DE10141357C2 - Befestigungswinkel mit breiter Federzunge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen 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 Positi­ onierelement 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 wärmelei­ tend - großflächig an. Der Kragschenkel weist eine schmale Fe­ derzunge auf, die nur eine kurzzeitige Fixierungsfunktion er­ laubt. 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 Ab­ stand verursacht beim Abbohren ein unbeabsichtigtes Auswandern des Bohrwerkzeuges, so dass sich bei dem anschließenden Vernie­ ten oder Verschrauben von Befestigungswinkel und Profilstab teilweise untolerierbare Lageabweichungen ergeben.

Ferner ist aus der DE 37 29 824 A1 ein geblechter Befesti­ gungswinkel mit einem Kragschenkel mit integrierter Federzunge bekannt, der ebenfalls einen Profilstab zwischen dem Krag­ schenkel und der Federzunge aufnimmt. Zum Verschrauben oder Vernieten des Profilstabs mit dem Befestigungswinkel muss der Profilstab im Federzungenbereich von oben und im äußeren Krag­ schenkelbereich von unten aufgebohrt werden.

Des Weiteren ist aus der DE 197 54 022 A1 ein zweiteiliger ge­ blechter Befestigungswinkel bekannt. Am Wandschenkel ist hier der die Federzunge aufnehmende Kragschenkel eingehängt. Der auf dem Kragschenkel gelagerte Profilstab ist nur an der Federzunge befestigt. Die zweiteilige Gestaltung des Befestigungswinkels bedeutet trotz höherem Gewicht einen Verlust an Formsteifigkeit gegenüber einem einteiligen Befestigungswinkel und erfordert zu­ dem einen zusätzlichen Montageaufwand.

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

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu hat der Befestigungswinkel ein doppel-s-förmiges Profil mit einem zentralen, nicht an der Gebäudewand anliegen­ den, Innenabschnitt und beidseits parallel versetzten Außenab­ schnitten, wobei zwischen dem Innenabschnitt und den Außenab­ schnitten formversteifende Versteifungsabschnitte angeordnet sind. Die Federzunge weist 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 Aus­ brüche zur mindestens zweidimensionalen Befestigung der Profil­ stäbe 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 Wind­ kraft, auf. Am Tragen der Gewichtskraft der Fassadenelemente ist sie nicht beteiligt. Die Gewichtkraft übernehmen die Positio­ nierelemente als Teile des Kragschenkels.

Diese Funktionentrennung gewährleistet eine hohe Lebensdauer der Befestigungswinkel. Die Befestigungswinkel tragen die Fassaden­ elemente nahezu frei von thermischen Spannungen, wodurch spe­ ziell 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 ei­ ner definiert dafür vorgesehenen Biegestelle belastet.

Der Befestigungswinkel ist nur beispielsweise ein aus Blech ge­ formtes 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 Unteran­ sprüchen 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 Fassaden­ element.

Die Fig. 4 zeigt ein mittels eines Befestigungswinkels (10) an einer Fassade (7) über einen Profilstab (3) befestigtes Fassa­ denelement (1).

Der Befestigungswinkel (10) besteht aus einem Wandschenkel (20) und einem Kragschenkel (30). Beide Schenkel (20, 30) des Ausfüh­ rungsbeispiels sind Teile eines profilierten Stahlbleches. Das Stahlblech ist mit einem metallischen Überzug aus einer Zink- Aluminiumlegierung ausgestattet. Das Profil (11) des Befesti­ gungswinkels (10) setzt sich im wesentlichen aus einem zentralen Innenabschnitt (12), zwei Versteifungsabschnitten (13, 14) und zwei Außenabschnitten (15, 16) zusammen, vgl. Fig. 2. Der zent­ rale 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 Außenab­ schnitt (15, 16) an. Die Außenabschnitte (15, 16) haben jeweils eine Breite, die 5-6% der Gesamtbreite (19) entspricht. Sie lie­ gen parallel versetzt zu dem jeweils entsprechenden Innenab­ schnitt (12). Der räumliche Versatz beträgt ca. 6-7% der Gesamt­ breite (19). Die Blechstärke liegt bei ca. 1,6% der Gesamt­ breite (19).

