WO2023187134A1 - Scheibenanordnung mit explosionshemmender sicherheitsscheibe - Google Patents

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WO2023187134A1
WO2023187134A1 PCT/EP2023/058422 EP2023058422W WO2023187134A1 WO 2023187134 A1 WO2023187134 A1 WO 2023187134A1 EP 2023058422 W EP2023058422 W EP 2023058422W WO 2023187134 A1 WO2023187134 A1 WO 2023187134A1
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WO
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disc
pane
safety
disk
bearing
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/058422
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Hermens
Marcus Neander
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
Publication of WO2023187134A1 publication Critical patent/WO2023187134A1/de

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • E06B5/10—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes
    • E06B5/12—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes against air pressure, explosion, or gas
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/54—Fixing of glass panes or like plates
    • E06B3/5454—Fixing of glass panes or like plates inside U-shaped section members
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F11/00—Stairways, ramps, or like structures; Balustrades; Handrails
    • E04F11/18—Balustrades; Handrails
    • E04F11/181—Balustrades
    • E04F11/1851—Filling panels, e.g. concrete, sheet metal panels
    • E04F11/1853—Glass panels

Definitions

  • the invention lies in the field of pane technology and relates to a pane arrangement with an explosion-proof safety pane and a method for producing it.
  • Thick laminated composite panes are often used as explosion-proof safety panes, in which three or more individual panes are firmly connected to one another by thermoplastic intermediate layers.
  • the use of insulating glass panes is also known, in which two or more flat glass panes are connected to one another in a plane-parallel manner, with a space being formed between adjacent flat glass panes by spacers, as is known, for example, from the publications DE 302524241 A1, DE 2901951 A1 and DE 202005016189 U1.
  • the publication EP 2110238 A1 discloses an explosion-proof safety pane which consists of three laminated glasses which are connected to one another via spacers.
  • explosion-proof safety washers are used in particular, which are only mounted on one side (bottom side), for example to create an explosion-proof wall.
  • the safety panes will tilt, so that very strong bending or shearing forces will act on the bearings of the safety panes.
  • this can lead to the bearings buckling or the safety washers even being torn out of their bearings.
  • the safety panes themselves can cause personal injury or property damage and also cause significant damage to the explosion-proof wall and its storage.
  • the safety windows are no longer ready for use in the event of a subsequent explosion and the associated pressure and suction waves, so that safety from further explosions is impaired.
  • the present invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages mentioned and of enabling reliable and safe one-sided storage (anchoring) of an explosion-proof safety pane without such storage having to be particularly large.
  • the storage of the safety pane should be simple and cost-effective to produce in industrial series production.
  • the invention shows a pane arrangement which includes an explosion-proof safety pane.
  • the safety pane is typically flat or even, so that a pane plane is defined by the pane.
  • the safety pane is therefore a body with a surface extension, the surface extent of which is far larger than its dimension perpendicular or transverse to the surface extent.
  • the safety pane is therefore flat.
  • the safety pane has two (outermost) pane surfaces facing away from each other, which limit the safety pane on two sides. These are the two sides of the disc.
  • the two pane surfaces result in the surface expansion of the safety pane.
  • the two disk surfaces are preferably parallel.
  • the safety pane also has a front edge surface which connects the two pane surfaces with one another.
  • the front edge surface is formed, for example, perpendicular to the two disk surfaces, but can also be rounded.
  • the safety window also has a surrounding edge.
  • the circumferential edge of the pane includes at least the front edge surface and, if applicable, areas of the two pane surfaces adjacent thereto. It goes without saying that these areas of the two disk surfaces do not extend over the entire disk surfaces, but rather only over a marginal part thereof.
  • a pane holder is attached to the safety pane so that it cannot move, the pane holder being designed to be only partially circumferential (not fully circumferential) and therefore arranged at least on a first section of the pane edge and not arranged on at least a second section of the pane edge that is different from the first section.
  • the window holder is connected to at least a first section of the edge of the window for example, firmly connected by clamping.
  • the safety pane can thus be mounted via the pane holder in such a way that the safety pane only has partial contact with the pane bearing, for example only on one side, in particular only on the bottom side.
  • the pane holder is only arranged on one side, in particular on the bottom side, of the safety pane and is only in direct or indirect (direct) contact with the safety pane there.
  • the safety pane typically has a rectangular or square shape, with the pane edge being composed of four rectilinear sections, i.e. two pairs, each with opposite parallel sections.
  • the pane holder is arranged on a rectilinear section of the edge of the pane on the bottom in the working position of the safety pane and is firmly connected to the safety pane.
  • the disc holder is advantageously arranged only on the rectilinear section of the disc edge on the bottom in the working position of the safety disc and is firmly connected to the safety disc, i.e. the disc holder is neither on the opposite rectilinear section nor on the two other rectilinear sections of the disc edge, which are arranged at right angles to this are arranged.
  • the pane holder can be arranged on at least one further rectilinear section of the pane edge, which adjoins the rectilinear section of the pane edge on the bottom in the working position of the safety pane, and is firmly connected thereto.
  • the pane holder can also be arranged on one or both other rectilinear sections of the pane edge, which are arranged at right angles to the bottom-side rectilinear section.
  • the disc holder is not arranged on the rectilinear section which is opposite the bottom-side rectilinear section, which is the second section in the sense of the invention. The invention can also be used advantageously in this case.
  • the disk arrangement comprises a disk bearing in or on which the safety disk is tiltably mounted, ie the safety disk is arranged in the disk bearing by means of a tilting bearing.
  • the disc bearing is firmly connected or connectable to a base or external structure.
  • the disc bearing serves to anchor the tiltable safety disc to the base or external structure.
  • the safety pane is tiltably mounted directly or indirectly via the front edge surface in or on the pane bearing.
  • the tilting bearing is such that the safety window tilts in directions transverse to the Disk level can be done.
  • the safety pane is advantageously in a vertical orientation, ie the pane plane of the safety pane is directed vertically (ie in the direction of gravity).
  • the safety pane is generally subjected to a pane pressure of at least 20 kN per m 2 pane area, in particular at least 50 kN per m 2 pane area.
  • the pane pressure acting on the safety pane in the event of an explosion is in the range of 20 to 350 kN per m 2 pane area.
  • the term “tiltable” or “tilt-mounted” refers to the tiltability of the safety pane at least in the event of an explosion-related pane pressure of at least 20 kN per m 2 pane surface.
  • the safety pane is typically fixed in the pane bearing, with the pane being able to tilt from an explosion-related pane pressure of 20 kN per m 2 pane surface.
  • Rigid fixing elements which are used, for example, to adjust the safety pane, typically break in the event of an explosion, so that this does not affect the tiltability of the safety pane.
  • the safety pane is therefore tiltably mounted in the pane bearing at least at an explosion-related pane pressure of 20 kN per m 2 pane surface.
  • the pane holder is connected to the safety pane so that it cannot move, i.e. no relative movement between the pane holder and the safety pane is possible, so that the safety pane cannot be tilted relative to the pane holder.
  • the safety disc can be tilted relative to the disc bearing, in which case the solid assembly of the safety disc and disc holder can be tilted relative to the disc bearing. If no disc holder is provided for the safety disc, the safety disc as such, i.e. without a disc holder, can be tilted relative to the disc bearing.
  • the disk arrangement comprises at least one elastically deformable means on at least one side of the safety disk, which is clamped between the safety disk or the disk holder firmly attached to the safety disk and the disk bearing in such a way that tilting of the disk due to an (elastic) counterforce caused by deformation is counteracted becomes.
  • the elastically deformable means is arranged on the non-attack side of the safety pane, ie on the side of the safety pane facing away from the cause of the pressure wave, so that one caused by a pressure wave Tilting of the safety window is counteracted.
  • the attack side of the safety pane is the side that is affected by the pressure wave of an explosion.
  • the disk arrangement is designed in such a way that the safety disk can be tilted against the elastic spring force of the at least one elastically deformable means at least at the disk pressure that occurs in the event of an explosion (ie disk pressure of at least 20 kN per m 2 disk area).
  • the disk arrangement it is also possible for the disk arrangement to be designed in such a way that the safety disk can be tilted against the elastic spring force of the at least one elastically deformable means even without the disk pressure that occurs in the event of an explosion, in which case the safety disk is fixed in the disk bearing on the disk side , on which the at least one elastically deformable means is located, through which at least one elastically deformable means takes place.
  • tilting of the pane is counteracted exclusively (i.e. only) by the at least one elastically deformable means.
  • no non-elastically deformable means is provided to counteract tilting of the pane.
  • the safety pane is fixed on the side on which the elastically deformable means is located exclusively by the at least one elastically deformable means in the pane bearing, i.e. the safety pane can be tilted in this direction when a force acts on the safety pane, through which this at least an elastically deformable means is elastically deformed.
  • the safety disk is therefore tiltably mounted in the disk bearing and fixed on one side by the at least one elastically deformable means so that the safety disk can be tilted against the elastic force of the elastically deformable means.
  • the arrangement according to the invention advantageously enables the explosion pressure (pressure wave) to be at least partially absorbed by tilting the safety pane in combination with the resulting elastic deformation of the elastically deformable means and the elastic counterforce (spring force) generated thereby.
  • the mounting of the safety pane is therefore exposed to significantly lower forces and can therefore be dimensioned to be much less stable. This reduces the weight and material costs of storing the safety pane. In addition, damage to the bearing of the safety pane and the safety pane itself can be counteracted.
  • the at least one elastically deformable means is preferably designed such that the elastic spring force corresponds to a disk pressure of at least 20 kN per m 2 disk surface, in particular at least 50 kN per m 2 disk surface, which is in particular in the range of 20 to 350 kN per m 2 disk surface, can counteract.
  • At least one elastically deformable means is arranged on both sides of the safety disk.
  • the elastically deformable means are clamped between the safety pane or the pane holder firmly attached to the safety pane and the pane bearing in such a way that tilting of the safety pane in the two opposite directions transverse to the plane of the pane is counteracted by the elastic counterforces of the elastically deformable means that arise due to the deformation.
  • the disk arrangement is designed in such a way that the safety disk can be tilted against the elastic spring force of the elastically deformable means arranged on both sides of the safety disk, at least at the disk pressure that occurs in the event of an explosion (ie disk pressure of at least 20 kN per m 2 disk area).
