EP2183443B1

EP2183443B1 - Flächeneindeckung mit vorrichtung zum verbinden von mindestens einem flächenelement mit einer tragkonstruktion und/oder von mindestens zwei flächenelementen miteinander

Info

Publication number: EP2183443B1
Application number: EP07786327A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Kemmer
Original assignee: Mero-Tsk International & Co KG GmbH
Current assignee: Mero-Tsk International & Co KG GmbH
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: WO2009012797A1; EP2183443A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flächeneindeckung umfassend eine Tragkonstruktion und wenigstens ein Flächenelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. EP 1493 895 und WO98/41723 A offenbaren solch eine Flächeneindeckung.
Tragkonstruktionen mit Flächenelementen werden beispielsweise im Hallenbau, bei Dach- und Wandkonstruktionen, Fassadenverkleidungen u.ä. eingesetzt. Die Tragkonstruktionen selbst sind typischerweise aus einem modularen System aus Stabelementen und Knotenelementen aufgebaut und bilden somit ein Fachwerk, insbesondere ein Raumfachwerk, wobei die Stabelemente bei der Erstellung des Fachwerks über die Knotenelemente miteinander verbunden werden. Die Tragkonstruktionen von Dach- und Wandkonstruktion können sowohl einlagig als auch mehrlagig aufgebaut sein. Als Witterungsschutz, Gestaltungselement oder Abdeckung können zwischen oder auf oder über den Elementen der Tragkonstruktion und/oder abgestützt auf den Elementen der Tragkonstruktion Flächenelemente angeordnet sein.
Bei Hallen- und/oder Dachkonstruktionen ist in der Regel eine Eindeckung der Tragkonstruktion vorgesehen. Die Eindeckung bzw. Verkleidung der Tragkonstruktionen wird, beispielsweise bei Hallen- und/oder Dach- und/oder Fassadenkonstruktionen, gebildet aus einer Vielzahl von Flächenelementen (Eindeckplatten, Dachelementen, Verkleidungselementen), die an der Tragkonstruktion befestigt sind. Dies gilt neben Dächern gleichermaßen für Wandkonstruktionen oder vorgehängte Fassaden, bei denen ebenfalls Flächenelemente mit den Elementen der Tragkonstruktion verbunden werden, um eine Abdeckung zur Ausbildung einer Fassade zu erhalten.
Für die Flächenelemente kommen beispielsweise Elemente aus Metall bzw. Metalllegierungen oder aus Kunststoff in Frage, ebenso Glasscheiben oder Flächenelemente aus anderen wie beispielsweise keramischen Materialien oder Verbundwerkstoffen.
Um ebene Flächen einzudecken sind verschiedene Befestigungsmöglichkeiten, wie Verschraubungen, Klemmeinrichtungen, Nut-FederVerbindungen und ähnliches bekannt. Nachteilig bei den bekannten Befestigungssystemen ist, dass diese sich zwar für die Ausbildung ebener Flächeneindeckungen eignen, eine dreidimensionale, beispielsweise geschwungene Flächeneindeckung jedoch nur mit erheblichem Mehraufwand machbar ist. Beispielsweise müssen hierzu die exakten Neigungen verschiedener Flächenelemente zueinander genauestens im Vorfeld geplant und entsprechend angepasste Flächenelemente für jede einzelne Position in Einzelausführung hergestellt werden. Korrekturen vor Ort, beispielsweise zur Anpassung an tatsächliche Erfordernisse sind nicht oder zumindest kaum möglich. Dies erfordert einen erheblichen Planungsaufwand und bei der Montage einen enormen Logistikaufwand, damit für jede Position immer das hierfür vorgesehene Flächenelement zur Verfügung steht. Dies bringt entsprechende Kosten für derartige Flächeneindeckungen mit sich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Flächenabdeckung anzugeben, bei der die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise überwunden sind. Insbesondere soll eine flexible und bewegliche Verbindung der Flächenelemente zur Tragkonstruktion und/oder der Flächenelemente untereinander ermöglicht werden und damit die Konstruktion und die Montage dreidimensionaler, insbesondere geschwungener Flächeneindeckungen vereinfacht und damit kostengünstig ausführbar werden.
Als Stand der Technik verweisen wir ferner auf NL-A-7 006 085 , EP-A-1 493 895 , DE 199 42 170 A1 , WO 98/41723 A , WO 94/05887 A , EP-A-1 298 270 und EP-A-1 767 460 .
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Flächeneindeckung gemäß der Erfindung umfasst eine Tragkonstruktion und wenigstens ein Flächenelement. Das Flächenelement oder wenigstens eines der Flächenelemente ist mit der Tragkonstruktion, insbesondere wenigstens einem Element der Tragkonstruktion, und/oder mit wenigstens einem anderen Flächenelement über wenigstens eine Verbindungsvorrichtung (nachfolgend auch nur Vorrichtung genannt) beweglich, insbesondere drehbeweglich oder verkippbar, verbunden.
Die Verbindungsvorrichtung ist als bewegliches Gelenk (insbesondere Scharnier) ausgebildet oder weist mindestens ein bewegliches Gelenk (insbesondere Scharnier) auf. Dieses Gelenk umfasst wenigstens ein erstes Gelenkelement und wenigstens ein mit dem ersten Gelenkelement drehbeweglich zusammenwirkendes zweites Gelenkelement. Dies bedeutet, dass das erste Gelenkelement relativ zum zweiten Gelenkelement in einem zusammengesetzten Zustand drehbar bzw. verkippbar ist. Das erste Gelenkelement oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente ist mit dem Flächenelement verbunden, das zweite Gelenkelement oder wenigstens eines der zweiten Gelenkelemente ist mit der Tragkonstruktion und/oder wenigstens einem weiteren Flächenelement verbunden, Insbesondere hieran angebracht oder befestigt.
Das erste Gelenkelement oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente ist in das Flächenelement eingebaut oder integriert.
Ferner umfasst das erste Gelenkelement einen Grundkörper mit einem vorzugsweise zumindest im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum mit einer Längsachse. Der Hohlraum weist eine parallel zu seiner Längsachse verlaufende schlitzförmige erste Öffnung auf und ist so bemessen, dass ein zumindest teilweise gegengleich zum Hohlraum geformtes erstes Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelementes, vorzugsweise mit etwas Spiel, zumindest teilweise in den Hohlraum aufnehmbar oder aufgenommen ist, und zwar derart, dass zumindest ein Teilbereich des ersten Gelenkelementteils einen Rand der schlitzförmigen ersten Öffnung hintergreift. Ferner ragt ein zweites Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelements durch die schlitzförmige erste Öffnung aus dem Hohlraum heraus, und zwar derart, dass das zweite Gelenkelement relativ zum ersten Gelenkelement beweglich, insbesondere drehbeweglich oder verkippbar ist. Letzteres bedeutet, dass die Abmessungen des zweiten Gelenkelements im Bereich der schlitzförmigen ersten Öffnung so zu wählen sind bzw. gewählt sind, dass ausreichend Bewegungsspielraum zwischen zweitem Gelenkelement und erster Öffnung verbleibt, um die gewünschte Beweglichkeit zwischen erstem und zweitem Gelenkelement sicherzustellen.
Ist der Hohlraum des ersten Gelenkelements zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und ist das erste Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelementes an diese Form angepasst, so fällt die Dreh- bzw. Kippachse der Relativbewegung zwischen erstem und zweitem Gelenkelement zumindest nahezu mit der Längsachse des Hohlraumes zusammen.
