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Die
Erfindung betrifft einen Dübel
zur Befestigung an – in
Stützkernbauweise
gefertigten – flächigen Bauteilen
mit einer ersten und einer zweiten Deckplatte und mindestens einer
Stützkernzwischenlage,
wobei der Dübel
mindestens einen Spreizkörper
und mindestens einen Keilkörper
umfasst und wobei der Keilkörper
in den Spreizkörper
zumindest bereichsweise eingesteckt ist.
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Die
flächigen
Bauteile in Stützkernbauweise werden
oft auch als Sandwichplatten, Wabenplatten oder Leichtbauplatten
bezeichnet. Alle Plattentypen haben im Möbelbau in der Regel Decklagen
aus Dünnspanplatten,
mittel- oder hochdichten Faserplatten, Sperrholz- oder Hartfaserplatten.
Die Sandwichplatten haben dabei als Mittelschicht bzw. Stützkern z.B.
Polyurethan-Schaum
oder Polystyrol. Bei den Wabenplatten werden als Zwischenlagen oft Wellstegeinlagen
oder sog. expandierte Honigwaben eingesetzt. Die meisten Leichtbauplatten
haben eine Rohdichte, die unter 500 kg/m3 liegt.
Werden für
die Zwischenlage keine brandhemmenden Aluminiumschäume oder
Blähglas
verwendet, liegt die Rohdichte unter 350 kg/m3.
Zum Vergleich beträgt
die Rohdichte einer unbeschichteten Spanplatte ca. 600 bis 750 kg/m3.
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Sollen
an Leichtbauplatten Beschläge
z.B. durch Anschrauben befestigt werden, hat man das Problem, dass
die Befestigungsmittel in der Regel nur an den relativ dünnen Decklagen
bzw. Deckplatten Halt finden. Eine typische Lösung hierfür sind Spreizdübel, wie
sie in der Druckschrift
DE 20 2004 000 474 U1 offenbart sind. Die
Spreizdübel
haben jedoch den Nachteil, dass sie vorn und hinten die obere Platte
großflächig umgreifen.
Der hintere Umgriff verdrängt
zudem weiträumig
das Stützkernmaterial
in der Umgebung der Bohrung, wodurch sich bei einer auf den Dübel wirkenden
Zuglast die Deckplatte schneller vom Kernmaterial löst und abhebt.
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Ein
anderer Dübel,
der diesen Nachteil vermeidet, ist aus dem Internetkatalog (September 2006)
des Unternehmens Fischer Befestigungssysteme GmbH bekannt. Er wird
dort unter der Bezeichnung SLM-N geführt. Der Dübel hat einen rohrförmigen Spreizkörper, in
dessen Bohrung ein zumindest bereichsweise kegelstumpfförmiger Keilkörper am hinteren,
geschlitzten Spreizkörperende
eingesteckt ist. Der Keilkörper
hat eine zentrale Bohrung mit Innengewinde. Wird der Keilkörper zum
Beispiel durch das Anziehen einer im Gewinde des Keilkörpers sitzenden
Halteschraube in den Spreizkörper
hineinbewegt, spreizt sich dieser unter Festklemmen im unteren Bereich
der Bohrung. Allerdings würde
dieser Dübel
nur in einem sehr formsteifen Kernmaterial fest sitzen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Dübel für Leichtbauplatten
zu entwickeln, der bei einfacher Montage fest, sicher und dauerhaft
in der Leichtbauplatte hält.
Eine Montage an oder in festen Platteneinlagen oder an den jeweiligen
Plattenriegeln ist hierbei nicht vorgesehen.
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Das
Problem wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu
steckt der gesetzte Dübel zumindest
bereichsweise in einer Ausnehmung des Bauteils, die die erste Deckplatte
und die Stützkernzwischenlage
durchdringt und als Sacklochausnehmung in die zweite Deckplatte
bereichsweise hineinragt. Der Spreizkörper hat eine Abstützzone mit
mindestens zwei spreizbaren Klemmelementen. Der Keilkörper weist
mindestens ein Getriebeelement zur Spreizung der Klemmelemente auf.
Bei gesetztem Dübel
liegt die Abstützzone
des Spreizkörpers – mit dem
oder den Getriebeelementen des Keilkörpers ein Getriebe bildend – in der
Sacklochausnehmung der zweiten Deckplatte radial verklemmt an.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird ein Dübel für Leichtbauplatten geschaffen,
der bei hoher Auszugskraft sowohl manuell als auch maschinell schnell
und sicher gesetzt werden kann. Der Dübel weist in der Abstützzone ein
Getriebe auf, über
das speziell die Abstützzone
beim Dübeleinbau
aufgespreizt wird. Das jeweilige Getriebe ist beispielsweise ein
Schiebekeilgetriebe, bei dem ein Schiebekeil über eine abreißbare Zugstange
betätigt
wird. Das Getriebe kann auch ein Spreizgetriebe sein, dessen z.B.
sternförmiges
Spreizelement durch eine externe Schubstange betätigt wird. Auch ein Exzentergetriebe
ist denkbar, bei dem der Keilkörper
gegenüber dem
Spreizkörper
verschwenkt wird.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
den nachfolgenden Beschreibungen schematisch dargestellter Ausführungsformen.
