DE3119214A1

DE3119214A1 - Unterkonstruktionstraeger fuer fassadenverkleidungen

Info

Publication number: DE3119214A1
Application number: DE19813119214
Authority: DE
Inventors: Paul Martin 2300 La Chaux-de-Fonds Steiner
Original assignee: ICKLER AG
Current assignee: ICKLER AG
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1983-01-05

Description

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Patentanmeldung

Unterkonstruktionsträger für Fassadenverkleidungen

Die Erfindung betrifft Unterkonstruktionsträger für vorgehängte, hinterlüftete Fassadenverkleidungen, welche mittels Kunststoffdübeln an der Gebäudewand befestigt werden.

Diese Unterkonstruktionsträger und ihre Befestigung an der Gebäudewand haben vielfachen Aufgaben gerecht zu werden. Sie müssen in statisch exakter, rechnerisch erfaßbarer und reproduzierbarer Weise mit den Kunststoff bügeln in der Gebäudewand verankert werden, weil sonst überhöhte Sicherheitsfaktoren in die Rechnung eingeführt werden müssen, die zu unwirtschaftlicher Überdimensionierung der Befestigung der Unterkonstrution führen. Ferner müssen sie neben ihrer Lastübertragungsfunktion zwischen der Fassadenverkleidung und der diese tragenden Unterkonstruktion und der Hauswand die exakte Einjustierung der Unterkonstruktion in eine gemeinsame senkrechte Ebene ermöglichen, unabhäng ig von den unvermeidbaren und mit teilweise beträchtlichen Unebenheiten der Gebäudewand und deren Abweichungen von der absoluten Sollebene. Mit anderen Worten: Es müssen also die zum Teil erheblich unterschiedlichen Abstände der Unterkonstruktion bzw. der Fassade von der Hauswand mit möglichst geringem

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Material- und Arbeitsaufwand und möglichst hoher Rückwirkung auf die Statik ausgeglichen werden. Hinzu kommt, daß bei Kunststoffverdübelungen die einzige experimentell und rechnerisch konkret erfaßbare Größe die zentrische, axiale Auszugskraft ist. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Auszugskraft bei außermittigem bzw. schrägem Zug beträchtlich abfällt, wobei die Werte zudem noch unregelmäßig streuen. Bei Verdübelungen, bei denen außermittige oder schräge Auszugskräfte auftreten, muß daher mit hohen Sicherheitszahlen gerechnet werden, die eine Größenordnung von S = 18 erreichen können. Ein auf ■ den verbügelten Träger einwirkendes Biegemoment erzeugt ebenfalls eine außermittige oder schräge Zugbeanspruchung des Dübels. Bei alle dem muß darauf Rücksicht genommen v/erden, daß durch Montagefehler oder beispielsweise durch schräge Dübelbohrungen zusätzlich schräge Auszugskräfte im Befestigungssystem eingeführt werden. Schließlich wird die Einstellbarkeit und der Abgleich der fertig montierten Tragkohstruktion gefordert, ohne daß die Dübelverbindungen wieder gelöst werden müssen; denn das Lösen einer Dübelverbindung läßt die erneute Verwendung derselben Bohrung nicht zu auch nicht bei Verwendung eines neuen Kunststoffdübels weil es zu unkontrollierten Abweichungen " der Ausziehwerte führt. In der älteren deutschen Patentanmeldung P 29 24 108 wurde ein Tragblock vorgeschlagen, welcher in Achsrichtung der Dübe !verschraubung verstellbar und mit der Befestigungsfläche für die Tragkonstruktion neigbar und dann durch Einziehen einer Verschraubung in dieser Lage fixierbar war. Dieser mittels Dübelschraub© befestigte biegungssteife Tragblock liegt mit einer quer zur angreifenden Hauptlast auf der Hauswand auf, so daß die Hauptlast als schwere Kraft aufgenommen wird und keine schrägen Ausziehkomponenten ailf-

