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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Platte, dadurch gekennzeichnet,
dass zwei gegenüberliegende
Flächen
Elemente aufweisen, welche signifikante Zugkräfte in Plattenebene übertragen
können.
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Aus
dem Stand der Technik sind Platten bekannt, die Lasten auf Biegung
abtragen. Derartige Platten tragen Lasten wie das Eigengewicht der
Platte selbst sowie Flächenlasten
z.B. durch Wind oder Schnee auf Biegung ab und sind regelmäßig an den Rändern in
einer Haltevorrichtung gegen senkrecht zur Platte wirkende Kräfte aufgelagert.
Wird die einwirkende Last zu groß, muss die Platte entsprechend durch
weitere Auflager wie z.B. Stützen
stabilisiert werden, damit sie nicht typischerweise vom Auflager abrutscht
oder in der Feldmitte knickt. Je größer die Platte, desto mehr
Gesamtlast muss abgetragen werden. Dadurch werden in der Regel bei
größeren Konstruktionen
eine erhebliche Anzahl von Auflagern benötigt.
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Aus
dem Stand der Technik sind auch Platten bekannt, die an zwei gegenüberliegenden
Flächen
Elemente aufweisen, welche der Verbindung benachbarter Platten dienen.
So beschreibt z.B. die
DE 31
26 440 Platten, die als Ausfachungen zur Aussteifung zwischen
zwei sonst nicht stabilen Profilen dienen, d.h. ähnlich wie Windverbände. Die
DE-OS 21 25 725 beschreibt
Kunststoffplatten mit Elementen, wobei nur eine Fugenverbindung
erreicht wird, und die Haupttragrichtung in Richtung der Fuge verläuft (Längsrichtung).
Die
DE-OS 27 52 286 beschreibt
ebenfalls Kunststoffplatten mit Elementen, bei denen nur eine Fugenverbindung
erreicht wird, und wobei keine Lasteinleitung an der Fuge in die Unterkonstruktion
erfolgt. Auch
US 4,573,300 beschreibt
lediglich Kunststoffplatten mit Elementen, wobei nur eine Fugenverbindung
erreicht wird, die Haupttragrichtung in Längsrichtung ist und wobei keine
Lasteinleitung an der Fuge in die Unterkonstruktion erfolgt. Der
beschriebene Stand der Technik umfasst daher nur Stützweiten
in Querrichtung der Platten bis ca. 1,20 m.
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Es
wurde nun gefunden, dass mit der erfindungsgemäßen Platte höhere Spannweiten (Stützweiten)
erzielt werden können,
da die Platte, ohne hierbei an die Theorie gebunden zu sein, Lasten
nicht in erster Linie auf Biegung, wie eine herkömmliche Platte, sondern überwiegend
auf Zug abtragen kann.
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Unter
Platte ist dabei eine im Wesentlichen rechteckige Platte aus Kunststoff
zu verstehen. Hierbei kann es sich um eine monolithische Platte,
auch Massivplatte genannt, handeln, oder um eine mehrschalige Platte,
auch Stegplatte genannt. Derartige Platten werden z.B. in Wand-
oder Dachsystemen eingesetzt, wo es auf das Überspannen großer Tragweiten
ankommt, z.B. moderner Ar chitektur wie beispielsweise Stadien. Technische
Anforderungen und Merkmale derartiger Platten sind beschrieben in
der Leitlinie European Technical Approval Guideline 010 (ETAG 010).
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
betrifft die Erfindung Stegdoppelplatten oder Stegmehrfachplatten.
Derartige Platten aus Polycarbonat aber auch aus anderen Kunststoffen
sind hinlänglich
bekannt und werden mittels Extrusion gefertigt. Sie bestehen aus
den jeweils oben und unten liegenden Gurten, die von einer Vielzahl
meist paralleler Stege im jeweiligen Abstand, in vorliegenden Fall
im Bereich von 10 mm oder mehr, distanziert werden und entsprechende,
oft rechteckige Hohlräume
aufweisen. Stegdoppelplatten besitzen einen Obergurt und einen Untergurt
sowie die dazwischen liegenden Stege. Stegmehrfachplatten besitzen
neben dem Obergurt und einen Untergurt und den Stegen weitere meist
parallel zum Obergurt und Untergurt verlaufende innen liegende Gurte
(Zwischengurte). Entsprechend der Anzahl der Gurte sprich man von
z.B. von Stegdreifach- oder Stegvierfachplatten etc. Neben Stegdoppelplatten
oder Stegmehrfachplatten mit rechteckigen Geometrien gibt es auch
entsprechende Platten mit schräg
angeordneten Gurten, die z.B. auch als Fachwerkplatten bezeichnet
werden.
