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Die
Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine
solche Befestigungsvorrichtung mit einem vorderen Kraftübertragungselement
und einem hinteren Kraftübertragungselement, wobei ein
Anker durch das vordere Kraftübertragungselement und das
hintere Kraftübertragungselement hindurchführbar
ist, ist aus der
DE 295 09 418 bekannt.
Die Befestigungsvorrichtung wird verwendet, um einen Gegenstand
in einem Abstand, der beispielsweise durch die Dicke einer wärmedämmenden
Isolierung vorgegeben ist, an einer senkrechten Außenwand
eines Gebäudes zu befestigen und dabei das auf den Anker wirkende
Biegemoment zu verringern. Das hintere Kraftübertragungselement
ist in diesem Zusammenhang ein Kraftübertragungselement,
welches der Außenwand zugewandt ist, während das
vordere Kraftübertragungselement in diesem Zusammenhang
ein Kraftübertragungselement ist, welches von der Außenwand
abgewandt ist. Das vordere Kraftübertragungselement ist
als äußeres, Hülsenteil ausgebildet und
das hintere Kraftübertragungselement ist als inneren Hülsenteil
ausgebildet, wobei das äußere Hülsenteil
ein Innengewinde aufweist und das innere Hülsenteil ein
Außengewinde aufweist, so dass das äußere
Hülsenteil und das innere Hülsenteil miteinander
verschraubbar sind und die Befestigungsvorrichtung verstellbar ist.
In der Mitte des äußeren Hülsenteils
und in der Mitte des inneren Hülsenteils ist jeweils eine
Bohrung ausgebildet. Der Anker ist durch die Bohrung in dem äußeren
Hülsenteil und die Bohrung in dem inneren Hülsenteil
unter Bildung eines Ringspalts hindurchgeführt und in einer
senkrechten Außenwand eines Gebäudes, welche eine
wärmedämmende Isolierung aufweist, verankert.
Dabei weisen die Bohrung in dem vorderen Kraftübertragungselement
und die Bohrung in dem hinteren Kraftübertragungselement
ein ähnliches Übermaß gegenüber dem
Anker auf.
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Ist
die Befestigungsvorrichtung nicht fest eingespannt und ist eine
Last an der Befestigungsvorrichtung befestigt, dreht eine parallel
zu der senkrechten Außenwand nach un ten gerichtete Kraft (Scherkraft),
die von der Last verursacht wird, die Befestigungsvorrichtung aufgrund
der Toleranzen relativ zu dem Anker, und es wirkt sowohl eine Kraft
von dem vorderen Kraftübertragungselement als auch von
dem hinteren Kraftübertragungselement auf den Anker ein,
so dass ein recht großes Biegemoment auf den Anker ausgeübt
wird, wenn die Befestigungsvorrichtung nicht eingespannt ist. Durch
ein festes Einspannen könnten zwar Querkräfte
vom hinteren Kraftübertragungselement über Reibung
direkt auf den Untergrund übertragen werden. Allerdings
bedingt dies sehr hohe Zugkräfte im Anker und damit einen
groß dimensionierten Anker mit relativ hohem Wärmedurchgang.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung
zu schaffen, welche bei vergleichbarer Lastsituation einen kleineren
Anker mit geringerem Wärmedurchgang ermöglicht.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind
das vordere Kraftübertragungselement und das hintere Kraftübertragungselement
derart ausgebildet, dass eine Scherkraft ausschließlich
von dem hinteren Kraftübertragungselement auf den Anker übertragbar
ist. Dabei meint der Begriff „ausschließlich",
dass zumindest der überwiegende Anteil der Scherkraft von
dem hinteren Kraftübertragungselement auf den Anker übertragbar
ist, denn auch wenn ein geringer Anteil der Scherkraft, beispielsweise über
eine Silikonabdichtung zwischen Anker und vorderem Kraftübertragungselement, übertragen
wird, bleibt der Vorteil erhalten, dass gegenüber den bekannten
Befestigungsvorrichtungen ein vergleichsweise kleinerer Anker verwendet
werden kann.