Es ist ferner vorgesehen, dass im ersten Gelenkelement an wenigstens einer Stirnseite des Hohlraumes eine Ausnehmung vorgesehen ist, die an den zylindrischen Hohlraum und an dessen schlitzförmige erste Öffnung anschließt und sich parallel zur Längsachse des Hohlraumes erstreckt. Die Abmessungen der Ausnehmung sind derart auf die Abmessungen des ersten Gelenkelementteils des zweiten Gelenkelements abgestimmt, dass das erste Gelenkelementteil, vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Hohlraums, in die Ausnehmung einbringbar ist und parallel zur Längsachse des Hohlraums in den Hohlraum des Grundkörpers des ersten Gelenkelements verschiebbar ist. Nach dem Einschieben in den Hohlraum kann die Ausnehmung zur Verhinderung eines Herausfallens des ersten Gelenkelementteils des zweiten Gelenkelements aus dem Hohlraum verfüllt bzw. zumindest nach Außen hin verschlossen werden, beispielsweise mit Silikon.
Das erste Gelenkelement kann natürlich auch eine oder mehrere stirnseltige zweite Öffnungen und/oder eine oder mehrere Ausnehmung der vorbeschriebenen Art aufweisen.
Die Vorteile der erfindunsgemäßen Flächeneindeckung liegen insbesondere darin, dass die Flächeneindeckung einfach, schnell und kostengünstig herstellbar ist. Ferner ergibt sich aus der vorgesehenen Vorrichtung zum Verbinden ein großer gestalterischer Spielraum bei der Gestaltung der Flächeneindeckung. Mittels dieser Vorrichtung ist der Winkel (Drehwinkel, Verkippungswinkel) zwischen dem Flächenelement der Flächeneindeckung und der dazugehörigen Tragkonstruktion und/oder zwischen zwei benachbarten Flächenelementen der Flächeneindeckung einstellbar und damit zumindest nahezu frei wählbar ist. Die Verbindung zwischen Flächenelement und Tragkonstruktion und/oder zwischen den Flächenelementen ist aufgrund der Verbindungsvorrichtung flexibel und beweglich. Damit ist eine einfache Konstruktion und Montage auch dreidimensionaler, insbesondere geschwungener Flächeneindeckungen auf Tragwerken, insbesondere dreidimensionalen Tragwerken wie beispielsweise Raumfachwerken, möglich, da die exakte Ausrichtung der einzelnen Flächenelemente mittels der Verbindungsvorrichtung vor Ort bei der Montage erfolgen kann, ohne dass hierfür die Teile einzelnen für die jeweilige Position ausgebildet sein müssen. Es können somit Standartflächenelemente verwendet werden, was auch die Bereitstellungslogistik bei der Montage deutlich vereinfacht. Insgesamt lassen sich somit die Herstellungskosten dreidimensionaler, insbesondere geschwungener Dachkonstruktionen sowohl aufgrund einer vereinfachten Konstruktion als auch aufgrund standardisierbarer Teileherstellung und vereinfachter Logistik und Montage deutlich reduzieren. Somit lassen sich auch dreidimensionale, geschwungene Formen der Flächeneindeckung mit verhältnismäßig geringem Aufwand und damit kostengünstig verwirklichen.
Schließlich sorgt die bewegliche Verbindung der Elemente der Flächeneindeckung untereinander und/oder mit der Tragkonstruktion für eine hohe Flexibilität, die die Lebensdauer der Flächeneindeckung erhöht und auch extremen Belastungen, beispielsweise großen Temperaturschwankungen und ungünstigen klimatischen Verhältnissen, standhält.
Ein Tragwerk ist auch nach seiner Fertigstellung verschiedensten Belastungen ausgesetzt, beispielsweise Ausdehnungs- und Zusammenzieheffekten aufgrund sich ändernder Temperaturen oder Belastungen durch Wind, Regen oder Schnee. Dies wirkt sich auch auf die einzelnen Flächenelemente aus, insbesondere auf deren Ausrichtung und deren Winkel zueinander und zum Tragwerk. Auf derartige Veränderungen kann die erfindungsgemäße Flächeneindeckung mit der Verbindungsvorrichtung flexibel reagieren, beispielsweise durch Anpassung des Winkels an sich entsprechende Verzerrungen bzw. Veränderungen im Tragwerk und/oder den Flächenelementen. Zu erwähnen sind ferner diesbezügliche Belastungen und Veränderungen, die von Materialveränderungen im Laufe der Jahre ausgehen können. Hier kann die bewegliche Verbindungsvorrichtung der Flächeneindeckung gemäß der Erfindung auftretende Spannungen und Belastungen beseitigen oder abfangen oder zumindest reduzieren und dadurch Schäden im Bauwerk insgesamt vermeiden oder reduzieren. Dadurch kann die Lebensdauer eines Bauwerks verlängert werden bzw. Wartungs- und Renovierungsarbeiten sind erst zu einem späteren Zeitpunkt erforderlich. Insgesamt sorgt die Verbindungsvorrichtung somit für eine entsprechend flexible Flächeneindeckung, die sich problemlos an ein Ausdehnen bzw. ein Zusammenziehen der Tragkonstruktion, beispielsweise unter witterungsbedingten Temperaturschwankungen, anpasst, indem sich die Winkel zwischen den einzelnen Flächenelementen bzw. zur Tragkonstruktion automatisch anpassen und dadurch für einen entsprechenden Distanzausgleich gesorgt ist. Auch eine Belastung bei Starkregen oder Schneelast kann durch die bewegliche Winkeleinstellung gut abgefangen werden, wodurch die gesamte Konstruktion flexible Einsatzmöglichkeit auch in Bezug auf auftretende Witterungs- und Klimaverhältnisse hat.
Bevorzugt ist die Verbindungsvorrichtung derart ausgebildet, dass das mit dem ersten Gelenkelement verbundene Flächenelement bei seiner Anbringung an die Tragkonstruktion und/oder an ein oder mehrere weitere Flächenelemente und/oder nach dieser Anbringung relativ zur Tragkonstruktion und/oder relativ zu dem oder den weiteren Flächenelementen mittels der Vorrichtung beweglich ist, insbesondere drehbeweglich oder verkippbar. Die Vorrichtung ist somit derart ausgebildet, dass der Winkel zwischen Flächenelement und Tragkonstruktion bzw. zwischen benachbarten Flächenelementen veränderbar ist, insbesondere entsprechend den jeweiligen Erfordernissen vor Ort einstellbar ist.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass der maximale Drehwinkel zwischen erstem Gelenkelement und zweitem Gelenkelement bei 120° liegt, insbesondere bei 40°, vorzugsweise bei etwa 10°. Dementsprechend liegt der maximale Dreh- bzw. Verkippungswinkel zwischen Flächenelement und Tragkonstruktion bei entsprechender Verbindung des zweiten Gelenkelements mit der Tragkonstruktion bei jeweils der Hälfte der vorgenannten Werte, d.h. das Flächenelement ist gegenüber der Tragkonstruktion um bis zu ±60° verkippbar, insbesondere um bis zu ±20°, vorzugsweise um bis zu ±5°. Zwei benachbarte Flächenelemente sind dementsprechend um einen Winkel von bis zu ±120°, insbesondere bis zu ±40°, vorzugsweise bis zu ±10° gegeneinander verkippbar.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das erste Gelenkelement ein in einen seitlichen Rand des Flächenelements eingebautes oder integriertes Einbauelement ist. Bevorzugt weist das erste Gelenkelement an seiner Außenseite Verankerungselemente zur Anbindung an das Flächenelement, vorzugsweise mittels Verklebung, auf. Dadurch bilden Flächenelement und erstes Gelenkelement bzw. erste Gelenkelemente bei der Montage vor Ort eine Einheit, die sich einfach an ein oder mehrere zweite Gelenkelemente, die bevorzugt bereits an die Tragkonstruktion montiert sind, anbringen lassen und damit das bewegliche Gelenk der Vorrichtung ausbilden. Das Einbauelement sorgt somit für eine einfache Handhabung und damit für eine einfache Flächenelementmontage.
Erstes und/oder zweites Gelenkelement sind zweckmäßigerweise mit geeigneten Mitteln versehen bzw. ausgestattet, über die sie an der Tragkonstruktion und/oder dem oder den Flächenelementen angebracht oder anbringbar sind, insbesondere befestigt oder befestigbar sind. Gegebenenfalls können hierzu auch spezielle Haltevorrichtungen vorgesehen sein.
