Befestigungsorgan Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befesti gungsorgan mit einer Schraube, welche eine Hülse mit spreizbaren Teilen und einen mutterartig ausgebil deten Spreizkonus trägt.
Derartige Befestigungsorgane sind an sich be kannt und dienen der Befestigung von Gegenständen aller Art an irgendeiner Unterlage,<B>*</B> vor allem einer Mauer oder einem Holzteil. Dabei wird in der Unter lage ein Befestigungsloch vorbereitet, dann die Spreiz- hülse mit dem daran sitzenden Spreizkonus in das Befestigungsloch eingeführt, hierauf der mit einem passenden Befestigungsloch versehene Gegenstand auf die Unterlage aufgesetzt und schliesslich die Be festigungsschraube durch den Gegenstand in die Spreizhülse und in den Spreizkonus eingeführt. Durch nachfolgendes Festziehen der Befestigungsschraube wird die Spreizhülse durch den Spreizkonus gespreizt, und dadurch werden diese Teile fest in der Unterlage verankert.
Diese Befestigungsart hat den Nachteil, dass die Spreizhülse mit dem Spreizkonus in einem separaten Arbeitsgang in das Befestigungsloch der Unterlage eingeführt werden muss, wobei es auch er forderlich ist, dass der Spreizkonus an der Spreizhülse ohne Mithilfe der Befestigungsschraube selbst ge halten wird.
Neuerdings wird nun mit Vorteil ein anderes Be festigungsverfahren verwendet, bei welchem die be reits auf die Schraube aufgesetzte Spreizhülse mit dem Spreizkonus durch den bereits auf die Unterlage auf gelegten Gegenstand eingeführt wird, wodurch ein Arbeitsgang erspart und das Verschrauben der Be festigungsschraube mit dem Spreizkonus wesentlich erleichtert wird. Dieses Befestigungsverfahren hat jedoch den Nachteil, dass das Befestigungsloch in dem zu befestigenden Gegenstand mindestens den Aussen durchmesser der ungespreizten Spreizhülse aufweisen muss, damit dieselbe in der erwähnten Weise durch dieses Befestigungsloch eingeführt werden kann.
Da anderseits die Spreizhülse bei den bekannten Befesti gungsmitteln ausschliesslich im Befestigungsloch der Unterlage sitzt, entsteht ein seitliches Spiel zwischen dem aus der Unterlage herausragenden Schrauben schaft und dem Befestigungsloch des befestigten Ge genstandes.
Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die im Nichtgebrauchszustand eine annähernd zylindri sche Aussenfläche aufweisende Spreizhülse im Ge brauchszustand bis an den Kopf der Schraube reicht. Es wird damit eine praktisch spielfreie seitliche Füh rung des befestigten Gegenstandes durch die bis min destens annähernd an den Schraubenkopf reichende Spreizhülse erzielt.
Diese Bedingung könnte erfüllt werden, indem die lose auf der Schraube sitzende Spreizhülse beim Einschieben durch die Befesti gungslöcher des zu befestigenden Gegenstandes und der Unterlage infolge der Wandreibung bis an den Schraubenkopf vorgeschoben würde, falls sie nicht diese Lage ohnehin bereits einnimmt. Hierbei würde jedoch in den meisten Fällen aus nachstehend eingehender erläuterten Gründen ein richtiges Festziehen der Schraube, das heisst ein sattes Festklemmen des Ge genstandes zwischen dem Schraubenkopf und der Unterlage in Frage gestellt, weil in einem bestimmten Stadium die bereits am Schraubenkopf anliegende,
zugleich bereits in der Unterlage fest verankerte Spreizhülse keine weitere Axialverschiebung des Schraubenkopfes auf den zu befestigenden Gegen stand zu gestatten würde.
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Befestigungs organ der erwähnten Art zu schaffen, welches eine tadellose Sicherung des Gegenstandes in axialer und radialer Richtung bei Anwendung des beschriebenen Befestigungsverfahrens erlaubt. Es ist dadurch ge kennzeichnet, dass im zum Einsetzen in ein Loch bestimmten Gebrauchszustand des Befestigungsorgans eine axiale Relativverschiebung zwischen der Schraube und der spreizbaren Hülse verhindert ist, ohne eine freie Drehung der spreizbaren Teile auf der Schraube zu beeinträchtigen, dass aber eine Relativverschiebung der Schraube und der Hülse beim Festziehen der Schraube möglich ist.