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1:
Dimetrische Darstellung eines gespreizten Dübels;
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2:
Ungespreizter Spreizkörper
zu 1;
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3:
Keilkörper
zu 1 mit Zugstab;
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4:
In Leichtbauplatte eingesteckter Spreizkörper;
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5:
Montierter Dübel
zum Spreizkörper nach 4;
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6:
Wie 1, jedoch mit anderem Längsschlitz und teilweise eingestecktem
Keilkörper;
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7:
Vergrößerung von
Detail aus 6;
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8:
Darstellung der Leichbauplattenbohrung;
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9:
Dübel mit
konischem Zugkeil;
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10:
wie 9, jedoch mit gespreizten Klemmelementen;
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11:
Dübel mit
kugelförmigem
Zugkeil;
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12:
wie 11, jedoch mit gespreizten Klemmelementen;
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13:
Dübel mit
Spreizgetriebe;
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14:
wie 13, jedoch mit gespreizten Klemmelementen;
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15:
Draufsicht auf eine Membranfeder;
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16:
Querschnitt durch einen unverformten Dübel mit Exzenterspreizung;
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17:
Querschnitt durch einen verformten Dübel mit Exzenterspreizung.
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Die 1 zeigt
einen gespreizten Dübel
in der Gestalt, wie er sie nach dem Einbau in einer Leichtbauplatte
hätte.
Der Dübel
hat hier nur zwei Teile, einen Spreizkörper (10) und einen
Keilkörper (60).
Beide Teile (10, 60) sind in den 2 und 3 separat
dargestellt. Der Dübel
nach 1 hat beispielsweise eine Länge von 37,5 Millimetern. Das zum
Setzen des Dübels
gebohrte Loch hat z.B. einen Durchmesser von 8,5 Millimetern. Der
Durchmesser des unverformten Dübels
ist bei dieser Konstruktion entweder maximal um den Faktor drei
größer als
der Kerndurchmesser der mit dem Dübel in der Leichtbauplatte
zu befestigende Schraube oder maximal um den Faktor 2,3 größer als
der Nenndurchmesser der in den Dübel
eingeschraubten Schraube.
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Der
Dübel dient
z.B. der Beschlagsbefestigung in Leichtbauplatten (100)
ohne Riegel und festen Einlagen, vgl. 8. Die gezeigte
Leichtbauplatte (100) umfasst zwei Deckplatten (101)
und (111) und einen dazwischen liegenden Stützkern (121). Jede
Deckplatte (101, 111) besteht im Ausführungsbeispiel
aus einer Dünnspanplatte.
Der Stützkern (121)
ist hier z.B. ein PU-Schaumkern. Die Deckplatten (101, 111)
sind mit ihren innenliegenden Oberflächen (103, 113)
mit dem plattenförmigen
Stützkern (121)
verklebt. Die dargestellte Leichtbauplatte hat eine Wandstärke von
37,5 Millimetern. Jede Deckplatte ist hier vier Millimeter dick.
Statt des Schaumkerns kann sie u.a. auch einen Wabenkern haben.
In der Leichtbauplatte befindet sich eine Bohrung (130), die
sich aus den Abschnitten (105), (125) und (115) zusammensetzt.
Letzterer Abschnitt (115) ist eine Sacklochbohrung. Ihre
Tiefe beträgt
hier 75% der Materialstärke
der unteren Deckplatte (111). Ggf. kann anstelle der Sacklochbohrung
(115) eine Durchgangsbohrung verwendet werden.
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Die
Leichtbauplatte (100) kann auch gewölbt, z.B. zylindrisch oder
sphärisch,
ausgeführt sein,
sofern die Materialstärke
des Stützkerns
(121) zumindest annähernd
konstant ist.
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Nach 4 hat
der Spreizkörper
(10) im Wesentlichen die Form eines Rohres, d.h. er ist
ein rohrförmiger
Körper
mit einer oberen (22) und einer unteren Stirnfläche (52).
Der Spreizkörper
(10) ist in drei Bereiche aufgeteilt: einen Hin tergriffsabschnitt
(30), eine Verrastungszone (40) und einen Abstützabschnitt
(50).
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Nach
den 1 und 2 ist der obere, z.B. zylinderrohrförmige Bereich
des Spreizkörpers
(10), der Hintergriffsabschnitt (30), mit z.B.
vier geraden Längsschlitzen
(29) versehen. Die Schlitze (29) können auch
wendelförmig
gekrümmt
sein. Sie separieren vier Hintergriffselemente (31). Die
Länge der Längsschlitze
(29) beträgt
beispielsweise 40 bis 60% der Spreizkörpergesamtlänge. Ihre Breite beträgt im Ausführungsbeispiel
0,5 Millimeter und ist beim unverformten Dübel z.B. über die gesamte Länge konstant.
Die Längsschlitze
(29) haben eine 90°-Teilung. Ggf.
sind die Längsschlitze
(29) spiralförmig
gewunden. Zur Kerbentlastung können
die Längsschlitze (29)
auch in radial angeordneten Entlastungsbohrungen enden.
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In 6 ist
ein Spreizkörper
(10) gezeigt, der nur beispielhaft einen zick-zack-, mäander- oder
zinnenförmigen
Längsschlitz
(29) hat. Bei einem unbeabsichtigten Verdrehen des eingebauten
Dübels
im Bereich des Stützkerns
(121) – durch
das Eindrehen einer nicht dargestellten Schraube in den Dübel – kontaktieren
sich gegenseitig abstützend
ein Teil der Hintergriffsflankenabschnitte (32) der benachbarten Hintergriffselemente
(31).