  • the disk arrangement is designed in such a way that the safety disk can be tilted against the elastic spring forces of the elastically deformable means arranged on both sides of the safety disk even without the disk pressure that occurs in the event of an explosion, in which case the safety disk is fixed in the Disc bearings are carried out by the elastically deformable means.
  • tilting of the pane is counteracted exclusively (i.e. only) by the elastically deformable means.
  • no non-elastically deformable means is provided to counteract tilting of the panes.
  • the safety disc is therefore tiltably mounted in the disc bearing and fixed on both sides of the disc by the elastically deformable means so that the safety disc can be tilted against the elastic force of the elastically deformable means.
  • This configuration has the advantage that the elastically deformable means can absorb the forces acting on the safety pane in both directions transverse to the plane of the pane.
  • the bearing of the disc can therefore absorb the forces created by a pressure and suction wave in opposite directions.
  • the safety pane can be fixed in a particularly advantageous manner in its tilting position by the elastically deformable means arranged on both sides of the pane. This enables a particularly simple practical implementation of the disk arrangement according to the invention.
  • the disk bearing has at least one bearing block on which the safety disk is tiltably mounted.
  • the bearing block is a firmly connected part of the disc bearing, i.e. it cannot be moved relative to the disc bearing.
  • the disc bearing advantageously comprises a bearing plate, for example arranged on the bottom side, to which the bearing block is connected in a movement-resistant manner.
  • the bearing block enables a stable and secure tilting storage of the safety pane in a particularly simple manner, with the safety pane resting directly (directly) or indirectly on the front edge surface of the bearing block, if necessary via the pane holder.
  • the safety disk can therefore be tilted relative to the bearing block.
  • the bearing block advantageously has a curved support surface in section transverse (perpendicular) to the pane plane, the support surface, starting from a bearing point for the direct or indirect storage of the safety pane, moving away from the safety pane in one direction or in the two opposite directions transverse to the pane plane is curved.
  • the bearing block is designed in section in a partial spherical shape, in particular a hemispherical shape, with any other curvature being equally possible as long as the support surface, starting from the bearing point, is curved away from the safety disk in one direction or in the two opposite directions transversely to the plane of the disk is.
  • the bearing block can be designed, for example, as a bearing cap or bearing part cylinder (cylinder severed in the axial direction).
  • a plurality of bearing blocks can be provided to support a single safety disk, for example a plurality of bearing caps arranged in places.
  • the bearing block can also be designed, for example, as a cuboid storage platform with a flat support surface. It would also be conceivable that the disc holder of the safety disc is connected to the bearing block via a tilting joint. Furthermore, it would be conceivable that the disc holder and the bearing block are connected to one another via a link guide.
  • the safety washer is tiltably mounted resting on the washer bearing, in particular on the bearing block, only by gravity, which enables a particularly simple implementation of the washer arrangement according to the invention.
  • At least one elastically deformable means is clamped between the safety disk or a disk holder firmly attached to the safety disk and the disk bearing in such a way that it can be deformed parallel to the plane of the disk in order to generate the elastic counterforce.
  • the forces that occur when the safety pane is tilted can thus be absorbed parallel to the plane of the pane, i.e. in the working position of the safety pane, in particular in the vertical direction.
  • at least one such elastically deformable means is arranged on both sides of the disk.
  • At least one elastically deformable means is clamped between the safety disk or a disk holder firmly attached to the safety disk and the disk bearing in such a way that it can be deformed perpendicularly or obliquely to the plane of the disk in order to generate the elastic counterforce.
  • the forces that occur when the safety pane is tilted can thus be absorbed perpendicularly or obliquely to the plane of the pane, i.e. in the working position of the safety pane, in particular in the horizontal direction.
  • At least one elastically deformable means is advantageously arranged in this way on both sides of the pane.
  • the disk holder has a receptacle for the disk edge which is U-shaped in section transversely to the plane of the disk.
  • the U-shaped receptacle comprises, for example, a bottom-side pane holder support plate for supporting the front edge surface of the safety pane, the pane holder support plate being arranged perpendicular to the pane plane, as well as two pane holder side walls connected to the pane holder support plate, each of which is parallel to the Pane plane are arranged and lie directly or indirectly (directly) on the pane surfaces. This enables a particularly strong connection to the edge of the pane, in particular by clamping the pane between the pane holders. side walls.
  • the disc holder comprises a one-piece L- or T-shaped component in which the disc holder carrier plate and a disc holder side wall are integrated, as well as a counterpart for clamping attachment to this component, the counterpart forming the other disc holder side wall.
  • This measure enables a particularly simple and secure attachment of the window holder to the safety window.
  • the disk bearing has, in section transverse to the plane of the disk, a U-shaped receptacle for the disk edge or disk holder.
  • the disc bearing comprises, for example, a bottom-side disc bearing support plate, which is arranged perpendicular to the disc plane, and two disc bearing side walls, which are preferably each arranged parallel to the disc plane.
  • the safety pane has a permanently attached pane holder, the pane holder being designed to be partially circumferential and thus arranged on at least a first section of the pane edge and not arranged on at least a second section of the pane edge.
  • the disc bearing also includes a disc bearing carrier plate.
  • the disc bearing carrier plate has two protruding plate sections that protrude in the direction transverse to the disc plane in relation to the safety disc.
  • an elastically deformable means is clamped on both sides of the disk between the two projecting plate sections and the disk bearing support plate. In the working position of the safety pane, the elastically deformable means are preferably clamped and compressible in the vertical direction.
  • the disc bearing has a U-shaped receptacle for the disc edge in section transverse to the disc plane, the disc bearing comprising a disc bearing support plate and two disc bearing side walls, with the safety disc and the disc bearing on both sides of the disc between the safety disc and the disc bearing.
  • An elastically deformable means is clamped in each side wall. In the working position of the safety pane, the elastically deformable means are preferably clamped and compressible in the horizontal direction.
  • This embodiment of the invention also Disk arrangement can be implemented particularly easily, with a tiltable mounting of the safety disk in the disk bearing and the absorption of forces during tilting by the elastically deformable means being ensured.
  • the elastically deformable means can be designed in any way, as long as its elastic deformability and the generation of an elastic counterforce through elastic deformation are guaranteed.
  • the elastic means is in the form of a rubber damper or a spring, in particular a coil spring or disc spring.
  • the safety pane can be of any design as long as it is guaranteed that it has explosion-proof properties.
  • the safety pane can, for example, be designed as a single-pane safety glass that has been given a particularly high impact and break resistance by tempering. It is also possible to use partially toughened glass.
  • the safety pane is preferably designed in the form of a multiple pane, the multiple pane preferably being a laminated composite pane, advantageously with three or more (e.g. three to eight) individual panes.
  • a laminated composite pane adjacent individual panes are each firmly connected to one another via an intermediate layer.
  • the intermediate layer is formed by at least one thermoplastic connecting film.
  • the thermoplastic connecting film contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof.
  • the thickness of the intermediate layer and in particular of the thermoplastic connecting film is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.76 mm to 1.52 mm.
  • a composite pane is produced by lamination using conventional methods known to those skilled in the art, for example autoclave processes, vacuum bag processes, vacuum ring processes, calender processes, vacuum laminators or combinations thereof. The connection is usually carried out under the influence of heat, vacuum and/or pressure. With a multiple pane, the two outermost surfaces are the pane surfaces of the safety pane.
  • the safety pane preferably has a total thickness in the range of 16 mm to 100 mm or more. If the safety pane is in the form of a laminated composite pane, each individual pane preferably has a thickness in the range of 3 to 15 mm. The thickness of the panes can vary widely and be adapted to the requirements of each individual case. It is also possible for the safety pane to be designed in the manner of an insulating pane, with two immediately adjacent panes or pane arrangements being arranged by a spacer with an intermediate distance. Each pane or pane arrangement can be designed as a single pane (annealed, partially annealed or unannealed) or a laminated composite pane or even as a multiple pane. In particular, intumescent material can be arranged in one or more gaps in order to additionally achieve a fire protection function.
  • the safety pane or the panes installed therein are preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is common for window panes.
  • the panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or from rigid, clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be made of non-tempered, partially tempered or toughened glass.
  • the safety window can be clear or colorless, but also tinted, clouded or colored.
  • the safety pane can be transparent or opaque.
  • transparent means that the transmission for visible light is more than 70% and in particular more than 75%. Accordingly, “opaque” means a light transmission of less than 15%, preferably less than 5%, in particular 0%.
  • the invention also extends to a method for producing a disk arrangement according to the invention as described above.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps:
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the disk arrangement according to the invention with vertical force absorption
  • Figure 2 shows an exemplary embodiment of the disk arrangement according to the invention with horizontal force absorption
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of the disk arrangement according to the invention with horizontal force absorption
  • FIG. 4 is a flowchart of the method according to the invention.
  • FIG 1 an embodiment of the disk arrangement according to the invention, designated overall by the reference number 100, is illustrated using a schematic sectional view.
  • the sectional view corresponds to a section perpendicularly through the disk arrangement 100 (transverse to the plane of the disk).
  • the arrangement 100 includes an explosion-proof safety pane 1, which is designed as a laminated composite pane with, for example, four flat individual panes 2, each of which is firmly connected to one another by a thermoplastic intermediate layer 3. A larger or smaller number of individual disks 2 would also be possible.
  • the two disk surfaces 4, 4 'of the safety disk 1 are formed by the disk surfaces of the two outermost individual disks 2.
  • the individual disks 2 here, for example, have the same thickness, although the thicknesses can also be different.
  • the safety pane 1 has a front edge surface 5, which consists of the front edge surfaces of the individual panes 2 and the Intermediate layers 3 results.
  • the front edge surface 5 connects the two disk surfaces 4, 4 'to one another and is arranged perpendicular to them.
  • the two disk surfaces 4, 4 'are parallel and the disk plane is parallel to the parallel planes of the individual disks 2.
  • the front edge surface 5 is, for example, flat here, but can also be rounded.
  • the safety pane 1 it would also be possible for the safety pane 1 to be designed in the manner of an insulating glass pane, with the individual panes 2 being connected to one another via spacers, as long as it is guaranteed that such a safety pane has sufficient strength.
  • the individual panes 2 are preferably made of glass, in particular soda-lime glass, which can be tempered, partially tempered or not tempered.
  • the total thickness of the safety pane is advantageously in the range of 16 to 100 mm in order to have sufficient strength against the pressure and suction waves associated with an explosion.
