DE68902156T2

DE68902156T2 - System von anpassbaren abdeckelementen.

Info

Publication number: DE68902156T2
Application number: DE1989602156
Authority: DE
Inventors: Rodman W Kotter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2009-03-29
Also published as: EP0335321A1; EP0335321B1; DE68902156D1; ES2033038T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft architektonische Strukturen, insbesondere ein architektonisches Abdeckelementsystem zum Abdecken von strukturellen Trägerelementen. Architektonische Abdeckelemente werden typischerweise eingesetzt, um eine ästhetisch ansprechende Abdeckung über strukturelle Trägerelemente wie Brückenträgern oder Gebäudebalken wie I-Balken zu schaffen. Diese Abdeckelemente bilden auch einen gewissen Schutz der strukturellen Trägerelemente vor Einwirkungen und können auch zur Abdichtung einer eine Unterlahge dienenden Trägerstruktur vor Einbringungen, beispielsweise Vogelnestern, dienen.
Übliche architektonische Abdeckelemente sind im wesentlichen als flache Blätter aus einem relativ dünnen Material ausgebildet, die an einer exponierten Seite eines strukturellen Trägerelements angebracht sind. Ein Beispiel eines konventionellen architektonischen Abdeckelements ist in dem L. Frandsen und anderen erteilten US-Patent 3,538,664 gezeigt. Aufgrund der im wesentlichen ebenen Ausbildung müssen die üblichen architektonischen Abdeckplatten von einer erheblichen Festigkeit und Stärke sein, um Windbelastungen zu widerstehen, die das Element sonst zerstören oder verschieben könnten. Entsprechend fügen die üblichen Abdeckelemente ein erhebliches Gewicht zu der von dem eine Unterlage bildenden Trägerelement getragenen Last hinzu.
Das Ansetzen üblicher architektonischer Abdeckelemente an ein strukturelles Trägerelement kann weiter teuer, arbeits- und zeitintensiv sein, da die Elemente ausgeschnitten und angepaßt werden können, um eine Vielzahl von komplexer Kurven und Formen des strukturellen Trägerelements zu entsprechen. Es besteht daher Bedarf für ein leichtgewichtiges architektonisches Abdeckelement, das an verschiedene Dimensionen und Formen unterschiedlicher struktureller Trägerelemente angepaßt werden kann, jedoch gegenüber einer Windlast widerstandsfähig ist.
FR-A-1280028 offenbart eine Dachanordnung unter Verwendung von blattförmigen Materialien, bei den es sich um ein Blech oder um Kunststoff handeln kann, und in dem zwei gewellte Flächen von dem First des Dachs schräg nach unten verlaufen. Die Wellung jeder der gewellten Flächen erstreckt sich längs von dem Bereich des Firstes zu den Dachvorsprüngen. Jede gewellte Fläche ist zick-zack-förmig in einem Schnitt senkrecht zu der Längsrichtung der Wellungen. In dem Bereich des Firstes des Daches sind zwei gewellte Flächen gleichartig miteinander verbunden, so daß die Spitze jeder Wellung an einer der beiden gewellten Flächen das Tal einer entsprechenden Wellung an der anderen Fläche trifft, und umgekehrt.
Es ist, kurz und allgemein ausgedrückt, Aufgabe der Erfindung, ein leichtgewichtiges architektonisches Abdeckelementensystem zu schaffen, das sowohl gegenüber einer Windlast widerstandsfähig ist, als auch an strukturelle Trägerelemente angepaßt werden kann mit unterschiedlichen Dimensionen und Flächenformen ohne erhebliches Anpassen oder Zuschneiden der einzelnen Elemente.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schafft ein System von anpaßbaren architektonischen Abdeckplatten, die aus einem relativ dünnen Blattmaterial gefertigt sind und in einer im wesentlichen konvexen Querschnittsform ausgeformt sind, entweder in gebogener oder winkliger Ausbildung oder anders. Die Elemente sind mit Wellungen versehen, die in der Querschnittsebene liegen, was es den Elementen erlaubt, sich entweder zu dehnen oder zu stauchen entlang einer gewünschten Achse, um so der Form des strukturellen Trägerelements zu entsprechen, wobei weiter eine deutliche Verstärkung gegenüber Windbelastungen erreicht wird. Benachbarte Elemente können überlappt oder an ihren Enden aneinander angesetzt werden mit dem Ergebnis, daß eine Mehrzahl von Elementen wirksam und wirtschaftlich fest miteinander verbunden sind, um attraktiv die volle Ausdehnung einer komplex ausgebildeten Struktur abzustecken.