DE10249993A1

DE10249993A1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE10249993A1
Application number: DE10249993A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Sponer
Original assignee: Mage AG
Current assignee: Mage AG
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-10-26
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-10-27
Also published as: DE20203278U1; DE10249993B4

Abstract

Bei einem Befestigungselement, insbesondere einer Schraube 10, ist ein Antriebsabschnitt als Schraubenkopf mit einer Scheibe 14 ausgebildet, der materialschlüssig in einen ersten Schaftabschnitt 12 aus Kunststoff übergeht. In dem ersten Schaftabschnitt 12 ist ein zweiter Schaftabschnitt 13 drehfest gehalten angeordnet, der ein Gewinde 17 und eine Bohrspitze 16 aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, insbesondere eine Schraube, mit einem Antriebsabschnitt, insbesondere einem Schraubenkopf, für ein Werkzeug, und einem an den Antriebsabschnitt angeformten Schaft, der in einem freien Ende endet, das in einen Untergrund, z. B. auch in eine Gewindemutter, eintreibbar ist.
Bei derartigen bekannten Befestigungselementen handelt es sich vielfach um Schrauben, die in verschiedenartigste Materialien eingeschraubt werden. Platten sollen beispielsweise an einem festen Unterbau befestigt werden. Zwischen den Platten und dem Unterbau können noch Dämmstoffe angeordnet sein und vielfach wird noch gefordert, dass der Krafteintrag über den Schraubenkopf auf die angrenzende Platte breitflächig und gleichmäßig übergeleitet wird. In diesem Fall sind noch Haltescheiben bzw. Unterlegscheiben notwendig, die zwischen den Schraubenkopf und einer zu befestigenden Platte eingelegt werden.
Werden bekannte Spezialschrauben schon vorgefertigt mit Haltescheiben ausgeliefert, so müssen diese Haltescheiben auf die Schrauben in einem zusätzlichen Arbeitsvorgang aufgesteckt werden. Sollen die Schrauben in Bereichen eingesetzt werden, die Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, so ist noch zu beachten, dass keine Kältebrücken entstehen. Dazu sind zusätzliche Maßnahmen notwendig, wie beispielsweise zusätzliche Isolationsstoffe, die Kältebrücken verhindern sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungselement zu schaffen, das insgesamt in wenigen Arbeitsgängen kostengünstig hergestellt werden kann und schon als einheitlicher Gegenstand Eigenschaften aufweist, die gewährleisten, dass das Befestigungselement außer der zur Befestigung erforderlichen Kraft keine materialspezifischen Leiteigenschaften von seiner Spitze zum Antriebsabschnitt überträgt, z. B. dass an zwei zu verbindenden Elementen Kältebrücken vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Antriebsabschnitt und zumindest ein sich unmittelbar materialschlüssig daran anschließender erster Schaftabschnitt mit einem gleichachsig angeordneten zweiten Schaftabschnitt drehfest oder unverlierbar verbunden ist, wobei der erste und der zweite Schaftabschnitt den Schaft des Befestigungselements bilden und der zweite Schaftabschnitt aus einem zum ersten Schaftabschnitt unterschiedlichen Material besteht.

Das Material des ersten oder zweiten Schaftabschnittes kann für einen bestimmten Feststoff oder ein Fluid gut leitend sein, für das das andere angrenzende Material schwach oder praktisch nicht leitend ist, oder die beiden Materialien können gegenüber einer chemischen Substanz eine stark unterschiedliche Affinität aufweisen, z. B. dass das eine Material von der chemischen Substanz angreifbar ist und das andere Material dagegen resistent ist.

Sollen beispielsweise Kältebrücken vermieden werden, so ist der erste Schaftabschnitt aus einem Kunststoff oder aus einem Faserverbundwerkstoff zu fertigen.

Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement lassen sich auch Überleitungen von elektrischem Strom verhindern, indem man die Materialien für den ersten und zweiten Schaftabschnitt entsprechend wählt (verschiedenste Materialpaarungen sind möglich, wie Kunststoff, Metall, Glas, Porzellan, Keramik, Kohlefaser usw.). Mit entsprechenden Materialpaarungen ist das erfindungsgemäße Befestigungsmittel auch gegenüber chemischen Einflüssen resistent.

