Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, im wesentlichen aus Elastomer, zum gleichzeitigen Halten und Abdichten von Festverglasungen an Gebäudeaussenseiten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine Einrichtung, die ebenfalls aus Grundprofilleiste, Distanzhalter und Abdeckleiste besteht, ist aus der FR-A-2 312 636 bekanntgeworden. Bei dieser sind die beiden aneinandergrenzenden Scheiben aus Rippen gelagert, von denen jede mittels einer Einschnürung mit der Grundprofilleiste verbunden ist. Durch die letztere wird es möglich, jeweils aneinandergrenzende Scheiben so zu lagern, dass diese nicht unbedingt in einer Ebene liegen müssen, sondern dass die eine Scheibenebene unter einem Winkel von der anderen abweicht. Dieser ist allerdings gering, denn weder die Einschnürungen noch vor allem die breiten Auflageflächen der Rippen lassen eine grössere Winkelstellung zu. Somit sind stärkere, von der Architektur des Gebäudes her bedingte Winkelstellungen nicht denkbar; schon bei noch mässigen Winkelgrössen würde die Dichtwirkung gegen das Eindringen von Feuchtigkeit stark herabgesetzt.
Im weiteren ist jene Einrichtung so ausgebildet, dass bei ihr Grundprofilleiste und Distanzhalter einen einzigen Teil bilden, mit einem Rundkopf, auf den die Abdeckprofilleiste mittels zweier ihn umgreifenden Stege nach Art eines Schnappverschlusses aufgesetzt ist. Der Abstand zwischen Grundprofilleiste und Abdeckprofilleiste ist somit fest. Es können daher nur Festverglasungen, also Scheiben, oder nichtdurchsichtige Füllelemente eingerahmt werden, die alle dieselbe also einheitliche Dicke aufweisen. Soll aber die Einrichtung für Scheiben beliebiger Dicke verwendbar sein, muss bereits dann, wenn noch gar keine Abwinklung der Scheiben bzw. Füllelemente vorgesehen ist, zwischen Distanzhalter und Abdeckprofilleiste eine Art Rasterung oder Verzahnung angeordnet werden, damit der Abstand zwischen der letzteren und der Grundprofilleiste einstellbar wird. Bei der Ausführung derselben ist jedoch zu beachten, dass die Scheiben bei starken Windböen Bewegungen ausüben, die sich auf die an ihre Aussenseite anliegende Abdeckprofilleiste übertragen. So genügt es beispielsweise nicht, diese nach Art einer Zange auszubilden, die den Distanzhalter von aussen her umgreift. Eine solcherarts ausgeführte Abdeckprofilleiste kann nämlich bei grossen Bewegungen aus der Verzahnung ausrasten. Sie sollte daher im Innern des Distanzhalters verankert werden, was bedingt, dass dieser hohl gemacht werden muss.
Diesen verschiedenen Anforderungen genügt nun die erfindungsgemässe Einrichtung. Sie ist erfindungsgemäss durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtungen werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert;
es zeigen:
Die Einrichtung setzt sich aus drei Hauptteilen zusammen, die einzeln hergestellt und dann zusammengesetzt werden, nämlich aus einer Grundprofilleiste 1, einem Distanzhalter 2 und einer Abdeckprofilleiste 3. Grundprofilleiste 1 und Abdeckprofilleiste 3 nehmen beidseitig je eine Glasscheibe oder ein Füllelement 4 zwischen sich auf. Die drei Teile sollen nun im Einzelnen beschrieben werden.
