-
Die
Erfindung betrifft eine Schraube zur Befestigung eines Isolationspaneels
an einem Unterbau, mit einem einen Anschlag bildenden Schraubenkopf
und einem an den Schraubenkopf angrenzenden Schraubenschaft mit
einem Schraubengewindebereich, wobei im Bereich des Anschlags des Schraubenkopfes
mindestens ein Schneidflügel
mit einer im Wesentlichen radial vom Schraubenkopf nach außen verlaufenden
Schneidkante vorgesehen ist.
-
Bei
bekannten derartigen Schrauben wird der Schneidflügel von
einem unterlegscheibenartigen Metallring ausgebildet, wobei der
Metallring einen radialen Schlitz aufweist. Eine Kante des Schlitzes
bildet die Schneidkante aus. Im Bereich des Schlitzes ist der Metallring
derart verformt, dass dieser Bereich des Metallringes schräg in Richtung
des schraubenkopfabgewandten Endes, d. h. der Schraubenspitze, des
Schraubenschaftes abgewinkelt ist, wobei die durch diese Abwinkelung
gegebene Neigungsrichtung des derart ausgebildeten Schneidflügels der
Neigungsrichtung des Schraubengewindes im Schraubengewindebereich
der Schraube entspricht. Der Metallring ist am Schraubenschaft im
Bereich des Anschlags des Schraubenkopfes an den Schraubenschaft
der Schraube drehmomentgesichert angepresst.
-
Zur
Befestigung eines Isolierpaneels an einem Unterbau wird die Schraube
so weit durch das Isolierpaneel durchgeschraubt, dass der Schraubenkopf
innerhalb einer Isolierschicht des Isolierpaneels angeordnet ist.
Der Schneidflügel
ist dann unter Ausbildung eines spiralförmigen Einschnittes in der
Isolierstoffschicht durch die Isolierschicht durchgeschraubt. Durch
die umlaufend breite Ringform des Metallrings ergibt sich beim Einschrauben
ein relativ hoher Reibungswiderstand vom Ring am Isoliermaterial.
Letzteres führt
dazu, dass die drehmomentgesicherte Anpressverbindung des Metallrings
sich lösen kann.
Das Durchschrauben unter Ausbildung des spiralförmigen Einschnittes wird durch
das sich daraus ergebende Durchrutschen des Schneidflügels verhindert,
da der Metallring dann einen sich nicht mehr in das Isoliermaterial
einschneidenden Widerstand gegen das Einschrauben ausbildet. Weiter
ergibt sich dadurch, dass der Metallring, mit Ausnahme des den Schneidflügel ausbildenden
Bereichs, senkrecht zur Schraubrichtung steht, eine unerwünschte Verbreiterung
des spiralförmigen
Einschnittes, was die Isolationseigenschaften des Isolationspaneels
im Bereich der eingeschraubten Schraube beeinträchtigt.
-
Die
DE 100 38 660 A1 offenbart
eine Schraube mit einem als Senkkopf ausgebildeten Schraubenkopf,
der eine materialschlüssig
angeformte Schneideinrichtung aufweist. Die Schneiden der Schneideinrichtung
sind am Außenumfang
des Schraubenkopfes in Richtung Schraubenspitze umlaufend angeordnet.
Die Schneiden dienen dazu, dass eine Oberfläche eines Bauteils, in das
die Schraube eingeschraubt wird, durch Versenken des Senkkopfes
nicht beschädigt
wird.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube zur Befestigung
eines Isolationspaneels an einem Unterbau bereitzustellen, welche
die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, wobei insbesondere
ein Durchrutschen des Schneidflügels beim
Einschrauben der Schraube vermieden werden soll.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände der
Patentansprüche
gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar.
-
Eine
erfindungsgemäße Schraube
zur Befestigung eines Isolationspaneels an einem Unterbau weist
einen einen Anschlag bildenden Schraubenkopf, z. B. einen Sechskant-
oder Doppelsechskant-Schraubenkopf, und einen an den Schraubenkopf
angrenzenden Schraubenschaft mit einem Schraubengewindebereich auf.
Im Bereich des Anschlags des Schraubenkopfes ist mindestens ein Schneidflügel mit
einer im Wesentlichen radial vom Schraubenkopf nach außen verlaufenden
Schneidkante vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß sind der
Schraubenkopf und die Schneidflügel
zusammen einstückig
ausgeführt.