Bei all den vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung kann der Schaftabschnitt, der mit einer Spitze oder dergleichen versehen ist, wie aus einem Metall, beispielsweise Stahl oder dergleichen oder einem Nichteisen-Metall.

Das erfindungsgemäße Befestigungselement hat damit den wesentlichen Vorteil, dass durch die Materialpaarung zwischen dem ersten und dem zweiten Schaftabschnitt Eigenschaften am Befestigungselement geschaffen werden können, die zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise zur Verhinderung von Kältebrücken, erübrigen. Gleichzeitig lässt sich das erfindungsgemäße Befestigungselement einfachst herstellen, indem man beispielsweise an eine handelsübliche Schraube einen ersten Schaftabschnitt mit einem Antriebsabschnitt aus einem geeigneten Kunststoff, wie Polyamid, anspritzt. Der erste und zweite Schaftabschnitt sind in diesem Fall unlösbar miteinander verbunden und das neue Befestigungselement lässt sich wie eine bekannte Schraube handhaben, nur mit dem Unterschied, dass das nach außen sichtbare Ende an die beispielsweise wärmeleitenden Eigenschaften der zu verschraubenden Platten oder Materialien angepasst ist. Beschädigungen des erfindungsgemäßen Befestigungselements aufgrund einer möglicherweise auftretenden Spannungskorrosion können verhindert werden. Durch ein Zusammenfügen des ersten und zweiten Schaftabschnittes können unterschiedlich lange und im Querschnitt unterschiedlich große Befestigungselemente in einem Arbeitsgang hergestellt werden und wird der erste Schaftabschnitt aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt, so lassen sich gleichzeitig beliebige Kopfausbildungen ausformen, wobei das eine Material für ein bestimmtes Medium (Feststoff oder Fluid) gut leitend ist, für das das andere Material schwach oder praktisch nicht leitend ist oder deren Widerstand gegen eine chemische Substanz stark unterschiedlich ist.

Wird der zweite Schaftabschnitt aus Metall hergestellt bzw. ausgewählt, so lassen sich alle bekannten Befestigungselemente mit dem ersten Schaftabschnitt unlösbar oder drehfest verbinden und bekannte und vorteilhafte Gewindestrukturen, wie selbstschneidende Gewinde oder unterschiedlichste Gewindegänge bzw. Gewindesteigungen lassen sich nutzen. Edelstähle wie auch Leichtmetalle können mit dem ersten Schaftabschnitt kombiniert werden.

Bevorzugt ist an dem Antriebsabschnitt oder im Bereich des Antriebsabschnitts eine Scheibe materialschlüssig angebunden ausgebildet, an die sich der erste Schaftabschnitt anschließt.

Der erste Schaftabschnitt bietet somit eine besonders vorteilhafte Möglichkeit an, dass eine Haltescheibe oder notwendige Unterlegscheibe direkt und unverlierbar am Antriebsabschnitt ausgebildet werden kann. Die benötigte Haltescheibe kann eine beliebige Größe aufweisen und das erfindungsgemäße Befestigungselement kann somit auch in weiche Materialien eingetrieben werden. Die vom Antriebsabschnitt mit der Haltescheibe auf die Oberfläche des weichen Materials wirkende Kraft kann flächenverteilt in das angrenzende Material eingeleitet werden. Punktuelle Kraftspitzen werden vermieden. Ist das erfindungsgemäße Befestigungselement mit einer derartigen Haltescheibe im Bereich des ersten Schaftabschnittes oder im Bereich des Antriebsabschnitts ausgebildet, so ist dieses Befestigungselement als Schraube besonders für Befestigungen von Isolationsmaterialien und Dachbahnen geeignet. Aber auch Trapezprofilbleche können besonders bevorzugt an beliebigen Unterbauten befestigt werden, und es ist sichergestellt, dass Kältebrücken vermieden werden, die normalerweise im Bereich der Befestigungsmittel besonders ausgeprägt sind.

