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DE102023106036A1 - Arrangement of components with different coefficients of linear expansion to compensate for thermal expansion - Google Patents

Arrangement of components with different coefficients of linear expansion to compensate for thermal expansion Download PDF

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DE102023106036A1
DE102023106036A1 DE102023106036.8A DE102023106036A DE102023106036A1 DE 102023106036 A1 DE102023106036 A1 DE 102023106036A1 DE 102023106036 A DE102023106036 A DE 102023106036A DE 102023106036 A1 DE102023106036 A1 DE 102023106036A1
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DE
Germany
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load
thermal expansion
arrangement
bearing
movable
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023106036.8A
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German (de)
Inventor
Martin Donath
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Ratiodomo Ingenieurgesellschaft mbH
Original Assignee
Ratiodomo Ingenieurgesellschaft mbH
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung, insbesondere einer Verbundkonstruktion aus Materialien mit signifikant unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.Es ist daher Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung bereitzustellen, wobei die statischen und funktionalen Anforderungen an die Anordnung beibehalten werden sollen.Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.The invention relates to an arrangement of components with different coefficients of linear expansion for compensating thermal expansion, in particular a composite construction made of materials with significantly different coefficients of thermal expansion. It is therefore the object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to provide an arrangement of components with different coefficients of linear expansion for compensating thermal expansion, whereby the static and functional requirements of the arrangement are to be maintained. This object is achieved by the features listed in the claims.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung, insbesondere einer Verbundkonstruktion aus Materialien mit signifikant unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten.The invention relates to an arrangement of components with different coefficients of linear expansion for compensating thermal expansion, in particular a composite construction made of materials with significantly different thermal expansion coefficients.

Im Bauwesen werden als Substitut für Holz zunehmend Materialen aus Kunststoff, insbesondere Recyclingmaterialien, zur Verblendung, Verkleidung oder zum Schutz von Konstruktionen wie Fassaden, Türen, Balkonbrüstungen, Toren oder Zäunen eingesetzt, die aber materialbedingt relativ hohe Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Insbesondere muss dieser Ausdehnungskoeffizient bei Verbundkonstruktionen, z.B. bei Rahmenkonstruktionen, die Stahl und Kunststoff kombinieren, berücksichtigt werden.In construction, plastic materials, especially recycled materials, are increasingly being used as a substitute for wood for cladding, covering or protecting structures such as facades, doors, balcony parapets, gates or fences, but these have relatively high coefficients of expansion due to the material. This coefficient of expansion must be taken into account in particular in composite structures, e.g. in frame structures that combine steel and plastic.

Dies gilt vor allem für Elemente, die für einen Einsatz im Außenbereich vorgesehen werden und bei Schwankungen der Oberflächentemperatur von bis zu 80°C Dehnungen und Kürzungen ausgesetzt sind, wobei das Ausmaß der Dehnungen und Kürzungen von den Temperaturschwankungen sowie der Art der eingesetzten Materialien und ihrer Geometrie abhängt.This applies in particular to elements intended for outdoor use and which are subject to expansion and contraction due to surface temperature fluctuations of up to 80°C, with the extent of the expansion and contraction depending on the temperature fluctuations as well as the type of materials used and their geometry.

Hierbei weisen Verbundkonstruktionen naturgemäß zumindest zwei unterschiedliche Materialien auf, deren thermische Ausdehnungskoeffizienten in aller Regel voneinander abweichen. Es bedarf demnach Mechanismen/Vorrichtungen/Konstruktionen um dieses divergierende Verhalten zu kompensieren. Andernfalls kommt es zu Rissen und/oder Brüchen in zumindest einem der Materialien, mindestens jedoch zu unschönen Verformungen.Composite structures naturally have at least two different materials whose thermal expansion coefficients usually differ from one another. Mechanisms/devices/structures are therefore required to compensate for this divergent behavior. Otherwise, cracks and/or breaks will occur in at least one of the materials, or at least unsightly deformations will occur.

