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Die Erfindung betrifft eine Schraube mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie einen Spreizdübel mit einer derartigen Schraube als Spreizschraube. Schrauben sind grundsätzlich bekannt. Für manche Anwendungen ist es wünschenswert oder notwendig, wenn die Schraube aus korrosionsfestem und/oder thermisch isolierendem Material besteht. Eine Möglichkeit zur Korrosionsfestigkeit sind Schrauben aus rostfreiem Stahl, dessen thermische Leitfähigkeit niedriger als die von nicht-rostfreiem Stahl ist, so dass auch eine geringe Verbesserung der thermischen Isolierung im Vergleich mit nicht-rostfreiem Stahl erreicht wird. Für eine Verbesserung der thermischen Isolierung kann eine Schraube aus Kunststoff verwendet werden, die ebenfalls korrosionsfest ist. Ihr Nachteil ist die niedrigere mechanische Festigkeit im Vergleich mit Stahl.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine Schraube mit guter thermischer Isolierwirkung und guter mechanischer Festigkeit sowie einen Spreizdübel mit einer derartigen Schraube vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Die erfindungsgemäße Schraube ist eine Verbundschraube aus Kunststoff und Metall, die ein erstes Gewinde aus Metall und ein zweites Gewinde aus Kunststoff aufweist. Die Erfindung schließt weitere Materialien außer Metall und Kunststoff nicht aus. Das erste Gewinde aus Metall weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, die beispielsweise ein Schneiden eines Gegengewindes in beispielsweise Holz oder Kunststoff ermöglicht. Dadurch eignet sich die erfindungsgemäße Schraube beispielsweise zum Einschrauben und Aufspreizen eines Spreizdübels aus Kunststoff, wobei das erste Gewinde aus Metall der erfindungsgemäßen Schraube hohe Spreizkräfte ermöglicht. Insbesondere ist das erste Gewinde vor dem zweiten Gewinde angeordnet, wobei sich die Angaben zu "vorne" und "hinten" hier stets auf die Einschraubrichtung der Schraube beziehen.
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Das zweite Gewinde aus Kunststoff der erfindungsgemäßen Schraube lässt sich beispielsweise in ein zuvor mit dem ersten Gewinde aus Metall geschnittenes Gegengewinde schrauben.
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Zwischen den beiden Gewinden weist die erfindungsgemäße Schraube einen gewindefreien Schaftabschnitt auf. Der gewindefreie Schaftabschnitt kann glattwandig sein oder beispielsweise eine Profilierung, beispielsweise eine umlaufende Wellung aufweisen. Der gewindefreie Schaftabschnitt dient zur Abdichtung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schraube in einem Spritzgießwerkzeug, in das das erste Gewinde mit dem gewindefreien Schaftabschnitt eingelegt und mit Abstand vom ersten Gewinde mit Kunststoff umspritzt wird, der das zweite Gewinde bildet. Das Spritzgießwerkzeug dichtet am gewindefreien Schaftabschnitt ab.
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Um eine drehfeste und/oder zugfeste Verbindung des Metalls mit dem Kunststoff zu bewirken, kann ein Metallteil der erfindungsgemäßen Schraube, das das erste Gewinde und den gewindefreien Schaftabschnitt aufweist, mit Abstand vom ersten Gewinde eine Profilierung oder dgl. aufweisen, beispielsweise aufgerauht sein, eine Riffelung und/oder eine Profilierung beispielsweise mit umlaufenden, achsparallel oder wendelförmig verlaufenden Rippen und/oder Nuten, beispielsweise auch ein weiteres Gewinde aufweisen.