Der Antriebsabschnitt ist besonders vorteilhaft als Schrauben- oder Befestigungskopf außerhalb oder innerhalb des ersten Schaftabschnitts ausgebildet und weist Merkmale eines Sechskants-, Doppelsechskants-, Inbus- oder eines anderen Kopfes auf, der geeignet ist, mit einem Werkzeug unter Ausführung einer Rotations- und/oder Translationsbewegung zusammenzuarbeiten.

Derartige Ausbildungsformen ermöglichen den Einsatz aller gängigen Schraubenkopfformen, und es ist sogar möglich, den Antriebsabschnitt in den ersten Schaftabschnitt einzuarbeiten, so dass ein nach außen nur sehr gering auftragendes Befestigungselement entsteht, wenn man es in eine plattenförmige Oberfläche eintreibt.

Überragt bei einer Ausführungsform der Erfindung die Scheibe quer zur axialen Erstreckung des Befestigungsmittels den Antriebsabschnitt wesentlich, so wird bei einem besonders weichen Untergrund dauerhaft vermieden, dass sich das Befestigungselement in das beispielsweise sehr weiche Befestigungsmaterial unzulässig weit eindrückt.

Die am Antriebsabschnitt oder im Bereich des ersten Schaftabschnitts ausgebildete Scheibe ist vorteilhafterweise als Vieleck ausgebildet und weist einen runden, rechteckigen, quadratischen oder ovalen äußeren Umfangsverlauf auf. Dadurch, dass die Scheibe aus demselben Material gespritzt werden kann wie der erste Schaftabschnitt, lassen sich beliebige Formen der Scheibe und auch beliebige Scheibenstärken herstellen, so dass die Einheit aus Antriebsabschnitt, erstem Schaftabschnitt und Scheibe bestmöglich auf gesonderte Einsatzzwecke abgestimmt werden kann. Ebenfalls kann der Durchmesser des ersten Schaftabschnitts in einer beliebigen Größe anwendungsbezogen ausgewählt werden.

Bei Ausführungsformen der Erfindung ist die vorerwähnte Scheibe durch eine Metallscheibe verstärkt, die auf die Scheibe aufgepresst oder von der Scheibe umspritzt ist. Diese Metallscheibe kann bei Ausführungsformen der Erfindung auch konturiert sein, also eine aufgerauhte oder mit Vorsprüngen versehene Oberfläche aufweisen oder insgesamt eine wellige Form aufweisen, damit sie in dem sie umgebenden Kunststoff gut gehalten ist und eine gute Lastübertragung gewährleistet ist.

Die Scheibe und/oder die Metallscheibe kann an ihrer Unterseite oder Oberseite Rippen aufweisen, die zur besseren Übertragung eines Drehmomentes vom Antriebsabschnitt auf den ersten Schaftabschnitt dienen.

Der zweite Schaftabschnitt kann neben einem Gewinde auch gewindefreie Abschnitte aufweisen oder zusätzlich Stopper, die sich an Zwischenmaterialien abstützen oder gewünschte Anschläge bilden. Das freie Ende des zweiten Schaftabschnittes kann ein als Bohrkopf oder als spitz zulaufendes Ende ausgebildet sein. Je nach Anwendungszweck können am zweiten Schaftabschnitt auch selbstschneidende Abschnitte im Bereich des freien Endes ausgebildet sein.

Um eine besonders sichere und dauerhafte Verbindung zwischen dem ersten Schaftabschnitt und dem zweiten Schaftabschnitt zu gewährleisten, ist der zweite Schaftabschnitt an seinem Ende, mit dem er mit dem ersten Schaftabschnitt verbunden ist, entweder breit aufgefächert oder aufgespreizt und weist bei Bedarf noch eine Halteplatte auf, die vollkommen vom ersten Schaftabschnitt umgeben ist. Dieser Bereich des zweiten Schaftabschnittes wird, wenn als erster Schaftabschnitt ein Kunststoffteil verwendet wird, umspritzt, so dass zwischen dem ersten Schaftabschnitt und dem zweiten Schaftabschnitt eine drehfeste und in axialer Richtung sehr steife Verbindung geschaffen wird.

