DE20104167U1 - Arrangement for fastening a panel to the wall of a building - Google Patents
Arrangement for fastening a panel to the wall of a buildingInfo
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Description
BauwerksBuilding
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung einer Verkleidung an der Wand eines Bauwerks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an arrangement for fastening a cladding to the wall of a building according to the preamble of claim 1.
Metallverkleidungen von Gebäuden werden üblicherweise als vorgehängte, hinterlüftete Fassaden ausgeführt. Als vorgehängte, hinterlüftete Fassade (VAF) bezeichnet man ein mehrschichtiges Fassadensystem, bei dem die tragende Außenwand eine Vorsatzschale als Wetterschutz erhält. Diese Vorsatzschale, die in vielen Fällen aus einer Verkleidung besteht, wird z. B. durch eine Unterkonstruktion auf Abstand zur massiven Außenwand gehalten. Die Unterkonstruktion ist das statische Bindeglied zwischen der tragenden Wand und der gewählten Fassadenverkleidung.Metal cladding on buildings is usually designed as a ventilated facade. A ventilated facade (VAF) is a multi-layered facade system in which the load-bearing outer wall is given a facing shell as weather protection. This facing shell, which in many cases consists of a cladding, is kept at a distance from the solid outer wall by a substructure, for example. The substructure is the static link between the load-bearing wall and the selected facade cladding.
Je nach zusätzlich angeordneten Wärmedämmschichten und Form und Art der Fassadenverkleidung kann sie sehr aufwendig und teuer werden, da sie außer der statischen Funktion auch noch den Ausgleich aus der thermisch bedingten Längenänderung der Fassadenverkleidung zu erbringen hat.Depending on the additional thermal insulation layers and the shape and type of facade cladding, it can be very complex and expensive, since in addition to the static function, it also has to compensate for the thermally induced change in length of the facade cladding.
Im einfachsten Fall besteht die Unterkonstruktion aus einem metallischen, Z-fÖrmigen Profil, an dem die Metallverkleidung befestigt wird und das selbst wiederum an der tragenden, massiven Wand mittels Dübel verankert wird. Ist das Z-Profil verankert, wird die Metallverkleidung meist mit selbstbohrenden Schrauben am nach unten weisenden, vertikalen Schenkel des Z-Profils befestigt. Diese aufwendige Prozedur verursacht einen erheblichen Teil, ungefähr ein Drittel, der Kosten für die Fassadenverkleidung.In the simplest case, the substructure consists of a metallic, Z-shaped profile to which the metal cladding is attached and which is itself anchored to the load-bearing, solid wall using dowels. Once the Z-profile is anchored, the metal cladding is usually attached to the downward-facing, vertical leg of the Z-profile using self-drilling screws. This complex procedure accounts for a significant portion, approximately one third, of the costs for the facade cladding.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe, die Anbringung einer Verkleidung an einer Wand eines Bauwerks, insbesondere einer Fassadenverkleidung, zu vereinfachen, um deren Kosten zu senken.Based on this state of the art, the task is to simplify the application of a cladding to a wall of a building, in particular a facade cladding, in order to reduce its costs.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.According to the invention, this object is achieved by an arrangement according to claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung entfallt das zuvor erwähnte Z-Profil als Bestandteil des Fassadensystems. Ferner erübrigt sich der Einsatz von Dübeln, wodurch eine ganze Reihe von Arbeitsschritten eingespart werden. Die Funktion des Ausgleichs der thermischen Ausdehnung der Fassadenverkleidung wird allein von den Schrauben übernommen, indem sich deren Köpfe bei einer thermisch bedingten Verschiebung der Befestigungsbohmngen in der Verkleidung gegenüber der Wandoberfläche zyklisch hin und her bewegen, wobei sich jeweils der glatte, nicht zur Verankerung beitragende Schaftabschnitt einer Schraube in die Wand einfurcht, d. h. das Schraubloch in der Bewegungsrichtung des Schraubenkopfes trichterartig aufweitet. Der Verankenmgsbereich, d. h. der Eingriffsbereich zwischen dem glatten Schraubenschaft und der Schraubenspitze ist hiervon nicht betroffen, so daß die Tragfähigkeit der Verbindung nicht beeinträchtigt wird.The arrangement according to the invention eliminates the need for the aforementioned Z-profile as part of the facade system. Furthermore, the use of dowels is