Auf den Gebieten der Architektur und im Bauwesen wird immer häufiger eine maximale Transparenz von Gebäuden oder Gebäudeteilen gewünscht. Um dies zu erreichen, kommen Ganzglaskonstruktionen zur Anwendung. Dabei werden die Verglasungen selbst als tragende Konstruktionselemente einge- setzt. An der Krafteinleitungsstelle ins Glas kommt es dabei häufig bereits bei geringen Beanspruchungen zu Glasbruch, da die Kontaktstellen zwischen Glasoberfläche und Auflagen falsch ausgebildet sind.

Bei allen bisher bekannten Methoden, bei denen Kräfte in Glaskonstruktionen eingeleitet werden, werden die Kräfte über"weiche Materialien"wie Kunststof- fe, bekannt aus DE-A-43 42 097 oder weiche Metalle wie Blei, bekannt aus WO-A-2000/23265 in das Glas eingeleitet. Bei Glas handelt es sich um einen ideal elastischen, jedoch spröden Werkstoff. Bei diesem Werkstoff besteht keine Möglichkeit des Abbaus von Belastungsspitzen in Form von plastischer Verformung. Diese Belastungsspitzen können durch Verarbeitungs-und Mon- tageungenauigkeiten hervorgerufen werden. Durch den Einsatz von weichen Zwischenlagen zwischen Glas und der Grundkonstruktion ist es möglich, ge- ringe Druckkräfte bei Flächenpressungswerten bis ca. 20 N/mm2 aus der Grundkonstruktion ins Glas einzuleiten.

Im konstruktiven Glasbau ist es ebenfalls üblich, Verguss-bzw. Spaltverfüll- materialien, teilweise auch epoxydharzgebunden, zwischen Glas und Kraftein- leitungskonstruktion anzuwenden, um dadurch Ungenauigkeiten zwischen Glas und Krafteinleitungskonstruktion auszugleichen. Auf diese Weise ist es ebenfalls möglich, relativ geringe Druckkräfte mit Flächenpressungen bis 20 N/mm2 ins Glas einzubringen.

Mit den bisher bekannten Methoden ist es jedoch nicht möglich, Kräfte in Glaskonstruktionen einzuleiten, die auch nur annähernd in der Größenord- nung der Glasdruckfestigkeit selbst liegen. Die Glasbauteile werden bei höhe- ren Belastungen immer durch Zugspannungen zerstört, welche aus der Ver- formung der Zwischenwerkstoffe entstehen.

Bei der Verwendung von weichen Zwischenlagen werden diese bereits unter geringer Krafteinwirkung elastisch und bei höheren Kräften schließlich plas- tisch verformt. Das Zwischenmaterial weicht dabei zur Seite hin aus. Über die Reibung zwischen Glasoberfläche und dem sich verformenden Zwischenmate- rial baut sich durch die Verformung in der Kontaktzone zwischen Glas und Zwischenlage eine Reibungskraft auf, die im Glas eine resultierende Zug- spannung erzeugt. Die Zugspannung zerstört schließlich das Glas. Die zuläs- sige Druckspannung im Glas wird dabei nicht erreicht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Anordnung bereitzu- stellen, mit welcher es ermöglicht wird, sehr hohe Kräfte (Druckspannungen) in sprödbrechendes Material, insbesondere in Glaskörper, einzuleiten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung eines Glaskörpers auf einem im wesentlichen flachen Körper gelöst, wobei der fla- che Körper aus einem Material besteht, dessen Elastizitätsgrenze bei einer Krafteinwirkung des Glaskörpers nicht überschritten wird.

Der Glaskörper ist vorzugsweise ein Glasrohr, ein Glasstab, eine Glasscheibe oder ein Verbundglaskörper, insbesondere ein Verbundglasrohr.

Vorzugsweise ist das Material, aus dem der flache Körper besteht, im wesent- lichen ein Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere Stahl.

Die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper sind vorzugsweise planparallel und weisen in etwa die gleiche Rauhigkeit auf.

Insbesondere bei hoher Krafteinwirkung des Glaskörpers auf den flachen Kör- per sollten die Berührungsflächen zwischen dem Glaskörper und dem flachen Körper eine geringe Rauhigkeit aufweisen. Die Rauhigkeit der Berührungsflä- che des Glaskörpers ist vorzugsweise geringer als die zulässige elastische Deformation des Glaskörpers unter der Beanspruchungslast.