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Der gewindefreie Schaftabschnitt der erfindungsgemäßen Schraube zwischen dem ersten Gewinde aus Metall und dem zweiten Gewinde aus Kunststoff ermöglicht oder jedenfalls vereinfacht die Herstellung der Schraube durch die Möglichkeit oder jedenfalls Vereinfachung und Verbesserung der Abdichtung in einem Spritzgießwerkzeug, die vermeidet, dass Kunststoff beim Spritzgießen in den Bereich des ersten Gewindes gelangt.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Schraube als Spreizschraube zum Einschrauben in einen und Aufspreizen des Spreizdübels vorgesehen. Mit dem ersten Gewinde aus Metall lässt sich ein Gegengewinde in einen Spreizdübel aus Kunststoff schneiden und es lassen sich hohe Spreizkräfte erzielen. Das zweite Gewinde aus Kunststoff lässt sich in das mit dem ersten Gewinde aus Metall geschnittene Gegengewinde schrauben, wenn beide Gewinde korrespondierende Gewindeabmessungen aufweisen, was nicht zwingend für die Erfindung ist. Das zweite Gewinde verlängert eine Schraublänge der erfindungsgemäßen Schraube. Außerdem ermöglicht der Kunststoff eine gute thermische Isolierwirkung und ist korrosionsbeständig. Der Kunststoff der erfindungsgemäßen Schraube kann auch das Metall vor Korrosion schützen, wenn er Feuchtigkeit vom Metall abhält.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schraube ab dem zweiten Gewinde aus Kunststoff besteht, also beispielsweise keinen Metallkern aufweist. Mit "ab dem zweiten Gewinde" ist gemeint, dass die Schraube zumindest hinter dem zweiten Gewinde aus Kunststoff besteht. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung besteht die Schraube auf verhältnismäßig großer Länge aus Kunststoff und weist damit eine gute thermische Isolierwirkung auf, die Schraube bildet keine Kältebrücke.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Spreizdübel, der zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Schraube vorgesehen ist, einen Hohlschaft aufweist, der durch Einschrauben des zweiten Gewindes der Schraube in den Spreizdübel mit beispielsweise einem Schraubenkopf stauchbar ist. Die Schraube weist daher vorzugsweise einen Schraubenkopf auf. Eine mit dem Stauchen des Hohlschafts einhergehende axiale Verkürzung des Spreizdübels ermöglicht beispielsweise ein Spannen eines Gegenstands gegen einen Ankergrund. Das zweite Gewinde der erfindungsgemäßen Schraube ist insbesondere dann notwendig, wenn das erste Gewinde beim Einschrauben vorn aus dem Spreizdübel austritt oder sich ein Abschnitt des Spreizdübels in einem Hohlraum eines Ankergrunds, beispielsweise eines Lochziegels, befindet, wo eine radiale Abstützung des Spreizdübels von außen nicht gegeben ist, die für einen axialen Halt des ersten Gewindes aus Metall der erfindungsgemäßen Schraube im Spreizdübel notwendig ist. In diesem Fall ermöglicht das zweite Gewinde aus Kunststoff das Stauchen des Hohlschafts durch Einschrauben in den Spreizdübel bzw. seinen Hohlschaft. In diesem Fall können die beiden Gewinde verschiedene Abmessungen aufweisen, insbesondere kann das zweite Gewinde einen größeren Durchmesser als das erste Gewinde aufweisen, vorzugsweise stimmen jedoch die Gewindesteigungen überein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Dämmstoffhalter mit einem Halteteller als Spreizdübel vor. Vorzugsweise erstreckt sich ein Hohlschaft vom Spreizdübel zum Halteteller, der den Halteteller ein- oder mehrstückig mit dem Spreizdübel verbindet. Dämmstoffhalter dienen in Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) einer Befestigung von Dämmstoffplatten oder Dämmstoffmatten an einem Ankergrund, beispielsweise einer Gebäudewand. Der Halteteller muss nicht zwingend die Form eines Tellers aufweisen, also nicht unbedingt plattenförmig sein. Der Halteteller ist anhand seiner Funktion zu bestimmen, nämlich eine Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte an einer einem Ankergrund abgewandten Außenseite oder in einer Vertiefung zu übergreifen, um die Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte am Ankergrund zu halten. Der Halteteller kann allgemein auch als Halteelement des Dämmstoffdübels zum Halten einer Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte aufgefasst werden. Durch Einschrauben des zweiten Gewindes der erfindungsgemäßen Schraube in den Spreizdübel bzw. den Dämmstoffhalter lässt sich der Halteteller dem Spreizdübel nähern. Dabei wird ein etwaiger, den Halteteller mit dem Spreizdübel verbindender Hohlschaft gestaucht, worunter außer einer Verformung insbesondere eines einstückigen Hohlschafts auch eine teleskopierende Verkürzung eines mehrteiligen Hohlschafts oder eine teleskopierende Verkürzung einer Gesamtlänge des Hohlschafts und des Spreizdübels zu verstehen ist. Durch die Näherung des Haltetellers an den Spreizdübel ist ein Einziehen des Haltetellers in eine Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte durch Einschrauben der erfindungsgemäßen Schraube in den Dämmstoffdübel möglich, also eine Versenkung des Haltetellers in der Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte. Eine Erhebung des Haltetellers über die Außenseite der Dämmstoffplatte oder Dämmstoffmatte wird dadurch vermieden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die drei Figuren zeigen einen Dämmstoffhalter mit einer Verbundschraube gemäß der Erfindung in einer Achsschnittdarstellung in drei aufeinanderfolgenden Setzschritten.