Das zweite Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelements kann einen Verbindungsbereich und/oder eine Befestigungsplatte aufweisen, insbesondere einen an das erste Gelenkelementteil angrenzenden Verbindungsbereich und eine an eine dem ersten Gelenkelementteil gegenüberliegenden Seite des Verbindungsbereichs angrenzende Befestigungsplatte zur Anbringung an oder in der Tragkonstruktion und/oder dem weiteren Flächenelement. Der Verbindungsbereich kann derart ausgebildet sein, dass er sich von der Befestigungsplatte zum ersten Gelenkelementteil hin verjüngt, und zwar insbesondere in seiner Breite und/oder in seiner Dicke. Die Befestigungsplatte kann Befestigungseinrichtungen zur Anbringung an Tragkonstruktion und/oder Flächenelement aufweisen, insbesondere mindestens ein Loch zur Ausbildung einer oder mehrerer Schraubverbindungen. Bevorzugt handelt es sich bei dem bzw. den Löchern um Langlöcher, um einen gewissen Toleranzausgleich zu ermöglichen. Des Weiteren kann ein Toleranzausgleich durch Einbringung von Unterlegscheiben erfolgen.
Grundsätzlich kommt für die Befestigung des zweiten Gelenkelements an der Tragkonstruktion, gegebenenfalls über eine Haltevorrichtung, neben einer Verschraubung mittels einer oder mehrerer Schrauben auch eine Klemmung oder ein Einrasten in Betracht.
Das zweite Gelenkelement kann bei Ausbildung des ersten Gelenkteils aus entsprechend elastischem bzw. flexiblem Material, beispielsweise aus Kunststoff, trotz größerer Abmessungen durch die erste Öffnung hindurch in den Hohlraum des ersten Gelenkelements eingeschoben werden. Die Einbringung in den Hohlraum kann aber auch durch die nachfolgend beschriebenen Ausbildungen erfolgen.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Stirnseite des Hohlraums des ersten Gelenkelementes, d.h. bei zylindrischer Ausbildung eine Zylinderbasisfläche, eine stirnseitige, zweite Öffnung aufweist, die in ihrer Größe und Form dem Querschnitt des Hohlraumes entspricht, so dass das erste Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelementes über diese stirnseitige zweite Öffnung in Richtung der Längsachse in den Hohlraum einschiebbar ist. Der Hohlraum kann sich beispielsweise über die gesamte Breite des ersten Gelenkelements erstrecken, so dass die zweiten Gelenkelemente von der Seite her über die dortige zweite Öffnung in den Hohlraum einschiebbar sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich die ersten Gelenkelemente wiederum über die gesamte Seite des Flächenelements, dem sie zugeordnet sind, erstrecken.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Gelenkelement an zwei einander gegenüberliegenden Seiten erste Gelenkelementteile aufweist, die jeweils mit einem ersten Gelenkelement drehbeweglich zusammenwirken. Das zweite Gelenkelement ist somit ein Doppelgelenkelement, über das zwei Flächenelemente miteinander und/oder mit der Tragkonstruktion verbindbar oder verbunden sind. Dadurch wird die erforderliche Bauteilanzahl reduziert, die Montage wird einfacher und ist schneller durchführbar.
Das zweite Gelenkelement kann auch sternförmig ausgebildet sein mit einem zentralen Basiselement und mit drei oder mehreren um das Basiselement angeordneten ersten Gelenkelementteilen, die jeweils mit einem ersten Gelenkelement drehbeweglich zusammenwirken. Über ein derartiges Mehrfachgelenkelement kann somit eine entsprechende Anzahl Flächenelemente miteinander und/oder mit der Tragkonstruktion verbunden werden oder sein.
Gemäß einer weiteren Ausbildung können eine oder mehrere Haltevorrichtungen zur Verbindung der Vorrichtung mit und/oder zur Befestigung der Vorrichtung an der Tragkonstruktion vorgesehen sein. Die Haltevorrichtung kann insbesondere die Distanz der Flächenelemente zu Elementen der Tragkonstruktion derart definieren, dass der gewünschte Dreh- bzw. Verkippungswinkel einstellbar ist. Sie kann ferner auch eine einfachere Montage und eine bessere Zugänglichkeit der verschiedenen Montageelemente erfüllen.
Die einzelnen Elemente der Verbindungsvorrichtung, beispielsweise erstes und zweites Gelenkelement und gegebenenfalls auch Haltevorrichtung, sind in ihrer Formausgestaltung sowie in der Materialwahl und ihrer Anordnung und der Art ihrer Anbringung bzw. Befestigung bzw. Integration an dem Flächenelement bzw. an der Tragkonstruktion abhängig von dem gewünschten Dreh- bzw. Verkippungswinkel und/oder vom Gewicht der Flächenelemente und/oder deren Form und/oder deren Material.
In Betracht kommt beispielsweise eine Ausbildung von erstem und/oder zweitem Gelenkelement aus Metall, insbesondere aus Aluminium, vorzugsweise aus Aluminiumextrusionsteilen, und/oder aus Stahl, vorzugsweise Stahlguss. Aber auch Kunststoff sowie Kombinationen aus allen vorgenannten Materialien sind möglich.
Um Geräuschentwicklung und/oder Verschleiß und/oder Korrosionserscheinungen vorzubeugen, ist es möglich, zumindest den Hohlraum des ersten Gelenkelements und/oder das erste Gelenkelementteil des zweiten Gelenkelementes mit einer Beschichtung zu versehen.
Bevorzugt ist das zweite Gelenkelement oder wenigstens eines der zweiten Gelenkelemente ist mit der Tragkonstruktion und/oder wenigstens einem weiteren Flächenelement verbunden, insbesondere daran angebracht und/oder befestigt.
Bei den Flächenelementen kann es sich beispielsweise um Metallplatten, z.B. aus Edelstahl oder Aluminiumlegierungen, handeln. Diese eignen sich unter anderem als Fassaden-, Wandelemente oder Dachelemente beispielsweise zur Ausbildung eines Schattendaches. Hierzu können die Flächenelemente in geeigneter Weise perforiert sein, beispielsweise können sie als Lochbleche bzw. Lochplatten ausgebildet sein. Bei den Flächenelementen kann es sich aber auch um Glas- oder Plexiglasplatten, ohne oder auch mit Fassung handeln, wobei die Fassung wiederum eine Kunststofffassung oder auch eine Metallfassung oder auch eine Fassung aus einem Verbundmaterial sein kann. Auch Flächenelemente aus Verbundmaterial oder aus Keramik sind denkbar, je nach Anforderung.
Insbesondere können die Flächenelemente jeweils zwei parallele Scheiben, insbesondere Glasscheiben, umfassen, die an ihrem Rand miteinander verbunden sind, insbesondere durch Verklebung, vorzugsweise mittels Silikonkleber. Üblicherweise sind die beiden Scheiben zueinander beabstandet, beispielsweise mittels geeigneter Abstandshalter zwischen den Scheiben. Das erste Gelenkelement oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente der Vorrichtung kann dann in die Randverbindung zwischen den Glasscheiben eingebaut oder integriert sein, insbesondere durch Verklebung, vorzugsweise mittels Silikonkleber. Das erste Gelenkelement ist in diesem Fall ein Einbauteil. Dadurch entsteht eine bei der Montage und auch bei der Bereitstellungslogistik einfach zu handhabende Baueinheit aus Flächenelement und Gelenkelement.
Je nach Anwendungsfall kann es zweckmäßig sein, dass mehrere erste Gelenkelemente in Reihe an zumindest einem Seitenrand (auch: Seitenkante) eines ersten Flächenelements vorgesehen sind. Es ist aber auch möglich, dass sich das erste Gelenkelement über die gesamte Länge eines des Seitenrandes erstreckt. In diesem Fall können kann dem ersten Gelenkelement beispielsweise ein entsprechend dimensioniertes zweites Gelenkelement zugeordnet sein, das heißt dieses erstreckt sich ebenfalls zumindest nahezu über die Länge des Seitenrandes des Flächenelements. Es ist aber auch möglich, dass diesem ersten Gelenkelement mehrere kürzer dimensionierte zweite Gelenkelemente zugeordnet werden, beispielsweise indem diese in Reihe in das erste Gelenkelement eingeschoben sind.