  • the thermoplastic intermediate layers 3 consist, for example, of polyvinyl butyral (PVB).
  • the thickness of the films used to produce the intermediate layers 3 is preferably in the range from 0.76 mm to 1.52 mm.
  • the safety pane 1 is shown in a vertical working position, i.e. the pane plane is aligned vertically (in the direction of gravity).
  • a window holder 6 is mounted (movement-proof) on the safety window 1.
  • the disc holder 6 has a U-shaped disc holder receptacle 7 for a disc edge 8 of the safety disc 1.
  • the disk edge 8 includes the front edge surface 5 as well as bordering areas of the two disk surfaces 4, 4 'adjacent thereto.
  • the U-shaped pane holder receptacle 7 surrounds the pane edge 8 on both sides of the pane.
  • the disc holder 6 comprises a flat disc holder support plate 9 and two flat disc holder side walls 10, 10 ', which together form the U-shaped disc holder receptacle 7.
  • the safety pane 1 rests indirectly on the front edge surface 5 of the pane holder support plate 9.
  • the bottom section of the front edge surface 5 rests directly on a (spacer) block 26, which in turn rests directly on, for example, a flat upper clamping piece surface 22 of a clamping piece 12.
  • the clamping piece 12 rests directly on a lower clamping piece surface 23 of the disk holder support plate 9.
  • the two pane holder side walls 10, 10' lie indirectly on the pane surfaces 4, 4' with sealing material 13 in between.
  • the Sealing material 13 here consists, for example, of rubber plates (eg EPDM), which have sufficient stability for clamping.
  • the pane holder support plate 9 and one of the two pane holder side walls 10, 10 ', here the pane holder side wall 10' are designed in one piece as a common (rigid) component.
  • the other pane holder side wall 10 is detachable from this component and can be firmly connected to the component by means of a clamping screw 11, with the pane edge 8 accommodated in the U-shaped pane holder receptacle 7 being clamped between the two pane holder side walls 10, 10 ' .
  • the clamping screw 11 can be screwed into the clamping piece 12 here, for example.
  • the pane holder 6 is mounted on the edge of the pane 8 so that it cannot move.
  • the pane holder 6 is firmly attached to the edge of the pane 8 in this way.
  • the pane holder support plate 9 In the working position, the pane holder support plate 9 is aligned perpendicular to the pane plane, i.e. horizontally here.
  • the disk holder carrier plate 9 projects in a direction transverse to the plane of the plate relative to or projects beyond the two disk surfaces 4, 4', so that it has two projecting plate sections 14, 14'.
  • the pane holder 6 is only partially formed, i.e. it does not completely run around the edge of the pane 8.
  • the pane holder 6 is arranged only on a bottom part of the pane edge 8.
  • the pane holder 6 is preferably only arranged on a bottom-side, rectilinear section of the pane edge 8.
  • the disc holder support plate 9 is tiltably placed (loosely) on the support surface 24 of a bearing block 15.
  • the support surface 24 of the bearing block 15 has a curved shape, with the disc holder support plate 9 resting on the highest point of the bearing block 15.
  • the bearing block 15 curves in both directions perpendicular to the pane plane away from the safety pane 1 (front edge surface 5) or pane holder carrier plate 9, so that the safety pane 1 in both directions can tilt transversely to the plane of the pane.
  • the arrangement 100 further comprises a disc bearing 17, which has a flat disc bearing support plate 18.
  • the bearing block 15 is (movementally) connected to the disk bearing support plate 18, which is not shown in more detail in FIG.
  • the bearing block 15 can be with the Disc bearing support plate 18 can also be designed in one piece for this purpose, ie form a common (rigid) component. If the safety disk 1 is not tilted, the disk holder carrier plate 9 is arranged parallel to the disk bearing carrier plate 18.
  • an elastically deformable means 20 is clamped on both sides of the disk between the protruding plate section 14, 14 'of the disk holder carrier plate 9 and the disk bearing carrier plate 18, which here is designed, for example, as a spring, for example a coil spring is.
  • the elastically deformable means 20 are each arranged or clamped in such a way that an elastic deformation takes place parallel to the disk plane, here perpendicular to the disk bearing support plate 18, i.e. in the vertical direction.
  • the compression axes (spring axes) 21 are directed vertically, which is shown schematically in Figure 1.
  • the safety pane 1 is tilted in the other direction, with the elastically deformable means 20 'located on the other side of the pane being compressed, so that the elastic counterforce generated thereby counteracts the tilting movement of the safety pane 1.
  • the pressure and suction forces acting on the safety pane 1 in the event of an explosion which lead to the safety pane 1 tipping in the two opposite directions transversely to the plane of the pane, can thus be absorbed reliably and safely.
  • the pressure and suction forces can be recorded analogously.
  • Figure 2 illustrates a further exemplary embodiment of the disk arrangement 100 according to the invention. In order to avoid unnecessary repetitions, only the differences to the embodiment of Figure 1 are explained and otherwise reference is made to the comments on Figure 1.
  • no disk holder support plate 9 is provided for the disk holder 6.
  • the disc holder 6 includes two (vertical) disc holder side walls 10, 10 'between which the safety washer 1 is clamped.
  • the front edge surface 5 of the safety pane 1 sits on the flat upper clamping piece surface 22 of the clamping piece 12 with the (spacer) block 26 being intermediately supported.
  • the two pane holder side walls 10, 10 ' are each firmly connected to the cuboid clamping piece 12 via clamping screws 11.
  • the clamping piece 12 of the disc holder 6 lies loosely on its flat lower clamping piece surface 23 directly on the bearing block 15, which here has, for example, a hemispherical shape in section perpendicular to the disc plane. If the safety pane 1 is not tilted, i.e. aligned vertically, the lower clamping piece surface 23 is directed perpendicular to the plane of the pane, i.e. aligned horizontally. The safety disk 1 can thus be tilted relative to the bearing block 15 in both opposite directions perpendicular to the plane of the disk.
  • the bearing block 15 is, for example, a half cylinder that is severed in the axial direction. It would also be possible to provide one or more hemispheres (calottes).
  • the disc bearing 17 includes, in addition to the bearing block 15, a flat disc bearing support plate 18, which is directed perpendicular to the disc plane (i.e. horizontally) and two disc bearing side walls 19, 19 'connected thereto, which are directed parallel to the disc plane (i.e. vertically) . Together they form a U-shaped disc bearing receptacle 25 for the disc edge 8 or disc holder 6.
  • an elastically deformable means on both sides of the pane between the pane holder side walls 10, 10 'and the pane bearing side walls 19, 19', which are all directed parallel to the pane plane (i.e. vertically).
  • 20 clamped which is designed here, for example, as an elongated coil spring.
  • the elastically deformable means 20 are each arranged so that the clamping and the elastic deformation takes place perpendicular to the disk plane, i.e. here parallel to the disk bearing support plate 18, i.e. in the horizontal direction.
  • the compression axes (spring axes) 21 are aligned vertically, which is shown schematically in Figure 2.
  • Figure 3 illustrates a further exemplary embodiment of the disk arrangement 100 according to the invention.
  • the flat front edge surface 5 of the safety disk 1 sits directly on a flat bearing block surface 24 of the bearing block 15.
  • the bearing block 15 is here, for example, cuboid-shaped, with the dimension of the bearing block 15 perpendicular to the disk plane approximately corresponding to the dimension of the front edge surface 5.
  • the safety disk 1 can thus be tilted relative to the bearing block 15 in both opposite directions perpendicular to the plane of the disk.
  • the disc bearing 17 includes, in addition to the bearing block 15, a flat disc bearing support plate 18, which is directed perpendicular to the disc plane (i.e. horizontally) and two disc bearing side walls 19, 19 'connected thereto, which are directed parallel to the disc plane (i.e. vertically) . Together they form a U-shaped disc bearing receptacle 25 for the disc edge 8.
  • an elastically deformable means 20 is clamped on both sides of the pane between the safety pane 1 and the pane bearing side walls 19, 19 ', which are all directed parallel to the pane plane (i.e. vertically), this one for example, is designed as a rubber buffer.
  • the elastically deformable means 20 are each arranged so that an elastic deformation takes place perpendicular to the disk plane, i.e. here parallel to the disk bearing support plate 18, here in the horizontal direction.
  • the elastically deformable means 20 have, for example, direct contact with the safety disk 1 and the disk bearing side walls 19, 19 '.
  • Steps a), b) and c) concern:
  • the invention shows a novel disk arrangement with an explosion-proof safety disk, through which pressure and suction waves of an explosion are at least partially absorbed by tilting the safety disk and the associated elastic deformation of one or more elastically deformable means and their elastic counterforce can.
  • the storage of the safety window can therefore be dimensioned much less heavily, which reduces the weight and material costs of storing the safety pane.
  • damage to the bearing of the safety pane can be reliably and safely avoided.
  • the disk arrangement can be implemented easily and cost-effectively in industrial series production.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenanordnung (100), welche umfasst: - eine explosionshemmende Sicherheitsscheibe (1), - ein Scheibenlager (17), in dem die Sicherheitsscheibe (1) kippbar gelagert ist, - mindestens auf einer Scheibenseite mindestens ein elastisch verformbares Mittel (20, 20'), das zwischen der Sicherheitsscheibe (1) oder einer an der Sicherheitsscheibe (1) fest angebrachten Scheibenhalterung (6) und dem Scheibenlager (17) so eingespannt ist, dass einem explosionsbedingten Kippen der Sicherheitsscheibe (1) durch elastische Federkraft des mindestens einen elastisch verformbaren Mittels (20, 20') entgegengewirkt wird.

Description

Scheibenanordnung mit explosionshemmender Sicherheitsscheibe
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Scheibentechnik und betrifft eine Scheibenanordnung mit einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Bei Explosionen treten starke Druck- und Sogwellen auf, denen herkömmliche Scheiben in aller Regel nicht standhalten. Um einen ausreichenden Schutz vor Explosionen zu erreichen, werden explosionshemmende Sicherheitsscheiben eingesetzt, deren Dicke ausreichend groß dimensioniert ist, um den hierbei auf die Scheibe einwirkenden hohen Kräften standzuhalten.
