Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Fassadenelementen .

Bei vorgehängten, hinterlüfteten Bekleidungen sind zwei prinzipielle Möglichkeiten zur Aufnahme von Plattenelementen bekannt, eine sichtbare Befestigung mittels Klipsen oder Ösen aus nicht rostendem Stahl oder eine nicht sichtbare Befestigung mit Hilfe rückseitig an den Fassadenelementen aufgebrachten Befestigungspunkten oder speziellen Plat- tenankerbefestigungen, die an einer Unterkonstruktion angreifen. Aus ästhetischen Gründen wird zunehmend die nicht sichtbare Befestigung bevorzugt. Hierfür werden zumeist keramische Fassadenplatten aus nicht brennbaren Baustoffen eingesetzt, die an der Unterkonstruktion befestigt werden. Aus der DE 198 05 913 Al sind Fassadenelemente und Halterungen für die Fassadenelemente bekannt. Die Halterungen bestehen aus Tragprofilen, die an einer Rahmenkonstruktion oder einem Untergrund befestigbar sind. Die Tragprofile weisen einen bandförmigen Mittelabschnitt auf, an dem symmetrisch zur Längsachse des Tragprofils Ankerelemente zur Aufnahme von Fassadenelementen vorgesehen sind. Die Ankerelemente umfassen einen Haltesteg und einen breiten Stützsteg, die starr miteinander verbunden sind.

Die hieran zu befestigenden Fassadenelemente umfassen einen platten- förmigen Grundkörper, der eine Sicht- und eine Rückseite aufweist mit an der Rückseite angeordneten Befestigungselementen, die zur nicht sichtbaren Befestigung an der Unterkonstruktion dienen, wobei mindestens zwei parallel zu einander beabstandete und angeordnete und einstückig am plattenförmigen Grundkörper angeformte Befestigungselemente vorgesehen sind.

Die Ankerelemente der Halterung dienen dazu, in die Befestigungselemente des Fassadenelements einzugreifen.

Die bislang bekannten Fassadenelemente und Unterkonstruktionen sind auf Fassadenelemente mit einer Größe von maximal 600 mm x 1600 mm ausgelegt. Die Bruchlast der Fassadenelemente beträgt etwa 1500 Newton.

Aus ästhetischen Gründen, und auch zur Reduzierung der im Zusammenhang mit der Installation der Fassade erforderlichen Arbeitszeit werden zunehmend größere Fassadenelemente gewünscht.

Eine Erhöhung der Fläche der Fassadenelemente unter Beibehaltung der Konstruktion der Fassadenelemente und Unterkonstruktion führt jedoch aufgrund der daraus resultierenden größeren Windangriffsfläche und den damit verbundenen höheren Windkräften wie Winddruck und Windsog dazu, dass sich die Ankerelemente an den Tragprofilen verformen oder abbrechen und/oder gar die Befestigungselemente an den Fassadenelementen abbrechen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halterung für Fassadenelemente mit einer größeren Fläche anzugeben, die sich auch unter der höheren Windlast nicht verformt oder reißt. Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, die bislang bekannten Fassadenelemente dahingehend zu verbessern, dass diese höhere Bruchlasten aufweisen und damit mit größeren Flächen bereitgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Halterung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Fassadenelemente durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst.

Erfindungsgemäß weisen die an den Tragprofilen befestigten Ankerelemente eine Prägung auf, wobei die Prägung wenigstens im Bereich des Haltestegs des Ankerelements vorgesehen ist und wobei keine der Außenkanten der Prägung parallel zu einer Außenkante des Haltestegs verläuft. Durch diese ungewöhnliche Anordnung der Prägung in dem Haltesteg kann erstaunlicherweise eine Erhöhung der Versagenslast bei Windbeanspruchung erzielt werden, so dass an den erfindungsgemäßen Tragprofilen größere Fassadenelemente befestigbar sind, beispielsweise Fassadenelemente mit einer Länge von 1600 bis 2000 mm.

Die Ankerelemente sind vorzugsweise L-förmig in Form eines Hakens geformt, allerdings können die Ankerelemente auch einen breiten Stützsteg aufweisen, an den das hervorstehende Halteelement angeformt ist.