Ferner können mehrere erste Gelenkelemente in Reihe am Seitenrand eines zweiten, in der Flächeneindeckung zum ersten Flächenelement benachbarten Flächenelements vorgesehen sein, und zwar derart, dass die ersten Gelenkelemente des ersten Flächenelements und die ersten Gelenkelemente des zweiten Flächenelements in der Flächeneindeckung entlang der benachbarten Seitenränder der beiden Flächenelemente versetzt zueinander angeordnet sind und jedem ersten Gelenkelement mindestens ein eigenes zweites Gelenkelement in entsprechender Ausrichtung zugeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dass die ersten Gelenkelemente des ersten Flächenelements und die ersten Gelenkelemente des zweiten Flächenelements in der Flächeneindeckung entlang der benachbarten Seitenränder der beiden Flächenelemente einander gegenüberliegend angeordnet sind und jedem gegenüberliegenden Paar erster Gelenkelemente zumindest ein zweites Gelenkelement, ausgebildet zum beweglichen Zusammenwirken mit mindestens zwei ersten Gelenkelementen, zugeordnet ist. In diesem Fall ist das zweite Gelenkelement ein Doppelgelenkelement.
Zwischen dem Flächenelement oder wenigsten einem der Flächenelemente und der Tragkonstruktion kann wenigstens ein Dichtungs- und/oder Dämpfungselement, insbesondere aus flexiblem Material zur Aufnahme von Dreh- oder Kippbewegungen des Flächenelements, vorzugsweise ein Dichtband, vorgesehen sein. Dadurch lassen sich beispielsweise Geräuschentwicklungen, Verschleiß, Korrosion sowie Wasser- und Schmutzeintrag vermeiden bzw. zumindest reduzieren.
Es kann aus Abdichtungsgründen, aber auch aus gestalterischen Gründen, beispielsweise um eine gleichmäßige, glatte Oberfläche zu erhalten, ferner zweckmäßig sein, nach der Montage der Flächenelemente die Zwischenräume zwischen benachbarten Flächenelementen der Flächeneindeckung zu verfüllen, insbesondere auszuspritzen, beispielsweise mit Silikon. Bei einer derartigen verfüllten bzw. ausgespritzten Flächeneindeckung ist die gelenkige Anbindung der einzelnen Flächenelemente untereinander bzw. an die Tragkonstruktion nicht mehr zu sehen.
Die Tragkonstruktion der Flächeneindeckung kann eine einlagige Konstruktion oder ein zwei- oder mehrlagiges Raumfachwerk, die bzw. das
Stabelemente und in der Regel Knotenelemente umfasst, sein. Die Elemente der Tragkonstruktion, wie zum Beispiel Knotenelemente und Stabelemente, können aus Stahl, insbesondere aus verzinktem Stahl, Edelstahl, rostfreiem Stahl oder Aluminium gebildet sein. Ferner können für diese Elemente auch Faserverbundwerkstoffe, wie beispielsweise kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und/oder glasfaserverstärkten Kunststoffe (GFK), verwendet werden.
Insgesamt wird eine Vorrichtung zum Verbinden eines Flächenelements mit einer Tragkonstruktion bzw. von Flächenelementen untereinander angegeben, mittels der auf einfache Weise, mit geringem Personaleinsatz, schnell und kostengünstig Flächenelemente in jeweils vorgesehener Neigung montierbar sind. Ferner ermöglicht die Erfindung in vorteilhafter Weise die Ausbildung einer gewölbten, gerundeten oder wellenförmigen Flächeneindeckung.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen

FIG 1: eine teilweise als Tonnengewölbe, teilweise als geschwungenes Raumwachwerk ausgebildete Dachkonstruktion in einer perspektivischen Darstellung,
FIG 2: einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der Dachkonstruktion nach FIG 1 in perspektivischer Darstellung,
FIG 3: schematisch in einer Seitendarstellung eine gewölbte Flächeneindeckung gemäß der Erfindung,
FIG 4: eine Draufsicht auf eine mögliche Flächeneindeckung der Dachkonstruktion nach FIG 1,
FIG 5: in schematischer seitlicher Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung einer Flächeneindeckung gemäß der Erfindung, verwendet zur Verbindung von Flächenelementen mit einer Tragkonstruktion,
FIG 6: die Anordnung nach FIG 5 in einer Draufsicht,
FIG 7: eine Seitenansicht eines zweiten Gelenkelements der Verbindungsvorrichtung aus FIG 5,
FIG 8: das zweite Gelenkelement nach FIG 7 in Draufsicht,
FIG 9: eine Seitenansicht eines in ein Flächenelement integrierten ersten Gelenkelements der Verbindungsvorrichtung aus FIG 5,
FIG 10: einen Schnitt durch das integrierte erste Gelenkelement entlang der Linie A-A in FIG 9, und
FIG 11: ein Beispiel für eine spezielle Ausführungsform eines zweiten Gelenkelementes eines weiteren Ausführungsbeispiels der Verbindungsvorrichtung.

Einander entsprechende Teile und Komponenten sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
FIG 1 und FIG 2 zeigen eine Dachkonstruktion 10 in einer perspektivischen Darstellung. FIG 1 und FIG 2 zeigen lediglich eine Tragkonstruktion 54 der Dachkonstruktion 10, eine Flächeneindeckung 11 dieser Dachkonstruktion 10 ist zur Verdeutlichung der Tragkonstruktion 10 hier nicht dargestellt. Mögliche Flächeneindeckungen werden in FIG 3 und FIG 4 gezeigt und untenstehend erläutert.
Ein Teil der Dachkonstruktion 10 ist in Form eines Tonnengewölbes 12 ausgebildet, ein sich hieran anschließender weiterer Teil der Dachkonstruktion 10 ist als wellenförmig geschwungenes Dach 14 ausgebildet. Letzterer ist vergrößert in FIG 2 dargestellt. Die Dachkonstruktion 10 umfasst, wie in FIG 2 ersichtlich ist, ein zweilagiges Raumwachwerk. Das Raumfachwerk ist modular aufgebaut, wobei Stabelemente 16 über Knotenelemente 18 miteinander derart verbunden sind, dass sich im Wesentlichen zwei parallel übereinander liegende, hier gewellte Flächen aus Stabelementen 16 und Knoten 18 ergeben. Ferner sind in FIG 1 und FIG 2 Tragpfeiler 19 des Raumfachwerks zu erkennen.
Die gewölbte Dachkonstruktion nach FIG 1 und FIG 2 kann eine Flächeneindeckung 11 gemäß der Erfindung aufweisen, das heißt diese ist unter Verwendung einer Variante der Vorrichtung 22 zum Verbinden mindestens eines Flächenelements 44 mit der Tragkonstruktion 54 und/oder von mindestens zwei Flächenelementen 44 untereinander gebildet. Hierfür ist es beispielsweise möglich, die Flächenelemente 44 über die Vorrichtung 22 mit den Stabelementen 16 oder den Knotenelementen 18 der Tragkonstruktion 54 bzw. allgemein mit Elementen 52 der Tragkonstruktion 54 zu verbinden. Gleichzeit können über die Vorrichtung 22 benachbarte Flächenelemente 22 miteinander verbunden werden.