3S treten können« Der unvermeidbare verhältnismäßig

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hohe Aufwand für diese in besonderem Maße belastungsfälligen Träger ist dadurch gerechtfertigt, daß dieser Träger für die Aufnahme der gesamten auf eine Schiene der Unterkonstruktion entfallende Last als Festpunkt angeordnet und eingerichtet ist. Die übrigen Träger die für die Längsführung der senkrechten Schienen notwendig sind, können von der Hauptlast nicht mehr beansprucht werden und werden von der auf sie entfallenden Winddruck und Soglast ausschließlich in Achsrichtung also ohne schräge Komponenten beansprucht. Die durch die Windreibung auftretende horizontale Last erzeugt zwar eine schräge Komponente zur vorhandenen Zug- oder Druckkraft, die sich jedoch auf eine größere Anzahl von Abstandhalterdübeln verteilt, allerdings in einer nicht exakt erfaßbaren Weise. Fest steht lediglich, daß Winddruck oder -sog maximum und Windreibungsmaximum aus physikalischen Gründen nicht zusammenfallen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Wirksamwerden solcher schrägen Komponenten der Ausziehkräfte überhaupt zu verhindern und zwar sowohl bei den lastaufnehmenden Festpunkten, also auch bei den reinen Führungsträgern der Unterkonstruktion, den sogenannten Gleitpunkten unter Mitberücksichtigung der quer zu diesen Gleitpunktführungen durch Wärmedehnungen auftretenden Spannungen und Zwängen.

Bei großformatigen Verkleidungen, wie sie heute bevorzugt werden und die mehr oder weniger ausschließlich an den senkrechten Tragschienen der Unterkonstruktion befestigt werden, werden die Windreibungskräfte zufolge der großen Steifigkeit der Fassadenverkleidung bevorzugt direkt auf den als Festpunkt fungierenden Hauptlastträger übertragen.

Die Erfindung hat daher das Ziel, diese Hauptlastträger die sogenannten Festpunktträger so auszubilden, daß sie auch diese Windreibungskraft voll überleben, ohne,·

daß deswegen durch Winddruck oder -sog noch durch Windreibung nachteilige schräge oder außermittige Ausziehkomponenten an der Dübelbefestigung bestehen können. Die Erfindung hat ferner zum Zie L die zugehörigen FUhrungsträger (Gleitpunkte) so auszubilden und zu verbessern, daß sie überhaupt keine horizontale Windreibungskräfte aufnehmen können und daß auch an ihren Befestigungsdübeln keine außermittigen Auszieh- oder Eindrückkräfte wirksam werden können. Mit diesen Maßnahmen werden weiterhin noch einige weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Montage und Justierung und zur Korrektur oder Kompensation von Montage- oder Bohrungsfehlern erschlossen, ohne die einmal montierte Dübelverbindung wieder lösen zu müssen. Dabei ist insbesondere an die Reihenfolge der Montage und Justierarbeit gedacht. Die endgültige Montage und Einjustierung der Hauptlastträger (Festpunkte) und der Unterkonstruktionsträger kann unbehindert durch die erst später einzubringende Wärmedämmung erfolgen, während -die Abstandhalter (Gleitpunkte) zwar ebenfalls vor Einbringen der Wärmedämmung an der Hauswand montiert werden können, es kann sich aber nach dem Einbringen der Wärmedämmung die Notwendigkeit ergeben Längenkorrekturen vorzunehmen. Bei Verwendung von Kunststoffdübeln als Abstandhalter haben diese eine bestimmte Schaftlänge entsprechend dem gewollten Sollabstand der Fassade von der Hauswand. X'/erden diese Dübel korrekt, d.h. bündig mit der Hauswand eingesetzt, dann ergeben sich durch die Unebenheiten der Hauswand unterschiedliche Ausweichungen der Befestigungsköpfe von der Fassadenebene, die durch umständliche und zeitraubende Maßnahmen ausgeglichen werden müssen, etwa durch Abschleifen oder Ausfüttern. Wurden die Dübel im Durchsteckverfahren eingesetzt, so ergaben sich statisch schwer beherrschbare oder gar unzulässige Verhältnisse durch die unterschiedliche

