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Die Erfindung bezieht sich auf ein einteiliges Befestigungselement zum Verankern von Gegenständen in
Bohrlöchern von Bauteilen od. dgl., beispielsweise aus Beton, wobei der Durchmesser des Bohrloches unter dem grössten Aussendurchmesser des Befestigungselementes liegt, mit gegenüber dem Bauteil geringerer
Materialfestigkeit bzw. -härte, mit einem Verankerungsteil, der zumindest aus einem zu seinem ins Bohrloch einführbaren Ende hin sich verjüngenden, bombierten Abschnitt besteht, an den sich gegebenenfalls ein zylindrischer Abschnitt und ein Befestigungsansatz anschliesst, wobei zumindest der Verankerungsteil eine axiale
Bohrung aufweist.
Befestigungselemente sind bereits in verschiedenen Ausführungen bekanntgeworden. So gibt es beispielsweise Spreizdübel, die in Verbindung mit einem Nagel, einer Schraube od. dgl. verwendet werden, wodurch der Dübel sich im Bohrloch nach aussen verspreizt. Diese Spreizdübel sitzen erst nach Einbringen des
Spreizkörpers, z. B. einer Schraube, fest und sind entweder elastisch aufweitbar oder geschlitzt oder geteilt, so dass die vom Spreizkörper erzeugte Kraft durch die Dübelwandung hindurch wirksam werden kann. Durch die für die
Spreizung erforderliche Elastizität de ; Dübel sind jedoch die Auszugskräfte begrenzt.
Weiters wurde ein Befestigungsbolzen entwickelt, der einen über den grössten Teil seiner Länge kegelstumpfförmigen Schaft aufweist, der beim Verankerungsvorgang seine Form beibehält.
Der Kopf des Bohrers kann als Befestigungsansatz in verschiedenen Formen ausgebildet sein. Beim
Einschlagen dieses Befestigungsbolzens muss das Bohrloch, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser der
Bolzenspitze entspricht, durch den Befestigungsbolzen aufgeweitet werden. Obwohl der Winkel zwischen der
Erzeugenden des kegelstumpfförmigen Schaftes und seiner Achse relativ gering ist, so dass auch die Ausweitung des Bohrloches gering ist, wird die Bohrlochwandung bei der Ausweitung beschädigt und der angrenzende
Betonbereich erschüttert und gelockert. Diese Befestigungsbolzen weisen zwar höhere Auszugswerte auf als sie beispielsweise mit Spreizdübeln erreichbar sind, durch die kegelstumpfförmige Schaftform wird aber auch hier kein Maximum erreicht.
Eine weitere Ausführung (Schweizer Patentschrift Nr. 268121) von Befestigungsbolzen ist aus einem oder mehreren Blechstreifen zusammengerollt und trägt an der Mantelfläche längsverlaufende Sicken und an der
Innenwandung korrespondierende Wülste, wobei die in den Bolzen einzusetzende Schraube die Wülste deformiert bzw. in sie ein Gewinde schneidet. Auch durch diesen Vorgang wird die Spreizkraft des Dübelbolzens zumindest erhöht.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Befestigungselement zu schaffen, durch das ein optimaler Sitz im
Bohrloch erzielt wird, wobei aber keine Beschädigung oder Ausweitung des Bohrloches und somit auch keine
Schwächung des umliegenden Betonbereiches erfolgt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verankerungsteil als radial stauchbarer, vorzugsweise aus nicht gehärtetem Eisen bestehender Rotationshohlkörper mit geschlossener, glatter Mantelfläche ausgebildet ist.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem erfindungsgemässen Befestigungselement und allen andern bekannten Befestigungselementen liegt nun darin, dass, bedingt durch die axiale Bohrung des Verankerungsteiles und durch seine geringe Materialfestigkeit, die beim Einschlagen in das Bohrloch des Bauteiles auftretenden
Gegenkräfte eine radiale Stauchung des Verankerungsteiles bewirken. Dadurch wird die bei allen spreizenden
Befestigungselementen unvermeidliche Beschädigung der Bohrlochwandung und Erschütterung und Lockerung des umgebenden Wandteilbereiches verhindert, so dass optimale Auszugswerte erreicht werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass die Erzeugende des sich verjüngenden Abschnittes des Verankerungsteiles eine Parabel ist.
