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Title:
FASTENING SYSTEM AND METHOD FOR THE RECESSED RETENTION OF INSULATION ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/020854
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fastening system (1) for the recessed retention of an insulation element (2) on a substrate (3), having: a fastening element (4), wherein the fastening element (4) has a fastening region (41) and an external thread (42), and a retaining element (5), wherein the retaining element (5) has a retaining shank (51), a retaining plate (52) and a tool receptacle (53), wherein the retaining shank (51), the retaining plate (52) and the tool receptacle (42) are arranged on one another for conjoint rotation, at least one cutting means (54) is arranged for conjoint rotation on the retaining plate (52) in order to cut into the insulation element (2) at the circumference of the retaining plate (52) and to be able to set the retaining plate (52) in a recessed manner, and at least one mating means (55) is arranged for conjoint rotation on an inner side of the retaining shank (51), the mating means being able to be brought into engagement with the external thread (42) of the fastening element (4), and to a method for the recessed retention of an insulation element (2) on a substrate (3) with the aid of a fastening system (1).

Inventors:
KNEBEL ULRICH (DE)
HACKLER ERHARD (DE)
SCHÄFER WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/071977
Publication Date:
February 23, 2023
Filing Date:
August 04, 2022
Export Citation:
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Assignee:
EJOT SE & CO KG (DE)
International Classes:
E04B1/76; B23B51/08; B25B23/00; B25B31/00; F16B13/04; F16B13/00
Foreign References:
EP1591602A12005-11-02
EP1818477A22007-08-15
EP3536987A12019-09-11
DE102020212309A12022-03-31
Attorney, Agent or Firm:
BARDEHLE PAGENBERG PARTNERSCHAFT MBB PATENTANWÄLTE, RECHTSANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche Ein Befestigungssystem (1) zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements (2) an einem Untergrund (3), aufweisend: ein Befestigungselement (4), wobei das Befestigungselement (4) einen Befestigungsbereich (41) und ein Außengewinde (42) aufweist, und ein Haltelement (5), wobei das Halteelement (5) einen Halteschaft (51), einen Halteteller (52) und eine Werkzeugaufnahme (53) aufweist, wobei der Halteschaft (51), der Halteteller (52) und die Werkzeugaufnahme (53) drehfest an einander angeordnet sind, am Halteteller (52) drehfest mindestens ein Schneidmittel (54) angeordnet ist, um das Dämmstoffelement (2) am Umfang des Haltetellers (52) einzuschneiden und den Halteteller (52) vertieft setzen zu können, und an einer Innenseite des Halteschafts (51) drehfest mindestens ein Gegenmittel (55) angeordnet ist, das mit dem Außengewinde (42) des Befestigungselements (4) in Eingriff bringbar sind. Das Befestigungssystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (4) eine Schraube ist. Das Befestigungssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Befestigungselement (4) außerdem eine Antriebsaufnahme (43) aufweist. Das Befestigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungselement (4) aus Kunststoff besteht. Das Befestigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Befestigungssystem (1) außerdem einen Spreizbereich (6) aufweist, der ausgestaltet ist, um den Befestigungsbereich (41) des Befestigungselements (4) in dem Untergrund (3) zu befestigen. 6. Das Befestigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gegenmittel (55) durch mindestens einen Vorsprung gebildet wird, der sich axial in dem Halteschaft (51) erstreckt. 7. Das Befestigungssystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Außengewinde (42) einen Bereich (200) mit einem Vorschneidegewinde aufweist.

8. Ein Verfahren zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements (2) an einem Untergrund (3) mit Hilfe eines Befestigungssystems (1), aufweisend:

Bohren eines Lochs in das Dämmstoffelement (2),

Einführen des Befestigungssystems (1) aufweisend ein Befestigungselement (4) und ein Halteelement (5) in das Loch,

Befestigen eines Befestigungsbereichs (41) des Befestigungselements (4) an dem Untergrund (3), und

Drehen des Halteelements (5) relativ zu dem Befestigungselement (4), wobei dadurch mit Hilfe mindestens eines Schneidmittels (54) an einem Umfang eines Haltetellers (52) des Halteelements (5) eine Vertiefung in dem Dämmstoffelement (2) gebildet wird.

Description:
Befestigungssystem und Verfahren zum vertieften Halten von Dämmstoffelementen

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Befestigungssystem zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements an einem Untergrund sowie ein entsprechendes Verfahren.

Zur Dämmung von Häusern werden Dämmstoffelemente an einem Untergrund, wie beispielsweise Wänden, Decken und Böden angebracht. Hierfür gibt es unterschiedliche Konzepte. Bei einem Konzept wird in dem Dämmstoffelement eine Vertiefung gebildet, in der ein Haltelement angeordnet wird. Anschließend wird die Vertiefung mit dem darin angeordneten Halteelement mit einem Dämmstoffmaterial aufgefüllt. Durch die Anordnung des Haltelements in der Vertiefung wird insbesondere verhindert, dass sich die Haltepunkte des Dämmstoffelements an der Oberfläche abzeichnen.

Im Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Befestigungssysteme beschrieben, mit denen ein derartiges vertieftes Halten realisiert werden kann. Die Systeme sind aber immer noch aufwendig in der Herstellung und in der Handhabung. Daher besteht ein Bedarf an einer einfacheren und günstigeren Realisierung der vertieften Montage.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der der folgenden Beschreibung. Die Aufgabe wird durch ein Befestigungssystem zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements an einem Untergrund gelöst. Das Befestigungssystem weist ein Befestigungselement und ein Halteelement auf.

