PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202007006416U1 20.09.2007
Titel Membranelement zum Verkleiden von Flächen, insbesondere von Decken oder Wänden
Anmelder Greiner, Switbert, Dr., 70771 Leinfelden-Echterdingen, DE;
Gutmann, Christofer, Dr., 77855 Achern, DE
Vertreter Weber & Heim Patentanwälte, 81479 München
DE-Aktenzeichen 202007006416
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 20.09.2007
Registration date 16.08.2007
Application date from patent application 04.05.2007
IPC-Hauptklasse E04F 13/078(2006.01)A, F, I, 20070504, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04B 9/04(2006.01)A, L, I, 20070504, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich in einem ersten Aspekt auf ein Membranelement zum Verkleiden von Flächen, insbesondere von Decken oder Wänden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine aus den erfindungsgemäßen Membranelementen aufgebaute Verkleidung einer Fläche.

Ein gattungsgemäßes Membranelement weist einen Rahmen und ein darauf gespanntes Membranmaterial auf.

Zur Verkleidung einer Fläche, insbesondere einer Wand oder einer Decke, werden bei einem gattungsgemäßen Verfahren Membranelemente mit einem Rahmen und einem darauf gespannten Membranmaterial auf der zu verkleidenden Fläche nebeneinander angebracht.

Bei bekannten Rahmensystemen werden die notwendigerweise auftretenden Zugkräfte aus den gespannten Membranen über Biegung auf der gesamten Länge der Rahmenkanten abgetragen. Deshalb werden relativ breite Profile benötigt, um die aus dieser Beanspruchung stammenden Verformungen zu minimieren. Dies führt zu hohem Materialverbrauch, hohem Gewicht und hohen Kosten und ist insbesondere bei hinterleuchteten Membranelementen unerwünscht, da sich die breiten Rahmenprofile sichtbar abzeichnen. Bei einer weiteren Variante im Stand der Technik wird die Membranspannung durch einen Federmechanismus innerhalb des Rahmens aufgebaut. Dieser Mechanismus ist technisch aufwändig und beansprucht ebenfalls erheblich Raum in der Profilbreite.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Membranelement und ein Verfahren zur Verkleidung von Flächen zu schaffen, die eine Verkleidung einer Fläche mit erheblich schlankeren Rahmenkonstruktionen gestatten.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung durch das Membranelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Membranelements sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das Membranelement der oben genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass wenigstens ein Rahmenbereich aufgrund von Kräften, die das Membranmaterial auf den Rahmen ausübt, nach innen gebogen ist und dass an dem nach innen gebogenen Rahmenbereich Spanneinheiten zum Ziehen oder Drücken dieses Rahmenbereichs gegenüber einem Gegenlager nach außen in Richtung des ungebogenen Zustands vorhanden sind.

Bei dem Verfahren zum Verkleiden von Flächen der oben beschriebenen Art werden zweckmäßig die Rahmen der Membranelemente mit dem Membranmaterial vorbespannt, wobei sich mindestens ein Rahmenbereich aufgrund der durch das Bespannen ausgeübten Kräfte nach innen biegt. Die vorbespannten Membranelemente werden mit gebogenen Rahmenbereichen an der zu verkleidenden Fläche angebracht und zum Schließen der Verkleidung werden wenigstens ein Teil der Membranelemente mit nach innen gebogenen Rahmenbereichen mit Rahmen von benachbarten Membranelementen zusammengezogen oder zusammengedrückt.

Als ein Kerngedanke der Erfindung kann zunächst die Erkenntnis angesehen werden, dass es wesentlich ist, die sichtbare Breite der Profile möglichst gering zu halten. Dadurch erhält das Rahmensystem, insbesondere beim Einsatz bei lichttechnischen Anwendungen, einen entscheidenden Vorteil.

Sodann wurde von den Erfindern erkannt, dass die bei schlanker gehaltenen Rahmen auftretenden Verbiegungen, jedenfalls einiger Rahmenbereiche, in einfacher Weise aufgehoben werden können, indem die nach innen gebogenen Rahmenbereiche zu einem benachbarten Gegenlager nach außen gedrückt oder gezogen werden.

Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung kann also darin gesehen werden, die Rahmen so schlank zu halten, dass wenigstens Teile des Rahmens aufgrund von Kräften, die das Membranmaterial auf den Rahmen ausübt nach innen gebogen werden.

Schließlich besteht ein Kerngedanke der Erfindung darin, im Bereich der nach innen gebogenen Rahmenteile Spanneinheiten zum Ziehen oder Drücken dieser Rahmenteile gegenüber einem Gegenlager nach außen in Richtung des ungebogenen Zustands vorzusehen.

Ein erster wesentlicher Vorteil der Erfindung kann darin gesehen werden, dass im Vergleich zum Stand der Technik erheblich schlankere Rahmen möglich sind und somit deutlich mehr Spielraum beispielsweise für lichttechnische Gestaltung besteht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil und Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass die Montage, insbesondere also das Öffnen und/oder Schließen der Verkleidung von vorn, insbesondere von einer Sichtseite, durchgeführt werden kann. Das Anbringen der erfindungsgemäßen Verkleidung wird dadurch wesentlich erleichtert.

