DE3540413C2 - Befestigungsschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschraube nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Befestigungsbolzen dieser Art (DE-OS 33 33 055) ist das beispielsweise buchsenförmige Halte­ glied aus Metall bzw. Stahl gefertigt, was in vielen Anwendungsfällen, insbesondere dann, wenn der zu justie­ rende Bauteil aus einem mit Metall besonders gut zusam­ menwirkenden Werkstoff besteht, hervorragende Ergebnisse bringt. Beispielsweise kann das Halteglied mit dem übri­ gen Bolzen nach geraumer Zeit durch Oxidation bzw. Rost zu einem starren, unbeweglichen Bauteil verbinden, so daß die eingestellte Justierung nicht mehr verändert werden kann.

Es gibt jedoch auch zahlreiche Anwendungsfälle, bei wel­ chen auch später jederzeit ein Nachjustieren des Bolzens möglich sein soll oder bei welchen sich ein metallisches Halteglied, insbesondere auch wegen seiner Neigung zum Rosten, nicht sehr gut mit dem zu befestigenden Bauteil verträgt. Des weiteren kann ein metallisches Halteglied unter bestimmten Bedingungen zum Festfressen auf dem Tragschaft führen oder durch seine Axialsicherung so schwergängig sein, daß es sich mit dem Bolzen gegenüber dem Bauteil mitdreht.

Bei diesem Mitdrehen des metallischen Halteglieds kann es zu einer Beschädigung der Holzstruktur aufgrund von Rost an der Außenseite kommen.

Weiterhin bekannt ist eine Distanzschraube für Unterkonstruk­ tionen im Innenbau (DE 33 40 666 A1), bei der auf einer Schraube eine drehbare Hülse mit Außengewinde sitzt. Zum Verdrehen der Schraube wird ein üblicher Schraubenzieher benötigt, während zum Einschrauben der Hülse in die Verklei­ dung ein Sechskant benötigt wird. Soll in einem Arbeitsgang die Schraube in die Unterkonstruktion und in die Wand einge­ schraubt werden, ist ein spezielles Werkzeug erforderlich, das dann nicht zum Justieren verwendet werden kann.

Weiterhin bekannt ist eine Verbindungs- und Abstandsbuchse (DE-GM 83 22 151), die zunächst in eine Stufenbohrung des anzubringenden Bauteils eingesetzt werden muß. Anschließend kann eine übliche Befestigungsschraube hindurchgesteckt und verriegelt werden. Hier ist der Arbeitsaufwand zum Anbringen der Konstruktion groß.

Weiterhin bekannt ist eine Senkkopfschraube zur Befestigung von Unterkonstruktionen an tragenden Bauteilen (DE-GBM 84 03 242), bei der an dem Schraubenschaft selbst umlaufende Ringe angeformt sind.

Bei einer nochmals weiteren bekannten Vorrichtung zum Befe­ stigen von Latten (DE 33 33 055 A1, Fig. 17) weist eine Schraube eine metallische mit umlaufenden Ringen versehene Buchse auf. Bei der Herstellung der Schraube muß zunächst die Buchse auf die noch nicht fertige Schraube aufgeschoben werden, bis sie an der Unterseite des Schraubenkopfs anliegt. Anschließend wird an dem Schraubenschaft ein Wulst aufge­ walzt, der die axiale Sicherung übernimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungs­ schraube der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfache Weise herstellbar ist und auf lange Zeit diejenigen Eigenschaften behält, die sie am Anfang hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Befesti­ gungsschraube mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Die besonderen Eigenschaften von Kunststoff sind in vielen Anwendungsfällen von besonderem Vorteil. Bei­ spielsweise kann ein Kunststoffdübel infolge seiner we­ nigstens begrenzt elastischen Verformbarkeit in eine relativ enge Bohrung und damit besonders festsitzend in einem Bauteil eingesetzt werden, so daß die Reibung des Haltegliedes gegenüber dem Bauteil dauerhaft und eindeu­ tig höher als gegenüber dein Tragschaft gewählt werden kann, daß sich also genau definierbare Reibungsverhält­ nisse ergeben. Das erfindungsgemäße Halteglied gewähr­ leistet auch eine korrosionsunabhängige Führung des üb­ rigen Bolzens in dem Halteglied, so daß auch nach extrem langer Zeit eine Nachjustierung durch Drehen des Bolzens gegenüber dem Halteglied möglich ist.

