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Lösbarer Befestigungsdübel Die Erfindung betrifft einen lösbaren
Befestigungsdübel zum Einsetzen in Bohrlöcher, bestehend aus einer Hülse mit mindestens
zwei schalenförmigen Segmenten und einem durch die Hülse hindurchgeführten und die
Aufspreizung ihrer Segmente und Anpressung derselben gegen die Bohrlochwandung bewirkenden
Bolzen.
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Befestigungsdübel, die in Bohrungen in Beton oder Mauerwerk oder auch
Netall verankert werden und der Befestigung von Gegenstande:1 an Wänden, Decken
oder dergleichen dienen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie bestellen
aus mehreren Teilen. Eine bekannte Ausführung besteht-aus einer Schraube, einem
oder mehreren schalenförmigen-Spreizteilen und einer auf die Schraube gesetzten,
konusförmigen Futter, die zwischen Schraubenschaft und Spreizteilen eingeführt ist
und beim Anziehen auf der Schraube die Schalen gegen die Leibungen eines vorgebohrten
Loches presst
Bei einem anderen bekannten Spreizdübel weist eine
längsgeschlitzte Mutter ein konisches Gewinde auf, so daß sich die Schlitzmutter
beim Eindrehen einer Schraube nach außen spreizt, Ferner gibt es Spreizdübel, bei
denen in einer längsgeschlitzten Hülse weichere Massen durch den Boden des Schraubenschaftes
zu einem Ball zusammengepreßt werden, der seinerseits wieder die Spreizlaniellen
der Hülse auseinanderpreßt.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist ein loser konischer Keil
in einem konischen geschlitzten Rohr durch den Boden des Schraubenschaftes in den
verjüngten Teil hineingetrieben, wodurch die Spreizung der Rohrlamellen bewirkt
wird.
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Ein weiterer bekannter Dübeltyp bedient sich einer spiralig geschlitzten
Röhre, die durch das Anziehen einer Schraube gegen den Umlaufainn der Spirale aufgedreht
ist und dadurch bei gleichzeitiger Verkürzung der Röhre eine Spreizung des Umfangs
derselben bis zur festen Anpressung an die Lochwandung erfährt.
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Schließlich weisen einige der bekannten Dübel einen eigenen Bohrkopf
auf, so daß sie sich bei Verwendung eines elektrischen Bohr- oder Schlagbohrgeräts
ihr Loch im Untergrund selbst bohren, wobei der Bohrkopf im Loch verbleibt.
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Als wesentlicher Nachteil aller bekannten lösbaren Befestigungsdübel
ist nun erkannt worden, daß die Berührung zwischen den aufgespreizten Lamellen und
der Bohrlochwandung nur punkt- bzw. linienförmig ist und sich nur an einer Stelle
auf
der Länee des Dübels in dem Bohrlochs auswirkt. Dadurch ergibt
sich eine enorm hohe ilächenpressung, die zu Ausbrüchen in der Bohrlochwandung und
anschließend zum Lockern des Dübels führen kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß es bei einem lösbaren Befestigungsdübel darauf ankommt, 1. ein Bohrloch möglichst
geringen Durchmessers für eine möglichst großen Schaftdurchmessers zu erzielen,
2. eine möglichst große Anlagefläche zwischen Dübelbacken und Lochleibung zu schaffen,
wobei 3. ein möglichst starrer unelastischer Verbund zwiscjien der Schraube einerseits,
den Diibelbacken und der Loch leibung andererseits hergestellt wird, so daß 4. bei
einem möglichst geringen Anpreßdurck dennoch eiiie hohe Ausziehkraft bewirkt wird
und ferner gleichzeitig 3. eine sichere Abstützung der Schraube auf eine möglichst
große und möglichst weit nach vorn und Iiinten im Bohrloch reichende Länge erzielt
wird, die ein Kippeii der Schraube unter rechtwinklig auf deren Längsaciise auftretende
Belastung verhütet, 6. ein Festsetzen des gesamten Dübels zu ermöglichen, bevor
eine Belastung desselben -in welciier Richtung auf die Längsachse der Schraube auch
immer- auftritt, damit der Dübel auch dann fest und unverrückbar im Bohrloch verbleibt,
wenn die Teile, deren Befestigung der Dübel dient, abgenommen und gegen andere Teile
ausgewechselt werden.