Vielfach werden als explosionshemmende Sicherheitsscheiben dicke laminierte Verbundscheiben eingesetzt, bei denen drei oder mehr Einzelscheiben durch thermoplastische Zwischenschichten fest miteinander verbunden sind. Bekannt ist auch die Verwendung von Isolierglasscheiben, bei denen zwei oder mehrere Flachglasscheiben planparallel miteinander verbunden sind, wobei durch Abstandshalter zwischen benachbarten Flachglasscheiben ein Zwischenraum ausgebildet wird, wie zum Beispiel aus den Druckschriften DE 302524241 A1 , DE 2901951 A1 und DE 202005016189 U1 bekannt ist. Weiterhin offenbart die Druckschrift EP 2110238 A1 eine explosionshemmende Sicherheitsscheibe, die aus drei Verbundgläsern besteht, welche über Abstandhalter miteinander verbunden sind.
In der praktischen Anwendung kommen insbesondere explosionshemmende Sicherheitsscheiben zum Einsatz, die nur einseitig (bodenseitig) gelagert sind, beispielsweise zur Herstellung einer explosionshemmenden Wand. Im Falle einer Explosion besteht die Gefahr, dass die Sicherheitsscheiben verkippen, so dass sehr starke Biege- bzw. Scherkräfte auf die Lagerungen der Sicherheitsscheiben einwirken. In der Folge kann dies dazu führen, dass die Lagerungen abknicken oder die Sicherheitsscheiben sogar aus ihren Lagerungen gerissen werden. Dies ist sehr nachteilig, da durch die Sicherheitsscheiben selbst Personen- oder Sachschäden verursacht werden können und zudem ein erheblicher Schaden an der explosionshemmenden Wand und deren Lagerung auftritt. Andererseits sind die Sicherheitsscheiben für eine etwaig nachfolgende Explosion und die damit verbundenen Druck- und Sogwellen nicht mehr einsatzbereit, so dass die Sicherheit vor weiteren Explosionen beeinträchtigt ist.
Um dies zu vermeiden, müssen die Lagerungen von einseitig gelagerten, explosionshemmenden Sicherheitsscheiben ausreichend stabil dimensioniert werden, was selbstredend mit einem wesentlich erhöhten Gewicht und dementsprechend höheren Kosten einhergeht. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine zuverlässige und sichere einseitige Lagerung (Verankerung) einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe zu ermöglichen, ohne dass eine solche Lagerung besonders stark dimensioniert werden muss. Die Lagerung der Sicherheitsscheibe soll in der industriellen Serienfertigung einfach und kostengünstig herstellbar sein.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Scheibenanordnung mit einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung zeigt eine Scheibenanordnung, die eine explosionshemmende Sicherheitsscheibe umfasst. Die Sicherheitsscheibe ist typischer plan bzw. eben, so dass durch die Scheibe eine Scheibenebene definiert ist. Mithin handelt es sich bei der Sicherheitsscheibe um einen flächigausgedehnten Körper, dessen flächige Ausdehnung weitaus größer ist als seine Abmessung senkrecht bzw. quer zur flächigen Ausdehnung. Die Sicherheitsscheibe ist somit flach. Die Sicherheitsscheibe weist zwei voneinander abgewandte (äußerste) Scheibenflächen auf, welche die Sicherheitsscheibe nach zwei Seiten hin begrenzen. Dies sind die beiden Scheibenseiten. Durch die beiden Scheibenflächen ergibt sich die flächige Ausdehnung der Sicherheitsscheibe. Die beiden Scheibenflächen sind vorzugsweise parallel.
Die Sicherheitsscheibe verfügt als Körper weiterhin über eine stirnseitige Randfläche, welche die beiden Scheibenflächen miteinander verbindet. Die stirnseitige Randfläche ist beispielsweise senkrecht zu den beiden Scheibenflächen ausgebildet, kann aber auch gerundet sein.
Die Sicherheitsscheibe verfügt weiterhin über einen umlaufenden Scheibenrand. Der umlaufende Scheibenrand umfasst mindestens die stirnseitige Randfläche sowie gegebenenfalls hieran angrenzende Bereiche der beiden Scheibenflächen. Es versteht sich, dass sich diese Bereiche der beiden Scheibenflächen nicht über die gesamten Scheibenflächen erstrecken, sondern jeweils nur über einen randständigen Teil hiervon.
Optional ist an der Sicherheitsscheibe eine Scheibenhalterung bewegungsfest angebracht, wobei die Scheibenhalterung nur teilumlaufend (nicht vollumlaufend) ausgebildet ist und demnach mindestens an einem ersten Abschnitt des Scheibenrands angeordnet und mindestens an einem vom ersten Abschnitt verschiedenen zweiten Abschnitt des Scheibenrands nicht angeordnet ist. Die Scheibenhalterung ist mit dem mindestens einen ersten Abschnitt des Scheibenrands beispielsweise durch Klemmung fest verbunden. Die Sicherheitsscheibe kann somit über die Scheibenhalterung so gelagert werden, dass die Sicherheitsscheibe nur teilumfänglich Kontakt mit dem Scheibenlager hat, beispielsweise nur einseitig, insbesondere nur bodenseitig. Vorzugsweise ist die Scheibenhalterung nur einseitig, insbesondere bodenseitig, an der Sicherheitsscheibe angeordnet und nur dort mit der Sicherheitsscheibe mittelbar oder unmittelbar (direkt) in Kontakt.
Die Sicherheitsscheibe weist typischerweise eine Rechteck- oder Quadratform auf, wobei sich der Scheibenrand aus vier geradlinigen Abschnitten zusammensetzt, d.h. aus zwei Paaren mit jeweils einander gegenüberliegenden parallelen Abschnitten. Vorzugsweise ist die Scheibenhalterung an einem in Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe bodenseitigen geradlinigen Abschnitt des Scheibenrands angeordnet und mit der Sicherheitsscheibe fest verbunden. Vorteilhaft ist die Scheibenhalterung nur an dem in Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe bodenseitigen geradlinigen Abschnitt des Scheibenrands angeordnet und mit der Sicherheitsscheibe fest verbunden, d.h. die Scheibenhalterung ist weder an dem gegenüberliegenden geradlinigen Abschnitt noch an den beiden anderen geradlinigen Abschnitten des Scheibenrands, die hierzu im rechten Winkel angeordnet sind, angeordnet.
Möglich ist jedoch auch, dass die Scheibenhalterung an mindestens einem weiteren geradlinigen Abschnitt des Scheibenrands, der an den in Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe bodenseitigen geradlinigen Abschnitt des Scheibenrands angrenzt, angeordnet und hiermit fest verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Scheibenhalterung auch an einem oder beiden anderen geradlinigen Abschnitten des Scheibenrands, die zum bodenseitigen geradlinigen Abschnitt im rechten Winkel angeordnet sind, angeordnet sein kann. Jedenfalls ist die Scheibenhalterung nicht an dem geradlinigen Abschnitt angeordnet, der dem bodenseitigen geradlinigen Abschnitt gegenüberliegt, bei welchem es sich im Sinne der Erfindung um den zweiten Abschnitt handelt. Auch in diesem Fall kann die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden.
Weiterhin umfasst die Scheibenanordnung ein Scheibenlager, in bzw. auf dem die Sicherheitsscheibe kippbar gelagert ist, d.h. die Sicherheitsscheibe ist mittels einer Kipplagerung im Scheibenlager angeordnet. Das Scheibenlager ist mit einer Unterlage bzw. äußeren Struktur fest verbunden bzw. verbindbar. Das Scheibenlager dient einer Verankerung der kippbaren Sicherheitsscheibe mit der Unterlage bzw. äußeren Struktur. Die Sicherheitsscheibe ist mittelbar oder unmittelbar (direkt) über die stirnseitige Randfläche in bzw. auf dem Scheibenlager kippbar gelagert. Die Kipplagerung ist dergestalt, dass ein Kippen der Sicherheitsscheibe in Richtungen quer zur Scheibenebene erfolgen kann. In Arbeitsposition befindet sich die Sicherheitsscheibe hierzu vorteilhaft in einer vertikalen Ausrichtung, d.h. die Scheibenebene der Sicherheitsscheibe ist vertikal gerichtet (d.h. in Schwerkraftrichtung).
Bei einer Explosion wirkt auf die Sicherheitsscheibe in aller Regel ein Scheibendruck von mindestens 20 kN pro m2 Scheibenfläche, insbesondere mindestens 50 kN pro m2 Scheibenfläche ein. Insbesondere liegt der bei einer Explosion auf die Sicherheitsscheibe einwirkende Scheibendruck im Bereich von 20 bis 350 kN pro m2 Scheibenfläche.
Im Sinne vorliegender Erfindung bezieht sich der Begriff "kippbar" bzw. "kippbar gelagert" auf die Kippbarkeit der Sicherheitsscheibe zumindest bei einem explosionsbedingten Scheibendruck von mindestens 20 kN pro m2 Scheibenfläche. Es versteht sich, dass die Sicherheitsscheibe typischerweise im Scheibenlager fixiert ist, wobei jedenfalls ab einem explosionsbedingten Scheibendruck von 20 kN pro m2 Scheibenfläche ein Kippen der Scheibe ermöglicht ist. Starre Fixierelemente, die beispielsweise zum Justieren der Sicherheitsscheibe dienen, brechen typischerweise bei einer Explosion, sodass hierdurch die Kippbarkeit der Sicherheitsscheibe nicht beeinträchtigt wird. Mithin ist die Sicherheitsscheibe zumindest bei einem explosionsbedingten Scheibendruck von 20 kN pro m2 Scheibenfläche im Scheibenlager kippbar gelagert.
Falls eine Scheibenhalterung für die Sicherheitsscheibe vorgesehen ist, ist die Scheibenhalterung mit der Sicherheitsscheibe bewegungsfest verbunden, d.h. es ist keine Relativbewegung zwischen Scheibenhalterung und Sicherheitsscheibe möglich, sodass die Sicherheitsscheibe relativ zur Scheibenhalterung nicht kippbar ist. Jedoch ist die Sicherheitsscheibe relativ zum Scheibenlager kippbar, wobei in diesem Fall der feste Verbund aus Sicherheitsscheibe und Scheibenhalterung relativ zum Scheibenlager kippbar ist. Falls keine Scheibenhalterung für die Sicherheitsscheibe vorgesehen ist, ist die Sicherheitsscheibe als solche, d.h. ohne Scheibenhalterung, relativ zum Scheibenlager kippbar.