Die Grundprofilleiste 1 weist einen Flachstreifen 11 auf, dessen Breite der Tragkonstruktion entspricht, auf die er aufzuliegen kommt. Die Unterseite ist glatt; auf Verankerungsfüsse oder dergleichen wird verzichtet, um unabhängig vom Tragkonstruktionselement zu sein. Die Grundprofilleiste 1 wird mit diesem in der Regel durch Kleben, gelegentlich auch durch Nageln, Verschrauben oder Anheften mittels Heftklammern verbunden. An den beiden Längsrändern des Flachstreifens 11, also an den Enden des dargestellten Querschnitts, befindet sich je ein Auflager- und Dichtungsbereich 12, der sich aus einer senkrecht vom Flachstreifen 11 abstehenden, im wesentlichen trapezförmigen und oben abgerundeten Rippe 13 und aus zwei beidseitig von ihr abstehenden Dichtlippen 14 zusammensetzt. Jede Rippe 13 sitzt auf dem Flachstreifen 11 auf; sie ist an ihrer Oberseite mit einem nockenartigen, aus dem gemeinsamen Bereich der beiden Dichtlippen 14 herausragenden Vorsprung 15 mit einer Auflagefläche 16 versehen. Diese ist konvex. Die beiden Dichtlippen 14 bilden zusammen etwa einen Halbkreis. Die Höhe des Vorsprunges 15, die konvexe Auflagefläche 16 und die halbkreisförmige Anordnung der beiden Dichtlippen 14 erlauben eine stufenlose Abwinklung jedes der beiden Glasscheiben 4 aus der dargestellten Lage heraus um je etwa 10° in beiden Drehrichtungen. Eine solche Abwinklung der Glasscheibe 4 bzw. des Füllelementes ist in der linken Hälfte der Figur 1 dargestellt, wobei auch das Kippen um die Auflagefläche 16 erkennbar ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Dichtlippen 14 natürlich gegen die Scheibe 4 anliegen; sie sind hier im nicht deformierten Zustand dargestellt. Die Abwinklung ist für die Gestaltung von gebogenen oder gekrümmten Gebäudefassaden oder Dächern wie z.B. Tonnengewölben, Domen oder Kuppeln von entscheidender Bedeutung. Mit zu dieser Abwinklung hilft eine in der Rippe 13 unmittelbar unterhalb der Ansatzstelle oder Wurzel der beiden Dichtlippen 14 angeordnete Einschnürung 17, welche das Kippen der Dichtlippen und damit der Scheibe 4 ebenfalls noch erleichtert.
Die Rippen 13 dienen dazu, die anteilmässige Last der auf ihnen aufliegenden Scheibe 4 samt Zusatzlasten durch Wind, bei schräg oder annähernd horizontal liegenden Scheiben auch durch Schnee, in den Flachstreifen 11 und damit in die Tragkonstruktion abzuleiten.
In der Mitte des Flachstreifens 11 sind ferner in der Regel zwei Rippen 18 vorgesehen. Sie dienen als Führungs- bzw. Zentriermittel für den aufzunehmenden Distanzhalter 2, bei Bedarf genügt auch eine Rippe. Der Distanzhalter 2 begrenzt mit jeweiligen Auflager- und Dichtbereich 12 und der dazugehörigen Oberseite des Flachstreifens 11 je einen Kanal 19 zur Ableitung ev. entstehender Feuchtigkeit durch Undichtheiten oder durch Schwitzwasser. Gleichzeitig gewährt dieser Kanal auch einen Druckausgleich mit der dem Wetter ausgesetzten Aussenseite des Gebäudes, also bei Druckschwankungen infolge von Windböen und dient ferner als sogenannte Dampfdruckausgleichskammer, um eine Schwitzwasserbildung an der Stirnseite der Scheibe bzw. des Füllelementes 4 zu verhindern oder wenigstens schnell wieder abzubauen. Der Dampfdruckausgleich ist wichtig, um ein Druckgefälle zwischen dem belüfteten Kanal 19 und der Fassadenaussenseite zu vermeiden; dann werden nämlich die Dichtlippen nur noch durch die kinetische Energie des auf die Scheibe 4 auftreffenden Wassers (Platzregen) und nicht noch zusätzlich durch Luftdruckgefälle beansprucht.
Nunmehr soll der Distanzhalter 2 dargestellt werden. Er hält die Grundprofilleiste 1 und die Abdeckprofilleiste 3 im richtigen Abstand voneinander und leitet die Kräfte, welche durch den Anpressdruck der letzteren an die Scheibe 4 entstehen, sowie auch allfällige Sogkräfte auf die Scheibe 4 sicher in die Grundprofilleiste 1 und damit in die Tragkonstruktion weiter. Er hat zwei Schenkel 21, die miteinander über wenigstens einen Quersteg 22, meist jedoch zwei Querstege 22, 23, verbunden sind und an ihren freien Enden je eine gegen den jeweils anderen Schenkel 21 hin gerichtete Verzahnung 24 tragen. Die Verzahnungen sind nicht genau rechtwinklig zu den Schenkeln 21, sondern schräg gegen die Querstege 22, 23 hin geneigt, damit bei Kräften, welche auf die noch zu beschreibende Abdeckprofilleiste 3 nach oben wirken, diese erst recht in die Verzahnung 24 hineingezogen wird.