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Im
Bereich der Hintergriffselemente (31) ist die Innenwandung
(21) des Spreizkörpers
(10) zylindrisch geformt.
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Der
Spreizkörper
(10) hat am oberen Ende des Hintergriffsabschnitts (31)
eine Stirnfläche
(22), die hier eben ausgeführt ist. Ggf. kann sie auch
die Form eines flachen Kegelstumpfmantels haben, dessen fiktive
Spitze auf der Mittellinie (9) des Dübels oberhalb oder unterhalb
des oberen Spreizkörperendes liegt.
In einem solchen Fall ist als Kegelwinkel z.B. ein Winkel von 156
Winkelgraden vorgesehen.
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Da
der Spreizkörper
(10) eine Länge
hat, die gleich oder geringfügig
kleiner ist als der kürzeste
Abstand zwischen der innenliegenden Oberfläche (103) der Deckplatte
(101) und dem Boden (119) der Sacklochbohrung
(115), liegt die Stirnfläche (22) im Rahmen
der üblichen
Toleranzen in der Ebene der innenliegenden Oberfläche (103)
der oberen Deckplatte (101). Nach 4 liegt
die Außenkante
(23) der Stirnfläche
(22) gegenüber
der innenliegenden Kante (106) der Bohrung (105).
Die Stirnfläche
(22) ist beispielsweise an ihrer Innen- und Außenkante
angefast oder abgerundet, vgl. 2.
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Unterhalb
der Hintergriffselemente (31) liegt eine Verrastungszone
(40). Letztere besteht beispielsweise aus drei Raststollen
(41) und drei Rastkerben (42), die jeweils wechselweise
hintereinander angeordnet sind. Der einzelne, ringförmige und mehrmals
unterbrochene Raststollen (41) hat im Einzelquerschnitt
ein Sägezahnprofil.
Die Raststollenteilung beträgt
ca. ein Viertel des Spreizkörperdurchmessers.
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Der
einzelne Raststollen (41) hat eine Gleitflanke (44)
und eine Rastflanke (43). Die Rastflanke (43),
die nach den 4 und 5 immer
unterhalb der Gleitflanke (44) des gleichen Raststollens
(41) liegt, ist Teil einer Ebene, die normal zur Mittellinie
(9) orientiert ist. Die Gleitflanke (44) hat die
Form eines Kegelstumpfmantels. Der Kegelwinkel des Mantels beträgt z.B.
60 Winkelgrade, wobei die gedachte Spitze, sie liegt auf der Mittellinie
(9), immer unterhalb der Rastflanke (43) desselben
Raststollens (41) liegt.
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Ggf.
hat auch die Gleitflanke (44) – zur Verstärkung der Hintergriffswirkung – die Form
eines Kegelstumpfmantels, dessen gedachte Spitze im Bereich desselben
Raststollens (41) oder sogar darüber liegt.
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Der
Nutgrund (45) der Rastkerben (42) hat einen Durchmesser,
der dem Durchmesser der zylindrischen Innenwandung (21)
des Hintergriffsabschnitts (30) entspricht.
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Im
Bereich der Verrastungszone (40) befinden sich hier vier
Entlastungsschlitze (49), die parallel zur Dübelmittellinie
(9) orientiert sind. Sie sind jeweils gegenüber den
Längsschlitzen
(29) um 45 Winkelgrade versetzt angeordnet. Die an ihren
Enden ausgerundeten Entlastungsschlitze (49) können nach
oben und nach unten ggf. 0,1 bis 3 Millimeter über die Verrastungszone überstehen.
Die Breite der Entlastungsschlitze (49) ist doppelt so
groß wie
die Breite der Längsschlitze
(29). Im Ausführungsbeispiel
beträgt
sie ein Millimeter.
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An
die Verrastungszone (40) des Spreizkörpers (10) schließt sich
nach unten hin der zumindest bereichsweise zylindrische Abstützabschnitt
(50) an. Seine Außenkontur,
die z.B. eine zentrale Ausnehmung (53-55) umgibt,
endet mit der Stirnfläche
(52). Der obere Teil (53) der Ausnehmung hat einen Durchmesser,
der dem minimalen Durchmesser der Raststollen (41) entspricht.
Der mittlere Teil (54) der Ausnehmung hat z.B. zumindest
annähernd
die Form des Mantels eines geraden Kegelstumpfs, dessen Spitzenwinkel
z.B. 16 Winkelgrade beträgt.
Das mittlere Ausnehmungsteil (54) verjüngt sich nach oben hin. An
ihn schließt
sich unten ein z.B. kurzer zylindrischer Ausnehmungsabschnitt (55)
an. Die Stirnfläche
(52) hat hier ebenfalls die Form eines Kegelstumpfmantels,
dessen Spitzenwinkel 172 Winkelgrade beträgt. Die fiktive Kegelspitze
liegt auf der Mittellinie (9) innerhalb des Bereichs des
zylindrischen Abschnitts (55).