Die durch die Erfindung bereitgestellten Rahmenelemente eignen sich zur Verkleidung von Ebenen oder einsinnig gekrümmten Flächen, vorzugsweise im Bereich von architektonischen Anwendungen, beispielsweise Decken, Wänden oder Tafeln, im Innen- und im Außenbereich. Die hier beschriebenen Rahmen können mit Folien, Geweben, insbesondere beschichteten Geweben, lichtstreuenden Folien oder Vliesen aller Art bespannt werden. Die Membranelemente können somit neben ihrer Verkleidungsfunktion zum Schmücken, Leuchten und/oder Beleuchten dienen. Weiterhin können die erfindungsgemäße Verkleidung und die erfindungsgemäßen Membranelemente eine akustische Funktion wahrnehmen, das heißt sie können zum Dämpfen oder Mindern von Lärm und Geräuschen dienen. Häufig wird eine Kombination der genannten Funktionen angestrebt.

Das Neuartige an der Erfindung kann somit gesehen werden in der Art, in der die Membrane gespannt werden, in der Schlankheit der Rahmenelemente, die insbesondere bei hinterleuchteten Flächen von Vorteil ist, sowie schließlich in der leichten Montage und teilweisen oder vollständigen Demontage von einmal installierten Membranelementen.

Bei einer besonders bevorzugten Variante ist der Rahmen des Membranelements beidseitig bespannt, wobei das Membranmaterial auf der ersten Seite ein Diffusor-Material und das Membranmaterial auf der zweiten Seite ein lichttechnisches Material sein kann. Das Diffusor-Material sorgt dafür, dass die lichttechnische Wirkung nicht durch Verschmutzungen, beispielsweise durch tote Insekten, beeinträchtigt wird und dass sich die Leuchtmittel nicht abzeichnen.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verkleidung sind zum Hinterleuchten der Membranelemente Lichtquellen vorhanden. Aufgrund der erfindungsgemäß realisierbaren erheblich schlankeren Rahmen sind dabei zahlreiche neue Gestaltungen möglich.

Grundsätzlich kann das Membranmaterial auf beliebige Art an dem Rahmen befestigt werden, beispielsweise mit einer Mehrzahl von punktuellen Verbindungen, z.B. Klemmungen. Eine einfach zu montierende und dabei faltenfreie Verbindung des Membranmaterials zum Rahmen wird realisiert, wenn das Membranmaterial an dem Rahmen über eine Kederverbindung befestigt ist.

Der Rahmen kann grundsätzlich aus bekannten und hierfür im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften geeigneten Materialien, beispielsweise Kunststoffmaterialien, aufgebaut sein. Besonders zweckmäßig wird der Rahmen jedoch aus Aluminiumprofilen, insbesondere mit halb-elliptischem Querschnitt, aufgebaut.

Das Gegenlager kann grundsätzlich von einem beliebigen mechanisch geeigneten Gegenstand gebildet sein. Besonders bevorzugt dienen jeweils nach innen gebogene Rahmenbereiche von benachbarten Membranenelementen als Gegenlager. Erfindungsgemäß werden diese nach innen gebogenen Rahmenbereiche dann zueinander gezogen oder gedrückt, so dass die auftretenden Kräfte in den Rahmen sich gegenseitig aufheben. Zweckmäßig wird hierbei die Zahl der an den Rahmenbereichen vorgesehenen Spanneinheiten abgestimmt auf die Länge der zusammenzuziehenden oder zusammenzudrückenden Rahmenbereiche sowie außerdem auf die Spannkraft des Membranmaterials.

Bei einer alternativen Variante können als Gegenlager auch Randprofile dienen, die insbesondere haustechnische Komponenten wie beispielsweise elektrische Zuleitungen oder Datenleitungen, enthalten können.

Bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Membranelements beinhalten die Spanneinheiten Schraubverbindungen zum Ziehen von gebogenen Rahmenbereichen zum Gegenlager. Solche Spanneinheiten sind einfach und kosten-günstig realisierbar und erfüllen ihre Aufgabe zuverlässig. Um den Fertigungsaufwand für die Rahmenprofile in Grenzen zu halten, können für die Schraubverbindungen Nutensteine im Rahmen fixiert sein und außerdem Gewindebolzen zum Verschrauben der Nutensteine, insbesondere in gegenüberliegenden Rahmenbereichen, vorhanden sein. Bei diesen Nutensteinen handelt es sich im Prinzip um Schraubmuttern.

Um gegenüberliegende Rahmenbereiche zusammenzuziehen, kann in einem einfachen Ausführungsbeispiel der Gewindebolzen an einem ersten Ende ein Rechtsgewinde und an einem zweiten Ende ein Linksgewinde aufweisen, wobei die Nutensteine dann mit entsprechenden Gewinden versehen sind.

Das Einschrauben der Gewindebolzen in die Nutensteine gelingt leicht, wenn die Nutensteine im Rahmen zwar fixiert, jedoch dort mit etwas Spiel aufgenommen sind.

Bei einer weiteren bevorzugten Alternative, die sich durch besonders zuverlässige Bedienbarkeit auszeichnet, ist zum Drehen des Gewindebolzens ein Antriebsrad im Rahmen, insbesondere mit einem Zahnrad, vorhanden.

Eine besondere auf das Schließen der Spanneinheiten abgestimmte Funktionalität wird erreicht, wenn der Gewindebolzen einen verjüngten Bereich zum Durchtritt durch den Nutenstein, einen hinteren Anschlag zur Verschiebesicherung gegen das Antriebsrad und einen vorderen Anschlag zur Verschiebesicherung gegen den Nutenstein aufweist.

Zweckmäßig ist im Bereich der Spanneinheiten eine Aussparung im Rahmen zum Zugriff auf die Spanneinheiten mit einem Werkzeug gebildet. Dies kann bei Aluminiumprofilen in unaufwändiger und grundsätzlich bekannter Weise bewerkstelligt werden.

