DE1908017A1 - Expandable fastener - Google Patents
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Description
8 MÜNCHEN 2. HILBLESTRASSE 2O # i/U O U I /8 MUNICH 2. HILBLESTRASSE 2O # i / U O U I /
Unser Zeichen Gg/fr18 166 Datum 1 8. Feb. 1969Our sign Gg / fr18 166 date 1 8th Feb. 1969
USAUnited States
"Aufweitbares Befestigungselement.""Expandable fastener."
Die Erfindung betrifft ein aufweitbares Befestigungselement. Solche aufweitbaren Befestigungselemente sind in der Technik in sehr zahlreichen Ausfuhrungsformen bekannt, es handelt sich bei ihnen im Regelfall um aus einem elastieschen Werkstoff hergestellte Stopfen, die in eine Bohrung von bestimmtem Durchmesser eingesetzt und in dieser auf den Bohrungsdurchmesser oder auf einen größeren Durchmesser aufgeweitet werden, um so den Stopfen in der Bohrung zu befestigen. Die Festlegung erfolgt im Regelfall durch Reibungskräfte, welche durch die äußere Formgebung des Stopfens unterstützt werden künnen. Das Entfernen solcher vorbekannter, aufweitbarer Befestigungselemente, welche auch als Dübel bekannt sind, kann im allge-The invention relates to an expandable fastening element. Such Expandable fasteners are known in the art in very numerous embodiments, it is with them in As a rule, stoppers made from an elastic material, which are inserted into a bore of a certain diameter and in this to the bore diameter or to a larger diameter are expanded so as to secure the plug in the bore. The determination is usually made by frictional forces, which are supported by the external shape of the plug can. The removal of such previously known, expandable fastening elements, which are also known as dowels, can generally
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•5 U 20 81 T«l.Bramm·. PATENUUtB MOnditn tenki Baytrlich» Vwlnibank M0ndi«n 453 100 Poilichidii MOndun 653 43• 5 U 20 81 T «l. B ramm ·. PATENUUtB MOnditn tenki Baytrlich "Vwlnibank M0ndi" n 453 100 Poilichidii MOndun 653 43
meinen entweder dadurch erfolgen, daß man die wirkende Reibungskraft reduziert, indem man das die Aufweitung des Stopfens bewirkende Element entfernt, wodurch sich der Stopfen zusammenzieht, oder daß man den Stopfen unter Überwindung der festhaltenden Widerstandskraft gewaltsam aus der Bohrung herauszieht. Das erstere Verfahren macht es erforderlich, daß das die Aufweitung bewirkende Element erfaßt werden kann, während das letztere Verfahren es erforderlich macht, auf den Stopfen eine sehr wesentliche Haltekraft ausüben zu können.mean either by taking the acting frictional force reduced by removing the element causing the plug to expand, causing the plug to contract, or that the stopper is forcibly pulled out of the bore while overcoming the holding force of resistance. The former method requires that the element causing the expansion can be detected, while the latter method requires it makes to be able to exert a very substantial holding force on the stopper.
Demgegenüber soll nach der Erfindung ein aufweitbares Befestigungselement geschaffen werden, welches als integrierender Bestandteil dann, wenn es einmal in die es aufnehmende Bohrung eingesetzt worden ist, aus dieser Bohrung nicht mehr entfernt werden kann, und zwar weder nach dem vorstehend zuerst genannten Verfahren noch nach dem vorstehend zuletzt genannten Verfahren, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu einer wesentlichen Verbesserung der Haltekraft und Funktion eines solchen Befestigungselementes auch eine verbesserte Formgebung des aufweitbaren Stopfens und des die Aufweitung bewirkenden Elementes geschaffen werden soll, um die Einfügung dieses Elementes in den Stopfen steuern zu können.In contrast, according to the invention, an expandable fastening element is intended be created, which as an integral part, once it has been inserted into the bore receiving it can no longer be removed from this hole, neither by the method mentioned first nor according to the method mentioned last above, whereby within the scope of the present invention a substantial improvement of the holding force and the function of such a fastening element also provides an improved shape of the expandable plug and of the widening causing element is to be created in order to control the insertion of this element in the stopper can.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung im wesentlichen, jedoch nicht darauf beschränkt, einen aufweitbaren Stopfen, der mit einem abgeflachten Kopf versehen ist. Als das die Aufweitung dieses Stopfens bewirkende Element wird ein Nagel vorgeschlagen, d©r mit einer Ausnehmung in der unteren Fläche seines Kopfes versehen ist. Diese Ausnehmung dient dazu, dsn Kopf de« Stopfens aufzunehmen? diesen zu umgeben und zu beschützen. Der Schaft des Nagels ist mit einem glatten, voreilenden FUhrungsabschnitt versehen, welcher mit einer gekrümmten, konischen Leitöffnung im Stopfen in Wirkverbindung bringbar und durch dies· gefuhrt ist. Die Befestigung eines solchenTo solve this problem, the invention provides essentially, but not limited to, an expandable stopper with has a flattened head. A nail is proposed as the element causing the widening of this plug, d © r is provided with a recess in the lower surface of its head. This recess serves to receive the head of the plug? to surround and protect it. The shaft of the nail is with a smooth, leading guide section provided with a curved, conical guide opening in the stopper in operative connection can be brought and is guided by this. The attachment of such a
