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Die
Erfindung betrifft eine Schraube zur Befestigung einer flächigen Verkleidung
an einem Sandwichelement mit einem einen Anschlag bildenden Schraubenkopf,
einem Schraubenschaft und einer Schraubenspitze, wobei der Schraubenschaft
im Bereich der Schraubenspitze einen ersten an der Schraubenspitze
endenden Gewindebereich aufweist sowie eine Sandwichelementverkleidung
mit mindestens einer Schraube, einer flächigen Verkleidung und einem
Sandwichelement, das zwischen einer Außenschale und einer Innenschale
einen Isolierstoffkern aufweist. Derartige flächige Verkleidungen werden
z.B. bei der Sanierung von Sandwichelementen an Außenwänden von
industriellen Hallen an den Sandwichelementen befestigt.
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Gebäude, insbesondere
Industriegebäude, sind
häufig
an deren Außenwänden mit
Sandwichelementen verkleidet. Dadurch sind die Außenwände z.B.
thermisch isoliert und sind gegen Witterungseinflüsse, insbesondere
das Eindringen von Feuchtigkeit, geschützt. Derartige Sandwichelemente
bestehen üblicherweise
aus einer Außenschale
und einer Innenschale zwischen denen ein Isolierstoffkern angeordnet
ist. Der Isolierstoffkern wird dabei häufig aus Schaumstoff gebildet.
Die Innenschale, sowie die Außenschale
können
z.B. aus Blech hergestellt sein, wobei die Außenschale, also die Schale,
die direkt den Witterungseinflüssen
ausgesetzt ist, häufig
profiliert ist, insbesondere als Trapezprofil ausgebildet ist. Die
Sandwichelemente sind üblicherweise
auf einer Rahmenkonstruktion montiert.
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Durch
die genannten Witterungseinflüsse können an
den Sandwichelementen insbesondere Korrosionsschäden an deren Außenschale
auftreten. Dabei kann z.B. die Außenschale vom Isolierstoffkern
delaminieren, d.h. sich ablösen.
Weiter kann bei verschiedenen Isolierstoffkernmaterialien, insbesondere
bei Polyurethan (PU)-Isolierstoffkernen
vom Material selbst Wasser, ähnlich
wie bei einem Schwamm, aufgesaugt werden. Durch den Einfluss des
Wechsels von Frost- und Tauwetter können sich dann Blasen zwischen
den Schichten der Sandwichelemente bilden. Durch diese Schäden besteht
ein hoher Sanierungsbedarf an Außenwänden, die mit Sandwichelementen
verkleidet sind. Zur Sanierung der Sandwichelemente wird häufig eine
flächige
Verkleidung z.B. aus Trapezblech oder Wellblech an der betroffenen
Wand vorgehängt.
Dadurch wird die evtl. korrosionsgeschädigte Oberfläche, insbesondere
die Außenschale,
der derart verkleideten Sandwichelemente geschützt. Die derart mit einer flächigen Verkleidung
versehenen Sandwichelemente werden nachfolgend als Sandwichelementverkleidung
bezeichnet. Beim Befestigen der Verkleidung an den Sandwichelementen
tritt jedoch das Problem auf, dass die Außenschale selbst nicht fest
genug an der Wand befestigt ist um die Verkleidung daran z.B. zu verschrauben,
insbesondere weil die Außenschale häufig, wie
beschrieben, von dem Isolierstoffkern bereits teilweise abgelöst ist.
Auch der Isolierstoffkern selbst eignet sich nicht gut zu einer
Befestigung der Verkleidung mittels Schrauben. Die Verkleidung muss
deshalb mittels Haken befestigt werden oder es muss durch das gesamte
Sandwichelement durchgeschraubt werden. Im letztgenannten Fall tritt
das Problem auf, dass das Einschrauben der Schrauben derart vorgenommen
werden muss, dass zum einen die Schraube weit genug eingeschraubt
sein muss, um eine gute Befestigung zu gewährleisten, zum anderen jedoch
der Isolierstoffkern nicht durch zu starkes Anziehen der Schrauben
zusammengedrückt
werden darf. Dabei würde
eine unebene Oberfläche
entstehen und die Isoliereigenschaften der Sandwichelemente würden negativ
beeinflusst werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube zur Befestigung
einer flächigen
Verkleidung an einem Sandwichelement und eine Sandwichelementverkleidung
bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden
und insbesondere eine sichere Befestigung flächiger Verkleidungen zur Sanierung
von Sandwichelementen an Außenwänden ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Schraube des unabhängigen Anspruchs und eine Sandwichelementverkleidung
gemäß Anspruch
3 gelöst.