So werden z.B. Zaunlatten aus Recyclingmaterial mit hohem Ausdehnungskoeffizienten (10x größer als bei Baustahl) angeboten. Um die relativ höhere Längenausdehnung der Zaunlatte aus Recyclingmaterial zu kompensieren, wird hier z.B. durch die Fa. Transform eine Halterung zur Befestigung am Zaunpfosten verwendet, bei der ein Zaunriegel sich temperaturabhängig entsprechend der Längenausdehnung der Zaunlatte in der Halterung geführt bewegen kann. Diese Halterung ist jedoch nur für einfache Zaunfelder, aber schon nicht mehr für z.B. Türkonstruktionen geeignet, die einen stabilen Rahmen als Konstruktionselement erfordern. Hier schlägt der Hersteller lediglich eine erweiterte Lochdurchführung für Befestigungselemente vor, die jedoch weder funktionell noch statisch befriedigen kann.For example, fence slats made from recycled material are offered with a high coefficient of expansion (10x greater than that of structural steel). In order to compensate for the relatively higher linear expansion of the fence slat made from recycled material, the company Transform, for example, uses a bracket for fastening to the fence post, in which a fence bar can move in the bracket depending on the temperature and in accordance with the linear expansion of the fence slat. However, this bracket is only suitable for simple fence panels and no longer for door constructions, for example, which require a stable frame as a structural element. Here, the manufacturer only suggests an extended hole for fastening elements, which is neither functionally nor statically satisfactory.

DE000001881737U offenbart eine Vorrichtung zur Verbindung von Zaunlatten (Querlatten) aus Kunststoff, wobei zur Aneinanderreihung von Zaunlatten Dehnungsausgleichselemente vorgesehen sind, welche in die als Hohlkörper ausgeführten Zaunlatten gesteckt werden. DE000001881737U discloses a device for connecting fence slats (cross slats) made of plastic, wherein expansion compensation elements are provided for the stringing of fence slats, which are inserted into the fence slats designed as hollow bodies.

DE102016116988A1 offenbart eine Pfosten-Riegel-Konstruktion, wobei an dem Pfosten ein Halteelement und an dem Riegel ein Montageelement fixiert ist, welches in Längsrichtung des Riegels bewegbar an dem Halteelement gelagert ist. DE102016116988A1 discloses a post-and-rail construction, wherein a holding element is fixed to the post and a mounting element is fixed to the rail, which is mounted on the holding element so as to be movable in the longitudinal direction of the rail.

EP000002905402B1 offenbart ein Zaunsystem mit einer Mehrzahl an Zaunfüllelementen sowie Pfosten zur endseitigen Halterung der Zaunfüllelemente, wobei die Zaunfüllelemente mittels Profile und Durchgangsöffnungen derart aufgenommen werden, dass temperaturbedingte Längenänderungen der Zaunfüllelemente aufgenommen werden können. EP000002905402B1 discloses a fence system with a plurality of fence filling elements and posts for holding the fence filling elements at the ends, wherein the fence filling elements are held by means of profiles and through openings in such a way that temperature-related changes in length of the fence filling elements can be accommodated.