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aufweitbaren Befestigungselementes als einem integrierenden Bestandteil erfordert lediglich das Einsetzen des Stopfens in eine Öffnung von im wesentlichen derselben Formgebung wie der Außenformgebung des Stopfens und das anschließende, zwangsweise Einfügen des Nagels in den Stopfen. Die Befestigung ist vollendet, wenn der Rand des Kopfes geringfügig in die Oberfläche des gehaltenen Materials eingetrieben ist. Ist dieses Material unnachgiebig bzw. starr, dann kann es mit einer Senkbohrung zur Aufnahme des Kopfrandes versehen werden. Eine gesteuerte Einfügung des Nagels in den Stopfen wird durch die NagelspVtze und durch den glatten FUhrungsabschnitt bewirkt, welche durch die mit einem Radius versehene oder gekrümmte, konische Leitöffnung des Stopfens in Längsrichtung geführt und ausgerichtet werden.expandable fastener as an integral part merely requires the plug to be inserted into an opening of substantially the same shape as the external shape of the stopper and the subsequent, forcible insertion of the nail into the stopper. The fortification is complete, when the edge of the head is slightly in the surface of the held Material is driven. If this material is inflexible or rigid, it can be provided with a countersunk hole to accommodate the Be provided on the head edge. A controlled insertion of the nail into the stopper is through the nail point and through the smooth Guide section causes which through the provided with a radius or curved, conical guide opening of the plug in the longitudinal direction be guided and aligned.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Befestigungselementes näher erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated below with reference to several in the drawing Embodiments of the fastening element according to the invention explained in more detail. It shows:
Fig. 1 in Vorderansicht einen aufweitbaren Stopfen des erfindungsgemäßen,
aufweitbaren Befestigungselementes als einem integrierenden Bestandteil,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, teilweise1 shows in front view an expandable plug of the expandable fastening element according to the invention as an integral part,
Fig. 2 is a cross-section along the line 2-2 of Fig. 1, partially
in Durchsicht,
Fig. 3 eine Aufsicht, teilweise im Querschnitt und teilweise inin review,
Fig. 3 is a plan view, partly in cross-section and partly in
Durchsicht, des erfindungsgemäßen Befestigungselementes gemäß einer ersten Installation, Fig. 4 einen Querschnitt eines weiteren aufweitbaren Stopfens des erfindungsgemäßen Befestigungselementes, teilweise in Durchsicht, Viewing the fastening element according to the invention according to a first installation, 4 shows a cross section of a further expandable plug of the fastening element according to the invention, partly in phantom,
Fig. 5 einen Querschnitt eines aufweitbaren Stopfens des erfindungsgemäßen Befestigungselementes gemäß einer dritten AusfUhrungsform, teilweise in Durchsicht, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5,5 shows a cross section of an expandable plug of the invention Fastening element according to a third embodiment, partially in phantom, Fig. 6 shows a cross section along the line 6-6 of Fig. 5,
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Durchsicht, eines weiteren Befestigungselementes nach der Erfindung gemäß einer weiteren Installation,Looking through another fastener according to the invention according to another installation,
Fig. 8 eine Aufsicht, teilweise im Querschnitt und teilweise in Durchsicht, einer modifizierten Ausführurgsform des erfindungsgemäßen Befestigungselementes gemäß einer dritten Installation,und8 is a plan view, partly in cross section and partly in phantom, of a modified embodiment of the invention Fastening element according to a third installation, and
Fig. 9 eine Vorderansicht, teilweise im Querschnitt, des Nagels des Befestigungselementes nach der Erfindung.Figure 9 is a front view, partly in cross section, of the nail of the fastening element according to the invention.