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Eintauchtiefe der Dübel in die Bohrlöcher. Dann sind umständliche Austauschaktionen und Nacharbeiten erforderlich, die ohne Beschädigung der Wärmedämmung kaum durchführbar sind wenn man z.B. daran denkt, daß ein Dübel wenn er nach dem Spannen gelöst wurde nicht nur durch einen neuen ersetzt werden mußte, sondern nicht wieder im gleichen Bohrloch verankert werden darf. Erfindungsgemäß wird an einem Unterkonstruktionsträger für vorgehängte, mit Wärmedämmung ausgestattete Fassadenverkleidungen, die mittels Kunststoffdübeln an der Gebäudewand verschraubt werden, die Wandauflagefläche um die Durchtrittsöffnung der Dübel als nach außen gewölbte kugelige oder zylindrische Kappe ausgebildet und die Dübelschraublöcher sind als ovale Längsschlitze ausgebildet, deren Längsachse sich mit der Hauptbelastungsrichtung senkrecht kreuzt, nämlich beim Einbau horizontal liegt und die innere Auflagefläche für den Kopf der Dübelschraube zu der gewölbten Außenfläche der Kuppen parallel, liegt. Damit wird neben einer Kompensationsmöglichkeit versetzter oder schräger Dübelbohrungen eine stets koaxiale zentrische Kraftübertragung auf den Dübel und senkrecht zur Wand sichergestellt.
Dabei können Zweiwandauflageflächen für zwei Dübelverschraubungen vorgesehen sein, die in Richtung der ovalen Längsschlitze hintereinander liegen nämlich beim Einbau in der Horizontalen in einem solchen Abstand nebeneinander, daß die auf Windreibungsmomente zurückzuführenden Auszieh- und Eindrückkräfte die vollen Winddruck- oder Sogkräfte an den Dübelschrauben nicht überschreitet.

Dadurch wird neben dem vorstehend erwähnten Zentrierungseffekt und neben einer Halbierung der Dübelbeanspruchung durch die Windsog- oder Drucklast auch di* Übernahme der horizontalen Windreibungsmomente als zentrische Dübelauszieh- oder Eindrückkraft ermöglicht und zwar ohne Mehraufwand.

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In einer besonderen Ausführungsform sind die die Wandauflagen an den Flanschen zweier Winkel angeordnet, deren andere Flanschen parallel zueinander verschiebbar mit den dazwischenliegenden Trägersteg durch Schrauben verbunden ist, wobei durch ovale Schlitze und Rändelrippen an den Berührungsflächen der Teile eine in weiten Grenzen einstellbare aber absolut starr verbindbare Einheit gegeben ist. Mit dieser Gestaltung können weitgehend Unebenheiten der Gebäudewand sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung ausgeglichen werden und der genaue Einbau der Träger senkrecht zur festgelegten Fassadenebene ermöglicht werden. In einer für reine Abstandstützen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist nur eine zylinderflächige Auflage im Bereich der Dübelschraube am Trägerfuß angebracht und der Träger mit diesem Fuß durch ein Gelenk verbunden, welches nach einem weiteren Merkmal der Erfindung trennbar ist und vorzugsweise als von vorn zugängige Randverbindung ausgestaltet ist. Weiterhin werden gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung Klammern zur Verbindung des Steges mit: der Unterkonstruktion vorgesehen, die in Schlitzen des Steges in weiten Grenzen verstellbar sind, so daß dieser nach Lage und Länge der Fassade angepaßt werden kann. Soweit es sich nicht um reine Abstandstützen handelt, sondern um lastaufnehmende Stützen kann abschließend nach der Montage und vor dem Einhängen der schweren Fassadenverkleidung die Lastübertragung zwischen der Unterkonstruktionsschiene und den Tragarmen durch zusätzliches Verstiften oder Verschrauben sichergestellt werden.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in schaubildlicher Darstellung

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in ebenfalls schau-

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. AO-

bildlicher Darstellung,

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der Einzelteile der zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der ersten Ausführungsform, und

Fig. 5 den zugehörigen Schnitt in Ebene 5 5 der Fig.

