DE102004050214A1 - Profil aus Glas-Kunststoff-Verbund - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Konstruktionselement anzugeben, mit dem sowohl hochtransparente als auch farblich gestaltete Profile geschaffen und definierte Lasten quer und längs des Profils abgetragen werden können. DOLLAR A Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe dadurch, dass das Konstruktionselement ein Gerüst (1) aus Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) enthält und die Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) mit Glasscheiben (2) flächig verbunden sind. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus einem Verbund von verschiedenen Werkstoffen.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus einem Verbund von verschiedenen Werkstoffen.
• Diese Konstruktionselemente nutzen Synergieeffekte, die eine Verbesserung der Nutzungsfähigkeit ermöglichen. Aus architektonischen Gesichtspunkten werden für viele Anwendungsfälle hochtransparente Konstruktionselemente mit unterschiedlichen Querschnittsformen benötigt.
• Derartige Konstruktionselemente sind laut Stand der Technik in verschiedenen Ausführungen bekannt.
• In DE-PS 897 755 wird ein Profilträger aus mehreren zusammengesetzten Glasscheiben beschrieben. Die Zusammensetzung der Glasscheiben ermöglicht T-Doppel-T-, U-, Winkelprofile und Träger in Gitterform. Der Zusammenbau der einzelnen Glasscheiben kann durch Kitten, Verschweißen oder sonstige Verbindungen erfolgen. Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, dass einzelne Glasstreifen durch eine Umhüllung aus Zementmasse, Kunstharzmasse oder dergleichen zusammengehalten werden. Beschrieben sind auch Glasträger, die aus einem Stück durch Giessen, Walzen und Ziehen hergestellt sind sowie Ausführungen mit einer teilweisen Verstärkung des Steges.
• In DE 41 40 537 C2 ist ein gesicherter Glasträger angegeben, der wenigsten mit zwei Bohrungen versehen ist. In den Bohrungen werden Hülsen oder Bolzen gesteckt, die als Halte- oder Befestigungsmittel dienen. Dabei werden zwei Einscheiben-Sicherheitsgläser mit einer Verbundfolie verklebt. Eine Armierung, die zwischen den Hülsen oder Bolzen angeordnet ist oder diese Befestigungsmittel über- beziehungsweise umgreift, sichert im Fall des Bruchs eine Resttragfähigkeit.
• Ferner ist aus DE 195 30 572 C2 eine Gebäude-Tragkonstruktion bekannt, bei der mindestens ein Träger aus Glas und mindestens ein Zugelement verwendet werden. Dabei verläuft das vorgespannte Zugelement in Längsrichtung innerhalb eines im Glasträger gebildeten Kanals oder entlang der Unterseite. Die auftretende Zugbeanspruchung im Glasträger, die durch eine externe Belastung entsteht, soll damit überdrückt werden.
• In DE 299 00 802 U1 wird ein Träger aus Glas, Holz und Stahl beschrieben. Dabei werden Ober- und Untergurt aus Leimholz oder Stahl verwendet und Glas bildet den Steg, der aus Hohl-, Flach- oder Profilglas sowie in kombinierter Bauweise verwendet werden kann.
• Nach DE-OS 17 59 819 A ist ein Verbundträger bekannt, der aus Kunststoff und eingelagerten vorgespannten Rundstahleinlagen oder gelochten Bleche besteht.
• Ferner ist in DE 690 08 166 T2 ein stahlverstärktes Verbundelement aus Kunststoffbasis beschrieben. Dabei wird die Stahlverstärkung bei der Herstellung von Balken oder Säulen unter Verwendung der Pultrusionstechnik eingebracht. Dadurch ergibt sich eine zusätzliche Versteifung des Elementes und ermöglicht eine Befestigung von Profilen mit Schraubverbindungen.
• Aus DE 696 23 080 T2 ist bekannt, dass aus Verbundgläsern, die mindestens zwei Scheiben aus anorganischen Glas umfassen, zusammengeklebte Trag- und Konstruktionselemente entstehen, die hohle prismenfömige Säulen, Ständer, Pfeiler und Masten bilden und eine Länge von 4 Meter überschreiten.
• Aus EP 0 611 854 B1 ist eine Verbundplatte für Wand- und Gebäudeverkleidung bekannt, bei der mindestens eine Glasscheibe mittels Folien aus PVB oder PU in einer Dicke von etwa 0,4 Millimeter an eine Metallplatte geklebt wird.
• DE 199 58 372 C1 beschreibt eine Verbundglasscheibe für eine Glaskonstruktion. Die Verbundscheibe setzt sich aus mehreren Einzelscheiben, die durch eine organische Verbindungsschicht verklebt sind, zusammen. Zur Halterung dient ein an der Stirnseite herausgeführtes Haltelement.
• Bisherige Tragkonstruktionen aus einzelnen Glasscheiben, wie in der oben erwähnten Patentschrift DE 897 755 vorgestellt, besitzen keine definierbare Resttragfähigkeit, wenn ein Bruch einer Glasscheibe eintritt. Zur Absicherung der Tragfähigkeit im Gebrauchszustand werden dadurch größere Konstruktionsquerschnitte bzw. Glasscheiben benötigt, um eine niedrige Zugspannung im Glas zu erhalten.
• Um eine Resttragfähigkeit zu gewährleisten, werden zusätzliche Tragelemente aus einem anderen Werkstoff als Glas benötigt, die einen Teil der Beanspruchung ohne Verlust der eigenen Tragfähigkeit übernehmen können. In den Patenschriften DE 897 755 , DE 41 40 537 C2 , DE 195 30 572 werden dazu Lösungen beschrieben. Nachteilig dabei ist, dass die vollständige Transparenz der Tragkonstruktion verloren geht, z. B. durch Umhüllung von Glasstreifen mit Zementmasse ( DE 897 755 ), Armierung zwischen den Hülsen oder Bolzen aus Metall, Glasfaser, Kohlefaser ( DE 41 40 537 C2 ), vorgespanntes Zugelement innerhalb oder außerhalb des Glasträgers ( DE 195 30 572 ), Ober- und Untergurt aus Holz oder Stahl und allein der Steg aus Glas ( DE 299 00 802 U1 ). Bei Tragkonstruktionen aus Kunststoff wird zur Erhöhung der Tragfähigkeit bzw. zur Verkleinerung des Querschnittes eine Verbundbauweise mit Stahl in der Patentschrift DE 17 59 819 vorgeschlagen. Bei Verwendung eines transparenten Kunststoffes werden die eingelegten Rundstähle bzw. die gelochten Stahlbleche sichtbar und schränken die Transparenz des Trägers deutlich ein. Ähnlich wie in der Patentschrift DE 17 59 819 wird in der Patentschrift DE 690 08 166 T2 ein stahlverstärktes Verbundelement aus Kunststoffbasis vorgestellt, welches bei der Verwendung von transparenten Kunststoff nur eingeschränkt durch eingelagerte Stahlelemente transparent erscheint.
