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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dübel und ein Verfahren
zur Bereitstellung einer sicheren Verankerung speziell in Lochbaustoffen,
wobei der Dübel aus einer Hülse mit einem nach
außen gerichteten Kragen und einer ausdehnbaren Kammer zur
Aufnahme einer Injektionsmasse, sowie einem Eindrehelement mit einem
Eindrehelementkopf und einem Eindrehelementschaft, besteht.
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Aus
der
DE 28 30 073 ist
eine Verankerung eines Befestigungsmittels in einem Bohrloch eines Mauerwerks
durch ein Aufweitmittel, wie beispielsweise aufschäumbaren
Kunststoff, bekannt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Aufweitmittel
das Befestigungselement umgibt und auf diesem von einer radial ausdehnbaren
Hülle gehalten ist, wobei der Aufweitvorgang durch ein
dem Befestigungselement vor seinem Einführen in das Bohrloch
zugeführtes Aktivierungsmittel auslösbar ist.
In der Folge dehnt sich die Hülle durch das aufschäumende
Aufweitmittel aus, wobei sie das Bohrloch ausfüllt und
wobei sie sich des Weiteren in die in ihrem Bereich liegenden Höhlungen
ausdehnt. Wenn der Aufschäumvorgang beendet ist und damit
die Verankerung wirksam geworden ist, kann mittels einer Schraube
ein zur Befestigung vorgesehenes Bauteil angebracht werden.
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Die
WO 2005/124163 A1 beschreibt
eine Injektionsbefestigungsanordnung, welche eine Ankerhülse
und eine Ankerstange aufweist, wobei die Ankerhülse einen
Verankerungsbereich mit Austrittsöffnungen zum Austritt
von in die Ankerhülse injiziertem Mörtel aufweist.
Die Injektionsbefestigungsanordnung weist weiterhin eine Mutter
als Gegenlager für den zu befestigenden Gegenstand auf.
An den Verankerungsbereich der Ankerhülse schließt
sich eine Querkrafthülse an. Diese Anordnung soll eine
Vereinfachung für den Montageablauf bei Injektionsbefestigungen
schaffen.
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Des
Weiteren ist aus dem Stand der Technik ein Injektionsdübel
bekannt, welcher zur Verwendung in Leichthochlochziegeln oder ähnlichen
Baustoffen vorgesehen ist. Der Injektionsdübel umfasst eine
flexible Hülse zur Aufnahme eines Injektionsmörtels,
welche sich nach der Injektion des Mörtels in entsprechende
Hohlräume des Ziegels bzw. des Baumaterials ausdehnt. Auf
diese Weise wird eine Verankerung des Dübels in dem Ziegel
bzw. dem Baustoff erreicht. Zur Befestigung eines Bauteils wird eine
Schraube in die Hülse eingedreht, wobei sich das Schraubgewinde
in die Hülse einschneidet.
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Beide
oben genannten Stand der Technik Lösungen basieren im Wesentlichen
auf einer formschlüssigen Verankerung des Befestigungselements im
Baustoff. Es ist insbesondere kein sofortiges Fixieren eines Anbauteils
mittels einer Spreizzone vorgesehen. Mit anderen Worten, ein solches
Befestigungselement ist nicht sofort belastbar. Des Weiteren entsteht
bei keiner der zuvor beschriebenen Lösungen ein sofortiger
fester Verbund zwischen dem Injektionsmörtel bzw. Injektionskleber
und der Schraube, was im Hinblick auf eine möglichst hohe
Haltekraft des Dübels vorteilhaft wäre.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen
Nachteile zu überwinden.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch ein Befestigungselement zur
Bereitstellung einer sicheren Verankerung speziell in Lochbaustoffen, bestehend
aus einer Hülse mit einem nach außen gerichteten
Kragen und einer ausdehnbaren Kammer zur Aufnahme einer Injektionsmasse,
und einem Eindrehelement mit einem Eindrehelementkopf und einem
Eindrehelementschaft, wobei die Hülse zwischen dem nach
außen gerichteten Kragen und der ausdehnbaren Kammer zur
Aufnahme der Injektionsmasse eine Spreizzone aufweist und wobei
das Eindrehelement zwischen dem Eindrehelementkopf und dem Eindrehelementschaft
einen mit der Spreizzone korrespondierenden Spreizgewindeabschnitt
aufweist, sowie durch ein Verfahren zur Montage eines Befestigungselements
welches die Schritte aufweist: a) Bohren eines Bohrlochs in eine
Unterkonstruktion, b) Einführen der Hülse durch
eine Öffnung in dem anzubringenden Bauteil hindurch in
das Bohrloch, c) Injizieren der Injektionsmasse in die Hülse,
d) Einstecken des Eindrehelements in die Hülse, bis der Spreizgewindeabschnitt
an der Spreizzone anliegt und e) Einbringen des Eindrehelements
in die Hülse, bis der Spreizgewindeabschnitt in der Spreizzone aufgenommen
ist, so dass eine direkte Verankerung des Befestigungselements in
der Unterkonstruktion erfolgt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der
Eindrehelementschaft einen geringeren Durchmesser auf als der Spreizgewindeabschnitt.
