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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement welches ein
Spreizelement mit einem Spreizelementschaft und einem Spreizelementkopf umfasst
sowie eine Kunststoffspreizhülse
mit einem Hülsenkopf
und einem Hülsenschaft
welcher eine Spreizzone aufweist, wobei das Befestigungselement
so ausgestaltet ist, dass es mittels eines Schlagbohrers gesetzt
werden kann.
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Aus
der
DE 103 57 367
A1 ist ein Spreizdübel
aus Kunststoff bekannt, welcher insbesondere zur Befestigung einer
Dämmstoffplatte
oder dergleichen an einem Untergrund dient. Der Spreizdübel weist
einen Spreizbereich mit zwei Spreizzungen auf, der durch Einbringen
eines stiftartigen Spreizelements aufspreizbar ist. An den Spreizbereich
schließt sich
eine entgegen seinem Einführende
gerichtete und das Spreizelement umschließende Verlängerung mit einem Kopfflansch
an. Während
der Verankerung liegt das Spreizelement, im Regelfall eine Nagelschraube,
mit seinem bolzenartigen Kopf zunächst an einem Anschlag des
Spreizdübels
an. Durch weiteres Eintreiben des Spreizelements wird der Spreizdübel im Bereich
der Stauchzone verkürzt
und damit der Kopfflansch zum Verankerungsgrund gezogen. Das Eintreiben
des Spreizelements erfolgt dabei vorzugsweise mit einer kombinierten
Dreh-Schlag-Bewegung, also beispielsweise mit einer Schlagbohrmaschine.
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Die
DE 43 32 154 A1 beschreibt
einen Dämmstoffhalter
mit einem Schaft und einem Halteteller sowie einer im Schaft angeordneten
Schraube, die zur Befestigung des Dämmstoffhalters in den Ankergrund
oder in einen im Ankergrund eingesetzten Spreizdübel einschraubbar ist. Die
Schraube ist dabei als Stiftschraube ausgebildet und im vorderen
Teil des Schafts fest eingesetzt. Der hintere Teil des Dämmstoffhalters
weist eine zur Drehmomentübertragung
geeignete Öffnung
auf. Dadurch ist es möglich,
mit dem zur Herstellung des Bohrloches im Mauerwerk verwendeten
Bohrer den Dämmstoffhalter maschinell
mit der Bohrmaschine zu befestigen. Die Befestigung erfolgt durch
Eindrehen der Stiftschraube in den Spreizdübel, der damit im Mauerwerk
aufgespreizt und verankert wird.
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In
der
DE 101 40 278
A1 wird ein Isolierplattendübel mit einem Hohlschaft beschrieben,
welcher einen Halteteller an einem Ende aufweist, wobei der Halteteller
ein Durchgangsloch umfasst, durch das eine Höhlung des Hohlschafts zugänglich ist.
In dem Hohlschaft ist ein Verschlussteil angeordnet, das den Hohlschaft
verschließt
und das eine Eintreibenergie zum Eintreiben des Isolierplattendübels in
ein Bohrloch von einem in die Höhlung
des Hohlschafts des Isolierplattendübels eingeführten Eintreibwerkzeug auf
den Isolierplattendübel überträgt. Auch
hier wird ein Bohrer als Eintreibwerkzeug zum Setzen des Isolierplattendübels verwendet.
Das Verschlussteil überträgt die Schlag-
und Eintreibenergie vom Bohrer auf den Isolierplattendübel und
insbesondere auf dessen Spannhülse.
Hierbei sitzt das Verschlussteil mit seiner Aufnahme klemmend auf
dem Eintreibwerkzeug und der Isolierplattendübel weist eine Rückhalteeinrichtung
auf, die das Verschlussteil bei einem Herausziehen des Eintreibwerkzeugs
aus dem Hohlschaft des Isolierplattendübels in dem Hohlschaft hält.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
101 59 632 A1 ein Dübel
für eine
vertiefte Montage einer Dämmstoffplatte
an einer Unterkonstruktion bekannt, welcher einen Druckteller aufweist
und eine daran anschließende
Dübelhülse zur
Aufnahme eines Spreizelements mit einem Spreizelementkopf, wobei
die Dübelhülse eine
Spreizzone aufweist. An der Unterseite des Drucktellers sind an
dessen Umfang Schneidvorrichtungen angeordnet, welche in die Dämmstoffplatte
einschneiden, wenn der Druckteller in die Dämmstoffplatte einzieht. In
diesem Zusammenhang weist der Druckteller eine Ausnehmung zur Aufnahme
eines Antriebs, wie beispielsweise eines Sechskantantriebs, auf.