Nachteilig am beschriebenen Stand der Technik ist, dass eine Kompensation thermischer Ausdehnung lediglich in der Horizontalen erfolgt. Zur Kompensation thermischer Ausdehnung in vertikaler Richtung, beispielsweise für übliche Konstruktionen zur Grundstücksumfriedung in Form eines Lattenzaunes, können besagte Systeme nicht herangezogen werden.The disadvantage of the described state of the art is that thermal expansion is only compensated for horizontally. The systems in question cannot be used to compensate for thermal expansion in a vertical direction, for example for conventional structures for fencing property in the form of a picket fence.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine Anordnung bzw. Verbundkonstruktion von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung bereitzustellen, wobei statische und funktionale Anforderungen an die Verbundkonstruktion beibehalten werden sollen.It is an object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to provide an arrangement or composite construction of components with different coefficients of linear expansion to compensate for thermal expansion, while maintaining static and functional requirements for the composite construction.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale.This problem is solved by the features listed in the claims.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung, wobei die Anordnung eine tragende Konstruktion mit zumindest einem festen Riegel, zumindest einem beweglichen Riegel und zumindest einem nichttragenden Bauteil aufweist. Hierbei ist der zumindest eine bewegliche Riegel parallel zum zumindest einen festen Riegel angeordnet. Das zumindest eine nichttragende Bauteil ist kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit dem festen Riegel und dem beweglichen Riegel verbunden. Der bewegliche Riegel ist ferner formschlüssig mit der tragenden Konstruktion verbunden, derart, dass der bewegliche Riegel eine thermisch bedingte Relativbewegung des zumindest einen nichttragenden Bauteils gegenüber der tragenden Konstruktion in zumindest eine Richtung des nichttragenden Bauteils erlaubt.The problem is solved by an arrangement of components with different coefficients of linear expansion to compensate for thermal expansion, the arrangement having a supporting structure with at least one fixed bar, at least one movable bar and at least one non-supporting component. The at least one movable bar is arranged parallel to the at least one fixed bar. The at least one non-supporting component is connected to the fixed bar and the movable bar in a force-fitting and/or form-fitting and/or material-fitting manner. The movable bar is also connected to the supporting structure in a form-fitting manner such that the movable bar has a thermally conditional relative movement of the at least one non-load-bearing component with respect to the load-bearing structure in at least one direction of the non-load-bearing component.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das zumindest eine nichttragende Bauteil einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die tragende Konstruktion auf.According to various embodiments, the at least one non-load-bearing component has a higher thermal expansion coefficient than the load-bearing structure.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das zumindest eine nichttragende Bauteil aus Kunststoff gefertigt.According to various embodiments, the at least one non-load-bearing component is made of plastic.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das zumindest eine nichttragende Bauteil eine Zaunlatte und/oder eine Verblendung.According to various embodiments, the at least one non-load-bearing component is a fence slat and/or a cladding.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist die tragende Konstruktion aus Stahl gefertigt.According to various designs, the supporting structure is made of steel.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der zumindest eine bewegliche Riegel an der tragenden Konstruktion mittels eines Lagers befestigt.According to various embodiments, the at least one movable latch is attached to the supporting structure by means of a bearing.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist die zumindest eine Richtung eine Längsrichtung des nichttragenden Bauteils. Insbesondere ist die Längsrichtung senkrecht zum festen Riegel und zum beweglichen Riegel.According to various embodiments, the at least one direction is a longitudinal direction of the non-load-bearing component. In particular, the longitudinal direction is perpendicular to the fixed bolt and to the movable bolt.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung des nichttragenden Bauteils mit dem festen Riegel und dem beweglichen Riegel beispielsweise mittels Schraubverbindungen. Andere Verbindungsarten sind denkbar, so sind beispielsweise auch Klebeverbindungen als stoffschlüssige Verbindungen, aber auch Nietverbindungen als formschlüssige Verbindung oder ähnliches denkbar.According to various embodiments, a force-locking connection of the non-load-bearing component with the fixed latch and the movable latch is made, for example by means of screw connections. Other types of connection are conceivable, for example adhesive connections as material-locking connections, but also rivet connections as form-locking connections or similar.

Im Folgenden wird sich auf den Aspekt der Verbindung von tragender Konstruktion und nichttragendem Bauteil beschränkt, wobei die konstruktive Anordnung auf die Kompensation der Längenausdehnung in einer Dimension eingegrenzt wird. Die Ausdehnung des nichttragenden Bauteils in den anderen zwei Dimensionen kann durch Wahl entsprechender Gestaltungs- und Befestigungsformen, wie beispielsweise Spalten, Überlappungen und/oder Befestigungsschlitze, kompensiert werden.The following will be limited to the aspect of the connection between the load-bearing structure and the non-load-bearing component, whereby the structural arrangement is limited to the compensation of the linear expansion in one dimension. The expansion of the non-load-bearing component in the other two dimensions can be compensated by choosing appropriate design and fastening forms, such as gaps, overlaps and/or fastening slots.