Ferner umfasst die Scheibenanordnung mindestens auf einer Seite der Sicherheitsscheibe mindestens ein elastisch verformbares Mittel, das zwischen der Sicherheitsscheibe oder der an der Sicherheitsscheibe fest angebrachten Scheibenhalterung und dem Scheibenlager so eingespannt ist, dass einem Kippen der Scheibe aufgrund einer durch Verformung entstehenden (elastischen) Gegenkraft entgegengewirkt wird. Das elastisch verformbare Mittel ist auf der Nicht-Angriffsseite der Sicherheitsscheibe, d.h. auf der von der Ursache für die Druckwelle abgewandten Seite der Sicherheitsscheibe angeordnet, so dass einem durch eine Druckwelle verursachten Kippen der Sicherheitsscheibe entgegengewirkt wird. Die Angriffsseite der Sicherheitsscheibe ist jene Seite, auf welche die Druckwelle einer Explosion einwirkt.
Die Scheibenanordnung so ausgebildet, dass die Sicherheitsscheibe zumindest bei dem bei einer Explosion auftretenden Scheibendruck (d.h. Scheibendruck von mindestens 20 kN pro m2 Scheibenfläche) gegen die elastische Federkraft des mindestens einen elastisch verformbaren Mittels verkippt werden kann.
Möglich ist aber auch, dass die Scheibenanordnung so ausgebildet ist, dass die Sicherheitsscheibe auch ohne den bei einer Explosion auftretenden Scheibendruck gegen die elastische Federkraft des mindestens einen elastisch verformbaren Mittels verkippt werden kann, wobei in diesem Fall eine Fixierung der Sicherheitsscheibe im Scheibenlager auf der Scheibenseite, auf der sich das mindestens eine elastisch verformbare Mittel befindet, durch das mindestens eine elastisch verformbare Mittel erfolgt. In diesem Fall wird einem Kippen der Scheibe ausschließlich (d.h. nur) durch das mindestens eine elastisch verformbare Mittel entgegengewirkt. Mit anderen Worten, es ist kein nicht elastisch verformbares Mittel vorgesehen, durch das einem Kippen der Scheibe entgegengewirkt wird. Die Sicherheitsscheibe ist auf der Seite, auf welcher sich das elastisch verformbare Mittel befindet, ausschließlich durch das mindestens eine elastisch verformbare Mittel im Scheibenlager fixiert, d.h. die Sicherheitsscheibe kann in diese Richtung gekippt werden, wenn eine Kraft auf die Sicherheitsscheibe einwirkt, durch welche das mindestens eine elastisch verformbare Mittel elastisch verformt wird. Mithin ist die Sicherheitsscheibe im Scheibenlager so kippbar gelagert und durch das mindestens eine elastisch verformbare Mittel auf einer Seite fixiert, dass die Sicherheitsscheibe gegen die elastische Kraft des elastisch verformbaren Mittels kippbar ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass der Explosionsdruck (Druckwelle) durch Kippen der Sicherheitsscheibe in Kombination mit der damit verursachten elastischen Verformung des elastisch verformbaren Mittels und die hierdurch erzeugte elastische Gegenkraft (Federkraft) zumindest teilweise absorbiert werden kann. Die Lagerung der Sicherheitsscheibe ist somit wesentlich geringeren Kräften ausgesetzt und kann dementsprechend auch weitaus weniger stabil dimensioniert werden. Hierdurch verringern sich das Gewicht und die Materialkosten der Lagerung der Sicherheitsscheibe. Zudem kann einer Beschädigung der Lagerung der Sicherheitsscheibe und der Sicherheitsscheibe selbst entgegengewirkt werden. Dies sind große Vorteile der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung. Das mindestens eine elastisch verformbare Mittel ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die elastische Federkraft einem Scheibendruck von mindestens 20 kN pro m2 Scheibenfläche, insbesondere mindestens 50 kN pro m2 Scheibenfläche, welcher insbesondere im Bereich von 20 bis 350 kN pro m2 Scheibenfläche liegt, entgegenwirken kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung ist auf beiden Seiten der Sicherheitsscheibe jeweils mindestens ein elastisch verformbares Mittel angeordnet. Die elastisch verformbaren Mittel sind so zwischen der Sicherheitsscheibe oder der an der Sicherheitsscheibe fest angebrachten Scheibenhalterung und dem Scheibenlager eingespannt, dass einem Kippen der Sicherheitsscheibe in den beiden gegensätzlichen Richtungen quer zur Scheibenebene durch die aufgrund der Verformung entstehenden elastischen Gegenkräfte der elastisch verformbaren Mittel entgegengewirkt wird.
Die Scheibenanordnung ist so ausgebildet, dass die Sicherheitsscheibe zumindest bei dem bei einer Explosion auftretenden Scheibendruck (d.h. Scheibendruck von mindestens 20 kN pro m2 Scheibenfläche) gegen die elastische Federkraft der auf beiden Seiten der Sicherheitsscheibe angeordneten elastisch verformbaren Mittel verkippt werden kann.
Möglich ist aber auch, dass die Scheibenanordnung so ausgebildet ist, dass die Sicherheitsscheibe auch ohne den bei einer Explosion auftretenden Scheibendruck gegen die elastischen Federkräfte der auf beiden Seiten der Sicherheitsscheibe angeordneten elastisch verformbaren Mittel verkippt werden kann, wobei in diesem Fall eine Fixierung der Sicherheitsscheibe im Scheibenlager durch die elastisch verformbaren Mittel erfolgt. In diesem Fall wird einem Kippen der Scheibe ausschließlich (d.h. nur) durch die elastisch verformbaren Mittel entgegengewirkt. Mit anderen Worten, es ist kein nicht elastisch verformbares Mittel vorgesehen, durch das einem Kippen der Scheiben entgegengewirkt wird. Mithin ist die Sicherheitsscheibe im Scheibenlager so kippbar gelagert und durch die elastisch verformbaren Mittel auf beiden Seiten der Scheibe fixiert, dass die Sicherheitsscheibe gegen die elastische Kraft der elastisch verformbaren Mittel kippbar ist.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die elastisch verformbaren Mittel die auf die Sicherheitsscheibe einwirkenden Kräfte in beiden Richtungen quer zur Scheibenebene aufnehmen können. Mithin kann die Lagerung der Scheibe die durch eine Druck- und Sogwelle in gegensätzlichen Richtungen entstehenden Kräfte aufnehmen. Dies ist ein weiterer großer Vorteil der Erfindung. Hinzu kommt, dass die Sicherheitsscheibe in besonders vorteilhafter weise in ihrer Kipplagerung durch die auf beiden Scheibenseiten angeordneten elastisch verformbaren Mittel fixiert werden kann. Dies ermöglicht eine besonders einfache praktische Realisierung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung weist das Scheibenlager mindestens einen Lagerbock auf, auf dem die Sicherheitsscheibe kippbar gelagert ist. Der Lagerbock ist ein fest verbundener Bestandteil des Scheibenlagers, d.h. relativ zum Scheibenlager nicht bewegbar.
Vorteilhaft umfasst das Scheibenlager eine beispielsweise bodenseitig angeordnete Lagerplatte mit der der Lagerbock bewegungsfest verbunden ist. Der Lagerbock ermöglicht in besonders einfacher Weise eine stabile und sichere Kipplagerung der Sicherheitsscheibe, wobei die Sicherheitsscheibe an der stirnseitigen Randfläche dem Lagerbock unmittelbar (direkt) oder mittelbar aufliegt, gegebenenfalls über die Scheibenhalterung. Die Sicherheitsscheibe ist somit relativ zum Lagerbock kippbar.
Vorteilhaft weist der Lagerbock im Schnitt quer (senkrecht) zur Scheibenebene eine gekrümmte Auflagefläche auf, wobei die Auflagefläche, ausgehend von einer Lagerstelle für die unmittelbare oder mittelbare Lagerung der Sicherheitsscheibe, in einer Richtung oder in den beiden gegensätzlichen Richtungen quer zur Scheibenebene von der Sicherheitsscheibe weg gekrümmt ist. Beispielsweise ist der Lagerbock zu diesem Zweck im Schnitt in Teilkugelform, insbesondere Halbkugelform, ausgebildet, wobei jede andere Krümmung gleichermaßen möglich ist, solange die Auflagefläche, ausgehend von der Lagerstelle in einer Richtung oder in den beiden gegensätzlichen Richtungen quer zur Scheibenebene von der Sicherheitsscheibe weg gekrümmt ist. Der Lagerbock kann beispielsweise als Lagerkalotte oder Lagerteilzylinder (in Achsrichtung durchtrennter Zylinder) ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Lagerböcken zur Auflage einer einzigen Sicherheitsscheibe vorgesehen sein, beispielsweise eine Mehrzahl von stellenweise angeordneten Lagerkalotten.
Alternativ kann der Lagerbock auch als beispielsweise quaderförmiges Lagerpodest mit ebener Auflagefläche ausgebildet sein. Denkbar wäre auch, dass die Scheibenhalterung der Sicherheitsscheibe über ein Kippgelenk mit dem Lagerbock verbunden ist. Weiterhin wäre denkbar, dass die Scheibenhalterung und der Lagerbock über eine Kulissenführung miteinander verbunden sind.