Auf diese Weise entsteht ein ringspaltartiger Freiraum zwischen
dem Eindrehelementschaft und der Hülse, in welchem sich
Injektionskleber ansammeln kann, so dass dieser den Eindrehelementschaft umschließt.
Auf diese Weise wird ein besonders fester Verbund zwischen dem Injektionskleber
und dem Eindrehelementschaft hergestellt.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der Eindrehelementschaft
ein Mischprofil auf. Dieses Mischprofil, welches vorzugsweise eine geflochtene
Form aufweist, dient dazu, den Injektionskleber beim Einschrauben
des Eindrehelements besonders gleichmäßig zu verteilen,
um eine hervorragende Verbundbildung zu erzeugen. Bei herkömmlichen
Schraubgewinden wird der Injektionskleber beim Einschrauben des
Eindrehelements regelmäßig in den hinteren Bereich
des Bohrlochs geschoben, so dass die Verbundbildung zwischen Eindrehelementschaft
und Kleber im vorderen Bereich des Bohrlochs nicht so stabil ist.
Um die Verbundbildung in diesem vorderen Bereich noch weiter zu
verbessern, kann der Spreizgewindeabschnitt konisch ausgestaltet sein,
damit auch er teilweise vom Kleber umschlossen wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist der Eindrehelementkopf eine angepresste Scheibe auf. Durch
die Verwendung der angepressten Scheibe wird sichergestellt, dass
keine Feuchtigkeit von außen in das Bohrloch bzw. die Hülse
eindringen kann und ggf. zu einer Korrosion des Eindrehelements
führt. Außerdem ist das Eindingen von Feuchtigkeit
auch hinsichtlich der Verbundbildung zwischen Injektionskleber und
Eindrehelementschaft unerwünscht.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform schließt
sich an die angepresste Scheibe ein glatter Abschnitt an. Mittels
dieses glatten Abschnitts wird bei der Montage die Dicke eines Anbauteils überbrückt,
so dass anschließend in der entsprechenden Unterkonstruktion
die Spreizzone mit dem Spreizgewindeabschnitt zusammenwirken kann,
um eine sofortige Fixierung des Anbauteils zu erzielen.
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Des
Weiteren werden vorzugsweise das Eindrehelement aus Edelstahl und
die Hülse aus Kunststoff (z. B. Polyamid) gebildet. Edelstahl
wird wegen seiner Korrosionsresistenz als Material für
das Eindrehelement gewählt und der Kunststoff wird aufgrund
seiner Dehnungscharakteristika als Material für die Hülse
gewählt. Es sind jedoch auch andere gleichermaßen
geeignete Metall- bzw. Kunststoffmaterialien anwendbar.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die ausdehnbare
Kammer unterhalb der Spreizzone durch einen mit Öffnungen
versehenen Hülsenschaft gebildet.
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Anhand
der beigefügten Zeichnungen wird das erfindungsgemäße
Befestigungselement im Detail erläutert: Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Eindrehelements;
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2 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Hülse
ohne Eindrehelement;
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3 eine
Schnittansicht entlang der Linie III-III aus 2;
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4 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Befestigungselements
im Endmontagezustand;
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5 eine
bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Eindrehelements.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Eindrehelement 1 aus
Edelstahl mit einem Eindrehelementkopf 2, welcher üblicher
Weise als Sechskantkopf ausgebildet ist, und einer daran angepressten
Scheibe 3, deren Durchmesser größer ist
als der des Sechskantkopfes und die zur Abdichtung eines Bohrlochs
bzw. einer Hülsenöffnung dient. An die angepresste
Scheibe 3 schließt sich in manchen Ausführungsformen
ein glatter Abschnitt 4 an, welcher durch ein anzubringendes
Bauteil 14 hindurch ragen soll und welcher in einen Spreizgewindeabschnitt 5 des Eindrehelements 1 übergeht.
