DE19503268A1

DE19503268A1 - Creep resistant expansible plastic wall plug

Info

Publication number: DE19503268A1
Application number: DE1995103268
Authority: DE
Inventors: Artur Prof Dr Ing Fischer
Original assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 1996-08-08

Abstract

An expansible plastic plug has cylindrical screw-introduction trailing end section, a longitudinal bore merging into a constriction and at least one longitudinal slit which extends from the leading end into the cylindrical section and which forms spreadable wings. The novelty is that (a) each wing (5) has at least one cross-sectional weak point (9) which is formed by an outer notch (7) and which is located between the split end (8) and the bore constriction (3b); and (b) the plug (1) consists of a fibre-reinforced high strength plastics, pref. a partially or completely aromatic, glass or carbon fibre-reinforced polyamide, polycarbonate or the like with a minimum tensile strength of 100 N/sq.mm.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel aus Kunststoff mit einem Längskanal zum Ein führen einer Schraube und wenigstens einem Spreizschenkel bildenden Längsschlitz gemäß der Gattung des Anspruches 1.The invention relates to an expansion plug made of plastic with a longitudinal channel for one guide a screw and at least one expansion leg forming longitudinal slot according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 10 97 117 ist ein über einen Teil seiner Länge geschlitzter, zylinder förmiger Spreizdübel aus Kunststoff bekannt, dessen hinteres Ende eine Längsbohrung zum Einführen einer Befestigungsschraube aufweist. Der erste Abschnitt dieser Längs bohrung ist zylindrisch ausgebildet und weist einen etwa dem Außendurchmesser der Schraube entsprechenden Durchmesser auf. An diesem zylindrischen Abschnitt schließt sich eine konische Verjüngung an, die in dem im vorderen Bereich als Aufspal tung ausgebildeten Schlitz des Dübels ausläuft. Die Außenkontur des Dübels ist auf seiner gesamten Länge mit Einkerbungen versehen, die den Dübel in Verbindung mit einem fließfähigen Kunststoff soweit plastisch verformen läßt, daß beim Eintreiben der Befestigungsschraube das Material des Dübels zwischen die Gewindegänge der Schraube und in die Außenkerben verdrängt wird. In einem harten Verankerungsgrund wird somit der Dübelwerkstoff in die bestehenden Lücken und Unebenheiten des Ver ankerungsgrundes eingepreßt, was zu hohen Reibungskräften und damit hohen Halte werten führt. Die Zähigkeit und plastische Verformbarkeit des Kunststoffes bedeutet je doch eine geringe Kriechfestigkeit, die dazu führt, daß bei einer Dauerzugbelastung durch Kriechen des Materials die Reibkräfte nachlassen und der Haltewert sich allmäh lich reduziert. Derartige Dübel sind daher für Befestigungen, die einer ständigen Zug belastung unterworfen sind, nicht geeignet.From DE-PS 10 97 117 is a slotted cylinder over part of its length shaped expansion anchor made of plastic known, the rear end of a longitudinal bore for inserting a fastening screw. The first section of this longitudinal bore is cylindrical and has an approximately the outer diameter of the Screw on the corresponding diameter. On this cylindrical section is followed by a conical taper, which in the front area as a gap tion trained slot of the anchor leaks. The outer contour of the dowel is open along its entire length with notches that connect the dowel a flowable plastic can be plastically deformed to the extent that when driving in Fixing screw the material of the dowel between the threads of the Screw and is pushed into the outer notches. In a hard anchoring ground is the dowel material in the existing gaps and unevenness of the Ver anchor base pressed in, resulting in high frictional forces and thus high hold values leads. The toughness and plastic deformability of the plastic means but a low creep resistance, which leads to a permanent tensile load by creeping the material the frictional forces decrease and the holding value gradually decreases reduced. Such dowels are therefore for fastenings that have a constant train are not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizdübel aus Kunststoff zu schaf fen, der eine hohe Kriechfestigkeit aufweist und damit für Befestigungen geeignet ist, die unter einer ständigen Zugspannung stehen.The invention has for its object to provide a plastic expansion plug fen, which has a high creep resistance and is therefore suitable for fastenings, who are under constant tension.