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Der
Spreizkörper
(10) sitzt mit dem Abstützabschnitt
(50) – im
Einbauzustand – in
Radialrichtung festgeklemmt in der Sacklochbohrung (115),
vgl. 8. Dazu hat die Außenkontur des Abstützabschnitts
(50) eine besondere Kontur. Sie teilt sich – beim unverformten
Spreizkörper
nach 4 – in
einen kegelmantelförmigen
(58) und einen zylindermantelförmigen Bereich auf. Der Bereich
(58) hat einen Spitzenwinkel von 164 Winkelgraden. Der Durchmesser
des zylindrischen Bereichs ist um ca. 0,4 Millimeter kleiner als
der Außendurchmesser
der Außenkontur
(11). Die Länge
des zylindrischen Bereichs ist größer als die Tiefe der Bohrung
(115).
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Am
unteren Rand des zylindrischen Bereichs der Außenkontur befindet sich zur
Ausbildung eines Klemmsteges (57) eine umlaufende Kerbe
(56). Die Kerbe (56) hat einen dreiecksförmigen Einzelquerschnitt.
Die Kerbtiefe beträgt
0,2 bis 0,5 Millimeter. Die Flanken der Kerbe (56) schließen beispielsweise einen
Winkel von 90 Winkelgraden ein. Die untere Flanke der Kerbe (56)
ist von der Stirnfläche
(52) z.B. 0,2 bis 0,5 Millimeter entfernt.
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Alternativ
zu der durch die Kerbe (56) und den Klemmsteg (57)
gebildeten Struktur, kann die Außenkontur der Abstützzone (50)
auch ein ein- oder mehrgängiges
Gewinde, eine umlaufende Querriffelung oder eine Noppenstruktur
aufweisen.
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Die
Abstützzone
(50) hat wie der Hintergriffsabschnitt (30) z.B.
vier Längsschlitze,
vgl. 1 und 2. Die Länge der Schlitze (59)
beträgt
beispielsweise 25 bis 35% der Spreizkörpergesamtlänge. Ihre Breite beträgt im Ausführungsbeispiel
0,5 Millimeter und ist beim unverformten Dübel z.B. über die gesamte Länge konstant.
Die Längsschlitze
(59) haben eine 90° Teilung
und liegen z.B. in der gedachten Verlängerung der Schlitze (29).
Zur Kerbentlastung können
die Längs schlitze
(29) auch in radial angeordneten Entlastungsbohrungen enden.
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Die
Stirnfläche
(52) des Spreizkörpers
(10) kontaktiert mit ihrem äußeren Rand den Boden (119), vgl. 8,
der Sacklochbohrung (115) in der Regel ohne nennenswertes
axiales Spiel.
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Die
Stirnfläche
(52) des Spreizkörpers
(10) kann auch konkav gewölbt sein oder eine Struktur aufweisen,
so dass sie auch hier nur mittels Linienberührung, punktuell oder partiell
den Boden (119) berührt.
Die Rauhtiefe einer ggf. verwendeten Struktur liegt beispielsweise
unter 0,5 Millimetern.
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In 3 ist
ein Keilkörper
(60) dargestellt, vgl. auch 5. Die gezeigten
Keilkörper
(60) sind zumindest bereichsweise rotationssymmetrische Bauteile.
Sie haben hier drei Abschnitte: einen Sitzabschnitt als Zylinderzone
(70), einen Spreizabschnitt als Keilzone (80),
ggf. ein Zwischenabschnitt (85) und eine Verrastungszone
(90).
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Der
Keilkörper
(60) hat eine zentrale Bohrung (61) mit beispielsweise
einem metrischen Innengewinde (62), vgl. 5.
Das Gewinde (62) der Bohrung (61) endet in den
Ausführungsbeispielen kurz
vor der Verrastungszone (90).
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Alternativ
kann die Bohrung (61) zur Aufnahme von nichtmetrischen
Schrauben, z. B. Spanplattenschrauben oder Holzschrauben, einen
rechteckigen, ovalen, polygonförmigen
oder sternförmigen Querschnitt
haben. Ggf. verjüngt
sich der Ausnehmungsquerschnitt von Bohrungsbeginn zum Bohrungsende
hin.
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Der
Sitzabschnitt (70) des Keilkörpers (60) hat eine
im Wesentlichen zylindrische Außenkontur, vgl. 3.
Dieser Abschnitt (70) sitzt bei einem in der Leichtbauplatte
(100) montierten Dübel
in der Bohrung (105) der oberen Deckplatte (101)
ggf. mit einer Presspassung. Nach 5 ragt ein
Viertel bis ein Drittel der Länge
des Sitzabschnitts (70) zusätzlich in den Bereich des Stützkerns
(121) hinein. Der rein zylindrische Bereich des Sitzabschnitts
(70), die Zylinderzone, hat hier einen Außendurchmesser,
der dem Innendurchmesser der Bohrung (105) entspricht.
In 3 und 5 hat der Sitzabschnitt (70)
zwei umlaufende Widerhakenstege (71). Die geschlossenen, ringförmigen Stege
(71) haben einen dreieckigen Einzelquerschnitt, vgl. 5,
mit einer Stützflanke (72)
und einer Rutschflanke (73), vgl. 7. Sie stehen
z.B. 0,15 Millimeter über
die dortige zylindrische Außenkontur über. Sie
bewirken u.a. ein verdrehsicherndes Verklemmen des Keilkörpers (60)
in der Bohrung (105). Zusätzlich dichten sie die Montagefuge
zwischen dem Keilkörper
(60) und der Leichtbauplatte (100), so dass dort
weder Schmutz noch Feuchtigkeit eindringen kann. Auch kann auf diese Weise
kein Stützkernmaterial
in die Umgebung gelangen.
