DE202015006494U1 - Nutenstein (Gleitblock) zur Steigerung der Lippentragfähigkeit von Montageschienen - Google Patents

Abstract

Erfindung eines ausreichend großen, biegesteifen und festen Nutensteines mit Innengewinde für Montageschienen mit schräger Lippengeometrie (bspw. JM W-Schienen der JORDAHL GmbH oder bauähnlich), um durch seine lange und starke Einspannung die Punkttragfähigkeit der Schienenlippe gegenüber bisher durch den Schlitz montierbaren Befestigungselementen zu steigern. 1. Gekennzeichnet durch eine größere Länge des Gleitblockes (Maß L in 1) gegenüber den bisher durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche bisher durch die Schlitzbreite begrenzt sind 2. Gekennzeichnet durch eine größere Höhe des Gleitblockes (Maß H in 1) gegenüber den bisher durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche bisher aufgrund der Eindrehbarkeit durch die minimale Innenkammerhöhe abzüglich der Lippenschräge begrenzt sind 3. Gekennzeichnet durch eine größere Auflagerfläche innerhalb der Schiene (schraffierte Fläche A in 1) gegenüber den bisherigen durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche auch bei quer zum Schienenschlitz vorhandenen Langlöchern im Anbauteil noch ausreichend groß ist 4. Gekennzeichnet durch ein der Festigkeitsklasse entsprechendes ausreichend langes und voll tragfähiges Innengewinde, um selbst bei der Kombination von verschiedenen Anbauteilstärken und Normschraubenlängen die Vorspannkräfte zuverlässig aufzunehmen und ein Abstreifen des Schraubengewindes zu verhindern 5. Gekennzeichnet durch einen ausreichend festen Werkstoff, um die volle Gewindetragfähigkeit sicher zu stellen und um den auftretenden Biegebelastungen durch die Vorspannkraft zu widerstehen 6. Gekennzeichnet durch eine spezielle Formgebung zwischen den Schienenlippen, um die Gewindelänge und die Biegesteifigkeit zu erhöhen, um den Steifigkeitssprung zwischen Schraube und Innengewinde zu reduzieren und um in Querrichtung die Schienenlippen zu stützen (Bereich C in 1). 7. Gekennzeichnet durch Ausrundungsradien an dieser Form, um Kerbspannungen gering zu halten (Stellen R in 1)

Description

• Stand der Technik
• Auf dem Gebiet der Befestigungstechnik werden unter Montageschienen C-förmige Profilschienen aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium verstanden. Sie dienen zusammen mit den zugehörigen Befestigungselementen für eine in Längsrichtung flexiblen Befestigung von Bauteilen. Es gibt diese mit verschiedenen Lippenausführungen (eben, schräg oder senkrecht abgewickelt), in gezahnter Ausführung, warmgewalzt oder aus Blech gebogen. Sie werden meist durch Anschweißen, Anschrauben oder Ankleben an der Unterkonstruktion befestigt. Mit Ankern versehene Montageschienen werden als Ankerschiene zum Einbetonieren im Bauwesen verwendet.
• Die Befestigungselemente sind dem Schienentyp zugeordnete Sonderschrauben oder Sondermuttern. Die Sonderschrauben werden je nach Form als Hammer- und Hakenkopfschrauben bezeichnet. Die Sondermuttern als Gleitmuttern, alternativ auch Gewindeplatten oder Nutensteine. Die Bauform richtet sich nach der zugehörigen Schiene. Die Befestigungselemente werden bisher in der Regel durch den Schienenschlitz eingeführt und anschließend mit einer Drehung auf der Innenseite der Schienenlippe positioniert. Anschließend wird das Anbauteil befestigt und die Schraubverbindung angezogen.
• Bisher üblich sind die Festigkeitsklassen nach ISO 898-1 und 3506-1 von 4.6 bzw. –50 für Scher-Lochleibungsverbindungen und. 8.8 bzw. –70 oder höher für vorgespannte oder gleitfeste Schraubverbindungen.
• Es gibt bisher einige Gebrauchsmuster und Patente, wie bspw.:
• • Zur Verbesserung der Montage von Nutensteinen und Gewindeplatten ( WO 2012/126456 )
• • Zum Einsetzen einer Normschraube in eine gefräste Kontur von Nutensteinen ( DE 297 13 008.0 )
• • Für sich eindrückende Zähne auf der Innenseite der Schiene um einen zusätzlichen Formschluss in Schienenlängsrichtung hervorzurufen ( DE 20 2005 000 146 )
• • Zur Sicherung einer Schraube im Nutenstein ( DE 298 15 660 )
• Bisher hat kein Gebrauchsmusterschutz oder Patent den Anspruch, durch eine hohe Einspannfläche gepaart mit einer hohen im Betriebszustand verbleibenden Vorspannkraft der Schraubverbindung, gezielt die Punktträgfähigkeit der Schienenlippe zu erhöhen.
• Bisherige Probleme
• Die bisher verwendeten Befestigungselemente von warmgewalzten Montageschienen mit schräger Lippengeometrie werden durch den Schienenschlitz eingeführt und innerhalb der Schieneninnenkammer gedreht. Daher sind diese durch die Schlitzbreite und die min. Kammerhöhe (Kammerhöhe abzüglich der Schräge) beschränkt. Der gleiche Sachverhalt trifft auch für Gleitmuttern o. ä. zu.
• Geringe Bauhöhen der Befestigungselemente führen außerdem zu geringen Biegewiderstandsmomenten und damit zu geringen Tragfähigkeiten. Geringe Einschraubtiefen vermindern die Tragfähigkeit des Gewindes. Geringe Auflagerflächen erhöhen die Flächenpressung und begünstigen Vorspannkraftverluste. Selbst mit höherfesten Werkstoffen alleine kann keine Abhilfe geschaffen werden, da die angrenzenden Bauteile zur Schwachstelle würden.
• Bei Langlöchern quer zum Schienenschlitz muß ggf. die Vorspannkraft reduziert werden, damit einerseits die Schienenlippe nicht durch das Langloch gezogen wird und anderseits kein Fließen in der verbleibenden geringeren Auflagefläche auftritt. Eine geringere Tragfähigkeit der vorgespannten oder reibschlüssigen Schraubverbindung ist die Folge.
• Beschreibung der Erfindung
• Der Nutenstein ist aufgrund der Abkehr vom bisherigen Montageprinzip nicht mehr geometrisch durch den Schienenschlitz beschränkt. Hierdurch kann er länger, breiter und höher als bisher ausgeführt werden. Das führt zu einem deutlichen Stabilitätszuwachs dieser Nutensteine und zu einer größeren Auflagefläche auf der inneren Seite der Schienenlippe. Hierdurch wird gegenüber den durch den Schlitz einführbaren Befestigungselementen ein längerer Lippenbereich eingespannt. Durch die größere Auflagerfläche wird die Flächenpressung verringert, was Setzkraftverluste verringert. Sie ist ausreichend groß, dass selbst bei Langlöchern quer zum Schlitz ausreichend Fläche vorhanden ist und die Lippe nicht in das Langloch gezogen werden kann.
• Der Nutenstein wird aus einem ausreichend festen Werkstoff hergestellt, damit er hohe Vorspannkräfte ertragen kann. Die Mindesteinschraubtiefe wird eingehalten, wozu der speziell geformte Bereich zwischen den Lippen beiträgt. Dieser vermeidet zugleich Steifigkeitssprünge. Durch die hohe Vorspannkraft wird die Biegemomentenbelastung der Schienenlippe verringert (siehe 2).
• Die lange Einspannlänge und die feste Einspannung steigern die Punkttragfähigkeit der Montageschienenlippe.
• Erreichte Vorteile
• Durch die gesteigerte Punkttragfähigkeit der Schienenlippe kann eine kleinere und damit wirtschaftlich günstigere Schiene verwendet werden. Alternativ kann die Last durch eine geringere Anzahl von Befestigungspunkten abgetragen werden.
• Durch die höhere Vorspannkraft ist eine höhere dynamische Tragfähigkeit der Schraubverbindung möglich.
• Durch die Baugröße ist bei Überlastung gegenüber durch den Schlitz montierbaren Befestigungselementen ein selbsttätiges Herausdrehen aus dem Schienenschlitz nicht mehr möglich.
• Bezugszeichenliste

