DE10138464C2

DE10138464C2 - Rahmenlose vorgespannte Glasscheibe

Info

Publication number: DE10138464C2
Application number: DE10138464A
Authority: DE
Inventors: Christian Eckelt
Original assignee: Eckelt Glas GmbH
Current assignee: Eckelt Glas GmbH
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-08-04
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2021-08-05
Also published as: DE10138464A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine rahmenlose Scheibe aus thermisch vorgespanntem Glas mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Scheiben aus vorgespanntem Glas sind seit langem bekannt und werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn besondere Anforderungen an ihre Beständigkeit gegenüber ther mischen oder mechanischen Belastungen gestellt werden. Durch die in der Glasscheibe erzeugten Spannungen wird deren Biegefestigkeit um ein Vielfaches erhöht. Die Span nungsverhältnisse bewirken auch ein besonderes Bruchverhalten solcher Glasscheiben. Bei Überlastung oder Beschädigung ihrer Oberfläche zerbrechen sie nämlich in eine große Anzahl kleiner Stücke, deren Bruchflächen im wesentlichen senkrecht zu den Scheibenhauptflächen verlaufen, so dass stumpfe Bruchstücke in der Dicke der Glas scheibe entstehen. Die Gefahr von Schnittverletzungen ist so wesentlich herabgesetzt. Aus diesem Grund gibt es in vielen Ländern Vorschriften, die die Verwendung von vorge spanntem Sicherheitsglas (auch Einscheiben-Sicherheitsglas, kurz ESG, genannt) für bestimmte Anwendungen bindend vorschreiben.

Oft verzichtet man aus ästhetischen Gründen auf einen Rahmen für die Glasscheibe, da mit transparent und leicht wirkende Konstruktionen möglich sind. Ein Beispiel für solche Anwendungen sind Ganzglastüren, wie sie etwa in der DE 34 35 161 C2 gezeigt werden, oder aus der DE 37 20 121 A1 bekannte Türen für Duschkabinen. Solche Ganzglastüren sind in der Regel nur örtlich an einer Seite in der Nähe der Ecken mittels Klemmbeschlä gen an der Anschlagseite gehalten, wobei ein Großteil der Umfangskanten frei steht. Wenn solche vorgespannten, rahmenlosen Glasscheiben zerbrechen, wird die in ihnen enthaltene Energie frei. Die entstehenden Bruchstücke können aufgrund der Spannungs verhältnisse in der Glasscheibe in Richtung der Scheibenebene fortgeschleudert werden.

Wenn vorgespannte Glasscheiben in einen Rahmen gefasst werden, so dass die Glas scheibenkanten in einem Glasfalz gelagert sind, kann die Ausbreitung von Bruchstücken wirkungsvoll verhindert werden. Als Nachteil gehen dann jedoch die besonderen Gestal tungsmerkmale einer rahmenlosen Glasscheibe verloren.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 88 13 504 U1 ist eine Vorrichtung zum Be obachten gasdicht und druckfest abgeschlossener Räume bekannt, welche aus einem aus Metall bestehenden zylindrischen Rahmen und einem in dem Rahmen angeordneten durchsichtigen Einsatz aus Glas besteht. Das Glas in dieser Vorrichtung ist nicht ther misch vorgespannt, sondern wird in schüttfähigen Zustand in einen Rahmen aus Edel stahl eingegossen. Anschließend wird der Verbund aus Edelstahl und Glas überschliffen und poliert. Der Rahmen kompensiert auf äußere Druckeinwirkungen zurückzuführende Zugkräfte im Glas während des Betriebs der Vorrichtung, indem eine mechanische Vor spannung zwischen dem Rahmen und dem Glaseinsatz hervorgerufen wird. Der Glasein satz weist keine im Einbauzustand freistehende Kante auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit einer thermisch vorgespannten Glasscheibe, welche im Einbauzustand wenigstens eine freistehende Seite oder Kante aufweist, im Bruchfall weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der nachgeordneten Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieser Sicherheits-Glasscheibe an.

