DE10141357A1

DE10141357A1 - Befestigungswinkel mit breiter Federzunge

Info

Publication number: DE10141357A1
Application number: DE2001141357
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Nauth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: GB2378967B; FR2828903A1; GB0219596D0; GB2378967A; FR2828903B1; DE10141357C2; CH696271A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungswinkel zum Ausrichten und Montieren von an Profilstäben befestigten Fassadenelementen an einer Gebäudewand, mit einem Wand- und einem Kragschenkel, wobei der Kragschenkel in einem Zangenbereich zum zangenartigen Einspannen der oben genannten Profilstäbe mindestens ein Positionierelement und eine Federzunge umfasst. Dazu weist die Federzunge eine Fläche auf, die mindestens 60% der Fläche des Zangenbereiches beträgt. Die Federzunge hat eine Basisbreite, die mindestens 70% der Befestigungswinkelbreite ausmacht. Sie nimmt alle Bohrungen, Ausnehmungen und/oder Ausbrüche zur mindestens zweidimensionalen Befestigung der Profilstäbe am Kragschenkel auf. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird ein formsteifer, leichter Befestigungswinkel entwickelt, der bei einfacher Handhabung eine schnelle, präzise und dauerhafte Montage der Fassadenelemente ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungswinkel zum Ausrichten und Montieren von an Profilstäben befestigten Fassadenelementen an einer Gebäudewand, mit einem Wand- und einem Kragschenkel, wobei der Kragschenkel in einem Zangenbereich zum zangenartigen Einspannen der oben genannten Profilstäbe mindestens ein Positionierelement und eine Federzunge umfasst.

Aus der EP 1 101 881 A2 ist ein geblechter Befestigungswinkel bekannt, der entlang seines Wand- und Kragschenkels im Bereich der Seitenränder je eine Versteifungssicke hat. Dadurch liegt der Befestigungswinkel an der Gebäudewand - sehr gut wärmeleitend - großflächig an. Der Kragschenkel weist eine schmale Federzunge auf, die nur eine kurzzeitige Fixierungsfunktion erlaubt. Der am Befestigungswinkel montierte Profilstab, der an den Positionierelementen des Kragschenkels fixiert wird, wird beim Abbohren des Profilstabes die Federzunge stark belastet. Dabei ergibt sich durch das Nachgeben der Federzunge ein Spalt zwischen den Positionierelementen und dem Profilstab. Dieser Abstand verursacht beim Abbohren ein unbeabsichtigtes Auswandern des Bohrwerkzeuges, so dass sich bei dem anschließenden Vernieten oder Verschrauben von Befestigungswinkel und Profilstab teilweise untolerierbare Lageabweichungen ergeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, einen formsteifen, leichten Befestigungswinkel zu entwickeln, der bei einfacher Handhabung eine schnelle, präzise und dauerhafte Montage der Fassadenelemente ermöglicht.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu weist die Federzunge eine Fläche auf, die mindestens 60% der Fläche des Zangenbereiches beträgt. Die Federzunge hat eine Basisbreite, die mindestens 70% der Befestigungswinkelbreite ausmacht. Sie nimmt alle Bohrungen, Ausnehmungen und/oder Ausbrüche zur mindestens zweidimensionalen Befestigung der Profilstäbe am Kragschenkel auf.

Der Kragschenkel des Befestigungswinkels hat eine großflächige Federzunge mit einer breiten Federzungenbasis. Die Federzunge nimmt bei waagerecht angeordnetem Kragschenkel alle horizontal auftretenden Kräfte, wie u. a. die auf der Fassade lastende Windkraft, auf. Am Tragen der Gewichtskraft der Fassadenelemente ist sie nicht beteiligt. Die Gewichtkraft übernehmen die Positionierelemente als Teile des Kragschenkels.

Diese Funktionentrennung gewährleistet eine hohe Lebensdauer der Befestigungswinkel. Die Befestigungswinkel tragen die Fassadenelemente nahezu frei von thermischen Spannungen, wodurch speziell der Risskorrosion vorgebeugt wird. Ist beispielweise ein Fassadenelement mit mindestens zwei übereinander angeordneten Befestigungswinkeln gehalten, kann sich bei einer Wärmedehnung in vertikaler Richtung die den Profilstab tragende Federzunge des oberen Befestigungswinkels federnd in Dehnungsrichtung nach oben ausweichen. Dabei wird die Federzunge ausschließlich an einer definiert dafür vorgesehenen Biegestelle belastet.