Die erfindungsgemäße Prägung sollte wenigstens im Bereich des Haltestegs des hakenförmigen Ankerelements vorgesehen sein, wobei sie sich vorzugsweise im mittleren Bereich des Haltestegs und sich die Außenkante der Prägung unter einem spitzen Winkel von weniger als 10° und vorzugsweise weniger als 5° zu der Außenkante des Haltestegs erstrecken sollte.

Die Prägung kann unterschiedlich geformt sein. Zum einen kann sich die Prägung in Form einer geraden, zu der Außenkante des Haltestegs unter einem spitzen Winkel verlaufenden Linie erstrecken. Zum anderen kann die Prägung auch winklig, gerade oder gebogen oder anders geformt verlaufen, wobei wiederum keine der Außenkanten der Prägung parallel zu einer Außenkante des Haltestegs verlaufen sollte.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Prägung eine flache V-Form auf (dachförmig). Die beiden Schenkel des „V" sind vorzugsweise in einem stumpfen Winkel angeordnet, und der Übergangsbereich ist bogenförmig. Der eine Schenkel der Prägung verläuft dabei vorzugsweise etwa mittig in dem Haltesteg in einem spitzen Winkel zu der Außenkante und der andere Schenkel in dem Stützsteg vorzugsweise parallel oder nicht parallel, insbesondere unter einem spitzen Winkel zu dessen Außenkante.

Vorzugsweise ist auch die Anordnung der Prägung in dem Stützsteg derart, dass die Außenkante der Prägung im Stützsteg nicht parallel zu einer Kante des Stützstegs verläuft.

Durch die erfindungsgemäße asymmetrische Anordnung der Prägung wird eine asymmetrische Verdichtung des Materials zum Hakenrand bewirkt, die in Beanspruchung den Momentenverlauf positiv beeinflusst.

Die beiden Schenkel der V-förmigen Prägung können dabei sowohl von gleicher als auch von verschiedener Länge sein.

Bei verschieden langen Schenkeln kann sich der im Stützsteg verlaufende Schenkel der Prägung auch über den Stützsteg hinaus in den Mittelabschnitt oder die Seitenwange des Profils erstrecken, wodurch eine besonders hohe Stabilität des Ankerelements erzielt werden kann.

Der Stützsteg kann unterschiedlich geformt sein, beispielsweise rechteckig oder trapezförmig, wobei der trapezförmige Stützsteg infolge seiner höheren Stabilität besonders bevorzugt ist.

Die Prägung ist vorzugsweise eine einseitige Vertiefung, die abgerundet ist. Die Prägetiefe kann variieren und sollte zwischen 20 % und 80 % der Materialdicke betragen, wobei Prägetiefen zwischen 50 % und 70%, insbesondere von 60 %, besonders bevorzugt sind. Bei einer Blechdicke von 2,0 oder 2,5 mm beträgt die Prägetiefe vorzugsweise etwa 1,2 bis 1,5 mm.

Die Breite der Prägung sollte das 0,1- bis 0,8-fache, vorzugsweise das 0,3- bis 0,65-fache, der Breite des Haltestegs betragen.

Die Prägung ist vorzugsweise gerundet.

Die Länge der Prägung in dem unter einem spitzen Winkel zu der Außenkante des Haltestegs verlaufenden Bereich sollte das 0,3- bis 0,8- fache und insbesondere das 0,5- bis 0,7-fache der Länge des Haltestegs betragen.

Die Breite des Haltestegs des hakenförmigen Ankerelements sollte vorzugsweise geringer als die Breite des Stützstegs sein sowie zwischen 5 und 10 cm und vorzugsweise zwischen 6 und 7 cm betragen.

Zur Herstellung der Profile und Haken kann im Allgemeinen Aluminium mit einer Dicke zwischen 1,5 und 4 mm verwendet werden, vorzugsweise zwischen 2,0 und 3,0 mm und besonders bevorzugt von 2,0 bis 2,5 mm.

Prinzipiell besteht die Möglichkeit, die Stabilität der Profile und Haken weiter durch Tempern zu erhöhen.

Das Tragprofil wird aus Aluminium oder Aluminiumlegierung hergestellt, um einerseits ein geringes Gewicht aufzuweisen und andererseits den Brandschutzbestimmungen zu genügen.

