DE2915576A1

DE2915576A1 - Expanding, self-tapping plug for fastening panels to concrete base - comprises tubular nail encasing dowel which is forced apart by driving expander into it

Info

Publication number: DE2915576A1
Application number: DE19792915576
Authority: DE
Inventors: Sven Emil Appelros; Nils Edgard Bengtsson; Axel Rickard Rickard
Original assignee: Hoganas AB
Current assignee: Hoganas AB
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1979-04-18
Publication date: 1979-10-31
Also published as: NO791276L; SE423825B; SE7804600L; DK164479A

Abstract

A plug is claimed for fastening a cladding, e.g. an insulating panel, onto a light wt. i.e. low-density concrete base, the plug being adapted to be driven into, and anchored in, the base without a hole being previously drilled into the latter. The plug has a head and comprises a tubular slotted nail where one end forms the head whilst the other has a point to be driven into the base. Another component is a body which is forced through the tubular nail after the latter has been introduced into the base; this causing expansion and consequent secure anchoring of the nail. The inner cross-section of the nail is reduced by the forcing of it into the base. This contricted section is made of wood or plastics, e.g. PVC, and is expanded by driving the body which is of cylindrical shape with a point at its end, into it.

Description

Befestigungselement zum Befestigen einerFastening element for fastening a

Verkleidung auf Leichtbeton. Dic Erfindung bezicht sich auf ein Befestigungselement, wie dieses in der Einleitung des beigefügten Anspruches 1 beschrieben ist.Cladding on lightweight concrete. The invention bezicht refers to a fastener such as that in the introduction to the appended claim 1 is described.

Die Erfindung bezieht sich also auf ein Befestigungselement, das teils einen röhrenförmigen Nagel, der in Leichtbeton eingetrieben werden können soll, und teils einen Expandierkörper, der axial durch den Rohrnagel getrieben werden können soll, enthält, damit der Nagel durch die Expansion des Eintreibendes des Nagels verankert wird. Das Befestigungselement ist besonders für eine Verankerung in Leichtbeton vorgesehen, wobei der Nagel angeordnet ist mit seinem Kopf oder einer am Kopf befestigten Scheibe, eine Verkleidung in Form einer Isoliermaterialplatte, gegen den Leichtbeton festzuspannen. The invention thus relates to a fastening element that partly a tubular nail that can be driven into lightweight concrete and partly an expanding body that is driven axially through the pipe nail should contain, so that the nail by the expansion of the driving end of the Nail is anchored. The fastener is especially for an anchoring provided in lightweight concrete, the nail being arranged with its head or a disc attached to the head, a cladding in the form of a sheet of insulating material, to be clamped against the lightweight concrete.

Der Hintergrund für das erfindungsgemässe Befestigungselement ist die Tatsache, dass die neuen schwedischen Energienormen u.a. vorschreiben, dass die traditionellen Leichtbetondächer und andere Leichtbetonkonstruktionen für Bauzwecke nicht mehr ohne Zusatzisolierung verwendet werden können. Die Zusatzisolierungen werden gewöhnlich in Form von Platten aus Mineralwolle oder Schaumstoff zwischen dem Leichtbeton und einer äusseren Dichtungsschicht angebracht. The background for the fastening element according to the invention is the fact that the new Swedish energy standards stipulate, among other things, that the traditional lightweight concrete roofs and other lightweight concrete structures for building purposes can no longer be used without additional insulation. The additional insulation are usually in the form of sheets of mineral wool or foam between attached to the lightweight concrete and an outer sealing layer.

Die Isolierung muss dabei im Leichtbeton mit irgendeiner Art von Befestigungselement verankert werden. Aufgrund der Natur des Leichtbetons hat man bisher, um eine zufriedenstellende Verankerung der Befestigungskörper zu erreichen, Löcher in die Isolierung und den Leichtbeton vorgebohrt, Holzdbel in diese eingesetzt und dann ein Befestigungselement in orm einer mit einer Scheibe versehenen Schraube in diesen Dübel verankert. Mit dieser Technik geht die Arbeit jedoch langsam und wird dadurch teuer.The insulation must be in lightweight concrete with some type of fastener be anchored. Due to the nature of lightweight concrete, one has so far to find a satisfactory Anchoring the fastening body to achieve holes in the insulation and the Lightweight concrete pre-drilled, wooden dowels inserted into this and then a fastening element in anchored in the form of a screw provided with a washer in this dowel. With this However, technology works slowly and is therefore expensive.