Der Befestigungswinkel ist nur beispielsweise ein aus Blech geformtes Bauteil. Als Werkstoff sind z. B. korrosionsbeständiger Stahl, Stahl mit einer korrosionsschützenden Beschichtung, eine Aluminiumlegierung oder vergleichbare Materialien vorgesehen. Es sind auch faserverstärkte Kunststoffe denkbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.
Fig. 1 Frontansicht des Befestigungswinkels;
Fig. 2 Schnitt durch den Wandschenkel und Draufsicht auf den Kragschenkel;
Fig. 3 Seitenschnitt des Befestigungswinkels;
Fig. 4 Befestigungswinkel mit Wand, Profilstab und Fassadenelement.
Die Fig. 4 zeigt ein mittels eines Befestigungswinkels (10) an einer Fassade (7) über einen Profilstab (3) befestigtes Fassadenelement (1).
Der Befestigungswinkel (10) besteht aus einem Wandschenkel (20) und einem Kragschenkel (30). Beide Schenkel (20, 30) des Ausführungsbeispiels sind Teile eines profilierten Stahlbleches. Das Stahlblech ist mit einem metallischen Überzug aus einer Zink- Aluminiumlegierung ausgestattet. Das Profil (11) des Befestigungswinkels (10) setzt sich im wesentlichen aus einem zentralen Innenabschnitt (12), zwei Versteifungsabschnitten (13, 14) und zwei Außenabschnitten (15, 16) zusammen, vgl. Fig. 2. Der zentrale Innenabschnitt (12) entspricht ca. 73% der Gesamtbreite (19) des Befestigungswinkels (10). An ihn schließen sich beidseitig jeweils unter ca. 45° die Versteifungsabschnitte (13, 14) an. Ihre jeweilige Breite beträgt, nach Fig. 2, ca. 7-8% der Gesamtbreite (19). Nach außen hin schließt sich an jeden Versteifungsabschnitt (13, 14) ein benachbarter Außenabschnitt (15, 16) an. Die Außenabschnitte (15, 16) haben jeweils eine Breite, die 5-6% der Gesamtbreite (19) entspricht. Sie liegen parallel versetzt zu dem jeweils entsprechenden Innenabschnitt (12). Der räumliche Versatz beträgt ca. 6-7% der Gesamtbreite (19). Die Blechstärke liegt bei ca. 1,6% der Gesamtbreite (19).
Der Wandschenkel (20) hat eine Höhe, die z. B. ca. 54% der Gesamtbreite (19) entspricht. In der Mitte des Wandschenkels (20) befindet sich eine Langloch (21), dessen Längsrichtung parallel zu den seitlichen Außenkanten (28) verläuft. Das Langloch (21) ist beispielsweise gedacht für eine Schraube oder einen Gewindebolzen mit einem M10-Gewinde. Seine Länge entspricht ca. dem 2,5-fachen seiner Breite. Es hat eine umlaufende Randverstärkung (22), die sich nach Fig. 4 zur Fassade (7) hin erstreckt. Die durch Umformen erzeugte Randverstärkung (22) hat eine Tiefe, die fast der dreifachen Blechstärke entspricht. Die Randverstärkung (22) versteift den gesamten Wandschenkel (20).
Auf der mittleren Höhe des Langloches (21) sind an den Außenabschnitten (15, 16) - auf deren von der Fassade (7) abgewandten Seite - jeweils, die Montage erleichternde, Markierungskerben (25) angeordnet. Der Befestigungswinkel (10) wird in der Regel an der Fassade (7) oder z. B. an einer Decke mittels einer Schraube (9) oder eines anderen geeigneten Befestigungsmittels fixiert. Beispielsweise wird eine Sechskantschraube mit Flansch über einen Dübel (8) in der Wand (7) befestigt, vgl. Fig. 4.
Aufgrund des formsteifen Profils (11) des Befestigungswinkels (10) kommt der Wandschenkel (20) nur mit ca. 10-12% seiner Fläche zur Anlage an der Gebäudewand (7). Nur die Außenabschnitte (15, 16) liegen auf. Hierdurch ergibt sich eine minimale Wärmeübertragung zwischen den in der Regel wärmeren Fassadenelementen (1) und der Gebäudewand (7). Bei einer Montage nach Fig. 4 erlaubt der durch das Profil (11) zwischen der Fassade (7) und dem Wandschenkel (20) liegende Kanal (18) einen thermischen Zug, so dass der Befestigungswinkel (10) wie eine Kühlrippe wirkt. Die minimale Spaltfläche zwischen der Fassade (7) und dem Wandschenkel (20) minimiert zudem die Korrosionsanfälligkeit des Befestigungswinkels (10), da sich anfallendes Kondensatwasser nicht in großflächigen Kapillarspalten halten kann.
Zusätzlich kann zwischen dem Wandschenkel (20) und der Fassade (7) ein Isolierkörper (60) angeordnet werden, vgl. Fig. 2, dort gestrichelt dargestellt. Der Isolierkörper (60) ist z. B. eine rechteckige Platte mit einem zentralen Langloch. Die Innenkontur des Langloches passt spielfrei oder mit einem Klemmsitz auf die Randverstärkung (22). Somit kann der Isolierkörper (60) verliersicher am Befestigungswinkel (10) fixiert werden. Dies erleichtert die Handhabung dieses Bauteils auf der Baustelle erheblich.