Wegen der besonders leichten Verarbeitbarkeit besteht das Haltglied zweckmäßig aus thermoplastischem Kunst­ stoff, insbesondere armiertem Kunststoff. Es ist aber auch denkbar, das Halteglied aus einem, insbesondere spritzbaren, Duroplast herzustellen. Zur Verstärkung dienen vorzugsweise Glasfasern, wobei der Glasfaseran­ teil beispielsweise etwa 25 Prozent betragen kann. Wird das Halteglied in einem Kunststoff-Spritzvorgang herge­ stellt, so kann der metallische Bolzen unabhängig von seinen Durchmesserabstufungen in vorfertigenden Arbeits­ gängen vollständig fertiggestellt werden, wonach dann das Halteglied auf diesen Befestigungs-Bolzen direkt aufgespritzt wird. Besonders der thermoplastische Kunst­ stoff hat den Vorteil, sich durch seine Schrumpfung vom Tragschaft zu lösen, so daß das Halteglied auf dem Trag­ schaft drehbar ist. Die Schwergängigkeit kann dabei an­ hand der Schrumpfungs- und Haftungseigenschaften vorbe­ stimmt werden, so daß eine Glattung oder sonstige Vorbe­ handlung der Oberfläche des Tragschaftes nicht erforder­ lich ist. Polyamid, insbesondere Polyamid 6, ggf. glas­ faserverstärkt, ist besonders geeignet.

Das Halteglied kann so im Abstand von dem, beispiels­ weise mit einem Kreuzschlitz o. dgl. versehenen Bolzen­ kopf gehalten werden, daß zwischen dem Halteglied und dem Bolzenkopf keine reibschlüssige Verbindung besteht, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Halte­ glied in den Bauteil dadurch eingesetzt wird, daß es durch schraubendes Drehen des Bolzens in den Bauteil hineingezogen wird. Die ineinander greifenden Siche­ rungsglieder zwischen Halteglied und Tragschaft liegen dabei zweckmäßig so verdeckt, daß Berührungen der Siche­ rungsglieder des Tragschaftes mit dem Bauteil völlig ausgeschlossen sind. Da das Halteglied mit Vorteil ra­ dial einwärts zur Bolzenachse druckverformbar ausgebil­ det ist, kann durch Wahl der Größe der Bohrung im Bau­ teil die Schwergängigkeit des Tragschaftes gegenüber dem Halteglied, je nach Anwendungsfall, verändert werden. Durch den Abstand des Haltegliedes gegenüber dem Bolzen­ kopf, der kleiner als der Durchmesser des Tragschaftes sein kann, kann der Bolzenkopf besonders gut als Senk­ kopf in den Bauteil eingreifen und ergibt sich auch eine sehr sichere und feste Abstützung des Befestigungs-Bol­ zens im zu befestigenden Bauteil. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird auch auf die genannte DE-OS Bezug ge­ nommen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnun­ gen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Befestigungs-Bolzen in Ansicht;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1, teilweise im Axialschnitt.