Zur Herstellung eines Materialverbundes von Stoffen mit signifikant unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten bei Beibehaltung der statischen und funktionalen Anforderungen an die Verbundkonstruktion im Bauwesen wird eine konstruktive Lösung vorgeschlagen. Hierbei wird die statisch tragende Konstruktion, beispielsweise ein Rahmen, aufweisend einen festen Riegel, mit einem zusätzlichen und parallel zum festen Riegel angeordnetem und verschiebbarem sowie analog ausgeführtem Bauelement (beweglicher Riegel) versehen, an dem das zu montierende nichttragende Bauteil, beispielsweise eine Zaunlatte und/oder Verblendung, befestigt wird. Hierbei weist das nichttragende Bauteil einen im Vergleich zur tragenden Konstruktion höheren Längenausdehnungskoeffizient auf und wird so befestigt, dass das verschiebbare Bauelement (beweglicher Riegel) die thermisch bedingte Relativbewegung des nichttragenden Bauteils gegenüber der tragenden Konstruktion in eine Richtung erlaubt.A structural solution is proposed to produce a material composite of materials with significantly different coefficients of linear expansion while maintaining the static and functional requirements for composite construction in building. The statically load-bearing construction, for example a frame with a fixed bar, is provided with an additional structural element (movable bar) arranged parallel to the fixed bar and designed in a similar way, to which the non-load-bearing component to be mounted, for example a fence slat and/or cladding, is attached. The non-load-bearing component has a higher coefficient of linear expansion than the load-bearing construction and is attached in such a way that the movable structural element (movable bar) allows the thermally induced relative movement of the non-load-bearing component in relation to the load-bearing construction in one direction.

Dabei sichert das formschlüssig an der tragenden Konstruktion befestigte und in Richtung der Längenausdehnung des nichttragenden Bauteils verschiebbare Bauelement (beweglicher Riegel) die Verbindung des auf diesem verschiebbaren Bauelement (beweglicher Riegel) montierten nichttragenden Bauteils zur tragenden Konstruktion in zwei Richtungen, während die dritte der Ausdehnungsrichtung des nichttragenden Bauteils entsprechende Richtung frei bleibt.The structural element (movable bar) which is positively attached to the load-bearing structure and can be displaced in the direction of the longitudinal expansion of the non-load-bearing component secures the connection of the non-load-bearing component mounted on this displaceable structural element (movable bar) to the load-bearing structure in two directions, while the third direction corresponding to the direction of expansion of the non-load-bearing component remains free.

Der Formschluss wird durch eine entsprechende Lagerung (beispielsweise eine Zapfen-Schlitz-Lagerung oder eine Schwalbenschwanzlagerung o.ä.) zwischen dem verschiebbarem Bauelement (beweglicher Riegel) und der tragenden Konstruktion hergestellt.The positive connection is created by an appropriate bearing (e.g. a tenon-slot bearing or a dovetail bearing or similar) between the movable component (movable bolt) and the supporting structure.

Die tragende Konstruktion kann einen Rahmen darstellen, welcher z.B. zwischen zwei Pfosten abgebracht wird. Die zwei Pfosten selbst können aber auch die tragende Konstruktion darstellen, ohne dass ein weiterer Rahmen benötigt wird. Ferner kann die tragende Konstruktion aus einer Vielzahl von vertikalen Strukturen bestehen, welche eine kraftschlüssige Verbindung mit dem festen Riegel und eine formschlüssige Verbindung mit dem beweglichen Riegel ermöglichen, beispielsweise Häuserwände.The supporting structure can be a frame which is placed between two posts, for example. The two posts themselves can also be the supporting structure without the need for an additional frame. Furthermore, the supporting structure can consist of a variety of vertical structures which enable a force-locking connection with the fixed bar and a form-locking connection with the movable bar, for example house walls.

