DE4130823A1

DE4130823A1 - Glasscheibe mit befestigungselement

Info

Publication number: DE4130823A1
Application number: DE19914130823
Authority: DE
Inventors: Hans Scherzl
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: DE4130823C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Glasscheibe mit wenigstens einem in einer Bohrung angeordneten Verbindungs- oder Befestigungselement.

Die Befestigung von Glasscheiben an anderen Bauteilen oder die Befe stigung von Beschlägen oder Beschlagteilen an Glasscheiben mit Hilfe von die Glasscheibe durchdringenden Bohrungen erfolgt in der Regel über Schraubverbindungen, bei denen der Schraubenschaft die Bohrung durchdringt und die Glasscheibe zwischen Preßflächen eingespannt wird, die in axialer Richtung der Schraubenbolzen auf die äußeren Oberflä chen der Glasscheibe wirken. Bekannt ist auch eine Befestigungsart mit Hilfe von Schrauben, bei der die Bohrungen in der Glasscheibe auf ei ner Seite in Form einer Senkbohrung kegelförmig erweitert sind, und in die Bohrung unter Zwischenschaltung einer Buchse aus Kunststoff eine Schraube mit einem Senkkopf eingesetzt ist, so daß die ebene Oberflä che des Schraubenkopfes bündig mit der Oberflächenebene der Glasschei be abschließt (EP 02 77 535 A2).

Die bekannten in einer Bohrung in der Glasscheibe angeordneten Verbin dungs- oder Befestigungselemente üben in axialer Richtung der Bohrung wirkende Kräfte auf die Glasscheibe aus. Wenn es sich bei der Glas scheibe um eine Verbundglasscheibe aus zwei oder mehr Silikatglas scheiben und zwischen diesen angeordneten thermoplastischen Kunst stoffschichten handelt, kann der durch die Befestigungselemente ausge übte Druck zu Verformungen der thermoplastischen Zwischenschichten und zu lokalen Biegebeanspruchungen der Glasscheiben im Bereich der Boh rungen führen. Ferner weisen die bekannten Befestigungselemente entwe der über die Glasoberfläche überstehende Teile auf, die bei manchem Anwendungsfall störend wirken, oder es muß durch einen zusätzlichen Bearbeitungsvorgang eine konische Erweiterung der zylindrischen Boh rung vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungs- oder Befe stigungselement für eine Glasscheibe zu schaffen, das vielseitig an wendbar ist, und das sich auch für die Anordnung innerhalb der Bohrung einer Verbundglasscheibe eignet, ohne daß schädliche Kräfte auf die Glasscheibe ausgeübt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verbindungs- oder Befestigungselement einen Ringkörper aus einem ver formbaren inkompressiblen Material und einen den Ringkörper durchdrin genden, mit einem Verbindungs- oder Befestigungsmittel versehenen Kern umfaßt, durch den auf den Ringkörper Verformungskräfte ausgeübt werden derart, daß der Ringkörper sich in radialer Richtung dehnt und eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit der Glasscheibe über die Wan dung der Lochbohrung bewirkt.

Der Ringkörper, der vorzugsweise in Form eines Hohlzylinderkörpers ausgebildet ist und der sich unter dem Verformungsdruck dicht an die Lochleibung anlegt, kann beispielsweise aus einem duktilen Metall wie Blei oder weichem Aluminium bestehen. In diesem Fall ergeben sich ver hältnismäßig starre Verbindungen zwischen der Glasscheibe und dem mit der Glasscheibe zu verbindenden Gegenstand. Andererseits kann der Ringkörper aber auch aus einem gummielastischen Kunststoff bestehen, dessen Härte dem jeweiligen Anwendungszweck angepaßt ist. Durch Ver wendung von Ringkörpern aus solchen Elastomeren lassen sich elastische Verbindungen zwischen der Glasscheibe und dem mit der Glasscheibe zu verbindenden Gegenstand herstellen, was für eine Reihe von Anwendungs zwecken von besonderem Vorteil ist.

