DE2325466C3 - Vorrichtung zur Befestigung plattenförmiger Bauteile an einer Unterkonstruktion - Google Patents

Description

daß der der Abdichtung dienende Schaftteil an der Bohrungskante aufgerissen wird. Wird die Schraube

ferner hinreichend angezogen, so daß sie ihrer Halte

den Schraubenschaft mindestens je eine umfangsgeschlossene, wulstartige Erhebung aufweist und/ oder die Scheibe mit mindestens einer schaftnah

ausgestattet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe im Bereich der

des Ansatzes beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfteil an seiner dem Ansatz zugewandten Unterseite, und zwar vornehmlich nahe dem äußeren Rand und an der Ober- ao funktion gerecht werden kann, so hebt sich der äußere Seite nahe dem Rand der Durchtrittsöffnung für Rand des Dichtungskörpers vom Profilblech ab, wie

die Erfahrung lehrt. Dies deswegen, da in dem unterhalb des Schraubenkopfes liegenden Bereich des Dichtungskörpers hohe Druckkräfte auf einer relativ

liegenden, gegen den Dichtkörper gerichteten, 25 beschränkten Ringzone hervorgerufen werden, und wulstartigen, umfangsgeschlossenen Erhebung * zwar einerseits durch die bereits erwähnte Verformung des Schaftes des Dichtkörpers und andererseits durch das Anziehen der Schraube selbst. Diese Druckkräfte erheblichen Ausmaßes auf diesem eng

Innenbegrenzung zur Bildung der umfangsge- 30 begrenzten Ringraum führen aber unweigerlich zum schlossenen Erhebung umgebördelt ist. Aufwölben des äußeren Randes des Dichtungskör

pers. Es muß darüber hinaus auch bedacht werden,

daß der festgehaltene Profilkörper, der ja Witterungseinflüssen unmittelbar ausgesetzt ist, sich bewegen 35 wird, und zwar sowohl unter Windlast wie auch auf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Grund seiner Längenänderung bei entsprechender zur Befestigung plattenförmiger Bauteile an einer Sonneneinstrahlung oder aber bei tiefen Tempera-Unterkonstruktion, bestehend aus einem Gewinde- türen, so daß sich der Rand der öffnung, die den bolzen, einem Dichtungskörper sowie einer zwischen Dichtungskörper aufnimmt, gegenüber dem Schaft einem Schraubenkopf bzw. einer Schraubenmutter 40 der Befestigungsschraube bewegen wird, und zwar und dem Dichtungskörper angeordneten oder mit sowohl in axialer Richtung der Schraube wie auch dem Schraubenkopf bzw. der Schraubenmutter ein- quer dazu. Bei Querbewegungen führt dies früher stückig ausgebildeten Scheibe, wobei vorzugsweise oder später zum Abscheren des Dichtungskörpers im der Dichtungskörper einen Kopfteil, dessen Durch- Bereich der Öffnungskante oder Bohrungskante. Die messer etwa dem Durchmesser der Scheibe entspricht, 45 axiale Bewegung zerreißt den Dichtungskörper an und einen den Kopfteil nach unten fortsetzenden seiner höchstbeanspruchten Stelle. Dieser Dichtungskörper stellt daher weder eine ausreichende noch eine befriedigende Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems dar.

Es ist ferner eine Schraubverbindung mit einei Dichtung bekannt, wobei die Dichtung aus einem Ringkörper mit rechteckigem Querschnitt bestehi (DT-Gbm 18 72 221). Daß eine solche Abdichtung nicht geeignet ist, verläßlich dichte Verbindungsstel-

die in den Bauteilen anzubringenden öffnungen 55 len oder Befestigungsstellen zu schaffen, geht schor wiederum durch den Verschraubvorgang zuverlässig allein daraus hervor, daß hier fürsorglich eine zuabgedichtet werden. Außerdem soll auch entlang des sätzliche Abdichtkappe vorgesehen ist, die über die Gewindebolzens kein Wasser unter die Bauteile ein- Schraubverbindung als solche gestülpt werden muß dringen können. Gerade die zweite Forderung konnte Damit diese Abdichtung ihre Funktion zumindes aber bislang nicht zur Gänze und zur vollsten Zu- 60 teilweise erfüllen kann, ist um die Verbindungsstelh friedenheit erfüllt werden. herum eine ebene Auflagefläche vorzusehen. Weiter

schaftartigen Ansatz aufweist, wobei die Höhe des Kopfteiles ein mehrfaches der Wandstärke des Ansatzes beträgt.