Damit wird es nun möglich, das Befestigungsorgan in der erwähnten Weise in die Befestigungslöcher einzuschieben, wobei die auftre tende Wandreibung nicht imstande ist, eine Relativ verschiebung zwischen Schraube und spreizbarer Hülse hervorzurufen, während die Möglichkeit eines nachträglichen Festziehens der Schraube erhalten bleibt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel und eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Be festigungsorgans beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung des Befestigungsorgans mit gespreizter Hülse; die Fig.2 bis 4 veranschaulichen verschiedene Stadien des Befestigungsvorganges mittels des erfin dungsgemässen Befestigungsorgans; Fig. 5 ist eine Abwicklung der Spreizhülse des in Fig. 1 dargestellten Befestigungsorgans, und Fig. 6 ist eine Abwicklung einer Ausführungs variante des erfindungsgemässen Befestigungsorgans.
Das in Fig. 1 dargestellte Befestigungsorgan be steht aus einer eigentlichen Kopfschraube 1 mit einem Gewinde 2 und dem Kopf 3, aus einem mutterartig mit der Schraube 1 verschraubten Ring 4 mit einer konischen Spreizfläche 5 und einer Spreizhülse 6. Die Spreizhülse 6 ist längs zweier diametral gegen überliegender Mantellinien geschlitzt, und zwar geht der in Fig. 1 sichtbare Schlitz bis annähernd an das hintere Ende der Spreizhülse, während sich der in Fig. 1 unsichtbare Schlitz über die ganze Hülsen länge erstreckt. Wie die Abwicklung in Fig. 5 zeigt, sind in der Nähe des hintern Endes der Spreizhülse in Querrichtung bzw.
Umfangsrichtung verlaufende Einschnitte und Schlitze 7 vorgesehen, welche eine erhebliche Schwächung der Hülse ergeben. Zwischen den Schlitzen und Einschnitten 7 entstehen in Um fangsrichtung verlaufende, verhältnismässig sehwache Stege 8, die unter einem, durch die Hülse übertra genen Axialdruck leicht verbogen werden und damit eine Stauchung der Hülse in dem mit den Schlitzen und Einschnitten 7 versehenen Mantelstück gestatten.
Zur Befestigung eines Gegenstandes 9 an einer Unterlage 10, z. B. einer Mauer, wird der Gegenstand 9 auf die Unterlage aufgelegt, und dann werden in einem einzigen Arbeitsgang koaxiale Befestigungs löcher 11 bzw. 12 gleichen Durchmessers im Gegen stand 9 und in der Unterlage 10 gebohrt. Die Be festigungsschraube 1 mit darauf aufgesetzter Spreiz- hülse 6 und aufgesetztem Spreizring 4 wird dann in dem in Fig. 2 dargestellten Zustand, das heisst bei ungespreizter Hülse 6, in die in Fig. 2 dargestellte Lage eingeführt.
Die Schraube 1 wird nun fest gezogen, wodurch der Spreizring 4 zwischen die Schraube 1 und die Lappen der Spreizhülse 6 ein dringt und die Hülse gemäss Fig. 3 spreizt und in der Unterlage 10 verankert. Es ist nun sehr gut möglich, dass infolge inhomogener Beschaffenheit der Unterlage 10 die Befestigungsschraube bei diesem Spreizvorgang in die in Fig. 3 dargestellte Lage nach aussen gedrängt wird. Der vordere, durch den Spreiz- ring 4 fest in der Unterlage 10 verankerte Teil der Spreizhülse 6 kann jedoch nicht mehr axial ver schoben werden.
Wie Fig.3 deutlich zeigt, wäre eine solche Verankerung von geringem Wert, weil der Kopf 3 der Befestigungsschraube von dem zu befesti genden Gegenstand 9 abgehoben ist und somit keine Sicherung gegen ein Abheben des Gegenstandes von der Unterlage 10 bietet. Wird nun jedoch, nachdem sowohl die Spreizhülse 6 als auch der Spreizring 4 so stark festgeklemmt sind, dass eine weitere Axial verschiebung derselben unmöglich ist, die Schraube 3 weiter festgezogen, so presst ihr Kopf 3 gegen das an ihm anliegende Ende der Spreizhülse 6, wo durch dieselbe an der durch die Einschnitte und Schlitze 7 geschwächten Stelle gestaucht wird. Dabei wird schliesslich die in Fig.4 dargestellte Endlage erreicht, in welcher der Gegenstand 9 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung vollständig gesichert ist.
