DE2939117A1

DE2939117A1 - Kunststoff - spreizduebel

Info

Publication number: DE2939117A1
Application number: DE19792939117
Authority: DE
Inventors: Peter 3013 Barsinghausen Ernst
Original assignee: Mtg-Ernst & Thiele GmbH; Mtg Ernst & Thiele 3013 Barsinghausen GmbH; Mtg Ernst & Thiele GmbH
Current assignee: Montaflex Aluminiumprofile and Bauartikel 3811 GmbH
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2939117C2

Description

Kunststoff - Spreizdübel Die Erfindung betrifft Kunststoff - Spreizdübel mit verlängertem Schaft zur Halterung der Metallschienen -Unterkonstruktion einer der Gebäudewand vorgehängten Fassadenverkleidung, die durch Anziehen einer durchge= henden Schraube im Mauerwerk verspannbar sind.
Für die Befestigung der Schienen an der Gebäudewand -bietet sich die Verwendung von Kunststoff - Spreizdübeln mit einer für den maximalen Abstand von der Sand ausrei= chenden Schaftlänge an. Die Dübel werden an den Schienen entsprechend dem in die Gebäudewand gebohrten Lochraster befestigt und dann in die Bohrungen eingesteckt. Nach dem Ausrichten der Schienen in der vorgeschriebenen Ebene werden die Dübelschrauben festgezogen, wodurch die Dübel in den Bohrungen gespreizt und festgeklemmt werden.
Die Befestigung des gesamten Metallschienen - Tragrasters ausschließlich mit solchen Abstanddübeln führt indessen leicht zu einem wirtschaftlich nicht mehr vertretbaren Aufwand, was die Zahl und die Abmessungen der Dübel an= langt; denn bei Kunststoff - Mauerwerk - Spreizdübeln ist die einzige experimentell und rechnerisch erfaßbare Große die zentrische Ausziehkraft, die bei außermittigem oder schrägem Zug beträchtlich und zudem unregelmäßig abfällt. Diese Abstanddübel sind daher nicht zur Aufnahme größerer Kräfte am Dübelkopf senkrecht oder schräg zur Dübelachse geeignet, wohl aber zur Aufnahme nennenswerter axialer Zug- und Druckkräfte. Diesem Problem kann dadurch Rechnung getragen werden, daß die auf die Schienenunter= konstruktion einwirkenden Kräfte so aufgegliedert werden, daß die vertikale Hauptlast ( Eigengewicht und Eislast der Fassade ) durch entsprechende Aufhängung von den vertikalen Schienen und die horizontale Hauptlast ( Wind= reibung ) von den horizontalen Schienen übernommen werden.
Jede Schiene ist durch ein biegungssteifes, seinen Befesti= gungsdübel bzw. dessen Schraube nur auf Abscherung bean= spruchendes Abstandstück mit dem Mauerwerk verbunden, welches die Haupt - Ldngslast der Schiene aufnimmt, während die Schiene im Übrigen mit Längsschlitzen auf den Abstand= dübeln geführt ist. Auf diese Weise soll verhindert werden, daß in Längsrichtung der Schienen wirkende Hauptlasten auf die Abstanddübel übertragen werden. Das ist jedoch nur dann der Fall, wenn die Schienen mit ihren Schlitzen unbehindert auf den Dübelköpfen gleiten können.
Bei den bisher vorgeschlagenen Abstanddübel - Befestigungen triftt das nur sehr bedingt zu; so bei der Befestigung der Schiene zwischen zwei Muttern, die auf den Gewinde= schaft des Dübels geschraubt werden.