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Der in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Dämmstoffhalter 1 weist einen Spreizdübel 2, einen vom Spreizdübel 2 beabstandeten kreisscheibenförmigen Halteteller 3 und einen Hohlschaft 4 auf, der den Halteteller 3 mit dem Spreizdübel 2 verbindet. Im Hohlschaft 4 des Dämmstoffhalters 1 ist eine Schraube 5 aufgenommen, die auch als Spreizschraube bezeichnet werden kann. Erfindungsgemäß ist die Schraube 5 eine Metall-Kunststoff-Verbundschraube, sie weist ein Metallteil 6 und ein Kunststoffteil 7 auf, die starr, nämlich drehfest und axialfest, miteinander verbunden sind. Das Metallteil 6 ist stiftförmig und weist ein Schraubengewinde, das hier als erstes Gewinde 8 der Schraube 5 bezeichnet wird, und einen Schaft 9 auf. Das Kunststoffteil 7 weist ebenfalls ein Schraubengewinde auf, das hier als zweites Gewinde 10 der Schraube 5 bezeichnet wird. Das zweite Gewinde 10 umschließt den Schaft 9, so dass die Schraube 5 zwischen den beiden Gewinden 8, 10 einen gewindefreien Schaftabschnitt 11 aufweist, der im Ausführungsbeispiel glattwandig ist. Innerhalb des zweiten Gewindes 10 kann der Schaft 9 des Metallteils 6 der Schraube 5 beispielsweise aufgerauht sein oder eine Profilierung, beispielsweise eine Riffelung, Verrippung, Nuten oder dgl. für die drehfeste und/oder axialfeste Verbindung des Kunststoffteils 7 mit dem Metallteil 6 aufweisen. Der Schaft 9 des Metallteils 6 endet innerhalb des zweiten Gewindes 10 aus Kunststoff, so dass das Kunststoffteil 7 hinter dem zweiten Gewinde 10 ausschließlich aus Kunststoff besteht. An einem dem ersten Gewinde 8 fernen Ende weist das Kunststoffteil 7 und damit die Schraube 5 einen Schraubenkopf 12 auf. In dem den Schraubenkopf 12 aufweisenden Ende der Schraube 5 weist das Kunststoffteil 7 einen Innenstern (TORX), einen Innensechskant oder dgl. Werkzeugsitz zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs zu einem Drehantrieb der Schraube 5 auf. Der Werkzeugsitz ist in der Zeichnung nicht sichtbar. Ein Abschnitt des Kunststoffteils 7 zwischen dem zweiten Gewinde 10 und dem Schraubenkopf 12 kann als Schraubenschaft 13 aufgefasst werden, er besteht wie beschrieben aus Kunststoff und ist thermisch isolierend, so dass die Schraube 5 keine Wärmebrücke bildet. Im Ausführungsbeispiel weist das zweite Gewinde 10 einen größeren Durchmesser als das erste Gewinde 8 auf. Zur Herstellung der Schraube 5 wird das Metallteil 6 in ein nicht gezeichnetes Spritzgießwerkzeug, das beim Schließen an dem gewindefreien Schaftabschnitt 11 abdichtet, eingelegt und mit dem Kunststoff umspritzt, der das Kunststoffteil 7 der Schraube 5 bildet.
