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Qberlichtabdeckung aus Glas für hohe Druckbelastungen Bereits seit
langem verwendet man für Kellerfenster; Verkehrsteiler u. dgl. Glaskörper, die schwere
Belastungen, z. B. durch darüberfahrende Fahrzeuge; aushalten sollen, ohne zu zerhrechen.
-Um die Bruchgefahr herabzusetzen, hat man sich entschlossen, derartige Glaskörper
in verhältnismäßig kleine Stücke aufzuteilen und diese in ein .eisernes, gitterartiges
Lä:n;gs- und Quergerippe einzusetzen.. In diesem Falle wird der Belastungsdruck
durch das eiserne Gerippe aufgenommen. Diese Ausführung hat aber, abgesehen von
ihrer Umständlichkeit, den Nachteil, daß das Gerippe, wenn in seinem Innern eine
Lampe vorgesehen ist, einen großen Teil des Lichtstromes dieser Lampe verschluckt.
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Es sind ferner zur Vermeidung einer Vielzahl von Einzelglasstücken
Glaskörper vorgeschlagen worden, welche aus einem Stück bestehen. Diese sitzen mit
ihrem unteren Rand auf einem planen Haltering auf. Sie haben sich jedoch beim praktischen
Gebrauch nicht als bruchfest genug erwiesen, wenn man nicht seine Zuflucht dazu
nahm, daß man sie ganz unmäßig dick ausführte, und auch dann noch bieten sie bei
großen Belastungen keine ausreichende Bruchsicherheit.
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Es ist ferner noch ein Vorschlag gemacht worden, für derartige Zwecke
kalotfienförmig geborgene Glaskörper mit abgerundetem Rand zu verwenden, welche
nach Art des bekannten Sicherheitsglases oberflächlich gehärtet sind. Diese Glaskörper
haben im Querschnitt einen runden Rand und sitzen mit diesem in einer Betonschicht,
die ihrerseits wieder durch etwas entfernt von dem Glaskörper angebrachte eiserne
Bewehrungen in üblicher
Weise fester gestaltet ist. Auch diese Ausführungsförm
bat eine Reihe von Nachteilen, auf welche am Schluß eingegangen ist.
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Die vorliegende Erfindung gibt einen- Weg an, um auch größere Glaskörper
für den oben angegebenen Zweck verwenden zu können, ohne daß man sie übermäßig dick
machen muß. Es wird durch die Erfindung die Konstruktion mancher Verkehrszeichmgeräte
möglich, die bisher an dem obenerwähnten Nachteil der Bruchunsicherheit der zur
Verwendung gelangenden Glaskörper scheiterte.
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Die Erfindung geht von der bekannten Tatsache aus, daß bei Glas die
Festigkeit ,gegen Druck bei weitem größer ist als die Festigkeit gegen Zug.
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Legt man eine ebene Glasplatte. auf zwei gegenüberliegende Ränder
auf und belastet man die Glasplatte in der Mitte, so wird sie durch die Belastung
.durchgebogen; hierdurch wird ihre Unterseite gedehnt und also auf Zug beansprucht.
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Im gleichen Maße wird die Oberseite auf Druck beansprucht, da sie
bei der durch die Belastung eintretenden Vexformung verkleinert wird. Die Glasplatte
wird also, da sie gegen Zugbeanspruchung empfindlich ist, gegen Druckbeanspruchung
aber unempfindlich, von der Unterseite nach der Oberseite hin aufreißen. Der gleiche
Vorgang findet bei de-n bisher verwendeten Glaskörpern , statt. Auch diese wurden
stets mit ihrem unteren Rand auf den Rand einer Fassung gelegt, so daß sie sich
bei Belastung ihrer oberen Fläche in der eben geschilderten Weise durchbiegen konnten
und daher zu Bruch gingen, da ihre Unterseite durch Zugbeeinflussung aufriß.
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Erfindungsgemäß wild deshalb vorgeschlagen, die Glaskörper nicht wie
bisher mit ihrem unteren Rand auf irgendeine Unterlage aufzusetzen, sondern den
Glaskörper mit einem konischen Rand zu versehen und den Glaskörper dann mit seinem
konischen Rand in einen entsprechend konisch geformten Haltering aus Metall aufzulegen.