Der Kragschenkel (30) schließt sich unter 90° an den Wandschenkel (20) an. Er hat zumindest im hinteren Bereich das gleiche Profil (11) wie der Wandschenkel (20). Der maximale Krümmungsradius der 90°-Biegung liegt bei ca. 10% der Gesamtbreite (19) des Wandschenkels (20). Die Tiefe des Kragschenkels (30) entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 74% der Gesamtbreite (19).
Der Kragschenkel (30) hat einen sog. Zangenbereich (40), der sich vom freien Ende des Schenkels (30) in Richtung auf die 90°- Biegung erstreckt. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Tiefe des Zangenbereiches (40) ca. 58% der Gesamtbreite (19). Im Zangenbereich (40) befindet sich im Innenabschnitt (12) des Profils (11) eine Federzunge (41). Ihre Breite, die sog. Basisbreite (43), beträgt ca. 67% der Gesamtbreite (19), so dass beidseitig der Federzunge (41) vom Innenabschnitt (12) jeweils ein schmaler Randstreifen (31, 32) übrig bleibt, vgl. Fig. 1 und 2.
Die Federzunge (41) verläuft als eine Viertelblattfeder zumindest annähernd parallel zu den Randstreifen (31, 32), vgl. Fig. 3. Sie wird beispielsweise durch Stanzen und Umformen aus dem Innenabschnitt (12) herausgeformt. Zum Minimieren der Kerbspannungen ist am jeweiligen innenliegenden Stanzschnittende eine Bohrung (55) angeordnet. In diesem Bereich steht die Federzungenbasis (42) unter einem Winkel von ca. 60° gegenüber den Randstreifen (31, 32) nach oben, um dann z. B. aus einem Höhenabstand von ca. 2-3 mm wieder auf die freien Enden der Randstreifen (31, 32) zu zulaufen. Im Tiefenabstand von 10% der Gesamtbreite (19) vor dem freien Ende der Randstreifen (31, 32) hat sich die Federzunge (41) den Randstreifen (31, 32) in der Höhe wieder auf ca. 1 mm genähert.
In diesem Bereich befinden sich in der Nähe der einzelnen Randstreifen (31, 32) je ein sphärisch nach unten gewölbter Nocken (53), der jeweils die den Randstreifen (31, 32) naheste Kontaktstelle zum aufzunehmenden Profilstab (3) repräsentiert. Zum freien Ende der Federzunge (41) hin, erstreckt sich diese bogenförmig nach oben. Hierdurch bildet sich zwischen dem Federzungenende und den Randstreifenenden ein Einführkeil für ein erleichtertes Einstecken eines zwischen der Federzunge (41) und den Randstreifen (31, 32) zangenförmig eingespannten Profilstabs (3), vgl. Fig. 4. Auch am Kragschenkel (30) sind an der Oberseite der Außenabschnitte (15, 16) Tiefenmarkierungen (35) angebracht. Sie liegen ca. 32% der Federzungentiefe vor den freien Enden der Positionierelemente (31, 32).
Der in Fig. 4 dargestellte Profilstab (3) umfasst einen Fußsteg (4) und einen Quersteg (5). Der Quersteg (5) ist mit dem Fassadenelement (1) beispielsweise verklebt. Bei der Montage des Fassadenelements (1) an dem schon an der Fassade (7) fixierten Befestigungswinkels (10) wird der Fußsteg (4) zwischen die Federzunge (41) und die Randstreifen (31, 32) eingeschoben. Dabei liegt die Federzunge (41) über die Nocken (53) auf dem Fußsteg (4) auf. Zum Ausrichten kann das Fassadenelement (1) mit dem Profilstab (3) normal zum Fassadenelement (1) und längs dem Profilstab (3) bei geringer Reibung ohne Kratzspuren hin- und hergeschoben werden. Dafür sorgen die Nocken (53) und entsprechende Anfasungen (36) an den Randstreifen (31, 32). Die Anfasungen (36), sowie entsprechende Anfasungen (46) an der Federzungenvorderkante sind beispielsweise 45°-Fasen. Diese Anfasungen (36, 46) schränken zusammen mit Eckenabrundungen an den Wand- und Kragschenkeln (20, 30) das Verletzungsrisiko des Monteurs erheblich ein.
Beim Positionieren des Profilstabes (3) erkennt der Monteur an der Sichtbarkeit der Tiefenmarkierungen (35), dass der Fußsteg (4) nicht tief genug im Kragschenkel (30) steckt.
Zwischen den Nocken (53) befinden sich in der Regel mehrere Bohrungen (51) und Langlöcher (52). Im Ausführungsbeispiel erkennt man nach Fig. 2 zwischen den Nocken (53) in deren unmittelbarer Nähe je eine Bohrung (51). Der Durchmesser der Bohrungen (51) beträgt z. B. 5,1 mm. Zwischen den Bohrungen (51) sind zwei Langlöcher (52) angeordnet. Die Breite der Langlöcher (52) entspricht dem Durchmesser der Bohrungen (51), während die Langlochlänge z. B. dem Dreifachen des Bohrungsdurchmessers entspricht.