• Ein Herstellungsverfahrens ist in DE 696 23 080 T2 angegeben, wobei sich dieses auf die Herstellung der Tragkonstruktion mit Einzelelementen aus Verbundscheiben beschränkt, die mindestens zwei Scheiben aus anorganischen Glas umfassen und mit einer Folie aus Polyvinylbutyral getrennt sind. Die Tragfähigkeit der Konstruktion beruht dabei nur auf die Festigkeit der Glasscheiben, da die dünne Folie nicht genügend Tragfähigkeit besitzt. Im Bruchzustand werden die einzelnen Glasstücken durch die Folie zusammengehalten, eine definierbare Resttragfähigkeit ist aber nur bedingt vorhanden.
• In DE 199 58 372 C1 werden Verbundglasscheiben beschrieben, der Zusammenhalt der Glasscheiben im Bruchzustand wird über die organische Verbindungsschicht gewährleistet. Von einer definierbaren Resttragfähigkeit kann im Bruchzustand nur bedingt ausgegangen werden. Dabei können große Verformungen der Verbundglasscheibe auftreten. Zur Abtragung von Kräften und Momenten senkrecht zur Scheibe ist die vorgestellte Konstruktion ungeeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Konstruktionselement anzugeben, mit dem sowohl hochtransparente als auch farblich gestaltete Profile geschaffen und definierte Lasten quer und längs des Profils abgetragen werden können.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich durch eine Reihe von Charakteristika aus, hierzu zählen insbesondere:
• 1. Das Konstruktionselement kann in ästhetisch ansprechenden Ausführungen hergestellt werden. Dabei sind sowohl hochtransparente als auch farblich gestaltete Werkstoffkompositionen/Konstruktionsformen möglich.
• 2. Der Verbund zwischen den Glas- und Kunststoffscheiben des Konstruktionselementes kann durch einen Kleber erfolgen.
• 3. Das Konstruktionselement ermöglicht die Übertragung von Momenten, Quer- und Normalkräften.
• 4. Es können Querschnittsformen hergestellt werden, die denen der Profile des Metallbaues entsprechen, ohne dass zusätzliche Verstärkungen aus anderen Materialien neben Glas und Kunststoff erforderlich sind.
• 3. Die Übertragung von Schubkräften zwischen den einzelnen Scheiben dieses Profils kann allein über die Kunststoffkomponenten erfolgen. Bei einem Bruch der Glaskomponenten besitzt dieses Profil aufgrund der alleinigen Tragfähigkeit der Kunststoffkomponenten eine definierbare Resttragfähigkeit.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
• Darin zeigen:
• 1 einen schematischen Querschnitt eines Verbundprofils mit einem T-förmigen Kunststoffgrundprofil und
• 2 einen schematischen Querschnitt eines Doppel-T-Verbundprofils.
• In 1a ist das Kunststoffgerüst 1 für einen T-förmigen Querschnitt aus einer ersten Kunststoffscheibe 1.1 und einer dazu senkrecht angeordneten Kunststoffscheibe 1.2 zusammensetzt. Auf beide Kunststoffscheiben 1.1 und 1.2 sind beidseitig in Profillängsrichtung Glasscheiben 2 aufgeklebt. Die zwischen den beiden Kunststoffscheiben 1.1 und 1.2 angeordnete Verbindung 3.1 kann durch Kleben, Verschweißen oder andere geeignete Verfahren erfolgen. Die Verbindung 3.3 der Kunststoffscheiben 1.1 und 1.2 mit den Glasscheiben 2 wird vorteilhaft durch Kleben hergestellt. Die in der einspringenden Ecke sich treffenden streifenförmigen Glasscheiben 2 sind mit der Verbindung 3.2 aneinander befestigt. Im dargestellten Beispiel ist hierzu ebenfalls eine Klebeverbindung vorgesehen. Es sind aber auch Ausführungen möglich, bei denen in Ecken, in denen die Glasscheiben 2 aneinander stoßen, keine Verbindung 3.2 vorhanden ist.
• In 1b ist die Tragkonstruktion für einen T-förmigen Querschnitt, der aus einem einstückig hergestellten Kunststoffgerüst 1 mit aufgeklebten Glasscheiben 2 besteht, gezeigt. Die weiteren Einzelheiten entsprechen der in 1a dargestellten Ausführung. Dabei ist es auch möglich, dass die Flansche eine unterschiedliche Breite aufweisen. Es sind Ausführungen möglich, bei denen in Ecken, in denen die Glasscheiben 2 aneinander stoßen, keine Verbindung 3.2 vorhanden ist.
• 2a zeigt eine Ausführungsform für eine Tragkonstruktion mit Doppel-T-Profil. Das Kunststoffgerüst 1 besteht aus den beiden waagerechten Kunststoffscheiben 1.1 und der dazwischen angeordneten senkrechten Kunststoffscheibe 1.2. Alle drei Kunststoffscheiben sind wieder mit in Profillängsrichtung aufgeklebten Glasscheiben 2 versehen. Die Verbindung 3.1 zwischen den Kunststoffscheiben 1.1 und 1.2 kann dabei sowohl durch Kleben, als auch durch Verschweißen oder ähnliche Verbindungen erfolgen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Verbindungen 3.3 zwischen den Kunststoffscheiben 1.1 und 1.2 mit den Glasscheiben 2 durch eine Kleberschicht hergestellt. Die sich in der einspringenden Ecke treffenden Glassteifen 2 sind hierbei ebenfalls verklebt. Es sind aber auch Ausführungen möglich, bei denen in Ecken, in denen die Glasscheiben 2 aneinander stoßen, keine Verbindung 3.2 vorhanden ist.
• In 2b ist die Tragkonstruktion für einen Doppel-T-förmigen Querschnitt, der aus einem einstückigen Kunststoffgerüst 1 mit aufgeklebten Glasscheiben 2 besteht, dargestellt. Es sind Ausführungen möglich, bei denen in Ecken, in denen die Glasscheiben 2 aneinander stoßen, keine Verbindung 3.2 vorhanden ist.