no longer necessary, which saves a whole series of work steps. The function of compensating for the thermal expansion of the facade cladding is performed solely by the screws, as their heads move cyclically back and forth in relation to the wall surface when the fastening holes in the cladding are thermally displaced, whereby the smooth shaft section of a screw that does not contribute to anchoring grooves into the wall, i.e. the screw hole widens like a funnel in the direction of movement of the screw head. The anchoring area, i.e. the engagement area between the smooth screw shaft and the screw tip, is not affected by this, so that the load-bearing capacity of the connection is not impaired.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigtAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
Figur 1: eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß verkleideten Fassade (Schnittlinie A-A' in Figur 3), Figure 1: a cross-sectional view of a facade clad according to the invention (section line AA' in Figure 3),
Figur 2: eine andere Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß verkleideten Fassade (Schnittlinie B-B' in Figur 3), Figure 2: another cross-sectional view of a facade clad according to the invention (section line BB' in Figure 3),
Figur 3: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß verkleidete Fassade. Figure 3: a plan view of a facade clad according to the invention.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäß verkleideten Fassade im Querschnitt dargestellt. Die Blickrichtungen der Figuren 1 und 2 verlaufen senkrecht zueinander, wie aus der Kennzeichnung der beiden Schnittlinien, A-A' für Figur 1 und B-B' für Figur 2, in der Darstellung der Draufsicht auf die Fassade in Figur 3 zu ersehen ist.Figures 1 and 2 each show a section of a facade clad in accordance with the invention in cross-section. The viewing directions in Figures 1 and 2 run perpendicular to each other, as can be seen from the marking of the two cutting lines, A-A' for Figure 1 and B-B' for Figure 2, in the representation of the top view of the facade in Figure 3.
Mittels einer Vielzahl selbstbohrender Schrauben 1, von denen in den Figuren nur eine einzige dargestellt ist, wird eine Metallverkleidung 2 an einer massiven Außenwand 3 eines Gebäudes gehalten. Zwischen der Metallverkleidung 2 und der Wand 3 befindet sich lediglich ein dünner Kunststoffstreifen 4. Die Schraube ist von einer Art, wie sie üblicherweise für Befestigungszwecke in der Holztechnik, speziell im Bereich der Spanplatten, Verwendung findet und dort als Spanplattenschraube bezeichnet wird. Bekannt sind derartige SchraubenA metal cladding 2 is held to a solid outer wall 3 of a building by means of a large number of self-drilling screws 1, of which only one is shown in the figures. Between the metal cladding 2 and the wall 3 there is only a thin plastic strip 4. The screw is of a type that is usually used for fastening purposes in wood technology, especially in the area of chipboard, and is referred to there as a chipboard screw. Such screws are known
insbesondere unter dem Markennamen „Spax". Solche Schrauben sind dazu bestimmt, ohne Vorbohren eines Schraubloches in ein Werkstück eingeschraubt zu werden.particularly under the brand name "Spax". Such screws are designed to be screwed into a workpiece without pre-drilling a screw hole.
Für die erfindungsgemäße Befestigung wird eine spezielle Variante solcher Spanplattenschrauben benötigt, bei welcher der Schaft einen vorderen Abschnitt 5 mit einem Gewinde und einem glatten hinteren Abschnitt 6 ohne Gewinde aufweist. Der Schraubenkopf 7 befindet sich am Ende des glatten hinteren Abschnitts 6. In Figur 2 ist die Länge des vorderen, mit einem Gewinde versehenen Abschnitts 5 als V gekennzeichnet. Wie die FigurenFor the fastening according to the invention, a special variant of such chipboard screws is required, in which the shaft has a front section 5 with a thread and a smooth rear section 6 without a thread. The screw head 7 is located at the end of the smooth rear section 6. In Figure 2, the length of the front, threaded section 5 is marked as V. As the figures
1 und 2 erkennen lassen, werden langgestreckte Schrauben benötigt, deren Länge mindestens das 5fache, typischerweise mehr als das lOfache des Durchmessers beträgt. Dabei macht die Länge V des Gewindeabschnitts 5 typischerweise etwa die Hälfte der gesamten Schaftlänge aus.1 and 2, elongated screws are required whose length is at least 5 times, typically more than 10 times, the diameter. The length V of the threaded section 5 typically makes up about half the total shaft length.
