Schwingungsgedämpfte Verbundanordnung für Glasfassaden
Die Erfindung betrifft eine Verbundanordnung für Glasfassaden, bei der Glasscheiben auf einer Rahmenkonstruktion befestigt sind, vorzugsweise auf einer Rahmenkonstruktion aus Holz.
Die Befestigung von Glasscheiben auf einer Holzrahmenkonstruktion erfordert die Lösung vielfältiger Probleme, die bei einer Verbindung von Glas mit Holz durch die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften beider Materialien entstehen.
Eine erste Forderung bei einer solchen Verbundanordnung ist der Dehnungsausgleich zwischen den Glasplatten und der Holzrahmenkonstruktion bei Tempera- turunterschieden.
Es ist allgemein bekannt, Glasplatten auf eine Rahmenkonstruktion mittels Klebstoff zu befestigen. Wenn die Klebstoffschicht ausreichend dick ausgebildet ist, kann sich die Glasscheibe gegenüber der Rahmenkonstruktion tangential ver- schieben, ohne dass die Klebung abreißt. Neben diesen tangentialen Kräften, die durch Wärmedehnung entstehen, treten durch wechselnde Windlasten auch vertikale Kräfte auf, die zu einem wechselnden konkaven und konvexen Wölben der Scheiben führen. Hierbei werden die Scheiben auf Biegung beansprucht. Je nach den örtlichen Windverhältnissen können diese Biegungen relativ häufig auftreten und Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden erzeugen. Auch durch Erdbeben können solchen Schwingungen verursacht werden.
Insofern müssen die Halteflächen, an denen die Glasscheibe angeklebt ist, Kräfte aufnehmen, die in unterschiedlichen Richtungen wirken können.
Es wird daher nach einer Verbundanordnung gesucht, bei der an der Befesti- gungsstelle der Glasplatten an der Holzkonstruktion folgende Anforderungen erfüllt werden: Ausgleich von mechanischen Spannungen, die durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der Materialien Holz und Glas bei Temperaturschwankungen entstehen und Abbau von mechanischen Spannungen, die durch Windkräfte oder auch Erderschütterungen entstehen.
Diese Aufgabe wird mit einer Verbundanordnung nach Anspruch 1 gelöst, wobei die Verbundanordnung nachfolgende Merkmale aufweist; Scheibenhalteschienen zum Halten der Glasscheibe, wobei die Scheibenhalteschienen einen Befestigungsschenkel zum Befestigen mit der Unterkonstruktion und einen Klebeschen- kel zum Ankleben an die Glasscheibe aufweisen, wobei der Befestigungsschenkel sich seitlich an den Klebeschenkel anschließt und wobei im Verbundzustand ein mit einem Dämpfungsmittel ganz oder teilweise ausgefüllter Dämpfungsspalt zwischen der Unterseite des Klebeschenkels und der Oberseite der Unterkonstruktion ausgebildet ist und weiterhin ein Montagespalt zwischen benachbarten Glasscheiben ausgebildet ist.
Diese Verbundanordnung weist folgende Vorteile auf: Der zur Oberfläche der Unterkonstruktion beabstandete Klebeschenkel hat neben der Befestigungsfunktion noch weitere Funktionen. Es wird ein Dämpfungsspalt ausgebildet, der mit einem vorbestimmten Dämpfungsmittel ganz oder teilweise ausgefüllt ist. Wenn die Scheibe unter dem Einfluss von Windkräften den Klebeschenkel biegt, wird das Volumen des Dämpfungsspalts abwechselnd größer und kleiner, d. h. das Dämpfungsmittel, z. B. ein Gummi mit vorbestimmten Dämpfungseigenschaften, wird abwechselnd zusammengedrückt und entlastet. Wenn das Dämpfungsmittel mit der Unterseite des Klebeschenkels und der Oberseite der Unterkonstruktion verbunden ist, wird das Dämpfungsmittel zusammengedrückt und auseinandergezogen. Die Größe des Dämpfungsspalts und das Dämpfungsmittel werden vom Fachmann so ausgewählt, dass die durch die äußeren Einflüsse verursachten
Schwingungen der Glasscheiben ausreichend gedämpft werden, um ein Zerbrechen der Glasscheiben zu vermeiden.