Der Wandschenkel (20) hat eine Höhe, die z. B. ca. 54% der Ge­ samtbreite (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 Gewinde­ bolzen mit einem M10-Gewinde. Seine Länge entspricht ca. dem 2,5-fachen seiner Breite. Es hat eine umlaufende Randverstär­ kung (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 Randverstär­ kung (22) versteift den gesamten Wandschenkel (20).

Auf der mittleren Höhe des Langloches (21) sind an den Außenab­ schnitten (15, 16) - auf deren von der Fassade (7) abgewandten Seite - jeweils, die Montage erleichternde, Markierungsker­ ben (25) angeordnet. Der Befestigungswinkel (10) wird in der Re­ gel 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 Befestigungswin­ kels (10) kommt der Wandschenkel (20) nur mit ca. 10-12% seiner Fläche zur Anlage an der Gebäudewand (7). Nur die Außenab­ schnitte (15, 16) liegen auf. Hierdurch ergibt sich eine mini­ male Wärmeübertragung zwischen den in der Regel wärmeren Fassa­ denelementen (1) und der Gebäudewand (7). Bei einer Montage nach Fig. 4 erlaubt der durch das Profil (11) zwischen der Fas­ sade (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 Fas­ sade (7) und dem Wandschenkel (20) minimiert zudem die Korro­ sionsanfälligkeit des Befestigungswinkels (10), da sich anfal­ lendes Kondensatwasser nicht in großflächigen Kapillarspalten halten kann.

Zusätzlich kann zwischen dem Wandschenkel (20) und der Fas­ sade (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 Innen­ kontur 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 er­ heblich.

Der Kragschenkel (30) schließt sich unter 90° an den Wandschen­ kel (20) an. Er hat zumindest im hinteren Bereich das gleiche Profil (11) wie der Wandschenkel (20). Der maximale Krümmungs­ radius der 90°-Biegung liegt bei ca. 10% der Gesamtbreite (19) des Wandschenkels (20). Die Tiefe des Kragschenkels (30) ent­ spricht im gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 74% der Gesamt­ breite (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 Zangen­ bereich (40) befindet sich im Innenabschnitt (12) des Pro­ fils (11) eine Federzunge (41). Ihre Breite, die sog. Basis­ breite (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 zumin­ dest 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 Kerb­ spannungen ist am jeweiligen innenliegenden Stanzschnittende eine Bohrung (55) angeordnet. In diesem Bereich steht die Feder­ zungenbasis (42) unter einem Winkel von ca. 60° gegenüber den Randstreifen (31, 32) nach oben, um dann z. B. aus einem Höhen­ abstand von ca. 2-3 mm wieder auf die freien Enden der Rand­ streifen (31, 32) zu zulaufen. Im Tiefenabstand von 10% der Ge­ samtbreite (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 Rand­ streifen (31, 32) je ein sphärisch nach unten gewölbter No­ cken (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 Feder­ zungenende und den Randstreifenenden ein Einführkeil für ein er­ leichtertes 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 Fuß­ steg (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 Fe­ derzunge (41) und die Randstreifen (31, 32) eingeschoben. Dabei liegt die Federzunge (41) über die Nocken (53) auf dem Fuß­ steg (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 entspre­ chende Anfasungen (36) an den Randstreifen (31, 32). Die Anfa­ sungen (36), sowie entsprechende Anfasungen (46) an der Feder­ zungenvorderkante sind beispielsweise 45°-Fasen. Diese Anfa­ sungen (36, 46) schränken zusammen mit Eckenabrundungen an den Wand- und Kragschenkeln (20, 30) das Verletzungsrisiko des Mon­ teurs erheblich ein.

Beim Positionieren des Profilstabes (3) erkennt der Monteur an der Sichtbarkeit der Tiefenmarkierungen (35), dass der Fuß­ steg (4) nicht tief genug im Kragschenkel (30) steckt.

Zwischen den Nocken (53) befinden sich in der Regel mehrere Boh­ rungen (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 Lang­ löcher (52) angeordnet. Die Breite der Langlöcher (52) ent­ spricht dem Durchmesser der Bohrungen (51), während die Langlochlänge z. B. dem Dreifachen des Bohrungsdurchmessers ent­ spricht.