Im Gegensatz zu der bekannten Einspannung der Glasscheiben zwischen Druckelementen, die auf die beiden Oberflächen der Glasscheiben wir ken, erfolgt die dauerhafte Befestigung des Verbindungs- oder Befesti gungselements an der Glasscheibe erfindungsgemäß ausschließlich durch den im Innern der Lochbohrung radial wirkenden Lochleibungsdruck. In folge der Verformbarkeit des den Druck auf die Lochwandung übertragen den Materials wird die gesamte mit dem Ringkörper in Kontakt stehende Fläche gleichmäßig belastet, und es entstehen keinerlei örtliche Druckspitzen. Selbst in solchen Fällen, in denen die Lochleibung Flä chenversetzungen aufweist, wie sie in der Regel vorkommen, wenn bei spielsweise die Bohrung von beiden Oberflächen aus vorgenommen wird oder wenn zwei bereits mit Löchern versehene Einzelglasscheiben zu einer Verbundglasscheibe zusammengesetzt werden, schmiegt sich das Material des Ringkörpers unter dem allseitig wirkenden Verformungs druck auch derartigen Unregelmäßigkeiten dicht an.

Da die form- und kraftschlüssige Verbindung innerhalb des Bohrloches erfolgt, kann die erfindungsgemäße Verbindung auch in solchen Fällen zum Einsatz kommen, in denen die Lochbohrung in der Art einer Sack lochbohrung nicht bis zur anderen freien Oberfläche der Glasscheibe durchgeht und in denen die bekannten Befestigungsmethoden nicht an wendbar sind.

Durch die erfindungsgemäße Verbindung erfolgt darüber hinaus eine selbsttätige Zentrierung des metallischen Kerns innerhalb der Bohrung, und gegebenenfalls vorhandene Maßabweichungen werden automatisch ausgeglichen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist der metallische Kern des Verbindungs- und Befestigungselements zwei mit den beiden Stirnflächen des verformbaren Ringkörpers in Kontakt stehende Scheiben auf, die unter Stauchung des Ringkörpers miteinander verspannbar sind, wobei die Stauchung des Ringkörpers in axialer Richtung dessen Dehnung in radialer Richtung bewirkt. Zweckmäßigerweise haben die auf die Stirnflächen des Ringkörpers einwirkenden Scheiben einen kleineren äußeren Durchmesser als die Lochbohrung. Die gegenseitige Verspannung der beiden Scheiben kann durch bekannte mechanische Verbindungen er folgen, insbesondere durch eine Verschraubung, eine Vernietung oder durch Steckverbindungen, die mit Zähnen oder Widerhaken versehen sind, so daß die miteinander verbundenen Teile sich unter dem Gegendruck des Ringkörpers nicht voneinander lösen können.

Bei einer anderen Ausführungsform mit den Merkmalen der Erfindung be steht der metallische Kern aus einem spreizdübelartigen Hohlkörper und einem in den Hohlraum des Hohlkörpers eingeführten und den Hohlkörper in radialer Richtung dehnenden Bolzen. In diesem Fall ist der spreiz dübelartige Hohlkörper vorzugsweise mit einem Innengewinde versehen, in das ein entsprechender Schraubenbolzen eingedreht wird.

Die Verbindungs- oder Befestigungsmittel, mit denen der metallische Kern oder ein Teil des metallischen Kerns versehen ist, können aus einer Gewindebohrung, einem Gewindebolzen oder einem in beliebiger Weise gestalteten Kupplungsteil bestehen, das die gewünschte Befesti gung bzw. Verbindung mit dem mit der Glasscheibe zu verbindenden Ge genstand erlaubt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.

Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungselements in einer Explosionszeichnung vor der Befestigung in der Glasscheibenbohrung;

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform nach der Befesti gung in der Glasscheibenbohrung;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungselements;

Fig. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verbindungsele ments, das vollständig innerhalb der Bohrung angeordnet ist;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Verbindungselements, das vollständig innerhalb der Bohrung angeordnet ist,

Fig. 6 eine Ausführungsform eines Verbindungselements mit einem spreizdübelartigen Kern, und

Fig. 7 ein Glasbauelement für eine Ganzglasfassade mit mehreren erfindungsgemäßen Verbindungselementen.

In Fig. 1 und 2 ist jeweils eine monolithische Glasscheibe 1 darge stellt, in deren Bohrung 2 ein Befestigungselement 3 angeordnet werden soll, das beispielsweise für die Befestigung der Glasscheibe 1 an ei nem Profilträger 10 dient.

