DE3787538T2

DE3787538T2 - Befestigungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE3787538T2
Application number: DE19873787538
Authority: DE
Inventors: Charles Bickford
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1987-01-16
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2007-01-17
Also published as: DE3787538D1; EP0232030A3; EP0232030A2; EP0232030B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Befestigungsverfahren und beschäftigt sich insbesondere mit der Befestigung von Platten oder anderen Oberflächenabdeckungen an Baumaterialien, insbesondere Beton (und insbesondere Nicht-Feinbetonaggregate) und ebenfalls Ziegel- und Mauerwerk.
Es ist üblich, daß Gebäude, so wie Blocks von Wohnungen, z. B. aus einer Nicht-Feinbeton-Konstruktion bestehen, die außen aufgebracht wird. Solche Gebäude können Problemen wie Feuchtigkeit und einem inneren Aufbau von Kondensation ausgesetzt sein, Problemen, die nicht durch Maßnahmen wie einer doppelten Verglasung beseitigt werden. Eine wirksamere Möglichkeit ist die äußere Isolierung, wobei Blocks eines isolierenden Materials, so wie auf Glas basierende, gebackene Platten, die mit einem Drahtgitter bewehrt sind, über dem alten Verputz befestigt werden, und ein neuer äußerer Verputz über dem Draht angebracht wird.
Die Befestigung der Isolierungsplatten an Nicht-Feinbetonstrukturen hat sich als extrem schwierig erwiesen. Verschiedene Vorschläge wurden gemacht, so wie die Verwendung von hohlen Stangen einer Stahlplatte, in die ein Zentralnagel eingetrieben wird, oder die Vorsehung von Kunststoffröhren mit Stahlschraubeneinsätzen. Solche aus zwei Teilen bestehenden Befestigungsmittel sind teuer, langsam in der Anbringung und es hat herausgestellt, daß sie nicht besonders wirksame Ergebnisse erzielen.
Die US-A-1 428 247 (Morris) offenbart ein Befestigungsmittel in Form eines Nagels mit einem spiral vertieften Schaft. Morris schlägt keine Verwendung als Mauerwerkbefestigung vor und verwendet eine Zementabdeckung über dem Schaft und zur Ausfüllung der Rinne.
Die GB-A-2 142 108 (Stadler) offenbart ein Befestigungsmittel zur Verwendung bei der Befestigung von Dachverkleidungen. Die Vorrichtung weist einen Schaft auf, der zum Teil schraubenartig gewunden ist mit selbstschneidenem Gewinde, das so angeordnet ist, daß ein Gewinde in eine metallische Abdeckung geschnitten wird.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Befestigung eines ersten Teils an einem zweiten Teil aus Beton, Ziegel oder Mauerwerk vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bohren einer geraden kreisförmigen, zylindrischen Bohrung in die Struktur, Durchdringen des zweiten Teils mit einem Befestigungsmittel durch dessen Schaft, indem der Schaft und die Durchbohrung paßgenau ausgerichtet werden und eine axiale Kraft auf den Schacht ausgeübt wird, um den Schaft ohne Drehung in die Bohrung in einen engen Reibungskontakt des Schafts und der inneren Bohrungsoberfläche zu treiben, um einen Preßsitz vorzusehen, wobei das Befestigungsmittel einen Kopfbereich enthält, dessen Kopf mit dem ersten Teil in einem Verfahrensschrift in Verbindung gebracht wird, um die ersten und zweiten Teile durch Zusammenwirkung des Schafts und des Kopfbereichs des Befestigungsmittels aufeinander zu bringen, wobei der Schaft eine genau rundzylindrische Form aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft auf seiner umgebenden Oberfläche gerändelt ist, um ein Netzwerk von miteinander verbundenen flachen Vertiefungen vorzusehen oder das er ohne Gewinde durch das Vorhandensein einer spiralförmigen Vertiefung gezogen ist, die auf der Umfangsoberfläche des Schafts ausgebildet ist und die sich zumindest entlang eines Teils der Länge des Schafts erstreckt und wobei die flachen Vertiefungen oder die spiralförmige Vertiefung kein Material enthalten, wenn der Schaft in die Durchbohrung eintritt.