Die Nocken (53), die Bohrungen (51) und die Langlöcher (52) lie­ gen spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Mittellinie (38) des Kragschenkels (30). Die Mittellinie (38) ist parallel zu einer Seitenkante (56) der Federzunge (41). Die Mitte der Langlö­ cher (52) ist ca. 24% der Gesamtbreite (19) von den Seitenkan­ ten (56) entfernt. Zwischen den Langlöchern (52) und der Feder­ zungenbasis (42) sind auf der Federzungenoberseite (57) parallel zu den Seitenkanten (56) lange, die Mitte der Langlöcher (52) markierende, Lochmarkierungskerben (45) angeordnet. Sie verlau­ fen 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 ver­ längert werden. Mindestens sechs Verlängerungen sind denkbar.

Zur beispielhaften Montage von Fassadenelementen (1) mit Hilfe dieser Befestigungswinkel (10) werden an den künftigen Befesti­ gungsstellen zunächst horizontale Markierungslinien an der noch unverkleideten Fassade (7) angebracht. Diese Linien haben den vertikalen Abstand der übereinander angeordneten Befestigungs­ winkel (10). An den Markierungslinien werden die Befestigungs­ bohrungen (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 Befestigungsbohrun­ gen (70), werden die Befestigungswinkel (10) mittels der Flanschschrauben (9) an der Gebäudewand (7) anmontiert. Die Fe­ derzungenoberseite (57) zeigt hierbei z. B. nach oben.

Nun wird das Fassadenelement (1) über den Fußsteg (4) des Pro­ filstabs (3) jeweils zwischen die Federzunge (41) und die Posi­ tionierelemente (31, 32) eingesteckt. Die Positionierele­ mente (31, 32) übernehmen die Gewichtskraft der Fassadenele­ mente (1). Der jeweilige Fußsteg (4) wird so weit unter die Fe­ derzunge (41) geschoben, bis die Tiefenmarkierung erreicht oder überschritten ist. Der Monteur blickt hierbei auf die Feder­ zungenoberseite (57).

Nach dem Positionieren werden die Fußstege (4) zur späteren Nietbefestigung durchbohrt. Die Bohrungen (51) und/oder Lang­ löcher (52) dienen hierbei als Bohrwerkzeugführung. Unmittelbar nach dem sog. Abbohren vor Ort werden Blindniete (6) in die Boh­ rungen (51) und/oder Langlöcher (52) eingesteckt und vernietet. Dabei werden die Bohrungen (51) für freiheitsgradfreie Lager­ stellen 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 ein­ gesetzt, so dass der Profilstab (3) gegenüber der Federzun­ ge (41) u. a. eine zumindest geringfügige Schwenkbeweglichkeit um die zuvor genannte Axialrichtung hat.

Müssen Wärmedehnungen ausgeglichen werden, kommen die Langlö­ cher (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 Befestigungswin­ kel (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 (10)

1. Befestigungswinkel zum Ausrichten und Montieren von an Pro­ filstäben befestigten Fassadenelementen an einer Gebäudewand, mit einem Wand- und einem Kragschenkel, wobei der Kragschenkel in einem Zangenbereich zum zangenartigen Einspannen der oben ge­ nannten Profilstäbe mindestens ein Positionierelement und eine Federzunge umfasst,
wobei der Befestigungswinkel (10) ein doppel-s-förmiges Pro­ fil (11) hat mit einem zentralen, nicht an der Gebäudewand (7) anliegenden, Innenabschnitt (12) und beidseits parallel ver­ setzten Außenabschnitten (15, 16), wobei zwischen dem Innen­ abschnitt (12) und den Außenabschnitten (15, 16) formverstei­ fende Versteifungsabschnitte (13, 14) angeordnet sind,
wobei die Federzunge (41) eine Fläche aufweist, die mindestens 60% der Fläche des Zangenbereiches (40) beträgt,
wobei die Federzunge (41) eine Basisbreite (43) hat, die min­ destens 70% der Befestigungswinkelbreite (19) ausmacht und
wobei die Federzunge (41) alle Bohrungen (51), Ausnehmun­ gen (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 Positio­ nierelement (31, 32) angeordnet ist.

4. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzunge (41) in einer zum Wandschenkel (20) paralle­ len 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 Über­ gangsstellen zu den Positionierelementen (31, 32) Bohrungen (55) zum Verringern einer Kerbwirkung aufweist.

6. Befestigungswinkel gemäß Anspruch 1, 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.

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

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

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

10. 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.