DE202023102032U1

DE202023102032U1 - Befestigungselement, Baugruppe und Gebäude

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Publication number: DE202023102032U1
Application number: DE202023102032.1U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-04-19
Filing date: 2023-04-19
Publication date: 2023-05-03
Anticipated expiration: 2033-04-20

Abstract

Befestigungselement (5) mit
- einem sich von einem vorderen Ende (10a) zu einem hinteren Ende (10b) erstreckenden Axialabschnitt (10) mit einer sich um eine Achse erstreckenden Mantelfläche (12) und
- wenigstens einem sich von der Mantelfläche (12) erstreckenden Schraubengewindeabschnitt (20, 20'), dadurch gekennzeichnet, dass sich vom vorderen Ende (10a) ein Hohlraum (H) in den Axialabschnitt (10) erstreckt, sodass zumindest ein sich vom vorderen Ende (10a) erstreckender Abschnitt des Axialabschnitts (10) als Wandung mit einer Innenfläche (14) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Baugruppe nach Anspruch 16 sowie ein Gebäude nach Anspruch 19.
In der Technik sind aus Kunststoff bestehende, geschäumte Elemente bekannt, welche zur Schallisolierung und/ oder zur Verringerung von Hall in einem Raum dienen. Derartige geschäumte Elemente sind meist plattenförmig ausgebildet und zumindest mittelbar mit einem Gebäude-Strukturelement, beispielsweise einer Wand oder einer Decke, verbunden. Solche geschäumten Elemente können alleine verwendet oder mit wenigstens einem Stabilisierungselement verbunden werden. Ein Bauelement, welches wenigstens ein solches geschäumtes Element aufweist, wir im Folgenden als Bauteil bezeichnet.
Ein solches geschäumtes Element hat eine geringe Dichte (also ein geringes spezifisches Gewicht) und? muss mit dem Gebäude-Strukturelement in der Regel nur derart verbunden werden, dass das Gewicht des geschäumten Elements getragen wird. Mit anderen Worten: Ein solches geschäumtes Element ist nie lasttragend. Zur Befestigung kann das geschäumte Element grundsätzlich unmittelbar mit dem Gebäude-Strukturelement verklebt werden, was sich jedoch häufig als nachteilig erwiesen hat, insbesondere da es kaum geeignete Klebstoffe gibt, welche das geschäumte Element nicht angreifen und dennoch für eine dauerhafte (also über Jahre oder sogar Jahrzehnte) sichere Verbindung sorgen.
Aus der gattungsbildenden DE 10 2016 103 931 A1 ist ein Befestigungselement bekannt, welches in ein solches geschäumtes Element eingeschraubt werden kann, sodass keine Klebeverbindung zwischen dem geschäumten Element und einem anderen Element notwendig ist. Dieses Befestigungselement weist einen sich von einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstreckenden Axialabschnitt mit einer sich um eine Achse erstreckenden Mantelfläche und wenigstens einen sich von der Mantelfläche erstreckenden Schraubengewindeabschnitt auf.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Befestigungselement zu verbessern, insbesondere dahingehend, dass es mit geringerer Kraft in das geschäumte Element eingeschraubt werden kann und dennoch eine ausreichend große Haltekraft zwischen Befestigungselement und geschäumtem Element bereitgestellt wird. Weiterhin soll erreicht werden, dass das Befestigungselement das geschäumte Element nur wenig schwächt.
Diese Aufgabe wird durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Baugruppe, die ein geschäumtes Element und wenigstens ein solches Befestigungselement aufweist, ist in Anspruch 16, ein Gebäude mit einer solchen Baugruppe ist in Anspruch 19 angegeben.
Erfindungsgemäß erstreckt sich vom vorderen Ende des Axialabschnittes ein Hohlraum in den Axialabschnitt, sodass zumindest ein sich vom vorderen Ende erstreckender Abschnitt des Axialabschnitts in Form einer Wandung mit einer Innenfläche ausgebildet ist.