An diesen schließt sich der Eindrehelementschaft 6 an.
In manchen Ausführungsformen kann der glatte Abschnitt 4 auch
weggelassen werden. Jedenfalls weist das Eindrehelement 1 zwischen
dem Eindrehelementkopf 2 und dem Eindrehelementschaft 6 den
Spreizgewindeabschnitt 5 auf. Dieser korrespondiert mit
einer Spreizzone 16 einer entsprechenden Hülse 7 (vgl. 2).
Der Eindrehelementschaft 6 weist regelmäßig
einen kleineren Durchmesser auf als der Spreizgewindeabschnitt 5 bzw.
der glatte Abschnitt 4. Der Eindrehelementschaft 6 kann
ein Profil (nicht gezeigt) aufweisen, welches während der
Montage zum Vermischen einer Injektionsmasse dient. Ein solches
Profil kann beispielsweise als geflochtenes Profil ausgebildet sein.
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In 2 wird
eine erfindungsgemäße Hülse 7 aus
Kunststoff (z. B. Polyamid) gezeigt, welche zur Aufnahme eines Eindrehelements 1 dient.
Die Hülse 7 weist an ihrem in Einführrichtung
oberen Ende einen nach außen gerichteten Kragen 8 auf.
An den nach außen gerichteten Kragen 8 schließt
sich ein Hülsenschaft 10 an, welcher an seinem
oberen Ende leicht nach außen abstehende Stege 9 aufweist,
die für einen sicheren Halt in einem Bohrloch bzw. Bauteil
sorgen. Direkt unterhalb der Stege 9 weist der Hülsenschaft 10 eine
mit dem Spreizgewindeabschnitt 5 des Eindrehelements 1 korrespondierende Spreizzone 16 zur
sofortigen Fixierung eines Bauteils auf, sowie Öffnungen 11,
die sich bis zum unteren Ende der Hülse 7 erstrecken
und wobei unterhalb der Spreizzone 16 der mit den Öffnungen 11,
welche üblicherweise in Form von Schlitzen ausgebildet
sind, versehene Hülsenschaft 10 eine ausdehnbare
Kammer bzw. Injektionskleberzone 17 zur Aufnahme einer
Injektionsmasse, d. h. eines Injektionsklebers bzw. -mörtels,
bildet. Die Spreizzone 16 der Hülse 7 ist
also zwischen dem nach außen gerichteten Kragen 8 und
der Injektionskleberzone 17 angeordnet. Beim Einspritzen
der Injektionsmasse kann diese durch die Öffnungen 11 der
Injektionskleberzone 17 dringen und so einen sicheren Form-
und Stoffschluss erzielen. Am unteren Ende der Hülse 7 verengt
sich der Hülsenschaft 10 leicht, was ein einfacheres
Einführen der Hülse 7 in ein Bohrloch
gestattet.
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Die
Schnittansicht gemäß 3 zeigt
die Unterseite des nach außen gerichteten Kragens 8 der
Hülse 7, sowie die am Hülsenschaft 10 unterhalb des
nach außen gerichteten Kragens 8 angeordneten,
leicht nach außen abstehenden Stege 9.
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Zwischen
den Stegen 9 ist die Mantelfläche 13 erkennbar.
Des Weiteren ist die Einbringöffnung 12 der Hülse 7 zu
sehen, in welche das Eindrehelement 1 eingebracht wird.
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In 4 wird
schließlich das erfindungsgemäße Befestigungselement
im Endmontagezustand gezeigt. Hierzu wird zunächst ein
Bohrloch in eine Unterkonstruktion bzw. einen Lochstein 15 gebohrt. Anschließend
wird die Hülse 7 durch eine Öffnung im anzubringenden
Bauteil 14 hindurch in das Bohrloch eingeführt
(wobei das Bohrloch natürlich auch direkt durch das Bauteil 14 und
die Unterkonstruktion 15 hindurch gebohrt werden kann).