Die Tiefe der Riefung und der Gewindesteigung wird natürlich von dem Durchmesser und der Länge des Schafts abhängen. Z. B. liegt für einen Schaft von ungefähr 5/16 inches (ungefähr 8 mm) Durchmesser eine geeignete Rinnentiefe zwischen 2-5 mm, vorzugsweise ungefähr 2 mm, mit einer Steigung von ungefähr ¼ inches (6,35 mm) bis 3/8 inches (ungefähr 9,5 mm), vorzugsweise um ¼ inches (6,35 mm).
Wenn das Befestigungsmittel die Form eines Nagels aufweist, enthält der Kopfbereich vorzugsweise einen integrierten Kopf an einer Seite des Schafts und ein Halteteil, das einen größeren Durchmesser als der Kopf aufweist und das drehbar an dem dem Kopf benachbarten Ende des Schafts befestigt ist. Das Halteteil kann bevorzugt an einem Halsbereich mit einem im Vergleich zu dem des Schafts verringerten Durchmesser befestigt sein, wobei der Halsbereich eine ausreichende Länge aufweist, um seitliche Bewegungen des Halteteils auf dem Halsbereich zu ermöglichen, um sich an unebene äußere Oberflächenbedingungen anzupassen. Bei einer alternativen Ausführungsform kann das Befestigungsmittel die Form eines Bolzens erhalten, wobei ein Gewindeendbereich des Bolzens derart ausgebildet ist, daß er eine Sicherungsmutter tragen kann, wodurch durch diese Kombination von Bestandteilen der oben genannte Kopfbereich gebildet wird und wobei die Sicherungsmutter natürlich bei Gebrauch mit dem ersten Glied zusammenwirkt. Ein Haltmittel von größerem Durchmesser als die Sicherungsmutter kann einstellbar am Gewindeendbereich befestigt sein.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung enthält das Befestigungsmittel einen hohlen Schaft und einen mit Öffnungen versehenen Flanschbereich, so daß ein Stift, der dann als Teil des Befestigungsmittels ausgebildet ist, durch den Kopfbereich und in den Schaft getrieben werden kann, obwohl, wie sich aus der hier folgenden Beschreibung ergeben wird, erkennbar ist, daß ein solches Befestigungsmittel ohne einen Stift verwendet werden kann. Der hohle Schaft kann nach innen gerichtete Vorsprünge entlang seiner Länge aufweisen und/oder benachbart dem Ende des Schafts, das dem Kopfbereich gegenüberliegt, die die Befestigungskraft des Befestigungsmittels erhöhen sollen, wenn ein Stift in den Schaft gegen die Vorsprünge getrieben wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist insbesondere wertvoll für die Verwendung bei der Befestigung von Platten oder anderen Oberflächenabdehnungen an Nicht-Feinbetonaggregaten.
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sollen nun beschrieben werden mit Hilfe eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung in Form eines Befestigungsnagels ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Nagels der Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Endansicht des Nagels der Fig. 1 ist;
Fig. 4 eine Skizze ist, die die Verwendung des Nagels illustriert;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in Form eines Befestigungsbolzens ist;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines dritten Befestigungsmittels gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Mittels der Fig. 6 darstellt;
Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 darstellt; und
Fig. 9 eine Endansicht der Vorrichtung von Fig. 6 darstellt.
Die Fig. 1-3 zeigen ein Befestigungsmittel in Form eines Nagels, das einen länglichen Schaft 2 aufweist, mit einem spitz zulaufenden Ende 3 und einem gegenüberliegenden Ende, das mit einem Halsbereich 4 von geringerem Durchmesser ausgebildet ist, überhöht von einem integral ausgebildeten gewölbten Kopf 5. Der Halsbereich 4 nimmt eine Haltescheibe 6 auf, die mit Durchbohrungen 7 für die Einführung von Hilfsbefestigungsmitteln versehen ist, um den Nagel bei der Verwendung gegen die äußere Oberfläche einer Wand zu halten. Die Scheibe 6 weist eine geringere Weite auf als die axiale Länge des Halsbereichs 4, so daß die Scheibe auf dem Halsbereich 4 rotieren sowie axial gleiten kann, um sich an unebene äußere Wandoberflächen anzugleichen.
