text: Rahmenlose vorgespannte Glasscheibe - Dokument DE60203557T2
  Dokumentenidentifikation DE60203557T2 02.03.2006
  EP-Veröffentlichungsnummer 0001241314
  Titel Rahmenlose vorgespannte Glasscheibe
  Erfinder Eckelt, Christian, 4400 Steyr, AT
  DE-Aktenzeichen 60203557
  EP-Aktenzeichen 022906325
  IPC-Hauptklasse E06B 3/02(2006.01)A, F, I, , , ,
  IPC-Nebenklasse E06B 7/22(2006.01)A, L, I, , , ,
  Die Erfindung bezieht sich auf eine rahmenlose Scheibe aus 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 thermischen oder mechanischen Belastungen gestellt werden. Durch die in der Glasscheibe erzeugten Spannungen wird deren Biegefestigkeit um ein Vielfaches erhöht. Die Spannungsverhältnisse 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 Glasscheibe entstehen. Die Gefahr von Schnittverletzungen ist so wesentlich herabgesetzt. Aus diesem Grund gibt es in vielen Ländern Vorschriften, die die Verwendung von vorgespanntem Sicherheitsglas (auch vorgespanntes Sicherheitsglas, kurz ESG von Einscheiben-Sicherheitsglas, genannt) für bestimmte Anwendungen bindend vorschreiben.
  Aus ästhetischen Gründen verzichtet man oft auf einen Rahmen für die Glasscheibe, um transparent und leicht wirkende Konstruktionen realisieren zu können. Ein Beispiel für solche Anwendungen sind Ganzglastüren, wie sie beispielsweise im Dokument DE 34 35 161 C2 gezeigt werden, oder Türen für Duschkabinen, bekannt aus dem Dokument DE 37 20 121 A1.
  Solche Ganzglastüren sind in der Regel nur örtlich an einer Seite in der Nähe der Ecken mittels Klemmbeschlägen 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 Spannungsverhältnisse in der Glasscheibe in Richtung der Scheibenebene fortgeschleudert werden.
  Wenn vorgespannte Glasscheiben in einen Rahmen gefasst werden, so dass die Glasscheibenkanten in einem Glasfalz gelagert sind, kann die Ausbreitung von Bruchstücken wirkungsvoll verhindert werden. Der Nachteil ist jedoch, dass die besonderen Gestaltungsmerkmale einer rahmenlosen Glasscheibe verloren gehen.
  Die DE 1112276 beschreibt ein Glasstück mit einer Rille in seiner Kante, innerhalb welcher eine Dichtung platziert ist. Die DE 19542040 beschreibt eine mit einer Rille in ihrer Kante versehene Verglasung, die es ermöglicht, in deren Inneres ein Verbindungs- oder Dichtungsstück mit einer anderen entsprechend danebenliegenden Verglasung oder einem anderen Konstruktionselement zu platzieren. Die FR 2721969 beschreibt eine mit einer Rille in ihrer Kante versehene Verglasung, in welcher ein elektrisches Kabel in Silikon eingebettet platziert ist, was der elektrischen Isolation und der Verbindung mit einer anderen danebenliegenden Verglasung dient.
  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit einer vorgespannten, rahmenlos eingebauten Glasscheibe im Bruchfall weiter zu verbessern.
  Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe 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 Seite oder Kante der Glasscheibe anliegt und welches 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 Umfangsfläche 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 einem geeignetem Material so hoch sein, dass man ein Abfallen durch seitliches Abgleiten normalerweise nicht erwarten muss. Auch wird man das Spannelement so dünn wie möglich halten, dass es keinen nennenswerten Überstand über die Kante oder Umfangsfläche der Scheibe bildet.
  In Weiterbildung der konkaven Umfangsfläche ist es auch möglich, eine Nut in die Umfangsfläche 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) gefertigt, könnte aber auch mit Laserstrahlung eingeformt werden. Der Nutgrund kann eckig oder rund ausgeführt sein, wobei die abgerundete Ausführung zur Vermeidung von Spannungsspitzen 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 Vorspannung. Es gibt auf dem Markt aber auch Fäden oder Seile aus Kunststoff, die die nötigen mechanischen Eigenschaften zur Verwendung als Spannelement aufweisen und entsprechend verwendet 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 andere form-, stoff- oder kraftschlüssige Verbindungsarten sind möglich. Eine einfache kraftschlüssige 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 Umfangsfläche und die Art und Gestalt des Spannelements angepasst werden.