Solche Vorrichtungen werden bereits in vielen Ausgestaltungen benötigt und finden hauptsächlich bei der Befestigung von Platten an Wänden oder Dächern Verwendung. Ein wesentlicher Punkt bei solchen Befestigungsvorrichtungen liegt darin, daß

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche neben einer außerordentlich guten Verbindung eine vollkommen sichere Abdichtung gewährleistet.

Es ist ein Dichtungsköiper für Verschraubungen bekannt, der aus einem konischen Schaftteil und einem an seiner Oberseite angeordneten pilzförmigen

hin muß diese Fläche möglichst sauber sein. Beide: sind Voraussetzungen, welche bei Baukörpern, di< doch in der Regel Witterungseinflüssen ausgesetz sind, kaum zutreffen. Eine Dichtungskappe der er wähnten Art würde sich auch wohl erübrigen, wem der Dichtungsring tatsächlich bei angezogene: Schraube seine Funktion erfüllen würde. Es kam

• ht übersehen werden, daß in der Regel zum Anⁿ!. _en solcher Schrauben motorisch betriebene Werk-^Zie ec dienen. Beim Anziehen der Schraube dreht ^Zf h die Scheibe und mit ihr auch de. Dichtungsring ^slC. J₆J. (j_ann infolge seiner abrollenden Walkbewe-"un'ß mindestens einseitig nach außen gedrängt wird, ^ Λ so seiner ihm zugedachten Funktion dann nicht ^Un hr gerecht werden kann, aus welchem Grund für-Ünrelich eine zusätzliche Abdichtkappe vorgesehen ist.

erkratte uucii.^.— -- j- ...--. ~~_ö~.

einer Schraubverbindung vorausgesetzt werden uß so wölbt sich der Rand dieser Dichtungsscheibe kuf und bildet nur eine ungenügende Abdichtung, die änzlich ungeeignet dann wird, wenn der zu haltende ^ßder zu befestigende Bauteil keine ebene Fläche im Bereich des Schraubenkopfes aufweist. p_s ist auch ein Dichtungselement in topfartiger bekannt, wobei der untere Rand des mittleren

drängen des Dichtungskörpers in Richtung zum Gewindebolzen hin bewirkt. Mit dem Erfindungsgegenstand wurden bisher beste Erfahrungen gemacht, vor allem zur Befestigung von Fassaden und Dachverkleidungen (Welleternit, profilierte Aluminiumplattcn). Das Dichtungselement ist in die Bohrung einzusetzen, ohne daß der mittlere Schaft sich diesem Vorhaben hindernd in den Weg stellt. Dennoch ist

glich eine zusaiziicncrtuuii.iiin.tnjijc vui gcacucii iai. die Lage in der Bohrung im wesentlichen definiert. Weiterhin ist eine Dichtungsscheibe bekannt, die 10 Die wulstartigen Erhebungen dichten den Bolzendann ihre Funktion zu erfüllen vermag, wenn die schaft und die Unterseite ab, wobei im letzteren Falle «Thraube mit geringer Kraft angezogen ist (DT-Gbm die für die Abdichtung erforderliche Druckkraft in 10 95 809) Wird hingegen die Schraube fest ange- axiaier Richtung des Bolzens wirkt. Das unbelastete so daß beispielsweise die durch die Schraube Dichtungselement verformt sich unter axialer Befundenen Bleche auf Grund der Haftreibung 15 lastung und bildet sowohl für Quer- wie auch für fTerkräfte übertragen können, was ja ir, der Regel Längsbewegungen der befestigten Platten einen Puf-

*-= ".ι u.,=,k;r.riiir.n vnraiicm-cctTf wprrfpn fgr mit hinreichend großen Wegreserven. Dies ist

auch ein Vorteil beim Anziehen der Schrauben mittels motorisch betriebener Werkzeuge.