Die weiteren abhängigen
Ansprüche
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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Eine
erfindungsgemäße Schraube
zur Befestigung einer flächigen
Verkleidung an einem Sandwichelement weist einen Anschlag bildenden Schraubenkopf,
einen Schraubenschaft und eine Schraubenspitze auf. Der Schraubenschaft
hat im Bereich der Schraubenspitze einen ersten an der Schraubenspitze
endenden Gewindebereich. Erfindungsgemäß weist der Schraubenschaft
einen weiteren Gewindebereich auf. Der weitere Gewindebereich ist
vom ersten Gewindebereich durch einen ersten gewindefreien Bereich
des Schraubenschafts beabstandet und der weitere Gewindebereich
ist vom Anschlag des Schraubenkopfes durch einen weiteren gewindefreien
Bereich des Schraubenschaftes beabstandet. Als Anschlag wird dabei
eine Fläche des
Schraubenkopfes bezeichnet, die nach vollständigem Einschrauben der Schraube
an die Verkleidung anstößt.
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Die
Schraube dreht frei durch, wenn sie durch ein Sandwichelement vollständig durchgeschraubt
ist und kann nicht weiter eingeschraubt werden, denn die gewindefreien
Bereiche sind nach vollständigem
Einschrauben der erfindungsgemäßen Schraube
jeweils innerhalb eines Schraubloches in der Verkleidung oder einer
Innenschale des Sandwichelements positioniert. Auch ein Rückdrehen
der Schraube ist nicht ohne an der Schraube zu ziehen möglich, da
die eingeschraubten Gewinde der Gewindebereiche dann nicht die Gegengewinde
finden. Es muss also nicht beim Einschrauben genau auf eine Einschraubtiefe
geachtet werden. Dies ermöglicht
ein rasches und sicheres Befestigen der Verkleidung an dem Sandwichelement.
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Bevorzugt
weisen die Gewindebereiche Selbstschneidegewinde auf und die Schraubenspitze ist
als Bohrspitze ausgebildet. Dadurch müssen keine Löcher zum
Einschrauben der Schrauben vorgebohrt werden, oder es müssen zumindest
keine Gegengewinde in vorgebohrten Löchern eingeschnitten sein,
bevor die erfindungsgemäße Schraube
eingeschraubt wird.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Sandwichelementverkleidung
ist eine flächige
Verkleidung an einem Sandwichelement mit mindestens einer erfindungsgemäßen Schraube
befestigt. Das Sandwichelement weist zwischen einer Außenschale
und einer Innenschale einen Isolierstoffkern auf. Die Schraube zur
Befestigung der Verkleidung an dem Sandwichelement ist durch die
Verkleidung und das Sandwichelement an einer Schraubposition durchgeschraubt. Dabei
ist der weitere gewindefreie Bereich in einem Schraubloch in der
flächigen
Verkleidung positioniert und der erste gewindefreie Bereich ist
in einem Schraubloch in der Innenschale positioniert. Dies ermöglicht ein
freies Durchdrehen der Schraube sowohl an der Innenschale als auch
an der Verkleidung, ohne dass darin geformte Gegengewinde beschädigt werden.
Zusätzlich
ergibt sich eine Rückdrehsicherung.
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Besonders
bevorzugt entspricht die Länge des
Schraubenschafts, beginnend von dem Anschlag des Schraubenkopfes
bis zu einer Grenze zwischen dem ersten gewindefreien Bereich und dem
ersten Gewindebereich im Bereich der Schraubenspitze, der Summe
der Materialstärken
der flächigen
Verkleidung, einer komprimierten Dichtscheibe und des Sandwichelements
an der Schraubposition. Dabei kann die Länge des weiteren gewindefreien Bereichs
vorteilhaft der Summe der Materialstärken der flächigen Verkleidung und der
Außenschale
des Sandwichelements an der Schraubposition entsprechen. Wenn die
Schrauben, d.h. Gewindelängen
und Längen
der gewindefreien Bereiche derart auf Sandwichstärke und die Materialstärke der
Verkleidung abgestimmt sind, enden beide Gewinde in einer vollständig eingeschraubten
Position der Schraube unmittelbar hinter der Außen- bzw. Innenschale des Sandwichelements.