Nach Anspruch 2 ist eine der Scheibenhalteschienen eben, die andere gekröpft ausgebildet und im Verbundzustand ist der Befestigungsschenkel der ebenen Scheibenhalteschiene auf dem Befestigungsschenkel der gekröpften Scheiben- halteschiene angeordnet. Die Vorteile dieser Variante bestehen darin, dass die ebene Scheibenhalteschiene besonders kostengünstig herstellbar ist. Nach Anspruch 3 ist die ebene und die gekröpfte Scheibenhalteschiene mit einem Kragen als Anschlag für die Glasscheibe versehen. Dieser Kragen erleichtert das Ausrichten der Scheibenhalteschiene an der Glasscheibe beim Verkleben und trägt in waagerechter Einbaulage die Scheibe, wodurch die Klebestelle entlastet wird.
Nach Anspruch 4 ist an der Oberseite der Unterkonstruktion eine Nut vorgesehen und der Befestigungsschenkel der Scheibenhalteschienen weist einen Anschlagabschnitt als Anschlag für die Glasscheibe sowie einen Stütz- und Distanzabschnitt zum Abstützen in der Nut und zur Schaffung der Distanz für das Ausbilden des Dämpfungsspaltes auf. Die Vorteile dieser Ausführungsform sind die gleichen wie die der Ausführungsform nach Anspruch 3. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beim Auswechseln einer Scheibe lediglich die Scheibenhalteschine der auszuwechselnden Scheibe gelöst werden muss. Nach Anspruch 5 weisen die Scheibenhalteschienen einen Quersch nitt in L-Form auf, wobei im Verbundzustand deren Befestigungsschenkel sich überlappen. Außerdem ist unter der Überlappungsstelle ein Distanzstück oder eine Material- erhebung vorgesehen. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders kostengünstig herstellbar.
Nach Anspruch 6 ist eine der Berührungsflächen zwischen einander gegenüber liegenden Befestigungsschenkeln konvex ausgebildet. Auch das Distanzstück oder die Materialerhebung ist konvex ausgebildet. Der Vorteil dieser Ausführungs-
form besteht darin, dass die durch Wind verursachten Schwingungen der Glasscheiben von der Scheiben halteschiene gut aufgenommen werden, sodass höhere mechanische Spannungen an den Scheibenrändern vermieden werden. Nach Anspruch 7 ist der Montagespalt mit einer Dichtung verschlossen, sodass ein Eindringen von Feuchtigkeit von der Außenseite vermieden wird.
Nach Anspruch 8 werden unterschiedliche Dämpfungsmittel eingesetzt, die wechselweise in dem Dämpfungsspalt angeordnet sind. Diese Weiterbildung der Erfin- dung hat den Vorteil, dass die Dämpfungseigenschaften an das Schwingungsprofil der Scheibe entlang der Scheibenkante angepasst werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Figuren 1 a, b zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbundanordnung in der Seitenansicht bzw. in perspektivischer Darstellung. Figuren 2a, b zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbundanordnung in der Seitenansicht bzw. in perspektivischer Darstellung.
Figuren 3a, b zeigen eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbundanordnung in der Seitenansicht bzw. in perspektivischer Darstellung;
Figuren 4a, b zeigen eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbundanordnung in der Seitenansicht bzw. in perspektivischer Darstellung.
Die Fig. 1 zeigt als erste Ausführungsform eine Verbundanordnung, bei der zwei Verbund-Glasscheiben an einer Unterkonstruktion befestigt sind.
