CH649804A5

CH649804A5 - Vorrichtung zur befestigung einer isolation auf einem metallischen dachueberzug.

Info

Publication number: CH649804A5
Application number: CH1229/81A
Authority: CH
Inventors: Charles James Decaro
Original assignee: Textron Inc
Priority date: 1980-02-25
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1985-06-14
Also published as: SE440928B; SE8008798L; SE8400410L; FR2476771A1; SE447498B; DE3106844A1; FR2476771B1; CA1169685A; GB2070179A; US4361997A; SE8400410D0; GB2070179B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bestehend aus Scheibe und Schraube zur Befestigung einer Isolation auf einem metallischen Dachüberzug gemäss dem Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Auf Metallplatten werden Isolationen mit Schrauben befestigt, bevor Überzüge aus synthetischem Kunststoff, Teer, Kies oder dgl. aufgebracht werden.

Es werden metallische Platten von verschiedenen Formen verwendet und mit geeigneten Befestigungsmitteln werden Isolationsmaterialien auf der Metallabdeckung befestigt. Einige der Metallplatten, die verwendet werden, haben vorfabrizierte, zentrale Löcher zur Aufnahme der Befestigungsmittel und weil solche Platten im allgemeinen dünn sind, weisen sie eine Anzahl Versteifungsrippen auf. Die Platten haben eine Auflagefläche, mit der die Isolation gegen die Abdeckung bei Windkräften gehalten wird.

Solche Metallplatten weisen verschiedene Nachteile auf. Ein erstes Problem, das mit solchen Platten beobachtet werden kann, entsteht durch die Kräfte, die bei zu starkem Anziehen der Befestigungsmittel erzeugt werden, wodurch das Metall sich durchbiegen und krümmen kann, wodurch scharfe Kanten entstehen können. Diese scharfen Kanten können dann in die Materialschichten eindringen, die über der Isolation verlegt werden, insbesondere wenn Leute darauf gehen. Dieses Eindringen ist unerwünscht, weil es die Feuchtigkeitsbarriere aufbricht und sich dadurch Leckagegebiete im Dach bilden können.

Dazu haben die bekannten Metallplatten zentrale Löcher, die keine Hilfe zur Ausrichtung der Befestiger geben, die durch die Isolation und die Metallplatten gehen. Jegliche falsche Ausrichtung führt zu einer Möglichkeit einer unerwünschten Durchdringung oder eines Aufreissens der Isolation und ist eine potentielle Quelle von Leckage.

Um die Kosten von solchen Metallplatten zu senken, werden diese so dünn wie nur möglich gemacht. Auch wenn Verstärkungs- oder Steifungsrippen vorgesehen sind, bleibt das Gebiet der Löcher in der Platte schwach und führt zu erheblichen Problemen, indem das Material durch den Befestiger aufgerissen werden kann, insbesondere auch durch Windkräfte.

Ein weiteres Problem solcher Metallplatten ergibt sich dadurch, dass sie an der Baustelle über längere Zeit gelagert werden müssen oder während längerer Zeit auf dem Dach dem Wetter ausgesetzt sind und daher galvanisiert oder sonstwie behandelt werden müssen, um einen Rostbefall zu verhindern. Auch können Metallplatten Feuchtigkeit infolge Kondensation aufnehmen, und die Rippen bilden Barrieren, die Wasser oder Lösungsmittel im Zusammenhang mit der Überdeckung auffangen können.

Kürzlich wurde im US-Patent Nr. 4 074 501 ein Verfahren zur Bildung einer wasserdichten Verbindung in einer Dichtungsschicht für ein Dach erläutert. Gemäss diesem Patent besteht eine Dichtungsschicht aus einem Blatt aus Kunstharz und wird auf der äusseren Fläche eines Dachs mittels Kunststoffplatten oder kunststoffüberzogenem Material und mit Befestigungsmitteln befestigt. Jedoch wird in diesem Patent angegeben, dass eine zusätzliche Dichtung notwendig ist. Es sind ausserdem keine Verdrehsicherungen angegeben, und die Isolation kann gebogen werden, anstelle dass sie durchdrungen wird, und es sind vor allem solche Dächer angesprochen, bei denen die obere Schicht unter der Befestigung liegt anstelle über dieser.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit der Isolationen auf einem Blechdach befestigt werden können, ohne die vorerwähnten Nachteile.

Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht.