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Ein Dübel der die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungsformen
vermeidet und die zuvor geschilderten Bedingungen erfüllt ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Umfang des Bolzens und entsprechend
auf den gegenüberliegenden Innenflächen der Segmente wellenförmige Eriiebungen bzw.
Vertiefungen in LäIlgsri chtung vorgesehen sind. Die Segmente können bei einer Verschiebung
gegenüber dem Bolzen mit ihrem längsgewellten Innenumfang auf dem entsprecilend
gewellten Außenumfang des Bolzens gleit, wobei sie sich, mit ihren Erhebungen auf
denen des Bolzens nach oben gleitend, nach außen aufspreizen können. Beim Einführen
des erfindungsgemäß ausgebildeten Dübels in das Bohrloch liegen die Segmente mit
ihren Erhebungen iii den Vertiefungen auf dem Bolzenschaft, wodurch der kleinste
Durchmesser des Befestigungsdübels festgelegt ist. Der größte Durchmesser des Befestigungsdübels
ergibt sich beim Aufspreizen der Segmente, wenn diese mit ihren Erhebungen auf dem
höchsten Punkt der wellenförmigen Erhebungen auf dem Bolzenschaft stehen. In dieser
Lage ist der Befestigllrlgsdübel voll ausgespreizt. Ist dieser größte Durchniesser
des Befestigungsdübels im voll ausgespreizten Zustand seiner Segmente noch kleiner
als der des Bohrloches, müssen dickere Segmente oder ein anderer Befestigungsdübel
eingesetzt . erden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Befestigungsdübels
besteht der Bolzen aus einem Schraubenbolzen mit einem Kopf und einem mit Gewinde
versehenen Ende, auf das eine Schraubenmutter aufgeschraubt ist. Zwischen dem Kopf
und der Schraubenmutter sind die Segmente auf dem Schraubenbolzenschaft angeordnet.
Durch Anziehen der Mutter auf dem Schraubenbolzerllserden die Segmente auf dem Schraubenbolzenschaft
verschoben und dabei infolge der gegenüberliegenden wellenförmigen Erhebungen bzw.
Vertiefungen auf den Segmenten einerseits und dem Schraubenbolzenschaft
andererseits
nach außen aufgespreizt. Durch Lösen der Mutter können die Segmente wieder in ihre
Ausgangslage zurückgeführt werden, wobei sie dann mit ihren Erhebungen in den Vertiefungen
des Schraubenschafts zu liegen kommen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Befestigungsdübels kann der glatte Blittelabschnitt des Bolzens oder des Schraubenbolzens
von einem röhrenförmigen Zwischenstück eng umschlossen sein, das am AuBenumfang
in Längsrichtung wellenförmige Erhebungen bzlY.
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Vertiefungen aufweist. Dadurch ist es möglich, einen normalen Schraubenbolzen
mit glattem Hittelabschnitt zu verwenden, auf den dann ein Zwischenstück aufgeschoben
wird, das am Außenumfang die in Längsrichtung sich erstreckenden Wellen aufweist,
die mit entsprechenden auf den darauf liegenden Segmenten zum Aufspreizen derselben
zusammenwirken Das röhrenförmige Zwischenstück kann innen glatt sein, es kann aber
neben der Wellung am Außenumfang auch eine solche auf dem Innenumfang aufweisen.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, die Segmente am Außenumfang
mit Nuten, Zacken oder dergleichen Ausnehmungen zu versehen, die eintnal zum Einlegen
von die Segmente mit dem Schaft des Bolzens zusammenhaltenden Federdraht- oder Gummiringen
und zum anderen zur Aufnaliine von Nocken oder sonstigen Erhöhungen auf der Innenfläche
von auf die ersten Segmente aufgesetzten weiteren Segmenten vorgesehen sind.