Die Glasscheibe wird also erfindungsgemäß mit einem Spannelement versehen, welches an der Stirnfläche wenigstens einer freistehenden Seite oder Kante der Glasscheibe an liegt und im Falle eines Scheibenbruchs die Ausbreitung von Bruchstücken über diese Seite hinaus verhindert. Wenn das Spannelement umlaufend angeordnet ist, also alle Stirnflächen der Glasscheibe überdeckt, können die stumpfwinkligen Bruchstücke unter dem Einfluss der vom Spannelement von außen auf die Umfangsflächen ausgeübten Druckspannung zusammengehalten werden. Im günstigsten Fall bleibt die äußere Gestalt der Scheibe erhalten und eine zu verschließende Öffnung kann noch eine gewisse Zeit lang verschlossen bleiben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Scheibe ist deren Um fangsfläche in Längsrichtung der Scheibenkante wenigstens teilweise hohl ausgearbeitet und/oder eingekerbt, damit das Spannelement einen sicheren Sitz auf der Stirnseite der Glasscheibe erhält und die senkrecht auf diese einwirkenden Druckkräfte nicht zu einem seitlichen Abgleiten des Spannelements führen können. Eine solche hohle Umfangsfläche kann beispielsweise durch Schleifen erzeugt werden. Dabei ist es nicht notwendig, die konkave Ausnehmung oder Kerbe kontinuierlich auf ganzer Länge einer oder mehrerer Stirnseiten vorzusehen. Es kann beispielsweise auch genügen, nur die Eckbereiche der Stirnseiten mit hohl ausgearbeiteten Bereichen zu versehen, wobei das Spannelement an den glatten Kanten nur anliegt. Seine Vorspannung kann mit geeignetem Material so hoch sein, dass ein seitliches Abgleiten normalerweise nicht zu erwarten ist. Auch wird man das Spannelement dann so dünn halten, dass es sich nicht nennenswert über die Kante oder Umfangsfläche der Scheibe erhebt.

In Weiterbildung der konkaven Umfangsfläche ist es auch möglich, eine Nut in die Um fangsfläche einzuarbeiten, in die das Spannelement eingelegt wird, wobei der Nutgrund in diesem Fall ein Teil der Umfangsfläche ist, an der das Spannelement anliegt. Wenn der Querschnitt der Nut größer gewählt wird als der Querschnitt des Spannelements, ist das Spannelement bei der Ansicht auf die Hauptflächen der Glasscheibe kaum zu erkennen. Damit bietet sich die Möglichkeit, eine ästhetisch besonders ansprechende Konstruktion herzustellen. Die Nut wird üblicherweise spanabhebend (schleifen, sägen, fräsen) gefer tigt, könnte aber auch mit Laserstrahlung eingeformt werden. Der Nutgrund kann eckig oder rund ausgeführt sein, wobei die abgerundete Ausführung zur Vermeidung von Span nungsspitzen im Nutgrund, insbesondere auch beim Vorspannen, bevorzugt wird.

Als Spannelemente haben sich Drähte und Seile aus Stahl bewährt. Diese behalten auch bei geringen Querschnitten eine für die Zwecke der Erfindung ausreichende Vorspan nung. Es gibt auf dem Markt aber auch Fäden oder Seile aus Kunststoff, die die nötigen mechanischen Eigenschaften zur Verwendung als Spannelement aufweisen und entspre chend eingesetzt werden können. Die Gestalt der Spannelemente ist nicht auf Drähte, Seile oder Fäden beschränkt, es sind auch andere Ausführungsformen wie beispielsweise Bänder denkbar. Die Verwendung von Bändern kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Stirnseiten der Glasscheiben mit einer flachen Oberfläche ausgestattet sind. Die Verbindung zwischen einem solchen Band und der stirnseitigen Glasfläche kann ggf. auch durch Kleben hergestellt werden, weil auch dadurch jedenfalls beim Bruch der Glasscheibe deren Ausdehnung durch Anspannung des Bandes stark eingeschränkt wird.

