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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung von Membrankonstruktionen nach Patentanspruch 1. Insbesondere handelt es sich um eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung von Membrankonstruktionen mit mindestens einer äußeren flexiblen Membran sowie mit mindestens einer inneren flexiblen Membran.
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Membrankonstruktionen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden seit Längerem beispielsweise Anwendung in Form von Überdachungen oder Fassaden. Beispielsweise werden diese Membrankonstruktionen häufig für Fassaden oder Überdachungen für Bauten wie Fußballstadien, Verkehrsbauten, Überdachungen von Ladenstraßen oder Messehalten verwendet. Die flexiblen Membranen in der Membrankonstruktion können ein- oder mehrlagig sein und aus Kunststofffolien oder Textilien bestehen und entweder durch Träger oder Seilkonstruktionen unter- oder oberseitig gespannt bzw. abgedeckt sein.
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Häufig werden die flexiblen Membranen mittels mechanischer oder pneumatischer Vorspannung vorgespannt und stabilisiert. Im Fall der pneumatischen Vorspannung nennt man die Membrankonstruktion auch Pneu. Eine Variante der Pneus sind die so genannten pneumatisch gestützten Kissen. Sie werden auch häufig nur Kissen genannt. Die aus mindestens zwei Lagen bestehenden Kissen entstehen durch das Zusammenfügen der flexiblen Membranen zu nahezu mediendichten Kammern (Volumina). Zweilagige Kissen bilden eine Kammer (ein Volumen), dreilagige Kissen zwei Kammern (zwei Volumina), usw. Die Kammern (Volumina) werden mit einem Medium gefüllt. Das Medium ist häufig Luft. Jedes Volumen weist an den Grenzflächen zu einem anderen Volumen oder an den Grenzflächen zur Umgebung eine Druckdifferenz auf. Die Druckdifferenz führt zu einer Beanspruchung und zu einer Krümmung der flexiblen Membranen.
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Bei äußeren Lasten verändern sich die Drücke und die Druckdifferenzen an den Grenzflächen und somit auch die Position der flexiblen Membranen und die Form des Membranelementes. Die Druckdifferenz an der Grenzfläche eines Volumens bewirkt eine Vorspannung der betreffenden verbundenen flexiblen Membranen. Die Vorspannung dient der Stabilität und der Verformungsreduktion der flexiblen Membranen und des gesamten Kissens bei äußeren Lasten.
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Als Folienwerkstoff für die flexiblen Membranen wird häufig Ethylen-Tetrafluroethylen-Co-Polymer, abgekürzt ETFE oder E/TFE, eingesetzt. Die verbundenen flexiblen Membranen übertragen äußere Lasten, beispielsweise hervorgerufen durch Wind, Schnee und/oder Wasser, gemeinsam mit ihrem Eigengewicht und ihrer ggf. vorhandenen Vorspannung in eine Befestigungsvorrichtung, über welche alle genannten Lasten gemeinsam mit dem Eigengewicht der Befestigungsvorrichtung in die Trägerkonstruktion weitergeleitet werden.
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Die flexiblen Membranen haben an ihren Rändern eine Kedertasche, in der sich ein Keder, also eine zumeist annähernd runde Schnur, befindet. Sie besteht häufig aus EPDM, PVC oder einem anderen Kunststoff, zuweilen auch aus Metall. Die flexiblen Membranen stehen häufig mittels Kedertasche, Keder und Kederschiene in Wirkeingriff mit der Befestigungsvorrichtung. Die Befestigungsvorrichtung steht mittels verschiedener Verbindungstechniken, zumeist mittels Schraubenverbindung, im Wirkeingriff mit einer Trägerkonstruktion, d. h. sie ist mit der Trägerkonstruktion dauerhaft verbunden. Die Trägerkonstruktion ist im Fall von Gebäuden häufig ein festes Bauteil, ein Tragwerksteil oder ein Fundament.
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Bei herkömmlichen Befestigungsvorrichtungen bilden die angrenzenden Übergangsbereiche seitlich der Befestigungsvorrichtung, neben der Befestigungsvorrichtung selbst, eine so genannte Wärmebrücke, da die flexiblen Membranen in einem Punkt bzw. in einer Linie am Einlaufpunkt der Befestigungsvorrichtung zusammenlaufen, beispielsweise bei allen Pneus mit nur einer umlaufenden Befestigungsvorrichtung. Dies liegt daran, dass dort keine nennenswerte Distanz, bzw. kein signifikantes wärmedämmendes Medien- bzw. Luftpolster zwischen äußeren und inneren flexiblen Membranen der Membrankonstruktion existiert und die Bauteildicke des Membranelementes demzufolge extrem gering ist.
