DE10116833A1 - Dübel - Google Patents

Abstract

An einem Dübel mit einem Körper (1), einem sich in dem Körper (1) axial erstreckenden Aufnahmekanal (10) für ein Befestigungselement und wenigstens einem an der Außenseite des Körpers radial vorspringenden Rückhalteelement ist der Körper (1) wenigstens auf einem überwiegenden Teil seiner axialen Länge durch einen axial verjüngten Abschnitt (4) gebildet. Das Rückhalteelement kann als Schraubwendel (3) ausgebildet sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dübel, der insbesondere zur Anbringung eines Befestigungselementes an einer Wand aus einem Material mit geringer Festigkeit geeig­ net ist. Ein herkömmlicher Dübel, der z. B. zur Anbringung eines Befestigungselements wie etwa einer Schraube in einer Wand aus einem festen Material eingesetzt wird, um­ fasst im allgemeinen einen Körper mit einem sich in dem Körper axial erstreckenden Auf­ nahmekanal für das Befestigungselement und wenigstens ein an der Außenseite des Körpers radial vorspringendes Rückhalteelement, z. B. in Form eines Sägezahns oder eines Widerhakens. Die Wirkung des Dübels beruht darin, dass beim Einbringen einer Schraube oder dergleichen in den Aufnahmekanal der Körper auseinandergespreizt wird, und sich dadurch an den Wänden einer Bohrung in der Wand, in die er eingeführt ist, mit Hilfe der Widerhaken verklemmt.

Ein solches Wirkungsprinzip ist nicht brauchbar, wenn ein Dübel eingesetzt werden soll, um ein Befestigungselement an einer Wand anzubringen, deren Dicke geringer als die Länge des Dübels ist, oder die aus einem Material von geringer Festigkeit besteht, das durch einen sich aufspreizenden Dübel verformbar ist.

Aus DE-U-85 28 247.2 ist ein Befestigungsbolzen zum Befestigen einer Rohrleitung an einer dünnen bzw. wenig tragfähigen Wand bekannt. Dieser Befestigungsbolzen hat einen zylindrischen Kern, um den herum eine Schraubwendel verläuft, deren Breite von der Spitze zum Kopf des Bolzens hin zunimmt. Dieser Befestigungsbolzen ist ausschließlich zur Befestigung einer Rohrleitung oder eines anderen stabförmigen Körpers geeignet. Die ungleichmäßige Steigung der Wendel bewirkt, dass beim Eindrehen des Bolzens in eine Wand aus einem verformbaren Material Material aus seinem Zusammenhang gerissen wird, was auf längere Zeit die Festigkeit der Verankerung beeinträchtigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Möglichkeit zu schaffen, wie Befestigungs­ elemente von a priori beliebiger Art in einer Wand aus einem Material von geringer Fes­ tigkeit sicher und dauerhaft montiert werden können.

Die Aufgabe wird zum einen durch einen Dübel mit einem Körper, einem sich in dem Kör­ per axial erstreckenden Aufnahmekanal für ein Befestigungselement und wenigstens ei­ nem an der Außenseite des Körpers radial vorspringenden Rückhalteelement dadurch gelöst, dass der Körper wenigstens auf einem Drittel seiner axialen Länge durch einen axial verjüngten Abschnitt gebildet ist. Beim Einführen dieses Körpers in ein Bohrloch in einer Wand mit dem schmaleren Ende des axial verjüngten Abschnitts voran wird das Material der Wand in radialer Richtung verdrängt und verdichtet. Infolge dieser Verdich­ tung kann das Material der Wand dem späteren Aufspreizen des Dübels beim Einführen eines Befestigungselements erhöhten Widerstand entgegensetzen, was den Halt des Dü­ bels verbessert. In axialer Richtung hingegen bleibt der Zusammenhalt des Materials der Wand, anders als bei dem oben erwähnten Befestigungsbolzen, im wesentlichen unbeein­ trächtigt, was für die Ausreißfestigkeit des Dübels ebenfalls günstig ist.