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale er reicht. Üblicherweise werden für unter ständiger Zugspannung stehende Befestigungen Metalldübel verwendet, deren Herstellung und Montage erheblich aufwendiger ist als bei Kunststoffspreizdübeln. Es gab daher schon Versuche, solche Metalldübel durch Kunststoffdübel zu ersetzen. Allerdings wurde versucht, das Problem in der Weise zu lösen, lediglich Teile der Metalldübel, beispielsweise die Spreizhülse, aus faser verstärktem, hochfesten Kunststoffen herzustellen. Dadurch konnten jedoch keine Vorteile gegenüber den herkömmlichen Metalldübeln erzielt werden.This object is achieved by the features specified in claim 1 enough. Usually for fastenings under constant tension Metal dowels are used, the manufacture and assembly of which is considerably more complex than with plastic expansion anchors. There have therefore been attempts to use such metal dowels Replace plastic dowels. However, attempts have been made to address the problem in such a way solve, only parts of the metal dowel, such as the expansion sleeve, made of fiber to produce reinforced, high-strength plastics. However, none could Advantages over conventional metal dowels can be achieved.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht nunmehr eine spezielle Dübelgestaltung vor, die eine gleiche Herstellung und Montage des Spreizdübels entsprechend den üblichen Kunststoffspreizdübeln ermöglicht, allerdings mit einem faserverstärkten, hochfesten Kunststoff. Da bei der Verwendung eines solchen Kunststoffes keine plastische Verfor mung und Verdrängung des Dübelmaterials stattfindet, wird die Verankerung des Spreizdübels durch Aufklappen von Spreizschenkeln erzielt. Das Aufklappen wird da durch ermöglicht, daß jeder Spreizschenkel wenigstens eine durch eine Außenkerbe gebildete und zwischen dem Schlitzende und der Verengung des Längskanals ange ordnete Querschnittsschwächung aufweist. Diese Querschnittsschwächung hat die Wirkung eines Gelenks, so daß beim Eindrehen der Schraube in die Verengung des Längskanals die Spreizschenkel V-förmig nach außen und gegen die Bohrlochwandung gepreßt werden. Gleichzeitig schneidet sich das Gewinde der Schraube in die Innen flächen des Dübels ein und schafft somit die Verbindung zwischen Dübel und Schraube. Durch das leichte Aufklappen der Spreizschenkel wird die Preßkraft der Schraube vollständig zum Anpressen der Spreizschenkel an die Bohrlochwandung ge nutzt, was zu hohen Reibungskräften und damit Haltekräften führt. Durch die Verwen dung eines faserverstärkten, hochfesten Kunststoffes tritt kein Kriechen des Kunst stoffes ein, so daß eine dauerhafte, Zugspannung aufnehmende Verankerung erreicht wird.The solution according to the invention now provides a special dowel design, the the same manufacture and assembly of the expansion anchor according to the usual Plastic expansion anchors possible, but with a fiber-reinforced, high-strength Plastic. Since no plastic deformation when using such a plastic anchoring and displacement of the dowel material, the anchorage of the Expansion dowels achieved by opening expansion legs. The opening is there by allows each expanding leg to have at least one through an outer notch formed and between the slot end and the narrowing of the longitudinal channel ordered cross-sectional weakening. This cross-sectional weakening has Effect of a joint so that when the screw is screwed into the constriction of the Longitudinal channel, the expansion legs V-shaped outwards and against the borehole wall be pressed. At the same time, the thread of the screw cuts into the inside surfaces of the dowel and thus creates the connection between dowel and Screw. By slightly opening the expansion leg, the pressing force of the Screw completely for pressing the expansion legs against the borehole wall uses what leads to high frictional forces and thus holding forces. By use The use of a fiber-reinforced, high-strength plastic prevents the art from creeping a material so that a permanent, tensile anchoring is achieved becomes.

