EP1881122B1 - Profilschiene aus kaltgeformtem Stahl - Google Patents

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EP1881122B1
EP1881122B1 EP07112747A EP07112747A EP1881122B1 EP 1881122 B1 EP1881122 B1 EP 1881122B1 EP 07112747 A EP07112747 A EP 07112747A EP 07112747 A EP07112747 A EP 07112747A EP 1881122 B1 EP1881122 B1 EP 1881122B1
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EP
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screw
profile rail
groove structure
parallel groove
channel
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EP1881122A2 (de
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Christian Lahni
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RP Technik GmbH Profilsysteme
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    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
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    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C3/06—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web
    • E04C3/07—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal with substantially solid, i.e. unapertured, web at least partly of bent or otherwise deformed strip- or sheet-like material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/88—Curtain walls
    • E04B2/96—Curtain walls comprising panels attached to the structure through mullions or transoms
    • E04B2/967—Details of the cross-section of the mullions or transoms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/04—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal
    • E04C2003/0404—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects
    • E04C2003/0443—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of metal beams, girders, or joists characterised by cross-sectional aspects characterised by substantial shape of the cross-section
    • E04C2003/0473—U- or C-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F13/00—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings
    • E04F13/07—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor
    • E04F13/08—Coverings or linings, e.g. for walls or ceilings composed of covering or lining elements; Sub-structures therefor; Fastening means therefor composed of a plurality of similar covering or lining elements
    • E04F13/0801—Separate fastening elements
    • E04F13/0803—Separate fastening elements with load-supporting elongated furring elements between wall and covering elements

Definitions

  • the invention relates to a profile rail made of cold-formed steel, in particular for a facade system for covering a building, which has a screw for engagement with self-tapping screws.
  • Profile rails of the type of interest here are mainly used in the field of construction technology.
  • profile rails with screw channels are used in the construction of facades in order to attach thereto facade elements - such as laminated glass pane elements - releasably on the outside of the facade of a structure via a screw with external retaining strip.
  • facade elements - such as laminated glass pane elements - releasably on the outside of the facade of a structure via a screw with external retaining strip.
  • the present invention can also be used in other fields, such as vehicle construction, plant construction and the like, ie generally wherever screw channels are used for releasable attachment of attachments.
  • This rail has a receptacle for mounting screws along a contact surface for facade elements extending screw, the width of which corresponds to the core diameter of the mounting screw.
  • the rail itself is made of cold-formed steel and the fixing screw is a self-tapping screw, which is itself feared when screwed into the screw of their threads.
  • the disadvantage of this technical solution is that during assembly of the fastening screw in the screw on the construction site RD 40160 / LK: can not be ensured that the fastening screw is screwed optimally perpendicular relative to the longitudinal extent of the screw.
  • the fastening screw is often inclined in such a screw, so screwed at an acute angle relative to the direction of the screw, which affects the durability of the screw because of the resulting unfavorable static load.
  • the EP 0 692 586 B1 also discloses a profile rail used in the field of facade construction with a here substantially U-shaped screw, which is inserted into a receiving channel profile surrounding this screw.
  • the receiving channel profile is welded to a substructure of the structure consisting of posts and bars.
  • Fixing screws come here in the light metal existing screw for engagement, which is provided with a longitudinal ribbing, which acts as a mating thread for the screwed fastening screw for attaching an outer cover strip for facade elements.
  • the aim of this longitudinal ribbing is to facilitate screwing the fastening screw in the screw because the mating thread is approximately predetermined by the longitudinal ribbing.
  • this longitudinal ribbing does not help to prevent an oblique screwing the fastening screw.
  • US 1804452 A1 discloses a rail for nails.
  • US 2548442 A discloses another rail for nails.
  • DE 3309401 A1 discloses a rail for screws.