Das nichttragende Bauteil stellt beispielsweise, aber nicht ausschließlich, eine Zaunlatte und/oder eine Verblendung dar. Weitere Ausgestaltungsformen des nichttragenden Bauteils sind denkbar, beispielsweise in Form von flächigen Zaun- und/oder Wandelementen zur Umfriedung eines Beets, eines Komposters oder eines Tiergeheges bzw. als Sicht- und/oder Windschutz.The non-load-bearing component is, for example, but not exclusively, a fence slat and/or a cladding. Other designs of the non-load-bearing component are conceivable, for example in the form of flat fence and/or wall elements to enclose a bed, a composter or an animal enclosure or as a visual and/or wind screen.

Vorteilhafter Weise besteht das nichttragende Bauteil aus Kunststoff, idealerweise aus recyceltem Kunststoff und/oder biobasiertem Kunststoff. Hierdurch wird, basierend auf einer hohen Witterungsbeständigkeit, eine Langlebigkeit des Produktes ohne ästhetische Einbußen gewährleistet. Beispielhafterweise, aber nicht ausschließlich, eignen sich Produkte aus TraplastTM. Weitere Materialien sind denkbar, wobei das verwendete Material nicht zwingend einen hohen Längenausdehnungskoeffizienten aufweisen muss.Advantageously, the non-load-bearing component is made of plastic, ideally recycled plastic and/or bio-based plastic. This ensures a long service life of the product without compromising aesthetics, based on a high level of weather resistance. Examples of suitable materials include: Products made of TraplastTM. Other materials are conceivable, although the material used does not necessarily have to have a high coefficient of linear expansion.

Vorteilhafter Weise besteht die tragende Konstruktion aus geeignetem Stahl, vorzugsweise korrosionsfreiem Stahl. Dies gewährleistet die Wahrung statischer Anforderungen und, basierend auf einer hohen Witterungsbeständigkeit, eine Langlebigkeit der gesamten Anordnung im Freien. Ferner ist die thermische Ausdehnung geeigneten Stahls minimal, sodass die Kompensation der thermischen Ausdehnung des nichttragenden Bauteils mittels der hier beschriebenen Anordnung ausreicht, um den funktionellen und ästhetische Anforderungen an die Anordnung zu genügen.The load-bearing structure is advantageously made of suitable steel, preferably corrosion-free steel. This ensures that static requirements are met and, based on high weather resistance, the longevity of the entire arrangement outdoors. Furthermore, the thermal expansion of suitable steel is minimal, so that the compensation of the thermal expansion of the non-load-bearing component by means of the arrangement described here is sufficient to meet the functional and aesthetic requirements of the arrangement.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung nutzt die wirtschaftlichen, funktionellen und ästhetischen Vorteile von Verbundkonstruktionen bei gleichzeitiger Wahrung der statischen und funktionalen Anforderungen an die Verbundkonstruktion.The inventive arrangement of structural elements with different coefficients of linear expansion to compensate for thermal expansion utilizes the economic, functional and aesthetic advantages of composite structures while at the same time maintaining the static and functional requirements of the composite structure.

Hierbei wird die Stabilität und Funktionalität der Verbundkonstruktion, z.B. durch Beibehaltung einer planen Montageoberfläche für das auf die tragende Konstruktion aufzubringende Material, nicht beeinträchtigt.The stability and functionality of the composite structure is not compromised, e.g. by maintaining a flat mounting surface for the material to be applied to the supporting structure.

Ausführung der ErfindungImplementation of the invention

Die Erfindung wird anhand eines/mehrerer Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigen

  • 1 Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung in Vorderansicht,
  • 2 Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung in Seitenansicht entlang der Schnittkante gem. 1,
  • 3 Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung in Draufsicht,
  • 4 Seitenansicht auf die Zapfen-Lager-Konstruktion.
The invention is explained in more detail using one or more embodiments.
  • 1 Arrangement for compensating thermal expansion in front view,
  • 2 Arrangement for compensation of thermal expansion in side view along the cutting edge acc. 1 ,
  • 3 Arrangement for compensating thermal expansion in plan view,
  • 4 Side view of the journal bearing construction.