Als besonders geeigneter Werkstoff hat sich ein teil- oder vollaromatisches, mit Glas- oder Kohlefasern verstärktes Polyamid oder Polycarbonat erwiesen, dessen Zugfestig keit mindestens 100 N/mm² beträgt. A particularly suitable material has been a partially or fully aromatic, with glass or carbon fiber reinforced polyamide or polycarbonate, whose tensile strength speed is at least 100 N / mm².

Ein günstiges Aufklappen der Spreizschenkel wird durch die Gestaltung erreicht, daß der Kerbgrund tangential zum zylindrischen Abschnitt des Längskanals verläuft und die verbleibende Wandungsdicke an der engsten Stelle etwa der Kerbtiefe entspricht.A favorable opening of the expansion leg is achieved by the design that the notch base is tangent to the cylindrical section of the longitudinal channel and the remaining wall thickness at the narrowest point corresponds approximately to the notch depth.

Um ein vorzeitiges Aufspreizen des Dübels beim Setzen mit der Schraube zu ver hindern, können die Spreizschenkel zwischen dem Schlitzende und der Verengung des Längskanals mit wenigstens einem den Schlitz überbrückenden Sollbruchsteg ver bunden sein. Der Sollbruchsteg kann auch als Spritzhaut ausgebildet sein, die sich vom Schlitzende bis zur Verengung des Längskanals erstreckt.To prevent the anchor from spreading open prematurely when setting with the screw can prevent the expansion legs between the slot end and the narrowing of the Longitudinal channel with at least one predetermined breaking web bridging the slot be bound. The predetermined breaking web can also be designed as a spray skin, which differs from the Slot end extends to the narrowing of the longitudinal channel.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen einfach geschlitzten Spreizdübel im Längsschnitt, Fig. 1 is a simple slotted expansible plug in longitudinal section;

Fig. 2 einen Querschnitt des Spreizdübels nach Fig. 1 gemäß der Schnittlinie A-A, Fig. 2 shows a cross-section of the expansible fixing plug of FIG. 1 along the section line AA,

Fig. 3 einen zweifach geschlitzten Spreizdübel im Teillängsschnitt und Fig. 3 shows a double slotted expansion dowel in partial longitudinal section and

Fig. 4 einen Querschnitt des Spreizdübels nach Fig. 3 gemäß der Schnittlinie B-B. Fig. 4 shows a cross section of the expansion anchor according to Fig. 3 along the section line BB.

Der Spreizdübel 1 gemäß Fig. 1 ist in Längsrichtung mit einem vom vorderen Ende ausgehenden Schlitz 2 versehen, der sich bis in den zylindrischen Abschnitt 3a des Längskanals 3 erstreckt. Der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 3a entspricht etwa dem Außendurchmesser der Schraube 4. An den zylindrischen Abschnitt 3a schließt sich eine Verengung 3b an, die im vorderen Bereich des Dübels 1 ausläuft. Durch den Längsschlitz 2 entstehen zwei Spreizschenkel 5, an deren Außenfläche je weils eine Außenkerbe 7 zwischen dem Schlitzende 8 und der Verengung 3b ange ordnet ist. Dadurch entsteht eine Querschnittsschwächung 9, die beim Aufklappen der beiden Schenkel 5 als Gelenk wirkt. Die leichte Aufspreizbarkeit des Dübels 1 ermög licht es, diesen aus einem faserverstärkten, hochfesten Kunststoff herzustellen, bei spielsweise aus einem teil- oder vollaromatischen, mit Glas- oder Kohlefasern verstärk ten Polyamid oder Polycarbonat mit einer Mindestzugfestigkeit von 100 N/mm².The expansion anchor 1 according to Fig. 1 is provided in the longitudinal direction with an extending from the front end of slot 2 which extends into the cylindrical portion 3a of the longitudinal channel 3. The diameter of the cylindrical section 3 a corresponds approximately to the outer diameter of the screw 4 . A constriction 3 b adjoins the cylindrical section 3 a, which ends in the front region of the dowel 1 . Through the longitudinal slot 2 , two expansion legs 5 are formed , on the outer surface of which an outer notch 7 is arranged between the slot end 8 and the constriction 3 b. This creates a cross-sectional weakening 9 , which acts as a joint when the two legs 5 are opened . The easy expansion of the dowel 1 enables light to be made from a fiber-reinforced, high-strength plastic, for example from a partially or fully aromatic polyamide or polycarbonate reinforced with glass or carbon fibers with a minimum tensile strength of 100 N / mm².

