-
Die Erfindung bezieht sich auf Schraubdübel aus Kunststoff, insbesondere
für die Befestigung von Schwellenschrauben in Betonschwellen. Durch die britischen
Patentschriften 865120 und 961877 sind solche Schraubdübel aus Kunststoff mit einem
Innengewinde mit winklig zueinander liegenden Flanken und einem Außengewinde mit
gerundeten Flanken bekanntgeworden; bei denen Innen- und Außengewinde gleiche Ganghöhe
aufweisen. Das Rundgewinde, d. h., das im Querschnitt wellenförmig verlaufende Außengewinde
der bekannten Schraubdübel hat jedoch den Nachteil, daß bei der gegebenen Toleranz
zu den im Beton vorgeformten Gewindelöchern bei zunehmender Zugspannung die Gewindekuppen
der einzelnen - Gewindegänge in die Gegenkuppen des Betongewindes eingezogen werden,
weil der Kunststoff in gewissem Ausmaß plastisch elastisch ist und die Anlage linienförmig
erfolgt. Dabei werden durch die Verdrängung`von.'Werkstoff des weicheren Dübels
durch den härteren und spröderen Beton zusätzliche Radialspannungen erzeugt.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen in vorgeformten
Gewindelöcher des Betons einschraubbaren Schraubdübel aus Kunststoff für Schwellenschrauben
zur Befestigung von Schienen auf Betonschwellen zu schaffen, der so ausgebildet
ist; daß er radial wirkende Spannkräfte selbst aufnimmt und den Beton nur in axialer
Richtung spannt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Innengewinde
nur auf seiner in Richtung der Beanspruchung durch die Schraube liegenden Flanke
dem Schraubenprofil- angepaßt ist und auf seiner anderen Profilseite einer von dem
Schraubenprofil unabhängigen, Profilseite Spitze und Kern des Innengewindes verlaufenden
..Fläche folgt, während das Außengewinde des Dübels im Axialschnitt nahezu halbkreisförmige,
großräumige Ausnehmungen aufweist, welche durch hohe schmale Stege voneinander getrennt
sind, deren Spitzenwinkel etwa 35 bis 45° beträgt.
-
Die Schraubdübel nach den beiden vorgenannten britischen Patentschriften
zeigen weder eine solche-Ausbildung des Innen- und Außengewindes noch eine Wandstärke,
die im tragenden Teil, also über der Gewindeflanke größer ist als in dem nichttragenden
Teil unter der Gewindefianke. Vielmehr wird bei den bekannten Dübeln die Wandung
durch die obere Lippe der Aussparung unter der Gewindeflanke ebenso verdickt wie
oberhalb.
-
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Schraubdübel kann das Gewinde
am Außendurchmesser des Dübels nicht in das vorgeformte Betongewinde eingezogen
werden. Vielmehr verbleiben entsprechend der Neigung der Gewindeflanke von 35 bis
45° halbe in gleicher Richturig, vom Loch aus in den Beton gehende Abstützspannungen.
Die hohen Stege zwischen den großräumigen halbkreisförmigen Ausnehmungen stützen
sich dabei auf der dünneren Wand nicht in dem tragenden Teil des Dübels ab und biegen
diese sogar elastisch zum Innendurchmesser hin durch, soweit es die Festigkeit des
Kunststoffs zuläßt.
-
Durch die deutsche Patentschrift 319 972 ist ein Schraubdübel aus
Metall bekanntgeworden; bei dem das spitzwinklige Außengewinde auf einer zylindrischen
Außenfläche verläuft und die Steigung des Innengewindes eine wesentlich andere ist
als die des Außengewindes, also in keinem Einklang mit der Steigung des Außengewindes
steht: Daher ist dieser Schraubdübel nicht mit dem Gegenstand der Erfindung vergleichbar.
Außerdem ist die mit Innen- und Außengewinde versehene Metallhülse in ihrem unteren
Teil geschlitzt und wird zum Zwecke der Befestigung gespreizt, was einen umgebenden
weicheren Werkstoff, wie etwa Holz, voraussetzt. Da Beton nicht nachgiebig ist,
ist ein solcher geschlitzter Schraubdübel aus Metall schon aus diesem Grunde für
die Befestigung von Schwellenschrauben in Betonschwellen unbrauchbar.