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des architektonischen Abdeckelementsystems der vorliegenden Erfindung können die einzelnen Elemente weiter mit Randabschnitten versehen sein, die von den Längsrändern oder Seiten des konvexen Abschnitts der Elemente vorspringen. Die Kantenabschnitte können gewellt sein, wobei diese Wellungen im wesentlichen in einer Ebene parallel zu den Wellungen des konvexen Elementabschnitts und diese schneidend liegen. Die Randabschnitte schaffen ein einfaches Verfahren der Anbringung der Paneele an ein strukturelles Trägerelement und schaffen einen weiteren Widerstand gegenüber Windbelastungen.
Die neuen Merkmale, die als die vorliegende Erfindung charakterisierend angenommen werden, werden zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorteilen durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente angeben, besser verständlich. Es versteht sich jedoch, daß die Zeichnungen nur zur Verdeutlichung und zur Beschreibung dienen und nicht die Erfindung einschränken sollen.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines sich anpassenden architektonischen Abdeckelementsystems nach der vorliegenden Erfindung, das über eine beispielhafte architektonische Struktur installiert ist;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines einzelnen sich anpassenden architektonischen Abdeckelements nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels eines einzelnen sich anpassenden architektonischen Elements nach der vorliegenden Erindung;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 2 gezeigten einzelnen architektonischen Elements, an ein beispielhaftes strukturelles Trägerelement angesetzt.
Die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1, zeigen ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des sich anpassenden architektonischen Elementensystems 10 nach der vorliegenden Erfindung, das die Ränder eines strukturellen Trägerelements 13, die eine Einschienenbahn und einen Bahnsteig für eine Einschienenbahn-Haltestelle bildet, abdecken. Die Enden benachbarter Elemente 10 können einander überlappen und sind ineinander gesetzt, um die Verbindungen der Elemente zu verstecken und eine saubere, ästhetisch mehr ansprechende architektonische Erscheinung der die Unterlagen bildenden Trägerelemente zu schaffen. Obwohl die Elemente relativ leicht sind und daher nur ein geringes Gewicht zu der von den strukturellen Trägerelementen 13 hinzufügen, sind die Elemente 10 ausreichend stark, um einer normalen Windbelastung zu widerstehen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines einzelnen Elements 16, das einen Teil des Elementensystems 10 bildet, wird in Fig. 2 genauer dargestellt. Das Element 16 ist, wie gezeigt, aus einem quadratischen oder im wesentlichen rechteckigen Blatt aus einem relativ dünnen Material gebildet und in ein Element mit einem im wesentlichen konvexen Querschnitt geformt. Das Pendel 16 ist weiter mit einer Mehrzahl von Wellen 16 versehen, die senkrecht zu der Längsachse des Elements und parallel zu der Ebene des Querschnitts des Elements verlaufen. Die Wellen 18 bewirken eine größere Flexibilität des Elements 16 und schaffen weiter eine strukturelle Verstärkung. Die in Fig. 2 dargestellten Konfigurationen kennzeichnen lediglich einen Typ eines gefalteten Musters, das von der vorliegenden Erfindung erfaßt wird. Die Wellungen des Elements 16 schaffen, wie gezeigt, im wesentlichen flache Flächen 19, die unter unterschiedlichen Winkeln mit alternierenden Flächen 20, die im wesentlichen in parallelen Ebenen liegen, zusammentreffen. Andere Wellenmuster können verwendet werden, beispielsweise solche, in denen die alternierenden flachen Flächen 20 in nicht-parallelen Ebenen liegen, wobei jede dritte flache Fläche in derselben Ebene liegt.