Weiterhin kann wenigstens eine Zwischenschicht zwischen Glaskörper und flacher Körper vorgesehen sein, insbesondere zur Kompensation thermischer Spannungen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anordnung eines Glas- körpers zwischen zwei im wesentlichen flachen Körpern, beispielsweise ein Glasrohr, das säulenartig zwischen zwei Stahlplatten angeordnet ist.

Vorzugsweise sind hierbei der Glaskörper und die zwei flachen Körper fest aber lösbar miteinander verbunden, beispielsweise über eine Stange oder ein Seil, die durch das Innere des Glasrohr verlaufen.

Besonders bevorzugt üben die zwei flachen Körper dadurch eine permanente Druckspannung auf den Glaskörper aus, insbesondere über Spannelemente.

Erfindungsgemäß wird eine Anordnung eines Glaskörpers auf einem im we- sentlichen flachen Körper vorgeschlagen, mit welcher es ermöglicht wird, Druckspannungen in einer Größenordnung bis zu mehreren hundert N/mm2 in den Glaskörper einzuleiten. Um dies zu erreichen, wird der gesamte Bereich der Krafteinleitungsstelle am Glaskörper durch Bearbeiten der Glasoberfläche plangeschliffen. Die Ebenheit und Rauhigkeit der Kontaktfläche am Glaskörper und am Gegenwerkstoff sind in erster Linie ausschlaggebend für die übertrag- bare Spannung. Je höher also die gewünschten Spannungswerte liegen desto ebener muss die Kontaktfläche ausgeführt werden und umso geringer müssen die Rauhigkeitswerte der Oberflächen sein. Die maximal zulässige Unebenheit darf allgemein ausgedrückt gerade so groß sein, dass zwischen zwei Auflage- punkten der Glasfläche auf der Gegenfläche die resultierende Biegezugspan- nung keine unzulässig hohen Werte von etwa 7 N/mm2 erreicht.

Des weiteren muss die Gegenfläche zum Glaskörper über Festigkeitswerte verfügen, die mindestens dem gewünschten Druckbeanspruchungswert im Glas entsprechen. Die Gegenflächen zum Glas dürfen bei den Beanspru- chungsspannungen keinesfalls zum Kriechen neigen ; die Elastizitätsgrenze darf nicht überschritten werden.

Glas ist wegen seiner Transparenz für viele Anwendungen geeignet, bei de- nen hohe Anforderungen an die Ästhetik gestellt werden. Sein Einsatz wird je- doch dann eingeschränkt, wenn zusätzliche Anforderungen an die Festigkeit gestellt oder Kräfte ins Glas eingeleitet werden.

Die Erfindung ist in erster Linie zur Anwendung bei Flachglas und Glasrohren gedacht, kann aber prinzipiell auf alle sprödbrechenden Materialien wie Kera- mik, Naturstein, Tonmaterialien, Feinsteinzeug und die sprödbrechenden Me- talle übertragen werden.

Die zulässigen Spannungen für die Glasbeanspruchung betragen für die bei technischen Anwendungen, wie dem Druckbehälterbau häufig zum Einsatz kommende Glassorte DURAN@, Borosilicatglas 3.3, für die Dauerbeanspru- chung auf Druck 100 N/mm2 und für die Dauerfestigkeit bei Zugbeanspru- chung je nach Oberflächengüte 7 bis 10 N/mm2. Die zulässigen Beanspru- chungen liegen deshalb so niedrig, damit ausreichend Sicherheit für zusätzli- che Fehler, wie unerkannte Bearbeitungsfehler, vorhanden ist. Die eigentliche Glasdruckfestigkeit liegt jedoch erheblich höher. Sie konnte aber bisher tech- nisch nicht realisiert werden, da im Regelfall überlagernde, unerwünschte Zugspannungen, hervorgerufen durch die Art der Krafteinleitung, zwangsläufig zum vorzeitigen Versagen von Bauteilen führen.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung bevorzugt, bei der die Gegenfläche har- te Metalle oder Metallegierungen enthält. Diese Gegenflächen sind erfin- dungsgemäß besonders gut geeignet.