Der Befestigungs-Bolzen 1 gemäß den Fig. 1 und 2 ist als selbstbohrende Spanplattenschraube ausgebildet und weist hierzu einen als Schraubschaft ausgebildeten Befesti­ gungsschaft 2 mit einer entsprechend gestalteten Schrau­ bwendel 3 auf. An das von der Schraubspitze abgekehrte Ende des Befestigungsschaftes 2 schließt sich ein im wesentlichen zylindrischer Tragschaft 4 mit einer gegen­ über dem Befestigungsschaft 2 geringeren Länge an, wobei der Außendurchmesser des Tragschaftes 4 kleiner als der Außendurchmesser der Schraubwendel 3 und größer als der Kerndurchmesser des Befestigungsschaftes 2 ist. Das von der Schraubspitze abgekehrte Ende des Bolzens 1 ist als Betätigungsende zum Einschrauben, Ausschrauben und Ju­ stieren des Bolzens 1 ausgebildet. Dieses Betätigungs­ ende 5 kann erforderlichenfalls etwa gleichen Durchmes­ ser wie der Tragschaft 4 aufweisen, also durch das zuge­ hörige Ende des Tragschaftes 4 gebildet sein, weist je­ doch im dargestellten Ausführungsbeispiel einen als Senkschraubenkopf ausgebildeten Bolzenkopf 6 auf, der wie der Befestigungsschaft 2 einteilig mit dem Trag­ schaft 4 ausgebildet ist und in der Bolzenachse 7 liegt. Der kleinste Durchmesser des kegelstumpfförmigen Bolzen­ kopfes 6 entspricht dem Außendurchmesser des anschlie­ ßenden Abschnittes des Tragschaftes 4, so daß die Senk­ fläche des Bolzenkopfes 6 unmittelbar an den Außenumfang des Tragschaftes 4 anschließt. Zwischen dem Bolzenkopf 6 und dem Befestigungsschaft 2, also zwischen den Enden des Tragschaftes 4, jedoch näher beim Betätigungsende 5, ist an bzw. auf dem Tragschaft 4 ein holzdübelartiges Halteglied 8 in Form einer zur Bolzenachse 7 rotations­ symmetrischen Hülse, Buchse o. dgl. angeordnet. Dieses Halteglied 8, das sowohl im Abstand vom Bolzenkopf 6 als auch im größeren Abstand vom zugekehrten Ende des Be­ festigungsschaftes 2 liegt und dessen Länge geringfügig größer als die Hälfte der Länge des Tragschaftes 4 ist, weist am Außenumfang krallenartige bzw. widerhakenför­ mige Profilierungen 9 auf, die durch im Querschnitt sä­ gezahnförmige gleiche Ringvorsprünge gebildet sind, wel­ che axial mit Abstand hintereinander liegen und einen Abstand voneinander haben, der kleiner als ihre Axialer­ streckung ist. Die Profilierungen stehen sägezahnförmig in Richtung zum Betätigungsende 5 vor, so daß sie haupt­ sächlich gegen Herausziehen des Bolzens 1 aus dem zu befestigenden und zu justierenden Bauteil 10, wie einer Latte, Leiste o. dgl. sichern. Die beiden äußersten Pro­ filierungen 9 bilden die zugehörigen Enden des Halte­ gliedes 8, derart, daß dessen dem Betätigungsende 5 zu­ gekehrte Stirnfläche dem größten Durchmesser einer Pro­ filierung 9 und die andere Stirnfläche höchstens dem kleinsten Durchmesser einer Profilierung 9 entspricht. Die Abschnitte 11 zwischen den Profilierungen 9, deren Axialerstreckung etwa gleich der Hälfte derjenigen der Profilierungen 9 ist, sind zylindrisch und von einem Außendurchmesser, der gleich dem kleinsten Durchmesser bzw. dem Anschlußdurchmesser der Profilierungen 9 ist. Der Durchmesser der Abschnitte 11, also der Kerndurch­ messer des Haltegliedes 8 ist an den Durchmesser der Bohrung 12 angepaßt, die für die Aufnahme des Bolzens 1 bzw. des Haltegliedes 8 in dem Bauteil 10 anzubringen ist. Er kann auch an den Bohrungsdurchmesser für einen Dübel angepaßt sein, mit welchem der Befestigungs­ schaft 2 in einem Baukörper 13, wie einer Wand, einem Träger o. dgl. zu befestigen ist, so daß durch den Bau­ teil 10 hindurch in einem Arbeitsgang die Bohrung 12 und die Dübelbohrung im Baukörper 13 gebohrt werden und dann der Dübel durch die Bohrung 12 in die Bohrung des Bau­ körpers 13 eingebracht werden kann. Im Falle der Verwen­ dung eines Dübels mit metrischem Innengewinde für die Aufnahme des Befestigungsschaftes 2 weist dieser ein entsprechendes metrisches Außengewinde auf, wodurch einerseits eine besonders sichere Befestigung und ande­ rerseits eine sehr feine Justierung gewährleistet sind. Es ist auch denkbar, für geeignete Materialien des Bau­ körpers 13, also des Befestigungsgrundes, den Befesti­ gungsschaft 2 wie bei einem Nagel auszubilden, der dann zweckmäßig eine steile Drallprofilierung geringer Quer­ schnittshöhe aufweist, die auch dann noch einen sicheren Eingriff in den Baukörper 13 gewährleistet, wenn der Bolzen 1 zur Justierung verschoben worden ist.

