DE8908118U1

DE8908118U1 - Device for attaching a flexible material layer to a substructure

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Publication number: DE8908118U1
Application number: DE8908118U
Authority: DE
Original assignee: ITW Ateco GmbH
Current assignee: ITW Ateco GmbH
Priority date: 1989-04-22
Filing date: 1989-04-22
Publication date: 1989-09-14

Description

Vorrichtung zur Befestigung einer nachgiebigen
Materija!schicht an einer ünterkonstruktion Device for fastening a flexible
M ater ija !layer on a substructure

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung einer nachgiebigen Materialschicht an einer Ünterkonstruktion nach dem Oberbegriff des anspruchs 1.The invention relates to a device for fastening a flexible material layer to a substructure according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, eine Dachhaut und eine darunterliegende Wärmedämmschicht mit Hilfe von Schraubbefestigungen an einer Unterkonstruktion, beispielsweise Stahltrapezblechen, zu befestigen. Die Köpfe der langen Befestigungsschrauben legen sich gegen Tellerscheiben, die auf der Dachhaut aufliegen. Die Schrauben sind mit einer Bohrspitze versehen, mit der sie nach dem Durchdringen der Dachhaut und der Dämmschicht ein Kernloch in dieIt is known to attach a roof covering and an underlying thermal insulation layer to a substructure, for example steel trapezoidal sheets, using screw fastenings. The heads of the long fastening screws rest against disc washers that rest on the roof covering. The screws are fitted with a drill bit with which they can drill a core hole in the roof covering after penetrating the roof covering and the insulation layer.

Patentanwälte: European Patent Attorneys zugelassene Vertreter beim Europäischen PatentamtPatent Attorneys: European Patent Attorneys authorized representatives before the European Patent Office V.~£\i::r.·.: :'.'.: :*jgc!:;;sn bs! den Hamburger Ceriditen V.~£\i::r.·.: :'.'.: :*jgc!:;;sn bs! the Hamburg Ceridites

Deutsche Bank AG Hamburg, Mr. &Agr;5/28&Lgr;97 BLZ 200 70OiOO) ■ Postgiro Hamburg 28 42-7.06 Dresdner) Boiik.AplHainJTUig, H'- 93p 6p-35 (BLZ 200 800 00)Deutsche Bank AG Hamburg, Mr. &Agr;5/28&Lgr;97 BLZ 200 70OiOO) ■ Postgiro Hamburg 28 42-7.06 Dresdner) Boiik.AplHainJTUig, H'- 93p 6p-35 (BLZ 200 800 00)

Unterkonstruktion bohren, in das anschließend das Gewinde der Schraube, ein Gegengewinde formend, eingreift.An einer Dachhaut kann durch Windeinwirkung ein erheblicher Sogdruck entstehen. Die damit verbundene dynamische Belastung führt auch zum Losdrehen der Schraube.Die Verschraubung in der Unterkonstruktion muß daher ein möglichst hohes Losdrehmoment bzw. Selbsthemmung aufweisen bzw. eine hohe Ausreißkraft. Ferner soll ein Dach normalerweise trittsicher sein. Dies ist bei der herkömmlichen Befestigungskonstruktion nicht durchweg gewährleistet. Schließlich ist die Dicke der Dämmstoffschicht unterschiedlich, vor allen Dingen im Bereich sogenannter Dämmkeile. Um eine Anpassung an die Dicke der Dämmstoffschicht zu erhalten, sind unterschiedliche Schraubenlängen zu verwenden, wodurch die Lagerhaltung aufwendig wird. Schraubbefestigungen aus Metall bilden zudem eine Wärmebrücke, wodurch die wärmeisolierende Wirkung der Dä.nmstoffschicht partiell aufgehoben wird.Drill a hole in the substructure into which the screw thread then engages, forming a counter-thread. The wind can cause considerable suction pressure on a roof covering. The dynamic load associated with this also leads to the screw becoming loose. The screw connection in the substructure must therefore have the highest possible loosening torque or self-locking or a high pull-out force. Furthermore, a roof should normally be slip-proof. This is not always guaranteed with conventional fastening constructions. After all, the thickness of the insulation layer varies, especially in the area of so-called insulation wedges. In order to adapt to the thickness of the insulation layer, different screw lengths must be used, which makes storage more complex. Screw fastenings made of metal also form a thermal bridge, which partially cancels out the heat-insulating effect of the insulation layer.

Insbesondere zur Unterbrechung der Wärmeleitung ist ferner bekanntgeworden, Hülsen aus Kunststoffmaterial zu verwenden, die einen flanschartigen Kopf aufweisen, der sich gegen die Außenseite der Dachhaut anlegt. Im Schaft der Hülse ist eine Schraube geführt, deren Kopf mit einem im Inneren der Hülse angeordneten Anschlag in Eingriff ge-In particular, to interrupt the heat conduction, it has also become known to use sleeves made of plastic material that have a flange-like head that rests against the outside of the roof covering. A screw is guided in the shaft of the sleeve, the head of which engages with a stop arranged inside the sleeve.