Ein besonders kontrolliertes und zuverlässiges Arbeiten ist dabei möglich, wenn im Rahmen im Bereich der Aussparung Anschlagmittel, insbesondere Schrauben, zum definierten Ansetzen des Werkzeugs vorhanden sind.

Alternativ können die Spanneinheiten Klemmverbindungen umfassen. Bei einer einfachen Variante wird dabei eine Klemmverbindung durch ein separates Klemmstück, welches auf den Rahmen aufsetzbar und insbesondere verschiebbar ist, bereitgestellt.

Verfahrensmäßig werden dabei nach innen gebogene Rahmenbereiche von benachbarten Membranelementen mit mindestens einem Klemmstück, welches insbesondere ein U-förmiges oder H-förmiges Profil aufweisen kann, in den Eckbereichen zusammengedrückt, indem das Klemmstück im Bereich der Ecken der Rahmen auf beide Rahmen aufgesetzt wird, und anschließend wird das Klemmstück vom Eckbereich weggeschoben, wodurch die nach innen gebogenen Rahmenbereiche der benachbarten Membranelemente zusammengedrückt werden. Gegebenenfalls können an zwei zu verbindenden Rahmenbereichen mehrere solcher Klemmstücke vorgesehen und aufgeschoben werden.

Zum Reinigen oder Warten können die Membranelemente durch Lösen der Spanneinheiten ganz herausgenommen oder nur herausgeklappt werden.

Weitere Besonderheiten und Merkmale des erfindungsgemäßen Membranelements, des oben beschriebenen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verkleidung werden nachstehend mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren beschrieben. Hierin zeigt:

1: eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Membranelements;

2: in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel eines Rahmenprofils für ein erfindungsgemäßes Membranelement;

3: eine teilweise geschnittene Ansicht des Rahmenprofils aus 2 mit den Bearbeitungen zur Aufnahme der Bauteile der Spanneinheiten;

4: eine perspektivische Ansicht eines Eckbereichs eines erfindungsgemäßen Membranelements;

5: das Rahmenprofil aus 2 mit daran befestigten Membranmaterialien, Kedern und Nutensteinen samt Lagesicherungen;

6: eine erfindungsgemäße Verkleidung vor dem Zusammenziehen der Membranelemente;

7: eine erfindungsgemäße Verkleidung mit schematisch angedeuteten Spanneinheiten im zusammengezogenen Zustand;

8: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verkleidung mit einem Randprofil;

9: eine Detailansicht der Verbindung der Membranelemente zum Randprofil;

10: mehrere Ansichten eines Antriebsrads für eine Spanneinheit;

11: die Anordnung des Antriebsrads aus 10 im Rahmenprofil aus 2;

12: eine perspektivische Ansicht eines Spannbolzens für eine Spanneinheit;

13 und 14: die Positionierung des Spannbolzens aus 12 im Antriebsrad aus 10;

15 und 16: eine erste Verfahrensvariante für das Zusammenspannen von benachbarten Rahmenbereichen;

17 und 18: eine zweite Verfahrensvariante für das Zusammenspannen von benachbarten Rahmenbereichen

19 bis 21: die Wirkungsweise eines Werkzeugs zum Betätigen der Spanneinheiten;

22 bis 27: Varianten zum Herausnehmen oder Herausklappen von Membranelementen zum Warten und/oder Reinigen; und

28: ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Spanneinrichtung.

Die Grundidee der Erfindung wird mit Bezug auf die in den 1, 6 und 7 schematisch gezeigten Ausführungsbeispiele beschreiben. In allen Figuren tragen äquivalente Komponenten jeweils dieselben Bezugszeichen.

In 6 ist schematisch eine Verkleidung 100 einer Fläche, beispielsweise einer Raumdecke, bestehend im Wesentlichen aus einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Membranelementen 10 gezeigt. Ein erfindungsgemäßes Membranelement 10 ist schematisch in einer teilweise geschnittenen Ansicht in 1 gezeigt und weist einen Rahmen 12 und ein beidseitig darauf gespanntes Membranmaterial 14 auf. Das auf die Rahmen 12 der Membranelemente 10 gespannte Membranmaterial 14 übt auf die Rahmen 12 nach innen gerichtete Kräfte aus, so dass Rahmenbereiche 56 nach innen gebogen sind, wie dies in 6 schematisch angedeutet ist.

Kerngedanke der Erfindung ist nun, an den nach innen gebogenen Rahmenbereichen 56 Spanneinrichtungen 60 anzuordnen, mit denen die nach innen gebogenen Rahmenbereiche 56 von benachbarten Membranelementen 10 zueinander gezogen oder aufeinander gedrückt werden. Schematisch ist dies in 7 gezeigt, wo an Längsseiten der Membranelemente 10 jeweils drei Spanneinheiten 60 und an den Schmalseiten jeweils eine Spanneinheit 60 vorgesehen sind bzw. ist. 7 zeigt die Membranelemente 10 im zusammengezogenen oder zusammengedrückten Zustand. Die in 7 außen liegenden Membranelemente 10 werden durch Spanneinheiten 60 mit einem Randprofil 62 verschraubt.

