DE102011118604A1

DE102011118604A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Befestigung von Gegenständen bei Dämmstrukturen auf Basis von Vakuum- Isolations-Paneelen

Info

Publication number: DE102011118604A1
Application number: DE102011118604A
Authority: DE
Inventors: Peter Bensch; Uwe Schmidt
Original assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-16

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen (10) ist aus einem Befestigungselement (3) und einem das Befestigungselement (3) kraftschlüssig aufnehmenden Hülsenelement (2) gebildet, wobei das Hülsenelement (2) einteilig ist und eine Hülse (4) und eine sich über eine Stirnseite der Hülse (4) erstreckende Ankerplatte (6) aufweist. Ein Verfahren zur Befestigung von Gegenständen mit der Vorrichtung (1) an einer Dämmstruktur (10) ist ebenfalls angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Gegenständen bei Dämmstrukturen auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 7.
Die im Vergleich zu Dämmstoffen auf Basis von Kunststoffen oder auf Basis von Fasern wesentlich größere Wärmedämmung eines Vakuum-Isolations-Paneel unter Ausnutzung eines Vakuums ist seit langem bekannt. Solche Vakuum-Isolations-Paneele sind aus einer vakuumdichten Umhüllung aufgebaut, die einen üblicherweise quaderförmigen Hohlraum ausbildet, der aus zwei einander gegenüberliegenden Hauptflächen und vier diese verbindende Stirnflächen gebildet ist. In dem so gebildeten Hohlraum wird ein Vakuum erzeugt. Zur Dämmung gegen Wärmetransport durch Strahlung ist der evakuierte Hohlraum in der Regel mit einem Kernmaterial gefüllt, welches je nach Art des Kernmaterials auch den mechanischen Lastabtrag und somit die Formstabilität insbesondere bei nicht-eigensteifen Umhüllungsmaterialen gewährleisten kann. Übliche Kernmaterialien mit Lastabtragseigenschaften sind mikroporöse Formteile aus vorgepresstem Pulver, verdichtetem Fasermaterial oder offenzellige Schäume.
Als Umhüllungen werden in den letzten Jahren aus Gründen der großen Vakuumdichtheit in Verbindung mit einer unvermeidlichen, gleichwohl sehr geringen Wärmeleitung über den stirnseitigen Randverbund überwiegend metallbeschichtete Folien verwendet. Diese Folien können aus einer einzigen metallbeschichteten Folie bestehen oder auch einen mehrlagigen, alternierenden Aufbau aufweisen. Nachteilig an diesen Folien ist, dass sie anfällig für mechanische Beschädigungen beim Umgang mit den Vakuum-Isolations-Paneelen sind, so dass eine hohe Sorgfalt während beispielsweise der Montage geübt werden muss.
Mit solchen Vakuum-Isolations-Paneelen können Wärmeleitfähigkeiten als charakteristisches Maß für die Dämmwirkung im Bereich von 0,002 bis 0,010 W/mK als Messwert der Wärmeleitfähigkeit λ₁₀ nach DIN EN 12667 erreicht werden.
Die geringere erforderliche Dicke einer Dämmschicht auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen im Vergleich zu Dämmschichten aus Mineralwolle oder Schaumstoffen macht sich insbesondere bei der sogenannten Innenraumdämmung bemerkbar. So reduziert sich der Verlust an Nutzfläche bei einer Wandlänge von beispielsweise 10 m und einer um 10 cm dünneren Dämmschicht um 1 m².
Diesem verringerten Raumbedarf steht allerdings in der Praxis das Problem gegenüber, dass nach dem Anbringen einer Beplankungsschicht die räumliche Anordnung der Vakuum-Isolationspaneele und insbesondere deren Fugenzwischenräume nicht mehr erkennbar ist, was zur Folge hat, dass übliche Befestigungsmittel wie Schrauben, Dübel oder Nägel zur allgemeinen Befestigung von Gegenständen wie etwa Bilder, Uhren, Leuchtkörpern, Einrichtungsgegenständen etc. ein sehr großes Risiko einer irreparablen Beschädigung der hinter der Beplankung angeordneten Vakuum-Isolations-Paneele haben. Üblicherweise besteht die Beplankungsschicht wie die Dämmschicht aus Vakuum-Isolations-Paneelen aus Einzelelementen. Bekannte Beispiele sind Gipsplatten, Holzbauplatten, Holzpaneele, Nut-und-Feder Verschalungen und dergleichen mehr.