Das Befestigungselement ist ein Element, mit dem das Halteelement an einem Untergrund unter dem Dämmstoffelement befestigt werden kann. Beispiele für ein derartiges Befestigungselement sind eine Schraube oder ein Nagel. Das Befestigungselement kann direkt oder indirekt mit dem Untergrund verbunden werden. Ein Beispiel für eine direkte Verbindung ist das Anordnen einer Holzschraube in einem Untergrund aus Holz. Ein Beispiel für eine indirekte Verbindung ist das Anordnen des Befestigungselement in einem Spreizelement, beispielsweise einem Dübel in dem Untergrund. Das Befestigungselement kann grundsätzlich in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt werden. Ein erster Bereich, der sich bei der Montage näher am oder sogar im Untergrund befindet, wird als Befestigungsbereich bezeichnet. Dieser Befestigungsbereich ist ausgestaltet, um das Befestigungselement direkt oder indirekt an oder in dem Untergrund zu halten. Ein zweiter Bereich, an dem das Halteelement gehalten wird, wird als Haltebereich bezeichnet. Dieser Haltebereich weist ein Außengewinde auf. Das Außengewinde ist vorzugsweise von dem Befestigungsbereich beabstandet.

Das Halteelement ist ein Element, mit dem der Dämmstoff des Dämmstoffelements an dem Befestigungselement und somit auch an dem Untergrund gehalten wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung weist das Halteelement einen Halteschaft, einen Halteteller und eine Werkzeugaufnahme auf. Der Halteschaft, der Halteteller und die Werkzeugaufnahme sind drehfest aneinander angeordnet. Dies bedeutet, dass wenn eines dieser Bauteile des Halteelements gedreht wird, sich die anderen Bauteile entsprechend drehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Halteelement mit seinen Bauteilen einstückig hergestellt worden. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass das Halteelement beziehungsweise eines seiner Bauteile separat hergestellt wird und dann drehfest mit den anderen Bauteilen verbunden wird.

Der Halteschaft ist ein Abschnitt des Halteelements, der sich im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Befestigungselements erstreckt, wenn das Befestigungselement bestimmungsgemäß in dem Halteelement angeordnet ist. Diese Richtung wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung auch als axiale Richtung bezeichnet. Erfindungsgemäß ist an der Innenseite des Halteschafts drehfest ein Gegenmittel angeordnet, das mit dem Außengewinde des Befestigungselements in Wirkverbindung bringbar ist. Eine derartige Wirkverbindung liegt beispielsweise vor, wenn eine Drehung des Halteelements oder des Befestigungselements relativ zu dem anderen Element, eine axiale Bewegung eines der Elemente gegenüber dem anderen der Elemente bewirkt. Wenn also beispielsweise das Halteelement gedreht wird und sich das Befestigungselement nicht mitdreht, bewegt sich das Halteelement in axialer Richtung relativ zum Befestigungselement, je nach Drehrichtung entweder in Richtung Untergrund oder vom Untergrund weg.

Das Haltelement weist außerdem einen Halteteller auf. Der Halteteller besteht aus einem oder mehreren Vorsprüngen, die im Folgenden als Haltevorsprünge bezeichnet werden und die sich in radialer Richtung von dem Halteschaft erstrecken. Diese Haltevorsprünge sind ausgestaltet, um das Dämmstoffelement zu halten. In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecht sich der eine Haltevorsprung oder erstrecken sich die mehreren Haltevorsprünge im Wesentlichen in einer Ebene, die sich im Wesentlichen rechtwinkelig zur Längsachse des Halteschafts, d.h. der axialen Richtung erstreckt. Bei dem vertieften Halten eines Dämmstoffelements liegt der eine oder die mehreren Haltevorsprünge in den meisten Fällen auf dem Grund der in dem Dämmstoffelement gebildeten Vertiefung auf und verhindern so, dass sich das Dämmstoffelement in Richtung von dem Untergrund weg bewegt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halteteller ein Haltevorsprung der sich konzentrisch, um den Halteschaft erstreckt.

An dem Halteteller ist erfindungsgemäß mindestens ein Schneidmittel drehfest angeordnet. Dieses mindestens eine Schneidmittel ist ein wesentliches Mittel, um die Vertiefung in dem Dämmstoffelement zu bilden. Ein vertieftes Halten unterscheidet sich beispielsweise von einem sogenannten oberflächenbündigen Halten. Bei dem oberflächenbündigen Halten wird ein Haltemittel, beispielsweise ein Halteteller auf der Oberfläche des Dämmstoffs angeordnet, während bei dem vertieften Halten das Halten unterhalb der Oberfläche - also vertieft - stattfindet. Um dies zu ermöglichen, benötigt das Halteelement Mittel, damit es vertieft in dem Dämmstoff angeordnet werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dies das mindestens eine Schneidemittel. Es ist ausgestaltet, um bei einer Drehung des Haltetellers in den Dämmstoff einzuschneiden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Begriff Schneiden und das zugehörige Schneidemittel als ein Oberbegriff für verschiedene mögliche Trennverfahren verwendet, wie Schneiden, Fräsen, Hobeln, Brechen usw.. Mit Hilfe des Schneidmittels wird ein Teil des Dämmstoffs, vorzugsweise der unter dem Halteteller angeordnete Dämmstoff von dem anderen Dämmstoff bis zu einer gewissen Tiefe getrennt. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des mindestens einen Schneidmittels ist die Schneidkante im Dämmstoffelement unterschiedlich ausgestaltet. Das Bilden der Vertiefung kann noch durch weitere Mittel unterstützt werden. Beispielsweise kann der Halteteller den Dämmstoff unter dem Halteteller komprimieren. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass der Halteteller den Dämmstoff unter dem Halteteller wegfräst. Dies sind aber nur Beispiele und die vorliegende Erfindung ist darauf nicht beschränkt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halteteller kreisförmig und das Schneidmittel im Wesentlichen an dem Umfang des kreisförmigen Haltetellers angeordnet. Durch ein Drehen des Halteelements und somit auch des Haltetellers, wird das Dämmstoffelement am Umfangskreis des Haltetellers eingeschnitten.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Schneidmittel mit Hilfe unterschiedlichster Mittel realisiert werden. Beispielsweise kann das Schneidmittel durch einen an der Unterseite des Haltetellers angeordneten Vorsprung realisiert werden, der in manchen Ausführungen eine Schneidkante beispielsweise in Form eines Sägezahns aufweist. Das Schneidmittel kann aber auch ein integrales Teil des Haltetellers sein, das von dem restlichen Halteteller nicht unterschieden werden kann. In dem Fall kann das mindestens eine Schneidmittel durch die Ausgestaltung der Kante des Haltetellers und/oder durch die Steifigkeit des Haltetellers insbesondere im Randbereich definiert sein.