FIG 3 zeigt in einer Seitenansicht schematisch ein Beispiel für eine Flächeneindeckung 11, gebildet aus zahlreichen einzelnen Flächenelementen 44. Diese sind, was in FIG 3 nicht zu erkennen ist, über Vorrichtungen 22 miteinander verbunden, sie können ferner auch über diese Vorrichtungen 22 an einer Tragkonstruktion 54 angebracht sein. Zumindest einzelne der Flächenelemente 44 sind gegeneinander geneigt, wodurch die wellenförmige Form der hier dargestellten Flächeneindeckung 11 entsteht. Nach der Montage der Flächenelemente 44 wurden die Zwischenräume zwischen den Flächenelementen 44 mit Silikon ausgespritzt, so dass auf diese Weise nach außen hin lediglich Fugen 45 sichtbar sind. Dadurch entsteht eine gleichmäßig, glatte Oberfläche der Flächeneindeckung 11, die Vorrichtungen 22 in den Zwischenräumen sind nicht sichtbar.
FIG 4 zeigt in einer Draufsicht schematisch eine weitere mögliche Flächeneindeckung 11, wie sie beispielsweise bei der Dachkonstruktion 10 nach FIG 1 vorgesehen sein kann. Hier ist die beispielhaft gewählte Anordnung der einzelnen Flächenelemente 44 zueinander zu erkennen. Die einzelnen Flächenelemente 11 können selbstverständlich zur Ausbildung einer Wölbung zueinander geneigt sein, was in der Draufsicht nicht zu erkennen ist.
FIG 5 bis FIG 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung 22. FIG 5 zeigt in seitlicher Schnittdarstellung die Verwendung der Vorrichtung 22 zur beweglichen Verbindung von Flächenelementen 44 mit einer Tragkonstruktion 54, FIG 6 zeigt diese Anordnung in Draufsicht. Die Vorrichtung 22 umfasst ein Gelenk, gebildet aus einem ersten Gelenkelement 32 und einem zweiten Gelenkelement 20. Aus FIG 6 ist ersichtlich, dass jedes Flächenelement 44 über mehrere Vorrichtungen 22 beweglich mit einem Element 52 der Tragkonstruktion 54 verbunden ist. Jede Vorrichtung 22 umfasst ein erstes Gelenkelement 32 und ein zweites Gelenkelement 20, wobei das erste Gelenkelement 32 in das Flächenelement 44 integriert ist und das zweite Gelenkelement 20 über eine Haltevorrichtung 56 am Element 52 der Tragkonstruktion 54 befestigt ist. Die einzelnen Vorrichtungen 22 sind versetzt zueinander in Reihe entlang der benachbarten Seitenräder der beiden Flächenelemente angeordnet, und zwar derart, dass die Vorrichtungen 22 im Wechsel für jedes der beiden Flächenelemente bestimmt sind, so dass sich insgesamt eine reißverschlussartige Anordnung ergibt. Auf diese Weise können die beiden Flächenelemente 44 unabhängig voneinander einfach und schnell montiert werden. Beide Flächenelemente 44 sind unabhängig voneinander beweglich mit dem Element 52 der Tragkonstruktion 54 verbunden. Der Verkippungswlnkel (auch: Neigungswinkel) jedes Flächenelements 44 gegenüber der Tragkonstruktion 54 ist somit individuell einstellbar.
Der Schnitt in FIG 5 ist nicht durchgehend, vielmehr liegt der Schnitt durch das linke Flächenelement 44 und die dazugehörige Vorrichtung 22 in Blickrichtung auf die Zeichenebene vor dem Schnitt durch das rechte Flächenelement 44. Durch diese Darstellung lässt sich die Funktion der Vorrichtungen 22, die Neigung der Flächenelemente 44, verdeutlichen.
FIG 7 zeigt in einer Seitenansicht und FIG 8 in einer Draufsicht das zweite Gelenkelement 20 der Vorrichtung 22 aus FIG 5 in Alleinstellung. FIG 9 zeigt in einer Seitenansicht und FIG 10 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A in FIG 9 das in das Flächenelement 44 integrierte erste Gelenkelement der Vorrichtung 22 aus FIG 5. Aus dieser Darstellung wird in Verbindung mit FIG 5 und FIG 6 die Ausbildung des Gelenks bei der Montage des Flächenelements 44 an die Tragkonstruktion 54 sowie das Zusammenwirken der Gelenkelemente 20, 32 zur Verwirklichung der gewünschten beweglichen Verbindung zwischen Flächenelement 44 und Tragkonstruktion 54 sowie damit auch der benachbarten Flächenelemente 44 zueinander. Das Gelenk funktioniert hier wie ein Scharnier und ermöglicht damit eine Kipp- bzw. Drehbewegung des jeweiligen Flächenelements 44.
Das zweite Gelenkelement 20 umfasst ein erstes Gelenkelementteil 26, das im zusammengebauten Gelenk in einen korrespondierenden Hohlraum 36 des ersten Gelenkelements 32 aufgenommen ist. Dieses erste Gelenkelementteil 26 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der wesentliche Teil eines Zylinders, der Hohlraum 36 ist ebenfalls im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, mit einer seitlichen schlitzförmigen ersten Öffnung 40, aus der das zweite Gelenkelement 20 herausragt. Die Drehbewegung zwischen erstem Gelenkelement 32 und zweiten Gelenkelement 20 erfolgt um die Mittelachse des vorgenannten Zylinders des ersten Gelenkelementteils 26, die mit der Mittelachse des vorgenannten Hohlraumzylinders des Hohlraums 36 zusammenfällt. Im Falle mehrerer in Bezug auf ein Flächenelement 44 hintereinander angeordneter Vorrichtungen 22, wie beispielsweise in FIG 6, müssen die vorstehend angesprochenen Mittelachsen der einzelnen Vorrichtungen 22 auf einer Geraden liegen.
An das erste Gelenkelementteil 26 schließt ein zweites Gelenkelementteil 27 an, das aus der ersten Öffnung 40 des Hohlraums 36 herausragt. Dieses zweite Gelenkelementteil 27 umfasst angrenzend an das erste Gelenkelementteil 26 eine Verbindungsbereich 28, an den wiederum eine Befestigungsplatte 24 angrenzt. Der Verbindungsbereich 28 verjüngt sich ausgehend von der Befestigungsplatte 24 in Richtung auf das erste Gelenkelementteil 26 sowohl hinsichtlich seiner Breite als auch hinsichtlich seiner Dicke. Das erste Gelenkelementteil 26 erstreckt sich mit einer Länge L entlang der Breite des Verbindungsbereichs 28, parallel zum Übergang zwischen Verbindungsbereich 28 und Befestigungsplatte 24.
In dem hier gezeigten Beispiel sind in der Befestigungsplatte 24 zwei Langlöcher 30 vorgesehen, über die das zweite Gelenkelement 20 mittels Schraubverbindungen an der Tragkonstruktion 54 befestigt ist. Diese Befestigung mit einer Schraube 58 ist in FIG 5 gezeigt, konkret erfolgt hier die Anbringung an dem Element 52 der Tragkonstruktion 54 über die bereits angesprochene Haltevorrichtung 56. Gegebenenfalls können im Rahmen der Schraubverbindung bei der Montage geeignete Beilag- bzw. Unterlegscheiben für eine exakte Höhenanpassung des zweiten Gelenkelements 20 angeordnet werden. Alternativ oder additiv kommen aber auch andere Befestigungsvarianten bzw. Befestigungsmittel in Betracht, beispielsweise Bolzen oder Klammern (nicht dargestellt) oder auch ein Einrasten, ein Ankleben und/oder ein Anschweißen. Die Langlöcher 30 erlauben eine einfache Handhabung während der Montage, da die exakte Befestigungsposition bei der Montage noch variierbar ist und somit eine ortsgenaue Platzierung des zweiten Gelenkelements 20 vor Ort erfolgen kann. Damit besteht die Möglichkeit zum Toleranzausgleich.
Das in FIG 9 und FIG 10 gezeigte erste Gelenkelement 32 der Vorrichtung 22 umfasst einen Grundkörper 34, der einen im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum 36 aufweist. Der Hohlraum 36 ist so bemessen, dass er das ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch geformte erste Gelenkelementteil 26 des zweiten Gelenkelementes 20 vorzugsweise mit etwas Spiel aufnehmen kann. Weiter ist eine parallel zur Längsachse 35 des zylindrischen Hohlraumes 36 verlaufende erste schlitzförmige Öffnung 40 des Hohlraums 36 vorgesehen, durch welche das zweite Gelenkelementteil 27 des zweiten Gelenkelementes 20 aus dem ersten Gelenkelement 32 herausragt, wenn sich das zweite Gelenkelementteil 26 des zweiten Gelenkelements 20 im Hohlraum 36 des ersten Gelenkelements 32 befindet.