Das Befestigungselement 3 besteht aus einem Zylinderkörper 4 aus einem geeigneten Metall wie Eisen, Kupfer oder Aluminium mit einem an einem Ende angeformten Bund 5 und einem durchgehenden Innengewinde 6, einer gelochten Scheibe 7, die den gleichen Durchmesser hat wie der Bund 5, einer Schraube 8, mit der die Scheibe mit dem Zylinderkörper 4 ver schraubt wird und einem Hohlzylinderkörper 9 aus einem nicht kompres siblem Elastomer.

Der Bund 5 des Zylinderkörpers 4 hat ebenso wie die Scheibe 7 einen Außendurchmesser D, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Loch bohrung 2. Die Länge L des Zylinderkörpers 4 ist etwas größer als die Dicke der Glasscheibe 1. Nach Anordnung des elastischen Hohlzylinder körpers 9 und des den metallischen Kern darstellenden Zylinderkörpers 4 in der Bohrung wird die Scheibe 7 mit Hilfe der Schraube 8 bis zur Anlage an den Zylinderkörper 4 festgeschraubt. Bei diesem Vorgang wird der Hohlzylinderkörper 9 in axialer Richtung gestaucht, dehnt sich dabei in radialer Richtung und wird unter vollständiger Ausfüllung aller Hohlräume zwischen dem Zylinderkörper 4 und der Leibung der Lochbohrung 2 fest gegen den Zylinderkörper 4 und gegen die Lochlei bung gepreßt. An den Stirnflächen des Hohlzylinderkörpers 9 wird der elastische Werkstoff des Hohlzylinderkörpers 9 aus dem zwischen der Lochbohrung und dem Bund 5 bzw. der Scheibe 7 verbleibenden Ringspalt herausgedrückt und bildet eine Wulst 11.

Das Innengewinde 6 in dem Zylinderkörper 4 bleibt nach der Befestigung der Anordnung in der Lochbohrung auf der Seite, auf der sich der Bund 5 befindet, zugänglich und dient zur Schraubbefestigung des Gegenstan des, der mit der Glasscheibe verbunden werden soll. Im dargestellten Fall wird der Profilträger 10 mit Hilfe einer Schraube 11 mit dem Zy linderkörper 4 verschraubt.

Die so hergestellte mechanische Verbindung weist nicht nur eine außer ordentlich hohe Festigkeit auf, sondern ist darüber hinaus in verhält nismäßig hohem Maß nachgiebig, so daß sich derartige Verbindungen mit besonderem Vorteil auch für Einsatzzwecke eignen, bei denen gewisse Bewegungen zwischen der Glasscheibe und dem starren Träger erwünscht oder gar unvermeidlich sind, beispielsweise bei Fassadenverkleidungen infolge der Windbeanspruchungen.