Am Anfang der Entwicklung, die zum Erfindungsgegenstand geführt hat, standen die Erfahrungen im Markt, welche klar aufzeigten, daß die in der Industrie eingeführte Direktbefestigung von Dach- und

bekannt wuuu _ut. u..twv ^- „*.„ ..„„.w^. Wandelementen mittels Schraube und Unterlegkeil Qh ftteiles in'derselben Ebene liegt wie der untere 25 für brüchige Materialien, wie Wellasbest, nicht mehr ό Λ der Topfwand bzw. sogar gegenüber diesem ohne hohes Schadenrisiko gewährleistet werden h oben zurückversetzt ist (DT-Gbm 69 30 9i9). konnte. Durch Verwendung automatischer Schrauber Wd ein solcher Dichtring einer axialen Beanspru- wurden die Befestigungselemente sehr oft überzogen, ^W, _durch das Anziehen einer Schraube unterwor- wodurch Brüche oder zumindest Risse im Bef η können sich die äußeren Ränder nach innen 30 dachungsmaterial entstanden, oder zu wenig angc- Ar nach außen umbiegen oder umstülpen, und zwar zogen, wodurch Undichtheiten hervorgerufen wurden. ° ner eänzlich unkontrollierbaren Weise, denn der Mit dem erfindungsgemäßen Befestigungselement n^punesvoroang wird ausschließlich und allein da- wurde ein Befestiger entwickelt, welcher eine emn »Hhäneen wie die axiale Kraft auf den Dichtring wandfreie Montage ohne Bruchgefahr auch bei Em-^V°n Jrkt bzw wie die Oberfläche gestaltet ist, auf der 35 satz von Elektroschraubern gewährleistet. Das Benlr Rand dieses Dichtungsringes aufliegt. Da der un- fcstigungselement läßt hohe Verformungen zu, welche .ρ Hand des mittleren Schaftes hochgezogen ist, ist in der Anwendung gemessen werden und zur beim Aufsetzen des Dichtringes keine Kontrolle mög- tätigung eines Abschaltmechanismus benutzt werden; rTnh dieser Dichtring gegenüber der Bohrung über- hohe Dichteigenschaften auch bei extremer Ent-ί Mkonzemrisch liegt Da die Konzentrizifät nur 40 lastung des Verbindungselementes. Diese Entlastung η ÄS unendlich vieler Lagemöglichkeiten kann entweder eintreten durch schwaches Anziehen emen Sondertaii unenan _Bohr ^B _{ungswand dar}. _{bei der} ursprünglichen Montage, oder extremen Ver-

^ZW1SChmuß dribweTchung von der Konzentrizität formungen des Wand- oder Dachelementes unter angesehen werden, was aber wiederum Windlasten; die spezielle Formgebung des Befestidaß der mittlere Schaftteil beim Anziehen 45 gungselementes ™^^™^.ute^.d;fljppen, aer oumaube eine völlig unkontrollierbare Lage und
Verformung gegenüber der Bohrungswandung einnimmt Von einer exakten und sicheren Abdichtung
kann auf jeden Fall bei einem solchen D.chtkorper
oder Dichtring keine Rede sein.

Zur Behebung all dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Kopfteil an seiner dem Ansatz zugewandten Unterseite, und zwar vornehmlich nahe dem äußeren Rand und an der Oberseite nahe dem Rand der Durchtrittsöffnung für den Schraubenschaft mindestens je eine umfangsgeschlossene wulstartige Erhebung aufweist und/oder die Scheibe mit mindestens einer schaftnah liegenden, eeeen den Dichtkörper gerichteten, wulstartigen, umfanesgeschlossenen Erhebung ausgestattet ist. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird besonders im Bereich des den Dichtungskörper durchdringenden Gewindebolzens eine stärkere Zusammenpres-

windetxtan anlegt und somit auch diese Stelle »oll- ™"™ Ϊ"""™ ™n _{Es isl}'_dabei zweckmälüs. S^rS'airieftÄSrt" ^n¹TA₅ - DicMu»^ -„Ic,-

ten auch unter dynamischen Wechsellasten.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Die F i g. 1 und 2 ein Einsatzbeispiel eines Befenigungselementes, wobei F i g. I das Befestigungselement in ungespanntem und Fig. 2 in gespanntem Zustand darstellt.