langt. Mit Hilfe einer derartigen Hülse wird in der Tat die Wärmebrücke unterbrochen, es bereitet jedoch Schwierigkeiten, die Endposition der in die Hülse eingeschraubten Schrauben zu kontrollieren. Der Abstand zwischen der Bohrspitze der Schraube von dem Flanschkopf der Hülse im vollständig eingeschraubten Zustand ist bei einer gegebenen Schrauben 1änge gleich. Um eine entsprechende Anpassung an unterschiedliche Dicken der Dämmstoffschicht vornehmen zu können, sind daher verschiedene Schraubenlängen notwendig. Im Bereich von Dämmstoffkeilen läßt sich jedoch nicht immer ohne weiteres feststellen, welche Dämmstoffdicke überwunden werden muß. Abgesehen von der aufwendigen Lagerhaltung tritt daher das Problem auf,die richtige Länge der Befestigungsschrauben zu wählen.With the help of such a sleeve, the thermal bridge is indeed interrupted, but it is difficult to control the final position of the screws screwed into the sleeve. The distance between the drill tip of the screw and the flange head of the sleeve when fully screwed in is the same for a given screw length. In order to be able to make an appropriate adjustment to different thicknesses of the insulation layer, different screw lengths are therefore necessary. In the area of insulation wedges, however, it is not always easy to determine which insulation thickness has to be overcome. Apart from the costly storage, the problem of choosing the right length of fastening screws therefore arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befestigen einer nachgiebigen Materialschicht an einer Unterkonstruktion, insbesondere einer Dämmstoffschicht auf oder an einer Gebäudekonstruktion, zu schaffen, mit der eine Schraube unabhängig von der Dicke des Materials eine vorgegebene Länge in die Unterkonstruktion eingeschraubt und die die Schraube aufnehmende Hülse in vorgegebenem Abstand von der Unterkonstruktion in Anlage an die Materialschicht gebracht werden kann.The invention is based on the object of creating a device for fastening a flexible material layer to a substructure, in particular an insulating material layer on or to a building construction, with which a screw can be screwed into the substructure to a predetermined length, regardless of the thickness of the material, and the sleeve receiving the screw can be brought into contact with the material layer at a predetermined distance from the substructure.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1.This problem is solved by the features of the characterizing part of patent claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist im Abstand zur Bohrspitze ein Anschlagelement am Schraubenschaft angeordnet. Das Anschlagelement kann einstückig mit der Schraube ausgebildet oder als getrenntes Element auf dem Schaft aufgebracht sein und dort im Kraftschluß, zum Beispiel durch Aufklemmen oder Aufpressen oder durch Schweißen befestigt werden. Das Anschlagelement kann kreisförmige oder auch polygonale Umfangsform, zum Beispiel sechnckige Form haben, wobei es in seinem Durchmesser nicht zu groß se j &eegr; darf, da es beim Eindringen der Schraube durch die Materialschicht hindurchgeführt werden muß. Aufgabe des Anschlagelements ist es, die Eindringtiefe der Schraube in die Unterkonstruktion zu begrenzen. Unabhängig von der Dicke der Dämmstoffschicht wird daher die Schraube ein einheitliches Maß in die Unterkonstruktion eingetrieben, wobei dieses Maß auf ein Minimum gebracht werden kann, um Material einzusparen und die Optik wesentlich zu verbessern. Bei entsprechender Deckenhöhe sind kurze herausragende Spitzen nur schwer zu erkennen und stören daher den optischen Eindruck nicht.In the fastening device according to the invention, a stop element is arranged on the screw shaft at a distance from the drill bit. The stop element can be made in one piece with the screw or can be attached to the shaft as a separate element and can be attached there in a frictional connection, for example by clamping or pressing on or by welding. The stop element can have a circular or polygonal peripheral shape, for example a hexagonal shape, whereby its diameter must not be too large, since it must be guided through the material layer when the screw penetrates. The purpose of the stop element is to limit the depth of penetration of the screw into the substructure. Regardless of the thickness of the insulation layer, the screw is therefore driven into the substructure to a uniform extent, whereby this extent can be reduced to a minimum in order to save material and significantly improve the appearance. With a corresponding ceiling height, short protruding tips are difficult to see and therefore do not spoil the visual impression.

Erfindungswesentlich ist ferner, daß der AngreifabschnittAnother essential aspect of the invention is that the attack section

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für das Werkzeug von einer auf dem Gewindeschaft sitzenden Mutter gebildet ist. Mutter und Gewindeschaft sind indessen so geformt, daß die Mutter nicht frei verdreht werden kann, daß vielmehr ein nicht unerhebliches Moment aufgebracht werden muß, um eine derartige Verdrehung zu bewerkstelligen. Wird nun ein Drehwerkzeug mit der Mutter in Eingriff gebracht und auf die Schraube zugleich ein gewis ser axialer Druck aufgebracht, kann über lie Mutter das erforderliche Moment für das Durchbohren der Unterkonstruktion aufgebracht werden. Während des Bohr- bzw. Eindringvorgangs der Schraube in die Unterkonstruktion, beispielsweise ein Trapezblech, verbleibt die Mutter unbeweglich am Schraubenschaft.Kommt indessen das Anschlagelement mit der Unterkonstruktion in Eingriff,wird die Drehung der Schraube beendet und ein Gegenmoment aufgebaut. Dieses Gegenmoment iat höher als das Moment, das erforderlich ist, den reibenden Jdzw. klemmenden Sitz der Mutter auf dem Schraubenschaft zu überwinden. Die Mutter kann nunmehr auf dem Schraubenschaft verdreht werden, bis sie in Anlage an den Anschlag im Inneren der Hülse gelangt.Die Hülse wird daher nach unten gegen die Unterkonstruktion vorgespannt, wobei der Hülsenkopf sich unter Spannung gegen die Außenseite der Mtiierialschicht anlegt. Es versteht sich, daß das Verdrehmoment, das erforderlich ist, um die Mutter auf dem Gewindeschaft zu verdrehen, nicht so hoch sein darf, daß diefor the tool is formed by a nut sitting on the threaded shaft. The nut and threaded shaft are shaped in such a way that the nut cannot be freely rotated, but rather that a not inconsiderable torque must be applied in order to achieve such a rotation. If a turning tool is now brought into engagement with the nut and a certain axial pressure is applied to the screw at the same time, the required torque for drilling through the substructure can be applied via the nut. While the screw is drilling or penetrating the substructure, for example a trapezoidal sheet, the nut remains immobile on the screw shaft. If the stop element engages with the substructure, the rotation of the screw is stopped and a counter torque is built up. This counter torque is higher than the torque required to overcome the frictional or clamping fit of the nut on the screw shaft. The nut can now be turned on the screw shaft until it comes into contact with the stop inside the sleeve. The sleeve is therefore pre-tensioned downwards against the substructure, whereby the sleeve head is placed under tension against the outside of the material layer. It is understood that the torque required to turn the nut on the threaded shaft must not be so high that the

Schraube in der Bohrung der Unterkonstruktion ühardreht, weil dann die Schraube ihrerseits bei der Drehung einer Mutter mitdreht und daher die Mutter nicht mehr gegen den Anschlag verdreht werden kann. Der feste Sitz der Mutter auf dem Schraubenschaft beschränkt sich vorzugsweise auf einen geringe-en Bereich des Gewindes den Schraubenschaf-Screw in the hole of the substructure is too tight, because then the screw in turn turns when a nut is turned and therefore the nut can no longer be turned against the stop. The tight fit of the nut on the screw shaft is preferably limited to a small area of the thread on the screw shaft.