I

Gleitblock

II

Montageschiene

A

Auflagerfläche

C

Spezielle Formgebung

H

Höhe des Gleitblockes

L

Länge des Gleitblockes

R

Ausrundungsradius

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• WO 2012/126456 [0004]
• DE 29713008 [0004]
• DE 202005000146 [0004]
• DE 29815660 [0004]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• ISO 898-1 und 3506-1 [0003]

Claims (1)

1. Erfindung eines ausreichend großen, biegesteifen und festen Nutensteines mit Innengewinde für Montageschienen mit schräger Lippengeometrie (bspw. JM W-Schienen der JORDAHL GmbH oder bauähnlich), um durch seine lange und starke Einspannung die Punkttragfähigkeit der Schienenlippe gegenüber bisher durch den Schlitz montierbaren Befestigungselementen zu steigern. 1. Gekennzeichnet durch eine größere Länge des Gleitblockes (Maß L in 1) gegenüber den bisher durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche bisher durch die Schlitzbreite begrenzt sind 2. Gekennzeichnet durch eine größere Höhe des Gleitblockes (Maß H in 1) gegenüber den bisher durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche bisher aufgrund der Eindrehbarkeit durch die minimale Innenkammerhöhe abzüglich der Lippenschräge begrenzt sind 3. Gekennzeichnet durch eine größere Auflagerfläche innerhalb der Schiene (schraffierte Fläche A in 1) gegenüber den bisherigen durch den Schienenschlitz montierbaren Befestigungselementen, welche auch bei quer zum Schienenschlitz vorhandenen Langlöchern im Anbauteil noch ausreichend groß ist 4. Gekennzeichnet durch ein der Festigkeitsklasse entsprechendes ausreichend langes und voll tragfähiges Innengewinde, um selbst bei der Kombination von verschiedenen Anbauteilstärken und Normschraubenlängen die Vorspannkräfte zuverlässig aufzunehmen und ein Abstreifen des Schraubengewindes zu verhindern 5. Gekennzeichnet durch einen ausreichend festen Werkstoff, um die volle Gewindetragfähigkeit sicher zu stellen und um den auftretenden Biegebelastungen durch die Vorspannkraft zu widerstehen 6. Gekennzeichnet durch eine spezielle Formgebung zwischen den Schienenlippen, um die Gewindelänge und die Biegesteifigkeit zu erhöhen, um den Steifigkeitssprung zwischen Schraube und Innengewinde zu reduzieren und um in Querrichtung die Schienenlippen zu stützen (Bereich C in 1). 7. Gekennzeichnet durch Ausrundungsradien an dieser Form, um Kerbspannungen gering zu halten (Stellen R in 1)

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