Das Halteelement gemäß der vorliegenden Erfindung weist außerdem eine Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme des Halteelements ist ausgestaltet und bestimmt, um das Halteelement mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs zu drehen. Das Ziel ist das Halteelement relativ zum Befestigungselement zu drehen, so dass sich das Halteelement unterstützt durch das Außengewinde des Befestigungselements in Richtung Untergrund bewegt. Die Werkzeugaufnahme kann beispielsweise mittels Formschluss mit dem entsprechenden Werkzeug verbunden werden. Hierfür kann der Halteteller beispielsweise entsprechende Ausnehmungen oder Vorsprünge aufweisen, aber auch beispielsweise eine Kombination aus Vorsprüngen und Ausnehmungen. Der Prozess zur Bildung der Vertiefung durch das Befestigungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Prozessen. Bisher sind das Haltelement und das Befestigungselement derart ausgestaltet, dass sich durch eine Bewegung des Befestigungselements in den Untergrund auch das Halteelement in Richtung Untergrund bewegt und dabei die Vertiefung bildet. Bei der Verwendung des Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung bewegt sich das Befestigungselement aber nicht weiter in den Untergrund, wenn das Halteelement in Richtung Untergrund bewegt und die Vertiefung in dem Dämmstoffelement gebildet wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass sich das Bilden der Vertiefung nicht mehr auf die Befestigung des Befestigungselements am Untergrund auswirkt. Derart kann in einem ersten Schritt die Befestigung am Untergrund sichergestellt werden und in einem anschließenden Schritt kann dann die Vertiefung gebildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungselement eine Schraube und weiter bevorzugt weist das Befestigungselement zumindest in dem Befestigungsbereich ein entsprechendes Außengewinde auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Befestigungssystem noch eine weitere Werkzeugaufnahme auf. Zusätzlich zu der Werkzeugaufnahme im Halteelement, kann in einer bevorzugten Ausführungsform auch das Befestigungselement eine Werkzeugaufnahme aufweisen. Die Werkzeugaufnahme des Befestigungselements wird für die bessere Unterscheidbarkeit als Antriebsaufnahme bezeichnet. Die Antriebsaufnahme wird genutzt, um das Befestigungselement im Rahmen der Montage des Befestigungssystems an dem Untergrund zu befestigen. Wenn das Befestigungssystem beispielsweise eine Schraube ist, kann die Schraube mit Hilfe der Antriebsaufnahme in den Untergrund geschraubt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Befestigungselement aus Kunststoff. Im Stand der Technik sind bereits Befestigungselemente aus Kunststoff, insbesondere auch Schrauben aus Kunststoff bekannt. Im Zusammenhang mit der vertieften Montage haben sich Vollkunststoffschrauben allerdings als besonders störanfällig erwiesen. Insbesondere wenn die Kunststoffschraube während dem Bilden der Vertiefung weiter in den Untergrund geschraubt wird, kann dies zu einem Brechen der Schraube führen. Aufgrund des neuen Montagekonzepts der vorliegenden Erfindung besteht dieses Problem aber nicht mehr, so dass auch Vollkunststoffschrauben verwendet werden können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Befestigungssystem außerdem einen Spreizbereich auf, der ausgestaltet ist, um von dem Befestigungsbereich des Befestigungselements aufgespreizt zu werden. Der Spreizbereich ist ausgestaltet, um den Befestigungsbereich des Befestigungselements in dem Untergrund zu befestigen. Dadurch kann eine Verankerung des Befestigungselements in einem Bohrloch in einem Untergrund realisiert werden. Der Spreizbereich kann dann wie ein Dübel wirken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Befestigungssystem derart ausgestaltet, dass im Rahmen des Setzens des Befestigungssystems das Halteelement relativ zu dem Spreizbereich verschoben werden kann. Diese Verschiebung wird vorzugsweise dadurch realisiert, dass ein Werkzeug in die Werkzeugaufnahme des Halteelements greift und dieses dreht. Durch das Zusammenspiel zwischen dem Außengewinde des Befestigungselements und dem Gegenmittel des Halteelements, bewegt sich der hintere Bereich des Halteelements in Richtung Untergrund. Dies ist eine Bewegung in axialer Richtung, da sich das Halteelement je nach Drehrichtung geführt durch das Gewinde in Richtung Untergrund oder von dem Untergrund weg entlang der Längsachse des Befestigungselements bewegt.