t Das aufweitbare Befestigungselement nach der Erfindung umfaßt einen aufweitbaren Stopfen 10, der mit einem abgeflachten Kopf 12 versehen ist, welcher in seinem Durchmesser im wesentlichen größer als der Durchmesser des Schaftteils 14 sein kann. An dem Kopf 12 des Stopfens sind zwei Schenkel 14a und 14b angeformt, welche nahe des Kopfes miteinander verbunden sind. Diese Schenkel können an ihren unteren Enden gemäß den AusfUhrungsformen nach den Fig. 1-7 miteinander verbunden oder gemäß der Ausführungsform nach Fig. 8 getrennt sein. Sie können weiterhin einander gegenüberliegende, abgeflachte Innenflächen aufweisen, welche einen zentral angeordneten, im wesentlichen ebenen Längsschlitz begrenzen, der sichThe expandable fastener according to the invention comprises a expandable stopper 10, which is provided with a flattened head 12 is, which can be substantially larger than the diameter of the shaft part 14 in its diameter. At the head 12 of the Plug two legs 14a and 14b are formed, which near the Head are connected to each other. These legs can at their lower ends according to the embodiments according to FIGS. 1-7 connected to one another or separated according to the embodiment according to FIG. 8. You can still have opposite, have flattened inner surfaces which delimit a centrally arranged, substantially flat longitudinal slot which extends
) quer über den vollen Durchmesser des Schaftes 14 erstreckt. Wenngleich dieser Längsschlitz im wesentlichen eben ist, kann er eine endliche Dicke haben, was gegenüber einem Längsschlitz keiner Dicke zu bevorzugen ist.) extends across the full diameter of the shaft 14. Although this longitudinal slot is essentially flat, it can have a finite thickness, which compared to a longitudinal slot none Thickness is preferable.
Der aufweitbare Stopfen 10 ist mit einer konischen Eintrittsbohrung oder Leitöffnung 20 versehen, die sich axial innerhalb des Kopfes 12 und des Schaftes 14 erstreckt. Die Eintrittsbohrung 20 ist mit einem Radius versehen oder konisch ausgeformt mit einem größeren Durchmesser am Kopf 12, welcher entlang des Schaftes 14 allmählich kleiner wird. Dieser konische oder mit einem wechselnden Durch-The expandable stopper 10 has a conical inlet bore or baffle opening 20 extending axially within head 12 and shaft 14. The inlet hole 20 is with provided a radius or conically shaped with a larger diameter at the head 12, which along the shaft 14 gradually gets smaller. This conical or with an alternating diameter
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messer versehene Teil der Eintrittsbohrung 20 kann sich axial in einer Länge erstrecken, welche etwa einem Drittel der Länge des Stopfens 10 entspricht. Die Eintrittsbohrung 20 kann sich zusammensetzen aus einem konischen und einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt, wie dies Fig. 2zeigt, bei welcher Ausführungsform der obere Abschnitt der Eintrittsbohrung 20 innerhalb des Kopfes 12 und des benachbarten Schaftes 14 im wesentlichen zylindrisch (konstanter Durchmesser) und der untere Abschnitt konisch (abnehmender Durchmesser) ist. In einem solchen Falle sollte der konische Abschnitt eine Länge aufweisen, welche etwa ein Drittel der Gesamtlänge des Stopfens 10 entsprechen kann.knife-provided part of the inlet bore 20 can extend axially for a length which is approximately one third of the length of the Plug 10 corresponds. The inlet bore 20 can be composed of a conical and a substantially cylindrical section, as shown in FIG. 2, in which embodiment of the upper portion of the inlet bore 20 within the head 12 and the adjacent shaft 14 essentially cylindrical (more constant Diameter) and the lower section is conical (decreasing diameter). In such a case, the conical section should have a length which can correspond to approximately one third of the total length of the stopper 10.
Der Konus der Eintrittsbohrung 20 kann linear sein, d.h. der Durchmesser verringert sich direkt proportional mit dem Abstand von dem Kopf 12, dieser Konus kann auch nicht linear sein, d.h. der Durchmesser verringert sich exponential proportional mit dem Abstand von dem Kopf 12. Im letzteren Falle wird der Konus natürlich wegen der exponentialen Beziehung durch einen Umdrehungsbogen bestimmt, während er bei der direkten Proportionalität eine gerade Linie beschreibt.The cone of the entry bore 20 can be linear, i.e. the diameter decreases in direct proportion to the distance from the head 12, this cone can also be non-linear, i.e. the Diameter decreases exponentially in proportion to the distance from the head 12. In the latter case the cone becomes natural determined by an arc of revolution because of the exponential relationship, while with direct proportionality it describes a straight line.
