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Die Erfindung betrifft ein Fassadenunterkontrutionselement für die Befestigung einer Fassadenkonstruktion insbesondere einer wärmegedämmten Vorhangfassade.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Vorhangfassaden mit einer Fassadenunterkonstruktion zu versehen, die insbesondere an einer Hauswand befestigt wird und die weitere Fassadenkonstruktion trägt und diese zugleich von der Hauswand beabstandet.
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Aus Energieeinsparerwägungen werden immer dickere Dämmlagen für Wärmeisolierungen gefordert. Dies macht es erforderlich Fassadenunterkontruktionen bereitzustellen, die einen großen Abstand der Fassadenaußenhülle zu der Hauswand ermöglichen. Hierzu ist beispielsweise eine Lösung bekannt, dass ein Edelstahlblech als vertikales L-Profil ausgebildet wird, wobei der abgewinkelte kurze Abschnitt auf der Hauswand aufliegt und Befestigungsbohrungen aufweist. An einem von der Hauswand abgewandten Bereich des im wesentlichen rechtwinklig zur Hauswand stehenden langen Abschnitts des L-Profils wird dann die Fassadenkonstruktion befestigt. Diese Lösung hat zwar den Vorteil der besondere Einfachheit, weist aber den Nachteil der geringen Stabilität auf, weil zum einen eine Stabilitätsgefährdung durch Ausknickung im unteren Bereich des Edelstahlblechs besteht und zum zweiten im oberen Bereich auch die Abkantung selbst auf Biegung belastet wird.
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Einen anderen Lösungsansatz beschreibt
DE 20 2012 008 637 U1 . Die dort beschriebene Halterungsanordnung weist mindestens einen, senkrecht zur Baustruktur angeordneten Rundstab auf, dessen erstes Ende in der Baustruktur verankert ist und an dessen zweitem Ende eine Halterung für die weitere Fassadenkonstruktion angeordnet ist. Die Halterungsanordnung weist ferner mindestens einen, zu dem Rundstab schräg angeordneten Stab auf, welcher einerseits mit der Baustruktur und andererseits mit der Halterung gekoppelt ist. Als erfindungswesentliches Merkmal weist der Rundstab gemäß dem Hauptanspruch mindestens eine Querschnittsverjüngung auf, welche als Biegegelenk ausgebildet ist. Die dortige Lösung zielt also darauf ab, die Knickstabilität des auf Druck belasteten Stabes zu erhöhen, indem dieser weitgehend von Biegemomenten freigehalten wird, die von den wand- oder fassadenkonstruktionsseitigen Befestigungen eingetragen werden könnten. Nachteilig ist insbesondere die mehrteilige Ausbildung und damit einhergehend die aufwändige Montage der Halteanordnung.
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Die Aufgabe der Erfindung bildet es unter Überwindung der Nachteile des Standes der Technik ein Fassadenunterkonstruktionselement aufzuzeigen, welches bei geringem Materialeinsatz eine hohe Stabilität sowie thermisch vorteilhafte Eigenschaften aufweist, kostengünstig herstellbar sowie einfach montierbar ist.
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Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Fassadenunterkonstruktionselement weist ein Basiselement, ein Lastübertragungselement und ein Adaptionselement auf.
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Das Basiselement unterteilt sich in mehrere Abschnitte, welche entlang einer Hauptlängsachse angeordnet sind. Bei den Abschnitten handelt es sich um einen Mittelabschnitt, zwei Übergangsabschnitt und zwei Endabschnitte. Die Übergangsabschnitte sind beidseits des Mittelabschnitts angeordnet. Sie schließen den Mittelabschnitt ein. Die Endabschnitte schließen sich jeweils an die Übergangsabschnitte an. Die Endabschnitte bilden mit deren dem Übergangsabschnitten abgewandten Enden zugleich die Enden des Basiselements aus. Alle Abschnitte gehen in den jeweils angrenzenden Abschnitt ineinander über und sind nicht als separate Bauteile zu betrachten.
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Das Basiselement weist eine Basisfläche auf, welche eine Basisflächenoberseite und eine Basisflächenunterseite hat. Die Basisfläche erstreckt sich über alle Abschnitte des Basiselements.