Zur Anbringung der Metallverkleidung 2 an der Gebäudewand 3 werden zunächst die Kunststoffstreifen 4 an der Gebäudewand 3 befestigt, was beispielsweise durch Ankleben oder Anschrauben geschehen kann. Zweckmäßigerweise werden im Fall des Anschraubens ebenfalls selbstbohrende Schrauben verwendet, die keine Dübel und keine vorgebohrten Löcher erfordern. Die Kunststoffstreifen 4 dienen zum Ausgleich von Oberflächenungenauigkeiten an der Wand 3 und zur Verhinderung eines Reibens oder Scheuerns der Metallverkleidung 2 an der Wand 3 bei einer Bewegung der MetallverkleidungTo attach the metal cladding 2 to the building wall 3, the plastic strips 4 are first attached to the building wall 3, which can be done, for example, by gluing or screwing. In the case of screwing, self-drilling screws are also expediently used, which do not require dowels or pre-drilled holes. The plastic strips 4 serve to compensate for surface inaccuracies on the wall 3 and to prevent the metal cladding 2 from rubbing or chafing on the wall 3 when the metal cladding moves.
2 aufgrund von Wind oder von durch Temperaturänderungen verursachten Längenänderungen. Die Kunststoffstreifen können auch an der Metallverkleidung 2 anstelle der Wand 3 befestigt werden, in diesem Fall zweckmäßigerweise durch Kleben.2 due to wind or to changes in length caused by temperature changes. The plastic strips can also be attached to the metal cladding 2 instead of the wall 3, in this case conveniently by gluing.
Als nächstes wird die Metallverkleidung 2 an die Wand 3 angelegt und es werden die Löcher in der Metallverkleidung 2 vorgebohrt, durch welche hindurch sich später die Schrauben 1 erstrecken sollen. Grundsätzlich können die Löcher jedoch auch in der Metallverkleidung 2 bereits vor dem Anlegen derselben an die Wand 3 vorgebohrt werden oder sie können bereits bei der Herstellung der Metallverkleidung beispielsweise durch Ausstanzen hergestellt werden.Next, the metal cladding 2 is placed on the wall 3 and the holes are pre-drilled in the metal cladding 2 through which the screws 1 are to extend later. In principle, however, the holes can also be pre-drilled in the metal cladding 2 before it is placed on the wall 3 or they can be made during the production of the metal cladding, for example by punching.
Schließlich werden die Schrauben 1 ohne Vorbohren von Löchern in der Wand 3 durch die in der Metallverkleidung 2 vorgebohrten Löcher und durch die Kunststoffstreifen 4 hindurch direkt in die Wand 3 eingeschraubt, bis der Schraubenkopf 7 an der Metallverkleidung 2Finally, the screws 1 are screwed directly into the wall 3 through the holes pre-drilled in the metal cladding 2 and through the plastic strips 4 without pre-drilling holes in the wall 3 until the screw head 7 on the metal cladding 2
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anliegt und dadurch letztere unverrückbar an der Wand 3 festhält. Zur Befestigung einer Metallverkleidung 2 an einer Wand 3 ist kaum eine einfachere Vorgehensweise vorstellbar.and thereby holds the latter immovably to the wall 3. It is hard to imagine a simpler procedure for attaching a metal cladding 2 to a wall 3.
Da die Metallverkleidung 2 nur durch die Dicke des Kunststoffstreifens 4 von der Wand 3 beabstandet ist und Metall im Vergleich zu Mauerwerk bei einer Änderung der Umgebungstemperatur und insbesondere bei Sonneneinstrahlung eine weitaus größere Längenänderung erfährt, wird bei Temperaturschwankungen durch die Bewegung der Metallverkleidung 2 relativ zur Wand 3 an den Verbindungsstellen jeweils nahe dem Schraubenkopf 7 eine Kraft auf die Schraube 1 quer zu deren Längsachse ausgeübt. Bei einer starren Verbindung der Schraube 1 mit der Wand 3 bis zur Oberfläche der Wand 3 hin käme es hierdurch je nach den Festigkeitsverhältnissen entweder zu einem Abscheren der SchraubeSince the metal cladding 2 is only separated from the wall 3 by the thickness of the plastic strip 4 and metal, compared to masonry, experiences a much greater change in length when the ambient temperature changes and in particular when exposed to sunlight, a force is exerted on the screw 1 transversely to its longitudinal axis at the connection points near the screw head 7 when the temperature fluctuates due to the movement of the metal cladding 2 relative to the wall 3. If the screw 1 is rigidly connected to the wall 3 up to the surface of the wall 3, this would result in the screw shearing off, depending on the strength conditions.