  • the invention includes the technical teaching that at least one of the two mutually opposite channel flanks of the screw is at least partially provided with a transverse to the longitudinal direction of the rail parallel groove structure for vertical guidance of the screw during screwing.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that, with this parallel groove structure, the longitudinal axis of the screw aligns itself vertically during screwing in as part of a not exaggerated inclination. As a result, an optimal force flow between the mounting rail and the attachment to be fastened thereto is ensured in a simple manner. Because the fastening screw is tensioned in the vertical orientation relative to the screw and thus to the rail only in the longitudinal direction. In experiments it has been found that the parallel groove structure according to the invention produces higher extraction values of the fastening screws.
  • the parallel groove structure is produced in the screw channel by embossing.
  • the parallel groove structure may be stamped into a sheet steel strip at the correct location, after which the sheet steel strip is then bent by cold forming to form the desired cross-sectional shape of the profile rail.
  • both mutually opposite channel flanks of the screw channel are each provided with a parallel groove structure.
  • the grooves need not necessarily be aligned exactly aligned with each other to achieve the purpose of a screw guide according to the invention.
  • stamp out fasteners When dimensioning it is important to ensure that the groove depth is not so large that thereby the stability of the rail is impaired. On the other hand, it should be noted that a small groove depth does not reliably fulfill the purpose of an exact screw guide according to the invention. As well as the groove depth, it has proven to be advantageous to adjust the distance from groove to groove of the parallel groove structure to the basic screw diameter, in particular for profile rails for the general construction sector.
  • each groove in the parallel groove structure has the basic shape of an equilateral triangle.
  • This groove shape can be produced on the one hand with little effort by embossing; On the other hand, this preferred groove shape achieves a maximum of guiding effect for the fastening screw.
  • the solution according to the invention is preferably suitable for screw channels, which are U-shaped in the basic form. Because of the thus given mutually parallel channel edges can be in cooperation with the parallel groove structure to ensure reliable guidance. However, it is also possible to use other basic shapes for the screw, for example a trapezoidal shape and the like.
  • the invention in addition to the parallel groove structure in the transverse direction, to form a further parallel groove structure in the longitudinal direction, so that overall a mosaic-like pattern results in the embossed structure.
  • the advantage of the vertical screw guide is combined by a parallel groove structure with the advantage of given threads through the other parallel groove structure.
  • the further parallel groove structure may be of particular advantage, since otherwise a fixing screw would be quite difficult to bring in here.
  • the solution according to the invention can be applied both to a closed or open profile formed by forming from sheet steel.
  • a closed profile the outer edges of the rail form a closed line; an open profile, on the other hand, has two mutually parallel edges.
  • FIGURE shows a partial perspective view of an unshaped rail with screw.
  • a profiled rail 1 made of cold-formed steel has a central, essentially U-shaped screw channel 2, which serves to engage self-tapping screws (not shown here).
  • the parallel groove structures 4 are produced by embossing and serve a vertical guidance of the screw during screwing.
  • the cross section of each groove of the parallel groove structure 4 has substantially the basic shape of an equilateral triangle.
  • the rail 1 of this embodiment is part of a - not shown - closed profile with out to the base cross-section extending screw 2.
  • the profile rails according to the invention are designed as an open profile and / or optionally to form the screw channel within the basic cross section of the profile.
  • the parallel groove structure 4 according to the invention which runs in the transverse direction to the longitudinal extent of the profile rail 1, can also be supplemented by a further parallel groove structure extending along the longitudinal direction of the profile rail in order, if necessary, to facilitate screwing in the self-tapping screw.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Profilschiene aus kaltgeformtem Stahl, insbesondere für ein Fassadensystem zur Verkleidung eines Bauwerks, die einen Schraubkanal zum Eingriff für selbstschneidende Schrauben aufweist.
  • Profilschienen der hier interessierenden Art kommen vornehmlich im Bereich der Bautechnik zur Anwendung. Beispielsweise werden im Fassadenbau Profilschienen mit Schraubkanälen verwendet, um hieran Fassadenelemente - wie Verbundglasscheibenelemente - außen an der Fassade eines Bauwerks lösbar über eine Schraubverbindung mit äußerer Halteleiste anzubringen. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf andere Gebiete, wie dem Fahrzeugbau, dem Anlagenbau und dergleichen eingesetzt werden, also generell überall dort, wo Schraubkanäle zur lösbaren Befestigung von Anbauteilen genutzt werden.