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Aufgrund der oben genannten Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung für Membrankonstruktionen anzugeben, welche den Wärmestrom durch die Befestigungsvorrichtung deutlich verringert und die Entstehung von Tauwasser minimiert.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.
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Demgemäß handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung von Membrankonstruktionen mit mindestens einer äußeren flexiblen Membran sowie mit mindestens einer inneren flexiblen Membran, wobei die Befestigungsvorrichtung mindestens eine erste Kederschiene zum Befestigen der mindestens einen äußeren flexiblen Membran sowie mindestens eine zweite Kederschiene zum Befestigen der mindestens einen inneren flexiblen Membran aufweist. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ein Gehäuseprofil auf, welches dazu ausgebildet ist, die mindestens eine erste Kederschiene sowie die mindestens eine zweite Kederschiene aufzunehmen. Ferner ist ein Stegprofil vorgesehen, welches mit den flexiblen Membranen des Membrankonstruktion in Kontakt steht und derart an dem Gehäuseprofil befestigt ist, sodass die mindestens eine äußere flexible Membran von der mindestens einen inneren flexiblen Membran beabstandet ist.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. So dient die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung in besonders vorteilhafter Weise dazu, Wärmebrücken zwischen der äußeren flexiblen Membran und der inneren flexiblen Membran zu verhindern, da die äußere Membran erfindungsgemäß durch ein Stegprofil von der inneren Membran beabstandet ist. Somit wird durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung auch das Risiko einer Taupunktunterschreitung innerhalb der Membrankonstruktion minimiert.
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Auch ist es bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung, durch die Verwendung mehrerer Kederschienen, sehr einfach möglich, einzelne Membranen der Membrankonstruktion auszuwechseln, was die Wartungskosten deutlich verringert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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So ist es in einer vorteilhaften Realisierung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung vorgesehen, dass die Befestigungsvorrichtung mindestens ein Dämmelement aufweist, welches zur Unterbrechung von Wärmebrücken lösbar zwischen der mindestens einen äußeren flexiblen Membran und der mindestens einen inneren flexiblen Membran angeordnet ist. Somit ist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung, neben luftgefüllten Hohlräumen, mit mindestens einem Wärmedämmelement ausgestattet. Das Wärmedämmelement kann aus einem oder mehreren Werkstoffen mit möglichst geringen Wärmedurchgangskoeffizienten bestehen. Poröse Werkstoffe kommen ebenfalls in Frage, sofern sie eine zur Kraftübertragung nötige Druckfestigkeit aufweisen. Der Einsatz solcher Wärmedämmelemente führt in Kombination mit den luftgefüllten Hohlräumen der Befestigungsvorrichtung zu einer Reduktion des Wärmestroms durch die Befestigungsvorrichtung, im Vergleich mit bislang bekannten Befestigungsvorrichtungen. Zusätzlich ist das erfindungsgemäße Wärmedämmelement nicht innerhalb der Membrankonstruktion eingeschlossen, also beispielsweise eingeschweißt, eingeklebt oder eingenäht, sondern liegt örtlich fixiert innerhalb der leicht zugänglichen Befestigungsvorrichtung. Somit ist das erfindungsgemäße Wärmedämmelement einsetzbar und herausnehmbar ohne dass die Membrankonstruktion, z. B. ein zwei oder mehrlagiges Kissen geöffnet werden muss.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung weist mindestens die zweite Kederschiene eine Aussparung zur Aufnahme des mindestens einen Dämmelements auf. Wie es oben bereits beschrieben ist, ist das erfindungsgemäße Dämmelement lösbar zwischen der mindestens einen äußeren flexiblen Membran und der mindestens einen inneren flexiblen Membran angeordnet. Durch die zusätzliche Aufnahme des Wärmedämmelements in einer Aussparung der zweiten Kederschiene, ist gewährleistet, dass das zweite Wärmedämmelement stets richtig positioniert ist. Dies erleichtert vor allem die Montage der Membrankonstruktion an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