In der Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die erfindungsgemäße Anordnung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“ usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Zeichnungen verwendet. Die Richtungsterminologie dient der Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend.In the description, reference is made to the accompanying drawings in which there is shown, by way of illustration, specific embodiments in which the arrangement according to the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "above", "below", etc. will be used with reference to the orientation of the drawings described. The directional terminology is for purposes of illustration and is not limiting in any way.

Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It is to be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with one another unless specifically stated otherwise. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference symbols wherever appropriate.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung 1 ist in 1 dargestellt, welche eine tragende Konstruktion 2 aufweisend einen festen Riegel 21, zumindest einen beweglichen Riegel 3 und zumindest ein nichttragendes Bauteil 4 aufweist. Hierbei ist der zumindest eine feste Riegel 21 kraftschlüssig mit der tragenden Konstruktion 2 verbunden. Ferner ist der zumindest eine bewegliche Riegel 3 parallel zum zumindest einen festen Riegel 21 angeordnet. Das zumindest eine nichttragende Bauteil 4 ist kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit dem festen Riegel 21 und dem beweglichen Riegel 3 verbunden. Der bewegliche Riegel 3 ist formschlüssig mit der tragenden Konstruktion 2 verbunden, derart, dass der bewegliche Riegel 3 eine thermisch bedingte Relativbewegung des zumindest einen nichttragenden Bauteils 4 gegenüber der tragenden Konstruktion 2 in zumindest eine Richtung des nichttragenden Bauteils erlaubt. Die zumindest eine Richtung ist bevorzugt eine Längsrichtung (5) des nichttragenden Bauteils senkrecht zum beweglichen Riegel (3) und festen Riegel (21).The inventive arrangement of components with different linear expansion coefficients for compensating thermal expansion 1 is shown in 1 which has a supporting structure 2 having a fixed bolt 21, at least one movable bolt 3 and at least one non-supporting component 4. The at least one fixed bolt 21 is non-positively connected to the supporting structure 2. Furthermore, the at least one movable bolt 3 is arranged parallel to the at least one fixed bolt 21. The at least one non-supporting component 4 is non-positively and/or positively and/or materially connected to the fixed bolt 21 and the movable bolt 3. The movable bolt 3 is positively connected to the supporting structure 2 in such a way that the movable bolt 3 allows a thermally induced relative movement of the at least one non-supporting component 4 with respect to the supporting structure 2 in at least one direction of the non-supporting component. The at least one direction is preferably a longitudinal direction (5) of the non-supporting component perpendicular to the movable bolt (3) and fixed bolt (21).

Gemäß verschiedener Ausführungsformen weist das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die tragende Konstruktion (2) auf, was in der Figur nicht darstellbar ist. Insbesondere ist hierfür das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) aus Kunststoff gefertigt und/oder die tragende Konstruktion (2) ist aus Stahl gefertigt.According to various embodiments, the at least one non-load-bearing component (4) has a higher thermal expansion coefficient than the load-bearing structure (2), which cannot be shown in the figure. In particular, the at least one non-load-bearing component (4) is made of plastic and/or the load-bearing structure (2) is made of steel.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist der zumindest eine bewegliche Riegel an der tragenden Konstruktion mittels eines Lagers befestigt.According to various embodiments, the at least one movable latch is attached to the supporting structure by means of a bearing.

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung 1, welche zwei des zumindest einen festen Riegels 21 der tragenden Konstruktion 2 aufweist, wodurch die tragende Konstruktion 2 statisch optimiert wird, da vertikale Elemente der tragenden Konstruktion 2 an zwei Punkten miteinander verbunden sind. 1 shows an embodiment of the arrangement 1 according to the invention, which has two of the at least one fixed bar 21 of the supporting structure 2, whereby the supporting structure 2 is statically optimized, since vertical elements elements of the supporting structure 2 are connected to each other at two points.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen ist das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) eine Zaunlatte und/oder eine Verblendung. Das zumindest eine nichttragende Bauteil 4 gemäß 1 stellt ein flächiges Element dar. Dies kann beispielsweise ein flächiges Zaunelement zur Umfriedung eines dezidierten Bereichs, oder ein flächiger Sichtschutz am Gartenrand oder ein flächiger Windschutz für einen Aufenthaltsbereich, beispielsweise eines Essplatzes, im Freien sein.According to various embodiments, the at least one non-load-bearing component (4) is a fence slat and/or a cladding. The at least one non-load-bearing component 4 according to 1 represents a flat element. This can be, for example, a flat fence element to enclose a dedicated area, or a flat privacy screen at the edge of the garden or a flat windbreak for a recreation area, for example a dining area, outdoors.