In dem in Fig. 2 dargestellten Querschnitt ist erkennbar, daß der Grund der Außen kerbe 7 tangential zum zylindrischen Abschnitt 3a des Längskanals 3 verläuft. Die Wandungsdicke an der engsten Stelle der Querschnittsschwächung 9 entspricht etwa der Tiefe der Außenkerbe 7.In the cross section shown in Fig. 2 it can be seen that the bottom of the outer notch 7 extends tangentially to the cylindrical portion 3 a of the longitudinal channel 3 . The wall thickness at the narrowest point of the cross-sectional weakening 9 corresponds approximately to the depth of the outer notch 7 .

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Spreizdübel 1 zwei kreuzweise angeordnete Längsschlitze 2 auf, so daß - wie in Fig. 4 erkennbar - vier Spreizschenkel 6 entstehen. Alle vier Spreizschenkel 6 sind mit einer Außenkerbe 7 versehen, deren Kerbgrund tangential zum zylindrischen Abschnitt 3a verläuft.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, the expansion dowel 1 has two longitudinal slots 2 arranged crosswise, so that - as can be seen in FIG. 4 - four expansion legs 6 are formed. All four expansion legs 6 are provided with an outer notch 7 , the notch base of which extends tangentially to the cylindrical section 3 a.

Beide Ausführungsbeispiele der Dübel 1 weisen zwischen dem Schlitzende 8 und der Verengung 3b des Längskanals 3 einen den Schlitz 2 überbrückenden Sollbruchsteg 10 auf. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 ist dieser Sollbruchsteg als Spritzhaut 11 ausgebildet, die sich vom Schlitzende 8 bis zur Verengung 3b des Längskanals 3 erstreckt.Both embodiments of the dowels 1 have a predetermined breaking web 10 bridging the slot 2 between the slot end 8 and the constriction 3 b of the longitudinal channel 3 . In the embodiment of Fig. 3 and 4, this predetermined breaking web is formed as a molded skin 11 b from the end of the slot 8 to the narrowing of the longitudinal channel 3 3 extends.

Claims

1. Expansion dowel made of plastic with a cylindrical section starting from the rear end and corresponding to an outside diameter of the screw to be inserted into a narrowing longitudinal channel, and with at least one longitudinal section starting from the front end and extending into the cylindrical section, forming longitudinal slot, characterized in that each expanding leg ( 5 , 6 ) has at least one cross-sectional weakening ( 9 ) formed by an outer notch ( 7 ) and arranged between the slot end ( 8 ) and the constriction ( 3 b) of the longitudinal channel ( 3 ), and that the expansion anchor ( 1 ) consists of a fiber-reinforced, high-strength plastic.

2. Expansible plug according to claim 1, characterized in that the plastic partially or fully aromatic polyamide reinforced with glass or carbon fibers, Polycarbonate or the like. With a minimum tensile strength of 100 N / mm².

3. Expansible plug according to claim 1, characterized in that the notch base extends tangentially to the cylindrical portion ( 3 a) of the longitudinal channel ( 3 ) and the remaining wall thickness of the cross-sectional weakening ( 9 ) corresponds approximately to the depth of the outer notch ( 7 ).

4. Expansible plug according to claim 1, characterized in that the expansion limb ( 5 , 6 ) between the slot end ( 8 ) and the constriction ( 3 b) of the longitudinal channel ( 3 ) with at least one slot ( 2 ) bridging the desired web ( 10 ) are connected.

5. Expansible plug according to claim 4, characterized in that the predetermined breaking web is designed as a spray skin ( 11 ) which extends from the slot end ( 8 ) to the United constriction ( 3 b) of the longitudinal channel ( 3 ).