Alternativ könnte man direkt in den Leichtbeton eintreibbare, expandierbare Befestigungselemente der in der Einleitung erwähnten Art verwenden. Derartige Befestigungselemente sind z.B. durch die schwedischen Auslegeschriften 309 303 und 339 303 vorbekannt. Im Zusammenhang mit derartigen Befestigungselementen verwendet man röhrenförmige Nägel deren Röhrenwand zwecks Bildung eines reduzierten Innenquerschnitts des Nagels in seinem Verankerungsbereich, deformiert ist. Zum Expandieren des Eintreibendes des Nagels treibt man in diesem Fall einen Körper durch den zentralen Hohlraum des Nagels und hinein in den Bereich mit reduziertem Querschnitt. Ausserdem hat man bei diesen bekannten Elementen Zungen oder Streifen angeordnet, die beim Expandieren in den umgebenden Leichtbeton einschneiden. Alternatively, expandable ones could be driven directly into the lightweight concrete Use fasteners of the type mentioned in the introduction. Such fasteners are for example previously known from the Swedish patent publications 309 303 and 339 303. Tubular ones are used in connection with such fasteners Nails their tubular wall for the purpose of forming a reduced internal cross-section of the nail is deformed in its anchoring area. To expand the driving end In this case, a body is driven through the central cavity of the nail Nail and into the area with reduced cross-section. In addition, one has in these known elements tongues or strips arranged, which when expanding cut into the surrounding lightweight concrete.

Ein Zweck der Erfindung ist die Herstellung eines Befestigungselementes der oben erwähnten Art, der günstiger ausfällt in Bezug auf Zugwiderstand, und dessen Ausführung einfacher ist als die der vorbekannten Befestigungselemente erwähnter Art. Wenn man von einem Befestigungselement der Art der teils einen röhrenförmigen Nagel, dessen eines Ende einen Kopf bildet und dessen anderes Ende, das das Eintreibende des Nagels bildet, zugespitzt und axial'aufgeschlitzt ist und einen reduzierten Innendurchmesser aufweist, und teils einen Körper der dazu vorgesehen ist, nach dem Eintreiben des Nagels in den Leichtbeton, durch den Nagel hindurch in dessen reduzierten Innenquerschnitt hinein zwecks Verankerung des Nagels durch die Expansion von dessen Eintreibende eingetrieben zu werden, ausgeht, erlangt man den erwähnten Zweck hauptsächlich dadurch, dass der reduzierte Innendurchmesser des Nagels durch einen im Eintreibende des Nagles angeordneten Dübel, der einen dem freien zylindrischen Innenquerschnitt des röhrenförmigen Nagels entsprechenden Querschnitt aufweist, und dass der Körper vorgesehen ist in den Dübel hineingetrieben zu werden, um diesen und damit auch das Eintreibende des Nagels zu erweitern. One purpose of the invention is to manufacture a fastener of the type mentioned above, which is more favorable in terms of tensile resistance, and its Execution is simpler than that of the previously mentioned fasteners mentioned Art. If one thinks of a fastener of the type of partly a tubular Nail, one end of which forms a head and the other end of which is the driving force of the nail forms, is pointed and axially slit and a reduced Has inner diameter, and partly a body which is provided after driving the nail into the lightweight concrete, through the nail into it reduced internal cross-section in order to Anchoring the nail to be driven in by the expansion of the driving force one the mentioned purpose mainly by the fact that the reduced inner diameter of the nail by a dowel arranged in the driving end of the nail, the one corresponding to the free cylindrical internal cross-section of the tubular nail Has cross section, and that the body is provided driven into the dowel to expand this and thus also the driving force of the nail.

Die Erfindung wird in den beigefügten Patentansprüchen definiert. The invention is defined in the appended claims.

Vorzugsweise ist das Befestigungselement derart ausgeführt, dass der Körper aus einem spitz zulaufenden Zylinder besteht, und dass der Dübel aus Holz, z.B. Eichenholz oder Kunststoff, z.B. PVC besteht. The fastening element is preferably designed such that the body consists of a tapered cylinder, and that the dowel is made of Wood, e.g. oak or plastic, e.g. PVC.