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Alternativ
hierzu kann der Sitzabschnitt (70) auch eine Vielzahl von
Längsstegen,
z.B. 15, aufweisen. Alle Stege verlaufen parallel zur Mittellinie
(9) des Dübels.
Auch hier hat jeder Steg (74) einen dreieckigen Querschnitt,
wobei seine Flanken z.B. einen 90°-Winkel
einschließen.
Ggf. nimmt der Querschnitt der Stege (74) von oben nach
unten zu. Dies erhöht die
Dichtigkeit der Montagefuge.
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An
dem Sitzabschnitt (70) schließt sich der Spreizabschnitt
(80) bzw. die Keilzone an. Letztere besteht aus einem Kegelstumpf,
dessen fiktive Spitze in der darunter liegenden Zone (85)
oder (90) auf der Mittellinie (9) angeordnet ist.
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Der
Spitzenwinkel liegt zwischen 30 und 45 Winkelgraden. Im Ausführungsbeispiel
beträgt
er 33,4°.
Der minimale Außendurchmesser
der Keilzone (80) entspricht dem Innendurchmesser des unverformten
Hintergriffsabschnitts (20) des Spreizkörpers (10).
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Im
Ausführungsbeispiel
folgt auf den Spreizabschnitt (80) der zylindrische Zwischenabschnitt (85)
und die Verrastungszone (90). Mindestens das der Verrastungszone
(90) zugewandte Ende des Zwischenabschnitts (85)
hat als Außendurchmesser
den Innendurchmesser des unverformten Hintergriffsabschnitts (20).
Unabhängig
von den Darstellungen der 3 und 5 kann
die Keilzone (80) und der Zwischenabschnitt (85)
zu einem rotationssymmetrischen Spreizabschnitt zusammengefasst
werden, wobei sich die Querschnitte dieses neuen Spreizabschnittes
kontinuierlich und stetig von der Verrastungszone (90)
zur Zylinderzone (70) zumindest bereichsweise nichtlinear
vergrößern, vgl. 7.
Dort liegen die Hintergriffselemente (31) zumindest bereichsweise
am Keilkörper
(60) an.
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Die
Verrastungszone (90) des Keilkörpers (60) hat einen
vergleichbaren Aufbau wie die Verrastungszone (40) des
Spreizkörpers
(10). Von oben nach unten folgt dreimal ein Raststollen
(91) einer Rastnut (92), vgl. 3.
Die Teilung und die Profilform sind aus der zuvor beschriebenen
Verrastungszone (40) bekannt. Auch hier haben die Raststollen (91)
jeweils eine ebene Stützflanke
(93). Allerdings liegt sie pro Raststollen (91)
oberhalb der dortigen Gleitflanke (94).
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Nach
den gezeigten Figuren erfolgt die Verrastung ausschließlich in
der separaten Verrastungszone (40, 90). Es ist
jedoch auch möglich,
die Verrastungszone teilweise oder vollständig z.B. in die Keilzone (80)
bzw. in den Bereich der Hinter griffselemente (31) und/oder
Klemmelemente (51) zu verlegen. Die Verrastungszone (90)
schließt
mit einem Boden (96) ab.
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Der
Spreizkörper
(10) und der Keilkörper (60)
sind z.B. aus einem Polyamid gefertigt.
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Um
den Dübel
montieren zu können
wird die erste Deckplatte (101) und der Stützkörper (121) durchbohrt,
vgl. 8. Die zweite Deckplatte (111), die im
Ausführungsbeispiel
vier Millimeter dick ist, wird 2,5 Millimeter tief aufgebohrt. Die
Deckplatte (111) wird also nicht durchbohrt. Als Bohrwerkzeug wird
beispielsweise ein Spiralbohrer benutzt, der einen Spitzenwinkel
von 180 Winkelgraden aufweist. Ggf. kann auch ein Stirnsenker verwendet
werden. Je nach Dübelbauart
kann die Bohrung (130) auch mit einem Stufensenker gebohrt
werden, z.B. Wenn die Sacklochbohrung (115) der unteren
Deckplatte (111) einen kleineren Durchmesser haben soll
als die restliche Bohrung (105, 125).
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Die
Sacklochbohrung (115) kann anstelle einer zylindrischen
Innenkontur auch eine kegelstumpfmantelförmige Kontur haben. Die Abstützzone (50)
hat dann eine entsprechend angepasste Außenkontur. Ferner kann die
Sacklochbohrung (115) statt eines kreisförmigen Querschnittes
auch einen rechteckigen, dreieckigen oder polygonalen Querschnitt haben,
sofern es das jeweilige Fertigungsverfahren zulässt. Ebenso ist es nicht erforderlich,
dass die Abstützzone – vor dem
Festklemmen – formgenau
in die Sacklochausnehmung (115) hineinpasst. Ggf. hat die Außenkontur
der Abstützzone
(50) eine z.B. längsgerillte
Profilierung, über
die sie verdrehsicher und spielfrei in der Ausnehmung (115)
festgeklemmt ist.
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Die
entstandene Ausnehmung, bzw. Bohrung (130) wird beispielsweise
mit Pressluft freigeblasen oder leergesaugt.