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Auf diese Weise kann man auf erste Segmente nach außen hin weitere
Segmente auf die ersten aufsetzen, um den Durchmesser des Befestigungsdübels zu
vergrößern, wenn das
Bohrloch grÖßer gebohrt ist und der größe AuDendurchmesser
des Befestigungsdübels zum Ausfüllen des Bohrlochs nicht ausreicht Die außen auf
die ersten Segmente aufgesetzten weiteren Segmente greifen dann mit Nocken, Zacken
oder dergleichen in entsprechende Ausnehmungen am Außenumfang der ersten Segmente
ein und kommen damit in formschlüssige Verbindung miteinander. Eine Verschiebung
der inneren Segmente auf dem Schraubenschaft bewirkt dann auch eine Mitnahme der
äußeren Segmente, die mit den.inneren formschlüssig verbunden sind.
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Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Befestigungsdübels
kann die Krümmung des Außenumfangs der Segmente der Krümmung des Bohrlochs angepaßt
sein. Die Krümmung der Segmente an ihrem Innenumfang enspricht dann der Krümmung
des Bolzenschafts, auf dem sie aufliegen, während ihr Außenumfang der Krümmung des
Bohrlochs folgt, wodurch eine flächige Anpressung der Segmente gegen die Lochleibung
hervorgerufen wird.
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Weiterhin kann der kleinste Querschnitt des gewellten Schraubenschaftes
dem Kernquerschnitt des Gewindeteils des Schraubenbolzens entsprechen, Auf diese
Weise entspricht der tragfähige Querschnitt des Schraubenbolzens dem Kernquerschnitt
des Gewindes. Hierdurch erreicht man eine günstige Ausnutzung des Bolzenquerschnitts.
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Schließlich ist es erfindungsgemäß möglich, eine Bohrkrone auf dem
Kopf des Bolzens anzuordnen, wie es bei Befestigungsdübeln an sich bekannt ist,
und das Ende des Bolzens mit einem Zapfen zum Einspannen in das Futter eines Bohrwerkzeugs
zu versehen. Auf diese Weise kann man das Bohrloch durch den Dübel selbst bohren
lassen, wobei der Bohrlochdurchmesser dem Dübeldurchmesser genau angepaßt werden
kann.
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Bei einer Relativbewegung zwischen dem Bolzen und den schalenförmigen
Segmenten erfolgt wie gesagt eine Aufspreizung der Segmente radial nach außen bis
zur festen Anpressung an die Lochleibung des Bohrlochs, und zwar parallel in ihrer
vollen Länge, wodurch der erforderliche durch Reibung und Pressung zwischen Bohrlochwandung
und Dübel hervorgerufene kraftschlüssige Verbund erreicht wird und sich der Dübel
in der vollen Länge der schalenförmige Segmente an der Bohrlochwandung abstützt.
Die Segmente werden ihrerseits i der vollen Länge auf einer von der Wellenzahl abhängigen
Vielzahl von Punkten bzw. Linien abCestützt.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele von in der er findungsgemäßen
reise ausgebildeten lösbaren Befestigungsdübeln dargestelli.
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Der BefestigtungsdUbel gemäß der Erfindung beeht aus einem Bolzen
1, der in den dargestelltesl Ausführungsbeispielen als Schraubenbolzen mit Kopf
6 und Gewindeende 7, auf das eine Schraubenmutter 8 aufgesetzt ist, ausgeführt ist.
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Statt des mit Gewinde 7 versehenen Schraubenbolzens kann jedoch auch
ein solcher mit glattem Schaft Verwendung finden wobei statt der Schraubenmutter
8 ein Stift oder ein ähnliches Befestigungemittel vorgesehen sein kann.
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Der mittelteil des Bolzens 1 ist in Längsrichtung mit wellenförmigen
Erhebungen 4 bzw. Vertiefungen 5 versehen.
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Die Form der Wellen des Mittelteils des Bolzens 1 kann entweder wie
in Abb. 1 mit sich ständig veränderndem Neigungswinkel sein, oder wie in Abb. 3
ausgeführt sein. Darüber hinaus sind auch anders gezackte oder gewellte Formen möglich.