Es hat sich erwiesen, dass das erfindungsgemässe Befestigungselement im Vergleich mit vorgekannten Elementen, entsprechender Art, eine wesentlich bessere Verankerung biegemeint tet. Mit "bessere" ist hier eine stabilere Verankerung, wenn die Isoliermatte wechselnden und pulsierenden Windlasten ausgesetzt ist, so dass die Elemente einen relativ unveränderten Zugwiderstand beibehalten, auch nach einer Ueberbelastung die ein geringes Herausziehen des Körpers aus dem Le i chtbcton vcrursacht. nusscrdcm scheint das crfindungsgcmässe Element einen grössercn Zugwiderstand zu leisten als das vergleichbare Bcfestigullgsclemcnt, was seinerseits dazu beiträgt, dass eine geringere Anzahl von Befestigungselementen (und damit Befestigungsarbeitsyängen) per Flächeneinheit der Isoliermatte nötig sind. It has been found that the fastening element according to the invention in comparison with previously known elements of the corresponding type, a much better one Anchoring means bending. With "better" here is a more stable anchorage, though the insulating mat is exposed to changing and pulsating wind loads, so that the elements maintain a relatively unchanged tensile resistance, even after one Overload that causes the body to be pulled out of the body a little. Nutcrdcm, the element of the invention seems to have a greater tensile resistance perform than the comparable Bcfestigullgsclemcnt, which in turn contributes to that a smaller number of fastening elements (and thus fastening work lengths) per unit area of the insulating mat.

Das erfindungsgemässe Befestigungselement ist, dank seiner einfachen strukturellen Ausformung, einfacher herzustellen, was teils damit zusammenhängt, dass der Röhrenwand des Elementes keine Deformation beigebracht zu werden braucht, damit diese expandiert werden kann. Die Herstellung des erfindungsgemässen Befestigungselementes besteht hauptsächlich darin, dass man, ausgehend von einem zylindrischen Röhrenrohling, einen Kopf und ein Ende an den betteffenden Enden des Rohlings formt, einen axialen Schnitt durch das spitze Ende sägt und den Eichendübel in den Rohling einführt. The fastening element according to the invention is, thanks to its simple structural shape, easier to manufacture, which is partly related to it, that the tube wall of the element does not need to be deformed, so that it can be expanded. The production of the fastening element according to the invention consists mainly in the fact that, starting from a cylindrical tube blank, forms a head and an end at the bed-contacting ends of the blank, an axial one Cut through the pointed end and insert the oak dowel into the blank.

Zum Verankern der Isolierung auf dem Leichtbeton mit Hilfe des erfindungsgemässen Elementes, treibt man den Röhrennagel mit einem Hammer (evtl. einem Drucklufthammer) durch die Isolierung und in den Leichtbeton hinein, ohne den Leichtbeton vorbohren zu müssen. Wenn der Röhrennagel auf gewünschte Tiefe eingetrieben ist, verankert man den Röhrennagel im Leichtbeton,dadurch dass man mit Hilfe eines Dorns den Expandierkörper in den sich im Eintreibende des Nagels befindlichen Dübel hineintreibt, wodurch das Eintreibende des Nagels sich erweitert. For anchoring the insulation on the lightweight concrete with the aid of the invention Element, you drive the tubular nail with a hammer (possibly a pneumatic hammer) through the insulation and into the lightweight concrete without pre-drilling the lightweight concrete to have to. When the tubular nail is driven in to the desired depth, anchored the tubular nail in lightweight concrete, by using a mandrel to move the expanding body into the dowel located in the driving end of the nail, whereby the driving force of the nail expands.