Die Wellen erlauben eine Dehnung oder eine Stauchung entlang der Gesamtbreite und Länge des Elements 16, um Trägerelementen 13 mit unterschiedlichen Ausdehnungen zu entsprechen. Weiter erlaubt es eine örtliche Dehnung oder Stauchung des Elements, so daß das Element 16 einer Krümmung der Fläche des Trägerelements 13 entspricht. Die Wellungen erlauben so eine Verwendung desselben sich anpassenden Abdeckelements in Verbindung mit verschiedenen unterschiedlichen Arten von strukturellen Trägerelementen unterschiedlicher Ausdehnungen oder Flächenform ohne Erfordernis eines erheblichen Ausschneidens oder Anpassens. Gleichzeitig erlauben die Wellungen die Verwendung eines leichteren Materials, etwa einem Blattmaterial, einem Kunststoff oder aber zusammengesetzte Materialien für die Konstruktion der Elemente 16, wobei eine ausreichende Festigkeit zum Widerstand gegenüber Windbelastung gesichert ist. Die Wellungen 18 ermöglichen weiter eine überlappende Anordnung benachbarter Elemente 16, so daß die Verbindung der Elemente 16 nicht sichtbar ist. Dies ermöglicht saubere architektonische Linien, wie dies oben erläutert wurde. Unterschiede in den thermischen Expansionskoeffizienten der Elemente 16 und des Trägerelements 13 werden von der sich anpassenden Dehnung und Stauung der Elemente 16 aufgenommen.
In dem in Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Element weiter mit Randabschnitten 21 versehen, die von den Längsseiten des konvexen Körperabschnitts 24 abstehen. Die Randabschnitte 21 sind mit Wellungen 27 versehen, die senkrecht zu der Längsachse des Elements angeordnet sind und so parallel zu den Wellen 18 des konvexen Körperabschnitts 24 verlaufen und diese schneiden oder mit diesen verschmelzen. Die Randabschnitte 21 erlauben ein sehr einfaches Montieren der sich anpassenden Elemente an ein strukturelles Trägerelement unter Bewahrung der sich anpassenden Eigenschaften des Elements 16 und einer Verbesserung seines Widerstands gegenüber einer Windlast.
In Fig. 4 ist gezeigt, daß das bevorzugte Ausführungsbeispeil des Elements 16 auf ein beispielhaftes strukturelles Trägerelement 30 durch Anbringen von Kanalelementen 33 an die gegenüberliegenden Ränder des Trägerelements 30 angebracht werden kann. Die Randabschnitte 21 des Elements 10 können dann in den Kanälen 33 bei durch übliche Mittel befestigt werden, beispielsweise durch geeignete Klammern. Es versteht sich, daß zum Zweck der vorliegenden Erfindung das Element 16 auch direkt an das strukturelle Trägerelement 30 befestigt werden kann.
Das vorliegende erfinderische adaptive architektonische Abdeckelement muß nicht konvex ausgebildet sein, es kann auch im Querschnitt so ausgebildet sein, wie bei dem Element 16 in Fig. 2 dargestellt. Beispielhaft ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines einzelnen adaptiven Elements 22 nach der vorliegenden Erfindung in Fig 3 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat das Element eine konvexe Ausbildung, die im Querschnitt im wesentlichen in Form eines abgestumpften Dreiecks ist, wobei die inneren Abschnitte 36 des Körperabschnitts 39 Winkel ausbilden, die größer als 90º sind. Auch der Körperabschnitt 39 ist mit Wellen 42 ausgebildet, die im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Elements 22 und im wesentlichen parallel zu der Querschnittebene des Elements 22 verlaufen. Das Ausführungsbeispiel kann weiter, nicht aber notwendigerweise, mit Randabschnitten 45 versehen sein, die an den lateralen Seiten des Körperabschnitts 39 angebracht sind und weitere Wellen 48 ausbilden, die parallel zu den Wellen 42 des Körperabschnitts 39 verlaufen und diese schneiden oder mit diesen verschmelzen. Wie bei dem oben in Verbindung mit Fig. 2 diskutierten Ausführungsbeispiel kann das Element 22 nach diesem Ausführungsbeispiel entsprechend gedehnt oder gestaucht werden über seine ganze Länge oder Breite, um das Element 22 an strukturelle Trägerelemente unterschiedlicher Ausdehnungen ohne besonderes Zuschneiden zu entsprechen. Weiter kann eine örtliche Ausdehnung oder Stauchung der Wellen 42 und 48 eine Krümmung des Elements 22 erlauben, so daß dieses der komplexen Oberflächenkrümmung unterschiedlicher struktureller Trägerelemente entspricht.
Es versteht sich jedoch, daß Abwandlungen der vorliegenden Erfindung dem Fachmann erkennbar sind.