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Der Trägersteg 1 ist gemäß Fig. 1, 4 und 5 gebäudewandseitig mit geschlossenen zur Steglängsachse parallelen ovalen Schlitzen 2 für die Halteschraube 3 ausgestattet; am entgegengesetzten Ende befinden sich ebensolche Schlitze 4 für die Schrauben 5, die jedoch nach' außen offen sind. Der Trägersteg ist im Bereich der Schlitze 2 beiderseitig mit senkrecht zu seiner Längsrichtung verlaufenden Rippen 6 und 7 ausgestattet. Ebensolche Rippen befinden sich auf der inneren, dem Steg 1 zugewandten Seite der Flanschen 8 und 9 der beiden Winkel 10 und 11. Auf diese Weise sind die Winkel 10 und 11 gemäß der Teilung der Rippen 6 und 7 stufenweise und unabhängig voneinander verschiebbar und durch die Schraube 3 in der fertig eingestellten Endlage starr mit dem Steg 1 verbindbar. Die Außenseiten der Winkelflanschen 10 und 11 sind um die Durchtrittsöffnung 12 der Dübelschraube 13 kuppenförmig, d.h. kugelförmig oder zylindrisch nach außen gewölbt. Die Dübelschraubenschlitze 12 lassen eine Verschiebung der beiden Winkel 10 und 11 mit dem Trägersteg 1 zum Zwecke der Justierung zu bzw. ermöglichen sie die Montage auch bei Dübelabständen, die vom Sollwert abweichen. Dadurch, daß die Winkel 10 und 11 unabhängig voneinander auf den Trägersteg 11 verstellt werden können, können Unregelmäßigkeiten der Gebäudewandoberfläche ausgeglichen werden und der Steg 1 exakt senkrecht zur Fassadenebene ausgerichtet werden, wie in Fig. 5 angedeutet ist.

Die Dübelschraube bzw. der Dübelkopf 13 liegt direkt

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oder über die Scheibe 15 auf der gewölbten Innenseite 16 der Kuppe 14 auf. Dadurch läßt sich die Kuppe 14 so einrichten, daß der Trägersteg 1 unabhängig von Unebenheiten der Mauer in der Vertikalen auf mit dem Dübelkopf 13 ausgerichtet ist und dort gehalten wird, vgl. Beispiel Fig. 4. Damit wird erreicht, daß Druck und Sogkräfte von der Fassade immer auf Mitte Dübelkopf 13 übertragen werden, also keine nachteiligen schiefen Kräfte zur Einwirkung auf den Dübel kommen können.

Diese Verbindung des Stegs 1 mit dem Mauerwerk braucht nach erstmaliger Montage und Justierung nicht mehr gelöst zu werden, weil die Halterung für den Fassadenunterkonstruktionsträger in ausreichendem Maße an unterschiedliche Abstände der Fassade vom Mauerwerk eingestellt werden kann. Hierzu sind die Klammern 17 auf den Schrauben 5 in den nach außen offenen Schlitzen 4 verschiebbar, welche die Profilschiene 18 der Verkleidung 19 tragen. Auf der anderen Seite des Stegs 1 befindet sich eine genutete Klemmscheibe 20, deren Nuten in die Nutung 5 des Steges 1 passen. Nach dem Ausrichten werden durch Anziehen der Schraube 5 Steg 1 und Profiltragschiene 18 miteinander verbunden. Die Klammerbefestigung kann die Konstruktionslast voll aufnehmen; vor dem Einhängen der eigentlichen schweren Fassadenverkleidung werden zur Lastübertragung und Entlastung der Klammern Stahlstifte oder Schrauben an den in Frage kommenden Stellen eingesetzt.
Als besonderer Vorzug wird bei dieser Zweifachdübelbefestigung empfunden, daß die Dübel- bzw. Dübelschraube 13 bei der Montage von vorn frei zugänglich sind. Diese Ausführungsform eignet sich in besonderem Maße für die Lastaufnahme der Unterkonstruktionsträger, d.h. zur Aufnahme des Fassadengewichts als sogenannter Festpunk c.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 ist speziell