-
Vorzugsweise: liegt das Profil des Außengewindes dem des Innengewindes
so gegenüber, daß die Wandstärke im tragenden Dübelquerschnitt größer ist als im
nichttragenden Teil und beispielsweise das 1,5fache beträgt. Dies ergibt eine nicht
unwesentliche Materialeinsparung. Die Gewindesteigung des Dübels ist zweckmäßig
bis zu etwa 111/o größer als die Gewindesteigung der Schwellenschraube, z. B. 12,56
zu 12,5 mm, damit jeder Gewindegang entsprechend der Elastizität des Schrauben-
wie auch des Dübelwerkstoffs wirkungsvoll zum Tragen kommt.
-
Das Innengewinde kann im .Kern- und Spitzendurchmesser in an sich
bekannter Weise eine Plustolerant gegenüber dem Gewinde der Schraube aufweisen und
dadurch der Schraube ein axiales Spiel gestatten, so daß mit Leichtigkeit auch krumme
oder am Gewinde leicht beschädigte Schrauben lose von Hand eingedreht werden können
und erst im letzten Gang mittels eines Werkzeuges die Zugspannung aufgebracht wird.
Von der Kopfseite her wird soweit kein Gewinde angebracht, wie. .der zylindrische
Schraubschaft einschließlich Übergang zum Kerndurchmesser des Gewindes in den Dübel
reicht. Legt man eine Gewindesteigung von 12,5 mm zugrunde, so bleiben für die Aufnahme
der Zugspannung bei üblichen Schwellenschrauben etwa sechs bis acht Gewindegänge,
die bei entsprechender Wähl des Kunststoffs mit Sicherheit genügen, eher die Schraube
abzureißen als d@g Dübel überzubeanspruchen und zu beschädigen. .
-
_ Während bisher bei Ausreißversuchen mit Stahldrahtdübeln unter höchsten
Spannungen der Beton ausbricht und die Schraube beschädigt wird oder bei Wellendübeln
aus Holz der. Dübel unbrauchbar wird und damit auch die Schwelle, solange sie nicht
durch Einsatz eines neuen Dübels repariert ist, und außerdem die Schraube gelängt
wird und diese meist nicht wieder verwendungsfähig ist, wird durch die neue Form
des Kunststoffschraubendübels ein wirtschaftlicher Vorteil erzielt, weil im Fall
einer überbeanspruchung nur die Schraube beschädigt oder unbrauchbar wird, während
alle anderen Teile _unzerstört und gebrauchsfertig bleiben. Versuche haben gezeigt,
daß die Schraube bei überbeanspruchung im ersten bis zweiten Gang unter dem Übergangskonus
vom Schaft zum Gewindekern zum Abriß kommt und der Dübel unbeschädigt bleibt.
-
Das großräumige halbrunde Außengewinde des Dübels kann über die ganze
Dübellänge leicht konisch verlaufen, um zu erreichen, daß der Schraubvorgang für
den Gewindelehrdorn im Beton erleichtert wird. Das Gewindeprofil ist im Kern rund
und läuft spitz zum Außendurchmesser aus. Die Gewindespitze am Außendurchmesser
soll angenähert der Gewindespitze der Schwellenschraube am Innendurchmesser gegenüberliegen;
wodurch im Querschnitt gesehen je tragende Gewindeflanke eine Materialanhäufang
zwecks
günstiger Aufnahme der Zug- und Radialspannung - verursacht durch das Schraubengewindeprofil
- gegeben ist, während im übrigen nichttragenden Profil eine dünnere Verbindungswandstärke
vorherrscht. Das Außengewinde kann ebenfalls über die gesamte -Dübellänge angebracht
sein, oder es' kann je nach Erfordernis am Dübelkopf in einen .zylindrischen, eventuell
leicht konischen Schaft übergehen. Außerdem -können am Kopf je nach Erfordernis
`Flansche zur Abdekkung des Betonrandes am Loch wie auch Schlitze zum. Ansatz von'Schraubenzieherklingen
angebracht sein.