Schraube das Bohrmoment aufzubringen. Um ein Beispiel zu geben, beträgt das erforderliche Drehmoment zum Bohren und Einschrauben in 0,75 mm Blech 2,0 Nm.screw to apply the drilling torque. To give an example, the torque required to drill and screw into 0.75 mm sheet metal is 2.0 Nm.

Das Überdrahmoment des Anschlagelements beträgt 9 Nm.The overtightening torque of the stop element is 9 Nm.

Die Klemmkraft der Mutter bzw. das Aufschraubmoment muß oberhalb des unteren Grenzwertes von 2,0 Nm und unterhalb des oberen Grenzwertes von 9.0 Nm liegen.The clamping force of the nut or the screwing torque must be above the lower limit of 2.0 Nm and below the upper limit of 9.0 Nm.

Die bei der erfindungsgemäßen Konstruktion verwendete Schraube kann Einheitslänge aufweisen. Sie kann daher eine sehr große Variation an Materialdicken überbrücken. Unterschiedlich ist lediglich die axiale Lage der Mutter auf dem Schraubenschaft je nach Dicke der Materialschicht.The screw used in the construction according to the invention can have a standard length. It can therefore bridge a very large variation in material thickness. The only difference is the axial position of the nut on the screw shaft depending on the thickness of the material layer.

Die erfindungsgemäße Konstruktion gewährleistet wie auch herkömmliche Befestigungsvorrichtungen eine gute Selbst-The construction according to the invention ensures, like conventional fastening devices, a good self-

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hemmung und eine Unterbrechung der Wärmebrücke. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Dichtungsscheibe auf der der Bohrspitze zugewandten Seite des Anschlagelements auf dem Schraubenschaft angeordnet werden. Die Dichtungsscheibe verhindert, daß in diesem Bereich eine höhere Dampfdiffusion stattfinden kann. Außerdem kann damit eine eventuell vorhandene Dampfsperre sicher angeschlossen werden. Weiterhin sind Durchleuchtungen von der Oberseite behindert.inhibition and an interruption of the thermal bridge. In one design of the invention, a sealing disc can be arranged on the side of the stop element facing the drill bit on the screw shaft. The sealing disc prevents a higher vapor diffusion from taking place in this area. In addition, any vapor barrier that may be present can be securely connected with it. In addition, X-rays from the top are hindered.

Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, einen klemmenden Sitz der Mutter auf dem Gewindeschaft herzustellen. Eine besteht zum Beispiel darin, das Gewinde der Mutter bzw. das des Gewindeschafts unrund zu machen, so daß ein gewisses Moment erforderlich ist, um die Mutter auf dem Gewindeschaft zu verdrehen. Der unrunde Abschnitt des Gewindeschaftes braucht sich nur über eine kurze Länge am oberen Ende zu erstrecken.There are various ways of ensuring that the nut fits snugly on the threaded shaft. One way, for example, is to make the thread of the nut or the threaded shaft non-circular, so that a certain moment is required to turn the nut on the threaded shaft. The non-circular section of the threaded shaft only needs to extend over a short length at the upper end.

Der Gewindeschaft kann einteilig ausgebildet sein. Er kann jedoch auch aus zwei Teilen bestehen, die im Bereich des Anechlagelements miteinander drehfest verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen, Pressen oder dergleichen. Besonders vorteilhaft ist, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Anschlagelement vom Kopf einerThe threaded shaft can be designed in one piece. However, it can also consist of two parts that are connected to one another in a rotationally fixed manner in the area of the stop element, for example by welding, pressing or the like. It is particularly advantageous if, according to a further embodiment of the invention, the stop element is connected to the head of a

Schraube gebildet ist,, der mit dem freien Ende des anderen Gewindeschaftabschnitts drehfest verbunden ist.screw is formed, which is connected in a rotationally fixed manner to the free end of the other threaded shaft section.

Die Schraube soll !■? der Unterkonstruktioi? ein möglichst hohes Losdrehmoment aufweisen. Besteht die ünterkoristruktion aus Bisch, wird nach einer Ausgestaltung der Frfindung der unterhalb des Anschlagelements befindliche Gewindeabschnitt als metrisches Gewinde ausgeführt. Mit Hilfe eines metrischen Regelgewindes läßt sich ein hohas Losdrehmoment erzielen, beispielsweise 3 Nm.The screw should have the highest possible loosening torque in the substructure. If the substructure is made of wood, the threaded section below the stop element is designed as a metric thread according to one embodiment of the invention. A high loosening torque can be achieved using a metric standard thread, for example 3 Nm.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der Gewindeschaftabschnitt unterhalb des Anschlagelements drei Axialbereiche aufweisen, nämlich einen das Anschlagelement einschließenden ersten Bereich, der einen mit einem Gewinde versehenen Haltebereich bildet, einen von dem anderen Ende des Schaftabschnitts ausgehenden zweiten Bereich, der einen zu dem ersten Bereich koaxialen Führungsbereich bildet und einen maximalen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des ersten Bereichs, und einen zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich liegenden dritten Bereich, der einen sich zu dem zweiten Bereich hin im wesentlichen konisch verjüngenden Aufdornabschnitt bildet und ein an das Gewinde des ersten Bereichs anschließendes und die gleiche Steigung dieses habendes Teilgewinde ausAccording to a further embodiment of the invention, the threaded shaft section below the stop element can have three axial regions, namely a first region enclosing the stop element, which forms a holding region provided with a thread, a second region extending from the other end of the shaft section, which forms a guide region coaxial with the first region and has a maximum diameter that is smaller than the diameter of the first region, and a third region lying between the first and the second region, which forms a flare section that tapers essentially conically towards the second region and a partial thread that adjoins the thread of the first region and has the same pitch as the first region.