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Vorteilhafterweise
kann eine Scherkraft in unmittelbarer Nähe der Außenwand
auf den Anker übertragen werden, so dass auf den Anker
kein großes Biegemoment wirkt. Daher reicht ein relativ
dünner Anker aus und wird keine großflächige
Wärmebrücke gebildet. Der Begriff „Anker"
ist in diesem Zusammenhang sehr umfassend zu verstehen und soll jedes
beliebige Element bezeichnen, das in der Außenwand verankerbar
ist.
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In
einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform sind
das vordere Kraftübertragungselement und das hintere Kraftübertragungselement
derart ausgebildet, dass eine Scherkraft von dem vorderen Kraftübertragungselement über
ein Dämmelement auf das hintere Kraftübertragungselement übertragbar
ist.
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Vorteilhafterweise
kann eine besonders gute Isolierung erreicht werden.
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In
noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform
sind an dem vorderen Kraftübertragungselement Krallen ausgebildet,
die in das Dämmelement eingreifen. Dabei sind „Krallen"
allgemein und breit als eine formschlüssige Verbindung
zu verstehen.
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Alternativ
zu einer formschlüssigen Verbindung ist auch eine stoffschlüssige
Verbindung, insbesondere auf Basis einer Verklebung möglich.
Dies ermöglicht besonders einfache Bauteilgeometrien.
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Vorteilhafterweise
sind Krallen besonders geeignet zur Übertragung einer Kraft,
die senkrecht zu der Längsachse des Ankers gerichtet ist.
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In
noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform
sind auch an dem hinteren Kraftübertragungselement Krallen
ausgebildet, die in das Dämmelement eingreifen.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform sind das vordere
Kraftübertragungselement und das hintere Kraftübertragungselement über
eine Diagonalstrebe miteinander verbunden.
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Vorteilhafterweise
ist kein Dämmelement mit großer Schersteifigkeit
zwischen den beiden Kraftübertragungselementen erforderlich.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungsvorrichtung
einen Konsolenkörper auf, mit dem das hintere Kraftübertragungselement
und das vordere Kraftübertragungselement verbunden sind.
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Vorteilhafterweise
kann ein derartiger Konsolenkörper mit geringer Wärmeleitfähigkeit
hergestellt werden.
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In
einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist
der Konsolenkörper rund. Er lässt sich dadurch
einfach in eine vorhandene Wärmeisolierung, beispielsweise
eine Schicht Mineralwolle, einpassen, indem mit einer Lochsäge
eine passende Aussparung in der Wärmeisolierung erstellt
wird.
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In
einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform weist
der Konsolenkörper eine Umrandung auf.
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Vorteilhafterweise
kann ein Spalt zwischen dem Konsolenkörper und der Isolierung
vermieden werden.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform weist die Befestigungsvorrichtung
eine Verdrehsicherung auf, die ein Verdrehen insbesondere des hinteren
Kraftübertragungselements gegenüber der Wand verhindert.
Dabei ist ein mögliches Verdrehen um eine zum Anker im
Wesentlichen parallele Achse gemeint. Vorzugsweise ist als solche
Verdrehsicherung ein weiterer Anker durch das vordere Kraftübertragungselement
und das hintere Kraftübertragungselement hindurchführbar.
