft übertragen wird, so daß an der Blockbefestigungsschraube
16 gar keine von der Haupt= last verursachte Biegemomente auftreten können, und
zwar auch dann nicht, wenn Stegebenen des Blocks aus irgend welchen Gründen nicht
parallel zueinander ausgerichtet sind.
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Durch die Erfindung werden nicht nur eine Reihe von Unsicherheiten
in statischer und rechnerischer Hinsicht beseitigt, die bisher nur durch hohe Sicherheitszuschläge
berücksihtigt werden mußten, sondern es kann mit geringe= rem Aufwand ein höher
belastbares System aufgebaut werden, welches es beispielsweise zuläßt, die Hauptlast
ausschließ= lich von den vertikalen Profilschienen übernehmen zu lassen und dabei
für jede Profilschiene mit einem Block, vorzugsksise am oberen Ende, auszukommen.
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Diese senkrechten Profilschienen 15 werden zu diesem Zweck vorzugsweise
als Doppelflansch- Profile etwa gemäß Figur 6 ausgebildet, an denen die Fassadenplatten
in
geeigneter Weise eingehängt werden.
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Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Tragblock auch mit den horizontalen
Profilschienen des Tragrasters verbunden werden, um die Horizontallasten zu übernehmen
und auf diese Weise die Abstanddübel der vertikalen Schienen von Biegebeanspruchung
zu entlasten und die rechnerische Transparenz zu erhöhen. Die Blockabmessungen können
dabei den wesentlich geringeren Belastungen angepaßt werden' so daß die Wirtschaftlichkeit
weiter verbessert wird.
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L e e r s e i t e