Das für die Festigkeit des Dübels optimale Verhältnis zwischen der Gesamtlänge des Körpers und der Länge des verjüngten Abschnitts kann je nach Material der Wand, für die der Dübel bestimmt ist, variieren. Eine große Länge des verjüngten Abschnitts ist wün­ schenswert, um den Öffnungswinkel des von dem verjüngten Abschnitt definierten Kegel gering halten zu können, was das Eintreiben des Dübels in ein Loch erleichtert und dazu beiträgt, dass Wandmaterial beim Eintreiben radial und nicht axial verdrängt wird. Ande­ rerseits wird der durch Verdrängung und Verdichtung des Wandmaterials festere Halt nur auf den Abschnitten des Dübels erreicht, wo die Verdichtung abgeschlossen ist, d. h. die an den verjüngten Abschnitt anschließen, was wiederum dafür spricht, den verjüngten Abschnitt kurz zu halten. Ein brauchbarer Kompromiss ist ein Anteil von der Länge des verjüngten Abschnitts von 1/3 bis ¾ an der Länge des Körpers.

Die Aufgabe wird ferner durch einen Dübel der oben definierten Art gelöst, bei dem das Rückhalteelement als Schraubwendel ausgebildet ist. Anders als bei dem bekannten Be­ festigungsbolzen ist die Steigung der Wendel beim Dübel vorzugsweise im wesentlichen konstant, um den Zusammenhalt des Wandmaterials in axialer Richtung nicht zu beein­ trächtigen.

An das breite Ende des Körpers des Dübels ist vorzugsweise eine radial überstehende Kappe angefügt. Deren Kontakt mit der Außenseite einer Wand zeigt beim Eintreiben des Dübels in eine Bohrung an, dass eine gewünschte Eindringtiefe erreicht ist.

Vorzugsweise endet die Schraubwendel in einem radialen Abstand von der Kappe. Die­ ses Merkmal ist besonders zweckmäßig, wenn der Dübel zur Montage an einer Wand verwendet wird, die eine dünne äußere Schicht aus einem festen Material und eine dahin­ terliegende innere Schicht aus Material geringer Festigkeit aufweist. In einem solchen Fall kann der Dübel so weit in die Wand eingedreht werden, dass die Schraubwendel voll­ ständig in die innere Schicht der Wand eintaucht und die feste äußere Schicht zwischen der Kappe und dem Ende der Wendel zu liegen kommt.

Der axiale Abstand zwischen dem Ende der Schraubwendel und der Kappe sollte im we­ sentlichen der Differenz der Radien des breiten und des schmalen Endes des Körpers entsprechen. Dies erlaubt es, den Dübel zunächst in eine Bohrung der Wand einzudre­ hen, deren ursprünglicher Durchmesser dem Durchmesser des schmalen Endes des Kör­ pers entspricht, wobei diese Bohrung im Laufe des Eindrehens aufgeweitet wird und sich an der festen äußeren Schicht der Wand durch Materialverdrängung eine im wesentlichen nach innen gerichtete Muffe bildet, deren Länge im wesentlichen der Differenz dieser Ra­ dien entspricht. Diese Muffe kommt beim vollständigen Eindrehen des Dübels in dem Be­ reich zwischen dem Ende der Wendel und der Kappe zu liegen. Wenn die Länge der so gebildeten Muffe dem Abstand zwischen Kappe und Schraubwendel entspricht, so kön­ nen auf den Dübel wirkende Zugkräfte vom Ende der Schraubwendel auf die Muffe über­ tragen und so von der äußeren Schicht der Wand aufgefangen werden, ohne dass der Dübel sich axial bewegt. Dies wirkt sich günstig auf die Wechselbelastbarkeit des Dübels aus.

Die Schraubwendel kann an ihrem der Kappe zugewandten Ende mit einem Abschnitt mit verschwindender Steigung ausgestattet sein. Ein solcher Abschnitt bewirkt, dass der Dü­ bel, nachdem die Schraubwendel auf ihrer ganzen Länge die feste äußere Schicht einer Wand durchstoßen hat, nicht wieder zurückgedreht werden kann. Vorzugsweise ist in Höhe des der Kappe zugewandten Endes des Schraubwendel eine Stufe am Körper ge­ formt. Diese Stufe bewirkt, dass beim Eindrehen in dem Moment, wo der Abschnitt mit verschwindender Steigung die Außenschicht der Wand durchstößt, diese noch einmal abrupt aufgeweitet wird, was sich für den Benutzer an einem erhöhten aufzubringenden Drehmoment wiederspiegelt und ihm anzeigt, dass die Soll-Eindringtiefe des Dübels als­ bald erreicht ist.

Zweckmäßigerweise ist ferner die Kappe elastisch verformbar und weist eine dem Körper zugewandte konkave Innenseite auf. Die Abmessungen des Dübels sind dann zweckmä­ ßigerweise so gewählt, dass im bis in die Soll-Eindringtiefe eingedrehten Zustand des Dübels diese Kappe unter Spannung steht und die äußere Schicht der Wand gegen das Ende der Schraubwendel gedrückt hält.