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Gemäß einer weiteren Umsetzung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung steht das Stegprofil mit einer weiteren flexiblen Membran in Kontakt, welche sich derart zwischen der mindestens einen äußeren flexiblen Membran der Membrankonstruktion erstreckt, sodass eine luftdichte Barriere zwischen der Befestigungsvorrichtung und einem Volumen, welches sich zwischen der mindestens einen äußeren flexiblen Membran und der mindestens einen inneren flexiblen Membran befindet, entsteht. Durch die Verbindung einer weiteren flexiblen Membran mit der mindestens einen äußeren flexiblen Membran und der mindestens einen inneren flexiblen Membran, beispielsweise mittels Verschweißung, Verklebung oder Vernähen, entsteht zwischen der äußeren flexiblen Membran und der inneren flexiblen Membran ein weiteres Volumen, welches bei Überdruck oder Unterdruck die Position der flexiblen Membranen und deren Vorspannung beeinflusst. Dieses Volumen mit der weiteren flexiblen Membran führt bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung zu einem stark reduzierten Wärmestrom durch das Gesamtsystem. Mit der Redzierung des Wärmestroms geht eine weitere Verringerung des Risikos der Taupunktunterschreitung und des Kondensatausfalls in der Befestigungsvorrichtung sowie am angrenzenden Übergangsbereich der flexiblen Membranen einher.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die weitere flexible Membran aus ETFE-Folie. Durch die Ausbildung der weiteren flexiblen Membran aus ETFE-Folie lässt sich diese problemlos mit der inneren flexiblen Membran und der äußeren flexiblen Membran der Membrankonstruktion verbinden und verhindert somit zuverlässig den Wärmedurchgang durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung weist diese ferner ein Einsatzprofil auf, welches lösbar mit dem Gehäuseprofil verbunden ist und dazu ausgebildet ist, die Kederschienen an der Befestigungsvorrichtung anzubringen. Das Einsatzprofil dient insbesondere dem Lastabtrag aus den flexiblen Membranen in das Gehäuseprofil. Je nach Anzahl und Ausgestaltung der in der Befestigungsvorrichtung befindlichen Kederschienen, kann das erfindungsgemäße Einsatzprofil unterschiedlich ausgebildet sein. Somit ist es grundlegend auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung jederzeit auf den Einsatz mehrerer oder weniger Kederschienen umgerüstet werden kann. Demnach ist es insbesondere möglich, der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung nach Wunsch weitere flexible Membranen hinzuzufügen.
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Besonders vorteilhafter Weise ist das Einsatzprofil durch eine Schraubenverbindung mit Sacklochgewindebohrung lösbar mit dem Gehäuseprofil verbunden. Durch den Einsatz von einer Schraubenverbindung mit Sacklochgewindebohrung ist die Verbindung zwischen dem Einsatzprofil und dem Gehäuseprofil effektiv vor Umwelteinflüssen geschützt und garantiert somit eine lang anhaltende Verankerung der Kederschienen an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung weist das Gehäuseprofil ein Deckelelement auf, welches lösbar mit dem Einsatzprofil verbunden ist. Somit ist es sehr einfach möglich, die werkseitig vorgefertigte Befestigungsvorrichtung auf der Baustelle zu montieren. Dazu ist es lediglich nötig, das Gehäuseprofil der Befestigungsvorrichtung durch Abschrauben des Deckelelements zu öffnen. Vorzugsweise ist das Deckelelement dabei über ein Befestigungselement, insbesondere Befestigungsschraube, mit dem Einsatzprofil und somit mit dem unteren Teil des Gehäuseprofils verbunden.
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Nach einer weiteren Umsetzung weist die Befestigungsvorrichtung mindestens ein zweites Dämmelement auf, welches zwischen dem Deckelelement und der mindestens einen äußeren flexiblen Membran angeordnet ist. Das mindestens eine zweite Wärmedämmelement dient dazu, Wärmebrücken innerhalb der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung noch weiter reduzieren. Das erfindungsgemäße mindestens eine zweite Wärmedämmelement ist derart ausgebildet, dass dieses schnell und einfach, bei der Montage der Befestigungsvorrichtung, in den Innenraum derselbigen eingebracht werden kann.
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Vorteilhafterweise ist das mindestens eine zweite Wärmedämmelement derart ausgebildet, sodass die mindestens eine erste Kederschiene durch das zweite Wärmedämmelement gehalten wird. Wie es später mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden wird, ist es somit möglich, die Kederschiene innerhalb der Befestigungsvorrichtung zu fixieren und gleichzeitig Wärmebrücken innerhalb der Befestigungsvorrichtung wirkungsvoll zu verhindern.
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Gemäß einer weiteren Realisierung kann die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung ein Sicherungselement zur Sicherung vor dem Herausspringen der mindestens einen ersten Kederschiene aus dem Einsatzprofil aufweisen. Dieses Sicherungselement ist insbesondere bei der Montage einer Membrankonstruktion an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung von Vorteil.