In heute bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Nabe eine Bohrung auf, und die Nabenpartie ist konisch ausgebildet und dient zur Führung einer Schraube, mit der die Isolation an der Metallplatte befestigt ist, und es ist eine Ansenkung in der oberen Fläche der Scheibe vorhanden, um den Kopf der Schraube unter die Ebene der oberen Fläche zu versenken. Eine Schraube und eine Scheibe ist vorgesehen, wobei nur die Endpartie der Schraube ein Gewinde aufweist und gemäss einer weiteren Ausführungsform weist die Schraube eine obere Gewindepartie beim Kopf und eine untere Gewindepartie beim Ende der Schraube auf, welche beiden Gewindepartien durch einen Schaft mit glatter Oberfläche miteinander verbunden sind.

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Indem das selbstschneidende Gewinde der Schraube, das 15-18 cm lang sein kann, in einem wesentlichen Abstand vom Kopf liegt, ist die genaue Ausrichtung der Schraube wichtig. In jedem Fall hat die Schaftpartie mit glatter Oberfläche einen Durchmesser, der wenigstens angenähert gleich gross ist, wie die Bohrung in der Nabe, um die Schraube während des Einschraubens durch die Isolation in die Abdek-kung auszurichten.

Die Nabe bewirkt, dass die Schraube die Isolation in senkrechter Richtung durchdringt und diese Richtung auch beibehält während die Schraube durch die Metallplatte gedreht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriss einer Scheibe nach der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt der Scheibe entlang der Schnittlinien II-II in Fig. 1 Fig. 3 eine Ansicht der Scheibe von unten,

Fig. 4 eine Querschnittansicht durch die Zentralachse einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Darstellung der Befestigung einer Isolation auf einer Dachbedeckung.

Fig. 5 eine Schnittansicht durch die Zentralachse einer anderen Ausführungsform der Schraube und der Scheibe und die gegenseitige Lage zwischen Schraube und Scheibe einerseits und Isolations- und Dachabdeckung anderseits,

Fig. 6 einen Grundriss einer modifizierten Form der Scheibe nach Fig. 1, und

Fig. 7 eine Querschnittansicht der Nabe gemäss der Schnittlinie VII-VII in Fig. 4.

In Fig. 1 bis 3 ist eine kreisförmige Kunststoffplatte 10 mit einer oberen Fläche 12 und einer unteren Fläche 14 dargestellt. Es wird hier festgehalten, dass die Platte 10 auch eine andere Umrisslinie als eine kreisförmige haben kann. Eine konische Nabe 16 befindet sich mittig auf der Platte und ist einstückig an deren Unterseite befestigt. Eine Bohrung 18 erstreckt sich durch die Platte 10 und die Nabe 16 und weist eine Ansenkung 20 und eine Vertiefung 22 auf, für die Aufnahme eines Schraubenkopfes. Die Nabe 16 weist ein konisches Eintrittsende 17 auf. Die axiale Abmessung der Nabe 16 ist derart, dass sie eine geeignete Eindringdistanz in die Isolation bewirken kann. Verdrehsicherungsmittel, wie z.B. Rippen 24, erstrecken sich von der Nabe 16 radial nach aussen zur Kante 26 der Platte. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Rippen 24 um 60° voneinander verdreht auf der Platte angeordnet. Jede Rippe weist eine verbreiterte Wurzelpartie 28 bei der Nabe auf und verjüngt sich bis zu einer spitzenähnlichen Kante 26. Andere Verdrehsicherungen oder Rippenanordnungen sind auch möglich.

Diese anderen Verdrehsicherungen umfassen auch nicht runde Nabenausbildungen, verschiedene andere Formen von Vorsprüngen und Erhebungen auf der Plattenunterseite, sowie die Keilnuten 48' in Fig. 4 und 7.

In einer anderen Ausführungsform der Platte könnte eine kleinere Pilotbohrung vorgesehen sein, um das Eindringen der Schraube mit dem selbstschneidenden Gewinde durch das Platten- und Nabenmaterial zu erleichtern. Dies wäre beispielsweise bei sehr hartem Isolationsmaterial vorteilhaft, das den zusätzlichen Antriebskräften widerstehen könnte.

Fig. 4 und 5 zeigen zwei Ausführungsformen von Scheiben und Schrauben zur Befestigung eines Isolationsmaterials auf einer Blechabdeckung. Die Schraube 30 gemäss Fig. 4 weist nur ein Gewinde am Ende des Schraubenschaftes 32 auf. Die Schraube 34 gemäss Fig. 5 weist demgegenüber zwei Gewinde auf, die durch den Schaft 36 mit einer Partie 35 ohne Gewinde dazwischen in Abstand voneinander angeordnet sind.

