DE60204465T2

DE60204465T2 - Schraube mit dichtung

Info

Publication number: DE60204465T2
Application number: DE60204465T
Authority: DE
Inventors: Anton Skodnik; Damijan Skodnik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2022-03-30
Also published as: EP1409881B1; SI20885A; ATE296969T1; DE60204465D1; WO2002079656A1; EP1409881A1

Description

Gegenstand der Erfindung
Der Gegenstand der Erfindung ist eine Schraube mit einer Dichtung als Kopf, die bestimmungsgemäß in ein Produkt mit einem gebohrten Loch bzw. in ein Gewindeloch eingeschraubt wird und so dichtet, dass Niederschlagswasser und atmosphärische Feuchtigkeit nicht an ihr vorbei eindringen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht sie als ein Befestigungselement für Bedachungen vor, z.B. mit gewellten Platten oder flachen Platten als einem möglichen Material.
Technisches Problem
Das technische Problem, das durch die Erfindung gelöst wird, ist, eine Schraube, präziser einen Schraubenkopf und einen Teil des Schaftes, der in der Nähe von diesem ist, so zu gestalten, dass Korrosion an dem Teil der Schraube verhindert wird, welcher im direkten Kontakt mit der äußeren Atmosphäre ist, und eine dichte Passung des Schraubenkopfes zum Untergrund zu erzielen, wobei die Charakteristiken der Schraube im Bezug auf ihr Gewinde, ihre Haltbarkeit und ihre Zuverlässigkeit optional bleiben.
Stand der Technik
Die PCT Anmeldungen WO96/19320, WO96/19657, WO96/19676 und WO96/37344 offenbaren eine Schraube, die ein gebohrtes Loch und ein Gewinde bildet, einen Prozess zum Einschrauben von dieser in ein Werkstück und eine Vorrichtung zum Einschrauben der Schraube zusammen mit einer Unterlegscheibe, alle von dem gleichen Schweizer Hersteller namens SFS.
US-A-5,338,141 offenbart eine Schraube mit einer Dichtung gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1.
Das Wesentliche von allen oben genannten Erfindungen liegt in der Spitze des Schraubenschaftes, in dem Gewinde sowie in der Vorrichtung, die verwendet wird, um die Schraube der Erfindung zusammen mit einer Unterlegscheibe einzuschrauben. In den erwähnten Erfindungen ist die Dichtung zwischen dem Schraubenkopf und der Bedachung eine bekannte elastische vorzugsweise Gummi-Dichtung mit einer metallischen Scheibe, die zwischen dem Schraubenkopf und der Dichtung platziert ist. Um die Lebensdauer der Schrauben auszudehnen, weist sie eine Kunststoffkappe auf, welche auf ihrem Kopf platziert ist, nachdem die Schraube eingeschraubt wurde, wobei die Kappe den Schraubenkopf, die Scheibe und die Dichtung abdeckt.
Ein Nachteil der erwähnte Lösung ist der zusätzliche Schritt des Platzierens der Kappe auf dem Schraubenkopf. Daher wird dieser Schritt häufig ausgelassen, was ein hohes Risiko für die Dichtung ergibt, dass Niederschlagswasser-Leckagen aufgrund des starken Einfluss von ultraviolettem Licht und Temperaturdifferenzen beginnen aufzutreten. Es ist ebenfalls bekannt, dass Schutzkappen dazu neigen, nach einer oder einigen Jahreszeiten herunterzufallen, aufgrund der unterschiedlichen Elastizitäten des Metalls (Schraubenkopf) und des Kunststoffmaterials, aus denen sie hergestellt sind.
Diese Schrauben bestehen aus einigen Teilen, welche insbesondere beim maschinellen Einschrauben nicht willkommen sind, weil sie es bremsen.
Ein anderer Nachteil derartiger Schrauben liegt im Herausschrauben, bei dem sie das gebohrte Loch der Bedachung beschädigen können, weil die Längsrippen, die das Loch beim ersten Einschrauben schneiden eine derartige Form haben, dass sie die Ränder des Lochs mit ihren oberen stufenartigen Teilen des Schafts beschädigen können.
Ein anderer Nachteil von allen erwähnten Lösungen liegt in der galvanischen Behandlung der metallischen Teile, die einen Korrosionsschutz bietet. Das Einschrauben beschädigt häufig den galvanischen Überzug auf dem Schraubenkopf, was zu einer früheren Korrosion beiträgt. Die Wahl von rostfreiem Metall für die Schraube würde das Produkt teurer machen, außerdem haben rostfreie Metalle weniger geeignete Festigkeitscharakteristiken im Vergleich zu regulären Metallen, die für Schrauben vorgesehen sind. Das Bearbeiten von rostfreiem Stahl ist auch schwieriger und aus diesem Grund wird er nicht für diesen Zweck verwendet.
Lösung des technischen Problems