Schraubenkopf und Schneidflügel
sind also materialschlüssig
miteinander verbunden und werden bei der Herstellung gemeinsam in
einem Arbeitsschritt ausgeformt. Die Schraube kann z. B. vollständig in
einem Arbeitsschritt aus einem Metall hergestellt sein. Zur Herstellung
kann z. B. ein Kaltfließpressverfahren
verwendet werden.
-
Durch
die einstückige
Ausführung
können sich
die Schneidflügel
nicht beim Einschrauben vom Schraubenkopf ablösen. Wenn ein Schneidflügel abbricht,
verbleibt dieser im Isoliermaterial an seinem momentanen Ort und
bildet keinen Einschraubwiderstand. Das Einschrauben würde erst
dann behindert werden, wenn der Schraubenkopf beim Einschrauben
vollständig
abreißen
würde,
was jedoch bei entsprechender Qualität der Schraube nicht eintritt.
-
Dabei
sind mindestens zwei Schneidflügel symmetrisch
um die Längsachse
der Schraube gruppiert vom Schraubenkopf einzeln abstehend am Schraubenkopf
angeformt. Die Schneidflügel
stehen also einzeln propellerartig vom Schraubenkopf ab. Sie bilden
also keinen umlaufenden Ring um den Schraubenkopf aus. Derartige
Schneidflügel
bilden einen geringen Einschraubwiderstand, da die Schneidflügel nur
wenig Material eines Isolierstoffes des Isolationspaneels, um den
sich beim Einschrauben ausbildenden spiralförmigen Einschnitt herum, verformt.
Durch die symmetrische Anordnung sind die beim Einschrauben auftretenden
Kräfte
ebenfalls symmetrisch zur Längsachse
der Schraube. Ein Verkanten der Schraube wird dadurch vermieden.
-
Die
Schneidkanten der Schneidflügel
ragen in Richtung des Schraubenschaftes über den Anschlag hinaus. Dadurch
greift die Schneidkante bereits vor Auftreffen des Anschlags beim
Einschrauben in das Isolationspaneel ein, so dass das Einschrauben
erleichtert wird.
-
Wenn
der Schraubenkopf zusammen mit den Schneidflügeln am Schraubenschaft durch
Anspritzen oder Angießen
angeformt ist, wird über
den so entstehenden Materialübergang
ein Widerstand zum Wärmetransport
in der Schraube ausgebildet. Wenn der Schraubenkopf aus Metall hergestellt
ist, kann z. B. Zinnlegierung oder Aluminium verwendet werden. Das
dazu verwendete Metall hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als das
Material des Schraubenschaftes, so dass dieser beim Anarbeiten nicht beschädigt wird.
-
Das
Anarbeiten des Schraubenkopfes an den Schraubenschaft kann insbesondere
gemäß der Beschreibung
zur Verbindung von Schraubenschaftabschnitten verschiedener Materialien
der
DE 102 49 993
A1 vorgenommen werden.
-
Bevorzugt
ist dabei am schraubenkopfseitigen Ende des bevorzugt metallischen
Schraubenschafts eine Verankerungsstruktur ausgebildet, wobei die
Verankerungsstruktur vom Material des Schraubenkopfes umschlossen
ist. Die Verankerung kann z. B. gemäß eins dreidimensionalen Kreuzes, wie
in
DE 102 49 993 A1 beschrieben,
ausgebildet sein. Die Verankerungsstruktur bildet so eine optimal verdrehungssichere
Verbindung zwischen Schraubenschaft und Schraubenkopf aus. Diese
Verankerungsstruktur sorgt für
eine gute Verankerung in axialer Richtung und eine optimale Drehmomentübertragung.
-
Die
Verankerungsstruktur kann auch von einem am Schraubenschaft materialschlüssig ausgebildeten
Schraubenkopf, z. B. einem Sechskantschraubenkopf, ausgebildet sein.
Es ist dann als Schraubenschaft eine normale Schraube verwendet, an
deren Schraubenkopf ein erfindungsgemäß ausgestalteter Schraubenkopf
mit Schneidflügeln
durch Anspritzen oder Angießen
angeformt ist.
-
Besonders
bevorzugt sind der Schraubenkopf und die Schneidflügel aus
einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt insbesondere glasfaserverstärktem Polyamid,
hergestellt. Dadurch wird eine sehr gute Wärmeisolation des Schraubenkopfes
gegen den Schraubenschaft erreicht. Insbesondere glasfaserverstärktes Polyamid
ist weiter so stabil gegen Verformungen, dass ein Runddrehen des Schraubenschaftes
vermieden wird.