Die Rahmenprofile der einzelnen Membranelemente werden also untereinander an einem oder an mehreren Punkten verschraubt, so dass die Zugkräfte aus der Bespannung über eine kurze Feldweite abgetragen werden. Dadurch können die Profile schlank gestaltet werden, worin ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt. Die Schraubverbindung wird so gestaltet, dass sie trotz der Unzugänglichkeit des Rahmeninneren bei beidseitiger Bespannung betätigt werden kann. Diese Betätigung kann beispielsweise mit einem Spezialwerkzeug, welches weiter unten im Detail beschrieben wird, in einer schmalen Fuge zwischen benachbarten Rahmen über ein dort angeordnetes Zahnrad erfolgen. Zusätzliche Federn oder sonstige Mechanismen zum Spannen der Membran sind nicht erforderlich, da das Membranmaterial selbst elastisch ist und wie eine Feder wirkt. Die Spannung der Membran, die für ein glattes Aussehen unter realistisch auftretenden äußeren Lasten und Temperaturdifferenzen notwendig ist und die nötige Verformungssteifigkeit wird beim Bespannen der einzelnen Rahmen eingeprägt. Der in diesem Zustand noch ungestützte Rahmenrand verformt sich unter Einwirkung dieser Spannung bogenförmig nach innen. Diese bogenförmig nach innen weisenden Rahmenkanten werden bei der Montage, beispielsweise von zwei einander gegenüberliegenden Rahmen miteinander verschraubt und so in die gewünschte geradlinig gestreckte Form gebracht. Dabei erhöht sich die Spannung der Membranen auf ein planmäßig bestimmtes Maß. Indem die Membrankräfte über mehrere verteilte Schraubverbindungen von einem Rahmen in den anderen übergehen, schließen sich diese Kräfte kurz und ermöglichen so die angestrebte Schlankheit des Rahmenprofils.

Eine alternative Variante einer Verkleidung 100 ist in 8 gezeigt. Dort ist zusätzlich zu den äußeren Rahmenprofilen 62 außerdem mittig ein Träger- und/oder Rahmenprofil 62 vorgesehen, welches ebenfalls mit Hilfe von Spanneinrichtungen 60 mit den Membranelementen 10 verbunden wird.

Der allgemeine Aufbau der Membranelemente 10 wird mit Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben.

Die Membranelemente 10 bestehen aus einem stabilisierenden Rahmen 12 und einer oder zwei darauf gespannten Membranen.

Der Rahmen 12 besteht aus schlanken, halb-elliptischen Rahmenprofilen 20, vorzugsweise aus stranggepresstem Aluminium. In 2 ist ein solches Profil oder Rahmenprofil 20 in einer Schnittansicht gezeigt. Der Rahmen 12 weist vorzugsweise eine rechteckige oder quadratische Form auf. Grundsätzlich kann der Rahmen 12 aber eine praktisch beliebige Form, insbesondere auch eine Form eines beliebigen Vielecks, aufweisen. Wie aus den 6, 7 und 8 ersichtlich, weisen die Rahmen 12 keinerlei zusätzliche Aussteifungselemente zur Quer- und Längsaussteifung auf.

Das in 2 gezeigte Rahmenprofil wird vorzugsweise aus stranggepresstem Aluminium hergestellt, wobei das Verhältnis von Profilhöhe zu Profilbreite vorzugsweise etwa 4 zu 1 bis 5 zu 1 beträgt. Die Wanddicke bei einem Profil 20 mit einer Höhe von 80 Millimetern beträgt etwa 2 Millimeter. Im Profil 20 sind sämtliche Hohlkammern, Bohrungen und Fräsungen vorgesehen, die für die Herstellung, Montage und Revisionierung der Membranelemente 10 erforderlich sind. Das Profil 20 weist auf der nach innen weisenden Seite eine halbelliptische Kontur 24 auf. Im oberen und unteren Bereich sind Hohlkammern 26 für einzusetzende Eckwinkel vorgesehen. Mittig ist eine Hohlkammer 28 für einen Nutenstein vorgesehen, der Teil einer weiter unten in weiteren Details beschriebenen Spanneinrichtung ist. Ausnehmungen 32 dienen zur Aufnahme von Halteschrauben für ein ebenfalls im Folgenden noch zu beschreibendes Betätigungswerkzeug für die Spanneinheiten. Auf der bei dem erfindungsgemäßen Membranelement 10 außen liegenden Seite des Profils 20 sind am oberen und unteren Rand jeweils Nuten 22 für einen einzulegenden Keder eines Membranmaterials ausgebildet. Weiter nach innen gehend sind sodann Winkel 34 ausgebildet, welche als Anschlag für ein benachbartes Profil dienen. Zwischen diesen Winkeln 34 befindet sich eine Aussparung 38, in welche ein Antriebsrad für eine Spanneinheit aufgenommen werden kann. Zur Aufnahme der Antriebsräder der Spanneinheiten sind außerdem im Bereich des unteren Anschlags 34 Ausfräsungen 44 vorgesehen. Zum Durchtritt eines Spannbolzens in einen Nutenstein ist im Profil 20 außerdem eine mittige Bohrung 40 sowie außerdem zum Fixieren der Nutensteine mit geeigneten Stiften Bohrungen 42 vorgesehen.

In den Ecken sind die Rahmenprofile 20 auf Gehrung geschnitten und werden über Winkel in den Rahmenecken, die in die Hohlkammern 26 des Profils aufzunehmen sind, untereinander verbunden. Zusätzlich ist an der Oberseite und Unterseite der Profile im Bereich der Ecken jeweils ein Schlitz 48 vorgesehen, um überlappendes Membranmaterial 14 an den Ecken nach der Bespannung einzufalten. Dies ist in 4 schematisch gezeigt.

Die Verbindung der Membranmaterialien zu den Profilen 20 ist in 5 dargestellt. Dabei ist an der Oberseite eine Abdichtungsmembran 16 mit Hilfe eines Keders 54, der in die dafür in dem Profil 20 vorgesehene Nut 22 eingelegt ist, verbunden. Entsprechend ist auf der Unterseite eine Ansichtsmembran 18 ebenfalls über einen Keder 54, der in die untere Nut 22 des Profils 20 eingelegt ist, verbunden. Außerdem gezeigt ist in 5 ein in die Hohlkammer 28 eingelegter Nutenstein 50, der dort mithilfe von Stiften 52, welche in den Löchern 42 gehalten sind, fixiert ist.