Ein runder Glaskörper sowie der zu diesem Glaskörper gehörige Haltering müssen einen
Rand haben, der ein Kegelstumpfmantel ist, wobei die Spitze des den Kegelstumpf
erzeugenden Kegels unter dem Glaskörper sitzt. Ein viereckiger Glaskörper sowie
der diesen viereckigen Glaskörper aufnehmende Haltering müßte als Rand einen Pyramidenstumpfmant.el
haben, wobei die Spitze der den Pyra.midenstumpfmantel erzeugenden Pyramide unter
dem Glaskörper sitzt. Wird ein in einer solchen Haltevorrichtung befindlicher, mit
einem konischen Rand versehener Glaskörper auf seiner Oberfläche belastet, so kann
keine Zugbeanspruchung der Unterseite des Glaskörpers stattfinden, da durch die
Druckbelastung der Oberfläche der Glaskörper an den Haltering heran- bzw. in den
Haltering hineingedrückt wird, wodurch die Unterfläche des Glaskörpers verkleinert
wird. Diese wird daher eher zusammengedrückt als gedehnt. Es kann daher ratsam sein,
den Konus verhältnismäßig steil auszuführen, d. h. z. B. bei einem runden Körper
den den Kegelmantel erzeugenden Kegel verhältnismäßig spitz zu machen. Der Haltering
muß aus einem Material, vorzugsweise aus Eisen. angefertigt sein, «-elches eine
hohe Zugfestigkeit hat, denn der Druck, der au-f den Glaskörper ausgeübt wird, wird
von dem Eisenring teilweise als Zugbelastung aufgenommen. Es kann zweckmäßig sein,
die Abschrägung des Glaskörperrandes bzw. des Halteringes so zti gestalten, daß
die Auflageebene senkrecht .auf der bei Belastung des Glaskörpers entstehenden,
gegen den Haltering gei-icliteten Druckkomponente steht. Der Komis des Randes des
Glaskörpers kann auch so gestaltet sein, daß bei einem kalottenförmigen Glaskörper
die Spitze des den Kegelmantel erzeugenden Kegels mit der Spitze der die Kalotte
erzeugenden Kugel identisch ist. Von Fall zu Fall wird entschieden werden müssen,
wie groß der Konuswinkel zu wählen ist, um Zugbeanspruchungen des Glaskörpers .möglichst
zu vermeiden. , In der beiliegenden Abbildung ist der Grundgedanke der vorliegenden
Erfindung wesentlich schematisch dargestellt. Gezeichnet ist im Vertikalschnitt-
ein kalottenförmiger Glaskörper a, dessen Randfläche b ein Kegelsttunpfmantel ist.
Der Glaskörper a sitzt mit seinem Randkonus b in einem Holilko:nus c eines Halteringes
d, wobei d aus einem Material gefertigt ist, welches eine verhältnismäßig
hohe Zerreißfestigkeit hat. Belastet man nun den Kalottenscheitel des Glaskörpers
a, so überträgt sich der Druck, der auf a ausgeübt wird, auf den Halteringd, der
durch diesen Druck gedehnt wird; er ist aber dieser Dehnung, da er aus einem Material
von hoher Zugfestigkeit gefertigt ist, gewachsen. An keiner Stelle wird jedoch der
Glaskörper a so stark gedehnt, daß ein Zerreißen durch Zugbeanspruchung seiner Oberfläche
stattfinden kann.
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Im gezeichneten Falle ist die Spitze des Kegels, welcher den einen
Kegelstumpfmantel bildenden Konus erzeugt, auch der Mittelpunkt der die Kalottenfläche
des Glaskörpers erzeugenden Kugel. Wie oben schon erwähnt, kann es aber auch zweckmäßig
sein, dem Kontis einen anderen Konuswinkel zu geben, je nachdem wie der Glaskörper
selbst gestaltet ist. Der Konus kann einen kleineren oder unter Umständen auch einen
größeren
Konuswinkel haben. Bedinguing ist stets, daß die bei einer
Druckbelastung des Glaskörpers auftretenden Kräfte sich so kompensieren, daß keine
Zugbeanspruchung des Glaskörpers auftritt, d. h. mit anderen Worten, daß der Glaskörper
an keiner seiner Flächen über dic Zerreißgrenze ;gedehnt wird.
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Es kann zweckmäßig sein, zwischen dem Innenkonus c und dem Außenkonus
b ein Dichtungsmittel, wie Vulkanfiber o. dgl., vorzusehen.
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Die Glaskörper gemäß der vorliegenden Erfindung bieten auch gegenüber
den eingangs erwähnten, in Beton sitzenden Gläsern mit abgerundeten Randflächen
eine Reihe von Vorteilen.
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Durch die verschiedenen Aulsdehnungskoeffizienten des Betons und des
Glases, das insbesondere' in. den Fällen, wo sich unter ihnen eine Lampe befindet,
meist ein Glas von geringer Wärmeausdehn:un:g ist, ergeben sich sowohl durch die
atmosphärischen als auch durch - die betrieblichen Temperaturschwankungen Unterschiede
im Durchmesser der Glaskörper gegenüber der Betonschicht. Diese Unterschiede, die
noch durch das Schwinden des Betons erhöht werden, bewirken, daß sich seitlich um
den Glaskörper herum Zwischenräume z«#ischen der Betonschicht und dem Glaskörper
bilden werden, so daß also praktisch der Glaskörper nur mit seiner untersten Auflagefläche,
also mit einer Kreislinie, auf der Betonschicht aufliegen wird. Wirkt dann ein Druck
auf diesen Glaskörper, so kann er seitlich ausweichen, d.h. er kann von innen nach
außen hin aufreißen.
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Der Gegenstand der Erfindung unterscheidet sich in vorteilhafter Weise
von diesem vorbekannten Glaskörper dadurch, daß durch das konische Auflager des
Glaskörpers auf dem eisernen Hohlkonus durch Temperaturänderungen bewirkte verschiedenartige
Ausdehnungen von Glaskörper und Eisenring auf keinen Fall Zugspannungen im Glaskörper
entstehen können, da der Glaskörper durch den Druck stets in den Aufnahmekonus hineingepreßt
wird und immer mit seiner ganzen konischen Fläche aufliegt. Dieser Vorteil ist bei
dem vorbekannten Druckglas mit abgerundetem Rand nicht vorhanden.