Zwar kommt als Alternative ein Ankleben von Gegenständen an eine solche Dämmstruktur aus Vakuum-Isolations-Paneelen mit einer Beplankungsschicht in Frage. Nachteilig ist, dass oftmals eine solche Verklebung nicht beschädigungsfrei entfernt werden kann. Weiterhin kann es bei einer unsachgemäß ausgeführten Klebung zu einem unbeabsichtigten Ablösen kommen. Die aus Museen bekannte Art der Abhängung von insbesondere Bildern über an der Decke befestigte Halterungen wird im privaten Bereich aus optischen Gründen in der Regel nicht gewünscht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen bereitzustellen, womit eine Beschädigung der Vakuum-Isolations-Paneele sicher vermieden wird, die kostengünstig herstellbar ist. Weiterhin stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen unter Verwendung der Befestigungsvorrichtung bereitzustellen, welches einfach auszuführen und kostengünstig ist.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Vorrichtung zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen, wobei die Dämmstruktur aus mindestens einer Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen und mindestens einer Beplankungsschicht gebildet ist, kurz Befestigungsvorrichtung besteht aus zwei Teilen, einem Befestigungselement und einem das Befestigungselement kraftschlüssig aufnehmenden Hülsenelement. Das Hülsenelement ist einteilig ausgeführt und aus einer Hülse und eine sich über eine Stirnseite der Hülse erstreckende Ankerplatte gebildet. Die Ankerplatte übernimmt somit einerseits die Funktion eines Anschlags für das Befestigungselement, so dass die Eindringtiefe des Befestigungselements begrenzt ist. Weiterhin überträgt die Ankerplatte die für die Befestigung der Gegenstände notwendigen Kräfte beschädigungsfrei in die Dämmstruktur, d. h. sie übernimmt die Lastverteilung. Hülse und Ankerplatte sind als einteiliges Bauteil miteinander fest verbunden, bevorzugt durch Klebung, Schweißung oder Lötung. Der Kraftschluss zwischen Hülsenelement und Befestigungsmittel kann beispielsweise durch eine (ein)rastende Verbindung realisiert sein.
Die Höhe der Hülse ist vorteilhaft so gewählt, dass diese nicht größer als die Dicke der mindestens einen Beplankungsschicht ist.
Es ist bevorzugt, dass das Befestigungselement einen Gewindeschaft und die Hülse des Hülsenelements ein entsprechendes Gegengewinde ist. Besonders bevorzugt sind sog. Maschinengewinde in den üblichen Normabmessungen M4 bis M10. Die Gewindelänge der kann abhängig von der konkreten Befestigungsaufgabe gewählt werden. Das Befestigungselement kann die Form üblicher Schrauben mit Köpfen wie etwa Kreuzschlitz- oder Imbusschrauben aufweisen, alternativ kann es anstelle eines Schraubkopfes Befestigungsmittel wie beispielsweise Haken, Ösen oder klammerartige Elemente aufweisen.
Es ist bevorzugt, dass die Ankerplatte eine rechteckige, insbesondere quadratische, oder kreisförmige Form aufweist. Die rechteckige Form bietet den herstellungstechnischen Vorteil eines geringeren Verschnittanfalls, die kreisförmige Form vermeidet aufgrund der fehlenden Ecken die Ausbildung von Spannungsspitzen in der Nutzung.
Es ist bevorzugt, dass die Hülse zylinderförmig ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführung ist Hülse mit ihrer Rotationsachse im Fall der rechteckigen bzw. quadratischen Form der Ankerplatte im Schnittpunkt der beiden Diagonalen angeordnet. Im Fall der kreisförmigen Ankerplatte ist entsprechend eine rotationssymmetrische Anordnung von Hülse und Ankerplatte bevorzugt. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Hülse eine Höhe von maximal 10 mm aufweist.
Es ist bevorzugt, dass die Vorrichtung aus Befestigungselement und Hülsenelement aus Metall gebildet ist.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen, wobei die Dämmstruktur aus mindestens einer Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen und mindestens einer Beplankungsschicht gebildet ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

– Anbringen einer die Beplankung durchdringenden Durchbrechung an einer festgelegten Stelle vor dem Anbringen der Beplankungsschicht,
– Anordnen des Hülsenelements wie oben beschrieben in die Durchbrechung
– Anbringen der Beplankung derart, dass die Ankerplatte des Hülsenelements zwischen der Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen und der Beplankungsschicht angeordnet ist
– Schaffung einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen Hülsenelement und Befestigungsmittel.