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auf die Bedingur>gen abgestimmt, die von den reinen Abstands- und Führungsstützen zu erfüllen sind. Hier wird die Unterkonstruktion 18 weder mit den Klammern

19 mit dem Steg 20 verbunden, dessen <Halteschrauben 21 in Schlitzen 22 des Stegs 20 verstellbar sind. Dieser Steg 20 ist ebenfalls auf der einen Seite im Bereich des Schlitzes 22 mit Rillen 23 versehen, ebenso wie die Unterlegscheibe 24. Bei diesen Stützen ist eine Klammer ausreichend, einmal weil diese Stützen an sich in großer Anzahl angeordnet werden und zum anderen weil sie nur während der Konstruktionsarbeit Last aufnehmen, bei der fertiggestellten Fassade indessen völlig von der Belastung entlastet sind. Das andere Ende des Steges 20 endet in zwei rechteckigen Zapfen 24, 25, die in bogenförmigen Führungsnuten 27, 28 des Stegfusses 29 gleiten. Der obere Zapfen 25 ist etwas langer, so daß e^ von vorn und unten in die obere Führungsnut 27 ges :eckt werden kann, worauf dann durch Absenken des Steves der untere Zapfen 26 in die untere Führungsnut 28 fleitet. Der Steg 20 kann nun in der horizontalen Ebene geschwenkt werden. Die Krümmung der Führungen 27, 28 ist so gewählt, daß der Krümmungsmittelpunkt in der Dübelkopfmitte liegt. Da vertikale Lasten bei diesen Stegen nicht auftreten, weil sie von den vorstehend beschriebenen Lastträgern (Fig. 1) aufgenommen werden und Horizontalkräfte parallel zur Gebäudewand wegen der Schwenkbarkeit des Trägers

20 ebenfalls nicht auftreten, braucht die Gelenkverbindung nur für die Aufnahme des Eigengewichtes des Steges

^O bzw. der Unterkoi.struktion bei der Vormontage ausgelegt zu sein. Ebenfalls wegen der Schwenkbarkeit des Stegs braucht die Wöloung der Auflagefläche 30 des Fusses 29 nur zylindritch gekrümmt zu sein. Wandunebenheiten in der Horizont ilen werden durch die Schwenkbarkeit des Fusses 20 ν >n selbst ausgeglichen und Wanduneben-

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heiten in der Vertikalen durch die zylindrische Auflagefläche 30 und Bohrlochversetzungen werden die ovale Gestaltung der Dübelüffnungen 31 ausgleichbar, welche ein Verschieben des "usses 29 zuläßt. Durch die Lage der Gelenkachse im Tiubelkopf 32 wird dafür gesorgt, daß alle diese Abweichungen keinen Einfluß darauf haben, daß die auf den Stc-g 20 einwirkende Winddruck- und Sogkräfte ihre Richtung auf Mitte Dübelkopf verändern können.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die beschriebene Verbindung von Steg 20 und Stegfuß 29 ein leichtes Auswechseln der Stüt7e zuläßt, ohne die Dübelbefestigung wieder lösen zu müssen und ohne Zerstörung der bereits angebrachten Wärmedämmung. Ein solches Auswechseln kann durchaus notwendig werden, wenn sich einzelne sehr große oder sehr kleine Abstände von der Gebäudeaußenwand ergeben, die trotz der großen Verstellbarkeit der Stegkammern 19 nicht überbrückt werden können, so daß die Träger ausgewechselt werden müssen.