Wenn die Glasscheibe beweglich als Fenster oder Tür eingesetzt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Spannelement mit einem zusätzlichen Dichtelement versehen ist. Für Türanlagen werden häufig Bürstendichtungen verwendet. Eine solche Dichtung kann an dem Spannelement etwa mittels einer Klebeverbindung befestigt sein. Aber auch an dere form-, stoff- oder kraftschlüssige Verbindungsarten sind möglich. Eine einfache kraft schlüssige Befestigung kann beispielsweise durch das Verspannen der Bürstendichtung mit dem Spannelement erreicht werden. Dazu wird zuerst die Bürstendichtung auf die Umfangskante der Glasscheibe aufgelegt und anschließend mit dem Spannelement auf der Stirnseite festgeklemmt. Um eine sichere Verklemmung und einen dauerhaften Sitz zu gewährleisten, muss eventuell die Form der Bürstendichtung an die Form der Umfangs fläche und die Art und Gestalt des Spannelements angepasst werden.

Weitere mögliche Dichtungsarten sind Schlauch- oder Lippendichtungen. Eine Schlauch dichtung kann auf besonders einfache Weise befestigt werden, indem das Spannelement im Hohlraum der Schlauchdichtung angeordnet ist. Dabei wird die Schlauchdichtung gleichzeitig mit dem Spannelement auf der Umfangsfläche der Glasscheibe verspannt. Der Schlauchquerschnitt sollte um ein Mehrfaches größer sein als der Querschnitt des Spannelements. Dadurch bildet das Schlauchprofil einen komprimierbaren Körper, der sich in Richtung der Scheibenhauptfläche fortsetzt. Eine Lippendichtung kann, wenn sie mit einem der Kontur der Umfangsfläche angepassten Grundkörper ausgestattet ist, wie eine Bürstendichtung befestigt werden. Je nach Anforderung erstreckt sich die Dichtlippe dabei senkrecht zur Scheibenhauptfläche oder in Richtung der Scheibenhauptfläche. An der Dichtlippe kann aber auch an ihrem der Stirnseite zugewandten Abschnitt ein Schlauchprofil vorgesehen sein, das zur Aufnahme des Spannelements geeignet ist. Mit dem Verspannen des Spannelements wird dann gleichzeitig die Lippendichtung befestigt. Es können selbstverständlich auch verschiedene Dichtungsarten kombiniert werden, etwa eine Schlauchdichtung mit einer Bürstendichtung. Neben der erhöhten Dichtwirkung ist in diesem Fall das Spannelement gegen Ansicht von außen durch die Schlauchdichtung geschützt.

Wenn das Spannelement kein endloses Bauteil, wie etwa ein Drahtring ist, müssen seine Enden nach dem oder zum Einbringen der Zugspannung miteinander verbunden werden. Dies kann zum Beispiel mit Hilfe eines Spannschlosses oder einer Quetschverbindung erfolgen. Bei Glasscheiben, die mit Beschlagteilen ausgerüstet sind, lassen sich diese Verbindungsteile geschickt hinter den Beschlagteilen oder innerhalb derer verbergen, so dass sie nicht sichtbar sind. Es ist auch ohne weiteres möglich, die Beschlagteile selbst als Widerlager für das Spannelement zu benutzen. In diesem Fall werden die Enden des Spannelements nicht zusammengeführt, sondern einzeln an einem Beschlagteil befestigt. Die beiden Enden des Spannelements können auch an zwei unterschiedlichen Be schlagteilen festgelegt werden. Das Spannelement umfasst dann nur einen Teil der Ge samt-Umfangsfläche der Glasscheibe. Gerade wenn eine Glastür in der erörterten Weise ausgestattet werden soll, muss deren Anschlagseite nicht unbedingt vollständig durch ein Spannelement überspannt sein, weil dort eventuelle Bruchstücke unschädlich gegen den Blendrahmen bzw. die Zarge prallen würden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeich nung zweier Ausführungsbeispiele und deren sich im folgenden anschließender Beschrei bung hervor.