Um das Eindrehen des Dübels zu erleichtern, weist dessen Aufnahmekanal vorzugsweise an einem offenen Ende einen zum Einführen eines Schraubwerkzeugs, insbesondere eines Inbus- oder Torx-Schlüssels angepassten unrunden Querschnitt auf.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Dübels ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dübels;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Dübel entlang der Ebene II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kappe des Dübels; und

Fig. 4 die Kopfregion des Dübels in einem bis in die Soll-Eindringtiefe in eine Wand ein­ gedrehten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Dübels. Er ist im wesentlichen aufgebaut aus einem langgestreckten Körper 1, einer kegelstumpfförmigen Kappe 2 und einer den Körper 1 auf mehreren Umdrehungen umlaufenden Schraubwendel 3. Körper 1, Kappe 2 und Schraubwendel 3 sind einstückig durch Spritzguss aus einem Kunstharz, insbesondere POM, geformt.

Wie insbesondere in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Körper 1 aus drei Abschnitten zusam­ mengesetzt, einem Spitzenabschnitt 4, der sich über etwas mehr als die Hälfte der Länge des Körpers 1 erstreckt und auf ein schmales Ende 5 des Körpers zu kegelförmig verjüngt ist. Ein an das breite Ende des Spitzenabschnitts 4 angrenzender Mittelabschnitt 6 ist zylindrisch, mit gleichbleibendem Durchmesser. Er grenzt an einer Schulter 7 an einen Kopfabschnitt 8 mit größerem Durchmesser, der ein breites Ende 9 des Körpers 1 bildet.

Im Innern des Körpers 1 erstreckt sich axial ein Aufnahmekanal 10 für ein (nicht gezeig­ tes) Befestigungselement. Dieses Befestigungselement kann z. B. eine Schraube, ein Schraubhaken oder auch ein gewindeloser Stift sein. Der Aufnahmekanal 10 hat einen auf die Außenseite der Kappe 2 mündenden Endabschnitt 11 mit einem Querschnitt in Form eines sechszackigen Sterns, wie insbesondere in der Draufsicht auf die Kappe 2 der Fig. 3 zu erkennen. Der Querschnitt des Abschnitts 11 ist so gewählt, dass ein Torx-Schlüssel kraftschlüssig darin eingeführt werden kann, um den Dübel in eine Bohrung einzudrehen. In Höhe des Mittelabschnitts 6 und des Spitzenabschnitts 4 weist der Aufnahmekanal 10 wenigstens zwei gegenüberliegende Längsschlitze 12 auf, die ein Äufspreizen des Kör­ pers 1 ermöglichen, wenn das Befestigungselement in den Aufnahmekanal 10 eingeführt wird.

Die Schraubwendel 3 erstreckt sich über im wesentlichen die gesamte Länge des Spit­ zenabschnitts 4 und des Mittelabschnitts 6. Dabei nimmt die radiale Breite der Schraub­ wendel 3 vom schmalen Ende 5 zum breiten Ende 9 des Körpers 1 hin allmählich zu, der­ art, dass die äußere Kante 13 der Schraubwendel auf einer Kegelfläche liegt, die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

Die Steigung der Schraubwendel 3 ist auf ihrer gesamten Länge konstant, mit Ausnahme eines der Kappe 2 zugewandten Endabschnitts 14, der auf einem Winkelbereich von mehr als 180°, vorzugsweise ca. 210°, eine verschwindende Steigung hat.

Typische Abmessungen des Dübels sind:
Durchmesser des schmalen Endes 5: 5 mm,
Länge des Spitzenabschnitts 4: 14 mm,
Länge des Mittelabschnitts 6: 10 mm,
Durchmesser des Mittelabschnitts 6: 7 mm,
Länge des Kopfabschnitts 8: 3 mm,
Durchmesser des Kopfabschnitts 8: 8 mm,
Durchmesser der Schraubwendel 3: 6-12,5 mm,
Durchmesser der Kappe 2: 20 mm.

Diese Abmessungen entsprechen einem Öffnungswinkel der vom Spitzenabschnitt 4 defi­ nierten Kegelfläche von ca. 4°.

