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Die
Erfindung betrifft eine Schraube zur Befestigung z.B. eines Kunststofffensterrahmens
an einer Fensterlaibung z.B. aus Holz mit einem einen Anschlag bildenden
Schraubenkopf, einem an den Schraubenkopf angrenzenden Schraubenschaft
und einem bis zu einer Schraubenspitze verlaufenden und an den Schraubenschaft
angrenzenden Schraubengewindebereich mit einem Grobgewinde. Derartige
Schrauben werden z.B. bei der Altbausanierung zur Befestigung von
neuen Fenstern, deren Kunststofffensterrahmen einen Blendrahmen
bildet, verwendet, wobei ein in der Laibung der Fensteröffnung noch
vorhandener alter Fensterrahmen aus Holz die Fensterlaibung, also
die Innenwand der Maueröffnung,
in der das neue Fenster eingebaut wird, bildet.
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Bei
Altbauten ist es häufig
notwendig, zur Renovierung alte Holzfenster durch neue Fenster zu ersetzen.
Dafür werden
vorteilhaft kostengünstige Kunststofffenster
verwendet, die in den alten Holzfensterrahmen eingesetzt werden.
Der Rahmen des alten Fensters bildet dabei einen stabilen Montageuntergrund
als Fensterlaibung aus. In den die Rahmenschenkel des Kunststofffensterrahmens
des neuen Fensters ausbildenden Hohlprofilen werden dazu z.B. mittels
eines Spiralbohrers Bohrlöcher
vorgebohrt. Durch diese Bohrlöcher
werden Schrauben hindurchgeführt
und bis zum Anschlag der jeweiligen Schraube an den Kunststofffensterrahmen
in das Holz des alten Holzfensterrahmens eingeschraubt.
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Nachteilig
bei bekannten Schrauben ist es, dass eine Fixierung des Kunststofffensterrahmens
in Längsrichtung
(axiale Fixierung) einer verwendeten Schraube lediglich durch den
Anschlag des Flachschraubenkopfes erreicht wird. Da der neue Kunststofffensterrahmen üblicherweise
mit Spiel in den alten Holzrahmen eingebaut wird, d.h. der Außendurchmesser
des Kunststoffrahmens in dem Bereich des Kunststoffrahmens, der über dem
Holzrahmen zur Positionierung kommt, kleiner ist als der Innendurchmesser
des Holzrahmens, der die Einbauöffnung
ausbildet, ist eine axiale Fixierung des Fensterrahmens, insbesondere
beim Einbau, wenn noch nicht alle Seiten des Kunststoffrahmens festgeschraubt
sind, nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich. Letzteres führt zu Problemen
bei der exakten Ausrichtung des neuen Fensters im alten Fensterrahmen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube zur Befestigung
eines insbesondere Kunststofffensterrahmens an einer Fensterlaibung insbesondere
aus Holz und eine Fensterrahmenbefestigung bereitzustellen, welche
die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und insbesondere eine
sichere Fixierung des Kunststofffensterrahmens ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände der
Patentansprüche
gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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Eine
erfindungsgemäße Schraube
zur Befestigung eines Fensterrahmens bevorzugt aus Kunststoff an
einer Fensterlaibung, z.B. aus Holz, weist einen Anschlag bildenden
Schraubenkopf, einen an den Schraubenkopf angrenzenden Schraubenschaft
und einen bis zu einer Schraubenspitze verlaufenden und an den Schraubenschaft
angrenzenden Schraubengewindebereich mit einem Grobgewinde auf.
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Erfindungsgemäß ist am
Schraubenschaft ein Anschlagring vorgesehen, wobei der Anschlagring
durch eine den Schraubenschaft umlaufende Erhebung gebildet wird.
Zur Fixierung des z.B. Kunststofffensterrahmens in der Längsrichtung
der Schraube ist der Anschlagring vom Anschlag mit einer Distanz
beabstandet. Die der Schraubenspitze zugewandte Flanke der Erhebung
bildet eine Kegelfläche
aus, die mit der Längsrichtung
der Schraube einen spitzen Kegelwinkel umschließt. Die Flanke ist also schräg ausgebildet.