Auf diese Weise kann die Drehbewegung des Antriebs auf den Druckteller übertragen
werden. Alternativ kann ein Innentorx im Druckteller angeordnet
sein, in den das Spreizelement einrastet.
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Die
vorstehend genannten Lösungen
ermöglichen
aufgrund der jeweiligen Ausgestaltung des Zusammenspiels zwischen
der Bohrerspitze und der Aufnahmevorrichtung im Spreizelementkopf
keine effiziente und schonende Kraftübertragung beim Setzen eines
Befestigungselements. Der Setzvorgang ist bei diesen Befestigungselementen
oftmals mit einem unnötig
hohen Kraftaufwand verbunden und es werden häufig Beschädigungen des Bohrers oder der
korrespondierenden Aufnahmevorrichtung, vor allem wenn diese aus
Kunststoff gebildet wird, beobachtet.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die oben dargestellten
Nachteile zu überwinden
und ein Befestigungselement bereit zu stellen, bei dem der Bohrer
während
des axialen Schlagimpulses des Bohrwerks tänzelnd innerhalb der Aufnahmevorrichtung
des Spreizelementkopfs geführt werden
kann, ohne eine Abstumpfung der Bohrerspitze zu verursachen. Es
soll zudem die Montage für das
Baupersonal dadurch erleichtert werden, dass die Montagearbeit,
d. h. das Einschlagen des Spreizelements und ein eventuelles Komprimieren
des Dämmstoffs,
größtenteils
von dem Schlagwerk übernommen
wird.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
ein Befestigungselement mit einem Spreizelement mit einem Spreizelementschaft
und einem Spreizelementkopf sowie einer Kunststoffspreizhülse mit
einem Hülsenkopf
und einem Hülsenschaft
welcher eine Spreizzone aufweist, bei dem der Spreizelementkopf
eine Zentrierausnehmung aufweist, welche eine radiale Führung einer
Bohrerspitze mit Spiel ermöglicht
und welche an ihrem in Einführrichtung unteren
Ende einen Zentrierwinkel α aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung liegt der Zentrierwinkel α zwischen 110° und 150°. Es hat
sich herausgestellt, dass in diesem Winkelbereich der axiale Schlagimpuls
des Bohrwerks besonders wirkungsvoll auf das Spreizelement übertragen
werden kann, ohne dass die Bohrerspitze beschädigt wird bzw. abstumpft.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Hülsenkopf
als Druckteller aufgebildet. Ein solches Befestigungselement kann besonders
gut für
die Befestigung von Dämmstoff- bzw.
Isolierstoffplatten eingesetzt werden.
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Besonders
bevorzugt weist der Druckteller eine Vertiefung zur Aufnahme eines
Spreizelementkopfs auf. Hierdurch kann auf besonders effiziente Weise
die Bildung von Wärmebrücken, über die
Wärme von
der Innenseite eines Mauerwerks auf die Außenseite des Mauerwerks gelangen
kann, unterbunden werden.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Druckteller an seinen äußeren Umfang mit Schneidvorrichtungen
versehen. Ein Befestigungselement welches mit solchen Schneidvorrichtungen,
welche als unterbrochene Schneidkante oder als einzelne Zacken vorliegen können, ausgestattet
ist, kann besonders gut für
die vertiefte Montage in Dämmstoffplatten
eingesetzt werden, da es beim Setzten einen kreisförmigen Einschnitt
im Dämmstoff
bildet, welcher von dem Druckteller im weiteren Verlauf des Setzvorgangs
komprimiert wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind der Druckteller und der Hülsenschaft zweiteilig ausgebildet.
Die beiden Teile sind üblicher
Weise formschlüssig
miteinander verbunden, wie etwa durch eine Rastverbindung. Diese Ausgestaltung
hat den Vorteil, dass der Druckteller entlang des Hülsenschafts
verschiebbar ist, wenn die Verbindung, beispielsweise durch die
axiale Kraftkomponente einer Eintreibvorrichtung, gelöst wird. Dies
wiederum ermöglicht
die Verwendung eines kostengünstigeren
kürzeren
Spreizelements. Außerdem
kann durch die Verschiebung des Drucktellers entlang des Hülsenschafts
die Länge
des Befestigungselements beim Eintreiben in das Bohrloch verkürzt werden.