Im Querschnitt gesehen ist bei einer Ausführungsform der Erfindung der erste Schaftabschnitt wesentlich größer als der Querschnitt des zweiten Schaftabschnittes. So lassen sich erfindungsgemäße Befestigungselemente, die mit dem ersten und dem zweiten Schaftabschnitt ausgebildet sind, an unterschiedlichste Schichtverbindungen anpassen. Geht der erste Schaftabschnitt verjüngend, vorzugsweise konisch, z. B. unter Bildung einer Kegelfläche, in den zweiten Schaftabschnitt über, so entstehen keine Stufen, die einen Schraubvorgang bzw. einen Eintreibvorgang in verschiedenste Materialstrukturen behindern könnten.

Der vorerwähnte sich verjüngende Abschnitt kann durch mindestens eine Metallhülse verstärkt sein, so dass beim Einschrauben oder Einschlagen des Befestigungselementes, also beim Erweitern oder Aufspreizen des für das Befestigungselement vorgesehenen oder von diesem erzeugten Loches das Befestigungselement an der Stelle, an der sich dessen Querschnitt erweitert, nicht beschädigt wird.

Bei Ausführungsformen der Erfindung kann der zweite Schaftabschnitt eine Schulter oder dergleichen aufweisen, auf dem sich die Metallhülse abstützt. Vorzugsweise ist die Hülse geschlitzt, was ihr Aufschieben auf den kegeligen Abschnitt des ersten Schaftabschnittes erleichtert.

Der sich verjüngende Abschnitt des ersten Schaftabschnittes kann durch mindestens einen radial verlaufenden Metallflügel verstärkt sein, der bei Ausführungsformen der Erfindung von einem Sprengring abgebogen sein kann. Dabei kann der Sprengring in einer Ringnut des metallischen zweiten Schaftabschnittes angeordnet sein, der an dieser Stelle von dem dem zweiten Schaftabschnitt zugewandten Endbereich des ersten Schaftabschnittes umgeben ist.

Vorzugsweise kann der Sprengring eine Innenverzahnung aufweisen, die in eine Außenverzahnung im Grunde der Ringnut eingreift, so dass der Sprengring das vom Antriebsabschnitt auf den ersten Schaftabschnitt ausgeübte Drehmoment sicher auf das obere Ende des zweiten Schaftabschnittes überträgt, der in den meisten Fällen aus einem Metall, vorzugsweise einem Stahl, besteht.

Bei Ausführungsformen der Erfindung kann der den kegeligen Abschnitt verstärkende Metallflügel an seinem äußeren Rand eine Schneidkante aufweisen, die etwas über den kegeligen Abschnitt radial hinaus ragt und so die Erweiterung des das Befestigungselement aufnehmende Loch begünstigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement ist ein Gegenstand geschaffen, der im Spritzgussverfahren hergestellt werden kann, wobei der zweite Schaftabschnitt in einer Form mit einem Kunststoff umspritzt wird. Der zweite Schaftabschnitt kann alle Vorteile einer Schraube aufweisen und kann mit unterschiedlichsten Spitzen und Gewindegeometrien bestückt sein. Verschiedenste Bohrspitzen oder ausgewalzte Spitzen sind möglich. Ebenfalls können Blech- oder Holzschrauben- oder metrische Gewinde am zweiten Schaftabschnitt ausgebildet sein. Das Ende des zweiten Schaftabschnitts, das zum ersten Schaftabschnitt hin gerichtet ist, weist eine ausgeprägte Verzahnung oder beispielsweise ein dreidimensionales Kreuz auf, das in einem angespritzten Kunststoffteil auftretende Kräfte so weiterleiten kann, dass die Verbindung zwischen dem Kunststoffteil, d. h. dem ersten Schaftabschnitt und dem zweiten Schaftabschnitt auch bei großen Belastungen keine Beschädigung erfährt. Sowohl der erste Schaftabschnitt als auch der zweite Schaftabschnitt können unterschiedlichste Längen aufweisen. Der erste Schaftabschnitt mit dem Antriebsabschnitt kann je nach Belieben aus einem Vollmaterial oder aber auch als Hohlkörper gefertigt sein. Wird das erfindungsgemäße Befestigungselement zur Befestigung von Dämmstoffen eingesetzt, so werden Kältebrücken dauerhaft vermieden. Gegenüber bekannten Befestigungselementen bietet das erfindungsgemäße Befestigungselement den Vorteil, dass das Befestigungselement nicht zusätzlich mit einer Scheibe oder einem Halteteller bestückt werden muss, und es ist auch ausgeschlossen, dass beim Transport derartiger Befestigungsmittel zur Anwendung ein am Befestigungsmittel vorgesehener Halteteller abfällt.