In Fig. 4 ist eine Partie einer Metalldachabdeckung 38 mit einer Isolation 40 darüber dargestellt. Die Isolation 40 wird an der Abdeckung 38 mittels Flachkopfschrauben 30 und einer Scheibe 42 gemäss der Erfindung befestigt. Die Schraube 30 wird in die Bohrung 44 in der Scheibe 42 eingedreht. Die Bohrung hat einen Durchmesser, der ungefähr gleich gross ist wie die Ganghöhe des Gewindes, derart, dass die Schraube ausgerichtet gehalten werden kann während sie durch die Isolation 40 geschraubt wird, die 15 bis 18 cm dick sein kann. Die Scheibe 42 kann vordem auf die Isolation gelegt werden, bevor die Schraube 30 eingeschraubt wird, oder die Schraube kann zuerst in die Scheibe eingeschraubt werden und während des Einschraubens der Schraube durch die Isolation kann die Scheibe 42 am unteren Ende des Werkzeugs gehalten werden. Gemäss einer weiteren Ausführungsform könnte selbstverständlich auch der gesamte Schraubenschaft mit einem Gewinde versehen sein.

Sobald das Ende der Schraube in die Nabenpartie 46 der Scheibe 42 eindringt, dringt das konische Ende 45 der Nabe 46 in die Isolation 40 hinein, und die Schraube 40 kann dann die Nabe durchdringen. Das benützte Werkzeug hat üblicherweise eine Zentriervorrichtung, durch die die Spitze der Schraube geführt wird, so dass sie konzentrisch in die Bohrung 44 der Scheibe eingesetzt wird.

Die Schraube 30 schneidet sich ihr Gewinde selbst durch die Kunststoffplatte 42 bis die Verdrehsicherung auf der Isolation aufliegt und damit das Drehen der Scheibe verhindert wird. Die Schraube 30 dringt dann leicht durch die Isolation hindurch, bis sie auf die Metallschicht 38 auftrifft. Die Schraube wird durch die Nabe 46 ausgerichtet gehalten. Die Schraube 30 bohrt sich durch die Metallschicht 38 während die Verdrehsicherungsrippen 48 immer noch mit der Isolation verbunden sind, so dass die Scheibe gehalten ist. Nuten 48' können in der Nabe vorgesehen sein, um eine weitere Verdrehsicherung zu bilden. Wenn die Schraube 30 voll eingeschraubt ist, liegt der Kopf 49 in der Ansenkung 50 der Scheibe eingebettet, derart, dass ihre Oberfläche unterhalb der Oberfläche 52 der Scheibe 42 liegt. Danach können weitere Schichten von Bedeckungsmaterial aufgelegt werden.

Gemäss Fig. 5 wurde eine Rundkopfschraube 34 anstelle der Flachkopfschraube 30 in Fig. 4 benützt. Dieser Unterschied ist nicht wesentlich. Wichtiger ist, dass die Schraube 34 zwei Gewindepartien aufweist, die mit den anderen Elementen zusammenwirken, um die Scheibe 54 und damit die Isolation 56 auf dem Dachüberzug 58 zu befestigen. In dieser Ausführungsform ist die Schraube 34 durch ein selbstgeschnittenes Gewinde in die Nabenpartie 60 eingeschraubt, durch die die Schraube ausgerichtet gehalten wurde, um diese durch die Isolation 56 zu treiben. Während diesen Schritten verhindern die Rippen 66 eine Drehung der Scheibe 54. Die Spitze der Schraube 34 trifft auf die Schicht 58 auf, bevor die obere Gewindepartie 62 in die Scheibe 54 eindringt. Während die Schraube 34 in die Schicht 58 eingeschraubt wird, liegt die glatte Partie 35 des Schafts 36 innerhalb der Nabe 60, ohne das Gewinde, das in der Scheibe durch die untere Gewindepartie 64 geschnitten wurde, zu streifen, Weil der Durchmesser der Partie 35 ohne Gewinde gleich gross wie die Ganghöhe des Gewindes 64 ist, wird die Schraube 34 durch die vordem gebildeten Gewindegänge gehalten. Indem das Gewinde 64 weiter in die Schicht 58 eindringt, gelangt die Gewindepartie 62 zu dem in der Scheibe 54 geschnittenen Gewinde, und die Schraube kann mit Hilfe dieses Gewindes noch vollständig eingeschraubt werden, bis der Kopf 34 in der Ansenkung 61 liegt.

Weil damit die Scheibe durch die Schraube gehalten wird, können Installateure, die auf dem Dach gehen, diese Platte nicht entlang des Schaftes nach unten drücken, so dass der

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Kopf über der Oberfläche der Isolation vorsteht und damit darüberliegende Schichten verletzen kann.