Der Nagel besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, um eine Korrosion zu minimieren, kann aber natürlich aus anderen Materialien von geeigneter Stärke bestehen. Die Scheibe 6 kann aus demselben oder einem anderen Material als das des Schafts 2 bestehen.
Die äußere Oberfläche des Schafts 2 ist mit einer spiralförmigen Vertiefung 8 versehen. Während die Tiefe und die Gewindesteigung der Riefung von den Dimensionen des Nagels und des Materials, in dem er verwendet werden soll, abhängen, ist eine geeignete Tiefe für die Vertiefung ungefähr 2-5 mm (vorzugsweise ungefähr 2 mm) mit einem Abstand x von ungefähr ¼ inches (6,35 mm) bis 3/8 inches (ungefähr 9,5 mm), vorzugsweise ungefähr ¼ inches (6, 35 mm). Ein geeigneter Durchmesser für den Nagel ist 5/16 inches (ungefähr 8 mm). Die Länge kann stark variieren, kann aber z. B. 6 inches (ungefähr 150 mm) aufweisen. Es soll bemerkt werden, daß der Schaft geriffelt ist anstatt mit einem Gewinde versehen. Auf diese Weise kann der Nagel keine Mutter tragen und kann nicht in Stellung geschraubt werden. Es soll betont werden, daß sich die spiralförmige Riefung nicht entlang dem ganzen Schaft erstrecken muß.
Der Nagel kann verwendet werden, wie dargestellt in Fig. 4, um einen Block 10 eines Isoliermaterials, so wie kommerziell erhältlichen, auf Glas basieren den Platten an Gebäuden aus einer Nichtfeinbetonkonstruktion sowie traditionellen Strukturen, versehen mit Mörtelabdeckungen, zu halten. Die Blöcke 10 können außen mit einem Drahtgitter 13 versehen sein. Bei der Verwendung wird eine Bohrung durch die Mörtelschicht 12 und in die Wand 11 gebohrt, wobei diese Bohrungen denselben Durchmesser hat oder einen etwas geringeren als der Nagel und der Nagel wird dann in Stellung durch die Isolierung gehämmert. Die Scheibe 6 wird sich an den Halsbereich 5 anpassen, abhängig von der Ebenheit der Oberfläche des Mörtels 12 und des Blocks 10. Zusätzliche Befestigungen können durch Durchbohrungen 7 der Scheibe 6 in den Block 10 eingeführt werden. Eine zusätzliche neue äußere Abdeckung (nicht dargestellt) kann dann auf das Gitter 13 über dem Nagelkopf 5 und die Scheibe 6 aufgebracht werden.
Wir haben gefunden, daß der geriffelte Nagel eine sehr feste Befestigung vorsieht und einer Entfernung aus der Wand und dem Mörtel widersteht. Tatsächlich haben wir gefunden, daß konstante Entfernungskräfte von mindestens 350 kg (3,43 kN) erreichbar sind, wenn ein Nagel verwendet wird, wie der gezeigt in den Zeichnungen, in einer Wand aus einem Nichtfeinbeton. Dies steht im Kontrast zu einem wechselnden Wert von 50 kg (0,49 kN) bis 120 kg (1,18 kN) für eine konventionelle zweiteilige Befestigung, so wie bekannt unter dem Warenzeichen "Rawlplug".