Das Halteglied 8, dessen Außendurchmesser annähernd dem Doppelten des Tragschaftes 4 entspricht und dessen Kern­ durchmesser um etwa die Hälfte des Durchmessers des Tragschaftes 4 gegenüber diesem größer bzw. um etwa ein Viertel gegenüber dem Außendurchmesser des Halteglie­ des 8 kleiner ist, weist eine bohrungsartige Innenum­ fangs-Fläche 14 auf, mit der es verhältnismäßig eng bzw. reibschlüssig über seine Länge und seinen Umfang im we­ sentlichen ganzflächig an der Außenumfangsfläche des Tragschaftes 4 anliegt. Zwischen den ebenen, zur Bolzen­ achse 7 rechtwinkligen Stirnflächen 15, 16, also inner­ halb des Haltegliedes 8, weisen dieses sowie der Trag­ schaft 4 komplementäre, zur Bolzenachse 7 rotationssym­ metrische Profilierungen auf, mit welchen sie so inein­ ander greifen, daß sie axial gegeneinander annähernd spielfrei gesichert sind, jedoch gegeneinander um die Bolzenachse 7 verdreht werden können. Die Profilierungen des Tragschaftes 4 sind in diesen geschlagen bzw. ge­ rollt und sind im wesentlichen durch sehr schmale Gegen­ glieder 17 in Form von Ringvorsprüngen gebildet, deren Axialerstreckung wesentlich kleiner als 1 mm sein kann. Die zwischen den äußersten Gegengliedern 18 liegenden zylindrischen und im wesentlichen gleich langen Ab­ schnitte des Tragschaftes 4 sind im Außendurchmesser gegenüber den außerhalb dieser äußeren Gegenglieder 18 liegenden Abschnitten im Außendurchmesser geringfügig reduziert, so daß sich zwischen den Gegengliedern 17, 18 ringnutförmige Vertiefungen ergeben, deren Axialer­ streckung wesentlich bzw. mehrfach größer als die der Gegenglieder 17, 18 ist. Die Gegenglieder 17, 18, die zweckmäßig jeweils im wesentlichen symmetrisch zu einer zur Bolzenachse 7 rechtwinkligen Mittelebene ausgebildet sind und daher in beiden Axialrichtungen gleich gut wir­ ken, können durch stumpfwinklig kegelstumpfförmige Stirnflächen begrenzt sein, derart, daß sie im Axial­ schnitt zum Außenumfang spitz auslaufen und kegelstumpf­ förmige Flankenflächen aufweisen. Die Gegenglieder 17, 18 greifen annähernd ganzflächig mit ihren Flanken an­ liegend in ringnutförmige Vertiefungen 19 in der Innen­ umfangs-Fläche 14 des Haltegliedes 8 ein, das seiner­ seits wiederum mit zwischen den Vertiefungen 19 liegen­ den Ringvorsprüngen derart in die zwischen den Gegen­ gliedern 17, 18 liegenden Vertiefungen des Tragschaf­ tes 4 eingreift, daß es an den Bodenflächen dieser Ver­ tiefungen im wesentlichen ganzflächig anliegt. Die Ge­ genglieder 17, 18 des Tragschaftes 4 bzw. die Vertie­ fungen 19 des Haltegliedes 8 liegen näher bei dessen dem Betätigungsende 5 zugekehrten Stirnseite 15 bzw. näher beim zugehörigen Ende und sind in einem Abstandsraster vorgesehen, der vom Abstandsraster zwischen den Profi­ lierungen 9 verschieden ist. Das zum Betätigungsende 5 nächste Gegenglied 18 liegt zweckmäßig etwa im Bereich des zu diesem Betätigungsende 5 nächsten Abschnittes 11 des Haltegliedes 8. Die gesamte Axialerstreckung, über welche alle Gegenglieder 17, 18 reichen, entspricht gut einem Drittel der Gesamtlänge des Haltegliedes 8 und ist größer als der Außendurchmesser des Tragschaftes 4.