Fig. 4 zeigt die Kopfregion des Dübels, montiert in einer Innenwand eines Kältegerätes, die ein typisches Beispiel für eine Wand darstellt, in der der erfindungsgemäße Dübel anwendbar ist. Eine solche Innenwand besteht herkömmlicherweise aus einer dünnen Außenschicht 15 aus einem festen, zähen Kunststoff und einer dahinterliegenden, dicken Schicht aus Isoliermaterial 16, das im allgemeinen eine schaumartige Beschaffenheit mit geringer Festigkeit hat. Um den Dübel in einer solchen Wand zu befestigen, wird zunächst ein Loch zumindest durch die Außenschicht 15 vorgebohrt, dessen Durchmesser dem des schmalen Endes 5 des Dübels entspricht oder allenfalls geringfügig größer ist, so dass das schmale Ende 5 und gegebenenfalls ein Endabschnitt der Schraubwendel 3 in das Loch eingeführt werden können. Durch Drehen des Dübels schneidet die Schraubwendel 3 einen Schlitz in die Außenschicht 15, und durch das zunehmend tiefere Eindringen des Dübels wird das Loch in der Außenschicht 15 aufgeweitet, wobei Material der Außen­ schicht ins Innere der Wand hinein verdrängt wird und eine am Körper 1 anliegende Muffe 17 bildet. Wenn der Dübel bis zum Ende in die Wand eingedreht ist, ist das Loch bis auf den Durchmesser des Kopfabschnitts 8 aufgeweitet und die Muffe 17 erstreckt sich über eine Länge, die der Differenz der Radien des Kopfabschnitts 8 und des ursprünglich vor­ gebohrten Lochs entspricht, zuzüglich der ursprünglichen Dicke der Außenschicht 15 um den Kopfabschnitt 8. Die Kappe 2 ist flachgedrückt, so dass die Muffe 17 zwischen der Kappe 17 und dem Endabschnitt 14 der Schraubwendel 3 fest eingespannt ist. Auf diese Weise ist der Dübel allein an der festen Außenschicht 15 der Wand bereits sicher veran­ kert, und das Isoliermaterial 16 im Inneren wird mechanisch so gut wie nicht belastet. Da sich der steigungslose Endabschnitt 14 über mehr als 180° um den Körper 1 erstreckt, ist der Dübel auch gegen ein Schwenken allein an der Außenschicht 15 gut gesichert.

Claims (12)

1. Dübel mit einem Körper (1), einem sich in dem Körper axial erstreckenden Auf­ nahmekanal (10) für ein Befestigungselement und wenigstens einem an der Au­ ßenseite des Körpers (1) radial vorspringenden Rückhalteelement, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Körper (1) wenigstens auf einem Drittel seiner axialen Länge durch einen axial verjüngten Abschnitt (4) gebildet ist.

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axial verjüngte Ab­ schnitt (4) eine Kegelfläche mit einem Öffnungswinkel von nicht mehr als 15° de­ finiert.

3. Dübel mit einem Körper (1), einem sich in dem Körper (1) axial erstreckenden Aufnahmekanal (10) für ein Befestigungselement und wenigstens einem an der Außenseite des Körpers (1) radial vorspringenden Rückhalteelement, insbeson­ dere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteele­ ment als Schraubwendel (3) ausgebildet ist.

4. Dübel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubwendel (3) eine von einem schmalen Ende (5) zu einem breiten Ende (9) zunehmende radiale Breite aufweist.

5. Dübel nach Anspruch 1 oder 2 und Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (1) ein schmales und ein breites Ende (5, 9) aufweist, wobei an das breite Ende (9) eine radial überstehende Kappe (2) angefügt ist.

6. Dübel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubwendel (3) in einem axialen Abstand von der Kappe (2) endet.

7. Dübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand im wesentlichen wenigstens der Differenz der Radien des breiten und des schmalen Endes (9, 5) des Körpers (1) entspricht.

8. Dübel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubwen­ del (3) an ihrem der Kappe (2) zugewandten Ende einen Abschnitt (14) mit ver­ schwindender Steigung aufweist.

9. Dübel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Höhe des der Kappe (2) zugewandten Endes der Schraubwendel (3) eine Stufe (7) am Körper (1) ge­ formt ist.

10. Dübel nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (2) elastisch verformbar ist und eine dem Körper (1) zugewandte konkave Innenseite aufweist.

11. Dübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmekanal (10) an einem offenen Ende einen zum Einführen eines Schraubwerkzeugs angepassten unrunden Querschnitt aufweist.

12. Dübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Kunstharz, insbesondere aus POM, gefertigt ist.