mehreren der Tiefe nach nur z.T. ausgebildeten Teilgewindegängen aufweist, wobei der Aufdornabschnitt zwei einander gegenüberliegende Umfangssegmente aufweist, von denen das eine Segment an allen Stellen einen größeren radialen Abstand von der Schraubenachse hat als das andere Segment und das Teilgewinde im wesentlichen nur tilt ersten Segment ausgebildet ist. Das Gewinde im Aufdornabschnitt und im ersten Bereich kann zwei- bis viergängig geformt sein. Der Kernuurchmesser kann etwa deirt eines metrischen Gewindes entsprechen. Der Flankn-rrwinkel kann 40 bis 60° betra£an, und der Radius des ersten Segments ist annähernd zwischen 75 und 85 %, vorzugsweise etwa 80 % dös Radius des zweiten Sagmenta. E_.n derartiges Gewinde ist an sich aus der DE-OS 32 17 949 begannt geworden. Es eignet sich in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor allen Dingen bei der Verwendung von Blechen einer Dicke von unter 1 mm, beispielsweise bis 0,75 mm Dicke. Es zeichnet sich durch eine hohe Auszugsfestigkeit und besonders durch eine hohe Selbsthemmung aus. Für Bleche ab 0,88 mm bis 1,3 mm kann z.B. eine Bohrschraube vorgesehen werden, bei der zwischen der Bohrspitze und dem Gewindeabschnitt ein konischer Abschnitt angeordnet ist, der ebenfalls durchgehend ein Gewinde aufweist. In beiden Fällen., vor allen Dingen bei der bekannten Schraube mit dem Aufdornabschnitt findet ein Aufbördeln oder ein sogenanntes Durchziehen im Gewindelochseveral partial threads which are only partially formed in terms of depth, the opening section having two circumferential segments lying opposite one another, one segment of which is at all points at a greater radial distance from the screw axis than the other segment and the partial thread is essentially only formed in the first segment. The thread in the opening section and in the first area can be formed with two to four threads. The core diameter can correspond approximately to that of a metric thread. The flank angle can be 40 to 60° and the radius of the first segment is approximately between 75 and 85%, preferably about 80% of the radius of the second segment. A thread of this type has been described in DE-OS 32 17 949. In conjunction with the device according to the invention, it is particularly suitable for use with sheets of a thickness of less than 1 mm, for example up to 0.75 mm thick. It is characterized by a high pull-out strength and especially by a high self-locking. For sheet metal from 0.88 mm to 1.3 mm, for example, a drilling screw can be provided in which a conical section is arranged between the drill bit and the threaded section, which also has a thread throughout. In both cases, especially with the well-known screw with the flaring section, a flanging or a so-called pulling through in the threaded hole takes place.

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statt, wodurch der mit dem Gewinde in Eingriff tretende Bereich deutlich vergrößert wird. Auch bei der Gewindeschraube mit dem Aufdornabschnitt kann eine Bohrspitze vorgesehen werden.which significantly increases the area that engages with the thread. A drill bit can also be provided for the threaded screw with the flaring section.

Um einen wirksamen Anschlag für die Mutter in der Hülse zu erhalten, kann die Hülse im Anschlagbereich eine Metallverstärkung aufweisen. Die Hülse kann im übriger, mit einem feuerhemmenden Kern bzw. einer Ganzmetallhülse verstärkt werden.In order to obtain an effective stop for the nut in the sleeve, the sleeve can have a metal reinforcement in the stop area. The sleeve can also be reinforced with a fire-retardant core or an all-metal sleeve.

Alternativ kann auf dem Gewindeschaft eine verdrehbare Scheibe angeordnet werden, die auf der dem Anschlagelement zugekehrten Seite der Mutter angeordnet ist. Sie bildet einen Anschlag für die Mutter und tritt ihrerseits mit einem Absatz oder dergleichen der Kunststoffhülse in Eingriff. Insbesondere sorgt bie für ein wirksames und festes Anziehen der Mutter und damit Befestigung der Kunststoffhülse. Alternatively, a rotatable disk can be arranged on the threaded shaft, which is arranged on the side of the nut facing the stop element. It forms a stop for the nut and in turn engages with a shoulder or the like on the plastic sleeve. In particular, it ensures that the nut is tightened effectively and firmly and that the plastic sleeve is secured.

Anstelle einer eingebetteten Metallhülse oder dergleichen kann auch eine Metallhülse, insbesondere eine Stahlhülse in die Kunststoffhülse eingesetzt werden, um die Kunststoffhülse zu verstärken, insbesondere jedoch die Befestigung ausreichend aufrechterhalten, wenn durch Brandeinwir-Instead of an embedded metal sleeve or the like, a metal sleeve, in particular a steel sleeve, can be inserted into the plastic sleeve in order to reinforce the plastic sleeve, but in particular to adequately maintain the fastening if the plastic sleeve is damaged by fire.

kung die Kunststoffhülse wegschmilzt. Zu diesem Zweck kann die Metallhülse am oberen Enda einen mit dem Plansch der Kunststoffhülse zusammenwirkenden radialen Flansch aufweisen, wobei an der Unterseite des Flansches der Kunststoffhülse eine Metallscheibe angeordnet ist; dadurch wird verhindert, daß beim Wegschmilzen der Hülse das befestigte Material ohne weiteres vom Dach abgehoben werden kann.the plastic sleeve melts away. For this purpose, the metal sleeve can have a radial flange at the upper end that interacts with the flange of the plastic sleeve, with a metal disk being arranged on the underside of the flange of the plastic sleeve; this prevents the attached material from being easily lifted off the roof when the sleeve melts away.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a drawing.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung während des Anbringvorgangs .Fig. 1 shows a section through a fastening device according to the invention during the attachment process.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den unteren Bereich der Befestigungsvorrichtung in etwas abgewandelter Ausführungsform. Fig. 2 shows a section through the lower area of the fastening device in a slightly modified embodiment.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Kunststoffhülse mit einer inneren Stahlhülse.Fig. 3 shows a modified plastic sleeve compared to Fig. 1 with an inner steel sleeve.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des unteren Abschnitts des Gewindeschafts der Befestigungsvorrichtung nach Fig. 1.Fig. 4 shows a modification of the lower section of the threaded shaft of the fastening device according to Fig. 1.