Der Spreizbereich soll sich dann aber nicht bewegen, sondern weiterhin zusammen mit dem Befestigungsbereich des Befestigungsmittels in dem Untergrund angeordnet sein. Daher müssen in dem Fall das Halteelement und der Spreizbereich aus zwei separaten Teilen bestehen oder die beiden müssen lösbar aneinander befestigt sein.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das mindestens eine Gegenmittel durch unterschiedliche Mittel gebildet werden. Das Gegenmittel kann beispielsweise ein Innengewinde sein, das dem Außengewinde des Befestigungselements entspricht. Es ist aber nicht notwendig, dass an der Innenseite des Halteschafts ein komplettes Innengewinde existiert. Es ist ausreichend, wenn an der Innenseite Vorsprünge und/ oder Ausnehmungen derart angeordnet sind, dass das Außengewinde des Befestigungselements darin eingreifen kann, wie in ein Innengewinde. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird das Innengewinde erst bei einem Einschrauben des Befestigungselements in den Halteschaft gebildet. Hierfür kann der Halteschaft an seiner Innenseite einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen. Der mindestens eine Vorsprung erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung in dem Schaft. Beim Eindrehen des Außengewindes des Haltelements kann dies dann in dem mindestens einen Vorsprung Ausnehmungen und/oder Vorsprünge bilden, die wie ein entsprechendes Innengewinde wirken.

Zum Bilden der Ausnehmungen und/oder Vorsprünge in dem mindestens einen Gegenmittel kann das Außengewinde derart ausgestaltet sein, dass es in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Gewinde aufweist. Beispielsweise kann das Außengewinde an dem Ende, das näher am Befestigungsbereich angeordnet ist, ein Gewinde aufweisen, das ausgestaltet ist, um beim Eindrehen die Ausnehmungen und/ oder Vorsprünge in dem mindestens einen Gegenmittel zu bilden. Das Außengewinde kann zum Beispiel an dem Ende, das am nächsten an dem Befestigungsbereich angeordnet ist, zuerst einen Bereich mit einem Vorschneidegewinde aufweisen. Dieses Vorschneidgewinde kann einen Außendurchmesser aufweisen, der entlang der Erstreckung des Vorschneidegewindes im Wesentlichen immer größer wird. Das Vorschneidegewinde ist ausgestaltet, um ein leichtes Ein- bzw. Vorschneiden zu ermöglichen. Danach kann ein Gewindeformbereich mit einem größeren Gewindeaußendurchmesser angeordnet sein. Dies ist vorzugsweise der größte Gewindeaußendurchmesser des Außengewindes. Dieser Gewindeformbereich kann auf den Gewindeflanken Fräsrippen aufweisen, zum weiteren Schneiden des Gewindes in dem Gegenmittel. Und dahinter kann dann ein Bereich mit einem Befestigungsgewinde angeordnet sein, das vorzugsweise einen mittleren Gewindedurchmesser aufweist. Darüber hinaus kann das Außengewinde eine Ausnehmung oder mehrere Ausnehmungen in dem Gewinde aufweisen, die den Abtransport von Material beim Bilden des Gegenmittels zu vereinfachen. Diese eine oder mehrere Ausnehmungen können auch als Räumkante bezeichnet werden. Die eine oder mehrere Ausnehmungen sind vorzugsweise im Bereich mit dem Vorschneidegewinde, im Gewindeformbereich oder in beiden Bereichen angeordnet. Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements an einem Untergrund mit Hilfe eines Befestigungssystems gelöst. Das Befestigungssystem weist ein Befestigungselement und ein Halteelement auf. Zuerst wird ein Loch in das Dämmstoffelement und gegebenenfalls in den darunter angeordneten Untergrund gebohrt. Anschließend wird in das Loch das Befestigungssystem eingeführt und ein Befestigungsbereich des Befestigungselements an dem Untergrund befestigt. Danach wird das Halteelement relativ zu dem Befestigungselement gedreht und dadurch eine Vertiefung in dem Dämmstoff gebildet, nämlich mit Hilfe mindestens eines Schneidmittels an dem Umfang eines Haltetellers des Halteelements.

Beim Setzen eines Befestigungssystems zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements an einem Untergrund kann auch ein dafür ausgestaltetes Werkzeug verwendet werden. Das Werkzeug weist mehrere Bauteile auf. Dazu gehört ein Befestigungsbauteil, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einer Antriebsaufnahme eines Befestigungselements des Befestigungssystems. Das Werkzeug weist auch ein Haltebauteil auf, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einer Werkzeugaufnahme eines Halteelement des Befestigungssystems. Darüber hinaus weist das Werkzeug auch ein Antriebsbauteil auf, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einem Antrieb. Das Werkzeug ist darüber hinaus ausgestaltet eine Drehbewegung des Antriebs auf das Befestigungsbauteil zu übertragen und sobald das Befestigungsbauteil eine bestimmte Position relativ zu der Oberfläche des Dämmstoffelements erreicht hat, wird die Übertragung der Drehbewegung auf das Befestigungsbauteil beendet und stattdessen die Drehbewegung des Antriebs auf das Haltebauteil übertragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen ergeben sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung. Es zeigen:

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des

Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Dämmstoffelement und in einem darunter angeordneten Untergrund, Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des

Befestigungssystems ohne Dämmstoffelement und ohne Untergrund,

Figuren 3a, 3b zeigen eine Schnittansicht und eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Befestigungselements,

Figuren 4a, 4b zeigen Schnittansichten von Ausführungsformen des Halteelements,

Figuren 5a bis 5c zeigen in mehreren Schritten den Ablauf der Montage einer Ausführungsform des Befestigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,

Figuren 6a, 6b zeigen eine Seitenansicht und eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Werkzeugs,

Figuren 7a, 7b zeigen Beispiele für die Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme des Haltelements, und