Als Membranmaterialien können abhängig vom Einsatzzweck Textilgewebe, Folien und Vliese aller Art verwendet werden. Als Ansichtsmembran wird diejenige Membran bezeichnet, die dem Betrachter, beispielsweise im Rauminneren zugewandt ist und die den eigentlichen Raumabschluss bildet. Auf der Rückseite eines Rahmens 20 kann, wie etwa in 5 gezeigt, eine Abdichtungsmembran 16 angeordnet werden, die hauptsächlich als Abdeckung des Innenraums der Membranelemente 10 dient und den Innenraum gegen Verschmutzungen sowie gegen das Eindringen von Feuchtigkeit schützt. Außerdem kann eine solche Abdichtungsmembran 16 als Diffusor bei hinterleuchteten Membranen dienen, um die Abbildung der Leuchtmittel und der Schatten von Schmutzpartikeln, wenn nicht ganz zu vermeiden, dann doch jedenfalls erheblich zu verringern. Für eine reine Abdeckfunktion eignen sich vor allem Folien oder beschichtete Gewebe. Zur Anwendung als Diffusor sind vorzugsweise lichtstreuende Folien, Gewebe und Vliese geeignet. Akustisch wirksame Elemente, also beispielsweise schalldämpfende Elemente, können vorzugsweise mit einer gelochten oder perforierten Ansichtsmembran verwirklicht werden.

Zur Herstellung der Membranelemente werden zunächst die Rahmenprofile 20 entsprechend den gewünschten Rahmengrößen zugeschnitten und mit Hilfe von Winkelprofilen zu einem Rahmen 12 verbunden. Der fertige Rahmen 12 wird dann jeweils mit der Ansichtsmembran 18 und gegebenenfalls der Abdichtungsmembran 16 glatt bespannt. Die Verbindung der Ansichtsmembran 18 und der Abdichtungsmembran 16 zum Rahmenprofil 20 erfolgt, wie in 5 dargestellt über eine Klemmverbindung mittels eines Keders 54 oder einer Kederschnur, die vorzugsweise aus einem weichen Kunststoff, beispielsweise aus PVC oder TPE oder einem anderen geeigneten Werkstoff gefertigt ist. Stattdessen kann auch eine Klemmleiste oder eine Klemmschiene aus stranggepresstem Aluminium verwendet werden.

Die Vorspannung in den Membranen 16, 18, die sich bei glatter Bespannung automatisch aufbaut, erzeugt eine Verformung der schlanken Rahmenprofile 20 nach innen, wie in 6 schematisch gezeigt. Die Größe dieser Verformung wird über die eingetragenen Vorspannkräfte bestimmt und genau definiert. Diese Formung ist gewollt und Teil des nachfolgend beschriebenen Montagekonzepts.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Verformungen der Rahmen infolge von Membranvorspannung über spezielle Spannmechanismen wieder in den ursprünglich unverformten Zustand zurückzuspannen. Als Gegenlager hierfür können bei bevorzugten Varianten die benachbarten Membranelemente 10 bzw. je nach Art der Anordnung auch ein geeignetes Randprofil 62 dienen. Die Membranvorspannkräfte werden so untereinander kurzgeschlossen und heben sich gegenseitig auf. Der Rahmen weist nach dem Zurückspannen wieder die ursprüngliche Form wie vor der Bespannung mit den Membranen auf. Dies ist aus den 7 und 8 ersichtlich. Die Membranelemente 10 können auf unterschiedliche Weise angeordnet werden. Bei einer ersten, in den 6 und 7 dargestellten Variante umrandet ein Randprofil 62 eine gesamte Anordnung einer Vielzahl von Membranelementen 10. Das Randprofil 62 dient als Gegenlager zum Aufnehmen der Spannkräfte der Membranelemente 10 am Rand der Anordnung. Gleichzeitig kann das Randprofil 62 auch als Abschluss- bzw. Anschlusselement an eine benachbarte Konstruktion dienen. Auch das Randprofil 62 wird vorzugsweise aus handelsüblichem Aluminiumprofil oder einem gekanteten Aluminium- oder Stahlblech herstellt.

Bei der zweiten, in den 8 und 9 schematisch dargestellten Ausführungsform ist zusätzlich im Innenbereich der gesamten Verkleidung ein Trägerprofil 62 vorgesehen, welches beispielsweise eine U-Form aufweisen kann und zweckmäßig ebenfalls aus Aluminium gefertigt ist. Dieses innere Randprofil 62 kann zur Aufnahme und Führung von Installationsleitungen, wie Kabelsträngen und Wasserleitungen, sowie der Integration von Sprinkleranlagen und sonstigen technischen Gebäudeinstallationen dienen. Hierfür kann zweckmäßig sein, den Kanal mit einer Abdeckung 64 zu versehen. Das Randprofil 62 erfüllt hier aber wesentlich auch die Aufgabe, die Spannkräfte der benachbarten Membranelemente 10 aufzunehmen. Darüber hinaus kann dieses Randprofil auch Scharnierbolzen für ein Abklappen der Membranelemente 10, das weiter unten beschrieben wird, aufnehmen.

Der Spannmechanismus und der Spannvorgang werden mit Bezug auf die 10 bis 21 erläutert.