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Fig. 5 zeigt eine andere Abwandlung des unteren Abschnitts des Gewindeschafts der Vorrichtung nach Fig. 1.Fig. 5 shows another modification of the lower portion of the threaded shaft of the device according to Fig. 1.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Gewindeschafts der Vorrichtung nach Fig. 1.Fig. 6 shows a modified embodiment of the threaded shaft of the device according to Fig. 1.

Eine Dachunterkonstruktion weist zum Beispiel ein Trapezblech 10 aus Stahl auf. Auf das Trapezblech ist eine Dämmstoffschicht 12 aufgelegt, wobei zwischen Dänunstoffschicht 12 und Trapezblech 10 eine Dampfsperrbahn 11 verlaufen kann. Eine Dachhaut 14 befindet sich oberhalb der Dämmstoffschicht 12.A roof substructure, for example, has a trapezoidal sheet 10 made of steel. An insulating layer 12 is placed on the trapezoidal sheet, whereby a vapor barrier 11 can run between the insulating layer 12 and the trapezoidal sheet 10. A roof covering 14 is located above the insulating layer 12.

Zur Befestigung der Folien 11 und 14 sowie der Dämmschicht 12 ist eine Befestigungsvorrichtung 15 vorgesehen. Sie weist eine Hülse 16 auf, die einen flanschartigen Kopf 17 besitzt, der sich gegen die Dachhaut 14 anlegt. Ein sich nach unten von dem Flanschkopf 17 erstreckender Hülsenabschnitt 18 verjüngt sich bei 19 und bildet dadurch an der Innenseite einen Anschlag 20. An den verjüngten oder konischen Abschnitt 19 schließt sich ein im Querschnitt reduzierter 21 an. Durch den Hülsenabschnitt 18 hindurch ist ein Schraubenschaft 22 geführt, der am unteren Ende eine Bohrspitze 23 aufweist. Der Hülsenabschnitt 18 ist über den Flanschkopf 17 nach oben geöffnet. Über die Öff-A fastening device 15 is provided for fastening the films 11 and 14 and the insulation layer 12. It has a sleeve 16 which has a flange-like head 17 which rests against the roof skin 14. A sleeve section 18 extending downwards from the flange head 17 tapers at 19 and thereby forms a stop 20 on the inside. The tapered or conical section 19 is followed by a section 21 with a reduced cross-section. A screw shaft 22 is guided through the sleeve section 18 and has a drill bit 23 at the lower end. The sleeve section 18 is open at the top via the flange head 17. The opening

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nung 24 ist eine Sechskantmutter 25 zugänglich, die in kAeiranendem Sitz auf dem Gewinde des Schraubenschaftes 2 2 sitzt.A hexagon nut 25 is accessible through the opening 24, which sits in a snug fit on the thread of the screw shaft 2 2 .

Im Abstand zur Bohrspitze 23 ist ein Anschlagelement 2b axial und gegebenenfalls drehfest auf dem Schraubenschaft 22 angebracht, beispielsweise durch VerschweiJien oder du ch Aufpressen. Unterhalb des Anschlagelements 26 befindet sich eine Dichtungsscheibe 27 oder ein Dichtelement.At a distance from the drill bit 23, a stop element 2b is attached axially and, if necessary, in a rotationally fixed manner to the screw shaft 22, for example by welding or by pressing on. Below the stop element 26 there is a sealing disk 27 or a sealing element.

Beim Installieren der Befestigungsvorrichtung 15 wird die Einheit aus Hülse 16 und Schraubenschaft 22 von Hand über eine Öffnung in der Dachhaut 14 in die Dämmstoff schichtWhen installing the fastening device 15, the unit consisting of sleeve 16 and screw shaft 22 is pushed by hand through an opening in the roof skin 14 into the insulation layer

&iacgr; mehr oder weniger weit eingedrückt. Durch Drehung des&iacgr; pressed in more or less far. By turning the

Schraubenschaftes 22 wird die Bohrspitze 23 mit dem Anschlagelement 26 zunächst weiter durch die Dämmstoffschicht hindurchbewegt, bis die Bohrspitze 23 gegen das Trapezblech 10 zu liegen kommt. Nunmehr wird mit dem an der Mutter 25 angreifenden Werkzeug bei fortgesetzter Drehbewegung auch eine axiale Kraft auf den Schraubenschaft 22 aufgebracht, so daß die Bohrspitze 23 ein Loch durch das Trapezblech 10 bohrt, wonach anschließend das metrische Gewinde 30 zwischen Bohrspitze 23 und dem Anschlagelement 26 ein Gewinde im Trapezblech 10 formt. Dieser Vorgang wird beendet, sobald das Anschlagelement 26 einschließlichscrew shaft 22, the drill bit 23 with the stop element 26 is first moved further through the insulation layer until the drill bit 23 comes to rest against the trapezoidal sheet 10. Now, with the tool engaging the nut 25, an axial force is also applied to the screw shaft 22 with the continued rotation, so that the drill bit 23 drills a hole through the trapezoidal sheet 10, after which the metric thread 30 between the drill bit 23 and the stop element 26 forms a thread in the trapezoidal sheet 10. This process is terminated as soon as the stop element 26 including

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Dichtelement 27 gegen das Trapezblech 10 zu liegen kommt. Ein weiteres Vortreiben des Schraubenschaftes 22 ist damit beendet. Das dadurch hervorgerufene Gegenmoment überschreitet irgendwann das Losdrehmoment der mit klemmendem Sitz auf dem Schraubenschaft 22 sitzenden Mutter 25, so daß die Mutter nunmehr auf dem Schraubenschaft 22 verdreht wird bis zum Aiiij'hiay 19 im HüiseneiböCuni L l. 18, wie bei 7.^ri' angedeutet. Auf diese Weise wird die Hülse 16 unter Spannung gegen die Dachhaut 14 angezogen und eine wirksame Befestigung von Dachhaut und Dämmschicht erhalten. Das Dichtungselement 27 dichtet das Loch im Trapezblech 10 ab und verhindert ein Eindringen von Feuchtigkeit von der Unterkonstruktion in die Dämmschicht 12.Sealing element 27 comes to rest against the trapezoidal sheet 10. Further driving of the screw shaft 22 is thus completed. The counter torque caused by this eventually exceeds the loosening torque of the nut 25, which is sitting with a clamping fit on the screw shaft 22 , so that the nut is now rotated on the screw shaft 22 up to the Aiiij'hiay 19 in the HüiseneiböCuni L l. 18, as indicated at 7. ^r i' . In this way, the sleeve 16 is pulled under tension against the roof skin 14 and an effective fastening of the roof skin and insulation layer is achieved. The sealing element 27 seals the hole in the trapezoidal sheet 10 and prevents moisture from the substructure from penetrating into the insulation layer 12.