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Nach einer weiteren Realisierung kann das Gehäuseprofil der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung nutartige Kanäle an der Unterseite und/oder an seitlichen Flanken, zum Befestigen der Befestigungsvorrichtung an einer Trägerkonstruktion, aufweisen. So ist es beispielsweise vorstellbar Hammerschrauben in den nutenartigen Kanälen des Gehäuseprofils aufzunehmen und diese mit dem Tragwerk zu verbinden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung mindestens ein Dichtungsprofil auf, welches derart ausgebildet ist, sodass in der Befestigungsvorrichtung befindliches Wasser über das Dichtungsprofil abgeführt werden kann. Auf diese Weise kann bei Wassereintritt oder bei Bildung von Kondensat in der Befestigungsvorrichtung das angesammelte Wasser aus der Befestigungsvorrichtung geleitet werden. Hierzu ist es denkbar, dass das oben erwähnte Dichtungsprofil rinnenförmig ausgebildet ist und entsprechend einem vorhandenen Gefälle, über eine im Tiefpunkt angeordnete Drainageöffnungen, Wasser aus der Befestigungsvorrichtung abführen kann.
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Nach einer weiteren Realisierung kann die erste Kederschiene einen Durchmesser aufweisen, welcher größer oder kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Kederschiene. Durch die Anbringung von Kederschienen mit unterschiedlichem Durchmesser ist es möglich, Membrankonstruktionen mit unterschiedlich dicken flexiblen Membranen an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung zu befestigen. So wäre es beispielsweise denkbar, Membrankonstruktionen an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung anzubringen, welche eine äußere Membran aufweisen die dicker ist als die innere flexible Membran.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Darstellungen in den Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 Ausführungsbeispiel einer Membrankonstruktion mit erfindungsgemäßer Befestigungsvorrichtung;
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2 Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
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3 Schnitt durch die Befestigungsvorrichtung gemäß 2 mit Unterstützungsseilen;
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4 perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stegprofils, welches mit den flexiblen Membranen einer Membrankonstruktion aus vier flexiblen Membranen verbunden ist;
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5 perspektivische Darstellung einer Membrankonstruktion aus zwei flexiblen Membranen;
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6 perspektivische Darstellung einer Membrankonstruktion aus acht flexiblen Membranen; und
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7 perspektivische Darstellung einer Ausführungsform des Gehäuseprofils einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
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In der folgenden Figurenbeschreibung sind gleiche oder gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Beispiel einer Membrankonstruktion mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 dargestellt. Bei der hier gezeigten Membrankonstruktion handelt es sich um eine Membrankonstruktion bestehend aus zwei so genannten Membrankissen. Die Membrankonstruktion weist eine erste bzw. zweite äußere flexible Membran 41, 42 sowie eine erste bzw. zweite innere flexible Membran 51, 52 auf. Wie es bereits durch 1 schematisch dargestellt ist, sind die Randbereiche der beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42 von den Randbereichen der beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52 durch die erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtungen 1 beabstandet, wodurch effektiv eine höhere Wärmedämmung erzielt werden kann.
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Im Einzelnen weist die in 1 dargestellte Membrankonstruktion somit vier flexible Membranen auf wodurch drei Volumina 71, 72, 73 gebildet werden. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass es sich bei der in 1 dargestellten Ausführungsform lediglich um ein Ausführungsbeispiel handelt. Dementsprechend ist es insbesondere auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 dazu dient eine Membrankonstruktion mit bis zu acht übereinander liegenden flexiblen Membranen (vgl. 6) zu befestigen.
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Da es sich bei der abgebildeten Membrankonstruktion um ein pneumatisch gespanntes Membrankissen handelt, kann dieses beispielsweise einen Medieneinlass 61 aufweisen, über welchen der Membrankonstruktion beispielsweise Druckluft zugeführt werden kann. Zum Befüllen der Volumina 71 und 73 sind Überströmventile 421, 511 zwischen dem mittleren Volumen 72 und dem oberen bzw. unteren Volumen 73, 71 vorgesehen. Zur individuellen Anpassung der Krümmung der Membrankonstruktion weist sowohl das obere Volumen 73 sowie auch das untere Volumen 71 einen Medienauslass 62, 63 auf.
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2 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1, an welcher auf jeder Seite eine Membrankonstruktion mit vier flexiblen Membranen 41, 42, 51, 52 (vgl. 1) befestigt ist. Aus Gründen der Einfachheit wird im Folgenden lediglich auf eine Seite der Befestigungsvorrichtung 1 Bezug genommen, wobei hier jedoch angemerkt sei, dass die Befestigungsvorrichtung 1 vorzugsweise Achsensymmetrisch aufgebaut ist (vgl. 2 und 3).