Sollte die Befestigung später wieder locker werden, so könnte die Schraube nötigenfalls unter weiterer Stauchung der geschwächten Stelle der Spreizhülse 6 nachgezogen werden. Durch die Stau chung werden gewisse Teile der geschwächten Stelle der Spreizhülse 6 in radialer Richtung leicht ge spreizt, wodurch der Halt der Spreizhülse 6 im Be festigungsloch der Unterlage 10 noch verbessert wird. Die geschwächte, stauchbare Stelle erleichtert natür lich auch das Spreizen der Lappen der Spreizhülse, indem der Biegewiderstand an dieser Stelle sehr ge ring ist.
Natürlich könnte die Spreizhülse 6 eine ge schwächte stauchbare Stelle aufweisen, die anders ausgebildet ist als die in Fig. 5 dargestellte. Fig. 6 zeigt beispielsweise eine solche geschwächte Stelle in Abwicklung, die aus einem federartigen Verbindungs steg 13 besteht. Es wäre jedoch auch möglich, eine spreizbare Hülse zu verwenden, an die gegen hinten zu ein stauchbarer bzw. zusammendrückbarer Zwi schenteil und an diesen ein rohrartiger, nicht spreiz- barer Teil anliegt.
Diese drei Teile wären im Nicht gebrauchszustand des Befestigungsorgans auf die Schraube 1 ohne gegenseitige Verbindung aufgesetzt und würden durch den Spreizring 4 gegen Abfallen von der Schraube 1 gesichert. Dabei könnte der zusammendrückbare Zwischenteil federnd, z. B. eine Schraubenfeder, sein oder aus einem Röhrchen aus duktilem Material, z. B. Blei, Gummi, Kunststoff oder dergleichen, bestehen.
Die Spreizhülse nach Fig. 1 und 5 oder 6 kann vorzugsweise durch Stanzen in flachem Zustand gemäss den Abwicklungen nach Fig.5 und 6 und anschliessendes Rollen zu einer Hülse fabriziert wer den. Das zusammendrückbare Mantelstück könnte auch aus zwei satt ineinandergeschobenen, rohrartigen Teilen bestehen, die beim Auftreten starker axialer Drücke weiter ineinandergeschoben werden.
Es kann jedoch auch von besonderem Vorteil sein, kein zusammendrückbares, zwischen den spreiz- baren Teilen der Spreizhülse und dem Schraubenkopf angeordnetes Mantelstück, sondern eine direkte Ver ankerung der Spreizhülse an der Schraube bzw. an deren Gewinde vorzusehen. Zu diesem Zwecke ist allerdings im Gegensatz zu den dargestellten Aus führungsbeispielen vorzugsweise eine Schraube vor zusehen, deren Gewinde bis an den Schraubenkopf reicht. Ferner unterscheidet sich ein so beschaffenes Befestigungsorgan von den dargestellten wesentlich dadurch, dass die Spreizhülse nicht ganz bis an den Schraubenkopf, jedoch in das Befestigungsloch des befestigten Gegenstandes reicht. Die Verankerung an der Schraube kann z.
B. mit Hilfe eines Federringes von der Art eines Seegerringes geschehen, welcher am hintern Ende der Spreizhülse auf das Schrauben gewinde aufgesetzt ist, damit eine Verschiebung der Spreizhülse gegen den Schraubenkopf verhindert wird, wenn das Befestigungsorgan in die Befestigungs löcher eingeschoben wird. Ist die Spreizhülse bereits fest in der Unterlage verankert und soll die Schraube noch weiter festgezogen werden, so ist dies ohne wei teres möglich, weil bei den nun auftretenden hohen Kräften der Federring aus den Gewindegängen aus gehoben und auf dem Gewinde verschoben wird und damit ein weiteres Eindringen der Schraube in die Spreizhülse gestattet.
Anstelle eines Federringes kann auch irgendein anderes geeignetes Sperrorgan vor gesehen sein, welches nur unter Überwindung eines bestimmten Widerstandes auf dem Schraubengewinde verschoben werden kann. Es ist natürlich auch mög lich, ein auf dem glatten Schraubenschaft mit pas sendem Widerstand verschiebbares Sperrorgan vor zusehen. Es wäre schliesslich auch möglich, bei einer Schraube mit durchgehendem Gewinde eine schmale Gewindemutter, z. B. eine aus Blech ge stanzte Gewindemutter, mit einzelnen, längs einer Schraubenlinie angeordneten, in die Gewindegänge greifenden Lappen vorzusehen.