Zum Verdrehen der Mutter in den Hülsenabschnitt 18 hinein ist ein entsprechendes Werkzeug erforderlich, das hier nicht gezeigt ist. Man erkennt außerdem, daß die gezeichnete Konstruktion zur Befestigung unterschiedlich großer Materialdicken geeignet ist, ohne daß die Länge des Schraubenschafts 2 2 geändert werden müßte.To turn the nut into the sleeve section 18, a corresponding tool is required, which is not shown here. It can also be seen that the construction shown is suitable for fastening different material thicknesses without the length of the screw shaft 2 2 having to be changed.

Ec5 versteht sich,daß eine weitere Dachhaut (nicht gezeigt) oberhalb der Dachhaut 14 und des Kopfes 17 verlegt werden kann.Ec5 it is understood that another roof skin (not shown) can be laid above the roof skin 14 and the head 17.

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Soweit bei der Aus führungs form nach Fig. 2 mit der nach I Fig. 1 gleiche Teile verwendet werden, werden gleiche Bezugszeichen eingesetzt, denen ein "a" hinzugefügt ist. Am Übergang zwischen dem Abschnitt 18a der Hülse und dem Abschnitt 21a ist eine Schulter 40a gebildet, anstelle des Anschlags 19 der Ausführungsform nach Fig. 1. Außerdem ist I unterhalb der Mutter 25a eine Metallscheibe 41a angeordnet, fj. die ein wirksames Festziehen der Mutter 25a gegen die Schulter 40a ermöglicht. Die Scheibe 41a ist vorzugsweise drehbar angeordnet und kann beispielsweise zusammen mit der Mutter 25a auf dem Schaft 22a verdreht werden. Sie kann jedoch alternativ auch lose auf dem Schaft 22 verschiebbar sein.Where the embodiment according to Fig. 2 uses the same parts as that according to Fig. 1, the same reference numerals are used, with an "a" added. A shoulder 40a is formed at the transition between the section 18a of the sleeve and the section 21a, instead of the stop 19 of the embodiment according to Fig. 1. In addition, a metal disk 41a is arranged below the nut 25a, which enables the nut 25a to be effectively tightened against the shoulder 40a. The disk 41a is preferably arranged so as to be rotatable and can, for example, be rotated on the shaft 22a together with the nut 25a. However, it can alternatively also be loosely displaceable on the shaft 22.

In der Ausführungsfoxm nach Fig. 3 ist eine Kunststoffhülse 16b dargestellt, die weitgehend der nach Fig. 1 bzw. Fig. 2 gleicht. Sie weist einen oberen radialen Flansch 17b auf, einen langgestreckten zylindrischen Abschnitt 18b, einen konischen Abschnitt 21b, wobei zwischen den Abschnitten 18b und 21b eine Schulter 40b gebildet ist. Eine Stahlhülse 42b weist einen zylindrischen Abschnitt 43b und am oberen Ende einen zylindrischen Flansch 44b auf. Der zylindrische Abschnitt 43b ist passend in die Bohrung des Abschnitts 18b eingesetzt und erstreckt sich annähernd bis zum Absatz 40b. Am unteren Ende weist die Stahlhülse 42bIn the embodiment according to Fig. 3, a plastic sleeve 16b is shown which is largely similar to that according to Fig. 1 or Fig. 2. It has an upper radial flange 17b, an elongated cylindrical section 18b, a conical section 21b, with a shoulder 40b formed between the sections 18b and 21b. A steel sleeve 42b has a cylindrical section 43b and a cylindrical flange 44b at the upper end. The cylindrical section 43b is inserted into the bore of the section 18b and extends approximately to the shoulder 40b. At the lower end, the steel sleeve 42b has

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einen nach innen gerichteten radialen Flansch 45b auf, dessen Innendurchmesser annähernd dem Innendurchmesser der Durchbohrung des Abschnitts 41b entspricht. Ein ringförmiger Kunststoffeinsatz 46b erstreckt sich mit einem axialen Abschnitt durch dia Bohrung des Flansches 45b, während ein radialer Abschnitt auf dem Flansch 45b aufliegt. Der Kunststoffeinsatz 46b bildet mithin den Anschlag füx die Mutter 25 bzw. 25a entsprechend den Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2. Ferner unterbricht er die Wärmebrücke. Der radiale Flansch 44b sitzt in einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung 47b des radialen Hülsenflansches 17b. Unterhalb des Hülsenflansches 17b ist eine Stahlscheibe 48b angeordnet, die eine ringförmige Sicke 50b aufweist, die mit einer entsprechenden ringförmigen Ausnehmung 51b des Flansches 17b zusammenwirkt. Die Stahlhülse 42b verstärkt die Kunststoffhülse 16b und stellt eine wenn auch verhältnismäßig lose Befestigung dann noch sicher, wenn die Kunststoffhülse 16b durch Brandeinwirkung zerstört bzw. geschmolzen ist.an inwardly directed radial flange 45b, the inner diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of the bore of section 41b. An annular plastic insert 46b extends with an axial section through the bore of the flange 45b, while a radial section rests on the flange 45b. The plastic insert 46b therefore forms the stop for the nut 25 or 25a according to the embodiments according to Figures 1 and 2. Furthermore, it interrupts the thermal bridge. The radial flange 44b sits in a corresponding annular recess 47b of the radial sleeve flange 17b. A steel disk 48b is arranged below the sleeve flange 17b, which has an annular bead 50b that interacts with a corresponding annular recess 51b of the flange 17b. The steel sleeve 42b reinforces the plastic sleeve 16b and ensures a fastening, albeit relatively loose, even if the plastic sleeve 16b is destroyed or melted by fire.