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Bei den vier flexiblen Membranen 41, 42, 51, 52 handelt es sich um eine erste bzw. zweite äußere flexible Membran 41, 42 sowie um eine erste bzw. zweite innere flexible Membran 51, 52, welche eine Membrankonstruktion gemäß 1 ausbilden. Wie dargestellt, weist die Befestigungsvorrichtung 1 mindestens eine erste Kederschiene 13 zum Befestigen der ersten bzw. zweiten äußeren flexiblen Membran 41, 42 auf. Im Einzelnen ist die erste äußere Membran 41 dazu entlang eines Verbindungsbereichs 43 mit der zweiten äußeren Membran 42 verbunden und bildet somit eine Kedertasche. Die Kedertasche wird in die erste Kederschiene 13 eingeführt und dort durch den Keder 44 fixiert. Eine zweite Kederschiene 14 dient dazu die erste bzw. zweite innere flexible Membran 51, 52 an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 zu befestigen. Analog zu den beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42, sind auch die beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52, zum Ausbilden einer Kedertasche, entlang eines Verbindungsbereichs 53 miteinander verbunden. Die Verbindung der ersten inneren bzw. äußeren flexiblen Membran 41, 51 mit der jeweiligen zweiten inneren bzw. äußeren flexiblen Membran 42, 52 kann beispielsweise durch Verschweißen, Verkleben oder durch eine Naht erfolgen.
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Die Verbindung der vier flexiblen Membranen 41, 42, 51, 52 entlang ihrer Verbindungsbereiche 43, 53 ist beispielhaft in 4 dargestellt. Beispiele für Membrankonstruktionen mit zwei bzw. acht flexiblen Membranen sind in den 5 und 6 dargestellt. Auch hier sind die einzelnen flexiblen Membranen 41, 42, 42', 42'', 51, 52, 52', 52'' entlang von Verbindungsbereichen 43, 53 miteinander veschweißt, verklebt oder auch vernäht. Wie in 6 dargestellt, entstehen durch die Verbindung der vier äußeren flexiblen Membranen 41, 42, 42', 42'' drei obere Volumina 73, 73', 73'', während durch die Verbindung der vier inneren flexiblen Membranen 51, 52, 52', 52'' drei untere Volumina 71, 71', 71'' entstehen. Somit ergeben sich insgesamt sechs vorzugsweise luftdichte Volumina zwischen den Membranen der äußeren flexiblen Membranen 41, 42, 42', 42'' und den inneren flexiblen Membranen 51, 52, 52', 52''. Wie weiter unten näher erläutert werden wird, entsteht durch die erfindungsgemäße weitere flexible Membran 16 ein siebtes luftdichtes Volumen 72, welches zwischen der vierten äußeren flexiblen Membran 42'' und der ersten inneren flexiblen Membran 51 liegt.
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Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 (2 und 3) weist ferner ein Gehäuseprofil 11, 11' auf, welches dazu ausgebildet ist, die mindestens eine erste Kederschiene 13 sowie die mindestens eine zweite Kederschiene 14 aufzunehmen. Wie weiter unten näher erläutert werden wird, sind die ersten und beiden zweiten Kederschienen 13, 14 insbesondere durch ein Einsatzprofil 12 innerhalb des Gehäuseprofils 11, 11' angeordnet.
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Die Befestigungsvorrichtung 1 weist ferner ein Stegprofil 15 auf, welches mit den flexiblen Membranen 41, 51 des Membrankissens fest verbunden ist und derart an dem Gehäuseprofil 11, 11' befestigt ist, dass die äußeren flexiblen Membranen 41, 42 von den inneren flexiblen Membranen 51, 52 beabstandet sind. Folglich können durch die dargestellte Befestigungsvorrichtung 1 höhere Anforderungen an den Wärmeschutz von Systemen aus flexiblen Membranen mit einer umlaufenden Befestigungsvorrichtung 1 mit erfüllt werden, ohne dass es zweier, in unterschiedlichen Ebenen angebrachter Befestigungsvorrichtungen bedarf.
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Wie oben bereits erwähnt, ist es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungsvorrichtungen problematisch, dass die daran befestigten flexiblen Membranen an der Befestigungsvorrichtung in einer Linie zusammenlaufen, da sie dort miteinander zu einem möglichst luftdichten Bauteil verbunden werden. Dies führt zu einer sehr geringen Bauteildicke mit geringer Wärmedämmwirkung und entsprechend hohem Wärmedurchgang. Im Gegensatz dazu ist es bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 vorgesehen, dass zumindest die beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42, durch das Stegprofil 15, von den beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52 getrennt, also in einem Abstand voneinander, an der Befestigungsvorrichtung 1 angebracht werden.