In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens ist die Beplankungsschicht aus Gips- oder Gipsfaserplatten gebildet.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen die Erfindung näher beschrieben, wobei in den Zeichnungen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigen:
1 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung und
2 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung nach 1 im Einbauzustand
3 eine zweite Ausführung eines Befestigungselements einer Befestigungsvorrichtung
1 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 1 die aus einem Hülsenelement 2 und einem Befestigungselement 3 besteht. Das Hülsenelement 2 ist einteilig aus einer zylinderförmigen Hülse 4 mit achssymmetrischem Innengewinde 5 und einer Ankerplatte 6 aufgebaut. Im Ausführungsbeispiele sind die Hülse 4 und die Ankerplatte 6 aus verzinkten Stahl und miteinander verschweißt. Die Ankerplatte 6 weist eine kreisförmige Kontur auf. Die Hülse 4 weist einen Außendurchmesser von 10 mm auf, das Innengewinde 5 ist als M6 Gewinde ausgeführt. Die Ankerplatte 6 weist eine Dicke von 1 mm und einen Durchmesser von 30 mm auf, so dass die Ankerplatte 6 rotationssymmetrisch 10 mm über die Hülse 4 hervorsteht.
Das Befestigungselement 3 ist im Ausführungsbeispiel als Maschinenschraube mit Schraubkopf 7, Imbusaufnahme 8 und Gewindeschaft 9 ebenfalls als M6 Gewinde ausgebildet. Die Länge des Gewindeschaftes 9 ist entsprechend der konkreten Befestigungsaufgabe variabel.
2 zeigt in einer Schnittdarstellung die Befestigungsvorrichtung 1 nach 1 im Einbauzustand in einer Dämmstruktur 10. Das Hülsenelement 2 ist mit seiner Ankerplatte 6 zwischen einer Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen 11, 11' und einer Beplankungsschicht aus Gipsplatten 12 angeordnet, die miteinander über Klebepunkte verbunden sind, von denen in 2 zwei Punkte 13, 13' dargestellt sind. Die Hülse 4 ist an der zuvor koordinatenmäßig festgelegten Stelle Höhe H über dem Boden und – nicht dargestellt – Abstand A von einer Bezugswand in eines Durchbruchs in Form einer Bohrung 14 von 10 mm in der Außenabmessung der Hülse 4 in die Gipsplatte 12 eingelassen. Damit die Hülse 4 nicht über die Außenfläche der Gipsplatte 12 übersteht, beträgt die Hülsenhöhe 10 mm für eine Gipsplatte 12 mit einer Dicke von 12,5 mm. Das Befestigungselement 3 ist über das Gewinde kraftschlüssig mit dem Hülsenelement 2 verbunden und befestigt im Beispielsfall ein Schienenelement 15, wie es zur Anbringung von beispielsweise Leucht- oder Bildsystemen Verwendung findet. Das Schienenelement 15 weist im Befestigungsbereich eine Dicke von 5 mm auf, so dass hier eine Länge des Gewindeschaftes 9 von 15 mm gewählt ist.
Unter Bezugnahme auf den Einbauzustand der Befestigungsvorrichtung 1 in der Dämmstruktur 10 aus Vakuum-Isolations-Paneelen 11, 11' und Beplankungsschicht aus Gipsplatten 12 nach 2, ist der erste Schritt das Anbringen der Bohrung 14 an der koordinatenmäßig vorgegebenen Stelle der Höhe H und des Abstands A. Hierunter ist zu verstehen, dass die Bohrung 14 so in ein Element der Beplankungsschicht 12 angeordnet ist, dass die Bohrung 14 nach dem Anbringen des Elements 12 sich an der vorgegebenen Stelle befindet. Zu berücksichtigen bei der Lage der Bohrung 14 ist, dass sich die Höhe H als Abstand zum Boden nachträglich noch ändern kann, da oftmals der Boden nach der Dämmung einschließlich Beplankung hergestellt wird. In diesem Fall ist die künftige Bodenhöhe bei der koordinatenmäßigen Lage der Bohrung 14 in der Platte 12 zu berücksichtigen. In analoger Weise kann auch eine Korrektur für den horizontalen Abstand A zu der Bezugswand erforderlich sein.