Der Gewindeabschnitt 30 nach Fig. .1. des Schaftes 22 ist gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 in spezieller Weise ausgebildet. Eine Bohrgewindespitze 25c hat einen maximalen Durchmesser D2 im oberen Bereich. Im oberen Abschnitt weist der Gewindebereich 24c einen Spitzendurchmesser Dl auf. Dazwischen liegt ein spezifischer Bereich 16c, derThe threaded section 30 according to Fig. .1. of the shaft 22 is designed in a special way according to the embodiment according to Fig. 4. A drill thread tip 25c has a maximum diameter D2 in the upper area. In the upper section, the thread area 24c has a tip diameter D1. In between there is a specific area 16c, which

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nachfolgend etwas näher beschrieben wird. Im Gewindeformbereich 26 werden mehrere teilweise ausgeformte Schraubengänge 27c in einem Umfangssegment gebildet, Dabei ist bemerkenswert, daß im untersten Bereich dos Segmentes eine Vielzahl von sowohl in der Umfangslänge als auch in eier Eindrücktiefe teilweise angeferste Gewindagangeindrücke 5 3c geschaffen sind. Aufgrund der schwachen Neigung von 6° des Gewindef onmbereichs 26c wird auf dessen Länge eine große Anzahl von GewinG^gängen geschaffen, wobei aie radiale Abmessring graduell von untia nach oben zunimmt. Im obersten Bereich des GewlnKformbereichs 26c werden auf jedem der gegenüberliegenden Segmente Schraubengänge gebildet, die der Tiefe nach nur teilweise ausgeformt sind. Beispielsweise werden die Gewindegänge 27c und 28c gebildet, welche die Gewindeformeigenschaften erhöhen.described in more detail below. In the thread forming area 26, several partially formed screw threads 27c are formed in a circumferential segment. It is noteworthy that in the lowest area of the segment a large number of thread starting impressions 53c are created, both in the circumferential length and in an impression depth. Due to the slight inclination of 6° of the thread forming area 26c, a large number of thread threads are created along its length, with the radial dimension gradually increasing from bottom to top. In the uppermost area of the thread forming area 26c, screw threads are formed on each of the opposite segments, which are only partially formed in terms of depth. For example, the thread threads 27c and 28c are formed, which increase the thread forming properties.

Es wird ein im wesentlichen gewindefreier Bereich 29c gebildet, der sich um einen axialen Bereich entsprechend mindestens zwei Gewindegängen von den teilweise ausgeformten Gangeindrücken 30c aus erstreckt. Der oberste Bereich der Bohrspitze 25 kann von dem untersten Bereich der Gewindeeindrücke 30c getrennt sein, vorzugsweise nicht um einen Abstand, der größer ist als zwei Gewindegänge, da sonst dieser Bereich als Verweilbereich wirkt, der die Wirksamkeit der Sehraube verhindert. Es hat sich gezeigt,A substantially thread-free region 29c is formed which extends by an axial region corresponding to at least two thread turns from the partially formed thread impressions 30c. The uppermost region of the drill bit 25 can be separated from the lowermost region of the thread impressions 30c, preferably not by a distance greater than two thread turns, since otherwise this region acts as a dwell region which prevents the effectiveness of the screw. It has been shown that

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daß die Wirksamkeit besonders gut ist, wenn der Spitzendurchmesser D2 der Bohrspitze nicht kleiner ist als 0,75 und vorzugsweise ungefähr 0,85 des Spitzendurchmessers Dl des obersten Bereiches 14c. Urn eine maximale Wirksamkeit der gewindeformenden Schraube sowohl im Hinblick auf eine Reduzierung des Axialdruckes als auch im bezug auf eine Maximierung der Auspressung zu erhalten, sollte die axiale Länge D3 des dritten Bereiches 15c größer sein als der maximale Durchmesser D2 der Bohrspitze und somit etwa gleich dem Durchmesser Dl des obersten Bereichs 14c sein.that the effectiveness is particularly good if the tip diameter D2 of the drill tip is not less than 0.75 and preferably approximately 0.85 of the tip diameter Dl of the uppermost region 14c. In order to obtain maximum effectiveness of the thread-forming screw both in terms of reducing the axial pressure and in terms of maximizing the extrusion, the axial length D3 of the third region 15c should be greater than the maximum diameter D2 of the drill tip and thus approximately equal to the diameter Dl of the uppermost region 14c.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 eignet sich besonders für äußerst dünne Bleche, z.B. mit einer Dicke von 0,75 mm, da im Abschnitt 30c bzw. 29c ein sogenannte Aufdornen oder Durchziehen stattfindet, wodurch die mit dem Gewinde in Eingriff kommende Fläche des Bleches vergrößert wird. Mit einer derartigen Gewindeausbildung läßt sich eine hohe Auszugsfestigkeit und eine besonders hohe Selbsthemmung erzielen. Für Bleche z.B. ab 0,88 mm bis 1,3 mm wird vorzugsweise ein Schraubenabschnitt verwendet, der in Fig. 5 dargestellt ist.The embodiment according to Fig. 4 is particularly suitable for extremely thin sheets, e.g. with a thickness of 0.75 mm, since in section 30c or 29c a so-called flaring or pulling through takes place, whereby the area of the sheet that comes into engagement with the thread is increased. With such a thread design, a high pull-out strength and a particularly high self-locking effect can be achieved. For sheets e.g. from 0.88 mm to 1.3 mm, a screw section is preferably used, which is shown in Fig. 5.