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Vorteilhafterweise
kann eine Drehung der Kraftübertragungsvorrichtung verhindert
werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit einer Diagonalstrebe;
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2 eine
Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit einer Umrandung;
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3 eine
Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit einem vorderen
Kraftübertragungselement und einem hinteren Kraftübertragungselement,
die nur über ein Dämmelement miteinander verbunden
sind;
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4 eine
Ansicht einer Befestigungsvorrichtung mit kreisförmigem
Umfang;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Befestigungsvorrichtung, welche als
Konsole ausgebildet ist;
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6 eine
Querschnittsansicht der Befestigungsvorrichtung aus 5 entlang
dessen Längsrichtung; und
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7 eine
Querschnittsansicht der Befestigungsvorrichtung aus 5 entlang
dessen Querrichtung.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit einer
Diagonalstrebe 6. Die Befestigungsvorrichtung umfasst ein
vorderes Kraftübertragungselement 1 und ein hinteres
Kraftübertragungselement 2, die beide plattenförmig
ausgebildet und parallel zueinander angeordnet sind. Zwischen dem
vorderen Kraftübertragungselement 1 und dem hinteren
Kraftübertragungselement 2 befindet sich ein Dämmelement 20,
das beispielsweise aus leicht verformbarer Mineralwolle besteht.
Das vordere Kraftübertragungselement 1 und das
hintere Kraftübertragungselement 2 sind über
die Diagonalstrebe 6 und Querstreben 11 miteinander
verbunden, mit diesen einstückig ausgebildet und bestehen
aus Kunststoff. Statt Kunststoff kann auch Metall verwendet werden,
wenn eine höhere Belastung erforderlich ist. Die Querstreben 11 und
die Kraftübertragungselemente 1, 2 bilden
zusammen mit zwei weiteren Wänden, die zwischen den Querstreben 11 verlaufen,
die Wände eines Konsolengehäuses, in dem das Dämmelement 20 aufgenommen
ist. Das Dämmelement 20 ist von einer Isolierung 5 der
Außenwand 4 durch das Konsolengehäuse
getrennt. Das Dämmelement 20 und das Konsolengehäuse
bilden gemeinsam einen Konsolenkörper. Ein Anker 3 ist
durch ein Loch in dem vorderen Kraftübertragungselement 1, ein
Loch in dem Dämmelement 5 und ein Loch in dem
hinteren Kraftübertragungselement 2 hindurchgeführt
und ist in der Außenwand 4 verankert. Auf der Vorderseite
des vorderen Kraftübertragungselements 1 sind
zwei parallele Halterungsleisten 10 zur Anbringung einer
Last (nicht dargestellt), wie beispielsweise einer Außenwandverkleidung,
vorgesehen. Das Konsolengehäuse kann alternativ auch nur Luft
enthalten.
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Die
durch die Last hervorgerufene Kraft hat eine parallele Kraftkomponente,
die parallel zu der Längsachse des Ankers 3 gerichtet
ist, und eine senkrechte Kraftkomponente (Scherkraft), die senkrecht
zu der Längsachse des Ankers 3 gerichtet ist. Die
parallele Kraftkomponente wird, soweit sie von der Außenwand 4 abgewandt
ist (Zugkraft), von dem vorderen Kraftübertragungselement 1 direkt
auf den Anker 3, und soweit sie der Außenwand 4 zugewandt ist
(Druckkraft) vom vorderen Kraftübertragungselement 1,
die Querstreben 11 und die Diagonalstreben 6 auf
die Außenwand 4 übertragen. Die senkrechte Kraftkomponente
wird von dem vorderen Kraftübertragungselement 1 auf