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In den Übergangsabschnitten und in dem Mittelabschnitt wird die Basisfläche beidseits, also an beiden Längsseiten durch Randaufkantungen begrenzt. Die Randaufkantungen stehen vorzugsweise etwa rechtwinklig auf der Basisflächenoberseite auf. Dabei bilden im Mittelabschnitt die Randaufkantungen zusammen mit der Basisfläche ein U-Profil auf, welches an der Basisflächenoberseite geöffnet ist. Dies bedeutet, dass es sich bei der Grundfläche des U-Profils um die Basisflächenoberseite handelt. Die Randaufkantungen bilden die Wangen des U-Profils, wobei die Randaufkantungen in dem Mittelabschnitt im Wesentlichen rechtwinklig zu der Basisoberfläche und parallel zu einer Hauptlängsachse des Basiselements angeordnet sind.
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Die Übergangsabschnitte bilden den Übergang zwischen den im Wesentlichen flachen Endabschnitten und dem U-Profil-förmigen Mittelabschnitt. Daher steigt in den Übergangsabschnitten die Höhe der Randaufkantungen von deren endabschnittseitigen Ende zu deren mittelabschnittseitigen Ende an, während zugleich die Breite der Basisfläche von dem endabschnittseitigen Ende des Übergangsabschnitts zu dem mittelabschnittseitigen Ende des Übergangsabschnitts abnimmt. Vorzugsweise bleibt die Summe der Breite der Basisfläche und der Höhen der Randaufkantungen im Wesentlichen konstant was insbesondere dann zutrifft, wenn das Basiselment kostengünstig als Stanzbiegeteil aus einem bandartigem Blech bereitgestellt wird. Die Form der Übergangsabschnitte gewährleistet als besonderen Vorteil eine sehr hohe Torsionssteifigkeit zwischen den Endabschnitten und dem Mittelabschnitt.
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In den Endabschnitte bildet die Basisfläche an deren Basisflächenunterseite je eine Auflagefläche aus. Mit dieser Auflagefläche je Endabschnitt liegt das Fassadenunterkontruktionselement bei bestimmungsgemäßer Verwendung auf einer Unterstruktur auf. Typischerweise handelt es sich bei der Unterstruktur um eine Gebäudeaußenwand. Die Unterstruktur selbst ist nicht Teil des erfindungsgemäßen Fassadenunterkontruktionselements. In den Endabschnitten ist die die Basisfläche vorzugsweise am breitesten. Dies bietet den Vorteil, dass das Fassadenunterkontruktionselement besonders kippsicher auf der Unterstruktur befestigbar ist, so dass Kippmomente, die über das Lastübertragungselement auf das Basiselement übertragen werden, zuverlässig gegenüber der Unterstuktur abgestützt werden können. Es ist auch möglich, dass optional auch die Endabschnitte Randaufkantungen aufweisen.
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Bei bestimmunngsgemäßer Befestigung des Fassadenunterkonstruktionselements an der Unterstruktur ist das Basiselement vertikal angeordnet.
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Das Lastübertragungselement ist erfindungsgemäß als einteiliges Stabprofil ausgebildet, wobei es sich um ein Voll- oder Hohlprofil handeln kann. Vorzugweise handelt es sich um ein Rundprofil oder Rechteckprofil oder um ein Rundrohr oder Rechteckrohr. Das Stabprofl wird im mittleren Bereich gebogen. Das Lastübertragungselement weist somit einen ersten geraden Schenkel und einen zweiten geraden Schenkel sowie eine zwischen den Schenkeln angeordneten Krümmungsabschnitt auf. Schenkel und Krümmungsabschnitt sind lediglich als Abschnitte ein und desselben Stabprofils zu betrachten. Die Schenkel sind nicht parallel, sondern öffnen sich ausgehend von dem Krümmungsabschnitt. Die Enden des Stabprofils sind zugleich die Schenkelenden. Die Schenkelenden werden von dem U-Profl des Mittelabschnitts klemmend aufgenommmen. Dies bedeutet, dass sie in der Öffnung des U-Profils angeordnet sind und dass die Randaufkantungen diese einklemmen. Die Schenkel sind im Bereich der Schenkelenden an einem oberen Rand der Randaufkantungen, welche zusammen mit der Basisfläche das U-Profil ausbilden, stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise handelt es sich um eine Verschweißung. Der erfindungsgemäßen Lösung steht es nicht entgegen, wenn über die Verbindung am oberen Rand der Randaufkantungen hinaus noch eine zusätzliche Verschweißung an anderer Stelle, beispielsweise zwischen Schenkelende und Basisfläche an der Basisflächenoberseite, erfolgt.