Die Nocken (53), die Bohrungen (51) und die Langlöcher (52) liegen spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Mittellinie (38) des Kragschenkels (30). Die Mittellinie (38) ist parallel zu einer Seitenkante (56) der Federzunge (41). Die Mitte der Langlöcher (52) ist ca. 24% der Gesamtbreite (19) von den Seitenkanten (56) entfernt. Zwischen den Langlöchern (52) und der Federzungenbasis (42) sind auf der Federzungenoberseite (57) parallel zu den Seitenkanten (56) lange, die Mitte der Langlöcher (52) markierende, Lochmarkierungskerben (45) angeordnet. Sie verlaufen in Richtung der Federzungenbasis (42) über eine gedachte Verbindungslinie zwischen den Tiefenmarkungen (35) hinweg.
Der Kragschenkel (30) kann zwischen der Federzungenbasis (42) und dem Wandschenkel (20) beispielsweise in 30 mm-Schritten verlängert werden. Mindestens sechs Verlängerungen sind denkbar.
Zur beispielhaften Montage von Fassadenelementen (1) mit Hilfe dieser Befestigungswinkel (10) werden an den künftigen Befestigungsstellen zunächst horizontale Markierungslinien an der noch unverkleideten Fassade (7) angebracht. Diese Linien haben den vertikalen Abstand der übereinander angeordneten Befestigungswinkel (10). An den Markierungslinien werden die Befestigungsbohrungen (70) in die Gebäudewand (7) gebohrt. Die Dübel (8) werden in die Bohrungen (70) eingesteckt. Nach dem Ausrichten der Befestigungswinkel (10) mittels ihrer Markierungskerben (25) an der Gebäudewand bzw. Fassade (7) über den Befestigungsbohrungen (70), werden die Befestigungswinkel (10) mittels der Flanschschrauben (9) an der Gebäudewand (7) anmontiert. Die Federzungenoberseite (57) zeigt hierbei z. B. nach oben.
Nun wird das Fassadenelement (1) über den Fußsteg (4) des Profilstabs (3) jeweils zwischen die Federzunge (41) und die Positionierelemente (31, 32) eingesteckt. Die Positionierelemente (31, 32) übernehmen die Gewichtskraft der Fassadenelemente (1). Der jeweilige Fußsteg (4) wird so weit unter die Federzunge (41) geschoben, bis die Tiefenmarkierung erreicht oder überschritten ist. Der Monteur blickt hierbei auf die Federzungenoberseite (57).
Nach dem Positionieren werden die Fußstege (4) zur späteren Nietbefestigung durchbohrt. Die Bohrungen (51) und/oder Langlöcher (52) dienen hierbei als Bohrwerkzeugführung. Unmittelbar nach dem sog. Abbohren vor Ort werden Blindniete (6) in die Bohrungen (51) und/oder Langlöcher (52) eingesteckt und vernietet. Dabei werden die Bohrungen (51) für freiheitsgradfreie Lagerstellen benutzt. Ggf werden die Verbindungselemente, z. B. Niete, Schrauben, Biegelaschen u. s. w. die die Federzunge (41) mit dem Profilstab (3) in Axialrichtung der Bohrungen (51) oder anderen Ausnehmungen verbinden, mit Spiel bzw. ohne Restklemmkraft eingesetzt, so dass der Profilstab (3) gegenüber der Federzunge (41) u. a. eine zumindest geringfügige Schwenkbeweglichkeit um die zuvor genannte Axialrichtung hat.
Müssen Wärmedehnungen ausgeglichen werden, kommen die Langlöcher (52) zum Einsatz. Dort werden die Nieten (6) mit geringem Spiel vernietet, so dass die jeweilige Niete (6) zusammen mit dem Fassadenelement (1) im entsprechenden Langloch (52) wandern kann.
Bei der gesamten Montage hat der Monteur am Befestigungswinkel (10) nur von der Federzungenoberseite (57) her gearbeitet. Das betraf u. a. das Positionieren, das Abbohren und das Nieten. Bezugszeichenliste 1 Fassadenelement
2 Klebstoff
3 Profilstab
4 Fußsteg
5 Quersteg
6 Niet
7 Wand, Gebäudewand, Fassade (unverkleidet)
8 Dübel
9 Schraube, Flanschschraube
10 Befestigungswinkel
11 Profil
12 Innenabschnitt, zentral
13, 14 Versteifungsabschnitte
15, 16 Außenabschnitte
18 Kanal
19 Befestigungswinkelbreite, Gesamtbreite
20 Wandschenkel
21 Langloch
22 Randverstärkung
25 Markierungskerben
28 Außenkante
30 Kragschenkel
31, 32 Positionierelemente, Randstreifen
35 Tiefenmarkierungen
36 Anfasungen an Randstreifen
38 Mittellinie
40 Zangenbereich
41 Federzunge
42 Federzungenbasis
43 Basisbreite
45 Lochmarkierungskerben
46 Anfasungen an Federzunge
51 Bohrungen
52 Langlöcher, Ausnehmungen
53 Nocken
55 Bohrungen am Stanzschnittende
56 Seitenkanten
57 Federzungenoberseite
60 Isolierkörper
70 Fassadenbohrung