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Der Dämmstoffhalter 1 dient in einem Wärmedämmverbundsystem (WDVS) zu einer Befestigung beispielsweise einer Dämmstoffplatte 14 an einem Ankergrund 15, beispielsweise einer Gebäudewand. In der Zeichnung ist ein Lochziegel 16 als Ankergrund 15 gezeichnet. Zwischen der Dämmstoffplatte 14 und dem Ankergrund 15 befindet sich eine Putzschicht 17, die auf dem Ankergrund 15 vorhanden war, bevor das WDVS angebracht wurde. Zur Befestigung wird ein Loch durch die Dämmstoffplatte 14 und die Putzschicht 17 in den Ankergrund 15 gebohrt und der Dämmstoffhalter 1 wird in das Loch eingebracht, so dass der Halteteller 3 auf einer dem Ankergrund 15 abgewandten Außenseite der Dämmstoffplatte 14 aufliegt (1). Der Hohlschaft 4 durchsetzt die Dämmstoffplatte 14 und der Spreizdübel 2 greift durch einen Steg 18 des Lochziegels 16 bis in einen Hohlraum 19. Der Schraubenschaft 13 steht ein Stück weit, und zwar um etwa eine Länge des Spreizdübels 2 oder etwas mehr, aus dem den Halteteller 3 aufweisenden Ende des Dämmstoffhalters 1 vor. Mit einem nicht dargestellten Drehwerkzeug, das am nicht sichtbaren Werkzeugsitz im Schraubenkopf 12 angesetzt wird, wird die erfindungsgemäße Schraube 5 in den Dämmstoffhalter 1 eingeschraubt. Beim Einschrauben schneidet das erste Gewinde 8 aus Metall der Schraube 5 ein Gegengewinde in den Spreizdübel 2 und spreizt den Spreizdübel 2 auf, wodurch der Spreizdübel 2 und mit ihm der Dämmstoffhalter 1 im Ankergrund 15 verankert ist (2). Beim weiteren Einschrauben gelangt das erste Gewinde 8 in einen Abschnitt des Spreizdübels 2, der sich im Hohlraum 19 des Ankergrunds 15 befindet. Weil der Spreizdübel 2 im Hohlraum 19 nicht radial von außen abgestützt ist, weitet er sich auf und gibt dem ersten Gewinde 8 keinen ausreichenden axialen Halt, um den Halteteller 3 in die Dämmstoffplatte 14 einzuziehen. Im Bereich des Stegs 18 des den Ankergrund 15 bildenden Lochziegels 16 bleibt der Spreizdübel 2 von dem gewindefreien Schaftabschnitt 11 und beim weiteren Einschrauben vom nachfolgenden zweiten Gewinde 10 der Schraube 5 aufgespreizt, so dass der Spreizdübel 2 und mit ihm der Dämmstoffhalter 1 im Ankergrund 15 verankert bleibt. Beim beschriebenen weiteren Einschrauben der Schraube 5 in den Dämmstoffhalter 1 gelangt das zweite Gewinde 8 in Eingriff im Schaft 4 und im Spreizdübel 2, so dass sich die Schraube 5 beim weiteren Einschrauben axial weiter bewegt und mit ihrem Schraubenkopf 12 den Halteteller 3 in die Dämmstoffplatte 14 einzieht, wie es 3 zeigt. Der Hohlschaft 4 des Dämmstoffhalters 1 wird dabei gestaucht und der Halteteller 3 schneidet oder reißt eine zylinderförmige Ansenkung 20 in die Dämmstoffplatte 14, an deren Grund die Dämmstoffplatte 14 unter dem Halteteller 3 komprimiert ist. Der den Hohlschaft 4 ausfüllende Schaft 13 der Schraube 5 und der Schraubenkopf 12, die aus Kunststoff bestehen, dichten den Hohlschaft 4 gegen Feuchtigkeit ab, so dass das Metallteil 6 der Schraube 5 vor Feuchtigkeit und damit vor Korrosion geschützt ist. Das Metallteil 6 der Schraube 5 befindet sich, wenn die Schraube 5 wie in 3 gezeigt, vollständig eingeschraubt ist, im Ankergrund 15 und ragt nicht in die Dämmstoffplatte 14, so dass keine Kältebrücke in der Dämmstoffplatte 14 gebildet ist. Der Schaft 13 zwischen dem zweiten Gewinde 10 und dem Schraubenkopf 12 und der Dämmstoffhalter 1 bestehen aus Kunststoff, so dass die Wärmeisolierung der Dämmstoffplatte 14 nicht unterbrochen ist. In die Ansenkung 20 kann eine nicht gezeichnete Rondelle aus demselben Schaum wie die Dämmstoffplatte 14 eingesetzt werden, so dass eine bündige Oberfläche auf der Außenseite der Dämmstoffplatte 14 geschaffen wird, die mit einer Putzschicht versehen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämmstoffhalter
- 2
- Spreizdübel
- 3
- Halteteller
- 4
- Hohlschaft
- 5
- Schraube
- 6
- Metallteil der Schraube 5
- 7
- Kunststoffteil der Schraube 5
- 8
- erstes Gewinde der Schraube 5
- 9
- Schaft
- 10
- zweites Gewinde der Schraube 5
- 11
- gewindefreier Schaftabschnitt
- 12
- Schraubenkopf
- 13
- Schraubenschaft
- 14
- Dämmstoffplatte
- 15
- Ankergrund
- 16
- Lochziegel
- 17
- Putzschicht
- 18
- Steg
- 19
- Hohlraum
- 20
- Ansenkung