Eine weitere Verbesserung der Stabilität des Profils mit dem Ankerelement kann durch die Auswahl der Aluminiumlegierungen erreicht werden. Im Rahmen der Erfindung bevorzugte Aluminiumlegierungen sind Aluminium-Knetlegierungen mit den Metallen Magnesium und/oder Mangan, insbesondere mit einem Mangangehalt von 0,2 bis 6,2 %, insbesondere zwischen 0,2 und 1,5 % und einem Magnesiumgehalt zwischen 0,5 und 8% und insbesondere zwischen 3,5 und 5,5 %, bevorzugt. Besonders gute Ergebnisse wurden im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit AIMg _4/5 Mno,7, insbesondere AIMg _4/5 Mn ₀ , ₇ H24, erzielt.

Die erfindungsgemäßen Fassadenelemente weisen an ihrer Rückseite speziell ausgebildete Befestigungselemente aus einem Stützsteg und einem Haltesteg auf, wobei die Dicke des Haltestegs in etwa der Dicke des Fassadenelements entspricht. Auch ist die Dicke des Haltestegs größer als der Abstand zwischen der Fassadenelementrückseite und der Innenseite des Haltestegs, was zusätzlich zu einer erhöhten Stabilität der Befestigungselemente beiträgt.

Mit diesen erfindungsgemäßen Befestigungselementen, die zudem auch noch auf der dem Halteelement abgewandten Seite des Stützelements verstärkt sein können, werden Befestigungselemente bereitgestellt, die Bruchlasten über 3000 N und somit das Doppelte wie die bislang bekannten Fassadenelemente aufweisen.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

Figur 1: eine perspektivische Darstellung einer Halterung für ein Fassadenelement,

Figur 2: eine Detailansicht eines Hakens mit Prägung aus Figur 1,

Figur 3: eine perspektivische Ansicht eines Tragprofils mit Fugenprofil und eingehängtem Fassadenelement,

Figur 4: eine Draufsicht auf das Fugenprofil 45 mit Tragprofil 12,

Figur 5: eine Seitenansicht von in Tragprofilen eingehängten Fassadenelementen, Figur 6: eine zweite Ausführungsform einer Halterung für das Fassadenelement mit direkt an dem Mittelabschnitt angeordneten Ankerelementen und

Figur 7: die Seitenansicht auf das Tragprofil der zweiten Ausführungsform aus Figur 6 mit Druckfeder.

In Figur 1 ist eine als Tragprofil 12 ausgebildete U-förmige Halterung für Fassadenelemente dargestellt. Das Tragprofil 12 ist bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung wie beispielsweise AIMg _4,5 Mn ₀ , ₇ H24. Diese Legierung zeichnet sich bei geringem Gewicht durch eine besonders hohe - Stabilität aus.

Das Tragprofil 12 umfasst einen Mittelabschnitt 13, der sich entlang einer Längsachse 14 des Tragprofils 12 erstreckt. Rechts und links schließen sich an den Mittelabschnitt 13 Seitenwangen 28, 29 an, an denen Ankerelemente 18 angeformt sind, die der Aufnahme der Fassadenelemente dienen. Zur Erhöhung der Stabilität weisen die Ankerelemente 18 die erfindungsgemäße Prägung 16 auf, die im Detail in Figur 2 dargestellt ist.

Die hakenförmigen Ankerelemente 18 sind L-förmig ausgebildet und umfassen einen trapezförmigen Stützsteg 24, der mit der Seitenwange 28, 29 starr verbunden ist. Im Übergangsbereich zwischen dem Stützsteg 24 und der Seitenwange 28, 29 sind beidseitig des Stützstegs zwei Kerben 26a, 26b vorgesehen, die dazu dienen, Kerbwirkung und Rissbildung zu vermeiden.

Auf der der Wange 28, 29 gegenüberliegenden Seite des Stützstegs 24 ist ein Haltesteg 20 angeformt. Der Haltesteg 20 dient dazu, das Befestigungselement 50 an dem Fassadenelement 51 zu hintergreifen. Das Hakenende 19 des Haltestegs 20 ist gerundet. Außen- 21 und Innenkante 22 des Haltestegs 20 und Außenkante 30 der Seitenwange 28, 29 verlaufen parallel zu einander. Zur Versteifung weist das Ankerelement 18 die erfindungsgemäße Prägung 16 auf, die sich im Wesentlichen in der Mittelzone 31 des Ankerelements 18 erstreckt. Die Außenseite 25 der Prägung 16 im Haltesteg 20 verläuft nicht parallel sondern unter einem spitzen Winkel γ von insbesondere etwa 3 bis 4° zu der Außenkante 21 des Haltestegs 20.