Das beschriebene technische Problem wird durch eine Schraube gemäß der Erfindung gelöst, die einen Schaft, der mit einem optionalen Gewinde, an seinem freien Ende möglicherweise auch mit einer Schnittkante zum Bohren eines Lochs und mit einem Führungspunkt ausgestattet ist, und einen Kopf mit einem Flansch aufweist, wobei der Kopf eine nicht entfernbare Kappe aufweist, die in der Mitte ausgebildet so ist, dass sie zu jeder Einschraubvorrichtung passt, vorzugsweise zu einer Standart-Schraubenschlüssel-Aussparung. Die Kappe ist vorzugsweise als eine geometrisch sphärische Kappe ausgebildet. Unter dem Schraubenkopf ist der Schaft in der Form eines Konus angeschrägt und hat einige radial laufende Ringe auf dem zylindrischen Abschnitt zwischen dem Kopf und dem Gewinde. Die Dichtung ist bei der Herstellung auf dem Schaft in dem Bereich der oben erwähnten Ringe platziert. Sie ist wie ein Linsenkörper mit einer konvexen oberen Oberfläche d.h. der dem Kopf benachbarten Fläche, und einer konkaven unteren Oberfläche, d.h. der dem Gewinde benachbarten Fläche geformt. Auf der konvexen Seite der Dichtung ist eine feste Scheibe, die durch zwei Ringe an dem Schaft und durch ihren äußeren Rand in Richtung der Kappe abgedichtet ist und sie ein Durchdringen von Niederschlagswasser und Feuchtigkeit verhindert, welches andererseits eine Korrosion der metallischen Scheibe verursachen würden. Die feste Scheibe stellt eine gleichmäßige Verteilung der Axialkraft auf die Dichtung sicher, wobei die Kraft durch die eingeschraubte Schraube verursacht wird. Ferner hat die konkave Seite der Dichtung einige radial angeordnete Flügel, die von dem äußeren Rand der Scheibe vorstehen, welche während des Einschraubens der Schraube die Späne entfernen, die von dem Bohren eines Lochs in die Bedachung verursacht wird. Eine dichte Passung der Dichtung auf einer sauberen. Oberfläche verhindert die Ausbildung von Lücken, durch welche Niederschlagswasser und Feuchtigkeit in Richtung der Schraube lecken würde. Die Flügel werden verbogen und der konkave Teil der Dichtung deckt sie vollständig ab.
Um die Nicht-Korrosion des äußeren Teils der Schraube sicherzustellen, ist die Kappe aus einem nicht korrosiven Material, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, wobei der Rest der Schraube aus irgendeinem korrosiven Material, vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist, der galvanisiert ist.
Die Dichtung kann zusätzlich ein flüssiges oder pastenartiges Mittel zum zusätzlichen Abdichten enthalten.
Die Erfindung wird detaillierter in der Fortführung einer Beschreibung von zwei Ausführungsformen und den anhängenden Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
1 eine Ansicht einer Schraube gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Schnittansicht der gleichen Schraube,
3 eine Schnittansicht einer Schraube gemäß der zweiten Ausführungsform.
Eine Schraube mit einer Dichtung, die vorzugsweise bestimmungsgemäß für ein abgedichtetes Befestigen eines Objektes, vorzugsweise einer Bedachung ist, um ein Eindringen von Niederschlagswasser und atmosphärische Feuchtigkeit seitlich an der Schraube vorbei zu verhindern, weist einen Schaft 1, einen Kopf 2, eine Kappe 3 und eine Dichtung 4 auf.
Wenn notwendig, ist der Schaft 1 an seinem freien Ende mit einem Führungspunkt 5 ausgeführt, der in ein Gewinde 6 übergeht, welches auch selbstschneidend sein kann. Am Beginn des Gewindes 6, am Punkt 5, kann ein Schneidabschnitt 7 sein, der ein gebohrtes Loch formt.
An dem gegenüberliegenden Ende ist an dem Schaft 1 der Kopf 2 mit einem Flansch 8 ausgebildet, wobei der Schaft 1 über eine konische Vergrößerung 9 in den Kopf übergeht, die sich in Richtung des Kopfes 2 verbreitert. Auf dem Kopf 2 ist eine vorzugsweise fixierte Kappe 3, die vorzugsweise wie eine sphärische Schale geformt ist, deren konkaver Teil benachbart zu dem Gewinde 6 ist und zu dem Flansch von dem Kopf 2 passt, wobei sie gleichzeitig den Kopf 2 auf eine Weise abdeckt, in der sie zu der Einschraubvorrichtung passt, wobei sie vorzugsweise eine hexagonale Form für die Aussparung eines Schraubenschlüssels hat. Die konkave Seite der Kappe 3 ist mit einer Dichtung 4 ausgestattet, welche ebenfalls im wesentlich wie eine sphärische Schale geformt