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Durch
die Anordnung des Anschlagringes am Schraubenschaft kann ein flaches
Material, wie z.B. eine Wandung eines Hohlprofils, aus dem ein Rahmenschenkel
eines zu montierenden Fensterrahmens gefertigt ist, mit einem Bohrloch,
durch das die erfindungsgemäße Schraube
hindurch gesteckt ist, zwischen dem Schraubenkopf und dem Anschlagring
verrasten. Die Distanz zwischen Anschlagring und Anschlag ist bei
der erfindungsgemäßen Schraube
dazu an die Stärke
der Wandung des Hohlprofils des zu montierenden z.B. Kunststofffensterrahmens
angepasst. Bei der Montage des Fensterrahmens wird also die Schraube
durch eine Bohrung im Hohlprofil hindurch gesteckt und mit der Fensterlaibung
verschraubt. Der Durchmesser der Bohrung entspricht dabei dem Durchmesser
des Schraubenschaftes. Durch das schräge Ausbilden der der Schraubenspitze
zugewandten Flanke des Anschlagringes wird das Durchstecken des
Anschlagringes durch die Bohrung erleichtert bzw. bei einem starren
Material des Fensterrahmens, z.B. einer Stahlverstärkung des
Hohlprofils eines Kunststofffensterrahmens, erst ermöglicht.
Mit der erfindungsgemäßen Schraube
ist eine sichere Fixierung des zu montierenden Fensterrahmens, d.h.
des Hohlprofils, in beide Orientierungen der Längsachse der Schraube möglich. Bereits
nach Einschrauben einer erfindungsgemäßen Schraube ist der zu montierende
Fensterrahmen in der Raumrichtung der Längsachse der Schraube vollständig lagefixiert.
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Bevorzugt
weist der Schraubenschaft zwischen Schraubenkopf und Anschlagring
eine umlaufende Nut zur Aufnahme einer Dichtung auf, wobei der Innendurchmesser
der Nut kleiner als der Durchmesser des Schraubenschaftes zwischen
Schraubenkopf und Anschlagring ist. Bei Verwendung einer derartigen
Schraube und einer zugehörigen
Dichtung wird zusätzlich
zur Lagefixierung eine zuverlässige Abdichtung
der zur Fenstermontage notwendigerweise im Fensterrahmen vorgesehenen
Bohrungen erreicht. Das Zusammenspiel zwischen der Arretierung des
Wandungsmaterials und des in der Nut angeordneten Dichtringes ermöglicht dabei
eine besonders gute Abdichtung, da die gegeneinander abzudichtenden
Flächen
definiert gegenseitig ausgerichtet sind.
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Dabei
ist die Nut vorteilhaft an den Anschlagring angrenzend und vom Schraubenkopf
beabstandet angeordnet, wodurch im Bereich der Beabstandung eine
radiale Fixierung der Randbereiche des zugehörigen Bohrloches erreicht wird,
so dass der Dichtring nicht oder nur unwesentlich ungleichmäßig verformt
wird.
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Die
der Schraubenspitze abgewandte Flanke der Erhebung bildet bevorzugt
eine Kegelfläche aus,
deren Kegelflächenrichtung
schräg
zur Längsrichtung
der Schraube steht, wobei auch der Anschlag des Schraubenkopfes
eine Kegelfläche
ausbildet, deren Kegelflächenrichtung
ebenfalls schräg zur
Längsrichtung
der Schraube steht. Dadurch ist eine besonders gute axiale Lagefixierung
von Kunststofffensterrahmen möglich,
deren Innenwand, d.h. die Wandung, die zwischen Anschlag und Anschlagring
fixiert wird, nach der Montage nicht im rechten Winkel zur Längsachse
der Schraube steht. Die Kegelflächenrichtungen
sollten dabei an den Winkel zwischen der Wandung und der Schraubenachse
angepasst sein, d.h. der Winkel zwischen den Kegelflächenrichtungen
und der Längsachse
der Schraube und der Winkel zwischen der Wandflächenrichtung der Wandung und
der Schraubenachse sollten sich bevorzugt entsprechen.