In Fig. 3 ist die Befestigung einer Verbundglasscheibe 14 an einem Pro filträger 15 mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Befestigungselements 16 dargestellt. In diesem Fall umfaßt das Befestigungselement 16 eine Gewindescheibe 17, einen Scheibenkörper 18, einen Schraubenbolzen 19 und einen Hohlzylinderkörper 20, der unter der Wirkung der durch die Scheibe 17 und den Scheibenkörper 18 ausgeübten Preßkräfte in radialer Richtung gegen den Schaft der Schraube 19 und gegen die Leibung 21 des Bohrlochs gepreßt wird. Als Verbindungs- oder Befestigungsmittel dient in diesem Fall das Innengewinde 22 in dem Scheibenkörper 17, das gleichzeitig für die Erzeugung der erforderlichen axialen Preßkräfte dient. Die Dicke der Scheibe 17 und des Scheibenkörpers 18, sowie die Anordnung des Befestigungselements innerhalb der Bohrung, sind so ge wählt, daß die äußere Oberfläche der Scheibe 17 in der Oberflächenebe ne der Verbundglasscheibe 14 liegt, so daß auf dieser Seite keine Tei le des Befestigungselements über die Glasoberfläche überstehen. Der Scheibenkörper 18 hingegen weist eine größere Dicke auf und ist so angeordnet, daß der Profilträger 15, an dem die Verbundglasscheibe 14 befestigt ist, auch bei winkelmäßigen Bewegungen der Glasscheibe 14 nicht mit der Glasscheibe in Berührung kommt. Der Schraubenbolzen 19 dient gleichzeitig sowohl zur Befestigung der Glasscheibe an dem Pro filträger als auch zum Verspannen der Scheibe 17 mit dem Scheibenkör per 18.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist das Befestigungse lement 24 so gestaltet und dimensioniert, daß es als solches vollstän dig innerhalb der Lochbohrung 25 angeordnet ist und keine über die Oberflächen der Glasscheibe 26 überstehenden Teile aufweist. Es be steht wiederum aus einem Zylinderkörper 27 mit einem Bund 28 und einem Innengewinde 29, sowie einer mit einem Gewindestift 30 versehenen Scheibe 31, die unter Zwischenschaltung des Hohlzylinderkörpers 32 mit einander verschraubt werden. Die Abmessungen des Zylinderkörpers 27 und der Scheibe 31 sind entsprechend der Dicke der Glasscheibe 26 ge wählt, ebenso die Abmessungen des verformbaren Hohlzylinderkörpers 32. Auch in diesem Fall besteht der Hohlzylinderkörper 32 aus einem geeig neten inkompressiblen Elastomer. Das Innengewinde 29 des Zylinderkör pers 27 dient für die Schraubbefestigung des Bauteils oder des Gegen standes, der mit der Glasscheibe 26 verbunden werden soll.

Wie das in Fig. 5 dargestellte Befestigungselement 35 zeigt, kann die bisher dargestellte Schraubverbindung zwischen den Teilen des Befesti gungselements auch durch eine druckknopfartige Verbindung oder durch eine Niet- oder Steckverbindung ersetzt werden. In diesem Fall ist der Zylinderkörper 36, der an einem Ende wieder mit einem bundförmigen Ansatz 37 versehen ist, in dem dem Ansatz 37 gegenüberliegenden zy lindrischen Teil hohl und innen mit sägezahnförmigen Rillen 38 verse hen. In diese Rillen 38 greifen die entsprechenden Vorsprünge 39 des Stiftes 40 ein, der an der Scheibe 41 angeordnet ist. Der Zylinderkör per 36 kann geschlitzt oder auf andere Weise elastisch nachgebend ge staltet sein, so daß der gezahnte Stift 40 durch Druck in die darge stellte Endposition gebracht wird. Der Zylinderkörper 36 ist auf der Seite des bundförmigen Ansatzes 37 mit einer zentralen Gewindebohrung 42 versehen, die als Befestigungsmittel für den Anschluß des betref fenden Teils an die Glasscheibe 43 dient. Zwischen dem den metalli schen Kern des Befestigungselements bildenden Zylinderkörper 36 und der Lochleibung 44 der Bohrung in der Glasscheibe 43 ist wiederum der Ringkörper 45 aus einem nichtkompressiblen Elastomer angeordnet, der sich unter der Stauchwirkung der beiden Scheiben 37 und 41 in radialer Richtung dehnt und so für die sichere Befestigung des Elements sorgt. Derartige Druckverbindungen sind verhältnismäßig einfach zu handhaben und ergeben nach ihrer gegenseitigen Verbindung unmittelbar den gewün schten Endzustand, so daß sie sich insbesondere für eine serienmäßige Anwendung eignen.

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungsele ments 47 zeigt Fig. 6. In diesem Fall wird die radiale Dehnung des Ringkörpers 48, die zu der kraft- und formschlüssigen Verbindung mit der Lochleibung 49 führt, durch den spreizdübelartigen Zylinderkörper 50 hervorgerufen, der durch Eindrehen des Schraubenbolzens 51 in ra dialer Richtung gespreizt wird. Im dargestellten Fall weist der mit dem Schraubenbolzen 51 versehene Schraubenkörper einen scheibenförmi gen Ansatz 52 auf, der die Dehnung des verformbaren Hohlzylinderkör pers 48 in axialer Richtung begrenzt. Außerdem ist der Schraubenkörper mit einem Sechskant 53 und mit einem Gewindebolzen 54 versehen, der zum Anschluß des an der Glasscheibe 55 zu befestigenden Teils dient.