ist und die mit ihrem zentral gebohrten Loch 10 auf dem Schaft 1 in einer axial gleitenden, rotierenden und dichten Art und Weise sitzt. Auf der konvexen Seite benachbart zu der Kappe 3 ist ein Flansch 11 in der Nähe des gebohrten Lochs 10 und konzentrisch mit ihm ist ein Ring 12 im Bereich des äußeren Durchmessers der Kappe angeordnet. Zwischen dem Flansch 10 und dem Ring 12 ist eine Scheibe 13 auf der Dichtung 4 platziert. Auf der unteren konkaven Seite benachbart zu dem Gewinde 6 weist die Dichtung 4 radial ausgerichtete Flügel 14 auf, die von der fiktiven Ebene des äußeren Randes 15 der Dichtung 4 aus abstehen, wobei die Flügel gebogen werden können, wenn die Dichtung 4 an einem Untergrund, z.B. einer Bedachung angelegt wird.
Im Bereich des gebohrten Lochs 10 in der Dichtung 4 kann ein zusätzliches flüssiges oder pastenartiges Dichtungsmittel 10' sein, welches über ein Einschrauben in einer derartigen Art und Weise aktiviert wird, dass es aufgrund des vergrößerten Drucks über die Dichtung 4 aus seiner Position in Richtung des gebohrten Lochs gedrückt wird, womit es eine zusätzliche Dichtung bereitstellt.
Auf dem Schaft 1 zwischen dem Kopf 2 und dem Gewinde 6 sind radiale Ringe 16 angeordnet, die die Dichtung 4 mit der Schreibe 13 auf der Schraube in einem Abstand von der Kappe 3 auf der Schraube positioniert und demontierbar fixiert, wenn die letztere bestimmungsgemäß eingeschraubt wird. Vorzugsweise ist die Schraube in einer derartigen Position bereits das Marktprodukt.
Auf dem Schaft 1 zwischen dem Gewinde 6 und den Ringen 16 sind axial verlaufende Rippen 17 vorgesehen, die kontinuierlich in Richtung der Außenfläche von dem Schaft 1 kleiner werden, sowohl auf der Seite des Gewindes 6 als auch auf der Seite der Ringe 16. Diese Rippen sind als zusätzliche Bohrer für das gebohrte Loch in dem zu befestigenden Objekt, vorzugsweise in der Bedachung vorgesehen. Mit der vollständig eingeschraubten Schraube liegt die Oberfläche des zu befestigenden Objekts/der Bedachung direkt unter der Vergrößerung 9 und über den Ringen 16, wo der Schaftdurchmesser kleiner als der Durchmesser ist, der durch die Rippen 17 definiert wird. Dies führt aufgrund von Temperaturausdehnung zu einem Freiraum in dem gebohrten Loch des befestigten Objekts. Wenn die Schraube herausgeschraubt wird, stellen die abnehmenden Rippen 17 auf der Seite der Vergrößerung 9 ein freies Herausschrauben sicher, ohne die Ränder des gebohrten Lochs in der Bedachung zu beschädigen oder sie anzuheben.
Die Schraube ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt, das gleiche gilt für die Kappe. Die Dichtung ist aus einem Gummi hergestellt, der gegenüber Wetterbedingungen, Temperaturen und ultraviolettem Licht widerstandsfähig ist. Die Schraube ist nach bekannten Herstellungsverfahren hergestellt und die Dichtung ist gemäß den Verfahren hergestellt, die in der Gummiindustrie bekannt sind.
In einer speziellen Ausführungsform, welche nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, kann der Schaft 1 und die Kappe 3 in einem Stück ausgeführt sein, sodass die Kappe einen externen Hexagon für die Aussparung eines Schraubenschlüssels aufweist, wobei unter der Kappe 3 der Schaft 1 mit der Vergrößerung 9 ist und der Kopf 2 mit dem Flansch 8 nicht länger benötigt wird.
In einer anderen Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, ist auf dem Kopf 2 die Kappe 3, die abgeflacht ist und unterhalb derer sich die Standartabdichtung 4 auf dem Schaft 1 befindet. Das Wesen dieser Ausführungsform liegt darin, dass die Kappe 3, welche üblicherweise aus einem rostfreien Stahl hergestellt ist, den Schraubenkopf und die Dichtung 4 abdeckt, die jeden Kontakt der äußeren Atmosphäre mit dem Schraubenschaft verhindert, der weniger widerstandsfähig gegen Korrosion ist.
Es ist zu verstehen, dass ein Fachmann durch Kenntnis des Wesens der Erfindung, die in den anhängenden Patentansprüchen definiert ist, ebenfalls Schrauben für andere Zwecke und/oder mit einem unterschiedlichen Kopf bzw. einer Spitze konzipieren kann, wobei diese auch aus anderen Materialien hergestellt sein können oder einen anderen Oberflächenschutz aufweisen können, ohne die Charakteristiken der Erfindung zu umgehen, die in den anhängenden Ansprüchen definiert sind.