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Wenn
der Schraubengewindebereich ein Selbstschneidegewinde aufweist und/oder
die Schraubenspitze als reduzierte Bohrspitze ausgebildet ist oder
eine Schneidkerbe aufweist, lässt
sich die erfindungsgemäße Schraube
einfach und sicher in Holz einschrauben.
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Vorteilhaft
ist der Schraubenkopf als Flachrundkopf mit Innenantrieb ausgebildet,
so dass eine zur Montage eines Fensterrahmens verwendete Schraube
mit ihrem Schraubenkopf nur gering über die Oberfläche der
Wandung des Rahmenhohlprofils des montierten Fensterrahmens hinaus
steht.
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Vorteilhaft
ist der Durchmesser des Schraubengewindebereichs kleiner oder gleich
dem Durchmesser des Schraubenschaftes. Die Schraube lässt sich
so ohne eine Einschraubbewegung durch ein Bohrloch im Fensterrahmen
durchführen.
Die Windungen des Gewindes können über den
Durchmesser des Schraubenschaftes geringfügig heraus stehen, so dass
zwar eine Einschraubbewegung zum Durchführen notwendig ist, jedoch
keine Beschädigung
der Bohrlochkanten durch die Windungen auftritt.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Fensterrahmenbefestigung
ist ein Fensterrahmen mit mindestens einer erfindungsgemäßen Schraube
an einer Fensterlaibung, bevorzugt aus Holz, befestigt. Die Schraube
ist mit ihrem Schraubenschaft durch Bohrlöcher in Wandungen eines einen Rahmenschenkel des
Fensterrahmens bildenden Hohlprofils durchgeführt und reicht mit dem Schraubengewindebereich in
die Fensterlaibung hinein. Die Distanz zwischen dem Anschlag des
Schraubenkopfes und dem Anschlagring entspricht der Materialstärke einer
der Wandungen. Dadurch ist diese Wandung zwischen dem Anschlag des
Schraubenkopfes und dem Anschlagring verrastet, was zu einer verbesserten
Lagefixierung des Fensterrahmens führt.
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Wenn
bei einer erfindungsgemäßen Fensterrahmenbefestigung
die zwischen dem Anschlag des Schraubenkopfes und dem Anschlagring
verrastete Wandung schräg
zur Längsrichtung
der Schraube stehend angeordnet ist, entspricht der Winkel zwischen
einer Wandflächenrichtung
der Wandung, die zwischen dem Anschlag des Schraubenkopfes und dem
Anschlagring verrastet ist, und der Längsrichtung der Schraube bevorzugt
den Winkeln zwischen den Kegelflächenrichtungen
der Schraube und der Längsrichtung
der Schraube.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Schraube.
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2 zeigt
eine erfindungsgemäße Fensterrahmenbefestigung
mit der erfindungsgemäßen Schraube
aus 1.
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Die
Figuren der Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und
sind nicht maßstäblich zu
verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes
sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Schraube 1 dargestellt.
Die Schraube 1 weist einen als Flachrundkopf ausgebildeten
Schraubenkopf 2 (Flachschraubenkopf) mit einem Innenantrieb 3 auf. Dazu
ist die Schraube 1 als Imbusschraube ausgestaltet. Der
Flachschraubenkopf 2 bildet durch seine schraubenspitzenseitige
Flanke einen Anschlag 5 aus. An einem an den Flachschraubenkopf 2 angrenzenden
Schraubenschaft 6 ist ein Anschlagring 7 vorgesehen.
Der Anschlagring 7 wird durch eine den Schraubenschaft 6 umlaufende
Erhebung ausgebildet. An den Schraubenschaft 6 schließt sich
ein bis zu der Schraubenspitze 9 der Schraube 1 verlaufender
Schraubengewindebereich 10 mit einem Grobgewinde an. Unter
Grobgewinde wird dabei ein Schraubengewinde verstanden, das direkt
in einen Werkstoff, z.B. Holz, eingeschraubt wird, d.h. ohne dass ein
Gegengewinde bereits vorhanden sein muss in den Werkstoff eingeschraubt
werden kann. Das Grobgewinde ist in für eine Holzschraube üblicher Weise
als Selbstschneidegewinde ausgebildet. Die Steigung der Windungen
des Gewindes beträgt
z.B. ca. 40° zur
Längsrichtung 12 der
Schraube (Schraubenachse). Die Schraubenspitze 9 ist als
reduzierte Bohrspitze ausgeführt
und weist zusätzlich
eine Schneidkerbe 13 auf. Der Durchmesser des Schraubengewindebereichs 10 ist
kleiner als der Durchmesser des Schraubenschafts 6, wobei
die Windungen des Grobgewindes radial geringfügig über die Abmessung des Schraubenschaftes 6 hervortreten.