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In
die leere Bohrung (130) wird der Spreizkörper (10)
nach 4 in voller Länge
eingesteckt, so dass er zum einen am Boden (119) der Sacklochbohrung
(115) der unteren Deckplatte (111) ansteht und
zum anderen mit seiner Stirnfläche
(22) auf der Höhe
der innenliegenden Oberfläche
(103) der oberen Deckplatte (101) abschließt. Der
Spreizkörper (10)
sitzt z.B. bei Schaumkernen mit geringem Spiel im Bohrungsabschnitt
(125).
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Vor
dem Einstecken wird bei der Ausführungsvariante
nach den 1 bis 5 in den Spreizkörper (10)
von unten her vorab ein weiterer Keilkörper (150) eingesetzt.
Der Keilkörper
(150), der bei dieser Ausführungsvariante im Folgenden
als Zugelement bezeichnet wird, besteht hier aus einer Zugkugel
(165), einer Zugstange (161) und einem Zuganker
(163). Das Zugelement (150) wird im Spreizkörper (10)
so eingesetzt, dass die Zugkugel (165) in einer Parknut
(166), vgl. 11 und 12, zur
Anlage kommt.
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Zum
Einsetzen des Keilkörpers
(60) in den Spreizkörper
(10) wird der Keilkörper
(60) auf das aus dem Spreizkörper (10) herauskragende
Zugelement (150) gesteckt.
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Beim
Einschieben des Keilkörpers
(60) in die Bohrung (21, 51) des Spreizkörpers (10)
drückt
die Keilzone (80) des Keilkörpers (60) die Hintergriffselemente
(31) des Spreizkörpers
(10) elastisch auseinander, so dass diese hintergreifend
unter die innenliegende Oberfläche
(103) der ersten Deckplatte (101) geschoben werden.
Die Stirnfläche
(22) kann dabei so konstruiert werden, dass sie vollflächig an der
Oberfläche
(103) zur Anlage kommt.
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Mit
dem Beenden der Einschiebebewegung des Keilkörpers (60) sitzt die
Zylinderzone (70) mit radialer Restspannkraft im Bohrungsabschnitt
(105) und schließt
zumindest annähernd
bündig
mit der außenliegenden
Oberfläche
(102) der ersten Deckplatte (101) ab. Ggf. ist
die obere, ebene Stirnfläche
(63) des Keilkörpers
(60) ein bis drei Zehntel Millimeter unterhalb der außenliegenden
Oberfläche
(102) der Deckplatte (101) angeordnet.
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Am
Ende der Spreizbewegung der Hintergriffselemente (31) und
der Klemmelemente (51) verrasten die Raststollen (91)
des Keilkörpers
(60) unlösbar
in den Rastkerben (42) des Spreizkörpers (10). Während der
drei dabei entstandenen Rastsprünge
hat sich der Spreizkörper
(10) jeweils kurzzeitig tonnenförmig aufgedehnt. Die Entlastungsschlitze
(49) des Spreizkörpers
(10) haben sich dazu temporär elastisch aufgeweitet. Nach
Abschluss des Rastvorganges nimmt der Spreizkörper (10) im Bereich
der Verrastungszone (40) wieder seine zylindrische Kontur
(11) an.
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Abschließend wird
die Zugkugel (165) über die
Zugstange (161) aus der Parknut (166) in die Nut (167)
bewegt, vgl. 11 und 12. Damit
wird ein Aufspreizen der in der Bohrung (115) sitzenden,
elastischen Klemmelemente (51) bewirkt, vgl. auch 5.
Der Klemmsteg (57) krallt sich in der Wandung der Sacklochbohrung
(115) fest. Der Klemmsteg (57) ist somit zumindest
bereichsweise formschlüssig
in das Material der unteren Deckplatte (111) eingepresst.
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Sobald
die Zugkugel (165) in der Nut (167) sitzt, reißt die Zugstange
(161) an einer oberhalb der Zugkugel (165) gelegenen
Sollbruchstelle (162) ab.
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Ein
z.B. zu montierender Beschlag kann nun mit einer Schraube in der
Bohrung (61) des Keilkörpers
(60) befestigt werden.
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Im
Holzmöbelbau
basiert die Befestigungsstabilität
einer Beschlagbefestigung nicht nur auf dem Auszugswiderstand der
in den tragenden Dübeln
sitzenden Schrauben, sondern auch im Begrenzen der Setzbeträge und im
Vermeiden eines Lösespiels
quer zur Mittellinie der jeweiligen Schraube. Der hier vorgestellte
Dübel sitzt
quer zur Dübelmittellinie
(9) zum einen über
die Zylinderzone (70) fest in der Bohrung (105)
der ersten Deckplatte (101). Zum anderen steckt seine Abstützzone (50)
festgeklemmt in der zweiten Deckplatte (111). Das bedingt
zwei Wirkungen zur Förderung
der Dübelhaltekraft.
Zum einen übernimmt
die untere Deckplatte durch das Einkeilen des Fußabschnitts (50) in
die Bohrung (115) einen Teil der Dübelhaltekraft. Zum anderen wird
der Dübel,
bezüglich
seiner Lage quer zur Dübelmittellinie
(9), form- und kraftschlüssig fixiert. Da zudem der
Dübel biegefest
konstruiert ist, neigen die Schrauben in den Dübeln nicht zu einem das Lösen der
Verbindung beschleunigenden Schrägstellen,
so dass die Gefahr des unbeabsichtigten Lockerns oder Lösens des
Beschlags minimiert oder sogar verhindert wird.