Die Eintrittsbohrung 20 kann mit mehreren Über den Umfang mit Abstand angeordneten und sich parallel zur Längsachse Über wenigstens eine Teillänge der Bohrung erstreckender Rippen 22 versehen sein, sie kann am Kopf 12 auch mit einer Vergrößerung versehen sein. Diese Vergrößerung kann durch einen gleichförmig nach außen gekrümmten Rand gebildet sein, wie dies die Fig. 2 und 4 zeigen, oder es kann gemäß der AusfUhrungsform nach Fig. 5 eine vergrößerte, ringförmige Einsenkung vorgesehen sein.The inlet bore 20 can be spaced with several over the circumference arranged ribs 22 extending parallel to the longitudinal axis over at least part of the length of the bore, it can also be provided with an enlargement on the head 12. This enlargement can be formed by a uniformly outwardly curved edge, as shown in FIGS. 2 and 4, or it can according to the embodiment of FIG. 5 an enlarged, annular Countersink be provided.
Der Schaft 14 kann außen mit einem Sägezahngewinde versehen oder •kann geprägt sein, um einen Widerstand gegen ein Entfernen aufzu-The shaft 14 can be provided with a buttress thread on the outside or • can be embossed in order to provide resistance to removal.
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bauen, der Boden 16 des Stopfens kann gleichförmig abgerundet sein, um die Einfügung des Stopfens zu erleichtern. Der Kopf 20 ist, wie bereits erwähnt, flach ausgebildet. Seine untere Fläche kann gemäß den Ausfuhrungsformen nach den Fig. 1-3 flach und gemäß den Ausführungsformen nach den Fig. 4-8 konisch sein. Als die Aufweitung des Stopfens bewirkendes Element findet ein Nagel 50 Verwendung, der mit einem gleichförmig konvex gekrümmten Kopf 52 versehen ist und einen Schaft 54 aufweist, welcher mit Ringrippen versehen ist. Die Nagelspitze ist mit 56 bezeichnet und 58 bezeichnet einen glatten FUhrungsebschnitt 58 zwischen dem Schaft und der Spitze. Der Nagelkopf 52 weist einen sich nach unten erstreckenden, ringförmigen Rand 60, welcher eine ringförmige Ausnehmung 62 in der unteren Fläche Über den Umfang umgibt. Diese Ausnehmung 62 nimmt den Kopf 12 des Stopfens auf und kapselt diesen ein.build, the bottom 16 of the plug can be uniformly rounded, to facilitate the insertion of the plug. The head 20 is how already mentioned, flat. Its lower surface can be flat according to the embodiments according to FIGS. 1-3 and according to the embodiments be conical according to Figs. 4-8. A nail 50 is used as the element causing the plug to expand, which is provided with a uniformly convexly curved head 52 and has a shaft 54 which is provided with annular ribs is. The nail tip is denoted by 56 and 58 denotes a smooth guide section 58 between the shaft and the Top. The nail head 52 has a downwardly extending, annular rim 60 which has an annular recess 62 in the Surrounding lower surface about the perimeter. This recess 62 receives the head 12 of the plug and encapsulates it.