Statt zweier gegeneinander verschiebbarer Bauteile können auch
verformbare Bereiche vorgesehen sein, wie beispielsweise ein Hülsenschaft
mit einer Knautschzone.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Spreizelement aus Stahl gebildet ist. Stahl
ist im Hinblick auf die Kräfte,
die beim Setzvorgang von einem Schlagbohrer auf die Zentrierausnehmung
im Spreizelementkopf ausgeübt
werden, aufgrund seiner Festigkeit das bevorzugte Material.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Spreizelementschaft schräg verlaufende Rillen auf. Mittels
solcher kurzen und preiswerten Stahlrillennägel kann selbst im Vergleich
zur Verwendung von Kunststoffnägeln
noch ein Kostenvorteil erzielt werden.
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Anhand
der beigefügten
Zeichnungen wird die Montage eines erfindungsgemäßen Befestigungselements veranschaulicht.
Es zeigen:
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1a eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements;
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1b eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements;
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1c eine
Detailansicht eines Spreizelementkopfs eines erfindungsgemäßen Befestigungselements;
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2 eine
Querschnittsansicht eines in eine Unterkonstruktion eingebrachten
erfindungsgemäßen Befestigungselements
zu Beginn der Montage;
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3 eine
Querschnittsansicht eines in eine Unterkonstruktion eingebrachten
erfindungsgemäßen Befestigungselements
während
der Montage;
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4 eine
Querschnittsansicht eines in eine Unterkonstruktion eingebrachten
erfindungsgemäßen Befestigungselements
in Endmontageposition.
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In 1a wird
ein erfindungsgemäßes Befestigungselement
veranschaulicht, welches aus einem Spreizelement 1, das
in eine Kunststoffspreizhülse 4 eingesteckt
ist, besteht. Das Spreizelement 1 weist einen Spreizelementschaft 2 und
einen Spreizelementkopf 3 auf. Die Kunststoffspreizhülse 4 weist einen
Hülsenkopf 5 und
einen Hülsenschaft 6 auf,
an dessen unteren Ende eine Spreizzone 7 angeordnet ist.
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Die
Querschnittsansicht gemäß 1b zeigt insbesondere
den Spreizelementkopf 3 mit der Zentrierausnehmung 8,
welche eine radiale Führung
einer Bohrerspitze (nicht gezeigt) mit Spiel ermöglicht und welche, wie in 1c deutlicher
zu erkennen, an ihrem in Einführrichtung
unteren Ende einen Zentrierwinkel α aufweist. Der Zentrierwinkel α liegt regelmäßig zwischen
110° und
150°, da
in diesem Winkelbreich die von einem Schlagbohrer erzeugten axialen Impulse
besonders günstig
auf das Spreizelement 1 übertragen werden, ohne dass
eine Beschädigung oder
Abstumpfung der Bohrerspitze auftritt. Die Bohrerspitze kann auf
diese Weise axial tänzelnd
geführt werden,
wobei ein gewisses Spiel in der Zentrierausnehmung 8 zugelassen
wird. Das Spiel bzw. die axiale Führung der Bohrerspitze in der
Zentrierausnehmung 8 wird im Übrigen durch die nach oben hin leicht
auseinanderlaufende Innenwand 18 der Zentrierausnehmung 8 begünstigt.
Der Hülsenkopf 5 der Kunststoffspreizhülse 4 steht
leicht schräg
von denn Hülsenschaft 6 ab,
um zu verhindern, dass die Kunststoffspreizhülse 4 während der
Montage in ein Bohrloch hineinrutscht.
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Der
Hülsenkopf 5 kann
jedoch, wie in 2 gezeigt, auch als Druckteller 5' ausgebildet
werden, was insbesondere bei der Verwendung des Befestigungselements
für eine
Dämmstoffplatte 13 sinnvoll ist.