Figuren 8a, 8b zeigen eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht eines Außengewindes, wir es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Figur 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Befestigungssystem 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der in Figur 1 gezeigten Schnittansicht befindet sich das Befestigungssystem bereits in einem Loch in einem Dämmstoffelement 2 und in dem darunter angeordneten Untergrund 3.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Befestigungssystems 1 ohne Dämmstoffelement 2 und ohne Untergrund 3. Das Befestigungssystem 1 weist ein Befestigungselement 4 und ein Halteelement 5 auf. In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 4 eine Schraube. Das Befestigungselement 4 weist einen vorderen Bereich und einen hinteren Bereich auf, wobei der vordere Bereich im montierten Zustand am oder im Untergrund angeordnet ist und der hintere Bereich über beziehungsweise vor dem Untergrund. Der vordere Bereich des Befestigungselements 4 weist einen Befestigungsbereich 41 auf und im hinteren Bereich weist das Befestigungselement 4 ein Außengewinde 42 auf. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Befestigungselement 4 außerdem eine Antriebsaufnahme 43 auf. Die Antriebsaufnahme 43 ist ausgestaltet um mit einem entsprechend ausgestalteten Antrieb verbunden zu werden. Wie bereits oben erläutert, wird diese Aufnahme Antriebsaufnahme und nicht Werkzeugaufnahme bezeichnet, um IO sie begrifflich von einer Werkzeugaufnahme 53 des Halteelements 5 unterscheiden zu können.

Das in Figur 2 gezeigte Halteelement 5 weist einen Halteschaft 51, einen Halteteller 52 und die bereits erwähnte Werkzeugaufnahme 53 auf. Auf der Innenseite des Halteschafts 51 ist mindestens ein Gegenmittel 55 angeordnet, das in der Figur 2 nicht zu sehen ist und deshalb später im Zusammenhang mit den Figuren 4a und 4b noch detaillierter beschrieben wird.

Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform an dem Halteelement 5 ein Spreizbereich 6 angeordnet. Dieser Spreizbereich 6 ist ausgestaltet, um zusammen mit dem Befestigungsbereich 41 des Befestigungselements 4 das Befestigungselement 4 in einem Loch in dem Untergrund 3 zu befestigen. Dabei wirkt der Spreizbereich 6 wie ein Dübel. In der hier gezeigten Ausführungsform ist der Spreizbereich 6 mit dem Halteschaft 51 verbunden. Dies ist aber eine lösbare Verbindung, weil sich der Halteschaft 51 und der Halteteller 52 des Halteelements 5 bei bestimmungsgemäßer Verwendung relativ zu dem Befestigungselement 4 und somit auch zu dem am Befestigungsbereich 41 des Befestigungselements 4 angeordneten Spreizbereich 6 bewegen.

Figur 3a zeigt eine Schnittansicht durch ein Befestigungselement 4 und Figur 3b zeigt eine Draufsicht auf ein Befestigungselement 4. Auch bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 4 eine Schraube. Im vorderen Bereich weist das Befestigungselement 4 einen Befestigungsbereich 41 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel als ein Schraubgewinde ausgestaltet ist. In dem in den Figuren 3a und 3b gezeigten Ausführungsbeispiel schließt sich an den Befestigungsbereich ein gewindeloser Bereich an. An den gewindelosen Bereich schließt sich ein hinterer Bereich mit einem Außengewinde 42 an. Wie in den Figuren 3a und 3b veranschaulicht, haben in diesem Ausführungsbeispiel der Befestigungsbereich 41 und der daran anschließende gewindefreie Bereich im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser, während das Außengewinde 42 im Vergleich einen größeren Außendurchmesser hat. Die Stelle, an der sich der Außendurchmesser ändert, kann als Anschlag ausgebildet sein, der bei bestimmungsgemäßer Verwendung an einer Anschlagfläche des Halteelements 5 anliegen kann, um zu verhindern, dass das Befestigungselement 4 weiter in das Halteelement 5 bewegt wird. In der Schnittansicht in Figur 3a ist außerdem eine Antriebsaufnahme 43 des Befestigungselements 4 gezeigt, die ausgestaltet ist, um mit einem entsprechend ausgestalteten Antrieb verbunden zu werden.

Figur 4a zeigt eine Schnittansicht durch eine Ausführungsform des Halteelements 5 ohne das darin angeordnete Befestigungselement 4. Das Halteelement 5 weist einen Halteschaft 51 und einen Halteteller 52 auf. In dem Halteteller 52 ist die Werkzeugaufnahme 53 ausgebildet. Auf der Innenseite des Halteschafts 51 sind in der Ansicht von Figur 4a zwei Gegenmittel 55 sichtbar. In der hier gezeigten Ausführungsform werden die Gegenmittel 55 jeweils durch ein an der Innenwand des Halteschafts 51 sich axial erstreckenden Vorsprung gebildet. Die axiale Richtung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Richtung der Längserstreckung des Befestigungselements 4. In Figur 4a erstreckt sich der Vorsprung über die komplette Höhe des Halteschafts 51. Dies ist nicht notwendig, das heißt der Vorsprung kann auch kürzer sein. Der Vorsprung ist vorzugsweise allerdings derart ausgestaltet, dass der Vorsprung und das Außengewinde 42 bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Befestigungssystems 1 den Kontakt nicht verlieren können, das Halteelement 5 also von dem Außengewinde 42 des Befestigungselements 4 gehalten wird. Wie bereits oben erläutert, kann das Gegenmittel 55 aber auch durch andere Ausgestaltungen realisiert werden. Ein alternatives Gegenmittel ist beispielsweise ein dem Außengewinde 43 entsprechendes Innengewinde. Dem Fachmann ist aber auch bekannt, dass auch andere Vorsprünge und Ausnehmungen derart ausgestaltet und angeordnet werden können, dass sie die Funktion der Gegenmittel 55 übernehmen können.