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Der besondere Vorteil einer Verbindung am oberen Rand der Randaufkantung liegt darin, dass die freie Knicklänge des betreffenden Schenkels um die Höhe der Randaufkantung reduziert wird.
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Der erste Schenkel ist etwa rechtwinklig zur Hauptlängsachse des Basiselements angeordnet. Der zweite Schenkel ist in einem spitzen Winkel zur Hauptlängsachse angeordnet. Er schließt den spitzen Winkel auf der dem ersten Schenkel zugeordneten Seite mit der Hauptlängsachse ein. Bei bestimmungsgemäßer vertialer Befestigung an der Unterstruktur ist der erste Schenkel unterhalb des zweiten Schenkels angeordnet. Dies bedingt, dass der erste Schenkel schubbelastet und der zweite Schenkel zugbelastet ist. Der erste Schenkel stellt daher eine knickbelastete Strukur dar. Durch die rechtwinklige Anordnung des ersten Schenkels wird eine minimal mögliche Länge des ersten Schenkels erreicht. Damit wird im Zusammenwirken mit der Art der Verbindung mit dem U-Profil als besonderer Vorteil eine minimal mögliche Knicklänge erreicht. Zudem verhält sich durch die einteilige Ausbildung des Stabprofils der erste Schenkel krümmungsseitig nicht mehr gelenkig, was je nach Verbindung des Schenkelendes in dem U-Profil eine Zuordnung zu Eulerfall 3 oder Eulerfall 4 und damit eine geringere Stabilitätsgefährdung durch Ausknicken bei gleicher Belastung zulässt.
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Das Adaptionselement ist mit dem Lastübertragungselement stoffschlüssig verbunden. Vorzugsweise ist es an dem Krümmungsabschnitt angeschweißt. Das Lastübertragungselement weist eine Befestigungsaufnahme auf. Mittels der Befestigungsaufnahme kann eine Fassadenkonstruktion an dem Fassadenunterkonstruktionselement befestigt werden. Bei der Befestigungsaufnahme kann es sich beispielsweise um eine Bohrung oder ein Langloch handeln. Die Befestigungsaufnahme kann auch so ausgebildet sein, dass diese mehrere Bohrung oder ähnliches aufweist. Je nach Fassadenkontruktion kann die Befestigungsaufnahme auch spezielle Ausbildungen wie Rastverbindungen oder Ähnliches aufweisen.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Fassadenunterkonstruktionselements besteht darin, dass die Befestigungsaufnahme, dass Lastübertragungselement und die Hauptlängsachse des Basiselements in einer Planebene angeordnet sind. Dies bedeutet, dass alle Kraftangriffspunkte in einer Ebene liegen. Dadurch wird als besonderer Vorteil eine hohe Stabilität des Fassadenunterkonstruktionselements bereitgestellt, indem seitliche Biegebelastungen, wie sie beispielsweise nachteilig nach dem Stand der Technik auftreten, vermieden werden.
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Das aufgezeigte Fassadenunterkonstruktionselement weist insbesondere nachfolgende besondere Vorteile auf:
Es wird ein stabiles, korrosionsbeständiges und kostengünstig herstellbares Fassadenunterkonstruktionselement angegeben, welches einen relativ hohen Abstand zwischen einer Unterstruktur, insbesondere einer Hauswand und einem Fassadenpaneel ermöglicht, wie er für eine besonders gute thermische Isolierung benötigt wird, wobei gleichzeitig das Fassadenunterkonstruktionselement eine vorteilhaft geringe eigene Wärmeleitfähigkeit aufweist.