In den Figuren ist mit Bezugszeichen 2 die Unterkonstruktion bezeichnet, an der die Glasscheiben 1 gehalten werden sollen. Das Bezugszeichen 3 kennzeichnet eine Scheibenhalteschiene, welche einen Befestigungsschenkel 3a zum Befestigen an der Unterkonstruktion 2 und einen Klebeschenkel 3b zum Ankleben an die Glasscheibe 1 aufweist. Der Befestigungsschenkel 3a schließt sich seitlich an den Klebeschenkel 3b an. Bei dieser Ausführungsform ist eine der Scheibenhal- teschienen 3 eben, die andere gekröpft ausgeführt. Im Verbundzustand überlappt der Befestigungsschenkel 3a der ebenen Scheibenhalteschiene 3 den Befestigungsschenkel 3a der gekröpften Scheibenhalteschiene 3. Zum Befestigen der Scheibenhalteschienen 3 an der Unterkonstruktion 2 sind durch Bohrungen in den sich überlappenden Befestigungsschenkeln 3a Schrauben 9 in die Unterkonstruktion 2 geschraubt und auf diese Weise die Glasscheiben 1 auf der Unterkonstruktion befestigt. In diesem Zustand ist zwischen der Oberseite der Unterkonstruktion 2 und der Unterseite des Klebeschenkels 3b ein Dämpfungsspalt 4 ausgebildet, der mit einem Dämpfungsmittel ganz oder teilweise ausgefüllt ist.
Mit Bezugszeichen 5 ist ein Montagespalt bezeichnet, der wenigstens so breit gewählt ist, dass ein Schraubenzieher zum Ein- oder Ausdrehen der Befestigungsschrauben 7 dazwischen passt.
Das Bezugszeichen 8 kennzeichnet eine Klebstoffschicht zwischen der Glasscheibe 1 und dem Klebeschenkel 3b. Die Klebstoffschicht 8 wird ausreichend dick gewählt, damit temperaturbedingte Längenänderungen in Pfeilrichtung A, vergl. Fig. 1a, ausgeglichen werden und diese Klebstoffschicht 8 durch die Scher- belastung nicht abreißt.
Die Pfeile B, vergl. Fig. b, bezeichnen die Schwenkbewegung der Glasplatten 1 bei wechselnder Windbelastung. Diese Schwenkbewegung wird auf die Klebeschenkel 3b übertragen. Dadurch vergrößert und verkleinert sich wechselweise der Dämpfungsspalt 4, d. h., das Dämpfungsmittelt wird komprimiert und entlastet.
Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Verbundanordnung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur darin, dass die Scheibenhalteschienen 3 mit einem Kragen 3c versehen sind. Der Kragen 3c erstreckt sich rechtwinklig aus dem Klebeschenkel 3b, dient als Anschlag beim Aufsetzen der Scheibenhalteschiene auf die Glasscheibe 1 und erleichtert somit das Ausrichten der Scheibenhalteschiene 3 auf der Glasscheibe 1. Weiterhin trägt der waggerechte untere Kragen 3c das Gewicht der Glasscheibe.1.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Verbundanordnung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in Folgendem: Die Oberseite der Unterkonstruktion 2 ist mit einer Nut 2a versehen. Der Befestigungsschenkel der Scheibenhalteschiene 3 schließt sich rechtwinklig an den Klebeschenkel 3b an und weist einen Anschlagabschnitt 3d als Anschlag für die Glasscheibe 1 sowie einen Stütz- und Distanzabschnitt 3e zum Abstützen in der Nut 2a und zur Schaffung der Distanz für das Ausbilden des Dämpfungsspaltes 4 auf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beim Auswechseln einer Scheibe 1 die Scheibenhalteschine der auszuwechselnden Scheibe sehr einfach gelöst werden kann. Die Figur 4 zeigt eine vierte Ausführungsform der Verbundanordnung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Scheibenhalteschienen 3 einen Querschnitt in L-Form aufweisen, in zwei Ebenen um jeweils 180 Grad zueinander versetzt an benachbarten Glasscheiben 1 befestigt sind und im Verbundzustand deren Befestigungsschenkel 3a sich überlappen. Außerdem ist einer der Befestigungsschenkel 3a an der Berührungsfläche mit dem gegenüberliegenden Befestigungsschenkel 3a konvex ausgebildet. Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass an der Oberseite der Unterkonstruktion 2 eine Materialerhebung oder unter der Überlappungsstelle ein Distanzstück 2b vorgesehen ist. Die Materialerhebung oder das Distanzstück 2b ist ebenfalls konvex ausgebildet. Durch Wind verursachten Schwingungen der Glasscheiben werden von der Scheibenhalteschiene gut aufgenommen, sodass mechanische Spannungen, die an den Scheibenrändern bei Schwingungen auftreten, vermindert werden können.