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Der wellenförmige Mittelteil des Schaftes des Bolzens 1 wird durch
eine Spreizhülse 2 eng umschlossen. Diese Spreizhülse 2 besteht aus mindestens zwei
durch Längsschlitzen der Hülse 2 gebildeten Segmenten 3. Die Itmenwandung der Segmente
3 ist ebenfalls in Längsrichtung gewellt. Die wellenförniigen Erhebungen 4 bzw.
Vertiefungen 5 auf der Innenwand der Segmente 3 können entweder mit der Wellenform
auf dem Mittelteil des Bolzenscllaftes 1 kongruent sein oder auch eine etwas andere
Form aufweisen.
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Jedenfalls muß die Teilinig, das ist der Abstand zwischen einer Eriiebirng
4 und einer Vertiefung 5, auf der Innenwand der Segmente 3 mit der auf dem Schaft
des Bolzens 1 übereinstimmen, um ein Aufeinandergleiten bei Verschiebung des Bolzens
1 gegenüber den Segmenten 3 in Längsrichtung zu ermöglichen.
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Um einen Zusammenhalt der lose auf dem Schaft des Bolzens 1 liegenden
Segmente 3 zu bewirken, kann in Umfangsnuten 10 in den Segmenten 3 ein Federdraht-
oder Gummiring eingelegt werden Der Außendurciimesser der auf den Schaft des Bolzens
1 aufgesetzten Segmente 3 in der in Abb. 1 gezeigten Stellung soll nur geringfügig
kleiner sein als der I)urciimesser des Bohrloclis, in den der erfindungsgemäße Befestigungsdübel
eingesetzt werden soll. Nach dem Einsetzen des Befestigungsdübels in der in Abb.
1 gezeigten Lage der Teile zueinander wird durch Anziehen der Mutter 8 auf dem nit
Gewinde versehenen Ende 7 des Schraubenbolzeiis 1 eine Relativbewegung zwischen
dem Schraubenbolzen 1 und den auf ihn aufgesetzten Segmenten 3 hervorgerufen. Bei
festgehaltenem Schraubenbolzen 1 gleiten die durch die mutter 8 zum Kopf 6 des Schraubenbolzens
1 gedrückten Segmente 3 mit ihren wellenförmigen
Erhebungen 4 auf
die Wellenberge 4 des Schraubenbolzens 1.
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Dabei spreizen sich die Segmente 3 nach außen und pressen sich auf
ihrer ganzen Außenfläche gleichmäßig stark gegen die Wandung 13 des Bohrlochs.
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Ist die Bohrung des Bohrlochs größer als der Höhendifferenz zwischen
einer wellenförmigen Vertiefung und Erhebung auf dem Bolzen 1 bzw. den Segmenten
3 entspricht, müssen andere Segmente 3 mit gröBerer Wandstärke genommen werden oder
zusätzliche Segmente auf die inneren Segmente aufgesetzt werden, wie in Abb. 5 gezeigt
ist. Die Nuten 10 am Außenumfang der Segmente 3, die auch durch Zaiicen oder andere
Ausnehmungen ersetzt sein können, dienen dann zur Aufnahme von Nocken auf der Innenwandung
der auf die ersten aufgestockten weiteren Segmente 3, wodurch ein Formschluß zwischen
den aufeinandergesetzten Segmenten 3 zustande kommt.
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Die Außenfläche der Segmente 3 kann glatt sein, sie kann aber auch
mit Vorsprüngen wie Zacken, Haken oder dergleichen versehen sein. Entscheidend für
die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Dübels ist, daß beim Anziehen der Schraubenmutter
8 und dadurch bedingtes Aufspreizen der auf dem Schaft des Schraubenbolzens 1 gleitenden
Segmente 3 eine Anpressung der letzteren praktisch auf der gesamten im Bohrloch
befindlichen Länge gegen die Bohrlochwandung 13 erreicht wird. Auf diese Weise wird
eine Lockerung des Dübels vermieden, wie es bei belcannten Befestigungsdübeln durch
Ausbrüche aus der Bohrlochwandung infolge punktförmiger Flächenpressung der Aufspreizhülse
gegen die Bohrlochwandung auftreten kann.