Claims

Schraube mit einer Dichtung, die vorzugsweise für ein dichtes Befestigen von Objekten vorgesehen ist, vorzugsweise zum Befestigen von Bedachungen, um Niederschlag-Wasser und atmosphärische Feuchtigkeit am Durchdringen neben der Schraube zu hindern, wobei die Schraube einen Schaft (1), einen Kopf (2), eine Kappe (3) und eine Dichtung (4) aufweist und der Schaft (1) an seinem freien Ende mit einer Führungsstelle (5) ausgestattet ist, die in ein Gewinde (6) übergeht, wobei am Anfang des Gewindes (6) an der vordersten Stelle (5) ein Schneidabschnitt (7) sein kann und an dem entgegengesetzten Ende des Schafts (1) der Kopf (2) mit einem Bund (8) vorgesehen ist, wobei der Schaft (1) über eine konische Vergrößerung (9), die sich in Richtung des Kopfes (2) verbreitert, in den Kopf (2) übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Seite der Kappe (3) mit einer Dichtung (4) versehen ist, die wie eine Schale geformt ist, vorzugsweise wie eine sphärische Schale mit einem zentralen gebohrten Loch (10), wobei an der konvexen Seite an die Kappe (3) angrenzend ein Flansch (11) in der Nähe des gebohrten Lochs (10) und konzentrisch dazu ein Ring (12) in dem Bereich von dem äußeren Durchmesser der Kappe ausgebildet ist, wobei zwischen dem Flansch (11) und dem Ring (12) eine Scheibe (13) vorgesehen ist, die auf der Dichtung (4) platziert ist, wobei auf der unteren konkaven Seite an das Gewinde (6) angrenzend die Dichtung (4) radial ausgerichtete Flügel (14) aufweist, die sich von der fiktiven Ebene des äußeren Randes (15) der Dichtung (4) aus erstrecken.
Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Loch (10) der Dichtung (4) der Schaft (1) in einer axial gleitfähigen, drehbaren und dichten Art und Weise platziert ist.
Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Loch (10) der Dichtung (4) zusätzliche eine Flüssigkeit oder ein pastenartiges Dichtungsmittel (10') sein kann.
Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaft (1) zwischen dem Kopf (2) und dem Gewinde (6) zumindest ein radialer Ring (16) angeordnet ist, der die Dichtung (4) in einem Abstand von der Kappe (3) auf der Schraube positioniert und abmontierbar fixiert, wenn die letztere eingeschraubt werden soll.
Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaft (1) zwischen dem Gewinde (6) und den Ringen (16) axial verlaufende Rippen (17) angeordnet sind, die in Richtung der Enden des Schafts (1) sowohl auf der Seite des Gewindes (6) als auch auf der Seite der Ringe (16) kontinuierlich kleiner werden.