-
Die Möglichkeit zur. Ausbildung -eines Gewindeloches in der Schwellemittels
Lehrdornen- -ist bereits durch das Einsetzen von Stahldrahtdübeln bekämt. Hinzu
kommt jetzt der Vorteil; @daß -durch- Ausbildung eines: großräumigen Halbrundgewindes
der-:Beton in den tragenden Gewindeflanken keine Kantenpressung erleidet, vielmehr
der Kunststoff des Dübels unter Einfluß radialer Spannungen auf der-Gewinderundung
abgleiten kann und daß bei der Großräumigkeit im Gewindeprofil des Betons nicht
nur Zement und Sand vorherrschen, sondern auch gröbere Zusatzstoffe in die Abscherlinie
hineinreichen, wodurch die Verankerungskraft erhöht wird.
-
Der neue Schraubdübel kann auch als Ersatz bzw. im Austausch für bisher
verwendete Holzwellendübel in Betonschwellen eingesetzt werden. In diesem Fall wird
nach Entfernung des Holzwellendübels in dem alten Dübelloch der Schwelle mittels
Gewindelehrdornen ein Gewindeloch aus Beton oder flüssigem Kunststoff geformt: In
jedem Fall ist es zweckmäßig, daß das im Beton geformte Gewindeloch ein gewisses
radiales und axiales Spiel gegenüber dem Außengewinde des Schraubdübels besitzt.
-
Zusammengefaßt bietet der neue Dübel vor allem folgende Vorteile:
Sehr geringes Gewicht, Vermeidung von Beschädigungen des Betons oder des Dübels,
Abriß der Schraube bei überbeanspruchung, schnelles Auswechseln des Dübels, Verringerung
von Reparaturzeiten sowie Wiederverwendbarkeit von Dübel und Schwelle.
-
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt einen Schraubdübel aus Kunststoff mit Innen- und Außengewinde
zur Hälfte in einem Axialschnitt; F i g. 2 ist eine Draufsicht auf den Schraubdübel
der F i g. 1; F i g. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus der im Schnitt dargestellten
Wandung des Schraubdübels; F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Schraubdübels;
der ebenfalls zur Hälfte axial geschnitten ist.
-
Der Schraubdübel 1 besteht aus einem geeigneten Kunststoff. An seinem
Kopf ist ein Flansch 2 ausgebildet; der einen radialen Schlitz 3 für die Einführung
eines Werkzeuges aufweist.
-
Das Innengewinde des Schraubdübels ist so ausgebildet, daß es nur
auf derjenigen Fläche 4. dem bekannten Spitzprofil der nicht dargestellten Schwellenschraube
angepaßt ist, auf welcher das Innengewinde des Dübels beim Anzug der Schwellenschraube
beansprucht wird. Auf der anderen Profilseite folgt das Innengewinde des Dübels
einer geraden Verbindungslinie 5 zwischen Spitze und Kern des Innengewindes; woraus
sich eine erhebliche Materialersparung ergibt.
-
Das Außengewinde des Schraubdübels zeigt in seinem Querschnitt nahezu
halbkreisförmige großräumige Ausnehmungen 6, welche durch hohe, schmale Stege 7
voneinander getrennt sind.
-
Wie der Querschnitt in F i g. 1 und 3 erkennen läßt, liegt das Profil
des Außengewindes 6, 7 dem des Innengewindes 4, 5 so gegenüber, daß die Wandstärke
im tragenden Dübelquerschnitt 8 größer ist als in dem nichttragenden Teil
9. Bei dem gezeichneten Beispiel ist der tragende Querschnitt etwa um das
1,5fache dicker als der - nichttragende Querschnitt.
-
.- Das Innengewinde des Dübels hat im Kern- und Spitzendurchmesser
eine Plustoleranz gegenüber dem Gewinde der Schwellenschraube. Außerdem ist die
Gewindesteigung des Dübels bis zu etwa -l % größer als die Gewindesteigung der Schwellenschraube.
Der Außendurchmesser des Schraubdübels verjüngt sich leicht bis zur Spitze des Dübels,
vorzugsweise um etwa 1 Ü/o des Durchmessers, wie dies durch das Linienpaar auf der
linken Seite von F i g. 1 und 4 angedeutet ist.
-
Der Boden des Dübels zeigt in F i g. 1 eine öffnung 10 zum Zwecke
der Entwässerung, jedoch kann der Boden auch geschlossen sein, wie dies F i g. 4
zeigt.
-
F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform des Schraubdübels, bei welcher
der Flansch am oberen Ende fehlt und das obere Ende 12 des Dübels im Bereich des
durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten zylindrischen Schaftes 11 und des
Konus 13 der Schwellenschraube kein Gewinde aufweist.