Der in Figur 4a gezeigte Halteteller 52 weist auch ein Schneidmittel 54 auf. In dieser Ausführungsform ist das Schneidmittel 54 allerdings derart ausgestaltet, dass es konstruktiv vom restlichen Halteteller 52 nicht unterschieden werden kann. Erst bei der Verwendung des Halteelements 5 wird ersichtlich, dass diese Kante des Haltetellers 52 wie ein Schneidmittel wirkt, da es den Dämmstoff des unter dem Halteteller 52 angeordneten Dämmstoffelements 2 trennt, d.h. den unmittelbar unterhalb des Haltetellers angeordneten Dämmstoff von dem in radialer Richtung außerhalb des Haltetellers befindlichen Dämmstoffs separiert. In der in Figur 4a gezeigten Ausführungsform ist an dem Halteelement 5 ein Spreizbereich 6 angeordnet. In dieser Ausführungsform sind das Halteelement 5 und der Spreizbereich 6 zwei separate Bauteile, die derart formschlüssig aneinander angeordnet sind, dass sie sich in einer axialen Richtung relativ zueinander bewegen können. Dem Fachmann sind allerdings auch andere Realsierungen für das Zusammenspiel von Halteelement 5 und Spreizbereich 6 bekannt. Beispielsweise können beide durch eine Sollbruchstelle miteinander verbunden werden. Darüber hinaus kann zwischen dem Spreizbereich 6 und dem Halteelement 5 ein weiteres Bauteil angeordnet sein.

Figur 4b zeigt eine alternative Ausgestaltung des Gegenmittels 55. In dieser Ausführungsform ist nur ein Vorsprung vorhanden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist das Halteelement 5 drei oder vier dieser sich axial erstreckenden Vorsprünge als Gegenmittel 55 auf.

Die Figuren 5a bis 5c zeigen in mehreren Schritten den Ablauf der Montage einer Ausführungsform des Befestigungssystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 5a zeigt die Anordnung einer Ausführungsform des Befestigungssystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Dämmstoffelement 2 und einem Untergrund 3. Hierfür wurde vorher in das Dämmstoffelement 2 und in den darunter angeordneten Untergrund 3 ein Loch gebohrt. Anschließend wurde das Befestigungssystem 1, das ein Befestigungselement 4, ein Halteelement 5 und einen Spreizbereich 6 aufweist, in das Loch eingeführt. Grundsätzlich kann zuerst das Befestigungselement 4 in dem Halteelement 5 angeordnet werden und dann das Befestigungssystem 1 mit dem Befestigungselement 4, dem Haltelement 5 und dem Spreizbereich 6 in das Loch eingeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Befestigungssystem 1 aber auch schrittweise in das Loch eingeführt werden, indem zuerst nur das Halteelement 5 gegebenenfalls mit dem Spreizbereich 6 in dem Loch angeordnet wird und anschließend das Befestigungselement 4 in dem Halteelement 5 und dem Spreizbereich 6.

In der in Figur 5a gezeigten Ausführungsform wurde das Haltelement 5 soweit in dem

Loch angeordnet, dass der Halteteller 52 des Halteelements 5 auf der Oberfläche des Dämmstoffelements 2 aufliegt. Das Befestigungssystem i ist vorzugsweise ausgestaltet, um mit einem Dämmstoffelement 2 mit einer bestimmten Dicke verwendet zu werden. Dies stellt sicher, dass das Befestigungssystem i fest mit dem Untergrund 3 verbunden wird, wenn der Halteteller 52 auf der Oberfläche aufliegt. In der in Figur 5a gezeigten Ausführungsform ist das Befestigungssystem 1 derart ausgestaltet, dass sich der Spreizbereich 6 des Befestigungssystems 1 in dem Loch des Untergrunds 3 befindet, wenn der Halteteller 52 auf dem Dämmstoff aufliegt.

In einem nächsten Schritt wird dafür gesorgt, dass das Befestigungssystem 1 an oder in dem Untergrund 3 befestigt wird. In der in Figur 5a gezeigten Ausführungsform wird dies dadurch realisiert, dass der Befestigungsbereich 41 des Befestigungselements 4 in den Spreizbereich 6 bewegt wird. Hierdurch werden der Spreizbereich 6 und auch der Befestigungsbereich 41 des Befestigungselements 4 in dem Loch in dem Untergrund 3 verankert. Wie oben bereits erläutert, umfasst die vorliegende Erfindung auch andere Möglichkeiten, um zumindest das Befestigungselement 4 an oder in dem Untergrund 3 zu befestigen.

In dieser Ausführungsform wird das Befestigungselement 4 gedreht und bewegt sich dadurch in dem Halteelement 5 in Richtung Untergrund 3. Dadurch wird der Befestigungsbereich 41 in den Spreizbereich 6 in dem Loch in dem Untergrund 3 geschraubt.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird das Befestigungselement 4 relativ zum Halteelement 5 axial in Richtung Untergrund 3 bewegt. Das ist bei dieser Ausführungsform wichtig, weil durch diese Relativbewegung das Außengewinde 42 soweit in den Halteschaft 51 bewegt wird, dass das Halteelement 5 anschließend relativ zum Befestigungselement 4 in den Dämmstoff bewegt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dies aber nicht zwingend notwendig. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass sich beim Einführen des Befestigungssystems 1 in das Loch das Außengewinde 42 bereits in einer Position in dem Halteschaft 51 befindet, die die axiale Relativbewegung zwischen Außengewinde 42 und Halteschaft 51 beim Drehen des Halteelements 5 relativ zum Befestigungselement 4 zum Bilden der Vertiefung ermöglicht. In dem Fall wäre es zweckmäßig, nicht nur das Befestigungselement 4, sondern auch das Halteelement 5 beim Befestigen an oder in dem Untergrund 3 zu drehen, um die Relativbewegung zwischen beiden zu reduzieren oder zu verhindern.