Besonders vorteilhaft ist die Sicherheitsscheibe nur durch Schwerkraft aufliegend auf dem Scheibenlager, insbesondere auf dem Lagerbock, kippbar gelagert, was eine besonders einfache Realisierung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung ist mindestens ein elastisch verformbares Mittel zwischen der Sicherheitsscheibe oder einer an der Sicherheitsscheibe fest angebrachten Scheibenhalterung und dem Scheibenlager so eingespannt, dass es zur Erzeugung der elastischen Gegenkraft parallel zur Scheibenebene verformbar ist. Die beim Kippen der Sicherheitsscheibe auftretenden Kräfte können somit parallel zur Scheibenebene aufgenommen werden, also in Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe insbesondere in vertikaler Richtung. Vorzugsweise ist auf beiden Scheibenseiten jeweils mindestens ein solches elastisch verformbares Mittel angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung ist mindestens ein elastisch verformbares Mittel zwischen der Sicherheitsscheibe oder einer an der Sicherheitsscheibe fest angebrachten Scheibenhalterung und dem Scheibenlager so eingespannt, dass es zur Erzeugung der elastischen Gegenkraft senkrecht oder schräg zur Scheibenebene verformbar ist. Die beim Kippen der Sicherheitsscheibe auftretenden Kräfte können somit senkrecht bzw. schräg zur Scheibenebene aufgenommen werden, also in Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe insbesondere in horizontaler Richtung. Vorteilhaft ist auf beiden Scheibenseiten jeweils mindestens ein elastisch verformbares Mittel in dieser Weise angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung weist die Scheibenhalterung eine im Schnitt quer zur Scheibenebene U-förmige Aufnahme für den Scheibenrand auf. Die U-förmige Aufnahme umfasst eine beispielsweise bodenseitige Scheibenhalte- rung-T rägerplatte zur Auflagerung der stirnseitigen Randfläche der Sicherheitsscheibe, wobei die Scheibenhalterung-Trägerplatte senkrecht zur Scheibenebene angeordnet ist, sowie zwei mit der Scheibenhalter-Trägerplatte verbundene Scheibenhalterung-Seitenwände, welche jeweils parallel zur Scheibenebene angeordnet sind und den Scheibenflächen mittelbar oder unmittelbar (direkt) anliegen. Hierdurch wird eine besonders feste Verbindung mit dem Scheibenrand ermöglicht, insbesondere durch Klemmung der Scheibe zwischen den Scheibenhalterung- Seitenwänden. Beispielsweist umfasst die Scheibenhalterung ein einstückiges L- oder T-förmiges Bauteil, in dem die Scheibenhalterung-Trägerplatte und eine Scheibenhalterung-Seitenwand integriert sind, sowie ein Gegenstück zur klemmenden Befestigung an diesem Bauteil, wobei das Gegenstück die andere Scheibenhalterung-Seitenwand bildet. Diese Maßnahme ermöglicht eine besonders einfache und sichere Befestigung der Scheibenhalterung an der Sicherheitsscheibe.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung weist das Scheibenlager im Schnitt quer zur Scheibenebene eine U-förmige Aufnahme für den Scheibenrand bzw. Scheibenhalterung auf. Das Scheibenlager umfasst eine beispielsweise bodenseitige Scheibenlager-Trägerplatte, die senkrecht zur Scheibenebene angeordnet ist, und zwei Scheibenlager-Seitenwände, welche vorzugsweise jeweils parallel zur Scheibenebene angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung weist die Sicherheitsscheibe eine fest angebrachte Scheibenhalterung auf, wobei die Scheibenhalterung teilumlaufend ausgebildet ist und somit an mindestens einem ersten Abschnitt des Scheibenrands angeordnet und an mindestens einem zweiten Abschnitt des Scheibenrands nicht angeordnet ist. Ferner umfasst das Scheibenlager eine Scheibenlager-Trägerplatte. Hierbei weist die Scheibenlager-Trägerplatte zwei überstehende Plattenabschnitte, die in Richtung quer zur Scheibenebene in Bezug auf die Sicherheitsscheibe überstehen. Ferner ist auf beiden Scheibenseiten zwischen den zwei überstehenden Plattenabschnitten und der Scheibenlager-Trägerplatte jeweils ein elastisch verformbares Mittel eingespannt. In Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe sind die elastisch verformbaren Mittel vorzugsweise in vertikaler Richtung eingespannt und komprimierbar. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung kann besonders einfach realisiert werden, wobei eine kippbare Lagerung der Sicherheitsscheibe im Scheibenlager und die Aufnahme von Kräften beim Kippen durch die elastisch verformbaren Mittel sichergestellt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung weist das Scheibenlager im Schnitt quer zur Scheibenebene eine U-förmige Aufnahme für den Scheibenrand auf, wobei das Scheibenlager eine Scheibenlager-Trägerplatte und zwei Scheibenlager-Seitenwände umfasst, wobei auf beiden Scheibenseiten zwischen der Sicherheitsscheibe und den Scheibenlager-Seitenwänden jeweils ein elastisch verformbares Mittel eingespannt ist. In Arbeitsposition der Sicherheitsscheibe sind die elastisch verformbaren Mittel vorzugsweise in horizontaler Richtung eingespannt und komprimierbar. Auch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung kann besonders einfach realisiert werden, wobei eine kippbare Lagerung der Sicherheitsscheibe im Scheibenlager und die Aufnahme von Kräften beim Kippen durch die elastisch verformbaren Mittel sichergestellt ist.
Grundsätzlich kann das elastisch verformbare Mittel beliebig ausgestaltet sein, solange dessen elastische Verformbarkeit und die Erzeugung einer elastischen Gegenkraft durch elastische Verformung gewährleistet sind. Vorzugsweise ist das elastische Mittel in Form eines Gummidämpfers oder einer Feder, insbesondere einer Schraubenfeder oder Tellerfeder, ausgebildet.
Die Sicherheitsscheibe kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, solange gewährleistet ist, dass sie eine explosionshemmende Eigenschaft aufweist. Die Sicherheitsscheibe kann beispielsweise als Einscheibensicherheitsglas, das durch Tempern mit einer besonders hohen Schlag- und Bruchfestigkeit versehen wurde, ausgebildet sein. Möglich ist auch die Verwendung eines teilvorgespannten Glases.
Vorzugsweise ist die Sicherheitsscheibe in Form einer Mehrfachscheibe ausgebildet, wobei die Mehrfachscheibe vorzugsweise eine laminierte Verbundscheibe vorteilhaft mit drei oder mehr (z.B. drei bis acht) Einzelscheiben ist. Bei einer laminierten Verbundscheibe sind benachbarte Einzelscheiben jeweils über eine Zwischenschicht fest miteinander verbunden. Die Zwischenschicht wird durch mindestens eine thermoplastische Verbindungsfolie gebildet. Die thermoplastische Verbindungsfolie enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon. Die Dicke der Zwischenschicht und insbesondere der thermoplastischen Verbindungsfolie beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,76 mm bis 1 ,52 mm. Die Herstellung einer Verbundscheibe durch Lamination erfolgt mit üblichen, dem Fachmann an sich bekannten Methoden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung erfolgt üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Bei einer Mehrfachscheibe sind die beiden äußersten Oberflächen die Scheibenflächen der Sicherheitsscheibe.
Die Sicherheitsscheibe weist vorzugsweise eine Gesamtdicke im Bereich von 16 mm bis 100 mm oder mehr auf. Liegt die Sicherheitsscheibe in Form einer laminierten Verbundscheibe vor, weist jede Einzelscheibe vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 3 bis 15 mm auf. Die Dicke der Scheiben kann breit variieren und den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Möglich ist auch, dass die Sicherheitsscheibe in Art einer Isolierscheibe ausgebildet ist, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Scheiben bzw. Scheibenanordnungen durch einen Abstandshalter mit einem Zwischenabstand angeordnet sind. Jede Scheibe bzw. Scheibenanordnung kann als Einzelscheibe (getempert, teilgetempert oder ungetempert) oder laminierte Verbundscheibe oder selbst als Mehrfachscheibe ausgebildet sein. Insbesondere kann in einem oder mehreren Zwischenräumen intumeszierendes Material angeordnet sein, um zusätzlich eine Brandschutzfunktion zu erhalten.
Dem Fachmann ist der grundlegende Aufbau einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe aus der industriellen Scheibenfertigung und aus der Patentliteratur wohlbekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
Die Sicherheitsscheibe bzw. die darin verbauten Scheiben sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können aus nicht vorgespanntem, teilvorgespanntem oder vorgespanntem Glas bestehen.
Die Sicherheitsscheibe kann klar oder farblos, aber auch getönt, getrübt oder gefärbt sein. Die Sicherheitsscheibe kann transparent oder opak sein. Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Transmission für sichtbares Licht mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% beträgt. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.
Die Erfindung erstreckt sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenanordnung wie sie vorstehend beschrieben wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe,
Kippbare Lagerung der Sicherheitsscheibe in einem Scheibenlager,
Einspannen mindestens eines elastisch verformbaren Mittels mindestens auf einer Seite der Sicherheitsscheibe zwischen der Sicherheitsscheibe oder einer Scheibenhalterung und dem Scheibenlager derart, dass einem Kippen der Sicherheitsscheibe aufgrund einer durch Verformung des elastisch verformbaren Mittels entstehenden Gegenkraft entgegengewirkt wird. Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend weiter erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Gleiche bzw. gleichwirkende Elemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung mit vertikaler Kraftaufnahme,
Figur 2 eine beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung mit horizontaler Kraftaufnahme,
Figur 3 eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung mit horizontaler Kraftaufnahme,
Figur 4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Sei zunächst Figur 1 betrachtet, worin anhand einer schematischen Schnittdarstellung eine insgesamt mit der Bezugszahl 100 bezeichnete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung veranschaulicht ist. Die Schnittdarstellung entspricht einem Schnitt senkrecht durch die Scheibenanordnung 100 (quer zur Scheibenebene).
Die Anordnung 100 umfasst eine explosionshemmende Sicherheitsscheibe 1 , die als laminierte Verbundscheibe mit hier beispielsweise vier planen Einzelscheiben 2, die jeweils durch eine thermoplastische Zwischenschicht 3 fest miteinander verbunden sind, ausgebildet ist. Möglich wäre auch eine größere oder kleinere Anzahl von Einzelscheiben 2. Die beiden Scheibenflächen 4, 4' der Sicherheitsscheibe 1 werden durch die Scheibenflächen der beiden äußersten Einzelscheiben 2 gebildet. Die Einzelscheiben 2 haben hier beispielsweise eine gleiche Dicke, wobei die Dicken auch unterschiedlich sein können. Die Sicherheitsscheibe 1 weist eine stirnseitige Randfläche 5 auf, welche sich aus den stirnseitigen Randflächen der Einzelscheiben 2 und den Zwischenschichten 3 ergibt. Die stirnseitige Randfläche 5 verbindet die beiden Scheibenflächen 4, 4' miteinander und ist senkrecht zu diesen angeordnet. Die beiden Scheibenflächen 4, 4' sind parallel und die Scheibenebene ist parallel zu den parallelen Ebenen der Einzelscheiben 2. Die stirnseitige Randfläche 5 ist hier beispielsweise plan, kann aber auch gerundet sein.