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In bevorzugter Weise kann an dem Kopf 6 des Schraubenbolzens 1 eine
Bohrkrone 11 angeordnet sein. Mittels eines am
anderen Ende des
Schraubenbolzens 1 angeordneten Zapfens 12 kann der Dübel in das Futter eines Bohrwerkzeugs
eingespannt werden und sich über die Bohrkrone 11 selbst sein Loch bohren. Dies
hat den Vorteil, daß man das Bohrloch genau dimensionieren kann. Man erreicht dabei,
daß man den Dübel mit den vorgesehenen Segmenten 3 durch Autspreizen derselben auf
jeden Fall in dem Bohrloch festspannen kann.
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In Abb. 2 sind die Segmente 3 mit gewellter Innen- und Außenwandung
ausgeführt. Die Berührung der Segmente 3 mit der Bohrlochwandung erfolgt dabei in
bestimmten, durch die Entfernung der Erhöhungen auf dem Außenumfang vorgegebenen
Abständen.
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In Abb. 3 ist ein Dübel gemäß der Erfindung mit zackenförmigen Wellen
auf dem Schraubenschaft und der Innenwand der Segmente 3 dargestellt. Die Form der
Zacken kann aber von der dargesteliten auch abweichend sein.
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Bei dem in Abb. 4 dargestellten Dübel ist als Besonderheit das röhrenförmige
Zwischenstück 9 zu erwähnen, welches auf den glatten Schaft des Bolzens 1 aufgeschoben
ist. Das Zwischenstück 9 weist außen eine in Längsrichtung gewellte Oberfläche auf,
auf der die Segmente 3 mit ihren gewellten Innenoberflächen gleiten können. Es ist
also auch möglich, glatte Schraubenbolzen für Dübel der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
zu verwenden, wobei sich dann die Wellung auf der Oberfläche des röhrenförmigen
Zwischenstücks 9 statt wie z,B. in den Abb. 1 bis 3 auf dem Schraubenbolzen 1 selbst
befindet.
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Es ist auch ohne weiteres möglich, die in den Abb. 1 bis 5 dargestellten
Ausführungsbeispiele für einen lösbaren Befestigungsdübel gemäß der Erfindung in
beliebiger Weise zu komblnierene Entscheidend ist nur, daß sich zwischen dem Schraubenbolzen
1 und den Segmente 3 entsprecllende iii Längsrichtung gewellte Oberflächen befinden,
die bei einer Relativverschiebung zwischen den genannten Teilen zu einem Aufspreizen
der Segmente 3 führen, die sich mit ihren çellenförmigen Erhebungen 4 auf entsprechenden
auf dem Schraubenbolzen 1 selbst oder einem Zwischenstück 9 aufwärts schieben und
dabei nach außen aufspreizen und stich gegen die Bohrlochwandung 13 auf ihrer gesamten
Länge oder an gleiciimäßig auf die Länge verteilten Stellen pressen.
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Die Verschiebung wird bei zuder dargestellten Ausführung durch Anziehen
der Mutter 8 auf dem Geweindeende 7 des Schraubenbolzens 1 hervorgerufen. Die Schraubenmutter
8 drückt beim Anziehen, gegebenenfalls über eine Zwischenplatte 14 gegen die Segmente
3 und bewirkt ihre Verschiebung gegenüber dem festgehaltenen Schraubenbolzen 1.
Der Dübel kann durch Lösen der Schraubenmutter 8 in entsprechender Weise auch stets
wieder gelöst erden und bohne Beschadigung der Bohrlochwandung 13 aus dem Bohrloch
entfernt werden. Dies und die Tatsache, daß eine gleichmäßge Anpressung der Segmente
3 gegen die Bohrlochwandung 13 bei dem erfindunsgemäß.n Dübel möglich ist, stellt
eina1Xsher nicht erreichten Vorteil dar.
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Die Erfindung soll nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungen beschränkt sein. Es sind vielfältige Abwaiidlungen denkbar, die von
dem in den nachfolgenden AnsprUchen umrissenen Schutzumfang gedeckt werden.