Das aufweitbare Befestigungselement nach der Erfindung wird im wesentlichen in herkömmlicher Art und Weise verwendet. Der aufweitbare Stopfen 10 wird in eine dafUr vorgesehene Öffnung eingesetzt, welche in ihrer Formgebung in ihrer Abmessung im wesentlichen dem Stopfen entspricht. Der Nagel 50 wird dann in die Eintrittsbohrung 20 eingetrieben, wobei die Kombination aus konusförmiger, mit Rippen 22 versehener Eintrittsbohrung 20 und spitz zulaufender Nagelspitze 56 mit FUhrungsabschnitt 50 eine äußerst genaue Einfügung des Nagels in den Stopfen sicherstellt, was eine symmetrische Aufweitung der Schenkel 14a und 14b und eine vergrößerte Haltekraft am Material zur Folge hat. Der Nagel 50 wird so weit eingetrieben, bis der Rand 60 in den zu befestigenden Werkstoff 30 eingedrungen und in diesen unterhalb seiner Oberfläche eingebettet ist. Die· setzt natürlich voraus, daß der Werkstoff 30 nachgiebig ist, wie dies beispielsweise bei Sperrholz der Fall ist. Es gibt nun aber auch Werkstoffe, die unter dem Angriff des Rande· 60 nicht nachgeben. Eine Platte 32 aus Kunststoff oder aus FiberglasThe expandable fastener of the invention is used essentially in a conventional manner. The expandable one Stopper 10 is inserted into an opening provided for it, which in its shape in its dimensions essentially corresponds to Stopper corresponds. The nail 50 is then driven into the entry bore 20, the combination of conical, with Ribbed entry bore 20 provided with 22 and pointed nail tip 56 with guide section 50 an extremely precise insertion of the nail in the stopper ensures a symmetrical expansion of the legs 14a and 14b and an increased holding force on the material. The nail 50 is driven in until the edge 60 penetrates the material 30 to be fastened penetrated and is embedded in this below its surface. This of course assumes that the material 30 is flexible as is the case with plywood, for example. But there are also materials which, under the attack of the edge 60 do not give in. A plate 32 made of plastic or fiberglass
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ist dafUr ein Beispiel und findet ein solches, zu befestigendes Material Verwendung, dann wird eine Senkbohrung vorgesehen, um den Rand 60 dauerhaft aufzunehmen.is an example of this and finds one that is to be fastened Material use, then a counterbore is provided to receive the rim 60 permanently.
Aus der vorstehenden Beschreibung sind die Vorteile vorliegender Erfindung erkennbar. Der Kopf 52 des Nagels umgibt vollständig den Kopf 12 des Stopfens und gewährleistet daher, daß ein Entfernen des Stopfens verhindert wird, der Stopfen bildet also einen integrierenden Bestandteil des zu befestigenden Materials. Die gleichförmig konvexe Krümmung des Nagelkopfes 52 verhindert das Ansetzen eines Werkzeuges, welches einem Herausziehen des Nagels dienen könnte. Indem der Rand 60 des Nagelkopfes in das zu befestigende Material eingegraben ist, wird dadurch verhirabrt, daß man den Nagelkopf mit einem Werkzeug hintergreifen kann, was gleichfalls ein Herausziehen des aufweitbaren Befestigungselementes nach der Erfindung verhindert.From the foregoing description, the advantages of the present invention can be seen. The head 52 of the nail completely surrounds the head 12 of the plug and therefore ensures that removal of the plug is prevented, the plug thus forming one integral part of the material to be fastened. The uniformly convex curvature of the nail head 52 prevents the application of a tool which could be used to pull out the nail. By inserting the edge 60 of the nail head into the fastening material is buried, is entangled in that you can reach behind the nail head with a tool, which also pulls out the expandable fastener prevented according to the invention.
Die Erfindung schafft also einen aufweitbaren Stopfen, der mit einem abgeflachten Kopf und mit einer, einen Radius aufweisenden Leitöffnung versehen ist, die durch einen Umdrehungswinkel bestimmt ist und sich über etwa das obere Drittel der Länge des Stopfens Erstreckt. Als ein die Aufweitung dieses Stopfens bewirkendes Element findet ein Nagel Verwendung, der einen Kopfteil aufweist, welcher mit einem sich nach unten erstreckenden Rand versehen ist, der eine ringförmige Ausnehmung in der unteren Fläche des Nagelkopfes Über den Umfang umgibt. Der obere Teil des Nagelkopfes ist gleichförmig konvex gekrümmt und der Nagelschaft ist mit einem glatten FUhrungsabschnitt zwischen der zugespitzten Nagelspitze und ringförmigen Rippen versehen.The invention thus creates an expandable stopper that has a flattened head and one that has a radius Guide opening is provided, which is determined by an angle of rotation and extends over about the upper third of the length of the plug. As an element causing this plug to expand a nail is used which has a head part which is provided with a downwardly extending edge which circumferentially surrounding an annular recess in the lower surface of the nail head. The top of the nail head is uniform convexly curved and the nail shaft is smooth Guide section between the pointed nail tip and ring-shaped Ribs.
In der Beschreibung sind bevorzugte Ausfuhrungsformen nach der Erfindung beschrieben, in welchem Zusammenhang nicht betont zu werden braucht, daß,der Erfindungsgedanken auch modifizierte AusfUhrungsformen erfaßt«In the description, preferred embodiments according to the invention are described, in which context they are not to be emphasized needs that, the idea of the invention also modified AusfUhrungsformen recorded"
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