Alternativ wäre auch möglich, dass die Sicherheitsscheibe 1 in der Art einer Isolierglasscheibe ausgebildet ist, wobei die Einzelscheiben 2 über Abstandhalter miteinander verbunden sind, solange gewährleistet ist, dass eine solche Sicherheitsscheibe eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Die Einzelscheiben 2 bestehen vorzugsweise aus Glas, insbesondere Kalk-Natron-Glas, das getempert, teilgetempert oder nicht getempert sein kann. Die Gesamtdicke der Sicherheitsscheibe liegt vorteilhaft im Bereich von 16 bis 100 mm, um über eine ausreichende Festigkeit gegenüber den mit einer Explosion einhergehenden Druck- und Sogwellen zu verfügen. Die thermoplastischen Zwischenschichten 3 bestehen beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB). Die Dicke der zur Herstellung der Zwischenschichten 3 eingesetzten Folien liegt bevorzugt im Bereich von 0,76 mm bis 1 ,52 mm.
In der in Figur 1 veranschaulichten Ausgestaltung ist die Sicherheitsscheibe 1 in einer vertikalen Arbeitsposition gezeigt, d.h. die Scheibenebene ist vertikal (in Schwerkraftrichtung) ausgerichtet.
An der Sicherheitsscheibe 1 ist eine Scheibenhalterung 6 (bewegungs-)fest montiert. Die Scheibenhalterung 6 weist eine U-förmige Scheibenhalterung-Aufnahme 7 für einen Scheibenrand 8 der Sicherheitsscheibe 1 auf. Der Scheibenrand 8 umfasst die stirnseitige Randfläche 5 sowie hieran angrenzende randständige Bereiche der beiden Scheibenflächen 4, 4'. Die U-förmige Scheibenhalterung-Aufnahme 7 umgreift den Scheibenrand 8 auf beiden Scheibenseiten. Die Scheibenhalterung 6 umfasst eine plane Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 und zwei plane Scheibenhalterung-Seitenwände 10, 10', welche gemeinsam die U-förmige Scheibenhalterung-Aufnahme 7 bilden. Die Sicherheitsscheibe 1 liegt an der stirnseitigen Randfläche 5 der Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 mittelbar auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der bodenseitige Abschnitt der stirnseitigen Randfläche 5 einem (Abstands-) Klotz 26 unmittelbar auf, der seinerseits einer hier beispielsweise planen oberen Klemmstückfläche 22 eines Klemmstücks 12 unmittelbar aufliegt. Das Klemmstück 12 liegt an einer unteren Klemmstückfläche 23 der Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 unmittelbar auf. Die beiden Scheibenhalterung-Seitenwände 10, 10' liegen den Scheibenflächen 4, 4' unter Zwischenlage von Dichtmaterial 13 mittelbar auf. Das Dichtmaterial 13 besteht hier beispielsweise aus Gummiplatten (z.B. EPDM), die ausreichende Stabilität für die Klemmung aufweisen.
In dieser Ausgestaltung sind die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 und eine der beiden Scheibenhalterung-Seitenwände 10, 10', hier die Scheibenhalterung-Seitenwand 10', als gemeinsames (starres) Bauteil einstückig ausgebildet. Die andere Scheibenhalterung-Seitenwand 10 ist gegenüber diesem Bauteil lösbar und kann mittels einer Klemmschraube 11 mit dem Bauteil fest verbunden werden, wobei der in der U-förmigen Scheibenhalterung-Aufnahme 7 aufgenommene Scheibenrand 8 zwischen den beiden Scheibenhalterung-Seitenwänden 10, 10' geklemmt wird. Die Klemmschraube 11 kann hier beispielsweise in das Klemmstück 12 eingeschraubt werden. Die Scheibenhalterung 6 ist auf diese Weise am Scheibenrand 8 bewegungsfest montiert. Die Scheibenhalterung 6 ist auf diese Weise am Scheibenrand 8 fest angebracht.
Die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 ist in Arbeitsposition senkrecht zur Scheibenebene, d.h. hier horizontal ausgerichtet. Die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 steht in einer Richtung quer zur Plattenebene gegenüber den beiden Scheibenflächen 4, 4' vor bzw. überragt diese, so dass sie über zwei überstehende Plattenabschnitte 14, 14' verfügt.
Die Scheibenhalterung 6 ist nur teilumfänglich ausgebildet, d.h. sie umläuft den Scheibenrand 8 nicht vollständig. Vorzugsweise ist die Scheibenhalterung 6 nur an einem bodenseitigen Teil des Scheibenrands 8 angeordnet. Bei einer typischen Rechteck- oder Quadratform der Sicherheitsscheibe 1 ist die Scheibenhalterung 6 vorzugsweise nur an einem bodenseitigen geradlinigen Abschnitt des Scheibenrands 8 angeordnet.
Die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 ist kippbar auf die Auflagefläche 24 eines Lagerbocks 15 (lose) aufgesetzt. Die Auflagefläche 24 des Lagerbocks 15 hat zu diesem Zweck eine gekrümmte Form, wobei die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 der höchsten Stelle des Lagerbocks 15 aufliegt. Dies ist die Lagerstelle 16 des Lagerbocks 15. Ausgehend von der Lagerstelle 16 krümmt sich der Lagerbock 15 in beiden Richtungen senkrecht zur Scheibenebene von der Sicherheitsscheibe 1 (stirnseitige Randfläche 5) bzw. Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 weg, so dass die Sicherheitsscheibe 1 in beide Richtungen quer zur Scheibenebene kippen kann.
Die Anordnung 100 umfasst weiterhin ein Scheibenlager 17, das über eine plane Scheibenlager- Trägerplatte 18 verfügt. Der Lagerbock 15 ist mit der Scheibenlager-Trägerplatte 18 (bewe- gungs-)fest verbunden, was in Figur 1 nicht näher dargestellt ist. Der Lagerbock 15 kann mit der Scheibenlager-Trägerplatte 18 zu diesem Zweck auch einstückig ausgebildet sein, d.h. ein gemeinsames (starres) Bauteil bilden. Wenn die Sicherheitsscheibe 1 nicht verkippt ist, ist die Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 parallel zur Scheibenlager-Trägerplatte 18 angeordnet.
Um die Kippbewegung der Sicherheitsscheibe 1 zu hemmen, ist auf beiden Scheibenseiten jeweils zwischen dem überstehenden Plattenabschnitt 14, 14' der Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 und der Scheibenlager-Trägerplatte 18 ein elastisch verformbares Mittel 20 eingespannt, das hier beispielsweise als Feder, z.B. Schraubenfeder, ausgebildet ist. Die elastisch verformbaren Mittel 20 sind jeweils so angeordnet bzw. eingespannt, dass eine elastische Verformung parallel zur Scheibenebene erfolgt, hier senkrecht zur Scheibenlager-Trägerplatte 18, also in vertikaler Richtung. Die Kompressionsachsen (Federachsen) 21 sind vertikal gerichtet, was in Figur 1 schematisch dargestellt ist.
Im Falle einer Explosion, hier beispielsweise auf der Scheibenseite der Scheibenfläche 4' (in Figur 1 rechte Scheibenseite), wirkt auf die Scheibenfläche 4' eine Druckwelle ein, was dazu führt, dass die Sicherheitsscheibe 1 gekippt wird (in Figur 1 nach links). Dies hat zur Folge, dass das auf der anderen Scheibenseite befindliche elastisch verformbare Mittel 20 komprimiert wird und die hierdurch erzeugte elastische Gegenkraft der Kippbewegung der Sicherheitsscheibe 1 entgegenwirkt. Die auf die Sicherheitsscheibe 1 einwirkende Druckwelle kann somit absorbiert werden. Umgekehrt wird bei der anschließend eintretenden Sogwelle die Sicherheitsscheibe 1 in die andere Richtung gekippt, wobei das auf der anderen Scheibenseite befindliche elastisch verformbare Mittel 20' komprimiert wird, so dass die hierdurch erzeugte elastische Gegenkraft der Kippbewegung der Sicherheitsscheibe 1 entgegenwirkt. Die bei einer Explosion auf die Sicherheitsscheibe 1 einwirkenden Druck- und Sogkräfte, die zu einem Kippen der Sicherheitsscheibe 1 in die beiden gegensätzlichen Richtungen quer zur Scheibenebene führen, können somit zuverlässig und sicher aufgenommen werden. Im Falle einer Explosion auf der anderen Scheibenseite können die Druck- und Sogkräfte analog aufgenommen werden.
Figur 2 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung 100. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zur Ausgestaltung von Figur 1 erläutert und im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen.
Bei dieser Ausgestaltung ist für die Scheibenhalterung 6 keine Scheibenhalterung-Trägerplatte 9 vorgesehen. Die Scheibenhalterung 6 umfasst zwei (vertikale) Scheibenhalterung-Seitenwände 10, 10' zwischen denen die Sicherheitsscheibe 1 geklemmt ist. Die stirnseitige Randfläche 5 der Sicherheitsscheibe 1 sitzt unter Zwischenlagerung des (Abstands-) Klotzes 26 der planen oberen Klemmstückfläche 22 des Klemmstücks 12 auf. Die beiden Scheibenhalterung-Seitenwände 10, 10' sind jeweils über Klemmschrauben 1 1 mit dem quaderförmigen Klemmstück 12 fest verbunden.
Das Klemmstück 12 der Scheibenhalterung 6 liegt über seine plane untere Klemmstückfläche 23 direkt dem Lagerbock 15 lose auf, der hier im Schnitt senkrecht zur Scheibenebene beispielsweise eine Halbkugelform hat. Wenn die Sicherheitsscheibe 1 nicht gekippt, d.h. vertikal ausgerichtet ist, ist die untere Klemmstückfläche 23 senkrecht zur Scheibenebene gerichtet, d.h. horizontal ausgerichtet. Die Sicherheitsscheibe 1 kann somit relativ zum Lagerbock 15 in beiden gegensätzlichen Richtungen senkrecht zur Scheibenebene gekippt werden. Der Lagerbock 15 ist beispielsweise ein in Achsrichtung durchtrennter Halbzylinder. Möglich wäre auch eine oder mehrere Halbkugeln (Kalotten) vorzusehen.
Das Scheibenlager 17 umfasst, neben dem Lagerbock 15, eine plane Scheibenlager-T rägerplatte 18, die senkrecht zur Scheibenebene gerichtet ist (d.h. horizontal) und zwei hiermit verbundene Scheibenlager-Seitenwände 19,19', die parallel zur Scheibenebene gerichtet sind (d.h. vertikal). Gemeinsam formen sie eine U-förmige Scheibenlager-Aufnahme 25 für den Scheibenrand 8 bzw. Scheibenhalterung 6.