Um eine besonders dauerhafte Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Schaftabschnitt schaffen zu können, wird darauf geachtet, daß der zweite Schaftabschnitt an seinem Ende zum ersten Schaftabschnitt V-förmig gespreizt ausgebildet ist, wobei die Verbreiterung in der Spitze des "V" in eine Halteplatte übergeht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schenkel des "V" breit und exakt geradlinig verlaufend ausgebildet sind. Der erste Schaftabschnitt wird aus Kunststoff im Spritzgussverfahren bevorzugt hergestellt und kann so unverlierbar mit dem zweiten Schaftabschnitt verbunden werden. Es versteht sich, daß am Ende des zweiten Schaftabschnittes, der im ersten Schaftabschnitt formschlüssig gehalten ist, beliebige bekannte und neue Kopfformen ausgebildet sein können. Die zu wählende Kopfform (Verbreiterung, Aufspreizungsgrad) ist auf den Einsatzzweck des Befestigungselements und auf die ausgewählten Materialien für den ersten und zweiten Schaftabschnitt abzustimmen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen in der Beschreibung sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Die Erfindung wird anhand von mehreren Beispielen in den Fig. 1 bis 12 gezeigt und in diesem Zusammenhang auch erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements, teilweise im Schnitt;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Befestigungselements im Bereich eines ersten Schaftabschnittes mit einem innenliegenden Antriebsabschnitt;
Fig. 3 die wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform der Erfindung mit einem ersten Schaftabschnitt im Schnitt;
Fig. 4 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform;
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6;
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 6;
Fig. 9 einen zweiten Schaftabschnitt bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Sprengring, der an dem in Fig. 9 dargestellten zweiten Schaftabschnitt befestigt wird;
Fig. 11 eine Seitenansicht des in Fig. 10 dargestellten Sprengringes; und
Fig. 12 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit in einem Schnitt XII-XII der Fig. 11.
Fig. 1 zeigt mit 10 ein als Schraube ausgebildetes Befestigungselement. Ein Schraubenkopf 11 ist materialschlüssig mit einem ersten Schaftabschnitt 12 verbunden, der in einen zweiten Schaftabschnitt 13 übergeht. Am ersten Schaftabschnitt 12 ist eine Scheibe 14 ausgebildet, die sowohl materialschlüssig mit dem Schraubenkopf 11 wie auch mit dem ersten Schaftabschnitt 12 verbunden ist. Der erste Schaftabschnitt 12 ist aus einem Kunststoff gespritzt, beispielsweise Polyamid, und der zweite Schaftabschnitt 13 ist drehfest und unverlierbar in den ausgehärteten Kunststoff des ersten Schaftabschnittes 12 eingebettet. Ein aufgespreiztes Ende 15 des zweiten Schaftabschnittes 13 gewährleistet, dass die Verbindung zwischen dem ersten Schaftabschnitt 12 und dem zweiten Schaftabschnitt 13 auch bei erhöhten Kraftbelastungen nicht beschädigt wird.
An dem zweiten Schaftabschnitt 13 ist beispielhaft am freien Ende eine Bohrspitze 16 gezeigt, an die sich ein Gewinde 17 anschließt. Das Gewinde 17 kann ein beliebiges Gewinde sein, beispielsweise ein selbstschneidendes Gewinde.