Der Schraubenabschnitt 60 nach Fig. 5 weist einen üblichen Gewindeschaft 61 auf, der sich am unteren Ende bei 6 2 konisch nach unten verjüngt, jedoch noch ein durchgehendesThe screw section 60 according to Fig. 5 has a conventional threaded shaft 61, which tapers conically downwards at the lower end at 6 2, but still has a continuous

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Gewinde aufweist. An den konischen Abschnitt 62 schließt sich eine typische Bohrspitze 63 an, wio sie in Verbindung mit Bohrschrauben bekannt geworden ist.thread. The conical section 62 is followed by a typical drill bit 63, as is known in connection with drilling screws.

Bei der Ausführungsform nach Fig 6 ist ein Gewindeschaft. 22d gezeigt, der aus zwei Teilen zusammengesetzt ist., nämlich aus einem zylindrischen Schaftteil 70 und einem Bohrschraubenteil 71. Der Bohrschraubenteil 71 besteht aus einem Sechskantkopf 72, der die gleiche Funktion hat wie das Anschlagelement 26 der Ausführungsform nach Fig. 1. Der Bohrschraubenteil 71 weist ferner einen ersten Gewindeabschnitt 73 unterhalb des Kopfes 72 auf und einen sich daran anschließenden Gewindeabschnitt 74, dessen Spitzendurchmesser kleiner ist als der des Abschnitts 73. Der Gewindeabschnitt 74 verjüngt sich konisch bei 75 und geht in eine Bohrspit-Z-e 7 6 über,- entsprechend der Bohrspitze 6 3 der Ausführungsform nach Fig. 5. Auf der dem Gewindeschaft gegenüberliegenden Seite des Kopfes 72 ist ein kurzer axialer Ansatz 77 geformt, der stumpf gegen das zugeordnete Ende des zylindrischen Schaftteils 70 stößt. An dieser Stelle werden die beiden Teile 70, 71 miteinander verbunden, beispielsweise durch Schweißung. Diese Verbindung findet z.B. statt, bevor die Gewindegänge gewalzt sind. Sie kann jedoch auch nachher erfolgen.The embodiment according to Fig. 6 has a threaded shaft. 22d, which is made up of two parts, namely a cylindrical shaft part 70 and a drilling screw part 71. The drilling screw part 71 consists of a hexagon head 72, which has the same function as the stop element 26 of the embodiment according to Fig. 1. The drilling screw part 71 also has a first threaded section 73 below the head 72 and an adjoining threaded section 74, the tip diameter of which is smaller than that of the section 73. The threaded section 74 tapers conically at 75 and merges into a drilling tip 76, corresponding to the drilling tip 63 of the embodiment according to Fig. 5. On the side of the head 72 opposite the threaded shaft, a short axial projection 77 is formed, which abuts bluntly against the associated end of the cylindrical shaft part 70. At this point, the two parts 70, 71 are connected to each other, for example by welding. This connection takes place, for example, before the threads are rolled. However, it can also take place afterwards.

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Claims

- 20 claims :

1. Device for fastening a preferably flexible material layer to a substructure, in particular an insulation layer on or to a building structure, with a screw, at one end of which a drill bit is formed and the other end of which has an engagement section for a turning tool for screwing the screw into the substructure, and a sleeve through which the screw is guided, which further has a contact flange or the like at the end facing the engagement section, which can be brought into engagement with the top of the material layer and which has a stop on the inside against which the engagement section rests when the screw is screwed through the material layer into the substructure, characterized in that a stop element (26) is arranged on the screw shaft (22) at a distance from the drill bit (23), the engagement section is formed by a nut (25) sitting on the threaded shaft (22) and the nut (25) is so firmly connected to the threaded shaft at least in the initial area (22) is engaged in such a way that it can only be rotated on the threaded shaft (22) starting from a predetermined counter-torque, whereby the counter-torque is so high that

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that it is sufficient to drive the drill bit (23) into the substructure (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that a sealing element (27) is arranged on the screw shaft (22) on the side of the stop element (26) facing the drill bit (23).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the threaded bore of the nut (25) and/or of the threaded ^shaft (22) receiving the nut (25) in the starting position is non-circular.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stop element is formed in one piece with the threaded shaft.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stop element (26) is clamped or screwed onto the threaded shaft 22.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stop element (72) is polygonal on the circumference, preferably hexagonal.

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;him

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the threaded shaft (22) has a metric thread (30) between the drill bit (23) and the stop element (26).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the threaded shaft above and below the stop element consists of two separate sections (70, 71) which are then connected to one another in a rotationally fixed manner.

9. Device according to claim 8, characterized in that the stop element is formed by the head (72) of a screw (71) which is connected in a rotationally fixed manner to the free end of a threaded shaft section (70).

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the section of the threaded shaft below the stop element has three axial regions, namely a first region enclosing a head, which forms a threaded holding region, a second region extending from the other end of the shaft, which forms a guide region coaxial with the first region and has a maximum diameter which is smaller than the

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Diameter of the first region, and a third region located between the first and the second region, which forms a flare section which tapers essentially conically towards the second region and has a partial thread which adjoins the thread of the first region and has the same pitch as this and consists of several partial threads which are only partially formed in terms of depth, wherein the flare section has two opposing circumferential segments, of which one segment has a greater radial distance from the screw axis at all points than the other segment and the partial thread is essentially only formed in the first segment.

12. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a disk (41a) rotatable on the threaded shaft (22a) is provided, which is arranged on the side of the nut (25a) facing the stop element.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the sleeve (16) consists of plastic material.

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14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sleeve (16) tapers conically in the stop region (19).

15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the sleeve (15) has a metal reinforcement in the stop area or a preferably fire-retardant core.

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the reinforcement or the core is formed by an all-metal sleeve.

17. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a steel sleeve (42b) is inserted into the bore of the plastic sleeve (16b),

18. Device according to claim 17, characterized in that a plastic insert (46b) forms a stop on the inside for the nut on the threaded shaft.

19. Device according to claim 17 or 18, characterized in that the steel sleeve (42b) has a radial flange (47b) at the upper end and below the flange (17b) of the plastic sleeve (16b) a steel

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disc (48b) is arranged.

20. Device according to claim 19, characterized in that the steel washer (48b) has an annular bead (50b) or the like which engages with a corresponding groove (51b) of the flange (17b) of the plastic sleeve (16b)

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