Ein Zusammenpressen des Isolierstoffkerns wird vermieden. Bei der
angegebenen abgestimmten Länge
des weiteren gewindefreien Bereichs ist die Verkleidung und die
Außenschale zwischen
dem Anschlag des Schraubenkopfs und dem weiteren Gewindebereich
fixiert. Dadurch wird eine formstabile Befestigung der Verkleidung
gewährleistet.
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Wenn
der Anschlag des Schraubenkopfes eine Dichtung aufweist, kann keine
Feuchtigkeit, insbesondere kein Regenwasser, durch die beim erfindungsgemäßen Festschrauben
der Verkleidung entstehenden Löcher
in der Außenschale
in das Sandwichelement eindringen.
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Die
flächige
Verkleidung umfasst bevorzugt ein Trapezblech oder ein Wellblech.
Die erfindungsgemäßen Schrauben
werden dann vorteilhaft in Bereichen des Trapezblechs oder des Wellblechs
angeordnet, die möglichst
nah an der Außenschale
positioniert sind, z.B. an diese angrenzen. Eine derartige Ausgestaltung
der Verkleidung eignet sich besonders gut zur witterungsbeständigen Sanierung
von bestehenden sandwichelementverkleideten Außenwänden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
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Die
Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert
und sind nicht maßstäblich zu
verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind
so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Sandwichelementverkleidung 1 mit
zwei erfindungsgemäßen Schrauben 3, 4 gezeigt.
Eine der Schrauben 3 ist in ihrer Endposition vollständig durch
ein Sandwichelement durchgeschraubt. Die andere Schraube 4 ist noch
nicht durch das Sandwichelement durchgeschraubt. Sie ist in einer
Position während
des Einschraubens der Schraube 4 gezeigt. Das Sandwichelement
weist zwischen einer Außenschale 7 aus
einem Trapezblech und einer Innenschale 8 einen Isolierstoffkern 9,
z.B. aus einem Schaumstoff, auf. Vor das Sandwichelement ist eine
Verkleidung 11 aus einem Wellblech vorgehängt, d.h.
an dem Sandwichelement mittels Verschraubung befestigt. Die Schrauben 3, 4 weisen
jeweils einen einen Anschlag bildenden Schraubenkopf 15,
einen Schraubenschaft 17 und eine Schraubenspitze 19 auf.
Der Anschlag wird durch die Oberfläche des Schraubenkopfes 15 gebildet,
die nach vollständigem
Einschrauben an die Verkleidung 11 angrenzt. Der Schraubenschaft 17 weist im
Bereich der Schraubenspitze 19 einen ersten, an der Schraubenspitze
endenden Gewindebereich 20 auf. Dieser Gewindebereich 20,
bzw. dessen Selbstschneidegewinde, bildet zusammen mit der Schraubenspitze 19 eine Bohrspitze
aus. Mittels dieser Bohrspitze kann die Schraube 3, 4 ohne
Vorbohren oder durch ein vorgebohrtes Loch mit kleinerem Durchmesser
als der Durchmesser des Schraubenschaftes 17 unter Ausbildung
eines Gegengewindes durch die Verkleidung 11, und das Sandwichelement, d.h.
durch dessen Außen-
und Innenschale 7, 8, durchgeschraubt werden.
Der Schraubenschaft 17 jeder Schraube 3, 4 weist
einen weiteren Gewindebereich 22 (Hochgewinde) auf, wobei
der weitere Gewindebereich 22 vom ersten Gewindebereich 20 durch
einen ersten gewindefreien Bereich 24 des Schraubenschafts 17 beabstandet
ist und wobei der weitere Gewindebereich 22 vom Anschlag
des Schraubenkopfes 15 durch einen weiteren gewindefreien
Bereich 26 des Schraubenschaftes 17 beabstandet
ist. Beim Einschrauben einer erfindungsgemäßen Schraube 3, 4 schneidet
das Selbstschneidegewinde des ersten Gewindebereichs 20 zunächst ein
Gegengewinde in ein Schraubloch der Verkleidung 11 und
der Außenschale 7.
Wenn die Schraubenspitze 19 eine isolierkernseitige Innenoberfläche der
Innenschale 8 erreicht hat, greift das Gewinde des weiteren
Gewindebereichs 22 in diese Gegengewinde ein und die Bohrspitze
durchdringt, bzw. bildet, unter Ausbilden eines weiteren Gegengewindes,
ein Bohrloch in der Innenschale 8 des Sandwichelements.