  • Aus der EP 0 722 022 A1 geht eine gattungsgemäße Profilschiene hervor. Mit dieser hier geschlossenen Profilschiene wird eine Rahmenkonstruktion zur Aufnahme von Fassadenelementen gebildet. Diese Profilschiene weist als Aufnahme für Befestigungsschrauben einen entlang einer Anlagefläche für Fassadenelemente verlaufenden Schraubkanal auf, dessen Breite dem Kerndurchmesser der Befestigungsschraube entspricht. Die Profilschiene selbst besteht aus kaltgeformten Stahl und bei der Befestigungsschraube handelt es sich um eine selbstschneidende Schraube, welche sich beim Eindrehen in den Schraubkanal ihrer Gewindegänge selbst furcht. Nachteilig bei dieser technische Lösung ist, dass während der Montage der Befestigungsschraube in den Schraubkanal auf der Baustelle RD 40160/LK: nicht sichergestellt werden kann, dass die Befestigungsschraube optimal senkrecht relativ zur Längserstreckung des Schraubkanals eingeschraubt wird. In der Praxis wird die Befestigungsschraube in einen solchen Schraubkanal oftmals schräg, also unter einem spitzen Winkel relativ zur Verlaufsrichtung des Schraubkanals eingeschraubt, was die Haltbarkeit der Schraubverbindung wegen der hierdurch entstehenden ungünstigen statischen Belastung beeinträchtigt.
  • Die EP 0 692 586 B1 offenbart ebenfalls eine auf dem Gebiet des Fassadenbaus verwendete Profilschiene mit einem hier im Wesentlichen U-förmigen Schraubkanal, der in ein diesen Schraubkanal umgebenden Aufnahmekanalprofil eingeschoben ist. Das Aufnahmekanalprofil wird an einer aus Pfosten und Riegeln bestehenden Unterkonstruktion des Bauwerks angeschweißt. Befestigungsschrauben kommen hier in den aus Leichtmetall bestehenden Schraubkanal zum Eingriff, welcher mit einer Längsrippung versehen ist, die als Gegengewinde für die eingedrehte Befestigungsschraube zur Anbringung einer äußeren Abdeckleiste für Fassadenelemente wirkt. Ziel dieser Längsrippung ist es, ein Einschrauben der Befestigungsschraube in den Schraubkanal zu erleichtern, da das Gegengewinde durch die Längsrippung in etwa vorgegeben ist. Allerdings verhilft diese Längsrippung nicht dazu, ein schräges Einschrauben der Befestigungsschraube zu verhindern.
  • US 1804452 A1 offenbart eine Profilschiene für Nägel. US 2548442 A offenbart eine weitere Profilschiene für Nägel. DE 3309401 A1 offenbart eine Profilschiene für Schrauben.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Profilschiene mit Schraubkanal zu schaffen, in welche sich Befestigungsschrauben möglichst lotrecht einschrauben lassen, um vorteilhaft und kalkulierbar gleichmäßig höhere Auszugskräfte zu erzielen.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einer Profilschiene gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass mindestens eine der beiden einander gegenüberliegenden Kanalflanken des Schraubkanals mindestens teilweise mit einer sich quer zur Längsrichtung der Profilschiene erstreckenden Parallelrillenstruktur zur lotrechten Führung der Schraube während des Einschraubens versehen ist.
  • Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, dass sich mit dieser Parallelrillenstruktur die Längsachse der Schraube während des Einschraubens im Rahmen einer nicht übertriebenen Schrägstellung selbständig lotrecht ausrichtet. Hierdurch wird auf einfache Weise ein optimaler Kraftfluss zwischen Profilschiene und dem hieran zu befestigenden Anbauteil sichergestellt. Denn die Befestigungsschraube wird bei der lotrechten Ausrichtung relativ zum Schraubkanal und damit zur Profilschiene nur in Längsrichtung zugbelastet. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Parallelrillenstruktur höhere Auszugwerte der Befestigungsschrauben hervorbringt.