Es zeigen in stark vereinfachter Darstellung

Fig. 1 eine Ansicht einer Ganzglastür mit einem umlaufenden Spannelement,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung im Randbereich der Ganzglastür entlang der Linie II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Ganzglastür mit umlaufendem Spannelement und Bürstendichtung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Ganzglastür 1 aus thermisch vorgespanntem Floatglas (ESG) mit Scharnierbeschlägen 2 und 2' sowie einem Schlossbeschlag 3 versehen. Aus Fig. 2, die eine Schnittdarstellung des Randbereichs der Ganzglastür 1 entlang der Linie II darstellt, ist zu erkennen, dass entlang der stirnseitigen Umfangsflächen eine halbkreisförmige Nut 4 parallel zu den Hauptflächen und längs der betreffenden Stirnseiten eingearbeitet ist. Die Nut wurde in an sich bekannter Weise vor dem Vorspannen der Ganzglastür 1 mittels einer Schleifbearbeitung hergestellt. Die Nutform kann von der Kreisbogenform abwei chen, zum Beispiel auch V-förmig gestaltet sein. Allerdings ist die hier dargestellte C-för mige Nut einfacher herzustellen und bietet auch Vorteile bezüglich des Vorspannens. Die Kanten an den Übergängen zwischen den Stirnseiten und den Hauptflächen der Glas scheibe 1 sind auf übliche Art und Weise gebrochen, so dass eine Fase entsteht. In die Nut 4 ist als Spannelement ein vorgespanntes Stahlseil 5 angeordnet. Das Stahlseil kann beispielsweise mittels einer Spannschraube, die vorteilhaft innerhalb eines Scharnierbe schlags 2 oder 2' angeordnet sein können, verspannt werden. Hier wurde jedoch ein ge schlossener Stahlseilring gewählt, der mit Hilfe geeigneter Werkzeuge so weit gedehnt wird, dass er über die Stirnseiten hinüber in die Nut 4 eingebracht werden kann. In ent spanntem Zustand muss der Stahlseilring kleiner sein als der Umfang am Nutgrund, damit er in der Montageposition genügend (elastische) Spannkraft auf die Stirnseiten aufbringen kann.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glasscheibe dargestellt, bei der sich das Stahlseil 4' innerhalb eines Schlauchprofils 6 aus einem Elastomer befindet. Das Schlauchprofil 6 wird mit Hilfe der Spannkraft des Stahlseils 4' auf der stirnseitigen Umfangsfläche gehalten. Die von den Stirnseiten der Ganzglastür 1 abgewandten äußeren Oberflächen des Schlauchprofils 6 sind mit Borsten 7 versehen, die als Bürsten dichtung gegenüber einem Türrahmen wirken. Diese Form der Dichtung ist besonders wirkungsvoll, da das elastische Schlauchprofil 6 bei geeigneten Abmessungen die Bors ten 7 auf einen Türrahmen pressen kann. Auf weitere Dichtungen im Türrahmen selbst kann verzichtet werden.

Claims

1. Thermisch vorgespannte Glasscheibe (1), mit mindestens einer im Einbauzustand freistehenden Umfangskante, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der freistehenden Umfangskante an der stirnseitigen Umfangsfläche der Glasscheibe (1) ein Spannelement (5, 5') anliegt.

2. Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche wenigstens bereichsweise in ihrem Querschnitt betrachtet konkav ausgebildet ist.

3. Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') in einer wenigstens bereichsweise in der Umfangs fläche parallel zur Hauptfläche der Glasscheibe eingebrachten Nut (4, 4') liegt.

4. Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Stahldraht oder ein Stahlseil ist.

5. Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Faden oder ein Seil aus hochfestem Kunststoff ist.

6. Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Dichtelement (6) umfasst.

7. Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) bürstenartig ausgebildet ist.

8. Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) als schlauchförmiger Hohlkörper ausgebildet ist.

9. Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) eine Dichtlippe umfasst.

10. Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Glasscheibe befestigtes Beschlagteil (2, 2', 3) als Widerlager für das Spannelement (5, 5') dient.

11. Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Beschlagteile (2, 2', 3) zum schwenkbaren Anlenken der Glasscheibe (1) an eine Wand oder einen Rahmen vorge sehen sind, und dass sich das Spannelement (5, 5') zumindest über die beim Ausschwenken der Glasscheibe (1) frei im Raum stehenden Um fangsabschnitte erstreckt.