Bei zwei Querstegen 22, 23 bildet sich zwischen diesen und den beiden Schenkeln 21 ein rechteckiger Hohlraum 25 aus. Der einzige bzw. unterste Quersteg 22 ist nicht ganz am Ende der beiden Schenkel 21 angeordnet, sondern in einem gewissen Abstand davon, sodass dort eine Ausnehmung 26 entsteht, die unter entsprechender Verdickung der Enden der Schenkel 21 genau auf die Rippe bzw. die Rippen 18 der Grundprofilleiste 1 passt und somit den Distanzhalter 2 zentriert. Zu beachten ist aber, dass der Distanzhalter 2 nicht mit der Grundprofilleiste 1 verbunden wird; er wird nämlich durch Schrauben oder Nägel direkt an der Tragkonstruktion befestigt, sodass also diese Verbindungselemente durch den bzw. die Querstege 22, 23 und den Flachstreifen 11 der Grundprofilleiste 1 hindurch führen. Diese Verbindungselemente nehmen dann auch die Zugkräfte des Distanzhalters, die z.B. durch Sog an den Scheiben 4 entstehen, auf; Die Grundprofilleiste 1 überträgt praktisch nur Druckkräfte infolge Eigengewicht und Winddrükken auf die Tragkonstruktion.
Der Distanzhalter 2 kann je nach den Anforderungen in drei verschiedenen Ausführungsformen vorkommen. Bei geringen Anforderungen genügt wie schon erwähnt ein Quersteg 22; die Verzahnung 24 bleibt wie dargestellt auf den oberen Teil der freien Enden der Schenkel 21 beschränkt. Die Dicken der Schenkel 21 und des Quersteges 22 werden je nach Biegefestigkeit des verwendeten Materials unterschiedlich ausgebildet. Da auf den Quersteg die grössten Kräfte einwirken und gleichzeitig durch punktförmige Verankerung auf der Tragkonstruktion (Schrauben, Nägel) hier die grössten Beanspruchungen auftreten, wird er stärker, in der Regel anderthalb mal so stark wie die Schenkel 21, ausgebildet.
Die zweite Ausführungsform ist diejenige gemäss Figur 1, also mit dem zusätzlichen Quersteg 23, der mit dem Quersteg 22 zusammen den Hohlraum 25 bildet. In diesen kann nämlich ein Metallstab eingeführt werden, der dann wie eine Art Armierung wirkt; er ist zwar wegen seiner doch geringen Abmessungen in Längsrichtung gut zu biegen, andererseits genügend steif, um die von den Verankerungen an der Tragkonstruktion ausgehenden einzelnen Kräfte über eine grössere Strecke in Längsrichtung (also senkrecht zur Zeichenebene) zu verteilen, sodass örtliche Spitzenspannungen im Distanzhalter vermieden werden können. Der Distanzhalter wird damit gleichmässiger beansprucht und ist daher trotz gleichbleibender Abmessungen höher belastbar. Der Metallstab ist mit Bohrungen zur Durchführung der Schrauben bzw. Nägel versehen.
Steigen die Anforderungen noch höher, kommt eine dritte Variante des Distanzhalters 2 gemäss Figur 2 zur Anwendung. Dieser besteht nun nicht mehr wie die beiden vorherigen Varianten aus Elastomer, sondern mindestens teilweise aus Metall. Wegen der wesentlich höheren Festigkeit kann bei der Ganzmetellausführung der Quersteg 23 wieder weg fallen, dafür werden die Verzahnungen 24 bis zum Quersteg 22 verlängert. Dort, wo der Distanzhalter 2 auf die Grundprofilleiste 1 aufzuliegen kommt, können seitlich abstehende Schienen 27 vorgesehen werden. Diese dienen dann dazu, die Verbindungselemente zur Tragkonstruktion, also die Schrauben oder Nägel, aufzunehmen. Die Kraftübertragung bei Zugeinwirkung wird damit durch diese Schienen 27 über die ganze Länge des Distanzhalters 2 verteilt, sodass er noch höher belastbar ist. Allerdings weist eine Ganzmetallausführung den eingangs erwähnten Nachteil der Uebertragung von Wärme bzw. Kälte und Schall auf, sodass sie nur in zulässigen Fällen angewendet werden sollte, ihre Hauptanwendung liegt dort, wo der Distanzhalter 2 bzw. die ganze Einrichtung horizontal verläuft und daher das gesamte Gewicht der auf dem Distanzhalter stirnseitig abgestützten Scheibe 4 aufnehmen muss. Ein Distanzhalter ganz aus Elastomer würde sich durchbiegen, es sei denn, dass Gewicht der Scheibe 4 werde durch besondere Tragelemente wie Winkelprofilleisten oder Laschen aufgefangen. Da jedoch die Scheibe 4 meist mittels einzelner Klötze (nicht dargestellt) und somit nicht direkt auf dem Distanzhalter 2 aufliegt, genügt es, die Ganzmetallausführung dort vorzusehen, wo sich diese Klötze (die sog. Verklotzung) befinden; dazwischen liegt die kälte- und schalldämmende Elastomerausführung.