die Querstreben 11 und die Diagonalstrebe 6 übertragen,
so dass der Anker nicht als langer Hebel wirkt. Die senkrechte Kraftkomponente
wird dann von den Querstreben 11 und der Diagonalstrebe 6 auf
das hintere Kraftübertragungselement 2 übertragen
und von diesem dicht bei der Außenwand 4 auf den
Anker 3 übertragen, so dass nur ein geringes Biegemoment
auf den Anker 3 wirkt. Um sicherzustellen, dass die senkrechte
Kraftkomponente erst bei dem hinteren Kraftübertragungselement 2 auf
den Anker 3 einwirkt, ist das vordere Kraftübertragungselement 1 und
das hintere Kraftübertragungselement 2 derart
ausgebildet, dass eine Scherkraft ausschließlich von dem
hinteren Kraftübertragungselement 2 auf den Anker 3 übertragbar
ist. Konkret bedeutet dies, dass, wenn die Befestigungsvorrichtung relativ
zu dem Anker 3 aufgrund von Toleranzen der Löcher
in dem vorderen Kraftübertragungselement 1 und
dem hinteren Kraftübertragungselement 2 gedreht
wird, die Drehung der Befestigungsvorrichtung dadurch begrenzt wird,
dass der Anker 3 gegen zwei gegenüberliegende
Ränder des Lochs in dem hinteren Kraftübertragungselement 2 stößt,
durch welches der Anker 3 hindurchgeführt ist,
wobei der Anker 3 weder an dem Loch in dem vorderen Kraftübertragungselement 1 noch
an dem Loch in dem Dämmelement 20 anliegt. Dazu
wird für eine identische Dicke der plattenförmigen
Kraftübertragungselemente 1 und 2 das
Loch in dem vorderen Kraftübertragungselement 1 weiter
ausgebildet als das Loch in dem hinteren Kraftübertragungselement 2.
Die Weite des Loch in dem Dämmelement 20 ist jedoch
nicht kritisch, solange das Dämmelement 20 leicht
verformbar ist. Ein solches Größenverhältnis
der Löcher in dem vorderen Kraftübertragungselement 1,
dem Dämmelement 20 und dem hinteren Kraftübertragungselement 2 kann
zum Beispiel durch eine konische Bohrung erreicht werden. Diese
Art der Kraftübertragung gilt im Wesentlichen auch für
die weiteren Ausführungsformen. Abweichungen sind angemerkt.
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Zur
Fixierung der Befestigungsvorrichtung ist eine Mutter 8 auf
den Anker 3 geschraubt. Zwischen der Mutter 8 und
dem vorderen Kraftübertragungselement 1 befindet
sich eine Unterlegscheibe bzw. ein Unterlegplättchen 7.
Ein Kunststoffstift 9 als Verdrehsicherung ist durch ein
weiteres Loch in dem vorderen Kraftübertragungselement 1,
ein weiteres Loch in dem Dämmelement 20 und ein
weiteres Loch in dem hinteren Kraftübertragungselement 2 hindurchgeführt
und ist in der Wand 4 verankert, um eine Drehung der Befestigungsvorrichtung
zu verhindern.
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Im
Folgenden werden identische Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet und werden Buchstaben zu den Bezugszeichen hinzugefügt, um
abgewandelte Elemente zu kennzeichnen.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit Umrandung 14.
Im Gegensatz zu der Befestigungsvorrichtung aus 1 wird
für diese Ausführungsform und die folgenden Ausführungsformen
die senkrechte Kraftkomponente im Wesentlichen über das
Dämmelement 20a von einem vorderen Kraftübertragungselement 1a zu
einem hinteren Kraftübertragungselement 2a übertragen
und von diesem auf den Anker 3 übertragen. Dies
ist nur möglich, wenn das Dämmelement 20a sich
unter der senkrechten Kraftkomponente (Scherkraft) geringfügig
verformt, weshalb das Dämmelement 20a beispielsweise
aus Schaumglas gebildet ist. Auf der Unterseite des vorderen Kraftübertragungselements 1a aus
Metall sind Krallen 12 ausgebildet, die in das Dämmelement 20a eingreifen.