Fig. 7 zeigt ein Glasbauelement 59 für eine Ganzglasfassade, das mit Hilfe von Verbindungselementen, wie sie anhand der Fig. 4 beschrieben wurden, an der Trägerkonstruktion befestigt ist. Das Glasbauelement besteht aus einer äußeren Silikatglasscheibe 60 und einer inneren Sili katglasscheibe 61, die durch eine Zwischenschicht 62 aus thermoplasti schem Kunststoff miteinander verbunden sind. Die äußere Silikatglas scheibe 60 besteht beispielsweise aus üblichem Floatglas. Sie kann auf einer ihrer Oberflächen mit einer Funktionsschicht, beispielsweise mit einer teilreflektierenden Schicht, versehen sein. Die äußere Glas scheibe 60 kann ferner aus normal gekühltem, das heißt vorspannungs freien, oder statt dessen auch aus einem mehr oder weniger stark vorge spannten Glas bestehen. Die innere Glasscheibe 61 besteht aus vorge spanntem Glas. Die Vorspannung soll eine hinreichende Höhe aufweisen, um der Glasscheibe die gewünschte Erhöhung der Biegefestigkeit zu verleihen.

Die innere Glasscheibe 61 besteht beispielsweise aus 8 bis 12 mm dickem vorgespanntem Floatglas. Sie ist in der Nähe ihrer vier Ecken jeweils mit einer Bohrung 64 versehen, in denen jeweils ein Verbin dungselement 24 angeordnet ist. Da das Verbindungselement 24 nicht über die mit der Zwischenschicht 62 verbundene Oberfläche hinausragt, sind keinerlei besondere Maßnahmen erforderlich, um die beiden Glas scheiben 60 und 61 mit der Zwischenschicht 62 zu verbinden.

Claims

1. Glasscheibe mit wenigstens einem in einer Bohrung angeordneten Verbindungs- oder Befestigungselement, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungs- oder Befesti gungselement (3; 16; 24; 35; 47) einen Ringkörper (9; 20; 32; 45; 48) aus einem verformbaren inkompressiblen Material und einen den Ringkör per (9; 20; 32; 45; 48) durchdringenden mit einem Verbindungs- oder Befestigungsmittel (6; 22; 29; 42; 54) versehenen Kern umfaßt, durch den auf den Ringkörper (9; 20; 32; 45; 48) Verformungskräfte ausgeübt werden derart, daß der Ringkörper (9; 20; 32; 45; 48) sich in radialer Richtung dehnt und eine form- und kraftschlüssige Verbindung über die Wandung der Lochbohrung (2; 21; 25; 44; 49) bewirkt.

2. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern zwei mit den beiden Stirnflächen des Ringkörpers (9; 20; 32; 45) in Kontakt stehende miteinander verspannbare Scheibenkörper (5, 7; 17, 18; 28, 31; 37, 41) aufweist, so daß die Dehnung des Ringkör pers (9; 20; 32; 45) in radialer Richtung durch die Stauchung des Ringkörpers (9; 20; 32; 45) in axialer Richtung erfolgt.

3. Glasscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schei benkörper (5, 7; 17, 18; 28, 31; 37, 41) einen kleineren Durchmesser auf weisen als die Bohrung in der Glasscheibe.

4. Glasscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Verspannung der Scheibenkörper (5, 7; 17, 18; 28, 31) eine Schraubverbindung vorgesehen ist.

5. Glasscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Verspannung der Scheibenkörper (37, 41) eine Steck- oder Nietverbindung vorgesehen ist.

6. Glasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einem spreizdübelartigen Hohlkörper und einem in den Hohlraum des Hohlkörpers einführbaren und den Hohlkörper in radialer Rich tung dehnenden Bolzen besteht.

7. Glasscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der spreizdübelartige Hohlkörper (50) mit einem Innengewinde versehen und der in den Hohlkörper einführbare Bolzen ein Schraubenbolzen (51) ist.

8. Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die mit Verbindungs- oder Befestigungselementen (24) ver sehene Glasscheibe (61) über eine Zwischenschicht (62) mit einer weiteren Glasscheibe (60) zu einem Verbundglas-Bauelement (59) ver bunden ist.