Claims

1. Verfahren zum Abdecken der strukturellen Trägerelemente einer eine Unterlage bildenden Struktur, unter Anbringen einer Mehrzahl von aneinander angrenzend angeordneten architektonischen Abdeckelementen (16) an die Trägerelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckelemente (16) aus einem flexiblen Material mit einem im wesentlichen konvexen Querschnitt mit in diesen ausgebildeten, quer zur Längsachse der Elemente (16) verlaufenden Wellen (18) bestehen, die es den Abdeckelementen erlauben, sich der Erstreckung und der Flächenkrümmung der Trägerelemente anzupassen, wobei die Abdeckelemente (16) entlang der Längsseiten des flexiblen Materials ausgebildete Randabschnitte (21) aufweisen, die mit in diesen ausgebildeten Wellen (27) versehen sind, welche im wesentlichen parallel zu den Wellen (18) des Abschnitts mit konvexem Querschnitt des flexiblen Materials und diese schneidend verlaufen.

2. Verfahren zum Abdecken der strukturellen Trägerelemente einer eine Unterlage bildenden Struktur mit architektonischen Abdeckelementen (16) nach Anspruch 1, wobei die architektonischen Abdeckelemente (16) derart gewellt sind, daß die Wellen (18) des Abschnitts mit konvexen Querschnitt umgekehrt zu den Wellen (27) der Randabschnitte (21) ausgeformt sind, wodurch die architektonischen Abdeckelemente gestärkt werden, um einer Last zu widerstehen, aber eine Anpassung an die Flächenkrümmung der Trägerelemente erlauben.

3. Verfahren zum Abdecken der strukturellen Trägerelemente einer eine Unterlage bildenden Struktur mit architektonischen Abdeckelementen (16) nach Anspruch 1,

wobei die architektonischen Abdeckelemente (16) mittels Kanalelementen (33) , die an den Trägerelementen befestigt und zur Aufnahme und zum Halten der blattartigen Randabschnitte (21) ausgebildet sind, an die eine Unterlage bildenden Trägerelemente (30) angebracht sind.

4. Verfahren zum Abdecken der strukturellen Trägerelemente einer eine Unterlage bildenden Struktur, unter Anbringen einer Mehrzahl von benachbart angeordneten architektonischen Abdeckelementen (22) an die Trägerelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckelemente (22) aus einem flexiblen Material mit einem konvexen Querschnitt eines im wesentlichen abgestumpften Dreiecks mit in diesen ausgebildeten, quer zur Längsachse der Elemente (22) verlaufenden Wellen (42) bestehen, die es den Abdeckelementen erlauben, sich der Erstreckung und der Flächenkrümmung der Trägerelemente anzupassen.

5. Verfahren zum Abdecken der strukturellen Trägerelemente einer eine Unterlage bildenden Struktur mit architektonischen Abdeckelementen (22) nach Anspruch 4, wobei die architektonischen Abdeckelemente (22) derart gewellt sind, daß die Abschnitte, die im Querschnitt die Form eines abgestumpften Dreiecks haben, laterale Seiten und Dächer haben, wobei die Wellen (42) an den lateralen Seiten umgekehrt zu den Wellen (42) auf den Dächern verlaufen, wodurch die architektonischen Abdeckelemente gestärkt werden, um einer Last zu widerstehen, aber eine Anpassung an die Flächenkrümmung der Trägerelemente erlauben.