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Stegdoppelplatten
oder Stegmehrfachplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung weisen eine Dicke von mehr als 4 mm, bevorzugt 8 bis 40,
besonders bevorzugt 15 bis 30 mm auf. Mit der Dicke ist dabei der
Abstand der äußeren Gurte
(Ober- und Untergurt) bezeichnet. Man kann auch von der Gesamtdicke
oder Plattenhöhe
sprechen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine solche Platte, dadurch
gekennzeichnet, dass sie eine Spannweite von mehr als 1,2 m, bevorzugt
mehr als 1,5 m, sehr bevorzugt mehr als 2,0 m und insbesondere mehr
als 2,5 m aufweist.
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Übliche Flächengewichte
liegen im Bereich von mehr als 1,3 kg/m2,
bevorzugt 1,7 bis 6, besonders bevorzugt 2,5 bis 5, insbesondere
2,6 bis 4 kg/m2.
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Übliche Dicken
von Ober- und Untergurt liegen im Bereich von 0,5 bis 4, besonders
bevorzugt 0,5 bis 1,5 mm. Die Stege und ggf. vorhandenen Zwischengurte
sind in der Regel deutlich dünner,
z.B. 0,1 bis 1,5 mm. Übliche
Plattenbreiten, die durch die Breite der Extrusionsdüse vorgegeben
ist, liegen zwischen 100 und 3000 mm. Übliche Plattenlängen liegen
im Bereich von 500 mm bis 15000 mm.
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Polycarbonat
ist als thermoplastisch verarbeitbarer Kunststoff hinlänglich bekannt.
Die Polycarbonat-Kunststoffe sind vorwiegend aromatische Polycarbonate
auf Basis von Bisphenolen, insbesondere Bisphenol A.
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Die
Herstellung von Stegplatten z.B. aus Polycarbonat ist hinlänglich bekannt
und zum Beispiel beschrieben in „Technische Thermoplaste,
Kunststoff Handbuch 3/1, Hanser Verlag", München,
insbesondere Seiten 248-257.
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Das
Verfahren zum Aufbringen zusätzlicher Schichten
z.B. aus Polycarbonat, auf einer oder beiden Flächen der Ober- oder Untergurte
ist ebenfalls hinlänglich
bekannt (s. z.B.
EP-A
368 094 ,
EP-A
372 213 ,
EP-A
0 548 822 ). Die Überzugsschicht
können dabei
z.B. UV-Absorber oder Perlglanzpigmente enthalten und auf dem Wege
der Coextrusion oder durch Lackieren oder durch Reverse-Roll-Coating aufgebracht
werden.
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Unter „zwei gegenüberliegenden
Rändern" sind hierbei zwei
Ränder
zu verstehen, die parallel zueinander oder im Wesentlichen parallel
zueinander verlaufen. Bevorzugterweise sind die Ränder parallel,
wobei Abweichungen von 5–10%
toleriert werden können.
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In
einer Ausführungsform
sind unter „Elemente" spezielle Formgebungen
gemeint, welche dem Zweck dienen, die Platte auf Zug in entsprechend
geformte Auflager zu befestigen (formschlüssige Zugverbindung). Formgebung
heißt
hier, dass die Platte selbst derart ausgebildet ist, dass die zwei gegenüberliegenden
Flächen
in solche Formgebungen übergehen.
Beispielsweise kann die Platte parallel zu diesen Flächen eine
Vertiefung, z.B. eine Rille oder eine hakenförmige Rille aufweisen. Entsprechend
kann eine im Wesentlichen komplementär ausgebildete Formgebung im
Auflager dann in diese Rille eingreifen. In einer anderen Ausführungsform
ist die Formgebung eine Hinterschnittverbindung.
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In
einer anderen Ausführungsform
wird die Platte nach ihrer Herstellung mit einer Vorrichtung versehen,
welche dem Zweck dient, die Platte auf Zug in entsprechend geformte
Auflager zu befestigen. Derartige Vorrichtungen können beispielsweise Schienen
sein, die entlang den gegenüberliegenden Flächen laufen.
Solche Vorrichtungen können
prinzipiell aus jedem Material sein, welches die Zugkräfte aufnehmen
kann, wie z.B. Metall oder Kunststoff. Zum Fügen der Vorrichtung an die
Platte können
bekannte Fügetechniken
verwendet werden, wie z.B. Kleben, Schweißen, Nieten, Schrauben oder
Klemmen.