  • Vorzugsweise wird die Parallelrillenstruktur im Schraubkanal durch Prägen hergestellt. Während der Fertigung kann die Parallelrillenstruktur beispielsweise in einen Stahlblechstreifen an der richtigen Stelle eingeprägt werden, wonach der Stahlblechstreifen dann durch Kaltumformen gebogen wird, um die gewünschte Querschnittsform der Profilschiene zu gestalten.
  • Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass beide einander gegenüberliegenden Kanalflanken des Schraubkanals mit je einer Parallelrillenstruktur versehen ist. Die Rillen müssen dabei nicht zwingend exakt zueinander fluchtend ausgerichtet sein, um den erfindungsgemäßen Zweck einer Schraubenführung zu erzielen.
  • Bei Profilschienen, welche im Baubereich eingesetzt werden, hat es sich als optimal herausgestellt, die Rillentiefe in Abhängigkeit von der Blechdicke und ggf.
  • Befestigungsmitteln auszuprägen. Bei der Dimensionierung ist darauf zu achten, dass die Rillentiefe nicht derart groß ist, dass hierdurch die Stabilität der Profilschiene beeinträchtigt wird. Andererseits wird darauf hingewiesen, dass eine nur geringe Rillentiefe den erfindungsgemäßen Zweck einer exakten Schraubenführung nicht zuverlässig erfüllt. Ebenso wie die Rillentiefe hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Abstand von Rille zu Rille der Parallelrillenstruktur dem Schraubengrunddurchmesser anzupassen, insbesondere bei Profilschienen für den allgemeinen Baubereich.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Querschnitt jeder Rille in der Parallelrillenstruktur die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks aufweist. Diese Rillenform lässt sich zum Einen mit wenig Aufwand durch Prägen herstellen; zum Anderen wird durch diese bevorzugte Rillenform ein Maximum an Führungswirkung für die Befestigungsschraube erzielt. Es ist jedoch auch möglich, andere Querschnitte für Rillen der Parallelrillenstruktur zu verwenden, sofern diese eine zuverlässige Führung der Befestigungsschraube gestatten.
  • Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich vorzugsweise für Schraubkanäle, welche in der Grundform U-förmig ausgebildet sind. Denn durch die hierdurch gegebenen zueinander parallelen Kanalflanken lässt sich im Zusammenwirken mit der Parallelrillenstruktur eine zuverlässige Führung sicherstellen. Es ist jedoch auch möglich, andere Grundformen für den Schraubkanal, beispielsweise eine Trapezform und dergleichen, zu verwenden.
  • Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, zusätzlich zur Parallelrillenstruktur in Querrichtung gesehen eine weitere Parallelrillenstruktur in Längsrichtung gesehen auszubilden, so dass sich insgesamt ein mosaikartiges Muster in der Prägestruktur ergibt. Hierdurch wird der Vorteil der lotrechten Schraubenführung durch die eine Parallelrillenstruktur kombiniert mit dem Vorteil vorgegebener Gewindegänge durch die andere Parallelrillenstruktur. Insbesondere bei besonders harten für die Profilschienen verwendeten Stählen kann die weitere Parallelrillenstruktur von besonderem Vorteil sein, da sich ansonsten eine Befestigungsschraube hierin recht schwer einbringen ließe.
  • Ferner sei darauf verwiesen, dass die erfindungsgemäße Lösung sich sowohl bei einem durch Umformen aus Stahlblech gebildeten geschlossenen oder offenen Profil anwenden lässt. Bei einem geschlossenen Profil bilden die äußere Kanten der Profilschiene eine geschlossene Linie; ein offenes Profil weist dagegen zwei zueinander parallele Kanten auf. Weiterhin ist es auch möglich, den Schraubkanal innerhalb oder außerhalb des durch das Umformen erzeugten Grundquerschnitts anzuordnen. So ist es beispielsweise denkbar, den erfindungsgemäßen Schraubkanal innerhalb eines geschlossenen, rechteckförmigen Profils durch Umformen zu erzeugen.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Teilansicht einer ungeformten Profilschiene mit Schraubkanal.