Hierdurch wird das Volumen des geschäumten Elementes, welches vom Befestigungselement beim Einschrauben verdrängt und/ oder verformt werden muss, minimiert, wodurch die oben definierte Aufgabe erfüllt wird. Die Ausgestaltung des Befestigungselementes geht von der Erkenntnis aus, dass der Axialabschnitt nichts zur Haltekraft beiträgt, sodass es vorteilhaft ist, dessen Volumen zu minimieren. Insbesondere kann hierdurch der Axialabschnitt mit relativ großem Außendurchmesser ausgeführt werden, wodurch sich ein entsprechend großer Durchmesser des Gewindeabschnitts ergibt, was sich wiederrum positiv auf die Haltekraft auswirkt.
Der Axialabschnitt ist idealerweise rotationsymmetrisch, insbesondere in Form eines Hohlzylinders ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Hohlraum über die gesamte Länge des Befestigungselementes, also vom vorderen Ende bis zum hinteren Ende, wodurch insbesondere verhindert wird, dass sich beim Einschrauben ein Luftpolster ausbildet, welches das weitere Einschrauben erschweren würde und wodurch auch eine unerwünschte Gegenkraft erzeugt werden könnte.
Um das Einschrauben weiter zu vereinfachen und unnötige Spannungen innerhalb des geschäumten Elementes zu vermeiden, weist der Schraubengewindeabschnitt vorzugsweise eine konstante Steigung auf.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Schraubengewindeabschnitt vor dem vorderen Ende des Axialabschnittes endet. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Handhabung, da es hierdurch ermöglicht wird, dass das Befestigungselement bei der Montage zunächst ohne Drehbewegung leicht in das geschäumte Element eingedrückt werden kann, bevor das Einschrauben mittels einer Drehbewegung beginnt. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, dass sich die Tiefe des Schraubengewindeabschnittes zu seinem vorderen Ende hin verringert, insbesondere auf null.
Um den eben beschriebenen Montagevorgang weiter zu vereinfachen, ist es weiter bevorzugt, das vordere Ende gefast auszugestalten, das heißt, dass sich die Stärke der Wandung zum vorderen Ende hin verringert, sodass die Innenfläche und die Mantelfläche einen Winkel einschließen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Schraubengewindeabschnitt eine zum vorderen Ende des Axialabschnittes weisende erste Gewindeoberfläche und eine zum hinteren Ende des Axialabschnittes weisende zweite Gewindeoberfläche aufweist, welche vorzugsweise parallel zueinander sind. Hierbei ist es besonders bevorzugt, den Schraubengewindeabschnitt so auszugestalten, dass seine erste Gewindeoberfläche zum Axialabschnitt hingeneigt ist, insbesondere mit einem Winkel von circa 50°.
Um eine möglichst symmetrische Kraftverteilung zu erreichen, ist es weiter bevorzugt, wenigstens zwei - insbesondere gleichartig ausgebildete - Schraubengewindeabschnitte vorzusehen. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die wenigstens zwei Schraubengewindeabschnitte jeweils weniger als einen Umlauf um den Axialabschnitt haben, was insbesondere die Montagezeit verkürzt, ohne dass dies einen negativen Einfluss auf die Haltekraft hätte.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich vom hinteren Ende des Axialabschnittes ein Endabschnitt mit einer vom Axialabschnitt wegweisenden ersten Oberfläche, welche insbesondere eben und senkrecht zur Achse des Axialabschnitts orientiert sein kann. Diese Oberfläche kann zur Verbindung (beispielsweise zum Ankleben) mit einem Gebäude-Strukturelement genutzt werden.
Um einen definierten Endanschlag auszubilden, kann der Endabschnitt weiterhin eine zweite Oberfläche aufweisen, welche zum Axialabschnitt hinweist und insbesondere senkrecht zur Achse des Axialabschnitts orientiert sein kann.
Um das Befestigungselement auch dann einsetzten zu können, wenn ein geschäumtes Element (oder ein Bauteil, welches ein solches geschäumtes Element aufweist) hängend - beispielsweise an einer Decke - befestigt werden soll, kann das Befestigungselement weiterhin einen sich in den Hohlraum erstreckenden Halteabschnitt, beispielsweise in Form eines Steges, aufweisen, sodass an diesem Halteabschnitt eine Schnur, ein Draht, ein Haken oder ähnliches befestigt werden kann.
Die Erfindung wird nun im Detail anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:

1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes in einer seitlichen Draufsicht,
2 das Befestigungselement aus 1 in einem Schnitt entlang der Ebene A-A in 1,
3 das Detail D aus 2,
4 eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Befestigungselement aus Richtung R in 1,
5 das in 1 gezeigte Befestigungselement in einer perspektivischen Darstellung,
6 das gezeigte Befestigungselement in einer Schnittdarstellung entsprechend 4, in einem Zustand, in welchem es in ein geschäumtes Element eingeschraubt und mit einer Wand verklebt ist, und
7 das beschriebene Befestigungselement, welches in ein geschäumtes Element eingeschraubt und an einer Decke aufgehängt ist, in einer der 6 entsprechenden Darstellung.

Die 1 bis 5 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes 5. Ein solches Befestigungselement 5 kann insbesondere einstückig aus Kunststoff hergestellt sein. Dies kann sowohl durch Spritzguss- als auch im 3D-Druckverfahren erfolgen. Das Befestigungselement weist einen Axialabschnitt 10 auf, welcher sich von einem vorderen Ende 10a zu einem hinteren Ende 10b erstreckt. Dieser Axialabschnitt 10 ist zumindest abschnittsweise in Form eines einen Hohlraum H umgebenden Hohlzylinders - also einer Wandung - ausgeführt, sodass er eine Mantelfläche 12 und eine Innenfläche 14 aufweist. Der Außendurchmesser beträgt typischerweise zwischen 2 und 5 cm. Zum vorderen Ende 10a hin verringert sich die Stärke der Wandung, das heißt, ein vorderer Endabschnitt des Axialabschnittes 10 ist mit einer Fase versehen. Der Winkel dieser Fase beträgt vorzugsweise circa 20°.
Vom hinteren Ende 10b des Axialabschnittes 10 erstreckt sich ein plattenförmiger Endabschnitt 40 mit einer vom Axialabschnitt 10 wegweisenden ersten Oberfläche 41 und einer zweiten Oberfläche 42, welche zum Axialabschnitt 10 hinweist. Die beiden Oberflächen 41, 42 sind parallel zueinander und stehen senkrecht zur Achse des Axialabschnittes 10. Am hinteren Ende 10b des Axialabschnittes 10 erstreckt sich ein als Steg 30 ausgebildeter Befestigungsabschnitt durch den Hohlraum H des Axialabschnittes 10.
Wie man den Figuren entnehmen kann, weist das Befestigungselement 5 weiterhin zwei Schraubengewindeabschnitte 20, 20' auf, welche sich von der Mantelfläche 12 erstrecken. Diese beiden Schraubengewindeabschnitte 20, 20' sind gleichartig ausgebildet, um 180° zueinander versetzt und umlaufen den Axialabschnitt jeweils ca. 180°. Aufgrund der Gleichartigkeit wird ausschließlich auf einen der beiden Schraubengewindeabschnitte, nämlich auf den Schraubengewindeabschnitt 20 Bezug genommen. Dieser erstreckt sich von einem rückwärtigen Ende 20b zu einem Frontende 20a. Das rückwärtige Ende 20b befindet sich am Endabschnitt 40, während das Frontende 20a etwas vom vorderen End 10a des Axialabschnitts 10 beabstandet ist. Die Tiefe des Schraubengewindeabschnitts 20 ist über einen weiten Bereich konstant, verringert sich jedoch dann zum Frontende 20 hin auf null.
Wie man insbesondere gut der 2 entnimmt, hat der Schraubengewindeabschnitt 20 eine erste Gewindeoberfläche 21 und eine sich parallel hierzu erstreckende zweite Gewindeoberfläche 22, wobei die erste Gewindeoberfläche 21 mit der Mantelfläche 12 einen spitzen Winkel von ca. 50° einschließt.
Die 6 zeigt eine erste Anwendungsmöglichkeit des Befestigungselementes 5. Man sieht, dass der Axialabschnitt 10 in ein eingeschäumtes Element 50 eingeschraubt ist. Die Befestigung zu einem Gebäude-Strukturelement (hier einer Wand 60) erfolgt dadurch, dass die erste Oberfläche 41 des Endabschnittes 40 an diese angeklebt ist.
Eine alternative Anwendung zeigt 7. Hier ist die Baugruppe, welche aus dem geschäumten Element 50 und dem Befestigungselement (in der Regel mehrerer Befestigungselementen) besteht, mittels Schnüren, Drähten oder ähnlichem am Gebäude-Strukturelement (hier einer Decke 62) aufgehängt.
Es wäre in beiden Fällen denkbar, dass auf der Seite des geschäumten Elements, in welche die Befestigungselemente eingeschraubt sind, wenigstens ein Stabilisierungselement mit Durchbrechungen vorgesehen ist, durch welche sich die Befestigungselemente erstrecken.
Man sieht, dass das erfindungsgemäße Befestigungselement leicht zu handhaben und universell einsetzbar ist.
Bezugszeichenliste

5: Befestigungselement
10: Axialabschnitt
10a: vorderes Ende
10b: hinteres Ende
12: Mantelfläche
14: Innenfläche
14a: abgeschrägter vorderer Endabschnitt der Innenfläche
20, 20`: Schraubengewindeabschnitt
20a: Frontende
20b: rückwärtiges Ende
21: erste Gewindeoberfläche
22: zweite Gewindeoberfläche
30: Steg (Halteabschnitt)
40: Endabschnitt
41: erste Oberfläche
42: zweite Oberfläche
50: geschäumtes Element
60: Wand
62: Decke
H: Hohlraum

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

DE 102016103931 A1 [0004]