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In
einer Ausführungsform
ist das Element über
die Länge
der Platte symmetrisch, d.h. ist entlang obiger gegenüberliegender
Flächen
entlang der gesamten Länge
gleichmäßig ausgeprägt. In einer weiteren
Ausführungsform
ist das Element entlang der 50%, bevorzugt entlang 90% der Länge der
Fläche
ausgeprägt.
In einer weiteren Ausführungsform sind
die Elemente beider Seiten symmetrisch.
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„Aufweisen” heißt hier,
dass die besagten gegenüberliegenden
Flächen
und die Elemente in beliebiger Form miteinander verbunden sein können; die
Elemente können
Teil der Platte und damit der Fläche
sein, z.B. im Falle einer extrudierten Platte zusammen mit dieser
extrudiert worden sein, oder die Elemente können auch nachträglich angebracht
worden sein, so z.B. wie eine Schiene oder Leiste aus dem Material
der Platte oder aus einem anderen Material.
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Das
Merkmal „signifikante
Zugkräfte
in Plattenebene übertragen
können" bedeutet im vorliegenden
Zusammenhang, dass die Elemente Zugkräfte zwischen der Platte und
einer geeigneten Haltevorrichtung, welche das Element festhält, übertragen können. Hierbei
gelten Zugkräfte
als signifikant, wenn damit ein signifikanter Teil des Eigengewichtes der
Platte selbst sowie Flächenlasten
z.B. durch Wind oder Schnee abgetragen werden können, insbesondere mehr als
60%, bevorzugt mehr als 70%, besonders bevorzugt mehr als 80%, insbesondere mehr
als 90%. Die Platte kann also gewissermaßen wie eine Membran zwischen
den beiden gegenüberliegenden
Flächen
gespannt werden bzw. kann sich unter Last selbst spannen (ähnlich einer
Seilkonstruktion). In einer Ausführungsform
ist die Fixierungsvorrichtung so ausgeprägt, dass Materialspannungen
von 20 MPa nicht überschritten
werden.
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Festzuhalten
ist, dass bei Stegplatten aus dem Stand der Technik die Haupttragrichtung
in Längsrichtung
ist, und nur ein insignifikanter Teil in Querrichtung abgetragen
wird, während
bei den erfindungsgemäßen Platten
die Haupttragrichtung in Querrichtung ist.
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Die
Flächenlasten
werden in die Auflager abgeleitet. Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen Platten
nicht vom Auflager abrutschen können,
da sie verankert sind, und dass kein Knicken der Platte in der Feldmitte
eintritt, da kaum Biegebeanspruchung in der Feldmitte erfolgt.
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In
einer Ausführungsform
ist die Platte lichtdurchlässig.
Der Begriff "lichtdurchlässig" bezieht sich auf
den sichtbaren Spektralbereich; zur Charakterisierung dient der
Wellenlängenbereich
von 380 bis 780 nm, insbesondere die Wellenlänge von 550 nm. Die Lichtdurchlässigkeit,
die hier mit T bezeichnet ist, wird in der wissenschaftlichen Literatur überwiegend
mit τD65
symbolisiert. Das Basismaterial und das Bindemittel sollen eine
Lichtdurchlässigkeit T
von wenigstens 50%, vorzugsweise 60 bis 94% haben.
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Zur
Herstellung der Platte eignen sich bekannte thermoplastische Kunststoffe.
Beispielsweise können
Polycarbonat, Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polypropylen,
Polyvinylchlorid, Polyester, Acrylbutadienstyrol und Elends davon verwendet
werden. Diese sind beschrieben in Saechtling, „Kunststoff
Taschenbuch" 28.
Aufl. (2001), Kapitel 4, Hanser Verlag, München, Wien. Die vorliegende
Platte eignet sich daher besonders zur Herstellung von Tragesystemen,
welche als Dach- oder Wandsysteme, insbesondere als Belichtungssysteme
eingesetzt werden können.
Daher ist Teil der vorliegenden Erfindung auch ein Verbinderprofil,
welches die Formgebung der Platte aufnehmen kann. Solch ein Verbinderprofil
ist vorzugsweise als zweiteilige Schiene ausgebildet, deren unterer Teil
auf eine geeignete Stütze
aufgelegt wird. Anschließend
wird die Platte auf diesen unteren Teil aufgelegt, und der obere
Teil des Verbinderprofils am unteren Teil befestigt, um die Platte
dazwischen zu fixieren.
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In
einer Ausführungsform
betrifft die Erfindung daher auch ein Belichtungssystem, bestehend aus
einer lichtdurchlässigen,
erfindungsgemäßen Platte
und einem Verbinderprofil.