Zur Fixierung eines mit der Schraube 1 zu befestigenden Kunststofffensterrahmens
in der Längsrichtung
der Schraube, ist der Anschlagring 7 vom Anschlag 5 des Flachschraubenkopfes 2 mit
einer Distanz D beabstandet, die auf die Materialstärke des
zu befestigenden Kunststofffensterrahmens abgestimmt ist. Die der
Schraubenspitze 9 zugewandte Flanke 15 der den
Anschlagring 7 bildenden Erhebung bildet eine Kegelfläche aus,
die mit der Längsrichtung
der Schraube 1 einen spitzen Kegelwinkel α umschließt. Der
Kegelwinkel α ist
so gewählt,
dass der Anschlagring 7 mit etwas Druck leicht durch ein
Bohrloch mit einem dem Schraubenschaftdurchmesser entsprechenden
Durchmesser durchgedrückt
werden kann. Dazu eignet sich z.B. ein Winkel von ca. 30°. Der Durchmesser
des Schraubenschafts 6 entspricht dem Durchmesser des Bohrloches
im Fensterrahmen durch den die erfindungsgemäße Schraube 1 durchgedrückt werden
soll, wobei der Durchmesser des Anschlagrings 7 gerade
so viel größer als
der des Bohrloches ist, dass der Anschlagring 7 noch durch
das Bohrloch, unter Ausnutzung der Elastizität des Materials des Fensterrahmens,
durchgedrückt werden
kann. Bei einem Schraubendurchmesser von z.B. 6,5 mm kann der Durchmesser
des Anschlagringes 7 z.B. 7,5 mm betragen um Kunststofffenster üblicher
Bauart mit der erfindungsgemäßen Schraube 1 zu
montieren. Zwischen Flachschraubenkopf 2 und Anschlagring 7 befindet
sich eine umlaufende Nut 17 die eine Verjüngung ausbildet.
Der Innendurchmesser der Nut 17 ist kleiner als der Durchmesser
des Schraubenschaftes 6 zwischen Flachschraubenkopf 2 und
Anschlagring 7. In diese Nut 17, ist ein Dichtring 18,
also eine umlaufende Dichtung, eingelegt. Der Dichtring 18 kann
auch fest mit dem Material der Schraube 1 verbunden, z.B.
anvulkanisiert, sein. Die Nut 17 grenzt an den Anschlagring 7 an
und ist vom Flachschraubenkopf 2 beabstandet.
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Die
der Schraubenspitze 9 abgewandte Flanke der den Anschlagring 7 bildenden
Erhebung bildet eine Kegelfläche
aus, deren Kegelflächenrichtung 20 schräg zur Längsachse
der Schraube steht. Auch der Anschlag des Flachschraubenkopfes,
d.h. die Flachschraubenkopfunterseite, bildet eine Kegelfläche aus,
deren Kegelflächenrichtung 21 schräg zur Längsrichtung
der Schraube steht. Die zwischen den Kegelflächenrichtungen 20, 21 und
der Längsrichtung
der Schraube eingeschlossenen Winkel β und γ, also die Kegelwinkel, sind
einer Neigung einer Wandung eines Rahmenprofils des mit der Schraube 1 zu befestigenden
Kunststofffensterrahmens zur entsprechenden Oberfläche einer
Fensterlaibung angepasst. Die zwischen den beiden Kegelflächenrichtungen 20, 21,
d.h. den Flächennormalen
der beiden Kegelflächen,
und der Längsrichtung
der Schraube 1 eingeschlossenen Winkel und der Winkel zwischen der
Flächennormalen
der betreffenden Wandung des Rahmenprofils und der Schraubenachse
sind also im Wesentlichen gleich. Bei gängigen Rahmenprofilen beträgt die genannte
Neigung z.B. ca. 5°,
so dass auch die beiden Kegelwinkel ca. 5° betragen. Die erfindungsgemäße Schraube 1 kann
z.B. aus Metall dadurch hergestellt werden, dass die Verjüngung, d.h.
die Nut 17 und der Anschlagring 7 auf einen Schraubenbolzen
aufgewalzt werden. Alternativ kann die Verjüngung auch durch Kneifen hergestellt werden.