In den Fällen, in denen der Grundkörper 34 des ersten Einbauelements 32 aus einem verhältnismäßig weichen oder elastischen Material, wie zum Beispiel einem Kunststoff, geformt ist, kann das erste Gelenkelementteil 26 einfach durch die schlitzförmige erste Öffnung 40 in den Hohlraum 36 des ersten Gelenkelements 32 eingebracht werden. Ist der Grundkörper 34 des ersten Gelenkelementes 32 aus einem verhältnismäßig starren, unelastischen Material, wie zum Beispiel Stahl oder Aluminiumguss, geformt, so kann beispielsweise an wenigstens einer der Stirnseiten des Hohlraums 36 eine zweite Öffnung vorgesehen sein für das Einschieben des zweiten Gelenkelements 20 in den Hohlraum 36 (nicht dargestellt). Es ist aber auch möglich, wie in FIG 9 und FIG 10 dargestellt, eine sich an die schlitzförmige Öffnung 40 und den Hohlraum 36 an einer von dessen Stirnseiten anschließende und sich ebenfalls in Richtung der Längsachse 35 des Hohlraums 36 erstreckende Ausnehmung 42 vorzusehen. Dies gilt selbstverständlich auch bei Ausbildung des Grundkörpers 34 aus verhältnismäßig weichen oder elastischen Materialien. Auch können gleichzeitig eine oder mehrere zweite Öffnungen und/oder eine oder mehrere Ausnehmungen 42, beispielsweise an beiden Stirnseiten des Hohlraums 36, vorgesehen sein.
Diese Ausnehmung 42 in FIG 9 und FIG 10 entspricht in ihrer Querschnittsform weitgehend der Querschnittsform des Hohlraums 36, lediglich die Verengung an der ersten Öffnung 40 entfällt (vgl. FIG 10). Die Länge Ausnehmung 42 ist mit etwas Spiel mindestens so groß wie die Länge L des ersten Gelenkelementteils 26. Die Höhe H der Ausnehmung 42 entspricht mit etwas Spiel mindestens dem Durchmesser D des ersten Gelenkelementteils 26 (siehe FIG 7). Diese Höhe H weist die Ausnehmung 42 auch an ihrer Öffnung auf, so dass das erste Gelenkelementteil 26 des zweiten Gelenkelements 20 problemlos in die Ausnehmung 42 einführbar ist. Hierzu wird das erste Gelenkelementteil 26 senkrecht zur Längsachse 35 des Hohlraums 36 in die Ausnehmung 42 eingeschoben, bis es an der Rückwand der Ausnehmung 42 anschlägt. Dann wird das erste Gelenkelementteil 26 parallel zur Längsachse 35 in den Hohlraum 36 des Grundkörpers 34 des ersten Gelenkelements 32 verschoben, so dass der zweite Gelenkelementteil 27 des zweiten Gelenkelements 20 aus der schlitzförmigen ersten Öffnung 40 des ersten Gelenkelements 32 herausragt (siehe hierzu FIG 5 in Verbindung mit FIG 9). Die Ausnehmung 42 kann nach der Montage mit Silikonkleber verfüllt oder zumindest verschlossen werden, um so ein Herausfallen oder Herausrutschen des zweiten Gelenkelements 20 aus dem Hohlraum 36 des ersten Gelenkelements 32 zu verhindern.
Der Grundkörper 34 des zweiten Gelenkelements 32 kann beispielsweise mit einem Flächenelement 44 verschraubt oder auf sonstige Art mit diesem verbunden bzw. an diesem befestigt sein. In dem Beispiel nach FIG 5 bis FIG 10 ist das zweite Gelenkelement 32 ein in das Flächenelement 44 integriertes (oder: aufgenommenes) Einbauelement. Die Flächenelemente 44 umfassen jeweils zwei parallele, über Distanzelemente 50 beabstandete Glasscheiben 48. Das zweite Gelenkelement 32 ist jeweils über eine Einbettung aus Silikonkleber 46 zwischen die beiden Scheiben 48 jedes Flächenelements 44 eingebaut und damit in das Flächenelement 44 integriert. Für eine bessere Haftung im Silikonkleber 46 weist der Grundkörper 34, wie in FIG 10 gezeigt, eine strukturierte Oberfläche mit hervorstehenden Verankerungselementen 33 auf. Insgesamt bildet das Flächenelement 44 hier somit ein Hohlkammerprofil.
Der Silikonkleber 46 verklebt die beiden Glasscheiben 48 in deren Randbereich. Gegen den Innenraum des Flächenelements 44 ist der Randbereich in dem gezeigten Beispiel durch das bereits angesprochene Distanzelement 50 (auch: Abstandshalter) abgegrenzt. Dieses Distanzelement 50 ist in vorgegebener Distanz vom Rand der Glasscheiben 48 nach innen versetzt angeordnet und hält die Glasscheiben in zwei parallelen Ebenen. Außerdem wirkt es als Begrenzung für den zum Verkleben der Glasscheiben 48 und zur Integration der ersten Gelenkelemente 32 einzubringenden Silikonkleber 46.
Selbstverständlich können statt den hier gezeigten Flächenelementen 44 aus zwei parallelen Glasscheiben 48 (ebenso kommen Plexiglasscheiben bzw. PC-Scheiben in Betracht) auch Flächenelemente aus nur einer Scheibe 48, aus Keramik, einem Verbundwerkstoff, Metall, Metalllegierung, in Form von Platten, Lochplatten, Blechen etc. im Zusammenhang mit der Verwendung der Vorrichtung 22 vorgesehen sein.
In FIG 5 ist schließlich noch beispielhaft das bereits angesprochene Element 52 der Tragkonstruktion 54 im Querschnitt gezeigt. Es handelt sich hierbei über ein Hohlprofil, an dem die Vorrichtung 22 über die bereits angesprochene Haltevorrichtung 56 (hier ein Haltesteg, beispielsweise ein Flacheisen; in Betracht kommen beispielsweise aber auch ein Gewindebolzen, eine Gewindehülse, ein Klemmprofil oder Ähnliches) befestigt ist. Ebenso kommen alternativ zum Hohlprofil selbstverständlich auch Rohre oder Winkelprofile oder weitere Arten von Stabelementen in Betracht. Die Befestigung kann - wie dargestellt - mittels Verschraubung erfolgen, es ist beispielsweise aber auch eine Verschweißung möglich. Zwischen den Flächenelementen 44 und dem Element 52 der Tragkonstruktion 52 ist jeweils ein flexibles Dichtungs- und/oder Dämpfungselement angeordnet. Selbstverständlich können auch an anderen Stellen der Anordnung, insbesondere zwischen beweglichen Teilen und/oder im Bereich der Verschraubung, Dichtungs- und/oder Dämpfungselemente, beispielsweise auch zur Unterbindung unerwünschter Knirschgeräusche, vorgesehen sein.
Wie in den FIG 5 und FIG 6 dargestellt, sind die ersten Gelenkelemente 32 auf einer oder mehreren Seitenrändern der Flächenelemente 44 vorgesehen. Ihre Anzahl und Ausbildung ist der Länge der Seite und dem Gewicht der Flächenelemente 44 angepasst. Die Materialwahl und Detailausgestaltung der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 22, insbesondere er Gelenkelemente 20 und 32, hängt im Wesentlichen vom Gewicht der Flächenelemente und auch vom Material des jeweiligen Gegenelementes bzw. anderer kontaktierender Elemente ab, um beispielsweise Verschleiß und Kontaktkorrosion und weitere negative oder unerwünschte Effekte möglichst gering zu halten oder zu vermeiden. Gegebenenfalls ist es sinnvoll, einzelne Bereich, beispielsweise den Hohlraum 36 und/oder das erste Gelenkelementteils 26 mit einer geeigneten Beschichtung zu versehen. Dies kann auch unerwünschter Geräuschentwicklung entgegenwirken.