Die Spanneinheiten 60, mit denen die Vorspannkräfte des Membranmaterials 14 kurzgeschlossen werden, bestehen im Wesentlichen aus einem Gewindebolzen oder Spannbolzen 80, einem Antriebsrad 70 und einem in die Randprofile 20 einzusetzenden Nutenstein. Ein Spannbolzen 80, ein Antriebsrad 70 und zwei Nutensteine 50 mit Innengewinden bilden eine Spanneinheit 60. Die Anzahl der Spanneinheiten pro Längeneinheit oder pro Rahmenseite ist abhängig von den Spannkräften und der Biegesteifigkeit der Rahmenprofile 20.

Die Nutensteine 50 weisen ein Gewinde auf, in welches die Spannbolzen 80 eingeschraubt werden können. Die Nutensteine 50 werden in die Hohlkammern 28 des Rahmenprofils 20 eingeführt, an die richtige Stelle geschoben und links und rechts, beispielsweise mit Hilfe einfacher Metallstifte, in ihrer Lage gesichert. Bevorzugt erfolgt dies mit etwas Spiel, wodurch das Einschrauben der Spannbolzen 80 erleichtert wird. Die Nutensteine bestehen vorzugsweise aus verzinktem Stahl.

Über die Spannbolzen 80 werden die Membranelemente 10 aneinandergezogen, wodurch die Vorspannkräfte der Membranelemente 10 untereinander kurzgeschlossen und die nach innen gebogenen Rahmenbereiche 56 des Membranelements 10 wieder parallel ausgerichtet werden. Ein Spannbolzen 80, der auf grundsätzlich bekannte Art und Weise hergestellt wird, ist in 12 schematisch dargestellt. Am einen Ende weist der Spannbolzen 80 einen Anschlag 82 auf, durch den ein Herausrutschen oder Herausfallen des später noch zu beschreibenden Antriebsrads 70 verhindert wird. Nach innen gehend weist der Spannbolzen 80 sodann einen abgeflachten Bereich 86 auf, wobei an den Außenseiten ein in die Nutensteine 50 passendes Außengewinde 84 aufgeschnitten ist. Über eine Verjüngung 88 geht der Spannbolzen 80 sodann über in einen verjüngten Bereich 87, dessen axiale Länge und radiale Dicke so gewählt ist, dass dieser verjüngte Bereich 87 durch die Öffnung in den Nutensteinen 50 frei hindurchtreten kann. Diese Funktionalität wird im Folgenden noch genauer erläutert. Am Ende schließlich wird der Spannbolzen 80 abgeschlossen durch eine Hutmutter 89, die dort auf ein in 12 nicht gezeigtes Gewinde aufgeschraubt ist und die als Anschlag gegenüber einem Nutenstein 50 dient.

Der Aufbau eines Antriebsrads 70 und das Zusammenwirken mit dem Spannbolzen 80 und dem Randprofil 20 wird mit Bezug auf die 10 bis 14 beschrieben. Das Antriebsrad 70, welches in 10a) in einer Vorderansicht, in 10b) in einer Seitenansicht und in 10c) in einer Rückansicht gezeigt ist, weist als wesentliche Bestandteile einen kreisscheibenförmigen Teller 74, ein darauf angebrachtes oder angeformtes Zahnrad 72, welches zum Antreiben dieses Rads dient sowie eine Öffnung 76 zum Durchtritt eines Spannbolzens 80 auf. Eine Besonderheit dieser Öffnung 76 besteht, wie in 10c) dargestellt, darin, dass die Eckbereiche jeweils mit einer gezielt angebrachten Ausnehmung 78 versehen sind, die eine Beschädigung des Gewindes des Spannbolzens 18 verhindern.

Die Positionierung des Antriebrads 70 relativ zum Rahmenprofil 20 ist in den 11a) sowie b) gezeigt. Ein Rand des Tellers 74 greift dabei in eine Nut 36 hinter dem Anschlagwinkel 34 des Rahmenprofils und wird auf diese Weise gegen ein Herausfallen gesichert, siehe 2. In 11b) ist außerdem gezeigt, wie das Antriebsrad 70 mittig zur Ausnehmung 44 positioniert wird, so dass über diese Ausnehmung 44 auf das Antriebsrad 70 mit einem Werkzeug zugegriffen werden kann, was weiter unten beschrieben wird. Im gezeigten Beispiel wird zum Antreiben des Antriebsrads 70 ein Zahnrad 72 verwendet. Das Antriebsrad 70 wird bevorzugt aus Edelstahl gefertigt. Das Antriebsrad 70 weist in seiner Mitte eine zur Abflachung 86 des Spannbolzens 80 passende Öffnung 76 auf und wird über diesen gesteckt, wie in 13 und 14 gezeigt. Wenn das Antriebsrad 70 gedreht wird, wird das Drehmoment über die Öffnung 76 auf den Spannbolzen 80 übertragen. Durch den Eingriff des Tellers 74 in die Nut 36 hinter den Anschlagwinkel 34 des Rahmenprofils, siehe 2, wird außerdem verhindert, dass das Antriebsrad 70 unkontrolliert auf dem Spannbolzen hin- und herwandert. Zum Drehen des Antriebsrads 70 wird ein weiter unten noch im Detail beschriebenes Drehwerkzeug benutzt.