  • Gemäß Figur besitzt eine aus kaltgeformtem Stahl hergestellte Profilschiene 1 einen zentralen, im Wesentlichen U-förmigen Schraubkanal 2, welcher dem Eingriff von - hier nicht weiter dargestellten - selbstschneidenden Schrauben dient. An beiden einander gegenüberliegenden Kanalflanken 3a und 3b des Schraubkanals 2 sind quer zur Längsrichtung der Profilschiene 1 sich erstreckende Parallelrillenstrukturen 4 vorgesehen. Die Parallelrillenstrukturen 4 sind durch Prägen hergestellt und dienen einer lotrechten Führung der Schraube während des Einschraubens. Der Querschnitt jeder Rille der Parallelrillenstruktur 4 weist im Wesentlichen die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks auf.
  • Die Profilschiene 1 dieses Ausführungsbeispiels ist Bestandteil eines - nicht weiter dargestellten - geschlossenen Profils mit sich nach außerhalb des Grundquerschnitts erstreckenden Schraubkanals 2.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, die erfindungsgemäße Profilschienen als offenes Profil auszubilden und/oder den Schraubkanal wahlweise auch innerhalb des Grundquerschnitts des Profils auszubilden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Parallelrillenstruktur 4, welche in Querrichtung zur Längserstreckung der Profilschiene 1 verläuft auch ergänzt werden durch eine weitere, entlang der Längsrichtung der Profilschiene sich erstreckende Parallelrillenstruktur, um erforderlichenfalls ein Einschrauben der selbstschneidenden Schraube zu erleichtern.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Profilschiene
    2
    Schraubkanal
    3
    Kanalflanke
    4
    Parallelrillenstruktur

Claims (9)

  1. Profilschiene aus Stahl, insbesondere für ein Fassadensystem zur Verkleidung eines Bauwerks, die einen Schraubkanal (2) zum Eingriff für selbstschneidende Schrauben aufweist, wobei mindestens eine der beiden einander gegenüberliegenden Kanalflanken (3a, 3b) des Schraubkanals (2) zumindest teilweise mit einer sich quer zur Längsrichtung der Profilschiene (1) erstreckenden Parallelrillenstrulctur (4) zur lotrechten Führung der Schraube während des Einschraubens versehen ist , dadurch gekennzeichnet, dass die Profilschiene aus kaltgeformtem Stahl ist und der Schraubkanal (2) in Längsrichtung der Profilschiene verläuft, wobei die Parallelrillen struktur durchgehend gerade verläuft.
  2. Profilschiene nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelrillenstruktur (4) im Schraubkanal (2) durch Prägen hergestellt ist.
  3. Profilschiene nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass beide einander gegenüberliegende Kanalflanken (3a, 3b) des Schraubkanals (2) mit je einer Parallelrillenstruktur (4) versehen sind.
  4. Profilschiene nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt jeder Rille der Parallelrillenstruktur (4) die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks oder Trapezes aufweist.
  5. Profilschiene nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkanal (2) in der Grundform U-förmig ausgebildet ist.
  6. Profilschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Parallelrillenstruktur (4) in Querrichtung gesehen eine weitere Parallelrillenstruktur in Längsrichtung gesehen vorgesehen ist, so dass sich insgesamt ein mosaikartiges Muster ergibt.
  7. Profilschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass diese durch Umformen aus einem Stahlblech ein geschlossenes oder ein offenes Profil bildet.
  8. Profilschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkanal (2) innerhalb oder außerhalb eines geschlossenen Querschnitts angeordnet ist.
  9. Profilschiene nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich der Parallelrillenstruktur (4) der Abstand von Rille zu Rille und die Tiefe der Rillen vom Grunddurchmesser der korrespondierenden Schraube abhängig ist,
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