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Zur Unterbrechung von Wärmebrücken weist die dargestellte Befestigungsvorrichtung 1 weiterhin mindestens ein erstes Wärmedämmelement 24 auf, welches lösbar zwischen den beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42 und den inneren flexiblen Membranen 51, 52 angeordnet ist. Wie dargestellt, ist das mindestens eine erste Wärmedämmelement 24 insbesondere hohl ausgebildet. Es ist jedoch selbstverständlich auch denkbar, dass das mindestens eine erste Wärmedämmelement 24 solide ausgebildet ist. Das mindestens eine erste Wärmedämmelement 24 ist aus einem oder mehreren Werkstoffen mit möglichst geringem Wärmedurchgangskoeffizient aufgebaut. Besonders vorteilhaft ist, dass das dargestellte mindestens eine Wärmedämmelement 24 nicht innerhalb der Membrankonstruktion eingeschlossen ist, sondern sich lösbar innerhalb der Befestigungsvorrichtung 1 befindet. Somit ist es zum Austausch des mindestens einen ersten Wärmedämmelements 24 lediglich notwendig das Gehäuseprofil 11, 11' der Befestigungsvorrichtung 1 zu öffnen und das mindestens eine erste Wärmedämmelement 24 zu entfernen.
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Wie es weiterhin den 2 und 3 entnommen werden kann, weist die mindestens eine zweite Kederschiene 14 eine Aussparung zur Aufnahme des mindestens einen ersten Wärmedämmelements 24 auf. Dadurch wird die Montage des mindestens einen ersten Wärmedämmelements 24 deutlich erleichtert und die richtige Positionierung des Wärmedämmelements 24 gewährleistet.
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Zur Reduzierung des Wärmestroms durch die Befestigungsvorrichtung 1 steht das Stegprofil 15 mit einer weiteren flexiblen Membran 16 in Kontakt. Die weitere flexible Membran 16 erstreckt sich derart zwischen den beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42 und den beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52, sodass eine luftdichte Barriere zwischen der Befestigungsvorrichtung 1 und einem Volumen 72 (4, 5, 6), welches sich zwischen den beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42 und den beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52 befindet, entsteht. Das Stegprofil 15 sowie die damit verbundene weitere flexible Membran 16 können mit den angrenzenden flexiblen Membranen 42, 51 derart verbunden sein, so dass das Stegprofil 15 und die weitere flexible Membran 16 – wie in den 4, 5 und 6 dargestellt – bogensegmentförmig ausgebildet sind. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass das Stegprofil 15 sowie die weitere flexible Membran 16 eckig ausgebildet sind.
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Die weitere flexible Membran 16 ist mit den beiden äußeren flexiblen Membranen 41, 42 so wie mit den beiden inneren flexiblen Membranen 51, 52 verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise mittels Verschweißung, Verklebung oder Vernähen der weiteren flexiblen Membran 16 mit der zweiten äußeren bzw. der ersten inneren flexiblen Membran 42, 51 erfolgen. Dabei ist es generell vorstellbar, dass sich die Verbindung entlang der Verbindungsbereiche 43, 53, entlang denen auch die flexiblen Membranen 41, 42 bzw. 51, 52 miteinander verbunden sind, erstreckt. Alternativ ist es jedoch selbstverständlich auch möglich, die weitere flexible Membran 16 an zweiten Verbindungsbereichen 43', 53' mit den angrenzenden flexiblen Membranen 42, 51 zu verbinden.
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In diesem Zusammenhang sei auch nochmals auf die 6 hingewiesen. Gemäß der Ausführungsform nach 6 ist die weitere flexible Membran 16 an zweiten Verbindungsbereichen 43', 53' mit den angrenzenden flexiblen Membranen 42'', 51 verbunden. Durch die Verbindung der weiteren flexiblen Membran 16 an zweiten Verbindungsbereichen 43', 53' wird ein besserer Halt der Verbindung zwischen den flexiblen Membranen 16, 42'', 51 gewährleistet.
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Zurückkommend auf die 2 bis 4 entsteht zwischen der zweiten äußeren flexiblen Membran 42 und der ersten inneren flexiblen Membran 51 ein luftdichtes Volumen 72, welches zu einem stark reduzierten Wärmestrom durch das Gesamtsystem führt. Die weitere flexible Membran 16 ist über das Stegprofil 15 gespannt und kann entlang der Verbindungsbereiche 43, 53 oder entlang der zweiten Verbindungsbereiche 43', 53' mit der zweiten äußeren flexiblen Membran 42 bzw. der ersten inneren flexiblen Membranen 51 verbunden werden.
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Die weitere flexible Membran 16 ist vorzugsweise aus ETFE-Folie hergestellt. Da auch die äußeren und inneren flexiblen Membranen 41, 42, 42', 42'', 51, 52, 52', 52'' der Membrankonstruktion üblicher Weise aus ETFE-Folie hergestellt werden, lässt sich demnach eine gute Verbindung (z. B. durch Verschweißen) herstellen.