Wie zu sehen, liegt der Druckteller 5' dabei zu Beginn der Montage auf
der Dämmstoffplatte 13 auf. Am äußeren Umfang
des Drucktellers 5' sind Schneidvorrichtungen 11 angeordnet,
welche leicht in das Dämmstoffmaterial
einschneiden. Normaler Weise sind die Schneidvorrichtungen 11 als
umlaufende Schneidkante ausgebildet. Die Schneidvorrichtungen 11 können aber
auch in Form von mehreren zackenförmig ausgebildeten Schneidzähnen vorliegen – sozusagen
als unterbrochene Schneidkante. Die Schneidvorrichtungen 11 werden
insbesondere für
eine vertiefte Montage des Befestigungselements im Dämmstoff
eingesetzt, da sie beim Setzen einen kreisförmigen Einschnitt im Dämmstoff
bilden, welcher während
der Montage komprimiert wird. Der Druckteller 5' umfasst des
Weiteren eine Vertiefung 10, welche zur Aufnahme des Spreizelementkopfes 3 dient,
um die Bildung von Kälte-Wärmebrücken zu verhindern.
In der Vertiefung 10 ist ein umlaufender Vorsprung 16 gebildet,
welcher als Anschlag für
den Spreizelementkopf 3 dient. Man erkennt des Weiteren,
dass in der hier gezeigten Ausführungsform
der Druckteller 5' und
der Hülsenschaft 6 zweiteilig
ausgebildet sind, damit der Druckteller 5' entlang des Hülsenschafts 6 verschiebbar
ist. Hierzu ist am unteren Ende des Drucktellers 5' ein Rastvorsprung 15 ausgebildet,
der mit einer korrespondierenden Rastausnehmung 15' am oberen Ende
des Hülsenschafts 6 lösbar verbunden
ist. Der Hülsenschaft 6 erstreckt
sich – durch
das Bohrloch 19 – von
der Dämmstoffplatte 13 in
die Unterkonstruktion 14 hinein, wo die Spreizzone 7 des
Hülsenschafts 6 zum Anliegen
kommt.
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In 3 wird
das Befestigungssystem während
der Montage gezeigt. Die Bohrerspitze 9 ist in der Zentrierausnehmung 8 aufgenommen
und der Spreizelementkopf 3 liegt bereits am Vorsprung 16 der
Vertiefung 10 des Drucktellers 5' an, d. h. die vom Bohrwerk erzeugten
axialen Schlagimpulse werden jetzt voll auf den Druckteller 5' übertragen,
so dass der Vorgang des Komprimierens der Dämmstoffplatte 13 beginnen
kann. Zunächst
rutschen hierbei die Rastvorsprünge 15 über die
korrespondierenden Rastausnehmungen 15', so dass der Druckteller 5' nun axial über den
Hülsenschaft 6 verschoben
werden kann. Gleichzeitig schneiden die Schneidvorrichtungen 11 tiefer
in die Dämmstoffplatte 13 ein
und das durch den Einschnittkreis definierte Dämmstoffmaterial wird von dem
Druckteller 5' zusammengedrückt. Dieser
Vorgang dauert so lange an, bis der Spreizelementkopf 3 mit
seiner Unterseite an dem oberen Rand der Kunststoffspreizhülse 4 anschlägt und der
Endmontagezustand erreicht ist.
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In
dem in 4 gezeigten Endmontagezustand hat das Spreizelement 1 die
Spreizzone 7 des Hülsenschafts 6 voll
aufgespreizt, so dass eine sichere Verankerung in der Unterkonstruktion 14 bzw.
dem Mauerwerk geschaffen. wurde. Der Druckteller 5' ist um einen
dem Verschiebungsweg zwischen Druckteller 5' und Hülsenschaft 6 entsprechenden
Betrag X in die Dämmstoffplatte 13 eingezogen.
In die so entstandene Ausnehmung 17 kann nun eine Rondelle aus
Dämmstoffmaterial
eingesetzt werden, um eine glatte Oberfläche zu schaffen und um die
Bildung von Kälte-Wärmebrücken weiter
zu unterbinden. Das Spreizelement 1 bzw. der Spreizelementkopf 3 bestehen
jedoch im Hinblick auf die beim Setzen des Befestigungselements
vom Schlagbohrer auf die Zentrierausnehmung 8 ausgeübten Kräfte vorzugsweise
aus Stahl bzw. Edelstahl. Aufgrund der relativen Verschiebbarkeit
zwischen Druckteller 5' und Hülsenschaft 6 können auch
kurze und preiswerte Stahlrillennägel verwendet werden.
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Das
vorliegende erfindungsgemäße Befestigungssystem
wurde in erster Linie im Zusammenhang mit Spreiznägeln beschrieben.
Es ist allerdings auch denkbar, in der Zentrierausnehmung Mitnehmervorrichtungen
vorzusehen, die so ausgestaltet sind, dass sie die vertiefte Montage
eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
mittels einer Schraube ermöglichen.