DE3540413C2 - Befestigungsschraube - Google Patents
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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.
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Cited By (2)
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