Der zumindest eine bewegliche Riegel 3 ist oberhalb des oberen der zwei des zumindest einen festen Riegels 21 angeordnet, und formschlüssig mit den vertikalen Elementen der tragenden Konstruktion 2 verbunden. Bei einer entsprechenden Ausdehnung des zumindest einen nichttragenden Bauteils 4 in Längsrichtung 5 bewegt sich der zumindest eine bewegliche Riegel 3 entsprechend innerhalb des zweidimensionalen Formschlusses entlang der vertikalen Elemente der tragenden Konstruktion 2, und gewährleistet somit eine funktionelle und ästhetische Integrität der Anordnung. Ein Verformen und/oder Bersten des zumindest einen nichttragenden Bauteils 4 wird verhindert. Selbiges gilt entsprechend bei einem Zusammenziehen des zumindest einen nichttragenden Bauteils 4 in Folge einer Temperaturminderung. Temperaturabhängige Maximal- und Minimallängen des zumindest einen nichttragenden Bauteils 4 müssen bei der Montage, insbesondere bei einem Abstand des zumindest einen beweglichen Riegels 3 zum zumindest einen festen Riegel 21 beachtet werden. Beispielsweise kann die Anordnung 1 bei 20°C montiert werden, wobei ein Abstand von mindestens einem Zentimeter zwischen dem zumindest einen beweglichen Riegel 3 und dem zumindest einen festen Riegel 21 eingehalten wird.The at least one movable bar 3 is arranged above the upper of the two at least one fixed bar 21 and is positively connected to the vertical elements of the supporting structure 2. With a corresponding expansion of the at least one non-load-bearing component 4 in the longitudinal direction 5, the at least one movable bar 3 moves accordingly within the two-dimensional positive connection along the vertical elements of the supporting structure 2, thus ensuring a functional and aesthetic integrity of the arrangement. Deformation and/or bursting of the at least one non-load-bearing component 4 is prevented. The same applies accordingly if the at least one non-load-bearing component 4 contracts as a result of a reduction in temperature. Temperature-dependent maximum and minimum lengths of the at least one non-load-bearing component 4 must be observed during assembly, in particular with a distance of the at least one movable bar 3 from the at least one fixed bar 21. For example, the arrangement 1 can be mounted at 20°C, whereby a distance of at least one centimeter is maintained between the at least one movable latch 3 and the at least one fixed latch 21.

2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung 1 entlang eines Längsschnittes 00 gemäß 1. 2 shows the arrangement 1 according to the invention along a longitudinal section 00 according to 1 .

3 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Anordnung 1. Gemäß dargestellter Ausführungsform ist der Formschluss zwischen dem zumindest einen beweglichen Riegel 3 und der tragenden Konstruktion 2 hier in Form einer Zapfen-Schlitz-Lagers verwirklicht, wobei der zumindest eine bewegliche Riegel 3 an seinen Außenseiten jeweils einen Zapfen aufweist, und die vertikalen Elemente der tragenden Konstruktion 2 zumindest teilweise, in einem dem Bewegungsumfang des zumindest einen beweglichen Riegels 3 entsprechenden Bereichs, als Schlitz oder Hohlraum in Form eines U-Profils ausgeformt sind. Hierfür können beispielsweise U-Profile auf einen Rahmen aufgeschweißt oder an Pfähle angeschweißt werden. 3 shows a top view of the arrangement 1 according to the invention. According to the embodiment shown, the positive connection between the at least one movable bolt 3 and the supporting structure 2 is implemented here in the form of a tenon-slot bearing, wherein the at least one movable bolt 3 has a tenon on each of its outer sides, and the vertical elements of the supporting structure 2 are at least partially formed as a slot or cavity in the form of a U-profile in an area corresponding to the range of movement of the at least one movable bolt 3. For this purpose, U-profiles can be welded onto a frame or welded to posts, for example.