Der Nagelkopf der Fig. 1 kann durch einen Gewindebolzenkopf, wie dargestellt in Fig. 5, ersetzt werden. So zeigt Fig. 5 einen Bolzen, der einen Schaft 20 aufweist, der geriffelt ist, wie dargestellt in 21. Der Bolzen weist einen Gewindebereich 22 auf, der eine Sicherungsmutter 23 trägt. Eine lose Unterlegscheibe 24 ist zwischen dem Schaft 20 und der Mutter 23 auf dem Gewindebereich 22 angeordnet. Der Bolzen kann geeigneterweise aus rostfreiem Stahl bestehen, aber andere Materialien sind möglich, abhängig von dem beabsichtigten Gebrauch. Die Tiefe der Riffellung und die gesamte Dimensionen können ebenfalls variieren, abhängig von dem beabsichtigten Gebrauch. Als Beispiel kann der Bolzen eine Schaftlänge von ungefähr 95 mm und 10 mm Durchmesser mit einem Gewindekopf von 20 mm Länge und 10 mm Durchmesser aufweisen und eine 15 mm · 7 mm anpaßbare Mutter und eine 40 mm · 1 mm lose Unterlegscheibe tragen. Eine geeignete Riefentiefe liegt bei 1 mm.
Ein solcher Bolzen kann für Ankermaterialien, so wie Stahl, Eisen oder Bauholz an Beton, Ziegel- oder Mauerwerk verwendet werden. Wir haben gefunden, daß Entfernungskräfte im Bereich von 5,5 kN in dichtem Beton erzielt werden können und im Bereich von 2,5 kN in Ziegel- oder Mauerwerk.
Die Fig. 6-9 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung in Form einer hohlen Röhre 30, geeigneterweise aus Stahl, die einen länglichen Schlitz 31 aufweist, der sich entlang der gesamten Länge erstreckt. Die Röhre endet an einem Ende in einem nach außen gerichteten Flansch 32, der eine befestigte Unterlegscheibe 33 am Platz hält, die Öffnungen aufweist, die denen der Unterlegscheibe 6 der Fig. 1-4 entsprechen. Die äußere Oberfläche von mindestens dem anderen Endbereich der Röhre 30 weist eine Riffelung von 34 auf, die der oben beschriebenen entspricht. Der Endbereich der Röhre 30 trägt keine Unterlegscheibe 33 und ist mit einem sich längs erstreckenden Schlitz 35 ausgebildet. Ausschnitte 36 sind ebenfalls an diesem Endbereich vorgesehen und von dort beabstandet, indem nach innen gerichtete Ösen 37 gebildet werden. Die zwei Sätze von Schleifen sind voneinander im 90ºC-Winkel beabstandet, wie am besten dargestellt in Fig. 9.
Die Vorrichtung der Fig. 6-9 kann in sich selbst als Befestigungsmittel unter bestimmten Umständen verwendet werden, insbesondere, wo ein leichtgewichtiges Befestigungsmittel benötigt ist, das verhältnismäßig billig, z. B. aus einer gerollten Stahlplatte, hergestellt werden kann. Jedoch ist das Befestigungsmittel insbesondere geeignet zur Verwendung mit einem Innennagel (nicht dargestellt), der innerhalb der Röhre 30 gegen die Ösen 37 eingerammt wird, um eine nach außen gerichtete Ausdehnung des Rohres zu erzeugen, insbesondere im Bereich des Schlitzes 35, um die Kraft der Befestigung zu erhöhen. Der Innennagel selbst kann eine Riffelung aufweisen, wenn gewünscht. Eine solche Befestigung mit einem Innennagel hat sich als wirksam zur Herstellung von Verbindungen zu weichen Substraten erwiesen und wir haben gefunden, daß Entfernungskräfte über 3,25 kN erzielt werden können.
Die Befestigungsmittel, die in den Zeichnungen dargestellt sind, können gerändelt anstelle geriffelt sein. Die äußeren Oberflächen der Befestigungsmittel, die hier beschrieben sind, können außerdem mit Keilwellennuten und/oder Dämmen versehen sein, um die Befestigungsstärke, abhängig von dem Konstruktionsmaterial, in dem das Mittel verwendet wird, zu erhöhen.