Zum Durchführen des Spannvorgangs wird das Antriebsrad 70 am Rahmenprofil 20 vor dem Nutenstein 50 positioniert, wie in 11 dargestellt. Sodann wird ein Spannbolzen 80 durch das Antriebsrad 70 gesteckt und in den Nutenstein 50 innerhalb des Rahmenprofils 20 bis zum Anschlag 82 nach vorn eingedreht. Diese Situation ist in 15 gezeigt. Der Anschlag 82 dient dazu, dass der Spannbolzen 80 beim Lösen der Membranelemente gehalten wird und nicht unerwünscht ins Innere des Membranelements fallen kann. Anschließend wird von hinten auf das mit einem kleineren Gewinde versehene Ende des Spannbolzen 80 eine Hutmutter 89 aufgedreht und gegen unerwünschtes Lösen, beispielsweise durch Verkleben, gesichert. Diese Hutmutter 89 dient als hinterer Anschlag.

Eine erste Variante des Zusammenspannens wird mit Bezug auf die 15 und 16 beschrieben. Nach dem Bereitstellen des Ausgangszustands in 15 werden die zu verbindenden Rahmenbereiche des Rahmens so weit, beispielsweise mit einer geeigneten Zange zueinandergedrückt, dass der Gewindeteil 84 des Spannbolzen 80 mit Hilfe des Antriebsrads 70 über ein Drehwerkzeug in den Nutenstein 50 des benachbarten Membranelements 10 eingedreht werden kann. Die Zange zum Aufeinanderdrücken der gegenüberliegenden Rahmenbereiche kann insbesondere in die Nut 36 der Profile 20 eingreifen, siehe 3. Wenn der Spannbolzen 80 weit genug durch den Nutenstein des in 16 rechten Rahmenprofils 20 durchgedreht ist, liegt kein gewindemäßiger Eingriff zwischen dem Nutenstand 50 und dem Spannbolzen 80 mehr vor, so dass der Spannbolzen 80 beim Weiterdrehen gewindemäßig nur noch vom Nutenstein 50 des in 16 linken Rahmenprofils 20 gehalten wird. Wenn der Spannbolzen weit genug eingedreht ist, kommt die Hutmutter 89 mit dem Nutenstand 50 des in 16 rechten Rahmenprofils 20 in Anschlag und jedes Weiterdrehen des Spannbolzens 80 führt zu einer Annäherung der zu verbindenden Rahmenprofile 20.

Alternativ kann bereits zu Beginn des Spannvorgangs der Spannbolzen 80 mit Hilfe des Drehwerkzeugs aus dem rechten Profil 20 bis zum Anschlag hinten, also bis zum Kontakt der Hutmutter 89 mit dem Nutenstein 50 herausgedreht werden. Dies ist in 17 dargestellt. Sodann wird das in 17 linke Profil mit Hilfe einer Zange an den Spannbolzen 80 herangeführt und die Profile können dann miteinander verschraubt werden. Für beide Varianten wird schließlich der in 18 gezeigte Endzustand erreicht, bei dem die Profile 20 über ihre Anschlagwinkel 34 kontaktieren und mithin ihre Endposition erreicht haben. Außerdem ist aus 18 ersichtlich, dass zwischen den Rahmenprofilen 20 ein Spalt 66 besteht, über welchen ein Zugriff auf das Zahnrad 72 des Antriebsrads 70 möglich ist.

Dies wird mit Bezug auf die 19 bis 21 erläutert, wo ein Betätigungswerkzeug schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 90 versehen ist. Das Betätigungswerkzeug besteht im Wesentlichen aus einer Platte 92, an der im gezeigten Beispiel zwei weitere Zahnräder 94, 96 drehbar angeordnet sind, über welche das Zahnrad 72 des Antriebsrads 70 für den Spannbolzen 80 gedreht werden kann. Das Werkzeug 90 greift dabei durch die im Profil 20 vorgesehenen Ausnehmungen 44 und wird über dort in Bohrungen 46, siehe 3, eingedrehte Schrauben 98 präzise positioniert, wodurch außerdem sämtliche Kräfte, die beim Drehen des Spannbolzens 80 auftreten, in das Rahmenprofil 20 eingeleitet werden. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein weitgehend kräftefreies und somit bequemes Arbeiten für eine Bedienperson möglich. Bevorzugt erfolgt dabei das Drehen der Zahnräder über einen Motor, beispielsweise einen Elektromotor.

Ein alternatives Beispiel einer Spannvorrichtung ist in 28 schematisch angedeutet. Dort werden gegenüberliegende Rahmenprofile 20 durch ein Klemmstück 68 mit einem H-förmigen Profil aneinander gehalten. Dieses Profil kann beispielsweise über an geeigneter Stelle angebrachte Ausnehmungen zwischen die Rahmenprofile 20 eingeführt werden. Gegebenenfalls könnten auch von außen aufzusetzende U-förmige Profile auf entsprechend vorzusehende, nach außen weisende Winkel, vergleichbar den nach innen weisenden Winkeln 34, vorgesehen sein.

Revision, Reinigung und Zugänglichkeit der erfindungsgemäßen Verkleidung und der erfindungsgemäßen Membranelemente werden mit Bezug auf die 22 bis 27 erläutert. Unter Revision wird hauptsächlich das Putzen und Pflegen der oberen und unteren Membranfläche bzw. der dort verwendeten Materialien sowie der Fugen zwischen den Membranelementen 10 verstanden. Eine Revision der Membranelemente 10 oder eventuell dahinterliegender Leuchtmittel kann auf unterschiedlicher Weise erfolgen. Bei einer ersten Variante können durch das spezielle Montagesystem mit den Spanneinheiten 60 einzelne Membranelemente 10 unabhängig voneinander herausgelöst und aufgrund des geringen Eigengewichts, beispielsweise mit zwei Personen, demontiert werden. Dies ist in 22 schematisch gezeigt. Dieses Membranelement 10 kann sodann gereinigt, ausgetauscht oder in einer eventuell gewünschten Weise verändert werden.