Wie bereits erwähnt, verursacht diese Drehbewegung in dieser Ausführungsform auch eine Bewegung des Außengewindes 42 relativ zu dem Halteschaft 51. Der Halteschaft 51 wird in dem Loch in dem Dämmstoffelement 2 gehalten und dreht sich nicht, wenn das Befestigungselement 4 in dem Halteelement 5 gedreht wird. Dies kann an der Reibung zwischen der Außenseite des Halteschafts 51 und dem Dämmstoffelement 2 liegen. Die Ursache hierfür können beispielsweise auch Vorsprüngen an der Außenseite des Halteschafts 51 sein oder andere Effekte. Das Außengewinde 42 des Befestigungselements 4 bewegt sich dann relativ zu dem Gegenmittel 55 des Haltelements 5. In der hier gezeigten Ausführungsform wird das Gegenmittel 55 durch Vorsprünge gebildet, die sich in axialer Richtung in dem Halteschaft 51 erstrecken. Durch die Relativbewegung zwischen Außengewinde 42 und Gegenmittel 55 bilden das Außengewinde 42 Ausnehmungen in den Vorsprüngen des Gegenmittels 55, so dass das Gegenmittel 55 wie ein komplementäres Innengewinde wirkt.

Figur 5b zeigt das Befestigungssystem 1 nachdem der Befestigungsbereich 41 in dem Untergrund 3 befestigt wurde. Die Verankerung des Befestigungselements 4 am oder im Untergrund 3 ist nun abgeschlossen. Außerdem befindet sich das Außengewinde 42 in einer Position im Halteschaft 51, die eine Relativbewegung des Halteschafts 51 in Richtung Untergrund 3 relativ zu dem Außengewinde 42 ermöglicht. Der Halteteller 52 befindet sich noch immer auf der Oberfläche des Dämmstoffelements 2. Nun wird die Vertiefung in dem Dämmstoffelement 2 gebildet. Hierfür wird aber nicht wie im Stand der Technik das Befestigungselement 4 einfach weiter in den Untergrund 3 bewegt. Dies kann die Verlässlichkeit der Verankerung des Befestigungselements 4 im Untergrund 3 beeinflussen. Darüber hinaus kann dabei das Befestigungselement 4, insbesondere wenn es aus Kunststoff hergestellt wurde, beschädigt werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb nun das Halteelement 5 relativ zu dem Befestigungselement 4 gedreht. Das Halteelement 5 weist eine Werkzeugaufnahme 53 auf, die in der vorliegenden Ausführungsform in dem Halteteller 52 ausgebildet ist. In diese Werkzeugaufnahme 53 kann ein Werkzeug eingreifen, das das Halteelement 5 dreht. Da das Befestigungselement 4 fest an oder in dem Untergrund 3 befestigt ist, ist die Drehung des Halteelements 5 häufig nicht geeignet, um auch das Befestigungselement 4 zu drehen, so dass die gewünschte Drehung des Halteelements 5 relativ zu dem Befestigungselement 4 stattfindet. Alternativ kann das Werkzeug auch in die Antriebsaufnahme 43 des Befestigungselements 4 eingreifen und dieses halten, während das Halteelement 5 gedreht wird.

Bei der in Figur 5b gezeigten Ausführungsform weist das Befestigungssystem 1 ein Halteelement 5 und einen Spreizbereich 6 auf. Wie bereits oben erläutert, sind der Spreizbereich 6 und das Halteelement 5 vorzugsweise zwei separate Teile oder können beispielsweise mit Hilfe einer Sollbruchstelle auf einfache Weise voneinander getrennt werden. Dies ist wichtig, weil bei einem Drehen des Halteelements 5, insbesondere des Halteschafts 51 und des Haltetellers 52 der Spreizbereich 6 nicht mitdrehen soll, um die Befestigung des Befestigungselements 4 an dem Untergrund 3 nicht zu beeinflussen.

Durch das Zusammenspiel des Außengewindes 42 des Befestigungselements 4 und des Gegenmittels 55 des Halteelements 5 bewegt sich das drehende Halteelement 5 auf einer Schraubenlinie, wie eine zylindrische Spirale in Richtung Untergrund 3. Dadurch dreht sich insbesondere der Halteteller 52 und er drückt auf die Oberfläche des Dämmstoffelements 2. Das an dem Halteteller 52 drehfest angeordnete mindestens eine Schneidmittel 54 schneidet dadurch das Dämmstoffelement 2 an dem Umfang des Haltetellers 52 ein. Außerdem komprimiert der Halteteller 52 den unter ihm befindlichen Bereich des Dämmstoffelements 2. Durch dieses Zusammenspiel aus Schneiden und Komprimieren wird die Vertiefung in dem Dämmstoffelement 2 gebildet. Aber wie bereits oben erläutert, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bestandteil Schneiden in dem Schneidmittel 54 als Oberbegriff für eine Vielzahl von Trennverfahren verwendet, wie Schneiden, Fräsen, Hobeln, Brechen usw.. Mit Hilfe des Schneidmittels wird der Dämmstoff unter dem Halteteller 52 von dem restlichen Dämmstoff des Dämmstoffelements 2 getrennt.