Claims

1. Befestigungsverfahren zur Befestigung eines ersten Teils (10) an einem zweiten Teil (11) aus Beton-, Ziegel- oder Mauerwerk (11), wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bohren einer geraden kreisförmigen, zylindrischen Bohrung in die Struktur (11), Durchdringen des zweiten Teils (11) mit einem Befestigungsmittel durch dessen Schaft (2), indem der Schaft (2) und die Durchbohrung paßgenau ausgerichtet werden und eine axiale Kraft auf den Schaft (2) ausgeübt wird, um den Schaft (2) ohne Drehung in die Bohrung in einen engen Reibungskontakt zwischen Schaft und der inneren Bohrungsoberfläche zu treiben, um einen Preßsitz vorzusehen, wobei das Befestigungsmittel einen Kopfbereich (5) enthält, dessen Kopf mit dem ersten Teil (10) in einem Verfahrensschritt in Verbindung gebracht wird, um die ersten und zweiten Teile (10, 11) durch Zusammenwirken des Schafts (2) und des Kopfbereichs (5) des Befestigungsmittels aufeinander zu bringen, wobei der Schaft (2) mit genau rundzylindrischer Form auf seiner umgebenden Oberfläche gerändelt ist, um ein Netzwerk von miteinander verbundenen flachen Vertiefungen vorzusehen oder daß er ohne Gewinde durch das Vorhandensein einer spiralförmigen Vertiefung (8) gezogen ist, die auf der Umfangsoberfläche des Schafts (2) ausgebildet ist und die sich zumindest entlang eines Teils der Länge des Schafts (2) erstreckt, und wobei die flachen Vertiefungen oder die spiralförmige Vertiefung (8) kein Material enthalten, wenn der Schaft (2) in die Durchbohrung eintritt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigungsmittel mit einer einzelnen, spiraligen Vertiefung der äußere Oberfläche des Schafts (2) versehen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befestigungsmittel die Form eines Nagels aufweist, der einen integrierten Kopf (5) an einer Seite des Schafts (2) und ein Halteteil (6) aufweist, das einen größeren Durchmesser als der Kopf (5) aufweist und das drehbar an dem dem Kopf (5) benachbarten Ende des Schafts (2) befestigt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Halteteil (6) auf dem Halsbereich (4) des Befestigungsmittels gelagert ist, wobei der Halsbereich (4) einen im Vergleich zu dem des Schafts (2) verringerten Durchmesser aufweist und eine ausreichende Länge besitzt, um seitliche Bewegung des Halteteils (6) auf dem Halsbereich (4) zu ermöglichen.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungsmittel einen Bolzen enthält, der einen Gewindeendbereich (22) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er eine Sicherungsmutter (23) tragen kann und so zusammen mit der Sicherungsmutter (23) den Kopfbereich (5) bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Befestigungsmittel ein Halteteil (24) enthält, der einen größeren Durchmesser als die Mutter (23) aufweist und der einstellbar am Gewindeendbereich (22) befestigt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befestigungsmittel einen hohlen Schaft (30) und einen mit Öffnungen versehenen Flanschbereich (32, 33) enthält, der so ausgebildet ist, daß er einen Stift aufnimmt, der bei Anwendung des Verfahrens durch den Kopfbereich und in den Schaft (30) getrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaft (2) des Befestigungsmittels einen hohlen Schaft (30) enthält und nicht drehend in die Bohrung getrieben wird, um einen Preßsitz vorzusehen, wobei der Kopfbereich des hohlen Schafts (30) die Form eines mit Öffnungen versehenen Kopfflanschbereichs (32, 33) aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der hohle Schaft (30) nach innen gerichtete Vorsprünge (37) entlang seiner Länge und/oder benachbart dem Ende des Schafts (30), das dem Kopfbereich gegenüberliegt, aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der hohle Schaft (30) einen Längsschlitz (31) aufweist, der sich entlang seiner ganzen Länge erstreckt.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Plattierung (10) oder ein anderer Oberflächenabschluß das erste Teil bilden und das zweite Teil durch eine Struktur (11) aus einer grobkörnigen Betonverbindung gebildet ist.