Dabei werden bei Belastung der Metallschienen durch Einhängen der Fassadenverkleidung, durch die Eislast, durch die ent-stehenden Wärmespannungen durch Temperatur= schwankungen in praktisch unkontrollierbarer Weise anteilige Kräfte auf die Dübel übertragen, die sich mit den rechnerisch zur berücksichtigenden , quer zur Schienen bzw. Schlitz - Längsachse wirkenden Nebenkräften, die etwa von der Windreibung herrühren, sowie den axial auf die Dübel einwirkenden Kräfte des Winddrucks und Sogs überlagern; hinzu kommen noch die Horizontalkomponenten dieser Axialkräfte, die von schrägen Dübellochbohrungen herrühren. Die Dübel sind also nicht nur durch außermittig angreifende und damit die Belastbarkeit stark herabsetzen= de Zug- und Druckkräfte belastet sondern diese Kräfte sind auch ständigen und unregelmäßigen Schwankungen unter= worfen. Die außermittig auf die Dübel einwirkenden Resul= tierenden können daher sehr schnell die zulässige Schräg= zuglast übersteigen, die in Hinblick auf den notwendigen hohen rechnerischen Sicherheitskaftor ( bis S = 18 ) verhältnismäßig niedrig anzusetzen ist. Praktisch führt dies zu einer wesentlichen Erhöhung der Dübelanzahl bzw.
zu einer Vergrößerung der Dübelabmessungen.
Anstelle der Halterung der Schienen zwischen zwei auf den Dübelschaft aufgeschraubten Muttern wurde ein einteiliger Abstanddübel vorgeschlagen, dessen Kopf von außen durch den Schienenschlitz hindurchgesteckt werden konnte, worauf er durch Drehen des Dübels um 90 Grad in die Schiene axial unverschieblich eingerenkt wurde. Ein Anschlagbund verhindert das Durchstecken über die Einrenkebene hinaus, und ein weiterer Anschlag begrenzt die Einrenkdrehung auf 90 Grad. Diese Durchsteckmontageweise ermöglicht es, die Schienen mit zunächst nur einem oder zwei Dübeln an die Gebäudewand anzustecken, auszurichten und dann konnen festzuschrauben; die restlichen Dübel von vorn durchge= steckt und festgezogen werden, ehe die Hauptbelastung durch das Gewicht der eingehängten Fassadenverkleidung erfolgt.
Auch bei dieser Dübelkopfausbildung besteht die Möglichkeit einer Stauchung beim Anziehen der Dübelschraube, wodurch die Schiene zwischen den Flanschen des Renkverschlusses festgeklemmt werden kann. Auch der zylindrische Teil des Dübelkopfes kann im Schlitz der Schiene bei Erwärmung klemmen, wenn man die beträchtlichen Temperaturschwankun= gen und die hohe Dehnzahl des Dübelwerkstoffs im Vergleich zu dem Metall der Schienen in Betracht zieht.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Abstandhaltedübel mit einem Dübelkopf zur Halterung und Führung der Schienen einer Unterkonstruktion für die Fassadenverkleidung zu schaffen, der alle Biegebeanspruchungen und außermittigen Spannungen zusätzlich zu der rechnerischen Last quer zur Schienenlängsrichtung von dem Dübel sicher und dauerhaft fernhält, ohne die Vorteile der bisherigen Montageverfah= ren preiszugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kunststoffdübel mit verlängertem Schaft und eine auf das Schaftgewinde aufschraubbare Metall - Zweikantmutter mit einer mittleren Ringnut, deren Breite mit der Stärke der zugehörigen Profilschiene, und deren Innendurchmesser und deren Breite ( Schlüsselweite ) der einen Zweikant= hälfte mit der Breite der Metallschienenlängsschlitze übereinstimmen, so daß die Doppelmutter durch die Schiene gesteckt und durch Drehen in Achsrichtung unverschiebbar eingerenkt werden kann. Vorzugsweise ist die Breite ( Schlüsselweite ) des einen Zweikants größer als die Breite des Metallschienen - Längsschlitzes um ein Durchstecken des Dübelkopfes über die Einrenkebene hinaus zu verhindern. Weiterhin sind die radialen Begrenzungsflächen der Ringnut leicht ballig oder kegel= förmig ausgebildet, so daß die Nut nach dem Umfang zu verbreitert ist, um Zwängungen bei schrägen Dübelloch= bohrungen auszuschließen. Für die dauerhafte Sicherung des Dübelkopfes gegen Lockern ist erfinderungsgemäß eine auf den Dübelkopf aufsteckbare Schutzkappe mit zwei axialen Ansätzen solcher Länge vorgesehen, daß diese beim Aufstecken in die Profilschienen - Schlitze gelan= gen, wobei der radiale Abstand der Ansätze voneinander der Schlüsselweite der Zweikantmutter, und ihre tangentiale Breite der Metallschienen - Längsschlitzbreite entspricht.