  Weitere mögliche Dichtungsarten sind Schlauch- oder Lippendichtungen. Eine Schlauchdichtung kann auf besonders einfache Weise befestigt werden, indem das Spannelement im Hohlraum der Schlauchdichtung angeordnet ist. Im vorliegenden Fall wird die Schlauchdichtung gleichzeitig mit dem Spannelement auf der Umfangsfläche der Glasscheibe verspannt. Der Schlauchquerschnitt sollte ein Vielfaches des Querschnitts des Spannelements sein. 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. Durch die Verspannung 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 Halterung 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 Beschlagteilen befestigt werden. Das Spannelement umfasst dann nur einen Teil der Gesamt-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 Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele und deren sich im folgenden anschließender Beschreibung hervor.
  In diesen Zeichnungen zeigen in stark vereinfachter Darstellung
  1 eine Ansicht einer Ganzglastür mit einem umlaufenden Spannelement,
  2 eine Schnittdarstellung im Randbereich der Ganzglastür entlang der Linie II in 1 und
  3 eine Schnittdarstellung der Ganzglastür mit umlaufendem Spannelement und Bürstendichtung.
  Gemäß 1 ist eine Ganzglastür 1 aus thermisch vorgespanntem Floatglas (ESG) mit Scharnierbeschlägen 2 und 2' sowie einem Schlossbeschlag 3 versehen. Aus 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 Form der Nut kann von der Kreisbogenform abweichen, zum Beispiel kann sie auch V-förmig sein. Allerdings ist die hier dargestellte C-förmige Nut einfacher herzustellen und bietet auch Vorteile bezüglich des Vorspannens. Die Kanten an den Übergängen zwischen den Stirnseiten und den Hauptflächen der Glasscheibe 1 sind auf übliche Art und Weise gebrochen, so dass eine Fase entsteht. Ein vorgespanntes Stahlseil 5 ist als Spannelement in die Nut 4 angeordnet. Das Stahlseil kann beispielsweise mittels einer Spannschraube, die vorteilhaft innerhalb eines Scharnierbeschlags 2 oder 2' angeordnet sein kann, verspannt werden. Hier wurde jedoch ein geschlossener 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 entspanntem 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 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glasscheibe dargestellt, bei der sich das Stahlseil 4' innerhalb eines Schlauchprofils 6 aus 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 Bürstendichtung gegenüber einem Türrahmen wirken. Diese Form der Dichtung ist besonders wirkungsvoll, da das elastische Schlauchprofil 6 bei geeigneten Abmessungen die Borsten 7 auf einen Türrahmen pressen kann. Auf weitere Dichtungen im Türrahmen selbst kann verzichtet werden.
  Thermisch vorgespannte, rahmenlose Glasscheibe (1), die derart montiert ist, dass mindestens ein Teil ihrer Umfangskanten frei steht, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer ihrer stirnseitigen Umfangsflächen, deren Umfangskanten freistehen, ein Spannelement (5, 5') anliegt, das im Fall eines Bruchs der Scheibe das Fortschleudern von Splittern über diese Seite hinaus verhindert.
  Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche, in ihrem Querschnitt betrachtet, wenigstens bereichsweise konkav ausgebildet ist.
  Glasscheibe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') in einer wenigstens bereichsweise in der Umfangsfläche parallel zur Hauptfläche der Glasscheibe eingebrachten Nut (4, 4') liegt.
  Glasscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Stahldraht oder ein Stahlseil ist.
  Glasscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Faden oder ein Seil aus hochfestem Kunststoff ist.
  Glasscheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (5, 5') ein Dichtelement (6) umfasst.
  Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) bürstenförmig ist.
  Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) als schlauchförmiger Hohlkörper ausgebildet ist.
  Glasscheibe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (6) eine Dichtlippe umfasst.
  Glasscheibe (1) nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Glasscheibe befestigtes Beschlagteil (2, 2', 3) als Halterung für das Spannelement (5, 5') dient.
  Glasscheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Beschlagteile (2, 2', 3) zum schwenkbaren Anlenken der Glasscheibe (1) an eine Wand oder einen Rahmen vorgesehen sind, und dass sich das Spannelement (5, 5') zumindest über die beim Ausschwenken der Glasscheibe (1) frei im Raum stehenden Umfangsabschnitte erstreckt.
  Glasscheibe (1) nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement zwei einzeln an einem Beschlagteil, oder an zwei unterschiedlichen Beschlagteilen, befestigte Enden hat.
  Glasscheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement unter Spannung steht.
  Glasscheibe (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall des Bruchs der Scheibe, die Bruchstücke unter dem Einfluss der vom Spannelement von außen auf die Umfangsflächen ausgeübten Druckspannung zusammengehalten werden.