Besondere Beachtung muss der Ausbildung der seitlichen Verzahnung 24 geschenkt werden. Das gegen Durchbiegung relativ weiche Elastomer-Material des Distanzhalters 2 führt dazu, dass die diese Verzahnung tragenden Schenkel 21 sich ohne grössere Kraftaufwendung auseinander biegen lassen. Das erleichtert zwar die Montage der Abdeckprofilleiste 3 und ist aus dieser Hinsicht erwünscht. Andererseits besteht die Gefahr, dass die Schenkel bei grösseren Zugkräften, die durch den Fuss der Abdeckprofilleiste 3 auf sie einwirken, nach aussen ausweichen können, sodass die Verankerung nicht mehr gewährleistet ist. Durch eine leichte Hinterschneidung, d.h. Schrägstellung der die Zugkraft übertragenden Zahnbereiche um ca. 15° wird das Biegemoment, das auf die Schenkel 21 des Distanzhalters 2 einwirkt, kompensiert. Es ist aber auch möglich, anstelle der Schrägstellung eine zusätzliche Verzahnung zwischen den Zahnrippen des Distanzhalters und denen der Abdeckprofilleiste vorzusehen, die ebenfalls ein Auseinandergleichen verhindet. Eine solche Verzahnung ist in Figur 3 dargestellt; man erkennt hier, dass jeder Zahn der Verzahnung 24 an seiner Oberseite zuerst einen horizontalen Abschnitt 28 und daran anschliessend eine nach oben ragende Ausnehmung 29 aufweist.
Schliesslich ist noch die Abdeckprofilleiste 3 zu erwähnen. Sie weist wie ersichtlich die einfachste Form aller drei Teile auf, nämlich im wesentlichen eine Pilzform, mit zwei Dichtlippen 31 und einem Verankerungsfuss 32 mit einer Verzahnung 33, die in die Verzahnung 24 des Distanzhalters 2 passt; um das Eintreiben zu erleichtern, können wie ersichtlich die ersten Zähne der Verzahnung 33 weniger breit als die nachfolgenden ausgeführt sein. Zwecks Materialersparnis können Hohlräume, hier zwei Hohlräume 34, 35 vorgesehen sein; bei Bedarf können auch sie mit Versteifungsstäben aus Metall ausgefüllt werden.
Die Verzahnung 33 wird in die Verzahnung 24 nur soweit eingeführt, wie es die jeweilige Dicke der Scheibe 4 erfordert. Schon dadurch wird eine Anpassung an die vorhandene Vielfalt der Scheiben erreicht. Sie wird aber noch dadurch weiter verbessert, dass für den Distanzhalter 2 (und nur für diesen) Ausführungen von verschiedenen Höhen hergestellt werden. Die Profilleisten 1 und 3 bleiben stets unverändert. Somit ist mit einem Minimum von an Lager liegenden Teilen 1 - 3 ein vollständiges Eingehen auf alle Scheibendicken möglich.