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Ein besonderer Vorteil liegt in der besonderen Geometrie des Basiselments, die zu einer hohen Stabilität führt bei gleichzeitig möglicher besonders einfacher Fertigungstechnologie.
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Die hohe Stabilität wird mit geringem Materialeinsatz ermöglicht, insbesondere weil durch die Randaufkantungen die Knicklänge der Schenkel des Tragelement reduziert und bei gleichem Schlankheitsgrad Profile mit geringerem Querschnitt verwandt werden können. Ferner können seitliche Kräfte, wie Sie besonders durch Windlasten an Fassaden auftreten, gut aufgenommen werden, indem zum ersten die Schenkel des Tragelements in dem U-Profil seitlich kippstabil formschlüssig aufgenommen werden und zudem insbesondere durch die Übergangsabschnitte eine hohe Torsionsstabilität gewährleistet wird sowie durch die Endabschnitte eine große Auflagebreite zur Übertragung der Kräfte auf die Unterstruktur bereitstellbar ist.
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Als weiterer Vorteil wird die Stabilität dadurch erhöht, dass die beiden Schenkelenden in ihrer Lagebeziehung zueinander zuverlässig durch das Basiselement festgelegt werden. Nachteile des Standes der Technik bei Halteanordnungen werden damit überwunden. Das Basiselement verhält sich dabei vorteilhaft thermisch praktisch neutral, weil es bei bestimmungsgemäßer Montage durch seine wandparallele Anordnung zugleich parallel zur thermischen Zonierung der Dämmung liegt.
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Ferner besteht der Vorteil in der besonders kostengünstigen Fertigungsmöglichkeit. Das Basiselement kann als Stanzbiegeteil insbesondere aus einem Bandmaterial in nur einem Arbeitsgang hergestellt werden. Ferner besteht ein Fertigungsvorteil, weil durch die Klemmpassung des Tragelements in dem U-Profil eine Vorpositionierung für einen Verschweißungsarbeitsgang ohne zusätzliche Haltevorrichtung möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der einfachen Anpassbarkeit an unterschiedliche Fassadenkontruktionen, indem lediglich jeweils passende Adaptionselemente gewählt werden.
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Zudem besteht ein Vorteil in darin, dass mit dem Fassadenunterkonstruktionselement eine Halterung aus nur einem Bauteil aufgezeigt wird, wodurch zudem eine einfache und schnelle Montage ermöglicht wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Fassadenunterkonstruktionselement mit einer thermischen Trennlage versehen, welche unter der Auflagefläche der Endabschnitte des Basiselements angeordnet ist. Durch die möglichen vergleichsweise großen Auflageflächen bestehen relativ geringe Flächenpressungen, so dass keine hohen mechanischen Anforderungen an die thermische Trennlage bestehen. Insbesondere kann die thermische Trennlage aus Kunststoff ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die thermische Trennlage aufgeklebt, oder auch als Kunststoffspritzteil angebracht sein, welches den jeweiligen Endabschnitt zumindest teilweise formschlüssig umfasst. Der besondere Vorteil dieser Weiterbildung besteht in einer noch besseren Wärmedämmung.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist das Fassadenunterkonstruktionselement eine zweite thermische Trennlage auf, welche auf der Basisflächenoberseite der Endabschnitte angeordnet ist. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass aufgrund der besonderen Geometrie des Fassadenunterkonstruktionselements bei den Endabschnitten eine relativ große Fläche zur Verfügung steht, so dass auch hier nur relativ geringe Flächenpressungen berücksichtigt werden müssen, wenn eine Wandschraube oder eine sonstiger Haltebolzen an einem Kopf einen ausreichend großen Auflagekranz aufweist. Besonders bevorzugt kann ein Kunststoffschuh ausgebildet werden, der zugleich die thermische Trennlage wie auch die zweite thermische Trennlage bereitstellt.