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In
den Ausführungsbeispielen
ist der Keilkörper
bezüglich
seiner Außenkontur
zumindest großteils
ein rotationssymmetrischer Körper.
Alternativ hierzu können
seine einzelnen Querschnitte oder zumindest ein Teil davon auch
quadratische, polygonale, ovale oder anders profilierte Querschnitte
haben. Ggf. kann der Keilkörper
(60) mit dem Spreizkörper (10)
z.B. in der Verrastungszone über
ein Gewinde verbunden sein, so dass der Keilkörper (60) nicht in einer
linearen, nichtrotierenden Rastbewegung, sondern über eine
Einschraubbewegung montiert wird. Bei dem Verwenden eines Gewindes
wird in der Montagefuge zwischen dem Spreizkörper (10) und dem Keilkörper (60)
ein Rastgesperre oder ein Rastgehemme angeordnet, so dass der Keilkörper (60)
nach der Montage nicht mehr oder nur mit großem Aufwand herausgedreht werden
kann.
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Anstelle
der form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung
von Spreizkörper
und Keilkörper
durch Verrastungszonen oder Gewinde ist auch eine Bajonettverriegelung
denkbar. Die Verbindung durch ein Gewinde oder eine Bajonettverriegelung
wird im Verhältnis
zu den Verrastungszonen als gleichwertig und gleichwirkend betrachtet.
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Die 9 und 10 zeigen
einen Dübel mit
einem Keilkörper
(150), der im Wesentlichen aus einer Zugstange (161)
und einem Ziehkeil (160) besteht. Bei einem noch nicht
in der Bohrung (130) fixierten Dübel sitzt der Ziehkeil (160)
in einer z.B. konischen Ausnehmung (54), die sich nach
unten aufweitet. Am Ziehkeil (160) ist eine Zugstange (161) über eine
Sollbruchstelle, z.B. eine dünne
Taille (162), starr verbunden. Die Zugstange (161)
ist in dem Bereich, der aus dem Dübel oben herausragt, als ein
von einem Werkzeug z.B. formschlüssig
greifbaren Zuganker (163) ausgestaltet.
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Soll
nun der Dübel
in der unteren Deckplatte verklemmt werden, wird der Ziehkeil (160) über die Zugstange
(161) nach oben gezogen. Sobald die – z.B. zwei bis sechs – Klemmelemente
(51) in der Bohrung (115) fest eingespannt sind,
bricht die Taille (162) als Sollbruchstelle. Die Zugstange
(161) wird aus der zentralen Bohrung des Dübels entfernt.
Der Dübel
sitzt nun zumindest in der unteren Deckplatte (111) fest.
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In
den 11 und 12 ist
eine Variante – unabhängig vom
Dübeltyp – dargestellt,
die teilweise schon aus den 1 bis 5 in
Verbindung mit dem dort beschriebenen Dübel bekannt ist. Anstelle des
Ziehkeils (160) nach den 9 und 10 hat der
Keilkörper
(150) eine Zugkugel (165). Bei einem noch nicht
in der Bohrung (130) fixierten Dübel sitzt die Zugkugel (165)
in einer Parknut (166). Zum Verklemmen der Klemmelemente
(51) wird die Zugkugel (165) nach oben gezogen,
bis sie in einer weiteren Nut (167) zur Anlage kommt. Oberhalb
der Zugkugel reißt
dann die Sollbruchstelle (162), vgl. 12.
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Die
Varianten aus den 9 bis 12 stellen
einfache Schiebekeilgetriebe dar.
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Alternativ
hierzu wird in den 13 bis 15 ein
Keilkörper
(150) mit Spreizgetriebe gezeigt. Zentrales Bauteil dieses
Spreizgetriebes ist eine Membranfeder (170), vgl. 15.
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Die
Membranfeder (170) ist beispielsweise eine elastische Scheibe
aus einem Ring (171) mit davon radial abstehenden Zungen
(172). Zwischen dem Ring (171) und den Zungen
(172) können
ggf. druckstabile Filmgelenke angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel
hat der Ring (171) eine zentrale Bohrung (173).
Ein Teil derjenigen Zungen (172), die in den Bereichen
der Längsschlitze
der Klemmzone (50) liegen, hat Nasen (174), die
in die Längsschlitze hineinragen,
vgl. 15.
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Die
Membranfeder (170) sitzt in einer, im unteren Bereich der
Klemmelemente (51) gelegenen, Ringnut (175). Bei
einem noch unverformten Dübel ist
die Membrane (170) nach oben gewölbt, d.h. der Ring (171)
liegt oberhalb der Zungen (172). Zum Verklemmen der Klemmelemente
(51) wird die Membranfeder über eine Schubstange (176)
nach unten gedrückt.
Die Schubstange (176) ragt dazu mit ihrem unteren Ende
in die Bohrung (173) der Membranfeder (170) hinein.
Die Membranfeder wölbt
sich in ei ner Schnappbewegung nach unten. Am Boden der Bohrung (115)
legt sich der Ring (171) an. Die Membranfeder (170)
hat eine stabile Endlage eingenommen. Die Klemmelemente (51)
sitzen fest in der Bohrung (115). Die Schubstange (176)
wird nach dem Verklemmen der Membranfeder (170) nach oben
herausgenommen.