Eine solche Mutter hätte den besonderen Vorteil, beim Einschieben des Befestigungsorgans in seine Befestigungslöcher jede Relativbewegung zwischen der Spreizhülse und der Schraube auch bei grossem Reibungswiderstand mit Sicherheit zu verhindern, während sie anderseits das nachträgliche Festziehen der Schraube unter allen Umständen praktisch ohne Widerstand ermöglichen würde.
Fastening member The present invention relates to a fastening member with a screw which carries a sleeve with expandable parts and a nut-like ausgebil Deten expansion cone.
Such fastening elements are known per se and are used to fasten objects of all kinds to any substrate, especially a wall or a piece of wood. A fastening hole is prepared in the base, then the expansion sleeve with the expansion cone attached to it is inserted into the fastening hole, the object provided with a suitable fastening hole is then placed on the base and finally the fastening screw through the object into the expansion sleeve and in the expansion cone introduced. By subsequently tightening the fastening screw, the expansion sleeve is expanded by the expansion cone, and these parts are firmly anchored in the base as a result.
This type of fastening has the disadvantage that the expansion sleeve with the expansion cone must be inserted into the mounting hole of the pad in a separate operation, whereby it is also necessary that the expansion cone is held on the expansion sleeve without the aid of the fastening screw itself.
Recently, another fastening method is being used with advantage, in which the expansion sleeve with the expansion cone already placed on the screw is introduced through the object already placed on the pad, which saves one operation and the screwing of the fastening screw with the expansion cone is essential is facilitated. However, this fastening method has the disadvantage that the fastening hole in the object to be fastened must have at least the outer diameter of the unspread expanding sleeve so that it can be inserted through this fastening hole in the manner mentioned.
Since, on the other hand, the expansion sleeve in the known fastening means sits exclusively in the mounting hole of the pad, there is a lateral play between the protruding screw shaft and the mounting hole of the attached Ge object.
This disadvantage can be avoided if the expansion sleeve, which has an approximately cylindri cal outer surface when not in use, extends to the head of the screw when in use. It is thus a practically backlash-free lateral Füh tion of the attached object achieved through the expansion sleeve reaching up to min least approximately to the screw head.
This condition could be met by the expansion sleeve sitting loosely on the screw when inserted through the fastening holes of the object to be fastened and the pad would be advanced due to the wall friction up to the screw head, if it does not already occupy this position. Here, however, in most cases, for reasons explained in more detail below, correct tightening of the screw, that is, a tight clamping of the object between the screw head and the base, would be called into question, because at a certain stage the already resting on the screw head,
at the same time already firmly anchored in the base expansion sleeve would not allow any further axial displacement of the screw head on the object to be attached.
It is the aim of the invention to provide a fastening organ of the type mentioned, which allows a perfect securing of the object in the axial and radial directions when using the fastening method described. It is characterized in that in the state of use of the fastening element intended to be inserted into a hole, an axial relative displacement between the screw and the expandable sleeve is prevented without impairing free rotation of the expandable parts on the screw, but that a relative displacement of the screw and the sleeve when tightening the screw is possible.
This now makes it possible to insert the fastening element in the above-mentioned manner into the fastening holes, with the wall friction incapable of causing a relative displacement between the screw and the expandable sleeve, while the possibility of subsequent tightening of the screw is retained.
In the drawing, an embodiment and a variant of the inventive loading fastening member is shown, for example.
Fig. 1 is a perspective view of the fastening member with the sleeve expanded; FIGS. 2 to 4 illustrate different stages of the fastening process by means of the fastening element according to the invention; FIG. 5 is a development of the expansion sleeve of the fastening element shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a development of an embodiment variant of the fastening element according to the invention.
The fastening element shown in Fig. 1 be available from an actual head screw 1 with a thread 2 and the head 3, from a nut-like with the screw 1 screwed ring 4 with a conical expansion surface 5 and an expansion sleeve 6. The expansion sleeve 6 is along two diametrically slotted against opposite surface lines, namely the slot visible in Fig. 1 extends almost to the rear end of the expansion sleeve, while the invisible in Fig. 1 slot extends over the entire length of the sleeve. As the development in Fig. 5 shows, in the vicinity of the rear end of the expansion sleeve in the transverse direction or
Circumferential incisions and slots 7 are provided, which result in a considerable weakening of the sleeve. Between the slots and incisions 7 arise in the circumferential direction, relatively weak webs 8, which are easily bent under an axial pressure transmitted through the sleeve and thus allow a compression of the sleeve in the jacket piece provided with the slots and incisions 7.