Dabei müssen
die gewünschten
Abmessungen der Verjüngung
und der Distanz D zwischen Anschlagring 7 und Flachschraubenkopf 2 möglichst genau,
d.h. innerhalb von Toleranzwerten, eingehalten werden, damit eine
gute axiale Fixierung und die gewünschte Abdichtung des durchbohrten
Hohlprofils erreichbar ist.
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In 2 ist
eine erfindungsgemäße Fensterrahmenbefestigung 30 mit
der erfindungsgemäßen Schraube 1 aus 1 dargestellt.
An einer Fensterlaibung aus Holz 31 ist ein Kunststofffensterrahmen 32 mittels
der Schraube 1 befestigt. Die Schraube ist mit ihrem Schraubenschaft 6 durch
Bohrlöcher
in Wandungen 34, 35 eines einen Rahmenschenkel des
Kunststofffensterrahmens 32 bildenden Hohlprofils 36 durchgeführt. Der
Schraubengewindebereich 10 der Schraube 1 reicht
in die Fensterlaibung hinein, d.h. die Schraube 1 ist in
das Holz 31 der Fensterlaibung eingeschraubt. Die Distanz
zwischen dem Anschlag 5 des Flachschraubenkopfes 2 und
dem Anschlagring 7 entspricht der Materialstärke einer
der Wandungen 34 derart, dass diese Wandung 34 zwischen
dem Anschlag 5 des Flachschraubenkopfes 2 und
dem Anschlagring 7 verrastet ist. Das den Rand des Bohrloches
in der Wandung 34 bildende Material ist also im Wesentlichen
passgenau vom Anschalring 7 und dem Flachschraubenkopf 2 umschlossen.
Dadurch ist der Kunststofffensterrahmen 32, obwohl er mit
einem Abstand A von z.B. einem Zentimeter zum Holz 31 der
Fensterlaibung montiert ist, in beide Orientierungen der Axialrichtung 12 der
Schraube 1 fixiert.
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Die
zwischen dem Anschlag 5 des Flachschraubenkopfes 2 und
dem Anschlagring 7 verrastete Wandung 34 steht
mit ihren Wandflächen
schräg zur
Längsrichtung 12 der
Schraube 1. Der Winkel δ zwischen
der Wandflächenrichtung 38 und
der Längsrichtung 12 der
Schraube 1 entspricht den Winkeln β und γ zwischen den Kegelflächenrichtungen der
Schraube wie in 1 dargestellt.
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Vorgeschlagen
wird eine Schraube 1 zur Befestigung eines Kunststofffensterrahmens
an einer Fensterlaibung aus Holz mit einem einen Anschlag 5 bildenden
Schraubenkopf 2, einem an den Schraubenkopf 2 angrenzenden
Schraubenschaft 6 und einem bis zu einer Schraubenspitze 9 verlaufenden und
an den Schraubenschaft 6 angrenzenden Schraubengewindebereich 10 mit
einem Grobgewinde.
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Der
Schraubenschaft 6 weist einen Anschlagring 7 auf,
wobei der Anschlagring 7 durch eine den Schraubenschaft 6 umlaufende
Erhebung gebildet wird und zur Fixierung des Kunststofffensterrahmens 32 in
der Längsrichtung 12 der
Schraube vom Anschlag 7 mit einer Distanz beabstandet ist
und wobei die der Schraubenspitze 9 zugewandte Flanke 15 der
Erhebung eine Kegelfläche
ausbildet, die mit der Längsrichtung 12 der
Schraube einen spitzen Kegelwinkel umschließt.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist
eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders
gearteter Ausführung
von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.