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Selbstverständlich ist
das Prinzip des Dübels nicht
auf Dübel
mit zumindest bereichsweise zylindrischer Außenkontur beschränkt. Der
Dübel kann
z.B. auch für
eine Ausnehmung konstruiert werden, die einen zumindest abschnittsweise
langlochförmigen oder
ovalen Querschnitt hat.
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Alle
Teile des Dübels,
die oberhalb der Klemmzone (50) liegen, sind hier nur beispielhaft
dargestellt. Der einzelne Dübel
kann sich oberhalb der Klemmzone (50) an der oberen Deckplatte
oder Stützkernzwischenlage
(121) in jeder beliebigen Art und Weise abstützen.
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Die 16 und 17 zeigen
einen Querschnitt eines Dübels
im Bereich der Abstützzone (50),
bei dem der Keilkörper
(60) schon vor dem Dübeleinbau
im Spreizkörper
(10) angeordnet ist. Der Dübel wird somit vormontiert
in die Bohrung (130) eingesetzt, vgl. 4.
Dieser Dübel
benötigt
kein Zugelement (150). Die Keilzonen des Keilkörpers (60) sind
hier z.B. vier Exzenterelemente (82), die durch ein Verdrehen – um die
Längsachse
(9) des Dübels – die Hintergriffselemente
(31) und ggf. auch die Spreizelemente (51) des
Spreizkörpers
(10) ausspreizen. Die Exzenterelemente (82) gleiten
hierbei an Nocken (33) entlang, die an die Hintergriffselemente
(31) angeformt sind.
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Die
Verdrehbewegung des Keilkörpers
(60) im Spreizkörper
(10) kann z.B. durch Rastelemente oder Anschläge (83)
begrenzt und/oder arretiert werden. In den 16 und 17 liegen
die Rastelemente z.B. in einer anderen – hier nicht sichtbaren – Schnittebene.
Um den Keilkörper
(60) der Abstützzone
(50) um die Achse (9) schwenken zu können, hat der
Keilkörper
(60) z.B. eine zentrale Vierkantausnehmung (84).
-
- 9
- Mittellinie
des Dübels
- 10
- Spreizkörper
- 11
- Außenwandung,
zylindrisch, Kontur
- 21
- Innenwandung,
Bohrung
- 22
- Stirnfläche
- 23
- Außenkante
- 29
- Längsschlitze
- 30
- Hintergriffsabschnitt
- 31
- Hintergriffselemente
- 32
- Hintergriffsflankenabschnitte
- 33
- Nocken
- 40
- Verrastungszone
- 41
- Raststollen
- 42
- Rastausnehmungen,
Rastkerben
- 43
- Rastflanken
- 44
- Gleitflanken
- 45
- Nutgrund
- 49
- Entlastungsschlitze
- 50
- Abstützzone,
Fußabschnitt,
Abstützabschnitt
- 51
- Klemmelemente,
Spreizelemente
- 52
- Stirnfläche, unten
- 53
- Ausnehmung,
zylindrisch; Kammer
- 54
- Ausnehmung,
kegelstumpfmantelförmig; Kammer
- 55
- Ausnehmung,
zylindrisch
- 56
- Kerbe
- 57
- Klemmsteg
- 58
- Außenkontur,
kegelstumpfmantelförmig
- 59
- Längsschlitze
- 60
- Keilkörper
- 61
- Bohrung
- 62
- Innengewinde
- 63
- Stirnfläche, oben
- 70
- Sitzabschnitt,
Zylinderzone
- 71
- Widerhakenstege,
Umlaufstege, Oberflächenstruktur
- 72
- Stützflanke
- 73
- Rutschflanke
- 80
- Spreizabschnitt,
Keilzone
- 82
- Exzenterelemente
- 83
- Anschläge
- 84
- Vierkantausnehmung
- 85
- Zwischenabschnitt
- 90
- Verrastungszone
- 91
- Raststollen
- 92
- Rastausnehmungen,
Rastkerben
- 93
- Stützflanken,
eben
- 94
- Gleitflanken
- 96
- Boden,
Stirnfläche,
kolbenartiges Ende
- 100
- Sandwichplatte,
Leichtkern-Verbundplatte; flächiges
Bauteil in Stützkernbauweise
- 101
- Deckplatte,
oben
- 102
- außenliegende
Oberfläche
- 103
- innenliegende
Oberfläche
- 105
- Bohrung
- 106
- Kante,
innenliegend
- 111
- Deckplatte,
unten
- 113
- innenliegende
Oberfläche
- 115
- Sacklochbohrung,
Sacklochausnehmung
- 119
- Boden
von (115)
- 121
- Stützkernzwischenlage,
Stützkern,
Wabenkern, Schaumstoffkern
- 125
- Bohrung
- 130
- Gesamtbohrung,
Ausnehmung
- 150
- Keilkörper mit
(160) oder (165), Zugelement
- 160
- Ziehkeil
- 161
- Zugstange
- 162
- Taille,
Sollbruchstelle
- 163
- Zuganker
- 165
- Zugkugel
- 166
- Parknut
- 167
- Nut
- 170
- Membranfeder
- 171
- Ring
- 172
- Zungen
- 173
- Bohrung
- 174
- Nase
- 175
- Ringnut
- 176
- Schubstange,
Druckstab