Soll eine besonders dauerhafte und drehfeste Verbindung zwischen dem ersten Schaftabschnitt 12 und dem zweiten Schaftabschnitt 13 geschaffen werden, so ist an dem zweiten Schaftabschnitt 13 noch eine Haltescheibe 18 vorgesehen, die von dem Kunststoffkörper des ersten Schaftabschnitts 12 vollkommen umgeben ist. Bei Bedarf kann auf die Oberfläche der Scheibe 14, die dem ersten Schaftabschnitt 12 zugewandt ist, noch ein Dichtungsfilm aufgespritzt werden, damit die Scheibe 14 bei Auflage auf einem Befestigungsmaterial nicht nur die entstehenden Kräfte gleichmäßig in dieses Material einleitet, sondern die Verbindungsstelle auch noch dauerhaft abdichtet.
Fig. 2 zeigt als weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungselements eine Schraube 20, die einen Innenantrieb 21 aufweist, der dem Schraubenkopf 11 aus Fig. 1 entspricht. Mit einem geeigneten Werkzeug kann der Innenantrieb 21 betätigt werden. Der Innenantrieb 21 ist vollkommen in einen ersten Schaftabschnitt 22 eingebettet, der aus einem Kunststoffmaterial in einer Form gespritzt wurde. Mit dem ersten Schaftabschnitt 22 ist ein zweiter Schaftabschnitt 23 dauerhaft, unverlierbar und drehfest verbunden, der bevorzugt aus Metall gefertigt ist. Am ersten Schaftabschnitt 22 ist eine Scheibe 24 ausgebildet, die in der Dimension auf die zu verbindenden Materialien abgestimmt ist, damit diese Materialien dauerhaft und beschädigungsfrei an einem Unterbau befestigt werden können. Das von dem ersten Schaftabschnitt 22 umschlossene Ende 25 des zweiten Schaftabschnittes 23 ist aufgespreizt, damit eine dauerhafte, drehfeste und stabile Verbindung zwischen dem ersten Schaftabschnitt 22 und dem zweiten Schaftabschnitt 23 geschaffen werden kann. Eine Haltescheibe 26 stabilisiert die Verbindung aus unterschiedlichen Werkstoffen, wie Kunststoff und Metall, Faserverbundwerkstoff und Metall. Der erste Schaftabschnitt 12 geht unter Bildung einer Kegelfläche 27 in den zweiten Schaftabschnitt 13 über, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des ersten Schaftabschnittes 12.
Fig. 3 zeigt die wesentlichen Teile einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Diese weist, wie die Ausführungsform nach Fig. 2, als Antriebsabschnitt einen Innenantrieb 21 für einen Inbusschlüssel auf. Anstelle einer Spreizung des Endes des zweiten Schaftabschnittes 13 ist dieses Ende als Haltescheibe 26 ausgebildet und weist eine gegebenenfalls achsparallele Rändelung oder Verzahnung 31 auf, die der besseren Übertragung des an dem Innenantrieb 21 angreifenden Drehmomentes, von dem ersten Schaftabschnitt 12 auf den zweiten Schaftabschnitt 13, dient.
Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 geht die Form des Befestigungselements von dem ersten Schaftabschnitt 12 unter Bildung einer Kegelfläche 27 in den zweiten Schaftabschnitt 13 über. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist diese Kegelfläche 27 durch eine Metallschicht geschützt, die auch aus einer Metallhülse 32 bestehen kann. Im letzteren Falle ist in dem zweiten Schaftabschnitt 13eine Schulter 33 vorgesehen, auf der sich die Metallhülse 32 abstützt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist in die am oberen Ende des Schaftabschnittes 12 angespritzte Scheibe 24 eine Metallscheibe 34 eingespritzt. Die Scheibe 24 überragt den ersten Schaftabschnitt 12, vorzugsweise weist diese Scheibe 24 einen wesentlich größeren Durchmesser als der erste Schaftabschnitt 12 auf. Die Metallscheibe 34 dient zur Verstärkung der Scheibe 24 und kann beispielsweise eine wellige oder mit Vorsprüngen versehene (konturierte) Oberfläche aufweisen, die eine innige Verbindung zwischen der Metallscheibe 34 und der Scheibe 24 gewährleistet.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 der Erfindung unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dadurch, dass am oberen Ende des zweiten Schaftabschnittes 13 radial verlaufende mit dem zweiten Schaftabschnitt 13 starr verbundene, vorzugsweise aus Metall bestehende Vorsprünge, z. B. Flügel 35 vorgesehen sind, die von dem ersten Schaftabschnitt 12 umspritzt sind und damit eine gute Übertragung des auf den ersten Schaftabschnitt 12 ausgeübten Drehmomentes auf den zweiten Schaftabschnitt 13 gewährleisten.
Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4. Die Metallhülse 32 ummantelt den ersten Schaftabschnitt 12 vollkommen und die Flügel 35 des zweiten Schaftabschnitts 13 sind in das Material des ersten Schaftabschnittes 12 formschlüssig eingebettet.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind die mit dem zweiten Schaftabschnitt 13 verbundenen Flügel 36 nicht an dessen oberem Ende, sondern unterhalb der Verzahnung 31 angeordnet, die an dem dem ersten Schaftabschnitt 12 zugewandten Ende des zweiten Schaftabschnittes 13, wie schon in Fig. 3 dargestellt, vorgesehen ist.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt gemäß Fig. 6, wobei gezeigt ist, wie sich die Verzahnung 31 formschlüssig in das Material des ersten Schaftabschnittes 12 einbettet.
Fig. 8 zeigt einen Schnitt VIII-VIII aus Fig. 6. Dieser Schnitt verdeutlicht, dass die Flügel 36 am zweiten Schaftabschnitt 13 angeformt sind und bis an die Außenoberfläche des ersten Schaftabschnittes 12 ragen.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die den Flügeln 36 in Fig. 6 entsprechenden Verstärkungsflügel 37 an einem Sprengring 38 angeordnet sind, der in Draufsicht in Fig. 10 und in Fig. 11 im Schnitt dargestellt ist. Zur Befestigung des Sprengringes 38 in dem zweiten Schaftabschnitt 13 ist in diesem eine Ringnut 39 vorgesehen. Der innere Rand des Sprengringes 38 ist mit einer Innenverzahnung 40 versehen, die in eine im Grunde der Ringnut 39 vorgesehene Zahnung eingreift. Die Verstärkungsflügel 37 liegen, wie die Flügel 36 bei der Ausführungsform nach Fig. 6 im Bereich der Kegelfläche 27, wobei jedoch die Verstärkungsflügel 37 bei der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10 etwas über diese Kegelfläche 27 radial hinausstehen und an diesem Rand, wie Fig. 12 zeigt, eine Schneide 41 aufweisen, die beim Eindrehen der als Schraube ausgebildeten Ausführungsform das beim Einschrauben in den Untergrund entstehende Loch zur Aufnahme des ersten Schaftabschnittes 12, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des zweiten Schaftabschnittes 13, erweitert.
Das erfindungsgemäße Befestigungselement kann außer als Schraube auch als Nagel oder als Niete ausgebildet sein, wobei auch diese Befestigungselemente zwei starr miteinander verbundene Schaftabschnitte aus unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen, so dass auch durch die gemäß der Erfindung ausgebildeten Nägel und Nieten keine Kältebrücken und keine Brücken für elektrischen Strom entstehen und diese Befestigungselemente auch in Verbindung mit Gegenständen verwendet werden können, bei denen eine Wandfläche einer mehr oder weniger starken aggressiven Chemikalie ausgesetzt ist.
Bei einem Befestigungselement, insbesondere einer Schraube 10, ist ein Antriebsabschnitt als Schraubenkopf mit einer Scheibe 14 ausgebildet, der materialschlüssig in einen ersten Schaftabschnitt 12 aus Kunststoff übergeht. In dem ersten Schaftabschnitt 12 ist ein zweiter Schaftabschnitt 13 drehfest gehalten angeordnet, der ein Gewinde 17 und eine Bohrspitze 16 aufweist.