Aus diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ergeben sich weitere wesentliche Vorteile. Durch die spezielle Bombierung des sich verjüngenden Abschnittes des Verankerungsteiles konvergiert der Winkel zwischen der Bohrlochwandung bzw. der Achse des erfindungsgemässen Befestigungselementes und der Erzeugenden des sich verjüngenden Abschnittes gegen Null.
Dies bedeutet, dass die Keilwirkung des Verankerungsteiles mit zunehmender Einschlagtiefe abnimmt.
Gleichzeitig steigt auch der zum Einschlagen des Befestigungselementes nötige Kraftaufwand nicht im gleichen Ausmass wie die mit der Einschlagtiefe sich erhöhende Reibung zwischen Bohrlochwandung und Befestigungselement, da die vom Bauteil ausgeübten Gegenkräfte relativ geringer werden, so dass das Befestigungselement sich leichter einschlagen lässt als dies beispielsweise beim bekannten Befestigungsbolzen der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil der paraboloidförmigen Bombierung ergibt sich daraus, dass die Bohrlochwandung durch Verkanten des Befestigungselementes beim Einschlagen nicht aufgerauht bzw. beschädigt werden kann. Es treten daher durch die allseitige satte Anpressung der glatten Oberfläche des Befestigungselementes an die unbeschädigte Bohrlochwandung ausserordentlich hohe Auszugswerte auf.
Weiters richtet sich das Befestigungselement selbständig beim Einschlagen zum Bohrloch koaxial aus.
Da das erfindungsgemässe Befestigungselement in beliebigen Längen hergestellt werden kann, die Länge des sich verjüngenden Abschnittes vorzugsweise jedoch etwa das 4fache seines grössten Aussendurchmessers beträgt, ist weiters vorgesehen, dass der Verankerungsteil einen sich an den sich verjüngenden Abschnitt anschliessenden zylindrischen Abschnitt aufweist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Befestigungselement aus einem Rohr hergestellt ist. Die Herstellung des Befestigungselementes wird so wesentlich vereinfacht. Ein geeignetes Rohr kann in der gewünschten Länge abgeschnitten werden, worauf es wie bekannt an einem Ende kaltverformt und dabei radial gestaucht wird.
Bevorzugt steht die Wandstärke zumindest des sich verjüngenden Abschnittes des Verankerungsteiles zu seinem grössten Aussendurchmesser in einem Verhältnis von etwa 1 : 6, da das erfindungsgemässe
Befestigungselement dabei radial ausreichend stauchbar und gleichzeitig axial verformungsstabil ist.
Das freie Ende des Verankerungsteiles kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. So kann es einen Befestigungsansatz, beispielsweise eine Umbördelung aufweisen, oder auch beliebig anders, beispielsweise als Haken, Öse usw. geformt sein.
Wenn der Befestigungsansatz als Umbördelung ausgebildet ist, tritt ein weiterer Vorteil des bombierten Abschnittes besonders in Erscheinung. Bei gänzlich eingeschlagenem Verankerungsteil wird durch weitere überzählige Schläge eine weitaus geringere Lockerung des Befestigungselementes im Bohrloch erzielt, da die Keilwirkung des Verankerungsteiles bedeutend geringer ist als beispielsweise beim eingangs erwähnten bekannten Befestigungsbolzen. Auch dadurch wird der Auszugswert weiter erhöht.
Erfindungsgemäss ist weiters vorgesehen, dass das freie Ende des Verankerungsteiles mit einem maximal bis zum Beginn des sich verjüngenden Abschnittes reichenden Innengewinde versehen ist, so dass beispielsweise Schrauben in das Befestigungselement eingeschraubt werden können.
Vorzugsweise ist das Befestigungselement aus nichtgehärtetem Eisen hergestellt, doch sind auch andere Materialien, beispielsweise geeignete Kunststoffe, denkbar.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Ebenso sollen die in den nachstehenden Patentansprüchen angeführten Bezugszeichen keine Einschränkung bedeuten, sondern dienen lediglich dem erleichterten Auffinden bezogener Teile in den Figuren der Zeichnungen.