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Wie oben bereits erwähnt, weist die Befestigungsvorrichtung 1 ferner ein Einsatzprofil 12 auf, welches lösbar mit dem Gehäuseprofil 11, 11' verbunden ist und dazu ausgebildet ist, die Kederschienen 13, 14 an der Befestigungsvorrichtung 1 anzubringen. Je nach Anzahl und Ausgestaltung der in der Befestigungsvorrichtung 1 befindlichen Kederschienen 13, 14 kann das Einsatzprofil 12 unterschiedlich ausgebildet sein. Somit ist es grundlegend auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1, durch Einsatz eines neuen Einsatzprofils 12, jederzeit auf die Anbringung mehrerer oder weniger Kederschienen umgerüstet werden kann.
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Das dargestellte Einsatzprofil 12 ist durch eine Schraubenverbindung 22 mit Sacklochgewindebohrung lösbar mit dem Gehäuseprofil 11, 11' verbunden. Ferner weist das in den 2 und 3 dargestellte Gehäuseprofil 11, 11' der Befestigungsvorrichtung 1 ein Deckelelement 11' auf, welches lösbar mit dem Einsatzprofil 12 verbunden ist. Im Einzelnen ist das Deckelelement 11' dabei über eine Befestigungsschraube 21, welche in einen Schraubkanal des Einsatzprofils 12 eingeschraubt wird, mit dem Einsatzprofil 12 und somit mit dem unteren Teil des Gehäuseprofils 11 verbunden. Durch das Deckelement 11' wird die Montage und die Wartung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 stark vereinfacht. Darüber hinaus dient das Gehäuseprofil 11, 11', durch die Verbindung des Deckelelements 11' mit dem unteren Teil des Gehäuseprofils 11, als Klemmprofil, welches dazu ausgebildet ist, die mindestens eine äußere flexible Membran 41, 42, 42', 42'' sowie die mindestens eine innere flexible Membran 51, 52, 52', 52'' einzuklemmen.
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Zwischen dem Deckelelement 11' und dem Einsatzprofil 12 befindet sich vorteilhafter Weise mindestens ein zweites Wärmedämmelement 26, welches dazu dient Wärmebrücken innerhalb der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 weiter zu reduzieren. Wie zu erkennen ist, kann das mindestens eine zweite Wärmedämmelement 26 derart ausgebildet sein, dass die mindestens eine erste Kederschiene 13 durch das zweite Wärmedämmelement 26 gehalten wird. Im Einzelnen kann das mindestens eine zweite Wärmedämmelement 26 zu diesem Zweck vorstehende Kanten aufweisen, welche in die mindestens eine erste Kederschiene 13 eingreifen.
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Die in den 2 und 3 dargestellte Befestigungsvorrichtung 1 weist ferner Sicherungselemente 20 zur Sicherung vor dem Herausspringen der mindestens einen ersten Kederschiene 13 aus dem Einsatzprofil 12 auf. Im Einzelnen handelt es sich bei den Sicherungselementen 20 um Passtücke, welche hinter die mindestens eine erste Kederschiene 13, in das Einsatzprofil 12, geklemmt wird um die erste Kederschiene 13 mit dem Einsatzprofil 12 zu verhaken. Dies kann insbesondere bei der Montage einer Membrankonstruktion an der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 von Vorteil sein, da die erste Kederschienen 13 somit bereits vor dem Schließen des Deckelelements 11' sicher am Befestigungselement 1 befestigt ist.
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Wie dargestellt, weist das Gehäuseprofil 11, 11', insbesondere der untere Teil des Gehäuseprofils 11, nutartige Kanäle 30, 32 an der Unterseite und/oder an seitlichen Flanken auf, um die Befestigungsvorrichtung 1 an einer Trägerkonstruktion (nicht dargestellt) zu befestigen. Wie es 3 zu entnehmen ist, können dazu insbesondere Hammerschrauben in den Kanälen 30 bzw. 32 aufgenommen werden. Von dem unteren Teil des Gehäuseprofils 11 werden die Lasten über handelsübliche Hammerschrauben in die Trägerkonstruktion übertragen. Wie bereits erwähnt, dienen zur Aufnahme des Hammers der Hammerschraube die Kanäle 30 an der unteren Seite der Haltevorrichtung oder auch die Kanäle 32 an den seitlichen Flanken der Haltevorrichtung. Insbesondere können vor allem die seitlichen Kanäle 32 zur Aufnahme derartiger Hammerschrauben dienen, die zur Einleitung von Lasten aus Draht-, Seil- oder Gurtunterstützungen 34 in die Befestigungsvorrichtung 1 vorgesehen sind.