Erfindungsgemäß wird die Anordnung im Innenausbau, im Bauwesen, in ar- chitektonischen Anwendungen, im Möbel-und Messebau, im Rohrleitungs- und Anlagenbau, für Mast-, Trage-und Stützkonstruktionen und in der Be- leuchtungstechnik verwendet.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und von Beispielen näher erläu- tert.

Zeichnung Die Zeichnung besteht aus Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3. Es zeigt : Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung, Fig. 2 eine seit- liche Schnittzeichnung und Detailzeichnung (Z) einer erfindungsgemäßen An- ordnung und Fig. 3 eine seitliche Schnittzeichnung und Detailzeichnung (Z) ei- ner Anordnung nach dem Stand der Technik. In Fig. 1 ist ein Glasrohr (1) dar- gestellt, das an beiden Enden kraftübertragende Unterlagen (2) aufweist. Auf beide kraftübertragende Unterlagen (2) wirkt die Kraft (F). Fig. 2 zeigt einen idealen Kraftfluss, wobei nur Druckkräfte wirken. Die Kontaktzone (K) verformt sich nicht. Fig. 3 zeigt Kraftlinien (F) bei sich unter Krafteinwirkung verformter Kontaktzone. Die daraus resultierende Zugspannung FR führt zum Bruch des Glasrohres.

Beispiel In eine hydraulische Druckprüfmaschine wird nach Fig. 1 ein Glasrohr (Außen- durchmesser 80 mm, Wanddicke 3,0 mm, Länge 700 mm) gestellt, dessen Stirnseiten vor dem Versuch plangeschliffen wurden. Als kraftübertragende Unterlagen zwischen den Druckplatten der Prüfmaschine und dem Glasrohr dienen in diesem Fall gehärtete und plangeschliffene Stahlplatten mit einer zu- lässigen Zugfestigkeit von 1100 N/mm2. Die Prüfkraft wird mit einem Lastan- stieg von 1,5 kN/(mm2 s) bis zu einem Wert von 400 kN gesteigert und mehre- re Minuten lang konstant gehalten. Dies entspricht einer Druckspannung im Glasrohr von 551 N/mm2. Der dabei auftretende Kraftfluß ist in Fig. 2 darge- stellt. Die Druckkraft wird hierbei ohne unzulässige Verformung der Kontaktflä- chen in idealer Weise von der Prüfmaschine ins Glasrohr eingeleitet. Danach wird die Prüfkraft mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der vorher belastet wurde, auf Null reduziert. Nach dem Versuch zeigt das Prüfrohr keinerlei Be- schädigungen. Je nach Gütegrad der Schliffflächen können auf diese Weise sogar Druckspannungen bis über 800 N/mm2 ins Glasrohr eingeleitet werden.

Vergleichsbeispiel Beim nächsten Versuch wird dasselbe Glasrohr auf eine Unterlage aus Poly- amid 6.6 gestellt. Der Kraftanstieg erfolgt wieder mit der gleichen Geschwin- digkeit wie im Beispiel. Bereits bei einer Druckspannung von 70 N/mm2 treten erste Längsrisse im Glasrohr auf, hervorgerufen durch eine unzulässig hohe Tangentialzugspannung im Endbereich des Glasrohres. Bei einer Spannung von 97 N/mm2 kollabiert das Glasrohr endgültig. Nach Fig. 3 verformt sich die Polyamidunterlage bei zunehmender Belastung. Das Glasrohr drückt sich da- bei immer tiefer ins Polyamidmaterial ein und verdrängt das Polyamid. Dabei treten Reibungskräfte zwischen Polyamid und der Glaskontaktzone auf, die zu unzulässig hohen Radial-und insbesondere Tangentialzugspannungen füh- ren, die schließlich den Glasbruch herbeiführen.

Bei weiteren Versuchen mit anderen"weichen"Kontaktmaterialien wie Blei, Gummi, Holz, Vergussmassen und ähnlichen treten immer wieder die gleichen vorzeitigen Versagensfälle auf, wie im Beispiel geschildert. Nur die Werte für die erreichten Bruchspannungen differieren von Material zu Material.