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In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Fassadenunterkonstruktionselements ist es vorgesehen, dass dieses aus Edelstahl ausgebildet ist. Damit wird eine vorteilhafte geringere Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Stahl oder Aluminium bei gleichzeitig hoher mechanischer Belastbarkeit sichergestellt. Zudem ist eine korrosionsbeständige Ausbildung gewährleistet.
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Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
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1 perspektivische Ansicht,
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2 Draufsicht,
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3 Seitenansicht näher erläutert.
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Gemäß 1 besteht das Fassadenunterkonstruktionselement in seinem Grundaufbau in dem Ausführungsbeispiel aus dem Basiselement 1, dem Tragelement 2 sowie dem Adaptionselement 3 wobei alle Elemente aus Edelstahl gefertigt sind.
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Das Basiselement 1 weist die Basisfläche 7 auf, welche seitlich von den Randaufkantungen 10 begrenzt wird. Die Basisfläche 7 erstreckt sich parallel zur Hauptlängsachse des Basiselements. Sie wird von den Befestigungsdurchsetzungen 13 durchsetzt. Mittels der Befestigungsdurchsetzungen 13 wird das Fassadenunterkonstruktionselement an einer Gebäudewand befestigt. Dabei liegt das Basiselement 7 an dessen Basisflächenunterseite 8 mittels der Auflageflächen 12.1, 12.2 auf der Gebäudewand auf, wie insbesondere 3 zeigt. Bei bestimmungsgemäßer Montage ist das Basiselement 1 an der Gebäudewand vertikal angeordnet.
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Die Basisfläche 7 ist in dem Mittelabschnitt 4 am schmalsten und in den Endabschnitten 6.1, 6.2 am breitesten. Umgekehrt sind die Randaufkantungen 10 im Mittelabschnitt 4 am höchsten, verringern ihre Höhe in den Übergangsabschnitten 51.1, 5.2 und laufen in den Endabschnitten 6.1, 6.2 aus. In dem Mittelabschnitt bildet sich ein U-Profil 11 aus, welches durch die Randaufkantungen 10 und die Basisfläche 7 gebildet ist. Das Basiselement 1 ist im Ausführungsbeispiel einteilig als Biegestanzteil hergestellt.
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Das Tragelement 2 wird durch den ersten Schenkel 14 und den zweiten Schenkel 15 sowie den Krümmungsabschnitt 16 gebildet. Die Schenkel 14, 15 werden klemmend von der Öffnung des U-Profils 11 aufgenommen sowie an einer Oberkante der Randaufkantungen 10 verschweißt. Diese Verbindungen 18.1, 18,2 zeigt insbesondere 3. Der erste Schenkel 14 ist etwa rechtwinklig zu der Basisfläche 7 des Basiselements 1 angeordnet und erreicht damit die minimal mögliche Länge für den jeweiligen Abstand zwischen Gebäudewand und Fassadenbekleidung.
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Das Adaptionselement 3 mit der Befestigungsaufnahme 17 ist an dem Krümmungsabschnitt 16 durch Schweißverbindung mit dem Tragelement 2 verbunden. Mittels der Befestigungsaufnahme 17, welche im Ausführungsbeispiel durch eine Kombination aus Bohrungen und Langlöchern gebildet wird, erfolgt die Befestigung der weiteren Fassadenkonstruktion.
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2 zeigt nochmals die Anordnung der Abschnitte des Basiselements 1.
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2 zeigt ferner, dass das Befestigungselement 3 mit Befestigungsaufnahme 17, das Tragelement 2 und die Hauptlängsachse des Basiselements 1 in einer Ebene angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basiselement
- 2
- Lastübertragungselement
- 3
- Adaptionselement
- 4
- Mittelabschnitt
- 5
- Übergangsabschnitte
- 6
- Endabschnitte
- 7
- Basisfläche
- 8
- Basisflächenoberseite
- 9
- Basisflächenunterseite
- 10
- Randaufkantungen
- 11
- U-Profil
- 12
- Auflagefläche
- 13
- Befestigungsdurchsetzung
- 14
- erster Schenkel
- 15
- zweiter Schenkel
- 16
- Krümmungsabschnitt
- 17
- Befestigungsaufnahmen
- 18
- Verbindung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012008637 U1 [0004]