Das erfindungsgemässe Befestigungselement bietet weiter einen besonderen Vorteil im Hinblick auf den Verankerungsvorgang. Dieser Vorteil besteht darin, dass man auf einem Drucklufthammer einen Eintreib-dorn zum Einführen in das Befestigungselement, anbringen kann. Der Eintreibdorn kann einen dem Innendurchmesser des Befestigungselements entsprechenden Durchmesser haben und eine effektive Länge entsprechend dem Abstand zwischen dem Kopf des Befestigungselementes und der Oberseite des licllendübels. Der Eintrcibdorn hat einen Wulst zum Anliegen an den Kopf des Befestigungselements. Dies führt mit sich, dass das Befestigungselement durch den auf dem Drucklufthammer angebrachten Eintreibdorn während des Eintreibarbeitsganges einfach gesteuert werden kann. Wenn man mit dem mit dem Eintreibdorn versehenen Drucklufthammer das Befestigungselement auf gewünschte Tiefe eingetrieben hat (d.h. so weit dass der Kopf, oder die am Kopf angebrachte Scheibe gegen die Wärmeisolierung anliegt) wird der Arbeitsgang unterbrochen und man hebt den Eintreibdorn aus dem Befestigungselement heraus. Danach führt man den angespitzten Zylinder in das Befestigungselement ein und den Eintreibdorn in das Element, woraufhin man den Drucklufthammer wieder ansetzt und den angespitzten Zylinder in den Eichendübel eintreibt, bis der Wulst des Eintreibdübels gegen den Kopf bzw. die Scheibe des Befestigungselementes anschlägt. The fastening element according to the invention also offers a special one Advantage with regard to the anchoring process. This advantage is that use a pneumatic hammer to insert a driving mandrel into the fastening element, can attach. The driving mandrel can be one of the inner diameter of the fastening element have a corresponding diameter and an effective length corresponding to the distance between the head of the fastener and the Top of the licllendübels. The insertion mandrel has a bead to bear against the head of the fastener. This entails that the fastener through the on the air hammer attached driving mandrel can be easily controlled during the driving operation can. If you use the air hammer provided with the driving mandrel to remove the fastening element has driven in to the desired depth (i.e. so far that the head, or the one on the head If the attached pane rests against the thermal insulation), the work process is interrupted and lifting the driving mandrel out of the fastener. Then you lead insert the sharpened cylinder into the fastener and the driving mandrel into the element, whereupon the pneumatic hammer is reattached and the sharpened one Drive the cylinder into the oak dowel until the bead of the drive-in dowel is against the The head or the washer of the fastener strikes.

Die Erfindung wird im Folgenden in Form von Beispielen und mit Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. The invention is explained below in the form of examples and with reference described in more detail on the accompanying drawing.

Fig. 1 zeigt eine Axialsektion durch ein Befestigungselement gemäss der Erfindung, eingetrieben in Leichtbeton, aber nicht expandiert. Fig. 1 shows an axial section through a fastening element according to of the invention, driven into lightweight concrete, but not expanded.

Fig. 2 zeigt eine um 900 gedrehte Axialsektion durch das Befestigungselement gemäss Fig. 1. Fig. 2 shows an axial section rotated by 900 through the fastening element according to Fig. 1.

Der erfindungsgemässe Rörennagel besteht aus einem zylindrischen Rohr 1 mit gleichmässiger Gutdicke, dessen Beaufschlagungsende ausgekragt 2 ist zwecks Festhalten einer mit einem zentralen Loch versehenen Scheibe 10, und um ein Gegenstück zu einem Nagelkopf zum Einhämmern des Rohrennagels zu erbieten. Das Eintreibende des Nagels, allgemein 3 bezeichnet, ist konisch gespitzt in seinem untersten Teil 4, und hat zwei axiale Schlitze 5, die sich in einer Ebene durch die Achse des Nagels erstrecken. The ring nail according to the invention consists of a cylindrical one Tube 1 with a uniform material thickness, the impact end of which is cantilevered 2 for holding a disc 10 provided with a central hole, and around a Counterpart to bid for a nail head for hammering the pipe nail. The driving force of the nail, generally designated 3, is conically pointed in its lowest part 4, and has two axial slots 5, which extend in a plane through the axis of the nail extend.

Ein Dübel 16, dessen Querschnitt dem freien Innenquerschnitt der Röhre entspricht, ist im Eintreibende 3 des Nagels angebracht und füllt dieses ganz aus. Der Dübel 16 besteht geeigneterweise aus einem Material wie Holz oder PVC-unststoff. A dowel 16, the cross section of which corresponds to the free inner cross section of the Tube corresponds, is attached in the driving end 3 of the nail and fills this completely the end. The dowel 16 is suitably made of a material such as wood or PVC plastic.

Wenn der Röhrennagel in Brauch genommen werden soll, steckt man ihm eine mit einem Loch versehene Scheibe 10 auf und hämmert den Nagel durch die Isolierung 11 und in den Leichtbeton 12 ohne vorhergehende Vorbohrung ein. Durch die Anspitzung 4 des äussersten Teils des Nageleintreibendes 3 werden die Rohrlappen, die durch die Schlitze 5 gebildet werden, während des Einhämmerns zusammengehalten. If the tubular nail is to be used, one sticks it a perforated washer 10 and hammer the nail through the insulation 11 and into the lightweight concrete 12 without prior pre-drilling. Through the sharpening 4 of the outermost part of the nail driver 3 are the tubular flaps that pass through the slots 5 formed are held together during hammering.