Die F i g. 3 bis 6, 7 und 8 sowie 9 bis 11 verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten für den Dichtungskörper und die Scheibe: wobei die Fig. 8 und P das Befestigungselement jeweils in gespanntem Zustand darstellen.

Das Befestigungselement 1 gemäß den Fig. 1 und besteht im wesentlichen aus einer Schraube 2, einem Dichtungskörper 3 sowie einer Scheibe 4. Der Dichtungskörper 3 ist mit einer rundum laufenden Dichtlippe 5 an seinem oberen, inneren Randbereich aus-

bar an die Durchgangsbohrung 7 für die Schraube 2 angrenzend ausgestaltet ist.

Am Dichtungskörper 3 ist ferner noch ein halsartiger Fortsatz 8 vorgesehen, welcher in die entsprechende Bohrung in den zu befestigenden Bauteilen 9 eingreift. Dieser halsartige Fortsatz 8 umgreift also im Bereich der Bauteile 9 die Schraube 2.

Es besteht nun die Forderung, daß trotz der erforderlichen Bohrungen 10 in den Bauteilen und trotz Anbringung einer Schraube 2 eine entsprechende Dichtheit, beispielsweise eines Daches oder einer Außenwand erzielt wird. Diese wird einerseits durch die Scheibe 4, welche die Dichtlippe 5 nach innen zur Schraube hin preßt, erreicht. Andererseits wird durch das Zusammendrücken des Dichtungskörpers 3 die Dichtlippe 6 nach außen hin gedrängt, wobei dann die gesamte Unterseite des Dichtkörpers satt auf dem Bauteil 9 aufliegt. Durch die Anordnung des halsartigen Ansatzes 8 ist ferner die Gewähr gegeben, daß eventuelle Materialverschiebungen oder Verschiebungen an der Unterkonstruktion aufgenommen werden können, ohne daß die Bauteile 9, die gegebenenfalls aus Asbestzement gefertigt sind, beschädigt werden.

Die Dichtlippen 5 und 6 können einen im wesentlichen kreis-, halbkreis- oder dreieckförmigen Querschnitt aufweisen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Dichtlippen in Form von rundumlaufenden Lappen (s. F i g. 7) auszugestalten.

Wie den Fig. 1 und 2 ferner zu entnehmen ist, übergreift der Dichtungskörper 3 mittels eines nasenförmigen, umlaufenden Wulstes 11 den Randbereich der Scheibe 4. Dadurch wird die Scheibe 4 unverlierbar gehalten, wobei auch von vornherein ausgeschlossen ist, daß in den Bereich unter der Scheibe 4 Feuchtigkeit eindringen kann. Es ist in diesem Zusammenhang selbstverständlich möglich, daß der Dichtungskörper auch nur stellenweise den Randbereich der Scheibe überragt und diese gegebenenfalls an diesen Stellen übergreift.

Beim Beispiel gemäß den F i g. 1 und 2 ist eine Schraube 2 verwendet, wobei es aber durchaus denkbar wäre, lediglich einen Gewindebolzen vorzusehen.