Das hintere Kraftübertragungselement 2a aus Kunststoff weist
einen Rahmen 13 zur formschlüssigen Verbindung
mit dem Dämmelement 20a auf. Um das vordere Kraftübertragungselement 1a läuft
ein Umrandung 14 aus Kunststoff mit einer abgeschrägten
hinteren Seite, die ebenfalls mit dem Dämmelement 20a gefüllt
ist und dazu dient, eine umgebende Isolierung 5 aus Mineralwolle
zusammenzudrücken, so dass zwischen der Isolierung 5 und
der Befestigungsvorrichtung kein Spalt vorhanden ist. Die Umrandung 14 und der
Rahmen 13 bilden zusammen mit den Kraftübertragungselementen 1a und 2a ein
Konsolengehäuse. Das Konsolengehäuse und das Dämmelement 20a stellen
gemeinsam einen Konsolenkörper dar. Alternativ könnten
Krallen an beiden Kraftübertragungselementen 1a und 2a ausgebildet
sein, oder können an dem unteren Kraftübertragungselement 2a Krallen
und an dem oberen Kraftübertragungselement 1a ein
Rahmen ausgebildet sein, oder können an dem oberen Kraftübertragungselement 1a und
dem unteren Kraftübertragungselement 2a Rahmen
ausgebildet sein. Die Kraftübertragungselemente 1a, 2a können
auch zusätzlich oder alternativ an dem Dämmelement 20a für
diese Ausführungsform und die weiteren Ausführungsformen
angeklebt sein.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Befestigungsvorrichtung mit einem
vorderen Kraftübertragungselement 1b und einem
hinteren Kraftübertragungselement 2b, die über
ein Dämmelement 5b miteinander verbunden sind.
Das vordere Kraftübertragungselement 1b mit Krallen 12 und
das hintere Kraftübertragungselement 2b mit Krallen 15 sind ausschließlich über
das Dämmelement 5b miteinander verbunden, welches
mit der Iso lierung 5b der Außenwand 4 identisch
ist. Ein Konsolenkörper ist in dieser Ausführungsform
nicht vorhanden.
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4 zeigt
eine Ansicht einer Befestigungsvorrichtung mit kreisförmigem
Umfang. Das vordere Kraftübertragungselement 1c und
das hintere Kraftübertragungselement (verdeckt) sind mit
der Vorderseite bzw. der Rückseite eines Konsolenkörpers 16 mit
kreisförmigem Querschnitt verbunden. Die Krallen (verdeckt)
sind durch Ausstanzen aus dem vorderen Befestigungselement 1c und
Umbiegen für diese und die anderen Ausführungsformen
gebildet, so dass Aussparungen 17 entstehen. Der Konsolenkörper
besteht entweder aus einem Dämmelement oder umfasst ein
Gehäuse, in dem ein Dämmelement enthalten ist.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Befestigungselements, welches
als Konsole ausgebildet ist. Die Konsole umfasst einen Konsolenkörper
mit einem vorderen quaderförmigen Abschnitt 18 und
einem hinteren quaderförmigen Abschnitt 19, welche
das Gehäuse der Konsole bilden. Der hintere Abschnitt 19 hat
eine kleinere Querschnittsfläche als der vordere Abschnitt 18,
so dass zwischen dem vorderen Abschnitt 18 und dem hinteren
Abschnitt 19 eine Stufe ausgebildet ist und der vordere
Abschnitt 19 eine Umrandung bildet. Die Umrandung soll
eine Isolierung, welche die Konsole umgibt, bedecken, so dass zwischen
der Konsole und der Isolierung kein Spalt ausgebildet ist.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht der Befestigungsvorrichtung aus 5 entlang
ihrer Längsrichtung. Die Befestigungsvorrichtung aus 5 unterscheidet
sich von der Befestigungsvorrichtung aus 2 lediglich
dadurch, dass die Umrandung keine abgeschrägte hintere
Seite aufweist. Die Konsole ist daher für eine Isolierung
geeignet, die kaum nachgibt, wie etwa Schaumglas.
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7 zeigt
eine Querschnittsansicht der Befestigungsvorrichtung aus 5 entlang
ihrer Querrichtung. Der Konsolenkörper kann auch als einstückiges
Dämmelement ohne Gehäuse ausgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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