Claims

1. Befestigungselement, insbesondere Schraube, mit einem Antriebsabschnitt, insbesondere einem Schraubenkopf, für ein Werkzeug, und einem an den Antriebsabschnitt angeformten Schaft, der in einem freien Ende endet, das in einen Untergrund eintreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt (11; 21) und zumindest ein sich unmittelbar materialschlüssig daran anschließender erster Schaftabschnitt (12; 22) mit einem gleichachsig angeordneten zweiten Schaftabschnitt (13; 23) drehfest oder unverlierbar verbunden ist, wobei der erste und der zweite Schaftabschnitt (12, 13; 22, 23) den Schaft bilden und der zweite Schaftabschnitt (13; 23) aus einem zum ersten Schaftabschnitt (12; 22) unterschiedlichen Material gefertigt ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaftabschnitt (12; 22) aus einem Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff besteht.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaftabschnitt (12; 22) aus einem keramischen Werkstoff, aus einem glasartigen Material oder aus Porzellan besteht.

4. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaftabschnitt (13; 23) aus Metall besteht.

5. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Antriebsabschnitt (11; 21) oder im Bereich des Antriebsabschnitts (11; 21) eine Scheibe (14; 24) materialschlüssig angebunden ausgebildet ist, an die sich der erste Schaftabschnitt (12; 22) anschließt.

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der der Spitze des Befestigungselementes abgewandte Kopf eine Metallscheibe (34) aufweist.

7. Befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallscheibe (34) konturiert ist.

8. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallscheibe (34) auf den Antriebsabschnitt (11; 21) aufgepresst und/oder von der Scheibe (14; 24) umspritzt ist.

9. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (14; 24) quer zur axialen Erstreckung des Befestigungselementes den Antriebsabschnitt (11; 21) wesentlich überragt.

10. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (14; 24) als Vieleck ausgebildet ist und insbesondere einen runden, rechteckigen, quadratischen oder ovalen Umfangsverlauf aufweist.

11. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsabschnitt als Schrauben- oder Befestigungskopf außerhalb oder innerhalb des ersten Schaftabschnittes (12; 22) ausgebildet ist und Merkmale eines Sechskants-, Doppelsechskants-, Inbus- oder eines anderen Kopfes, z. B. als Senkkopf oder Zylinderkopf aufweist, der geeignet ist, mit einem Werkzeug unter Ausführung einer Rotations- und/oder Translationsbewegung zusammen zu arbeiten.

12. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaftabschnitt (13; 23) mit einem Gewinde oder Gewindeabschnitten und/oder einer angeformten Spitze, insbesondere einem Bohrkopf (16), versehen ist.

13. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem ersten Schaftabschnitt (12; 22) zugewandte Ende des zweiten Schaftabschnitts (13; 23) aufgefächert, insbesondere verbreitert und/oder eine Halteplatte (18; 26) aufweisend, ausgebildet ist.

14. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaftabschnitt (12; 22) im Querschnitt größer ist als der Querschnitt des zweiten Schaftabschnitts (13; 23).

15. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaftabschnitt (12; 22) unter Bildung einer Kegelfläche (27) sich verjüngend in den zweiten Schaftabschnitt (13; 23) übergeht.

16. Befestigungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelfläche (27) durch mindestens eine Metallhülse (32) verstärkt ist.

17. Befestigungselement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Metallhülse (32) auf einer Schulter (33) des zweiten Schaftabschnittes (13; 23) abstützt.

18. Befestigungselement nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (32) geschlitzt ist.

19. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische zweite Schaftabschnitt (13) in dem vom ersten Abschnitt (12; 22) umspritzten oder umgebenen Teil eine Rändelung oder Verzahnung (31) aufweist.

20. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kegelfläche (27) mindestens ein radial verlaufender Metallflügel (36 bzw. 37) angeordnet ist.

21. Befestigungselement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallflügel (37) durch einen von einem Sprengring (38) abgebogenen Flügel gebildet ist.

22. Befestigungselement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (38) in einer Ringnut (39) des metallischen zweiten Schaftabschnittes (13) angeordnet ist.

23. Befestigungselement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengring (38) eine Innenverzahnung (40) aufweist, die in eine Außenverzahnung im Grunde der Ringnut (39) eingreift.

24. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallflügel (36, 37) an seinem äußeren Rand eine Schneidkante (41) aufweist.

25. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Befestigungselement angeordnete Platte (14; 24; 34) ein Dichtungselement aufweist.