FIG 5 zeigt insgesamt ein Ausführungsbeispiel der Verbindungsvorrichtung 22 in ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung. In dem gezeigten Beispiel sind zwei benachbarte Flächenelemente 44 mittels der Vorrichtung 22 über eine Haltevorrichtung 56 mit einem Element 52 der Tragkonstruktion 54 verbunden, wie sie zum Beispiel auch in den Dachkonstruktionen 10 in FIG 1 und FIG 2 eingesetzt sein kann. Die Flächenelemente 44 sind aufgrund ihrer Anbringung bzw. Befestigung über die Vorrichtungen 22 in dem hier gezeigten Beispiel in ihrem Winkel gegenüber der Tragkonstruktion 54 verkippt bzw. geneigt, wobei der Verkippungswinkel des linken Flächenelements 0° und der des rechten Flächenelements etwa 10° beträgt. Prinzipiell ist dieser Winkel für jedes Flächenelement nahezu frei wählbar bzw. einstellbar. Die Haltevorrichtung 56 der Vorrichtung 22 ist in FIG 5 in Form eines Flacheisens ausgebildet und an das Element 52 der Tragkonstruktion 54 angeschweißt.
Die Vorrichtung 22 kann statt mit vielen einzelnen kleinen zweiten Gelenkelementen 20 und dazu passenden kleinen ersten Gelenkelementen 32, die über den Seitenrand des Flächenelements 44 verteilt sind, mit einem einzigen sich über die ganze Länge der Seite eines Flächenelements 44 erstreckenden zweiten Gelenkelement 20 und einem entsprechend dazu passenden zweiten Gelenkelement 32 ausgestattet sein. Auch können mehrere zweite Gelenkelemente 20 in ein erstes Gelenkelement 32 aufgenommen sein. Sinnvoll sind langgestreckte bzw. sich über die gesamte Länge einer Seite erstreckende Elemente 32, 20 beispielsweise bei Flächenelementen 44 mit hohem Gewicht.
Um einen gewissen Toleranzausgleich zu ermöglich, können die ersten Gelenkelemente 32 innerhalb der zweiten Gelenkelemente 20 längsverschiebbar sein. Ferner kann hier bei den korrespondierenden Abmessungen jeweils ein gewisses Spiel vorgesehen sein.
Sollen zwei Flächenelemente einander gegenüberliegend montiert werden, so können auch speziell ausgestaltete Gelenkelemente 20 eingesetzt werden, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit Gelenkelementteilen 26 ausgebildet sind. Ein entsprechendes Beispiel ist in FIG 11 dargestellt. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn langgestreckte Elemente 20, 32 verwendet werden. Die weitere Ausbildung des Doppelgelenkelements 20 in FIG 11 entspricht der Ausbildung des zweiten Gelenkelements 20 in FIG 7 und FIG 8, nur dass sich nunmehr an die Befestigungsplatte 24 mit ihren Langlöchern 30 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten Verbindungsbereiche 28 anschließen, die sich in einander entgegengesetzte Richtungen erstrecken und verjüngen und jeweils in im Wesentlichen zylindrischen ersten Gelenkelementteilen 26 enden. Die ersten Gelenkelementteile 26 erstrecken sich parallel zueinander senkrecht zur Zeichenebene in FIG 11.
Diese speziell ausgestalteten Gelenkelemente 20 könnten einteilig ausgebildet sein. Zweckmäßig ist jedoch ein zweiteiliger Aufbau, wie in FIG 11 dargestellt. Die in FIG 11 linke Seite des Gelenkelements 20 ist von einem ersten Teil 62 und die in FIG 11 rechte Seite von einem zweiten Teil 64 gebildet. Die Teile 62, 64 sind an sich identisch ausgebildet, sie werden lediglich derart einander zugeordnet, dass ein Teil umgedreht ist. Beide Teile 62, 64 überlappen in der in FIG 11 dargestellten Montageposition im Bereich der Befestigungsplatte 24 mit dem Langloch 30, und zwar derart, dass jedes Teil 62, 64 für sich den vollständigen Querschnitt des Langloches 30 in Draufsicht (vgl. FIG 8) ausbildet. Die zweiteilige Ausbildung ermöglicht, dass bei der Montage die Teile 62, 64 unabhängig voneinander zunächst am jeweiligen Flächenelement 44 angebracht werden können, die Anbringung an der Tragkonstruktion 54 kann dann nacheinander erfolgen, mit jeweils an dem Teil 62 bzw. 64 bereits angebundenem Flächenelement 44. Die zweiteilige Ausbildung ermöglicht ferner einen Höhenausgleich zwischen den auf beiden Seiten anzuordnenden Flächenelementen 44. Entscheidender Vorteil ist, dass durch die zweiteilige Ausbildung des speziell ausgestalteten Gelenkelemente 20 die beiden Flächenelemente 44 unabhängig voneinander montierbar sind, was eine erhebliche Montageerleichterung mit sich bringt.
Die jeweiligen Mittelachsen der Zylinder der ersten Gelenkelementteile 26 des speziell ausgestalteten Gelenkelements gemäß FIG 11 sollten zweckmäßigerweise für die jeweilige Seite derart ausgerichtet werden, dass sie exakt auf einer jeweils gewünschten Geraden liegen, und die Geraden beider Seiten sollten bei der Monatage vorteilhafterweise möglichst derart ausgerichtet bzw. ausrichtbar sein, dass sie zumindest weitestgehend in einer Ebene liegen. Dadurch lassen sich Versetzungen zwischen benachbarten Flächenelementen 44, die zu Unebenheiten in der Gesamtoberfläche führen können, vermeiden. Die Anordnung auf jeder Seite auf einer Geraden ist ferner wichtig, um Spannungen innerhalb des Flächenelements 44, die andernfalls insbesondere bei der Befestigung des Flächenelements 44, bei Bewegung des Flächenelements 44 mittels der Verbindungsvorrichtung oder bei Belastungen der Tragkonstruktion bzw. des Flächenelements auftreten können und zur Beschädigung des Flächenelements 44 führen können, zu vermeiden.
Für den Fachmann ist klar, dass bei der Verbindungsvorrichtung 22 statt einer Verbindung mit einem Hohlprofil auch eine Verbindung mit jedem in sinnvoller Weise ausgebildeten anderen Element 52 einer Tragkonstruktion 54 möglich ist, beispielsweise auch einem Knotenelement. Die Distanz, welche die Haltevorrichtung 56 von dem Element 52 der Tragkonstruktion 54 schafft, hängt unter anderem von dem Winkel ab, um den das bzw. die Flächenelemente verkippbar sein sollen, und natürlich von der Form der Flächenelemente 44. In besonders günstigen Fällen kann es auch möglich sein, die Verbindungsvorrichtung 22 statt über eine Haltevorrichtung 56 direkt mit dem Element 52 der Tragkonstruktion 54 zu verbinden.
Statt der zweiten Gelenkelemente 20 gemäß FIG 7 und FIG 8 sowie gemäß FIG 11 ist es auch denkbar, ein sternförmiges zweites Gelenkelement mit einer zentralen Basisplatte und sich um die Basisplatte erstreckenden ersten Gelenkelementteilen 26 vorzusehen, wobei sich die ersten Gelenkelementteile 26 zum Beispiel in Form eines Polygons und/oder eines geschlossenen Ringes um die Basisplatte herum erstrecken können. An die ersten Gelenkelementteile 26 eines solchen zweiten Gelenkelements 20 können dann Flächenelemente 44 mit sehr kurzen Seiten oder mit ihren Ecken angelenkt werden.