Danach erfolgt das Injizieren der Injektionsmasse bzw. des Injektionsklebers
in die Hülse 7. Dann wird das Eindrehelement 1 in
die Hülse 7 eingesteckt, bis der Spreizgewindeabschnitt 5 an
der Spreizzone 16 anliegt. Daraufhin wird das Eindrehelement 1 in
die Hülse 7 eingebracht, bis der Spreizgewindeabschnitt 5 in
der Spreizzone 16 aufgenommen ist, so dass eine direkte
Verankerung des Befestigungselements in der Unterkonstruktion 15 erfolgt.
Der nach außen gerichtete Kragen 8 der Hülse 7 liegt
nun auf der Oberfläche des Bauteils 14 auf und
das Eindrehelement 1 ist bis zum Anschlag der angepressten
Scheibe 3 an dem nach außen gerichteten Kragen 8 in
die Hülse 7 eingeschraubt. Wie zu sehen, hat sich
der mit den Öffnungen 11 versehene Hülsenschaft 10 unterhalb
der Spreizzone 16, d. h. die ausdehnbare Injektionskleberzone 17,
in die entsprechenden Hohlräume 15' der Unterkonstruktion
bzw. des Lochsteins 15 hinein ausgedehnt, wodurch zusätzlich
zu der Spreizung eine weitere Verankerung des Befestigungselements
bereitgestellt wird. Mit dem erfindungsgemäßen
Befestigungselement sind daher besonders hohe Auszuglasten erzielbar.
Während des Eindrehens des Eindrehelements 1 kann
die Injektionsmasse durch ein Mischprofil (vgl. 5)
auf dem Eindrehelementschaft 6 vermischt werden, wodurch
eine gleichmäßige Verteilung derselben innerhalb
der Injektionskleberzone 17 erreicht wird. Dadurch, dass
der Durchmesser des Eindrehelementschafts 6 geringer ist
als der Durchmesser des Spreizgewindeabschnitts 5 bzw.
des glatten Abschnitts 4, bildet sich zwischen dem Eindrehelementschaft 6 und
dem Hülsenschaft 10 ein durchgehender Ringspalt 18.
Dieser Ringspalt 18 wird während der Montage mit
Injektionsmasse aufgefüllt, d. h. es kommt zur Bildung
eines festen Verbunds zwischen der Injektionsmasse und dem Eindrehelementschaft 6,
was zu der weiter oben erwähnten, besonders hohen Auszuglast,
beiträgt. Wie außerdem zu sehen, kann während
der Montage ein Teil der Injektionsmasse aus den Öffnungen 11 in dem
Hülsenschaft 10 austreten, was zu einer form- und
stoffschlüssigen Verbindung mit der Unterkonstruktion führt.
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5 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Eindrehelements 1 mit dem Eindrehelementkopf 2 und
der daran angepressten Scheibe 3. An den glatten Abschnitt 4 schließt
sich hier ein Spreizgewindeabschnitt 5 an (der ggf. auch
konisch ausgebildet sein kann), welcher im eingeschraubten Zustand
für ein Aufspreizen der Spreizzone 16 und somit
für eine gute Verankerung in der Unterkonstruktion 15 sorgt.
Des Weiteren kann ggf. ein Teil des konischen Spreizgewindeabschnitts 5 von
Injektionskleber umschlossen werden und auf diese Weise zu einer
außerordentlich festen Verbundbildung beitragen. An den
Spreizgewindeabschnitt 5 schließt sich der mit
einem Mischprofil versehene Eindrehelementschaft 6 an.
Das Mischprofil umfasst eine geflochtene Form, die, im Gegensatz
zu einem herkömmlichen Schraubgewinde, für eine bessere
Verteilung des Klebers entlang des Eindrehelementschafts sorgt und
somit die Verbundbildung weiter verbessert. Herkömmliche
Schraubgewinde neigen dazu, den Injektionskleber beim Einschrauben
in den hinteren Teil des Bohrlochs zu verschieben, so dass die Verbundbildung
im vorderen Bereich des Bohrlochs vergleichsweise schwächer
ist.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Befestigungselement können
erstmalig die Vorteile von Spreizdübeln und die Vorteile
von auf Form- und Stoffschluss basierenden Injektionsdübeln
miteinander vereint und sogar noch weiter verstärkt werden,
so dass eine ausgezeichnete Montagesicherheit und Kontrollfähigkeit
in Problembaustoffen, wie Leichthochlochziegeln oder vergleichbaren
Lochbaustoffen, ermöglicht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2830073 [0002]
- - WO 2005/124163 A1 [0003]