Nachdem die Gewinde der Gewindebereiche 20, 22 vollständig durch
die Außenschale 7 bzw.
die Innenschale 8 durchgeschraubt sind, ist der weitere gewindefreie
Bereich 26 der jeweiligen Schraube 3, 4 in
dem Schraubloch in der flächigen
Verkleidung 11 positioniert und der erste gewindefreie
Bereich 24 ist in dem Schraubloch in der Innenschale 8 positioniert. Die
Schraube 3, 4 dreht dann frei durch und kann nicht
weiter eingeschraubt werden. Dazu haben die gewindefreien Bereiche 24, 26 einen
geringeren Durchmesser als die Außendurchmesser der Gewindebereiche 20, 22.
Auch ein Rückdrehen
der Schraube 3, 4 ist nicht ohne an der Schraube 3, 4 zu
ziehen möglich,
da die eingeschraubten Gewinde der Gewindebereiche 20, 22 dann
nicht die Gegengewinde finden.
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Die
Länge L1 des Schraubenschafts 17 der einzelnen
Schrauben 3, 4, beginnend von dem Anschlag des
Schraubenkopfes 15 bis zu einer Grenze zwischen dem ersten gewindefreien
Bereich 24 und dem ersten Gewindebereich 20 im
Bereich der Schraubenspitze 19 entspricht der Summe der
Materialstärken
der Verkleidung 11 und des Sandwichelements an der Schraubposition,
d.h. an der Stelle, wo die Schraube 3, 4 eingeschraubt
ist. Weiter entspricht die Länge
L2 des weiteren gewindefreien Bereichs 26 der
Summe der Materialstärken
der flächigen
Verkleidung 11 und der Außenschale 7 des Sandwichelements
an der Schraubposition. Durch diese Längenanpassung der einzelnen
Schaftabschnitte an die Materialstärken der Verkleidung 11 und
des Sandwichelements wird ein Zusammenpressen des Isolierstoffkerns 9 vermieden,
ohne dass beim Einschrauben auf eine Einschraubtiefe Rücksicht
genommen wird. Das Einschrauben wird durch die Lage der gewindefreien
Bereiche 24, 26 genau in der richtigen Position
beendet. Die Verkleidung 11 und die Außenschale 7 sind gegen
Zug und Druck sicher zwischen dem Anschlag des Schraubenkopfes 15 und
dem weiteren Gewindeabschnitt 22 fixiert. Der Anschlag des
Schraubenkopfes 15 weist eine Dichtung 30 auf. Diese
Dichtung 30 kann z.B. am Anschlag befestigt sein oder als
Dichtscheibe vor dem Einschrauben der Schraube 3, 4 aufgesteckt
werden. Der Anschlag des Schraubenkopfes 15 wird dann im
Sinne der erfindungsgemäßen Längenanpassungen
der Schaftabschnitte als die an der Verkleidung 11 anliegende Oberfläche der
Dichtung 30 bezeichnet. Die Dichtscheibe 30 ist
im eingeschraubten Zustand komprimiert und dichtet den Durchbruch
von der Verkleidung 11 zur Aussenschale 7 gegen
alle Witterungseinflüsse
dauerhaft ab.
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Vorgeschlagen
wird eine Schraube 3, 4 zur Befestigung einer
flächigen
Verkleidung 11 an einem Sandwichelement mit einem einen
Anschlag bildenden Schraubenkopf 15, einem Schraubenschaft 17 und
einer Schraubenspitze 19, wobei der Schraubenschaft 17 im
Bereich der Schraubenspitze 19 einen ersten an der Schraubenspitze 19 endenden
Gewindebereich 20 aufweist, wobei der Schraubenschaft 17 einen
weiteren Gewindebereich 22 aufweist, wobei der weitere Gewindebereich 22 vom
ersten Gewindebereich 20 durch einen ersten gewindefreien Bereich 24 des
Schraubenschafts 17 beabstandet ist und wobei der weitere
Gewindebereich 22 vom Anschlag des Schraubenkopfes 15 durch
einen weiteren gewindefreien Bereich 26 des Schraubenschaftes 17 beabstandet
ist.
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Die
Erfindung beschränkt
sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist
eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders
gearteter Ausführung
von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.