Die Außenseite 22 der Prägung 16 im Stützsteg 24 verläuft ebenfalls unter einem spitzen Winkel δ von insbesondere etwa 3 bis 4° gegenüber der Außenkante 23 des Stützstegs 24.

Durch den spitzwinkligen Verlauf der Außenkanten 22, 25 der Prägung zu den Außenkanten 21, 23 der Stege 20, 24 wird eine asymmetrische Verdichtung des Materials zum Hakenrand erreicht.

Die Prägung 16 ist V-förmig, wobei die beiden Schenkel des „V" einen stumpfen Winkel ε von etwa 120° bilden, dessen Übergangsbereich bogenförmig/gekrümmt ausgebildet ist. Die Prägetiefe beträgt bei einer Dicke des Aluminiumblechs von 2,0 bis 2,5 mm etwa 1,2 bis 1,5 mm.

In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind beide Schenkel der Prägung 16 gleich lang.

In einer Variante, die sich durch eine höhere Steifigkeit auszeichnet, kann der im Stützsteg 24 verlaufende Schenkel jedoch länger sein und bis in die Wange 28 oder den Mittelabschnitt 28, 29 hinein verlaufen.

Das in Figur 1 dargestellte Tragprofil 12 weist mehrere Paare von Ankerelementen 18, 18' auf, die vorteilhafterweise identisch ausgebildet sind. Ein jedes Paar von Ankerelementen 18 ist auf gleicher Höhe beidseitig an den beiden Seitenwangen 28, 29 angeordnet. In einem gewissen Abstand befinden sich unterhalb des ersten Paares von Ankerelementen 18 weitere Paare von Ankerelementen 18'.

Der Winkel zwischen Seitenwangen 28, 29 und Mittel abschnitt 13 beträgt vorzugsweise 90°, er kann jedoch auch größer oder kleiner als 90° sein. Das Tragprofil 12 wird durch Anlage der rückwärtigen Seite des Mittelabschnitts 13 an einer Außenwand bzw. Umfassungswand oder einer Rahmenkonstruktion über bekannte Befestigungsmittel, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, Nieten oder dergleichen, befestigt.

Zwischen den an jeder Seitenwange 28, 29 vorgesehenen Ankerelementen 18, 18' können Näpfe 40 vorgesehen sein, die der Befestigung eines Fugenprofils 45 dienen. Bei jedem Napf 40 ist der Napfboden 41 weiter einwärts geprägt als es der Flucht der Außenkante 30 der Seitenkante 28, 29 entspricht. Es entsteht somit eine gegenüber der Außenkante 30 tiefer gelegte, aber zu ihr parallele Napftragefläche 42, die der Aufnahme von Fugenprofilen 45, die in der DE 102 48 597 Al näher beschrieben sind, dienen. Durch das Fugenprofil 45 wird das nach außen offene U-Profil 12 abgedeckt, indem das Fugenprofϊl 45 zwischen den beiden Seitenwangen 28, 29 auf die Napftrageflächen 42 aufgelegt wird. Das Fugenprofil besteht aus einem Blechstreifen, der längs eines Randknicks jeweils beidseitig um einen nahezu 180° betragenden Winkel als Federstreifen auf sich zurückgefaltet ist (vgl. Figur 4).

In Figur 3 ist das Fugenprofil 45 auf das Tragprofil 12 aufgelegt, und an die Ankerelemente 18 sind teilweise Fassadenelemente 51 eingehängt. Das Fugenprofil 45 dient dazu, die eingehängten Fassadenelemente 51 zu beabstanden und die zwischen den Fassadenelementen 51 liegende Fuge 60 abzudichten. Die Fassadenelemente 51 liegen an dem Fugenprofil 45 unter einer leichten Vorspannung an. Weiterhin umfasst das Fugenprofil 45 Federzungen 46, die als Demontagesicherung dienen.

Figur 5 zeigt den Eingriff der Ankerelemente 18 des Tragprofils 12 an den Befestigungselementen 50 des Fassadenelements 51. Der einschalige Fassadenziegel 51 weist eine glatte Vorderseite 52 und eine Rückseite 53 auf, an der Befestigungselemente 50 in parallel zu einander verlaufenden Reihen untereinander angeordnet sind. Ein jedes Befestigungselement 50 ist hakenförmig und erstreckt sich über die gesamte Breite der Rückseite des Fassadenelements. Alternativ können auch einzelne Befestigungsmittel 50 an der Rückseite 53 des Fassadenelements 51 vorgesehen sein. Die Befestigungselemente 50 des Fassadenelements 51 sind hakenförmig und weisen ebenfalls einen Stützsteg 54 und einen Haltesteg 55 auf.