Durch das Einschrauben der Schraube 34 in die Nabe 60 werden hohe Scherkräfte benötigt, um die Scheibe von der Schraube zu entfernen. Die Rippen 66 auf der Scheibe verhindern eine Rotation der Scheibe, wenn die Schraube durch die Isolation 50 in die Schicht 58 eingeschraubt wird. Diese Rippen können ebenso auf der unteren Seite der Scheibe angeordnet sein, wie sie auch auf dem Umfang der Nute sein können, oder es können beide Rippenarten vorhanden sein. Für gewöhnlich erstrecken sich die Rippen so wie dargestellt, wodurch sie zuerst in der Nähe der Nabe in die Isolation eindringen. Jedoch können die Rippen auch in einer genauen horizontalen Ebene liegen, in welchem Fall die Scheibe tief in die Isolation hineingedrückt werden muss. In diesem letzten Fall ergibt sich eine ununterbrochene obere Oberfläche, auf die dann die weiteren Schichten gelegt werden.

Gemäss Fig. 6 sind periphere Laschen 68 an der Kante 70 der Scheibe 72 angeordnet, die vorzugsweise auf rechtwinklig zueinander stehenden Achsen angeordnet sind. Diese Laschen können mit entsprechenden Ausnehmungen eines Werkzeugs gefasst werden und dienen dazu, eine grössere

Kraft auf die Schraube ausüben zu können, ohne dass sich die Scheibe drehen kann.

Als Kunststoff kann sowohl ein organischer thermoplastischer Kunststoff als auch ein thermohärtbarer Kunststoff s verwendet werden. Das Material muss im allgemeinen lediglich nachgiebig aber genügend elastisch sein, um hand-werksmässige Verformungen wieder auszugleichen. Auch muss das Material insbesondere eine Scherfestigkeit aufweisen, dass die Scheibe nicht durch Windkräfte von der io Nabe getrennt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass Polypropylen oder hochdichtes Polyäthylen geeignete Materialien sind. Das jeweils beste Material kann aber auch von den Temperaturbedingungen abhängen, denen der Kunststoff ausgesetzt ist.

15 Scheiben der dargestellten Art wurden unter simulierter Windkraft geprüft und es wurde gefunden, dass sie wenigstens den heute gebräuchlichen Metallscheiben ebenbürtig sind. Tatsächlich widerstanden die Kunststoffscheiben nach der Erfindung Windstärken, die mit den Metallscheiben ver-20 gleichbar sind, die eine 20% grössere Belastungsfläche aufweisen, wenn die Kraft von unterhalb der Isolation einwirken würde.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung bestehend aus Scheibe und Schraube zur Befestigung einer Isolation auf einem metallischen Dachüberzug, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube einen Kopf, einen sich verjüngenden Schaft und ein selbstschneidendes Gewinde aufweist, und die Scheibe eine Platte aus Kunststoff mit Oberseite und Unterseite ist, bei der mittig auf der Unterseite eine konisch ausgebildete Nabe angeordnet ist, und dass sie eine Verdrehungssicherung aufweist, die auf der Unterseite von der Nabe aus radial nach aussen verläuft, wobei die Schraube durch die Platte und die Nabe hindurchgeschraubt wird, bis das Gewinde in den Dachüberzug einschneidet und der Kopf auf der Oberseite der Platte aufliegt, um die Isolation auf dem Dachüberzug zu befestigen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe der Scheibe ein konisches distales Ende aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube nahe beim Kopf ein zweites Gewinde aufweist, dass die Scheibe mit einem vorgebohrten Loch durch Platte und Nabe versehen ist, dessen Durchmessergleich der Ganghöhe des Gewindes ist und dass die Länge des Schaftes zwischen den beiden Gewindepartien der Schraube derart ist, dass sich der Schaftteil ohne Gewinde im vorgebohrten Loch befindet, wenn die Spitze des ersten Gewindes auf dem Dachüberzug aufliegt und das zweite Gewinde in der Nabe ist, wenn der Kopf der Schraube auf der Oberseite aufliegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Ansenkung in der Platte und in der Nabe, deren Tiefe wenigstens gleich der Höhe des Kopfes der Schraube ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung aus sich in Längsrichtung verjüngenden Rippen gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung aus sich in Längsrichtung verjüngenden Rippen gebildet ist, und dass die Rippen nahe bei der Nabe eine dickere Wurzelpartie aufweisen und am entfernten Ende blattartig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung aus axial verlaufenden Rippen an der Nabe besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff, aus dem die Platte besteht, Polypropylen oder Polyäthylen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch periphere Laschen an der Scheibe, zum Fassen mit einem Haltewerkzeug zwecks Unterstützung der Verdrehsicherung.