Auf den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Im Einzelnen zeigt Fig. 1 eine Ansicht des Dübels in der quergeschnitte= nen Metallschiene, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zweikantmutter in Pfeilrichtung " A " der Figur 1, Fig. 3 eine Seitenansicht der Zweikantmutter, zur Hälfte geschnitten, Fig. 4 eine gleiche Ansicht einer anderen Ausführungs= form der Zweikantmutter, Fig. 5 eine Draufsicht auf den Dübelkopf in der Schiene in der Durchsteckstellung, Fig. 6 desgleichen in der Einrenkstellung des Dübels, und Fig. 7 eine Seitenansicht des Dübelkopfes mit auf= gesteckter Sicherungskappe, teilweise geschnit= ten.
Der eigentliche Kunststoff - Spreizdübel am unteren Ende des Schaftes 1 besteht aus dem üblichen geschlitzten Spreizkopf 2, der beim Anziehen der Dübelschraube 3 auseinandergespreizt wird und sich dadurch in der Mauer= werkbohrung 6 mit seinen Zähnen 4 festkrallt, wobei ihn die Fahnen 5 beim Einstecken in die Bohrung festklemmen und dadurch zu Beginn des Anziehens der Dübelschraube 3 das Mitdrehen des Dübels hindern. Dem Einstecken in das Bohrloch setzt der Dübel keinen Widerstand entgegen, so daß zu Beginn des Anziehens der Schraube 3 axialer Druck vermieden werden muß. Deswegen werden zweckmäßiger Weise Schraubenköpfe mit Kreuzschlitz 7 verwendet.
Berechnungsgrundlage solcher Dübelbefestigungen ist die zentrische Auszugskraft, und dementsprechend sind die Zähne 4 des Dübels so ausgebildet, daß sie dem Ausziehen einen möglichst großen Widerstand entgegensetzen, Im Übrigen ist die Auszugskraft stark von den örtlichen Gegebenheiten abhängig, wie von dem Baustoff des Mauerwerks und der Toleranz der Bohrung. Diese empirisch ermittel= bare und nachzuweisende Auszugkraft vermindert sich bei außermittiger Beanspruchung ganz beträchtlich. Das bei Abstanddübeln infolge Lastangriffs am Schaftende, senk= recht zur Achse unvermeidliche Biegemoment begrenzt die Ausnahmefähigkeit für solche Lasten, und es ist Aufgabe der Erfindung, die gegebene Belastbarkeit voll für die Aufnahme der tatsächlichen " Nutz- " Last auszuschöpfen, und dadurch den technischen Aufwand in wirtschaftlichen Grenzen zu halten.
Der Schaft 1 trägt am oberen Ende ein Gewinde 8, dessen Kerndurchmesser größer ist als der Schaftdurchmesser. Auf dieses Gewinde ist eine Zweikant - Metallmutter 9 auf= schraubbar, die eine mittlere Ringnut 10 enthält, deren Breite mit der Dicke der zugeordneten Profilschiene 11 übereinstimmt, während die Breite ( Schlüsselweite ) der so entstandenen einen Zweikantmutter - Hälfte 9 a geringfügig kleiner ist, als die Breite des Schlitzes 12 der zugeordneten Profilschiene 11, wogegen der Innendurch= messer der Mutter 9 bzw. der Ringnut 10 der Schlitzbreite der Schiene 11 genau angepaßt ist. Auf diese Weise kann die Mutter 9 durch die Schiene 11 gesteckt und durch Drehen um 90 Grad axial unverschieblich eingerenkt werden.