Die Befestigungselemente 50 dieser großflächigen Fassadenelemente wurden erfindungsgemäß dahingehend verbessert, dass ein Abreißen der Befestigungselemente 50 auch unter höheren Windbeanspruchungen verhindert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Dicke 56 des Haltestegs 55 in etwa der Dicke des Fassadenelements 62 entspricht und größer als der Abstand 57 zwischen Fassadenelementrückseite 53 und Innenseite 58 des Haltestegs 55 ist. Der Stützsteg 54 weist die Form eines schiefen Trapezes auf, und die Außenkante 59 des Stützstegs 54 ist verstärkt, um einer Kerbwirkung entgegen zu wirken.

Diese Fassadenelemente mit den verbesserten Befestigungselementen weisen Bruchlasten über 3000 N auf und somit etwa das Doppelte wie die bislang bekannten Fassadenelemente.

Die Ankerelemente 18 des Tragprofils 12 greifen mit ihren Haltestegen 20 in die auf der Rückseite 53 des Fassadenelements 51 befindliche Ausnehmung 61 zwischen der Rückseite 53 des Fassadenelements 51 und der Innenseite 58 des Haltestegs 55.

Hierbei liegt die Außenseite 21 des Haltestegs 20 des Ankerelements 18 an der Rückseite 53 des Fassadenelements 51 an und die Innenseite 58 des Haltestegs 55 des Fassadenelements 51 an der Innenseite des Haltestegs 20 des Ankerelements. 18.

Eine alternative Ausführungsform für die Halterung mit den erfindungsgemäß geprägten Haken ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Bei diesem alternativen Profil 72 sind keine Seitenwangen 28, 29 vorgesehen. Vielmehr sind an dem Mittelabschnitt 73 seitlich direkt Ankerelemente 18 mit der erfindungsgemäßen Prägung 16 angeformt, wobei die Ankerelemente 18 gegenüber dem Mittelabschnitt 73 rechtwinklig abgekantet sind. Dieses Profil ist insbesondere für geringe Aufbauhöhen geeignet. Zur Erhöhung der Stabilität weisen die Ankerelemente 18 die zuvor im Detail beschriebene erfindungsgemäße Prägung 16 auf, die sich ebenfalls V-förmig in dem Haltesteg 20 und dem Stützsteg 24 des Ankerelements 18 erstreckt.

Auf dem Mittelabschnitt 73 wird eine Druckfeder 74 befestigt, die einen festen Sitz der eingehängten Fassadenelemente sicherstellt und eine spätere Demontage des Fassadenelements verhindert. Diese Druckfeder 74 wird vorzugsweise mit dem Profil 72 durch Clinchen verbunden.

Die Herstellung der Profile erfolgt durch gleichzeitiges Stanzen und Prägen der Prägung und - in der ersten bevorzugten Ausführungsform - auch der Näpfe. Anschließend werden die Ankerelemente oder die Seitenwangen mit den Ankerelementen umgeformt.

Anschließend können die Fugenprofile im Falle der ersten bevorzugten Ausführungsform des Profils mit den Seitenwangen aufgesteckt oder im Fall des Profils ohne Seitenwangen auf den Mittelabschnitt geclincht werden.

Vergleichsversuche:

Die bessere Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen hakenförmigen Ankerelemente gemäß Figur 2 wird anhand der nachfolgenden Vergleichsversuche belegt.

Die Überprüfung der Tragfähigkeit erfolgte durch die Bestimmung der Windsogbeanspruchung der verschiedenen Ankerelemente. Alle untersuchten Ankerelemente waren gleich geformt und von gleicher Materialdicke (2 mm). Die Prüfung erfolgte bei einer Prüfgeschwindigkeit von 5 mm/min und einem Abstand von 9 mm.

Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.

Die durchgeführten Versuche belegen, dass die Versagenslast der untersuchten Haken durch die erfindungsgemäße Prägung und durch die Auswahl einer geeigneten Aluminiumlegierung erhöht werden kann.