In die Bohrung 14 wird dann das Hülsenelement 2 mit seiner Hülse 4 eingelegt. Anschließend wird die Gipsplatte 12 so an der Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen 11, 11' angebracht, hier verklebt, dass die Ankerplatte 6 des Hülsenelements 2 zwischen der Dämmlage aus Vakuum-Isolationspaneelen 11, 11' und der Gipsplatte 12 angeordnet ist. Über die kraftschlüssige Verbindung von Hülsenelement 2 und Befestigungsmittel 3 können dann Gegenstände befestigt werden, ggf. unter Verwendung weiterer Elemente wie eines Schienenelements 15 gemäß 2.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Befestigungselements 3' einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 1. Das Befestigungselement 3' unterscheidet sich vom Befestigungselement 3 nach 1 darin, dass anstelle des Schraubkopfes 8 eine Anschlagschulter 16 und ein Haken 17 vorgesehen sind, der zur unmittelbaren Befestigung von Gegenständen dient, wie beispielsweise dem Aufhängen von Bildern oder dergl. Zur kraftschlüssigen Befestigung des Befestigungselements gemäß 3 in einem, dem in 2 dargestellten, vergleichbaren Einbauzustand ohne Schienenelement 15 weist der Gewindeschaft 9 des Befestigungselements 3 eine Länge von 10 mm auf.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die im Ausführungsbeispiel angegebenen Abmessungen und Gewindemasse nur illustrativen Charakter haben und den Erfindungsgegenstand in keiner Weise einschränken. Entscheidend ist vielmehr die Abstimmung der Abmessungen von erfindungsgemäßen Hülsenelement, Befestigungselement und Beplankungsschicht aufeinander.
Im Fall einer mehrlagigen Ausführung der Beplankung kann die Hülse auch länger als die 10 mm des Ausführungsbeispiels sein und sich über mehrere Lagen der Beplankung erstrecken. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sich die Hülse des Hülsenelements nur in die erste, an die Dämmschicht aus Vakuum-Isolations-Paneelen angrenzende Lage der Beplankung erstreckt, und die weiteren Lagen lediglich eine Ausnehmung für die Durchführung des Befestigungsmittels an der koordinatenmäßig festgelegten Stelle aufweisen.
Die Befestigung der Beplankung ist selbstverständlich nicht auf das im Ausführungsbeispiel beschriebene Verkleben der die Beplankung bildenden Elemente wie Gipsplatten oder auch anderer üblicher Beplankungsmaterialien beschränkt. Alternativ können die die Beplankung bildenden Elemente auch in an sich bekannter Form an Unterkonstruktionen befestigt, beispielsweise geschraubt, werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 12667 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Befestigung von Gegenständen an einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen (10), wobei die Dämmstruktur (10) aus mindestens einer Dämmlage aus Vakuum-Isolationspaneelen (11, 11') und mindestens einer Beplankung (12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (1) aus einem Befestigungselement (3, 3') und einem das Befestigungselement kraftschlüssig aufnehmenden Hülsenelement (2) besteht, wobei das Hülsenelement einteilig ist und eine Hülse (4) und eine sich über eine Stirnseite der Hülse (4) erstreckende Ankerplatte (6) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (3, 3') einen Gewindeschaft (9) und die Hülse (4) des Hülsenelements (2) ein Innengewinde (5) aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (6) rechteckig, insbesondere quadratisch, oder kreisförmig ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) zylinderförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (4) des Hülsenelements (2) eine Höhe von maximal 10 mm aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) aus Metall gebildet ist.
Verfahren zur Befestigung von Gegenständen bei einer Dämmstruktur auf Basis von Vakuum-Isolations-Paneelen (10), wobei die Dämmstruktur (10) aus mindestens einer Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen (11, 11') und mindestens einer Beplankungsschicht (12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anbringen der Beplankungsschicht (12) an einer für die Befestigungsvorrichtung vorgesehenen Stelle eine die Beplankungsschicht durchdringende Durchbrechung (14) vorgenommen wird und in dieser Durchbrechung (14) ein Hülsenelement (2) einer Befestigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 so angeordnet wird, dass im Einbauzustand die Ankerplatte (6) zwischen der Dämmlage aus Vakuum-Isolations-Paneelen (11, 11') und der Beplankungsschicht (12) angeordnet ist und dass nach dem Anbringen der Beplankungsschicht (12) mit dem eingelassenen Hülsenelement (2) dieses mit dem Befestigungselement (3, 3') kraftschlüssig verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (14) als Bohrung ausgeführt ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankungsschicht (12) aus Gips- oder Gipsfaserplatten gebildet ist.