Vorzugsweise ist die Breite ( Schlüsselweite ) der anderen Zweikantmutter - Hälfte 9 b etwas größer,als die Breite des Profilschienen - Schlitzes 12 ( Fig. 5 und 6 ), um ein Durchstecken der Mutter 9 über die Einrenk- bzw.
Schienenebene hinaus zu verhindern. Der Außendurchmasser der Mutter 9 bzw. der beiden Hälften 9 a und 9 b richtet sich nach dem verfügbaren Raum zwischen den Profilstegen 13 bzw. der Nut 21 auf der Unterseite der Profilschiene 11.
Für das Durchsteckverfahren von außen wird die Mutter 9 so auf das Schaftgewinde 8 geschraubt, daß die breitere Mutterhälfte 9 b nach dem oberen Schaftende zu liegt. Es ist auch möglich, die Mutter in entgegengesetzter Lage aufzuschrauben. In diesem Falle muß sie von hinten durch die Schiene 11 gesteckt und eingerenkt werden. Das kann von Vorteil sein, wenn die unbelastete Schiene'mit zunächst nur zwei Dübeln an der Wand justiert und befestigt werden soll, jedoch ohne Lösen der Dübel wieder abgenommen werden soll. Das ist auch möglich, wenn beide Mutterhälften gleiche Breite ( Schlüsselweite ) erhalten, um nach Be= lieben die Durchsteckmontege von vorn oder von rückwärts ausführen zu können, allerdings unter Verzicht auf den Anschlag in der Einrenkebene.
In jedem Falle brauchen für eine nachträglich erforder= lich werdende Nachjustierung keine Dübel wieder gelockert oder Dübelschrauben wieder herausgedreht zu werden. Denn eine solche Justierung kann durch einfaches Verschrau= ben der Muttern in Schritten von je einer halben Umdrehung bzw. einer halben Gewindesteigung ausgeführt werden.
Die Mutter braucht nicht aus dem gleichen Metall zu beste= hen, wie die Schienen ( Leichtmetall ), da eine elektroly= tische Korrosion nicht zu befürchten ist; Stahl hat den Vorzug der gegenüber Aluminium wesentlich kleineren Wärmedehnung und der geringeren Reibung. Deswegen können Schiene und Mutter mit kleinerem Spiel zusammengepaßt werden, ohne ein Klemmen bei Erwärmung befürchten zu müssen.
Um ein Verklemmen der Schiene 11 in der Ringnut 9 bei Schrägstellung des Dübels als Folge schräg versetzter Bohrlöcher, wie sie in der Praxis unvermeidlich sind, zu verhindern, sind die seitlichen Wandungen der Ring= nut als Kugelfläche 14 ( Fig. 3 ) oder als Kegelfläche 15 ( Fig. 4 ) ausgebildet. Bei einer Abweichung der Bohrung von der Senkrechten von etwa 5 Grad ergibt sich für eine Mutter von 28 mm Außendurchmesser und einem Nutinnen= durchmesser von 20 mm beispielsweise eine kegelige oder ballige Erweiterung der Nut in der Größenordnung von 0,7 mm entsprechend einem Kugelradius der balligen Fläche von etwa 160 mm, um Klemmungen und Zwängungen der Schiene in der Mutternut zu verhindern.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Dübelkopf und die Dübelschraube in deren Stellung beim Einsetzen in die Schiene 11 und Fig. 6 in der Einrenkstellung; in dieser stehen die abgeflachten parallelen Seiten der Mutter 9 senkrecht zum Schienenschlitz 12.