Bezugszeichenliste

10: Dachkonstruktion
11: Flächeneindeckung
12: Tonnengewölbe
14: wellförmig geschwungenes Dach
16: Stabelement
18: Knotenelement
19: Tragpfeiler
20: zweites Gelenkelement
22: Vorrichtung zum Verbinden von mindestens einem Flächenelement 44 mit einer Tragkonstruktion 54 und/oder von Flächenelementen 44 miteinander
24: Befestigungsplatte
26: erstes Gelenkelementteil
27: zweites Gelenkelementteil
28: Verbindungsbereich
30: Langloch
32: erstes Gelenkelement, Einbauelement
33: Verankerungselemente
34: Grundkörper
35: Längsachse
36: zylindrischer Hohlraum
40: schlitzförmige erste Öffnung
42: Ausnehmung
44: Flächenelement
45: Fuge
46: Silikonkleber
48: Glasscheibe
50: Abstandhalter, Distanzelement
52: Element der Tragkonstruktion
54: Tragkonstruktion
56: Haltevorrichtung
58: Schraube
60: Dichtungs- und/oder Dämpfungselement
62: erstes Teil
64: zweites Teil

D: Durchmesser des ersten Gelenkelementteils 26
H: Höhe der Ausnehmung 42
L: Länge des ersten Gelenkelementteils 26

Claims

Flächeneindeckung (11) umfassend eine Tragkonstruktion (54) und wenigstens ein Flächenelement (44),
wobei das Flächenelement (44) oder wenigstens eines der Flächenelemente (44) mit der Tragkonstruktion (54) und/oder mit wenigstens einem anderen Flächenelement (44) über wenigstens eine Vorrichtung (22) beweglich verbunden ist,
wobei die Vorrichtung (22) als bewegliches Gelenk ausgebildet ist oder mindestens ein bewegliches Gelenk aufweist, umfassend wenigstens ein erstes Gelenkelement (32) und wenigstens ein mit dem ersten Gelenkelement (32) drehbeweglich zusammenwirkendes zweites Gelenkelement (20),
wobei das erste Gelenkelement (32) oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente (32) mit dem Flächenelement (44) verbunden ist und das zweite Gelenkelement (20) oder wenigstens eines der zweiten Gelenkelemente (20) mit der Tragkonstruktion (54) und/oder wenigstens einem weiteren Flächenelement (44) verbunden ist,
wobei das erste Gelenkelement (32) oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente (32) in das Flächenelement (44) eingebaut oder integriert ist, und
wobei das erste Gelenkelement (32) einen Grundkörper (34) mit einem zumindest im Wesentlichen zylindrischen Hohlraum (36) mit einer Längsachse (35) umfasst und der Hohlraum (36) eine parallel zu seiner Längsachse (35) verlaufende schlitzförmige erste Öffnung (40) aufweist,
wobei
der Hohlraum (36) so bemessen ist, dass ein zumindest teilweise gegengleich zum Hohlraum (36) geformtes erstes Gelenkelementteil (26) des zweiten Gelenkelementes (20) zumindest teilweise in den Hohlraum (36) aufnehmbar oder aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich des ersten Gelenkelementteils (26) einen Rand der schlitzförmigen ersten Öffnung (40) hintergreift,
dass ein zweites Gelenkelementteil (27) des zweiten Gelenkelements (20) durch die schlitzförmige erste Öffnung (40) aus dem Hohlraum (36) herausragt, derart, dass das zweite Gelenkelement (20) relativ zum ersten Gelenkelement (32) beweglich ist, und
dass im ersten Gelenkelement (32) an wenigstens einer Stirnseite des Hohlraumes (36) eine Ausnehmung (42) vorgesehen ist, die an den Hohlraum (36) und an dessen schlitzförmige erste Öffnung (40) anschließt und sich parallel zur Längsachse (35) des Hohlraumes (36) erstreckt, wobei die Abmessungen der Ausnehmung (42) derart auf die Abmessungen des ersten Gelenkelementteils (26) des zweiten Gelenkelements (20) abgestimmt sind, dass das erste Gelenkelementteil (26) in die Ausnehmung (42) einbringbar ist und parallel zur Längsachse in den Hohlraum (36) des Grundkörpers (34) des ersten Gelenkelements (32) verschiebbar ist.
Flächeneindeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (22) derart ausgebildet ist, dass das mit dem ersten Gelenkelement (32) verbundene Flächenelement (44) bei seiner Anbringung an die Tragkonstruktion (54) und/oder an ein oder mehrere weitere Flächenelemente (44) und/oder nach dieser Anbringung relativ zur Tragkonstruktion (54) und/oder relativ zu dem oder den weiteren Flächenelementen (44) mittels der Vorrichtung (22) beweglich ist.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Gelenkelementteil (27) des zweiten Gelenkelements (20) einen Verbindungsbereich (28) und/oder eine Befestigungsplatte (24) aufweist,
wobei die Befestigungsplatte (24) Befestigungseinrichtungen zur Anbringung an Tragkonstruktion (54) und/oder Flächenelement (44) aufweist.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Gelenkelement (20) an zwei einander gegenüberliegenden Seiten erste Gelenkelementteile (26) aufweist, die jeweils mit einem ersten Gelenkelement (32) drehbeweglich zusammenwirken.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Gelenkelement (20) sternförmig ausgebildet ist mit einem zentralen Basiselement und mit drei oder mehreren um das Basiselement angeordneten ersten Gelenkelementteilen (26), die jeweils mit einem ersten Gelenkelement (32) drehbeweglich zusammenwirken.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine oder mehrere Haltevorrichtungen (56) zur Verbindung der Vorrichtung (22) mit und/oder Befestigung der Vorrichtung (22) an der Tragkonstruktion (54) vorgesehen sind.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Gelenkelement (20) oder wenigstens eines der zweiten Gelenkelemente (20) mit der Tragkonstruktion (54) und/oder wenigstens einem weiteren Flächenelement (44) verbunden ist.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Flächenelement (44) zwei parallele Scheiben (48) umfasst, die an ihrem Rand miteinander verbunden sind, und
dass das erste Gelenkelement (32) oder wenigstens eines der ersten Gelenkelemente (32) in die Randverbindung zwischen den Glasscheiben (48) eingebaut oder integriert ist.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere erste Gelenkelemente (32) in Reihe an zumindest einem Seitenrand eines ersten Flächenelements (44) vorgesehen sind.
Flächeneindeckung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere erste Gelenkelemente (32) in Reihe am Seitenrand eines zweiten, in der Flächeneindeckung (11) zum ersten Flächenelement (44) benachbarten Flächenelements (44) vorgesehen sind, wobei die ersten Gelenkelemente (32) des ersten Flächenelements (44) und die ersten Gelenkelemente (32) des zweiten Flächenelements (44) in der Flächeneindeckung (11) entlang der benachbarten Seitenränder der beiden Flächenelemente (44) versetzt zueinander angeordnet sind und jedem ersten Gelenkelement (32) zumindest ein eigenes zweites Gelenkelement (20) in entsprechender Ausrichtung zugeordnet ist.
Flächeneindeckung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere erste Gelenkelemente (32) in Reihe am Seitenrand eines zweiten, in der Flächeneindeckung (11) zum ersten Flächenelement (44) benachbarten Flächenelements (44) vorgesehen sind, wobei die ersten Gelenkelemente (32) des ersten Flächenelements (44) und die ersten Gelenkelemente (32) des zweiten Flächenelements (44) in der Flächeneindeckung (11) entlang der benachbarten Seitenränder der beiden Flächenelemente (44) einander gegenüberliegend angeordnet sind und jedem gegenüberliegenden Paar erster Gelenkelemente (32) zumindest ein zweites Gelenkelement (20), ausgebildet zum beweglichen Zusammenwirken mit mindestens zwei ersten Gelenkelementen (32), zugeordnet ist.
Flächeneindeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Flächenelement (44) oder wenigsten einem der Flächenelemente (44) und der Tragkonstruktion (54) wenigstens ein Dichtungs- und/oder Dämpfungselement (60) vorgesehen ist.