Um die Kippbewegung der Sicherheitsscheibe 1 zu hemmen, ist auf beiden Scheibenseiten jeweils zwischen den Scheibenhalterung-Seitenwänden 10, 10' und den Scheibenlager-Seitenwänden 19,19', die allesamt parallel zur Scheibenebene gerichtet sind (d.h. vertikal), jeweils ein elastisch verformbares Mittel 20 eingespannt, das hier beispielsweise als längliche Schraubenfeder ausgebildet ist. Die elastisch verformbaren Mittel 20 sind jeweils so angeordnet, dass die Einspannung und die elastische Verformung senkrecht zur Scheibenebene erfolgt, d.h. hier parallel zur Scheibenlager-Trägerplatte 18, also in horizontaler Richtung. Die Kompressionsachsen (Federachsen) 21 sind vertikal ausgerichtet, was in Figur 2 schematisch dargestellt ist.
Figur 3 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Scheibenanordnung 100. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zur Ausgestaltung von Figur 2 erläutert und im Übrigen wird auf die Ausführungen zu Figur 2 verwiesen. Bei dieser Ausgestaltung ist keine Scheibenhalterung 6 vorgesehen. Die plane stirnseitige Randfläche 5 der Sicherheitsscheibe 1 sitzt einer hier planen Lagerbockfläche 24 des Lagerbocks 15 direkt auf. Der Lagerbock 15 ist hier beispielsweise quaderförmig ausgebildet, wobei die Abmessung des Lagerbocks 15 senkrecht zur Scheibenebene in etwa der Abmessung der stirnseitigen Randfläche 5 entspricht. Die Sicherheitsscheibe 1 kann somit relativ zum Lagerbock 15 in beiden gegensätzlichen Richtungen senkrecht zur Scheibenebene gekippt werden.
Das Scheibenlager 17 umfasst, neben dem Lagerbock 15, eine plane Scheibenlager-T rägerplatte 18, die senkrecht zur Scheibenebene gerichtet ist (d.h. horizontal) und zwei hiermit verbundene Scheibenlager-Seitenwände 19,19', die parallel zur Scheibenebene gerichtet sind (d.h. vertikal). Gemeinsam formen sie eine U-förmige Scheibenlager-Aufnahme 25 für den Scheibenrand 8.
Um die Kippbewegung der Sicherheitsscheibe 1 zu hemmen, ist auf beiden Scheibenseiten jeweils zwischen der Sicherheitsscheibe 1 und den Scheibenlager-Seitenwänden 19,19', die allesamt parallel zur Scheibenebene gerichtet sind (d.h. vertikal), jeweils ein elastisch verformbares Mittel 20 eingespannt, das hier beispielsweise als Gummipuffer ausgebildet ist. Die elastisch verformbaren Mittel 20 sind jeweils so angeordnet, dass eine elastische Verformung senkrecht zur Scheibenebene erfolgt, d.h. hier parallel Scheibenlager-Trägerplatte 18, hier also in horizontaler Richtung. Die elastisch verformbaren Mittel 20 haben beispielsweise direkten Kontakt zur Sicherheitsscheibe 1 und den Scheibenlager-Seitenwänden 19,19'.
In Figur 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Flussdiagramms veranschaulicht. Die Schritte a), b) und c) betreffen:
(a) Bereitstellen einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe,
(b) Kippbare Lagerung der Sicherheitsscheibe in einem Scheibenlager,
(c) Einspannen eines elastisch verformbaren Mittels mindestens auf einer Seite der Sicherheitsscheibe zwischen der Sicherheitsscheibe und dem Scheibenlager derart, dass einem Kippen der Sicherheitsscheibe aufgrund einer durch Verformung des elastisch verformbaren Mittels entstehenden Gegenkraft entgegengewirkt wird.
Wie sich aus vorstehender Erfindungsbeschreibung ergibt, zeigt die Erfindung eine neuartige Scheibenanordnung mit einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe, durch die Druck- und Sogwellen einer Explosion durch Kippen der Sicherheitsscheibe und die damit einhergehende elastische Verformung eines oder mehrerer elastisch verformbarer Mittel und deren elastische Gegenkraft zumindest teilweise absorbiert werden können. Die Lagerung der Sicherheitsscheibe kann somit weitaus weniger stark dimensioniert werden, wodurch sich das Gewicht und die Materialkosten der Lagerung der Sicherheitsscheibe verringern. Zudem kann einer Beschädigung der Lagerung der Sicherheitsscheibe zuverlässig und sicher vermieden werden. Die Scheibenanordnung kann in der industriellen Serienfertigung einfach und kostengünstig realisiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitsscheibe
2 Einzelscheibe
3 Zwischenschicht
4,4' Scheibenfläche
5 stirnseitige Randfläche
6 Scheibenhalterung
7 Scheibenhalterung-Aufnahme
8 Scheibenrand
9 Scheibenhalterung-Trägerplatte
10,10' Scheibenhalterung-Seitenwand
11 Klemmschraube
12 Klemmstück
13 Dichtmaterial
14,14' überstehender Plattenabschnitt
15 Lagerbock
16 Lagerstelle
17 Scheibenlager
18 Scheibenlager-Trägerplatte
19,19' Scheibenlager-Seitenwand
20, 20' elastisch verformbares Mittel
21 Kompressionsachse
22 obere Klemmstückfläche
23 untere Klemmstückfläche
24 Auflagefläche
25 Scheibenlager-Aufnahme
26 Klotz
100 Anordnung

Claims

Patentansprüche
1 . Scheibenanordnung (100), welche umfasst: eine explosionshemmende Sicherheitsscheibe (1 ), ein Scheibenlager (17), in dem die Sicherheitsscheibe (1 ) kippbar gelagert ist, mindestens auf einer Scheibenseite mindestens ein elastisch verformbares Mittel (20, 20'), das zwischen der Sicherheitsscheibe (1 ) oder einer an der Sicherheitsscheibe (1 ) fest angebrachten Scheibenhalterung (6) und dem Scheibenlager (17) so eingespannt ist, dass einem explosionsbedingten Kippen der Sicherheitsscheibe (1 ) durch die elastische Federkraft des elastisch verformbaren Mittels (20, 20') entgegengewirkt wird.
2. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 1 , bei welcher auf beiden Scheibenseiten jeweils mindestens ein elastisch verformbares Mittel (20, 20') angeordnet ist.
3. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 2, bei welcher die Sicherheitsscheibe (1 ) durch die elastisch verformbaren Mittel (20, 20') auf beiden Scheibenseiten in ihrer Lage fixiert ist.
4. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher das Scheibenlager (17) mindestens einen Lagerbock (15) aufweist, auf dem die Sicherheitsscheibe (1 ) kippbar gelagert ist.
5. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 4, bei welcher der mindestens eine Lagerbock (15) im Schnitt quer zur Scheibenebene eine gekrümmte Auflagefläche (24) aufweist, wobei die Auflagefläche (24) des Lagerbocks (15), ausgehend von einer Lagerstelle (16) für die Sicherheitsscheibe (1 ), in Richtung quer zur Scheibenebene von der Sicherheitsscheibe (1 ) weg gekrümmt ist.
6. Scheibenanordnung (100) nach Anspruch 4, bei welcher der mindestens eine Lagerbock (15) eine plane Auflagefläche (24) aufweist.
7. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die Sicherheitsscheibe (1 ) allein durch Schwerkraft aufliegend auf dem Scheibenlager (17) kippbar gelagert ist.
8. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher mindestens ein elastisch verformbares Mittel (20, 20') zur Erzeugung der elastischen Gegenkraft parallel zur Scheibenebene eingespannt und verformbar ist.
9. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher mindestens ein elastisch verformbares Mittel (20, 20') zur Erzeugung der elastischen Gegenkraft senkrecht oder schräg zur Scheibenebene eingespannt und verformbar ist.
10. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher die Sicherheitsscheibe (1 ) eine fest angebrachte Scheibenhalterung (6) aufweist, wobei die Scheibenhalterung (6) nur teilumlaufend ausgebildet ist.
1 1. Scheibenanordnung (10) nach Anspruch 10, bei welcher die Scheibenhalterung eine im Schnitt quer zur Scheibenebene U-förmige Scheibenhalterung-Aufnahme (7) für den Scheibenrand (8) aufweist.
12. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , bei welcher das Scheibenlager (17) im Schnitt quer zur Scheibenebene eine U-förmige Scheibenlager-Aufnahme (25) für den Scheibenrand (8) aufweist.
13. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher die Sicherheitsscheibe (1 ) eine fest angebrachte Scheibenhalterung (6) aufweist, wobei die Scheibenhalterung (6) teilumlaufend ausgebildet ist, und wobei die Scheibenhalterung (6) eine Scheibenhalterung-Trägerplatte (9) zur Auflagerung einer stirnseitigen Randfläche (5) der Sicherheitsscheibe (1 ) umfasst, das Scheibenlager (17) eine Scheibenlager-Trägerplatte (18) umfasst, wobei die Scheibenhalterung-Trägerplatte (9) quer zur Scheibenebene an zwei überstehenden Plattenabschnitten (14, 14') in Bezug auf die Sicherheitsscheibe (1 ) übersteht und auf beiden Scheibenseiten zwischen den zwei überstehenden Plattenabschnitten (14, 14') und der Scheibenlager-Trägerplatte (9) jeweils ein elastisch verformbares Mittel (20, 20') eingespannt ist.
14. Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher das Scheibenlager (17) im Schnitt quer zur Scheibenebene eine U-förmige Aufnahme für den Scheibenrand (8) aufweist, wobei das Scheibenlager (17) eine Scheibenlager-Trägerplatte (18) und zwei Scheibenlager-Seitenwände (19, 19') umfasst, wobei auf beiden Scheibenseiten zwischen der Sicherheitsscheibe (1 ) und den Scheibenlager-Seitenwänden (19, 19') jeweils ein elastisch verformbares Mittel (20, 20') eingespannt ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Scheibenanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen einer explosionshemmenden Sicherheitsscheibe (1 ),
Kippbare Lagerung der Sicherheitsscheibe (1 ) in einem Scheibenlager (17),
Einspannen eines elastisch verformbaren Mittels (20, 20') mindestens auf einer Scheibenseite zwischen der Sicherheitsscheibe (1 ) oder einer an der Sicherheitsscheibe (1 ) fest ange- brachten Scheibenhalterung (6) und dem Scheibenlager (17) derart, dass einem Kippen der Sicherheitsscheibe (1 ) durch elastische Gegenkraft entgegengewirkt wird.
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