Claims

Befestigungselement (5) mit - einem sich von einem vorderen Ende (10a) zu einem hinteren Ende (10b) erstreckenden Axialabschnitt (10) mit einer sich um eine Achse erstreckenden Mantelfläche (12) und - wenigstens einem sich von der Mantelfläche (12) erstreckenden Schraubengewindeabschnitt (20, 20'), dadurch gekennzeichnet, dass sich vom vorderen Ende (10a) ein Hohlraum (H) in den Axialabschnitt (10) erstreckt, sodass zumindest ein sich vom vorderen Ende (10a) erstreckender Abschnitt des Axialabschnitts (10) als Wandung mit einer Innenfläche (14) ausgebildet ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialabschnitt (10) zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch ist, insbesondere in Form eines Hohlzylinders.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlraum (H) durch das gesamte Befestigungselement (5) erstreckt.
Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens ein Halteabschnitt in den Hohlraum (H) erstreckt, vorzugsweise am oder benachbart zum hinteren Ende (10b) des Axialabschnitts (10).
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stärke der Wandung zum vorderen Ende hin verringert, wobei die Innenfläche (14) und die Mantelfläche (12) vorzugsweise spitzwinklig zulaufen.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubengewindeabschnitt (20, 20') eine konstante Steigung aufweist.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubengewindeabschnitt (20, 20') ein zum vorderen Ende (10a) des Axialabschnitts (10) benachbartes, aber von diesem vorzugsweise beabstandetes Frontende (20a) hat.
Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tiefe des Schraubengewindeabschnitts zu seinem Frontende (20a) hin verringert, vorzugsweise auf null.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubengewindeabschnitt (20, 20') eine zum vorderen Ende (10a) des Axialabschnitts (10) weisende erste Gewindeoberfläche (21) und eine zum hinteren Ende (10b) des Axialabschnitts (10) weisende zweite Gewindeoberfläche (22) aufweist, wobei erste Gewindeoberfläche (21) und zweite Gewindeoberfläche (22) vorzugsweise parallel zueinander sind.
Befestigungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gewindeoberfläche (21) zum Axialabschnitt (10) hin geneigt ist, vorzugsweise mit einem Winkel 20° und 80°, weiter vorzugsweise mit einem Winkel von 40° bis 70°, weiter vorzugsweise mit einem Winkel von 50°.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei, vorzugsweise gleichartig ausgebildete Schraubengewindeabschnitte (20, 20') vorgesehen sind.
Befestigungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Schraubengewindeabschnitte (20, 20') jeweils weniger als einen Umlauf um den Axialabschnitt (10) haben und vorzugsweise winkelsymmetrisch um den Axialabschnitt angeordnet sind.
Befestigungselement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich vom hinteren Ende (10b) des Axialabschnitts (10) ein Endabschnitt (40) mit einer vom Axialabschnitt (10) weg weisenden ersten Oberfläche (41) erstreckt.
Befestigungselement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche (41) eben ausgebildet und senkrecht zur Achse des Axialabschnitts (10) orientiert ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (30) weiterhin eine zum Axialabschnitt (10) weisende zweite Oberfläche (42) aufweist, welche eben ausgebildet und senkrecht zur Achse des Axialabschnitts (10) orientiert ist.
Baugruppe mit einem Bauteil, welches ein aus einem geschäumten Kunststoff bestehendes geschäumtes Element aufweist, und wenigstens einem Befestigungselement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, welches in das geschäumte Element eingeschraubt ist.
Baugruppe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil weiterhin wenigstens ein mit dem geschäumten Element verbundenes Stabilisierungselement aufweist.
Baugruppe nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei das Befestigungselement nach Anspruch 15 ausgebildet ist, wobei die zweite Oberfläche (42) des Endabschnitts (40) des Befestigungselements (5) an einer Oberfläche des geschäumten Elements anliegt.
Gebäude mit einem Gebäude-Strukturelement und wenigstens einer Baugruppe nach einem der Ansprüche 16 bis 18, deren Befestigungselement (5) zumindest indirekt mit dem Gebäude-Strukturelement verbunden ist.
Gebäude nach Anspruch 19, wobei das Befestigungselement (5) einen Halteabschnitt gemäß Anspruch 4 aufweist und wobei sich zwischen dem Halteabschnitt und dem Gebäude-Strukturelement ein zugaufnehmendes Element erstreckt.
Gebäude nach Anspruch 19, wobei das Befestigungselement (5) nach einem der Ansprüche 13 bis 15 ausgebildet ist, wobei die erste Oberfläche (41) des Endabschnitts (40) mit dem Gebäude-Strukturelement verklebt ist.