Die Dübelschrauben 3 sind gebräuchlicherweise aus Stahl und werden nach der Montage abschließend durch aufgesteck= te Kunststoffkappen geschützt. In Weiterführung der Erfin= dung werden diese Kappen so ausgebildet, daß sie nur auf die vorschriftsmäßig eingerenkten Dübelköpfe bzw. -Muttern aufgesteckt und an diesen befestigt werden können, und daß sie in dieser Stellung zugleich die Mutter gegen Drehung gegenüber der Schiene sichern. Zu diesem Zweck ist die aufsteckbare Schutzkappe 16 ( Fig. 7 ) am unteren offenen Ende mit zwei axialen Ansätzen 17, 18 solcher Länge ausgestattet daß diese beim Aufstecken der Kappe 16 in den Profilschienenschlitz 12 gelangen. Der radiale Abstand dieser Ansätze voneinander stimmt mit der Schlüs= selweite der Zweikantmutter überein, so daß sie sich beim Aufstecken der Kappe 16 an die Mutter anlegen. In der Breite passen die Ansätze 17, 18 genau in den Längsschlitz der Schienen. Die Sicherung der Kappe selbst erfolgt beispielsweise durch einen Nocken oder einen Bund 19 im Innern, welcher über einen Bud 20 des Dübelkopfes rastet. Die Sicherung kann auch durch Nocken an den Ansätzen 17, 18 bewirkt werden, die mit den Kanten des Profilschienenschlitzes zusammenwirken.
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Claims

Patentansprüche I Hunststoff - Spreizdübel mit verlängertem Schaft zur Halterung der Metallschienen - Unterkonstruktion einer der Gebäudewand vorgehängten Fassadenverkleidung, der durch Anziehen einer durchgehenden Schraube im Mauerwerk verspannbar ist, gekennzeichnet durch eine auf ein Schaftgewinde ( 6 ) aufschraubbare Metall - Zweikant= mutter ( 9 ) mit einer mittleren Ringnut ( 10 ), deren Breite mit der Stärke der zugeordneten Profilschiene ( 11 ) und deren Innendurchmesser, sowie deren Breite ( Schlüssel= weite ) der einen Zweikantmutter - Hälfte ( 9 a ) mit der Breite der Längsschlitze ( 12 ) der zugeordneten Metall 3 schienen ( 11 ) übereinstimmen 2. Kunststoff - Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch ge= kennzeichnet, daß die Breite ( Schlüsselweite ) des einen Zweikants ( 9 a ) größer ist, als die Breite des zugeord= neten Profilschienen - Längsschlitzes ( 12 ).
3. Kunststoff - Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die radialen 9egrenzungsflä= chen ( 14 15 ) der Ringnut ( 9 ) derart ballig oder kegelförmig ausgebildet sind, daß die Nut am Umfang erwei= tert ist.
4. Kunststoff - Spreizdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch eine auf den Dübelkopf t 20 ) aufsteckbare Schutzkappe ( 16 ) mit zwei axialen Ansätzen ( 17, 18 ) solcher Länge, daß diese beim Auf= stecken in die Profilschienen - Schlitze ( 12 ) ragen, und mit einem radialen Abstand voneinander, der mit der größeren Schlüsselweite der Zweikantmutter ( 9 ) übereinstimmt, und solcher Breite, daß die Kappe ( 16 ) in Drehrichtung durch die Metallschienen - Längsschlitze festgelegt ist.
5. Kunststoff - Spreizdübel nach Anspruch 4, gekennzeich= net durch eine Wulst oder Nocken ( 19 ) auf der Innen= seite der Schutzkappe ( 16 ) zur Verrastung am Dübel= kopf ( 20 )
6. Kunststoff - Spreizdübel nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Rast- oder Riegelnocken an den Ansätzen ( 17, 18 ) zur Verrastung oder Verriegelung der Kappe ( 16 ) an den Profilschienen ( 11 )