-
Wenn
der Schraubengewindebereich ein Selbstschneidegewinde aufweist und/oder
der Schraubenschaft eine Bohrspitze aufweist, muss zum Einschrauben
der Schraube in den Unterbau kein Loch vorgebohrt werden.
-
Bei
einer erfindungsgemäßen Isolationspaneelverkleidung
ist ein Isolationspaneel mit mindestens einer erfindungsgemäßen Schraube
an einem Unterbau befestigt. Das Isolationspaneel, z. B. ein Sandwichelement,
weist eine auf einem flächigen Träger, z.
B. einem Metalltrapezblech, angeordnete Isolierstoffschicht auf.
Die Isolierschicht wird üblicherweise
aus einem Schaumstoffmaterial ausgebildet. Dabei ist die erfindungsgemäße Schraube
durch das Isolationspaneel derart hindurchgeschraubt, dass der Anschlag
der Schraube ein Widerlager des Trägers bildet. Zur Positionierung
des Schraubenkopfes innerhalb der Isolierstoffschicht sind die Schneidflügel unter
Ausbildung eines spiralförmigen Einschnittes
in der Isolierstoffschicht durch die Isolierstoffschicht durchgeschraubt.
Auf diese Weise verbleibt der Isolierstoff der Isolierstoffschicht
nach dem Einschrauben der Schraube oberhalb des Schraubenkopfes
angeordnet, so dass die Isolationseigenschaften der Isolierstoffschicht
nur minimal beeinträchtigt
werden. Beim Einschrauben fräst
sich also der Schraubenkopf durch die Isolierstoffschicht nach unten,
ohne dass Isolationsmaterial zerdrückt wird. Das Isolationsmaterial
bildet vielmehr eine Wendel aus, welche oberhalb des Schraubenkopfes verbleibt
und so weiter isolierend wirken kann.
-
Wenn
die Schneidflügel
elastisch verformt an den Träger
angepresst sind, werden sie beim Auftreffen des Anschlags des Schraubenkopfes
auf den Träger
flachgedrückt
und vergrößern so
die Lastverteilungsfläche
zwischen Schraubenkopf und Träger.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Schraube.
-
Die 2 zeigen den Schraubenkopf einer erfindungsgemäßen Schraube,
wobei der Schraubenkopf mit angeformten Schneidflügeln an
den Schraubenschaft angespritzt oder angegossen ist.
-
3 zeigt
eine Isolationspaneelverkleidung mit einem an einem Unterbau mit
einer erfindungsgemäßen Schraube
befestigten Isolierpaneel.
-
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.
-
In 1 ist
eine erfindungsgemäße Schraube 1 mit
einem Schraubenkopf 2 in Sechskantausführung gezeigt. Der Schraubenkopf 2 bildet
einen Anschlag 4, d. h. einen das Einschrauben begrenzenden
Rand, aus. An den Schraubenkopf 2 grenzt ein Schraubenschaft 6 mit
einem Schraubengewindebereich 7 an, der bis zur als Bohrspitze
ausgebildeten Schraubenspitze 8 verläuft. Der Schraubengewindebereich 7 weist
im gezeigten Beispiel ein Linksgewinde auf. Im Bereich des Anschlags
des Schraubenkopfes 2 sind zwei Schneidflügel 10 mit
jeweils einer im Wesentlichen radial vom Schraubenkopf 2 nach außen verlaufenden
Schneidkante 11 an den Schraubenkopf 2 angeformt.
Die Schneidflügel 10 bilden
Schermesser aus. Dazu stehen zumindest an der Schneidkante 11 liegende
Bereiche der Schneidflügel 10 schräg zu einer
senkrecht zur Längsachse der
Schraube 1 liegenden Ebene. Die so ausgebildete Neigungsrichtung
der Schneidflügel 10 entspricht der
Neigungsrichtung des Schraubengewindes im Schraubengewindebereich 7.
Der Schraubenkopf 2 und die Schneidflügel 10 sind zusammen
einstückig ausgeführt. Im
gezeigten Beispiel ist die gesamte Schraube 1 einstückig ausgebildet.
Die Schneidkanten 11 der Schneidflügel 10 ragen in Richtung
des Schraubenschaftes 6 über den Anschlag 4 hinaus. Der
Schraubengewindebereich 7 weist ein Selbstschneidegewinde
als Schraubengewinde auf.