To attach an object 9 to a base 10, for. B. a wall, the object 9 is placed on the base, and then coaxial mounting holes 11 and 12 of the same diameter in the counter was 9 and 10 drilled in a single operation. The fastening screw 1 with the expanding sleeve 6 placed thereon and the expanding ring 4 placed thereon is then inserted into the position shown in FIG. 2 in the state shown in FIG. 2, that is to say with the sleeve 6 not expanded.
The screw 1 is now tightened, whereby the expansion ring 4 penetrates between the screw 1 and the lobes of the expansion sleeve 6 and expands the sleeve according to FIG. 3 and anchors it in the base 10. It is now very possible that, as a result of the inhomogeneous nature of the base 10, the fastening screw is forced outwards into the position shown in FIG. 3 during this expansion process. The front part of the expansion sleeve 6, which is firmly anchored in the base 10 by the expansion ring 4, can, however, no longer be pushed axially.
As Figure 3 clearly shows, such anchoring would be of little value because the head 3 of the fastening screw is lifted from the object 9 to be fastened and thus does not offer any protection against the object being lifted off the base 10. If, however, after both the expansion sleeve 6 and the expansion ring 4 are clamped so tightly that a further axial displacement of the same is impossible, the screw 3 is tightened further, then its head 3 presses against the end of the expansion sleeve 6 resting against it, where is upset by the same at the point weakened by the incisions and slots 7. In the process, the end position shown in FIG. 4 is finally reached, in which the object 9 is completely secured both in the axial and in the radial direction.
If the fastening should become loose again later, the screw could, if necessary, be retightened while further compressing the weakened point of the expansion sleeve 6. Due to the Stau chung certain parts of the weakened point of the expansion sleeve 6 are slightly spread in the radial direction, whereby the hold of the expansion sleeve 6 in the mounting hole of the pad 10 is even improved. The weakened, compressible point naturally also facilitates the spreading of the flaps of the expansion sleeve, as the flexural resistance at this point is very low.
Of course, the expansion sleeve 6 could have a ge weakened compressible point, which is designed differently than that shown in FIG. Fig. 6 shows, for example, such a weakened point in development, which consists of a spring-like connecting web 13. However, it would also be possible to use an expandable sleeve against which a compressible or compressible intermediate part rests against the rear and against which a tubular, non-expandable part rests.
When the fastening element is not in use, these three parts would be placed on the screw 1 without a mutual connection and would be secured against falling off the screw 1 by the expansion ring 4. The compressible intermediate part could be resilient, e.g. B. a coil spring, or from a tube made of ductile material, for. B. lead, rubber, plastic or the like exist.
The expansion sleeve according to FIGS. 1 and 5 or 6 can preferably be fabricated by punching in the flat state according to the developments according to FIGS. 5 and 6 and then rolling into a sleeve. The compressible jacket piece could also consist of two tubular parts that are neatly pushed into one another and that are pushed further into one another when strong axial pressures occur.
However, it can also be of particular advantage not to provide a compressible jacket piece arranged between the expandable parts of the expansion sleeve and the screw head, but rather a direct anchoring of the expansion sleeve on the screw or on its thread. For this purpose, however, in contrast to the illustrated exemplary embodiments, a screw is preferably to be seen before the thread of which extends to the screw head. Furthermore, a fastening element of this type differs from the ones shown in that the expansion sleeve does not extend all the way to the screw head, but into the fastening hole of the fastened object. The anchorage on the screw can, for.
B. done with the help of a spring washer of the type of a circlip, which is placed on the screw thread at the rear end of the expansion sleeve, so that a displacement of the expansion sleeve against the screw head is prevented when the fastening element is inserted into the fastening holes. If the expansion sleeve is already firmly anchored in the base and the screw is to be tightened even further, this is easily possible because the spring washer is lifted out of the threads and moved on the thread with the high forces that now occur Penetration of the screw into the expansion sleeve allowed.
Instead of a spring washer, any other suitable locking member can also be seen, which can only be moved on the screw thread by overcoming a certain resistance. It is of course also possible, please include a locking member that can be displaced on the smooth screw shaft with a matching resistance. Finally, it would also be possible for a screw with a continuous thread to use a narrow threaded nut, e.g. B. a ge sheet metal punched threaded nut, with individual, arranged along a helical line, to provide engaging in the threads flaps.
Such a nut would have the particular advantage of reliably preventing any relative movement between the expansion sleeve and the screw when the fastening element is pushed into its fastening holes, even with high frictional resistance, while on the other hand it would enable the screw to be subsequently tightened under all circumstances with practically no resistance.