Bei einer zweiten, in den 23 bis 27 schematisch veranschaulichten Variante werden die Membranelemente 10 über Spannbolzen 80 oder eigens hierfür vorgesehene Scharnierbolzen abgeklappt. Die Scharnierbolzen können beispielsweise zwischen den Membranelementen 10 und Randprofilen 62 vorgesehen sein. Alle anderen Spanneinheiten 60 werden vor dem Klappen des Membranelements 10 gelöst. Ein Klappvorgang, bei dem die Drehachse auf etwa einem Viertel der Schmalseite eines Membranelements 10 liegt, ist in den 23 bis 25 veranschaulicht. Hierbei liegt ein Teil der Membranelemente 10 nach dem Abklappen oberhalb der Randprofile 62. Das Membranelement 10 wird also um die Bolzenachse gedreht und klappt dann in eine Öffnungsposition. Je nach örtlichen Platzverhältnissen und individuellen Wünschen des Bauherrn oder Architekten kann die Lage des Drehpunkts und die Abklapprichtung definiert werden.

Beispielsweise liegt bei der in den 26 und 27 veranschaulichten Variante der Drehpunkt in einem Eckbereich der Membranelemente und diese werden über ihre Längsseite nach unten geklappt. 26 zeigt verschiedene Stadien des Abklappens eines einzelnen Membranelements. 27 veranschaulicht eine Situation mit insgesamt sechs abgeklappten Membranelementen 10 bei einer erfindungsgemäßen Verkleidung 100.

Die hier angesprochenen Eigenschaften erlauben ebenso eine leichte und rasche Zugänglichkeit von Gebäudeteilen und Einbauten, wie zum Beispiel Lichtanlagen und anderen Installationen, die hinter den Membranelementen angeordnet sind.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiges Membranelement zum Verkleiden von Flächen bereitgestellt, mit dem eine erheblich schlankere Gestaltung der Trägerkonstruktionen möglich ist und somit im Hinblick auf Materialverbrauch und Gestaltungsmöglichkeiten erhebliche Vorteile erreicht werden.


Anspruch[de]
Membranelement zum Verkleiden von Flächen, insbesondere von Decken oder Wänden,

mit einem Rahmen (12) und einem darauf gespannten Membranmaterial (14),

dadurch gekennzeichnet,

dass wenigstens ein Rahmenbereich (56) aufgrund von Kräften, die das Membranmaterial (14) auf den Rahmen (12) ausübt, nach innen gebogen ist und

dass an dem nach innen gebogenen Rahmenbereich (56) Spanneinheiten (60) zum Ziehen oder Drücken dieses Rahmenbereichs (56) gegenüber einem Gegenlager (62, 12) nach außen in Richtung des ungebogenen Zustands vorhanden sind.
Membranelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmaterial (14) eine Folie, ein beschichtetes Gewebe, eine lichtstreuende Folie oder ein Vlies ist. Membranelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (12) beidseitig bespannt ist. Membranelement nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Membranmaterial (14) auf der ersten Seite ein Diffusor-Material und

dass das Membranmaterial (14) auf der zweiten Seite ein lichttechnisches Material ist.
Membranelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmaterial (14) an dem Rahmen (12) über eine Kederverbindung (22, 54) befestigt ist. Membranelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (12) aus Aluminiumprofilen, insbesondere mit halb-elliptischem Querschnitt, aufgebaut ist. Membranelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (60) Schraubverbindungen zum Ziehen von gebogenen Rahmenbereichen (56) zum Gegenlager beinhalten. Membranelement nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass für die Schraubverbindung Nutensteine (50) im Rahmen (12) fixiert sind und

dass Gewindebolzen (80) zum Verschrauben der Nutensteine (50), insbesondere in gegenüberliegenden Rahmenbereichen, vorhanden sind.
Membranelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (80) an einem ersten Ende ein Rechtsgewinde und an einem zweiten Ende ein Linksgewinde aufweist. Membranelement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutensteine (50) im Rahmen (12) mit Spiel aufgenommen sind. Membranelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Drehen des Gewindebolzens (80) ein Antriebsrad (70) im Rahmen (12) vorhanden ist. Membranelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (80) einen verjüngten Bereich (87) zum Durchtritt durch den Nutenstein (50), einen hinteren Anschlag (89) zur Verschiebesicherung gegen das Antriebsrad (70) und einen vorderen Anschlag (82) zur Verschiebesicherung gegen den Nutenstein (50) aufweist. Membranelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Spanneinheiten (60) eine Aussparung (44) im Rahmen zum Zugriff auf die Spanneinheiten (60) mit einem Werkzeug (90) gebildet ist. Membranelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen (12) im Bereich der Aussparung (44) Anschlagmittel, insbesondere Schrauben (98), zum definierten Ansetzen des Werkzeugs (90) vorhanden sind. Membranelement nach einem Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtungen (60) Klemmverbindungen umfassen. Membranelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbindungen durch separate Klemmstücke (64), die auf dem Rahmen (12) aufsetzbar und insbesondere verschiebbar sind, bereitgestellt werden. Verkleidung von Flächen, insbesondere von Decken oder Wänden, mit einer Mehrzahl von Membranelementen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16. Verkleidung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig von der Länge der zusammenzuziehenden oder zusammenzudrückenden Rahmenbereiche (56) und abhängig von einer Spannkraft des Membranmaterials (14) eine Mehrzahl von Spanneinheiten (60) auf der Länge der Rahmenbereiche (56) vorgesehen ist. Verkleidung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtquellen zum Hinterleuchten der Membranelemente (10) vorhanden sind. Verkleidung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen von haustechnischen Komponenten Randprofile (62) vorhanden sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com