1 oder zu einem Ausreißen des Durchtrittsloches der Schraube 1 in der Metallverkleidung 2.1 or to a tearing out of the hole of the screw 1 in the metal covering 2.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß eine Verankerung der Schrauben 1 in der Wand 3 jeweils nur im vorderen Abschnitt 5 des Schaftes erfolgt, der mit einem Gewinde versehen ist, während der hintere, glatte Teil 6 des Schaftes lose in der durch das Einschrauben der Schraube 1 geschaffenen Bohrung in der Wand 3 liegt.This is avoided according to the invention in that the screws 1 are anchored in the wall 3 only in the front section 5 of the shaft, which is provided with a thread, while the rear, smooth part 6 of the shaft lies loosely in the hole in the wall 3 created by screwing in the screw 1.
Bei geeigneter Abstimmung des Verhältnisses der Härte der Schraube 1 zu derjenigen der Wand 3 kommt es bei einer durch thermisch bedingte Längenänderung der MetallverkleidungIf the ratio of the hardness of screw 1 to that of wall 3 is suitably adjusted, a thermally induced change in the length of the metal cladding
2 verursachten Verschiebung des Schraubenkopfes 7 quer zur Längsachse der Schraube 1 zu einer elastischen Biegung des glatten Abschnitts 6 des Schraubenschaftes, wobei sich dieser in die ihn umgebende Wand 3 einfurcht, d. h. das Bohrloch entsprechend dem Verlauf seiner Biegelinie seitlich aufweitet.2 caused displacement of the screw head 7 transversely to the longitudinal axis of the screw 1 leads to an elastic bending of the smooth section 6 of the screw shaft, whereby the latter grooves into the surrounding wall 3, i.e. the borehole widens laterally in accordance with the course of its bending line.
Ein Baumaterial, das sich zur Erzielung dieses Effektes besonders gut eignet, ist Porenbeton. Porenbeton ist als Baustoff Stand der Technik. Er wird aus Sand, Zement, Kalk und Wasser unter Zusatz eines Treibmittels zur Erzeugung der Poren hergestellt und in Formen gegossen. Durch das Treibmittel entsteht eine Vielzahl von kleinen Luftporen, die dem Material ein geringes Gewicht verleihen. Zuletzt erfolgt eine Härtung mit Dampf, wodurch trotz der Porosität eine hohe Druckfestigkeit erreicht wird. Ein besonderer Vorteil von Porenbeton liegt neben seinem geringen Gewicht in seiner guten Wärmedämmung.A building material that is particularly well suited to achieving this effect is aerated concrete. Aerated concrete is the state of the art as a building material. It is made from sand, cement, lime and water with the addition of a blowing agent to create the pores and is then poured into molds. The blowing agent creates a large number of small air pores, which make the material lightweight. Finally, it is hardened with steam, which means that despite the porosity, a high compressive strength is achieved. A particular advantage of aerated concrete, in addition to its low weight, is its good thermal insulation.
Ein bevorzugtes Material für die selbstbohrenden Schrauben 1 ist Edelstahl, da dieser sowohl die Festigkeitsanforderungen der vorliegenden Anwendung zu erfüllen vermag, als auch eine langfristige Korrosionsbeständigkeit gewährleistet. Selbstverständlich handelt es sich hierbei, ebenso wie bei den anderen zuvor erwähnten Materialien, nur um ein besonders bevorzugtes Beispiel, das nicht als eine Beschränkung der Erfindung verstanden werden soll. Die Erfindung kann vielmehr mit jeder Kombination von Materialien ausgeführt werden, die den zuvor beschriebenen Effekt des Einfurchens des nicht verankerten, oberflächennahen Abschnitts 6 des Schraubenschaftes in die Wand 3 bei einer von außen erzwungenen Querbewegung des Schraubenkopfes 7 ermöglicht.A preferred material for the self-drilling screws 1 is stainless steel, as this can meet the strength requirements of the present application and also ensures long-term corrosion resistance. Of course, this is, as with the other previously mentioned materials, only a particularly preferred example, which should not be understood as a limitation of the invention. Rather, the invention can be carried out with any combination of materials that enables the previously described effect of grooves in the non-anchored, near-surface section 6 of the screw shaft in the wall 3 when the screw head 7 is forced to move transversely from the outside.
Claims (7)
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| DE20104167U DE20104167U1 (en) | 2001-03-10 | 2001-03-10 | Arrangement for fastening a panel to the wall of a building |
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- 2001-03-10 DE DE20104167U patent/DE20104167U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
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