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Claims

Patentansprüche

1. Unterkonstruktionsträger für vorgehängte, hinterlüftete und mit Wärmedämmung ausgestattete Fassadenverkleidungen, die mittels Kunststoffdübeln an der Gebäudewand verschraubt v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandauflageflächen an den Durchtrittsöffnungen (12, 31) der Dübelschrauben (12) als nach außen gewölbte kugelige oder zylindrische Kuppen (14, 30) ausgebildet sind und die Dübelschraubenlöcher (12, 31) als ovale Längsschlitze ausgebildet sind, deren Längsachse sich mit der Hauptbelastungsrichtung senkrecht kreuzt nämlich beim Einbau horizontal liegt und daß die innere Auflagefläche (16) für den Dübelschraubenkopf (13, 32) zu der gewölbten Außenfläche parallel liegt.

2. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wandauflageflächen (14) für zwei Dübelschrauben (13) vorgesehen sind, die in Richtung der ovalen Längsschlitze (12) nämlich beim Einbau in der Horizontalen in einem solchen Mindestabstand nebeneinander angeordnet sind, daß die auf Windrichtungsmomente zurückzuführenden Auszieh- und Eindruckkräfte an den Dübelschrauben die vollen senkrecht zur Fassade einfallenden Winddruck- oder Sogkräfte nicht übersteigen.

3. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandauflagen (14) an den Innenflanschen zweier Winkel angeordnet sind, deren andere Flanschen (10, 11) parallel zueinander verschiebbar mit dem dazwischenliegenden Trägersteg (1) durch Schrauben verbindbar sind.

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4. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch oval geschlossene Schlitze (2) in den Flanschen (8) und dem Trägersteg (1) zur unverlierbaren Führung der Schraube (3).

5. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 4, ,dadurch gekennzeichnet, daß der Steg und die Winkelflansche (8, 9) an ihren Berührungsflächen in an sich bekannter Weise mit quer zur Verschieberichtung liegenden Rändelrippen (5, 6) ausgestattet sind.

6. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine zylinderflächige Auflage (30) für eine Dübelschraube (32) am Träger (29) angebracht ist und daß der Trägerfuß (29) durch ein zur Krümmungsachse der Auflagefläche (30) senkrecht angeordnetes Gelenk (25 - 28) mit dem Träger (20) verbunden ist.

7. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk trennbar ist.

8. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 7, dadurch ²^ gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Träger

(20) und dem Trägerfuß (30) als Renkverbindung (25, 26) ausgebildet ist, in welche der Träger (20) mit seinen Zapfen (25, 26) von der Stirnseite einsetzbar und durch seitliches Verschieben einrenkbar ist.

9. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (27, 28) für die Zapfen (25, 26) derart kreisförmig ausgebildet sind, daß der Krümmungsmittelpunkt in der Spitze der zylindrischen Auflagefläche (30) liegt.

10. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (25, 26) rechteckigen Querschnitt haben und mit Flächenberührung spielfrei in die kreisbogenförmigen Führungen (27, 28) eingepaßt sind.

11. Unterkonstruktionsträger nach einem der Ansprüche

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3 bis 10, gekennzeichnet durch Schlitze (4, 22) am freien Ende des Trägerstegs, die parallel zur Steglängsachse liegen zur Führung der Halteschrauben (5, 21) und der mit diesen verbundenen Klammern (17, 19) der Unterkonstruktionstragschiene (18).

12. Unterkonstruktionsträger nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Halteschraube (5, 21) für die Klammern (17, 19) auf der einen und die gerillte Unterlegplatte (20, 24) auf der anderen gerillten Seite des Trägerstegs (l_s 20).