Sind mehrere, reihenförmig neben- bzw. übereinander angeordnete Glasscheiben oder Fassadenelemente 4 vorhanden, von denen jede bzw. jedes durch die Einrichtung eingefasst ist, ergibt sich die Notwendigkeit einer kreuzweisen Anordnung der letzteren, mit zahlreichen Knotenpunkten. Wie ein solcher ausgebildet ist, zeigen die Figuren 4 und 5. Von der in der Falllinie liegenden Einrichtung laufen der Flachstreifen 11 und der Distanzhalter 2 durch oder werden allenfalls stirnseitig mit denselben Teilen einer neuen Einrichtung verbunden. Nicht durchgehend sind die Auflager- und Dichtunggsbereiche 12; sie werden an der Stelle, an der eine quer zur ersten verlaufende, meist horizontale Einrichtung einmündet, entfernt. Die letztere wird so mit der ersteren verbunden, dass die Flachstreifen 11 eine ebene Fläche ergeben, die den Boden der Kanäle 19 (Figur 1) bildet. Zu diesem Zweck endet der Distanzhalter 2 der horizontal verlaufenden Einrichtung an der Mündungsstelle. Damit kann auch Wasser aus dieser Einrichtung in die in der Falllinie liegende fliessen und dort entsprechend den Pfeilen in Figur 4 ablaufen, denn in der Falllinie laufen mit dem Distanzhalter 2 auch die erwähnten Kanäle in ihrer vollen Breite durch, insbesondere ihre durch die Anteile des Flachstreifens 11 gebildeten Kanalböden, welche stufen- und fugenlos und damit wasserdicht verlaufen. Die aneinanderstossenden Auflager- und Dichtungsbereiche 12 der beiden Einrichtungen werden unter einem Winkel von 45° bzw. generell in der Winkelhalbierenden der beiden Einrichtungen geschnitten, also in Gehrung; die Bereiche 12 der horizontal verlaufenden Einrichtungen sind, wie aus Figur 4 ersichtlich, über die Enden der Flachstreifen hinaus verlängert, um an die Bereiche 12 der in der Falllinie verlaufenden Einrichtung anschliessen zu können. Das Zuschneiden und das anschliessende Verkleben der Einrichtungen kann auf der Baustelle erfolgen; es können aber auch Knotenpunkte im Herstellerwerk vorfabriziert werden, an welche von den Einrichtungen ihre Profilleisten 1,3, evt. auch die Distanzhalter 2, stirnseitig angeschlossen (stumpf gestossen) und dann mit ihnen verklebt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, im Werk bereits ein ganzes Netzwerk von solchen Einrichtungen zu fertigen, indem diese innerhalb einer Form im Knotenpunktbereich zusammen vulkanisiert werden.
Während die Teile 1, 2 der Einrichtungen in den Knotenpunkt wie erwähnt zusammengebracht werden, führt man die Abdeckprofilleisten 3 gemäss Figur 5 zusammen, also auf Gehrung, d.h. mit unter 45° bzw. dem halben Winkel zu den jeweiligen Längsachsen spitz verlaufenden Enden, die dann ebenfalls verklebt oder vulkanisiert werden. Auch hier kann die Verbindung auf der Baustelle oder mit vorfabrizierten Formteilen bzw. einem vorfabrizierten Netzwerk ausgeführt werden.
In der Regel werden die in der Falllinie verlaufenden Einrichtungen bzw. ihre Teile 1 - 3 unten und oben offen gelassen, sodass sie sich entwässern können, und ferner auch eine geringe Luftzirkulation mögich ist. Oben wird durch eine dachförmige Abdeckung (nicht dargestellt) der Zutritt von Regenwasser verhindert. Bei grösseren Einrichtungen reicht die genannte Belüftung jedoch nicht mehr aus, und es müssen dann zusätzliche Belüftungsanordnungen vorgesehen werden. Hierzu werden zwei Bohrungen 5 in die Dichtlippen 31 der Abdeckprofilleiste 3 der in Falllinie verlaufenden Einrichtungen eingeführt und dann in jede Bohrung 5 ein Rohr 6 so eingesetzt, dass es von der Bohrung aus schräg nach oben ansteigt. Die Höhendifferenz zwischen dem inneren Rohrende und dem höchsten Punkt der Mündung an der Bohrung 5 sollte mindestens 30mm betragen, um ein Eindringen von Schlagregen in die Einrichtung, d.h. in die Kanäle 19 (Figur 1) zu vermeiden. Die Neigung des Rohres richtet sich daher nach der Neigung der in der Falllinie verlaufenden Einrichtung, entsprechend ist der Neigungswinkel der Bohrung 5 zu wählen.
Es wurde bereits eingangs erwähnt, dass zur Erzielung einer einwandfreien Halterung und Abdichtung nicht nur eine besondere Formgebung der Einrichtung, sondern auch die Wahl des am besten geeigneten Materials eine Rolle spielt, da sowohl Material wie Formgebung miteinander wirken müssen. Die Einrichtung besteht daher aus Elastomer (für den Distanzhalter kann wie schon erwähnt bei Bedarf auch ein anderes Material in Frage kommen). Als zweckmässig hat sich ein solches mit einem Elastizitätsmodul von 30 - 60 N/mm² erwiesen; der geeignete Wert wird von Fall zu Fall aufgrund der zu erwartenden Beanspruchungen sowie der Konstruktionsdetails festgelegt.