Um die Dichtwirkung noch zu erhöhen, ist es von besonderem Vorteil, wenn der Dichtungskörper 3 einen im wesentlichen rhombusförmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wirkt der Dichtungskörper stets noch selbstfedernd mit. Es ist ferner vorgesehen, daß die Scheibe 4 tellerartig ausgestaltet ist, wobei der Randbereicn der Scheibe 4 gegen den Dichtungskörper 3 gewandt ist. Dadurch legt sich die Scheibe 4 annähernd dachförmig über den Dichtungskörper 3, so daß eine weitere zusätzliche Sicherheit gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit gegeben ist.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes 1 gezeigt, wobei der Dichtungskörper 3 an seiner Oberseite mehrere rundum laufende Dichtlippen 5 trägt und an der Unterseite lediglich eine Dichliippe 6. Es ist dabei vorgesehen, daß an der Oberseite des Dichtungskörpers 3 eine äußere und eine innere Dichtlippe 5 und an der Unterseite lediglich eine äußere Dichtlippe vorgesehen sind. Durch eine solche Ausführung wird gewährleistet, daß trotz einer besonders guten Dichtung wischen den Dichtungskörper 3 und der Schraube 2 luch noch eine entsprechende Abdichtung zwischen dem Dichtungskörper 3 und dem vordersten Bereich 3er Scheibe 4 erfolgt.

Um die Dichtwirkung weiter zu erhöhen bzw. um den Dichtungskörper weitgehend gegen mechanische Einflüsse von außen zu schützen, wird nach der Ausführung gemäß F i g. 4 vorgeschlagen, die Scheibe 4 haubenförmig auszugestalten, so daß sie den Randbereich des Dichtungskörpers 3 übergreift. Ferner wird durch diese Möglichkeit eine gute Zentrierung zwischen der Scheibe 4 und dem Dichtungskörper 3 erzielt. Zum Zwecke der Zentrierung ist es selbstverständlich auch möglich, an der Scheibe 4 lediglich einige nach unten hin abgebogene Laschen vorzusehen, welche den Randbereich des Dichtungskörpers 3 übergreifen. Beim Beispiel gemäß Fig. 5 ist der Dichtungskörper 3 als Hohlring ausgestaltet, wobei vorzugsweise im Mittelbereich des Dichtungskörpers 3 an der Ober- und der Unterseite E>ichtlippen 5 und 6 vorgesehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Dichtungskörper 3 in seinem hohlen Bereich zusammengepreßt, so daß sich die Seitenwandungen 13 auswöiben. Dadurch ist wiederum eine einwandfreie Abdichtung sowohl zwischen dem Dichtungskörper und dem Bauteil als auch zwischen dem Dichtungskörper und der durchgeführten Schraube 2 gewährleistet.

In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei der Dichtungskörper 3 wiederum als Ring mit im wesentlichen rhombusförmigem Quer-' schnitt ausgebildet ist. Es ist dabei jedoch vorgesehen, daß die Neigung der Scheibe 4 und der dieser zugewandten Fläche des Dichtungskörpers 3 verschieden sind. Bei einer solchen Ausführung bilden sich daher an dem Dichtungskörper 3 umlaufende Erhöhungen S und 6, welche bei Anzug der Schraube 2 sich entsprechend an dieser und an dem entsprechenden Bauteil anlegen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 sieht einen Dichtungskörper 3 vor, welcher am oberen inneren Randbereich und am unteren äußeren Randbereich Dichtlippen 5 und 6 aufweist, welche als federnd ausgestaltete, umfangsgeschlossene Lappen ausgestaltet sind. Auch bei einer solchen Anordnung wird eine absolute Dichtheit sowohl zwischen dem Dichtungskörper 3 und dem zu verschraubenden Bauteil als auch zwischen dem Dichtungskörper 3 und der

Scheibe 4 erzielt. In F i g. 8 ist dargestellt, wie sich diese Dichtungslippen 5 und 6 gemäß F i g. 7 unter axialer Belastung anlegen. Dieses Beispiel ist jedoch nicht in ganz angezogenem Zustand gezeigt, da dann die Dichtlippen S und 6 zur Gänze anliegen würden und daher eine zeichnerische Darstellung nicht mehr mit der erforderlichen Übersicht möglich wäre.

Das Beispiel nach Fi g. 9 zeigt im wesentlichen die Ausgestaltung eines Dichtungskörpers 3 gemäß Fi g. 4, doch ist hier die Scheibe 4 nicht als einzelnes EIement angebracht, sondern bildet einen Teil des Schraubenkopfes 12. Es ist daher nicht die Einlage einer zusätzlichen Scheibe erforderlich, da eine solche bereits am Schraubenkopf 12 angeformt ist. Auch mit einem solchen Beispiel wird selbstverständlich eine gleiche Wirkung erzielt.