-
In
den
2 ist der Schraubenkopf
2 einer erfindungsgemäßen Schraube
gezeigt, wobei der Schraubenkopf
2 mit angeformten Schneidflügeln
10 an
den Schraubenschaft
6 angespritzt oder angegossen ist.
Der Schraubenkopf
2 ist in Doppelsechskantausführung gezeigt.
In
2a ist eine Seitenansicht quer zu den Schneidflügeln
10 des
Schraubenkopfes
2 gezeigt, wobei der Schraubenkopf
2 transparent dargestellt
ist, um eine vom Material des Schraubenkopfes
2 umschlossene
Verankerungsstruktur
15 zu zeigen. Die Verankerungsstruktur
15 wird
am schraubenkopfseitigen Ende des Schraubenschafts
6 vom Schraubenschaft
6 ausgebildet.
Entsprechend einer in der
DE
102 49 993 A1 gezeigten Ausführungsform einer derartigen
Verankerung, wird die Verankerung
15 aus einer sich verbreiternden
Auffächerung
16 zusammen
mit einer plattenartigen Verbreiterung
17 des Schraubenschafts
6 gebildet.
In
2b ist eine Draufsicht auf den Schraubenkopf
2 mit
den Schneidflügeln
10 gezeigt.
Die zwei Schneidflügel
10 sind symmetrisch
um die Längsachse
der Schraube gruppiert und vom Schraubenkopf
2 einzeln
abstehend am Schraubenkopf
2 angeformt, d. h. sie stehen
propellerartig vom Schraubenkopf
2 ab. In
2c ist eine
Seitenansicht in Längsrichtung
zu den Schneidflügeln
10 des
Schraubenkopfes
2 gezeigt. Der sich in der Figur im Vordergrund
befindliche Schneidflügel ist
geschnitten entlang der in
2b eingezeichneten
Linie dargestellt. Die Schneidkanten
11 der Schneidflügel
10 ragen
in Richtung des Schraubenschaftes
6 über den Anschlag
4 des
Schraubenkopfes
2 hinaus. Die Bereiche der Schneidflügel
10,
an denen die Schneidkanten
11 angeordnet sind, sind schräg vom Anschlag
4 weg
abgewinkelt und verjüngen
sich in Richtung zu der jeweiligen Schneidkante
11.
-
In 3 ist
eine Isolationspaneelverkleidung 20 mit einem an einem
Unterbau 21 mit einer erfindungsgemäßen Schraube 1 befestigten,
als Sandwichelement ausgebildeten Isolierpaneel 23 gezeigt. Der
Unterbau 21 wird im dargestellten Beispiel aus zwischen
Metallschienen 25 eingefügten Baustoffplatten 26 gebildet.
Das Sandwichelement ist aus einer Isolierstoffschicht 27 aus
z. B. Schaumstoff gebildet, die zwischen einem Trapezblech als Träger 28 und
einem Außenblech 29 angeordnet
ist. Die erfindungsgemäße Schraube 1 ist
durch das Isolationspaneel 23 derart hindurchgeschraubt,
dass der Anschlag der Schraube 1 ein Widerlager des Trägers 28 bildet.
Zur Positionierung des Schraubenkopfes 2 innerhalb der
Isolierstoffschicht 27 sind die Schneidflügel der
Schraube 1 unter Ausbildung eines spiralförmigen Einschnittes 30 in
der Isolierstoffschicht 27 durch die Isolierstoffschicht 27 durchgeschraubt
und in eine der Baustoffplatten 26 eingeschraubt. Die Schneidflügel sind
elastisch verformt an den Träger 28 angepresst.
-
Vorgeschlagen
wird eine Schraube 1 zur Befestigung eines Isolationspaneels
an einem Unterbau, mit einem einen Anschlag 4 bildenden
Schraubenkopf 2 und einem an den Schraubenkopf 2 angrenzenden
Schraubenschaft 6 mit einem Schraubengewindebereich 7,
wobei im Bereich des Anschlags 4 des Schraubenkopfes 2 mindestens
ein Schneidflügel 10 mit
einer im Wesentlichen radial vom Schraubenkopf 2 nach außen verlaufenden Schneidkante 11 vorgesehen
ist. Dabei sind der Schraubenkopf 2 und der Schneidflügel 10 zusammen
einstückig
ausgeführt.
-
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.