Das Halteglied 8 wird nach vollständiger Fertigstellung des übrigen, aus Metall bestehenden Bolzens 1 durch einen Kunststoffspritzvorgang auf den Tragschaft 4 auf­ geformt, derart, daß der formgebende Körper für die Ge­ staltung der Fläche 14 und der Vertiefungen 19 unmittel­ bar durch den Tragschaft 4 gebildet ist. Durch den übli­ cherweise beim Umspritzen bzw. Abkühlen des Kunststoffes auftretenden Schrumpfvorgang, der zum Zentrum des Voll­ querschnittes gerichtet ist, kann infolge der beschrie­ benen Gestaltung der Gegenglieder 17, 18 ein geringes axiales Bewegungsspiel des Haltegliedes 8 gegenüber dem Tragschaft 4 erzielt werden, wobei gleichzeitig eine relativ schwergängige Anlage der benachbart zu den Ge­ gengliedern 17, 18 liegenden Umfangsflächen des Trag­ schaftes 4 an der Innenumfangs-Fläche 14 erreicht werden kann. Insbesondere wenn der Befestigungsschaft 2 glei­ chen, kleineren oder nur unwesentlich größeren Außen­ durchmesser als der Tragschaft 4 im Bereich des anzuord­ nenden Haltegliedes 8 aufweist, kann das Halteglied auch vorgefertigt und dann ggf. unter elastischer Aufweitung auf die Gegenglieder 17, 18 vom Ende des Befestigungs­ schaftes 2 her gesteckt werden. Ähnlich verhält es sich, wenn das Befestigungsende 5 des Bolzens 1 gleichen, kleineren oder nur unwesentlich größeren Außendurchmes­ ser als der Tragschaft 4 aufweist und nicht, wie darge­ stellt, ein Bolzenkopf 6 vorgesehen ist, dessen Außen­ durchmesser größer als der des Haltegliedes 8 ist. In letzterem Fall, bzw. wenn der Außendurchmesser des Be­ festigungsschaftes 2 entsprechend größer als der des Tragschaftes 4 ist, kann das Halteglied auch nach Art einer geschlitzten Hülse so ausgebildet sein, daß es zum radialen Aufsprengen auf die Gegenglieder 17, 18 ent­ sprechend aufgeweitet werden kann. Sobald das Halte­ glied 8 in die Bohrung 12 eingesetzt ist, wird es dann fest gegen den Außenumfang des Tragschaftes 4 gepreßt. Außerdem kann das Halteglied in zwei oder mehr über seine Länge reichende, beispielsweise schalenförmige Teile unterteilt sein, die durch geeignete Steck- bzw. Klipsverbindungen so unter Zwischenlage des zugehörigen Abschnittes des Tragschaftes 4 miteinander verbunden werden können, daß sie gegenüber dem Tragschaft 4 gesi­ chert sind.

Insbesondere bei Ausbildung des Befestigungsschaftes 2 mit einem metrischen Gewinde, kann das Halteglied 8 auch aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise dem gleichen oder einem ähnlichen Werkstoff, wie einem Stahlwerkstoff, bestehen, aus dem auch der übrige Bol­ zen 1 gefertigt ist. Außer der Ausbildung des Halteglie­ des 8 als gesonderten Bauteil ist dabei auch eine mit dem Bolzen 1 bzw. dem Tragschaft 4 einteilige Ausbildung des Haltegliedes in vorteilhafter Weise denkbar, da die Oberfläche des metallischen Haltegliedes auch im einge­ setzten Zustand eine Drehung gegenüber dem Bauteil 10 ermöglicht. Das Halteglied bildet in diesem Fall also einen einteiligen Bund des Tragschaftes 4.

Claims (9)

1. Befestigungs-Schraube zur Befestigung von Bauteilen (10), wie Latten, Leisten o. dgl. an Baukörpern (13), wie Wänden, Trägern o. dgl., mit einem in einer Bolzen­ achse (7) liegenden Befestigungsschaft (2) mit einem eine Schraubsteigung aufweisenden Schraubgewinde an einem Ende und einem gegenüberliegenden Betätigungsende (5), wobei benachbart zum Befestigungsschaft (2) an einem für den Eingriff für den Bauteil (10) vorgesehenen Tragschaft (4) ein als um die Bolzenachse drehbare Buchse mit einer Außenprofilierung ausgebildetes Halte­ glied (8) für den Eingriff in den Bauteil (10) axial gesichert vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) aus Kunststoff besteht, zu seiner Axialsicherung an seiner am Umfang des Tragschaftes (4) anliegenden Fläche (14) mindestens eine Ringnut für den Eingriff von Gegengliedern (17, 18) aufweist, die einteilig mit dem Tragschaft (4) ausgebildet sind, und mit axialem Abstand von dem Betätigungsende bzw. dem Bolzenkopf (6) liegt.

2. Befestigungsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsschaft (2) als mit einem metrischen Außengewinde versehener Schraubschaft ausge­ bildet ist.

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere armiertem Kunststoff, vorzugsweise glas­ faserverstärktem Polyamid besteht.

4. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) auf den, vorge­ fertigten, Bolzen (1) aufgespritzt ist.

5. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) nach Art eines Dübels ausgebildet ist, der krallenartige Profilierungen (9), wie Ringe mit im Längsschnitt sägezahnförmigem Querschnitt für den Eingriff in das Bauteil (10) auf­ weist.

6. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) radial einwärts zur Bolzenachse (7) druckverformbar ausgebildet ist.

7. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8) um die Bolzen­ achse (7) radialspielfrei schwergängig drehbar an dem Tragschaft (4) gelagert ist.

8. Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (8), ausschließlich zwischen seinen Enden axial gesichert in den Tragschaft (4) eingreift.

9. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenglieder (17, 18) schmale Ringvorsprünge sind, die gegenüber ihrer Dicke einen wesentlich größeren axialen Abstand voneinander haben.