Claims

1. Befestigungswinkel zum Ausrichten und Montieren von an Profilstäben befestigten Fassadenelementen an einer Gebäudewand, mit einem Wand- und einem Kragschenkel, wobei der Kragschenkel in einem Zangenbereich zum zangenartigen Einspannen der oben genannten Profilstäbe mindestens ein Positionierelement und eine Federzunge umfasst, dadurch gekennzeichnet,
dass die Federzunge (41) eine Fläche aufweist, die mindestens 60% der Fläche des Zangenbereiches (40) beträgt,
dass die Federzunge (41) eine Basisbreite (43) hat, die mindestens 70% der Befestigungswinkelbreite (19) ausmacht und
dass die Federzunge (41) alle Bohrungen (51), Ausnehmungen (52) und/oder Ausbrüche zur mindestens zweidimensionalen Befestigung der Profilstäbe (3) am Kragschenkel (30) aufnimmt.

2. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wand- (20) und der Kragschenkel (30) einen 90°-Winkel einschließen.

3. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseits der Federzunge (41) je ein formsteifes Positionierelement (31, 32) angeordnet ist.

4. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzunge (41) in einer zum Wandschenkel (20) parallelen und zum Positionierelement (31, 32) normalen Richtung eine rechteckige Kontur hat.

5. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzunge (41) im Bereich ihrer Basis an den Übergangsstellen zu den Positionierelementen (31, 32) Bohrungen (55) zum Verringern einer Kerbwirkung aufweist.

6. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungswinkel (10) ein doppel-s-förmiges Profil (11) hat mit einem zentralen, nicht an der Gebäudewand (7) anliegenden, Innenabschnitt (12) und beidseits parallel versetzten Außenabschnitten (15, 16), wobei zwischen dem Innenabschnitt (12) und den Außenabschnitten (15, 16) formversteifende Versteifungsabschnitte (13, 14) angeordnet sind.

7. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Gebäudewand (7) anliegenden Außenabschnitte (15, 16) des Wandschenkels (20) eine Auflagefläche haben, die weniger als 12% der Wandschenkelfläche ausmacht.

8. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzunge (41) auf einem befestigten Profilstab (3) über mindestens zwei Nocken (53) aufliegt.

9. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandschenkel (20) zur Befestigung an der zu verkleidenden Gebäudewand (7) eine Ausnehmung (21) aufweist, die eine Randverstärkung (22) hat.

10. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (21) ein Langloch ist.

11. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungswinkel (10) zu einer Mittelebene, die den Wand- (20) und den Kragschenkel (30) mittig und normal zu deren zentralen Flächen schneidet, spiegelsymmetrisch gestaltet ist.