4 zeigt die Seitenansicht der Zapfen-Lager-Konstruktion gemäß 3. 4 shows the side view of the journal bearing construction according to 3 .

BezugszeichenReference symbol

11
Konstruktion zur Kompensation thermischer AusdehnungConstruction to compensate for thermal expansion
22
tragende Konstruktion 21 fester Riegelload-bearing structure 21 fixed bar
33
beweglicher Riegelmovable latch
44
nichttragendes Bauteilnon-load-bearing component
55
Längsrichtung Longitudinal direction
0000
SchnittachseCutting axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 000001881737 U [0006]DE 000001881737 U [0006]
  • DE 102016116988 A1 [0007]DE 102016116988 A1 [0007]
  • EP 000002905402 B1 [0008]EP 000002905402 B1 [0008]

Claims (7)

Anordnung von Bauelementen mit unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1), aufweisend eine tragende Konstruktion (2) aufweisend zumindest einen festen Riegel (21), zumindest einen beweglichen Riegel (3) und zumindest ein nichttragendes Bauteil (4), wobei der zumindest eine bewegliche Riegel (3) parallel zum zumindest einen festen Riegel (21) angeordnet ist, wobei das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) mit dem festen Riegel (21) und dem beweglichen Riegel (3) kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei der bewegliche Riegel (3) formschlüssig mit der tragenden Konstruktion (2) verbunden ist, derart, dass der bewegliche Riegel (3) eine thermisch bedingte Relativbewegung des zumindest einen nichttragenden Bauteils (4) gegenüber der tragenden Konstruktion (2) in zumindest eine Richtung des nichttragenden Bauteils erlaubt.Arrangement of components with different coefficients of linear expansion for compensating thermal expansion (1), comprising a supporting structure (2) comprising at least one fixed bolt (21), at least one movable bolt (3) and at least one non-supporting component (4), wherein the at least one movable bolt (3) is arranged parallel to the at least one fixed bolt (21), wherein the at least one non-supporting component (4) is connected to the fixed bolt (21) and the movable bolt (3) in a force-fitting and/or form-fitting and/or material-fitting manner, wherein the movable bolt (3) is connected to the supporting structure (2) in a form-fitting manner such that the movable bolt (3) allows a thermally induced relative movement of the at least one non-supporting component (4) with respect to the supporting structure (2) in at least one direction of the non-supporting component. Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die tragende Konstruktion (2) aufweist.Arrangement for compensation of thermal expansion (1) according to Claim 1 , characterized in that the at least one non-load-bearing component (4) has a higher thermal expansion coefficient than the load-bearing structure (2). Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) aus Kunststoff gefertigt ist.Arrangement for compensating thermal expansion (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one non-load-bearing component (4) is made of plastic. Konstruktion zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine nichttragende Bauteil (4) eine Zaunlatte und/oder eine Verblendung ist.Construction for compensating thermal expansion (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one non-load-bearing component (4) is a fence slat and/or a cladding. Konstruktion zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Konstruktion (2) aus Stahl gefertigt ist.Construction for compensating thermal expansion (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting structure (2) is made of steel. Anordnung zur Kompensation thermischer Ausdehnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine bewegliche Riegel an der tragenden Konstruktion mittels eines Lagers befestigt ist.Arrangement for compensation of thermal expansion (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one movable latch is attached to the supporting structure by means of a bearing. Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Richtung eine Längsrichtung (5) des nichttragenden Bauteils senkrecht zum beweglichen Riegel (3) und festen Riegel (21) ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one direction is a longitudinal direction (5) of the non-load-bearing component perpendicular to the movable bolt (3) and fixed bolt (21).
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