1

Kunststoffgerüst

1.1

erste Kunststoffscheibe

1.2

zur ersten Kunststoffscheibe senkrecht angeordnete

Kunststoffscheibe

2

Glasscheibe

3

Verbindung

3.1

Verbindung zwischen Kunststoffteilen

3.2

Verbindung zwischen Glasscheiben

3.3

Verbindung zwischen Glas und Kunststoff

Claims (9)

1. Konstruktionselement aus einem Verbund von verschiedenen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement ein Gerüst (1) aus Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) enthält und die Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) mit Glasscheiben (2) flächig verbunden sind.
2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (2) an den Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) mittels Kleber befestigt sind.
3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) miteinander verbunden sind.
4. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgerüstes (1) aus nur einem Stück besteht.
5. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Ecken, in denen die Glasscheiben (2) aneinander stoßen, eine Verbindung (3.2) angebracht ist.
6. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der Glasscheiben (2) und/oder der Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) und/oder der Verbindungen (3) über den Querschnitt und/oder der Profillängsrichtung unterschiedlich sind.
7. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasscheiben (2) und/oder die Kunststoffscheiben (1.1, 1.2) und/oder die Verbindungen (3) farblich gestaltet sind.
8. Konstruktionselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konstruktionselement als Profilträger mit Querschnitten, die im Stahlbau typisch sind, ausgebildet ist.
9. Konstruktionselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger einen T- oder Doppel-T-Querschnitt aufweist.