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Den 2 und 3 ist ferner zu entnehmen, dass die Befestigungsvorrichtung mindestens ein unteres und ein oberes Dichtungsprofil 17, 18 aufweist, welche dazu ausgebildet sind die Stoßfugen der Befestigungsvorrichtung möglichst dicht zu verschließen, wodurch die in der Befestigungsvorrichtung vorhandenen Hohlräume eine relativ geringe Luftkonvektion und einen geringen Austausch der eingeschlossenen Luft mit der Umgebungsluft aufweisen. Im Einzelnen dienen die Dichtungsprofile 17, 18 dazu, in Kombination mit dem Stegprofil 15, die inneren und äußeren flexiblen Membranen 41, 42, 51, 52 an ihren Verbindungsbereichen 43, 53 festzulegen. Vorteilhafter Weise ist das untere Dichtungsprofil 17 der Befestigungsvorrichtung 1 derart ausgebildet, dass in der Befestigungsvorrichtung 1 befindliches Wasser über das Dichtungsprofil 17 abgeführt werden kann. Hierzu ist es denkbar, dass das untere Dichtungsprofil 17 rinnenförmig ausgebildet ist und, über eine im Gehäuseprofil angeordnete Drainageöffnung, Wasser aus der Befestigungsvorrichtung abführen kann.
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Im Hinblick auf 7 ist eine besondere Ausführungsform des unteren Teils des Gehäuseprofils 11 einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1 dargestellt. Im Einzelnen ist der untere Teil 11 des Gehäuseprofils gemäß 7 entlang seiner Längsrichtung mehrteilig ausgeführt. Dementsprechend ist es also denkbar, den unteren Teil des Gehäuseprofils 11 aus zusammensteckbaren Einzelteilen zu fertigen. Im Gegensatz zu den in den 2 und 3 dargestellten unteren Gehäuseteilen 11 weist das in 7 dargestellte untere Gehäuseteil 11 mindestens zwei Öffnungen 90 auf, welche zur Aufnahme von Stiftelementen 91 dienen. Durch die Öffnungen 90 und die Stiftelemente 91 können die Einzelteile des in 7 dargestellten unteren Teils des Gehäuseprofils 11 miteinander verbunden werden, um eine beliebig lange Basis für ein erfindungsgemäßes Befestigungselement 1 zu formen. Dies ist insbesondere bei der Fertigung und Montage der erfindungsgemäßen Befestigungselemente von Vorteil.
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Wie aus den 2 und 3 klar ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung achsensymmetrisch aufgebaut, d. h. es ist durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 möglich, Membrankonstruktionen auf beiden Seiten der Befestigungsvorrichtung 1 anzubringen. Da erfindungsgemäße jede der Kederschienen 13, 14 dazu in der Lage ist bis zu vier flexible Membranen aufzunehmen, ist es folglich denkbar bis zu acht flexible Membranen auf jeder Seite der Befestigungsvorrichtung anzubringen. Mit anderen Worten ist es durch die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung 1 möglich, selbst Membrankonstruktionen bestehend aus mehreren Membrankissen an einer einzigen Befestigungsvorrichtung 1 anzubringen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Befestigungsvorrichtung
- 11
- unterer Teil des Gehäuseprofils
- 11'
- Deckelelement
- 12
- Einsatzprofil
- 13
- erste Kederschiene
- 14
- zweite Kederschiene
- 15
- Stegprofil
- 16
- weitere flexible Membran
- 17
- unteres Dichtungsprofil
- 18
- oberes Dichtungsprofil
- 20
- Sicherungselement
- 21
- Befestigungselement
- 22
- Schraubenverbindung
- 24
- erstes Wärmedämmelement
- 26
- zweites Wärmedämmelement
- 30
- unterer nutartiger Kanal
- 32
- seitlicher nutartiger Kanal
- 34
- Draht-, Seil-, oder Gurtunterstützungen
- 41
- erste äußere flexible Membran
- 42
- zweite äußere flexible Membran
- 42'
- dritte äußere flexible Membran
- 42''
- vierte äußere flexible Membran
- 43
- erster Verbindungsbereich
- 43'
- zweiter Verbindungsbereich
- 44
- erster Keder
- 51
- erste innere flexible Membran
- 52
- zweite innere flexible Membran
- 52'
- dritte innere flexible Membran
- 52''
- vierte innere flexible Membran
- 53
- erster Verbindungsbereich
- 53'
- zweiter Verbindungsbereich
- 54
- zweiter Keder
- 61
- Medieneinlass
- 62
- Medienauslass
- 63
- Medienauslass
- 71
- oberes Volumen
- 72
- mittleres Volumen
- 73
- unteres Volumen
- 90
- Öffnung
- 91
- Stiftelement
- 421
- Überströmventil
- 511
- Überströmventil