Der Nagel wird so weit in den Leichtbeton 12 eingehämmert, dass die Scheibe die Isolierung 11 mit gewünschter Kraft gegen den Leichtbeton festspannt. Zum Expandieren des Eintreibendes 3 des Röhrennagels nachdem der Nagel in den Leichtbeton eingetrieben ist, benutzt man einen Körper 17 dessen Durchmesser im wesentlichen dem des freien Innendurchmessers des Röhrcnnclgcls 1 glcich.ist. An seinem Eintrcibende ist der Körper 17 geeignetenveise spitz. Der Körper 17 kann aus einem üblichen Nagel bestehen und evtl. in der gezeigten Weise am Dübel befestigt sein. Der Dübel 16 kan z.B. im Röhrennagel festgeleimt sein. Wenn man dànn den Röhrennagel verankern will nachdem er in den Leichtbeton eingehämmert ist, führt man einen Dorn in den Röhrennagel ein und hämmert den Körper 17 in den Dübel 16 mit Hilfe des Dornsein, so dass der Dübel 16 expandiert und die durch die Schlitze 5 entstandenen Rohrlappen auseinandergehen.The nail is hammered into the lightweight concrete 12 so far that the Washer clamps the insulation 11 with the desired force against the lightweight concrete. To expand the driving end 3 of the tubular nail after the nail in the lightweight concrete is driven, one uses a body 17 whose diameter is substantially that of the free inner diameter of the tube connector 1 is equal. To his newcomer the body 17 is suitably pointed. The body 17 can consist of a conventional nail exist and possibly be attached to the dowel in the manner shown. The dowel 16 can e.g. be glued into the tubular nail. If you thin the tubular nail anchor after it has been hammered into the lightweight concrete, a thorn is inserted into it A tubular nail and hammer the body 17 into the dowel 16 with the help of the spike, so that the dowel 16 expands and the tubular tabs formed by the slots 5 diverge.

Gemäss einer momentan bevorzugten Ausführungsform hat der Röhrennagel eine Länge von ca 18 cm, einen Aussendurchmesser von 8 mm und eine Gutdicke von 0,7 mm. Das Rohr besteht aus rostfreiem Stahl. Der Axialschnitt hat eine Breite von ca 1 mm und eine Länge von ca 45 mm von der Nagelspitze gerechnet. Die Nagelspitze hat einen Innendurchmesser von ca 2,5 mm und einen Konusspitzenwinkel von ca 600. Die Länge des Dübels ist 40 mm. Der Expandierkörper besteht aus einem angespitzten Metall zylinder mit einer Länge von ca 40 mm. Der Nagel sollte mindestens 70 mm in den Leichtbeton eingetrieben werden. According to a currently preferred embodiment, the tubular nail has a length of approx. 18 cm, an outer diameter of 8 mm and a good thickness of 0.7 mm. The tube is made of stainless steel. The axial section has a width of approx. 1 mm and a length of approx. 45 mm from the nail tip. The tip of the nail has an inside diameter of approx. 2.5 mm and a cone tip angle of approx. 600. The length of the dowel is 40 mm. The expanding body consists of a pointed one Metal cylinder with a length of approx. 40 mm. The nail should be at least 70 mm be driven into the lightweight concrete.

Claims

PATENT CLAIMS Fastening element for fastening a cladding (11) like an insulating material plate, on a base (12) consisting of lightweight concrete, wherein the fastening element is provided without prior pre-drilling of the lightweight concrete to be driven with its one end (3) into the lightweight concrete (12) and into to be anchored to this, and at its other end, the one head (2, 10) has, the panel (11) against the base (12) possibly with the help of one of the head (2) carried, provided with a hole disc (wo), to be clamped, wherein the fastener partly comprises a tubular nail (1), one end of which the head (2) forms and its other end, the driving end (3) of the nail (1) forms, is pointed (4) and axially slit (5), and is reduced Has inner diameter (16), and partly a body (17) provided for after driving the nail (1) into the lightweight concrete (12) through the tubular nail (1) to be driven into its reduced internal cross-section (16) for the purpose of anchoring of the nail by expanding his Driving device (3), characterized in that that the reduced internal cross-section of the nail through a cylindrical driver (3) of the nail arranged dowel (16) is formed, which has a cross-section corresponding to the free inner cross-section of the tubular nail (1), and that the Body (17) is arranged to be driven into the dowel (16) around this and thus to expand the driving end (3) of the nail.

2. Fastening element according to claim 1, characterized in that that the body (17) consists of a pointed cylinder and the dowel (16) made of wood or plastic, e.g. PVC plastic.