Die Fig. l, 2 und 3 zeigen im Längsschnitt verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Befestigungselementes und die Fig. 4 zeigt ebenfalls im Längsschnitt ein in einem Bauteil eingesetztes Befestigungselement entsprechend der Fig. 1.
Das erfindungsgemässe Befestigungselement-l--besitzt einen in ein Bohrloch --9-- des Bauteiles - -7--, vorzugsweise ein Betonelement, einschlagbaren Verankerungsteil--2--, wobei in den Ausführungsbeispielen nach Fig. l, 2 und 4 das Befestigungselement --1-- nur aus dem Verankerungsteil --2-- besteht.
Der Verankerungsteil --2-- ist mit einer axialen Bohrung ---3-- versehen und weist zu seinem in das
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seinem Aussendurchmesser --10-- im Verhältnis von etwa 1 : 6 steht, wobei selbstverständlich die Bohrung --3-- bereits durch die Rohrwandung gebildet ist.
Beim Einschlagen des Befestigungselementes-l-in das Bohrloch-9--, dessen Durchmesser kleiner
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Anpressung seiner glatten Oberfläche eine optimale Haftung im Bohrloch --9-- erzielt wird.
Der sich verjüngende und in eine gekappte Spitze auslaufende Abschnitt --4-- kann beliebig geformt sein. Bevorzugt und in den Zeichnungen dargestellt, ist er jedoch bombiert, wobei seine Erzeugende Teil einer Parabel ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine maximale Schonung der Bohrlochwandung beim Einschlagen erreicht, so dass das Befestigungselement einen besonders hohen Auszugswert aufweist.
In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 schliesst sich an den sich verjüngenden Abschnitt
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Die Ausführung nach Fig. 2 kann vor allem für die Durchsteckmontage von Gegenständen, die Ausführung nach Fig. 3 insbesondere zur Befestigung von beispielsweise Brettern, Platten od. dgl. verwendet werden, wobei das Befestigungselement in Art eines Nagels gehandhabt wird.
In Fig. 4 ist die Verformung des Verankerungsteiles--2--dargestellt. Das Bohrloch --9-- ist
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Bohrlochwandung beschädigt und der umgebende Bereich des Bauteiles erschüttert und gelockert, sondern der Verankerungsteil --2-- radial gestaucht und somit dem Durchmesser des Bohrloches angeglichen.
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Ein Befestigungselement aus nicht gehärtetem Eisen entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 4 kann beispielsweise einen grössten Aussendurchmesser von 9 mm, einen kleinsten Aussendurchmesser von 6 mm, eine Wandstärke von 1, 5 bis 2 mm und eine Länge von etwa 35 bis 40 mm aufweisen. Nach dem Einschlagen in ein Bohrloch von 8 mm in einem Betonteil der Betongüte B 320 weist das Befestigungselement einer ausziehenden Kraft bis zu 1, 5 t Widerstand auf.
Das Befestigungselement nach Fig. 2 oder 3 leistet bei sonst gleichen Massen und einem zylindrischen Abschnitt--5--von ebenfalls etwa 35 bis 40 mm Länge einer ausziehenden Kraft bis zu 2, 3 t Widerstand.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einteiliges Befestigungselement zum Verankern von Gegenständen in Bohrlöchern von Bauteilen od. dgl., beispielsweise aus Beton, wobei der Durchmesser des Bohrloches unter dem grössten Aussendurchmesser des Befestigungselementes liegt, mit gegenüber dem Bauteil geringerer Materialfestigkeit bzw.
-härte, mit einem Verankerungsteil, der zumindest aus einem zu seinem ins Bohrloch einführbaren Ende hin sich verjüngenden, bombierten Abschnitt besteht, an den sich gegebenenfalls ein zylindrischer Abschnitt und ein Befestigungsansatz anschliesst, wobei zumindest der Verankerungsteil eine axiale Bohrung aufweist, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Verankerungsteil (2) als radial stauchbarer, vorzugsweise aus nicht gehärtetem Eisen bestehender Rotationshohlkörper mit geschlossener, glatter Mantelfläche ausgebildet ist.
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