Das Halteelement 5 kann beispielsweise so lange gedreht werden, bis das hintere Ende des Befestigungselements 4 mit der Oberfläche des Haltetellers 52 abschließt. Dem Monteur kann aber auch auf andere Weise mitgeteilt werden, wenn eine ausreichend tiefe Vertiefung gebildet wurde. Hierfür kann das Werkzeug beispielsweise einen Tiefenanschlag aufweisen. Häufig ist es wichtig, dass die Vertiefung eine für eine vorgefertigte Rondelle aus einem Dämmstoff passende Größe aufweist. Bei der in Figur 5c gezeigten Position des Befestigungssystems 1, hat das Halteelement 5 die Vertiefung gebildet und die Vertiefung wurde bereits mit einer passenden Rondelle wieder geschlossen.

Die Figuren 6a und 6b zeigen zwei Ansichten einer Ausführungsform eines Werkzeugs 100 zum Setzen eines Befestigungssystems 1 zum vertieften Halten eines Dämmstoffelements 2. Das Werkzeug 100 weist mehrere Bauteile auf. Dazu gehört ein Befestigungsbauteil 110, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einer Antriebsaufnahme 43 eines Befestigungselements 4 des Befestigungssystems 1. Das Werkzeug 100 weist auch ein Haltebauteil 120 auf, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einer Werkzeugaufnahme 53 eines Halteelement 5 des Befestigungssystems 1. Darüber hinaus weist das Werkzeug 100 auch ein Antriebsbauteil 130 auf, das ausgestaltet ist zum Verbinden mit einem Antrieb. In der hier gezeigten Ausführungsform weist das Werkzeug 100 außerdem einen Tiefenanschlag 140 auf. Das Werkzeug 100 ist darüber hinaus ausgestaltet eine Drehbewegung des Antriebs auf das Befestigungsbauteil 110 zu übertragen und sobald das Befestigungsbauteil 110 eine bestimmte Position relativ zu der Oberfläche des Dämmstoffelements 2 erreicht hat, wird die Übertragung der Drehbewegung auf das Befestigungsbauteil 110 beendet und stattdessen die Drehbewegung des Antriebs auf das Haltebauteil 120 übertragen.

Figuren 7a und 7b zeigen Außenansichten von zwei Ausführungsformen des Halteelements 5, wie sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Figuren veranschaulichen zwei Alternativen für die Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 53. Bei der Ausführungsform in Figur 7a weist das Halteelement 5 am Halteteller 52 eine Werkzeugaufnahme 53a auf, die durch Vorsprünge - in dieser Ausführungsform drei Vorsprünge -gebildet wird. Ein entsprechendes Werkzeuge 100 weist dann Bauteile auf, die ausgestaltet sind, um die Vorsprünge der Werkzeugaufnahme derart zu kontaktieren, dass eine Drehbewegung übertragen werden kann. Bei der in Figur 7b gezeigten Ausführungsform hat die Werkzeugaufnahme 53b Ausnehmungen, mit deren Hilfe von entsprechenden Bauteilen eines Werkzeugs 100 eine Drehbewegung übertragen werden kann. Figuren 8a und 8b zeigen eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht eines Außengewindes 42, wie es im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Außengewinde 42 ist ausgestaltet, um Ausnehmungen und/oder Vorsprünge in dem mindestens einen Gegenmittel zu bilden. Gemäß der in den Figuren 8a und 8b gezeigten Ausführungsform weist das Außengewinde 42 dafür verschiedene Bereiche auf.

Ausgehend von dem Ende des Außengewindes 42, das näher am Befestigungsbereich 41 angeordnet ist, kann das Außengewinde 42 zuerst einen Bereich 200 mit einem Vorschneidegewinde aufweisen. In der hier gezeigten Ausführungsform weist das Gewinde in diesem Bereich 200 mit dem Vorschneidgewinde einen Außendurchmesser auf, der entlang der Erstreckung des Vorschneidegewindes im Wesentlichen immer größer wird. Dies ist insbesondere aus der perspektivischen Ansicht in Figur 8b ersichtlich. Das Vorschneidegewinde ist ausgestaltet, um ein leichtes Ein- bzw. Vorschneiden zu ermöglichen. Danach ist in dieser Ausführungsform ein Gewindeformbereich 210 mit einem größeren Gewindeaußendurchmesser angeordnet. In diesem Bereich befindet sich vorzugsweise der größte Gewindeaußendurchmesser des Außengewindes 42. Dieser Gewindeformbereich 210 kann auf den Gewindeflanken Fräsrippen aufweisen, zum weiteren Schneiden des Gewindes in dem Gegenmittel. Dahinter kann dann ein Bereich 220 mit einem Befestigungsgewinde angeordnet sein, das vorzugsweise wieder einen etwas kleineren Gewindedurchmesser aufweist. Zur Veranschaulichung wurden in Figur 8a die unterschiedlichen Bereiche klar abgegrenzt. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass die Übergänge zwischen dem Bereich 200 mit Vorschneidgewinde, dem Gewindeformbereich 210 und dem Bereich 220 mit Befestigungsgewinde fließend sind.

Darüber hinaus kann das Außengewinde 42 eine Ausnehmung oder mehrere Ausnehmungen 230 in dem Gewinde aufweisen. Die eine oder die mehreren Ausnehmungen 230 können den Abtransport von Material beim Bilden des Gegenmittels vereinfachen. Sie werden auch als Räumkante bezeichnet. In der in den Figuren 8a und 8b gezeigten Ausführungsform sind die Ausnehmungen 230 im Bereich mit dem Vorschneidegewinde 200 und im Gewindeformbereich 210 angeordnet.