An Hand der Beispiele gemäß den Fig. 10 und 11 wird erläutert, daß entsprechend der Ausgestaltung des Dichtungskörpers 3 mit Dichtlippen S auch die entsprechenden Scheiben 4 mit Sicken 14 ausgestaltet werden können. Diese bringen dieselbe Wirkung, da auch sie unmittelbar im Bereich der Durchgangsbohrung für die Schraube 2 angebracht sind und daher gerade das der Schraube 2 zugewandte. Material des

Dichtungskörpers 3 gegen die Schraube 2 drücken. Auch hier ist also wiederum eine absolute Abdichtung gewährleistet. Bei der Ausführung gemäß Fig. H) ist an Stelle der Sicke eine umlaufende Erhöhung vorgesehen, welche in Form einer Umbördelung 15 an der Innenbegrenzung der Scheibe 4 ausgebildet ist. Es ist in diesem Zusammenhang auch möglich, den Dichtungskörper 3 an seiner Oberseite entsprechend abzusetzen, wobei es jedoch zweckmäßig ist, wenn der höhenmaßige Unterschied dieser Abselzstelle kleiner ist als die Höhe der Scheibe 4.

An Stelle der in der vorstehenden Beschreibung erwähnten Dichtlippen bzw. Sicken können auch entsprechende Erhöhungen bzw. Vertiefungen vorgesehen werden, die entsprechend nahe aneinander-

liegend oder mit bestimmtem Abstand voneinander angeordnet sein können.

Als weiteres Ausführungsbeispiel wäre es denkbar, daß der Durchmesser der Durchgangsbohrung in der Scheibe um mindestens die doppelte Dicke einer Dichtungslippe größer ist als der Gewindebolzen, so daß die Dichtungslippe rundum laufend zwischen dem Bereich der inneren öffnung in der Scheibe und dem Gewindebolzen eingreift.

ίο Es wäre ferner auch möglich, den äußeren Randbereich der Scheibe nach oben oder nach unten abzuknicken oder aber die Scheibe selbst federnd auszugestalten. Diese Maßnahmen bringen weitere Möglichkeiten zur Erhöhung der Dichtigkeit von solcher Befestigungselementen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Befestigung plattenförmiger Bauteile an einer Unterkonstruktion, bestehend aus einem Gewindebolzen, einem Dichtungskörper sowie einer zwischen einem Schraubenkopf bzw. einer Schraubenmutter und dem Dichtungskörper angeordneten oder mit dem Schrauben-

Kragen besteht, wobei die Unterseite des Kragens durch eine Hohlkehlung in den konischen Schaft übergeht (GB-PS 3 91 668). Dieser Dichtungskörper wird in Bohrungen eingesetzt, deren Durchmesser kleiner ist als etwa der mittlere Durchmesser des konischen Schaftteiles, so daß der Schaftteil im Bereich der äußeren Bohrungskante in einer Weise beim Anziehen der Schraube beansprucht wird, die sicherlich nicht zu einer günstigen Lebensdauer dieses Bau

kopf bzw. der Schraubenmutter einstückig ausge- io teiles beizutragen vermag, denn die auf Grund dieser

bildeten Scheibe, wobei vorzugsweise der Dichtungskörper einen Kopfteil, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser der Scheibe entepricht, und einen den Kopfteil nach unten fortsetzenden

Beanspruchung im Schaftteil, und zwar in seinem äußeren Bereich wirkenden Zugspannungen verhindern die Anlage der Innenseite des unteren Schaftteiles am Bolzen. Es darf auch nicht übersehen wer-

schaftanigen Ansatz aufweist, wobei die Höhe 15 den, daß während des Eindrehens der Schraube sich des Kopf teiles ein mehrfaches der Wandstärke auch der Dichtungskörper mit der Schraube dreht, so