DE19628558A1 - Steckdübel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Steckdübel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Für Befestigungen, insbesondere in der Elektrotechnik zum Befestigen von Kabeln, werden derartige Steckdübel verwendet, deren Haltekraft nicht auf der Spreizwirkung einer in den Dübel eingedrehten Schraube beruht, sondern durch bewegliche Stützelemente erzeugt wird. Zwei Ausführungsbeispiele solcher Steckdübel sind in Fig. 4 dargestellt.

Die gezeigten Stützelemente sind einstückig mit dem Schaft des Steckdübels ausgebildet und weisen in der Regel im Bereich ihres Anschlusses an den Schaft des Steckdübels eine Verengung oder Einschnürung derart auf, daß eine senkrecht zur Längsachse des Schaftes liegende Gelenkachse gebildet wird, um die sie gedreht werden, wenn der Steckdübel in ein Bohrloch eingesteckt wird, dessen Lochdurchmesser geringer ist als die Breite des Steckdübels. Das im Bereich der Gelenkachse befindliche Material des Steckdübels erzeugt beim Einstecken des Dübels in das Bohrloch dementsprechend eine relativ geringe Rückstellkraft, die ihrerseits für eine geringe Anlagekraft zwischen den Stützelementen einerseits und der Bohrungswandung im Verankerungsgrund sorgen.

Wird der derart im Bohrloch verankerte Steckdübel durch das Gewicht des zu befestigenden Gegenstandes oder anderer äußerer Lasten auf Zug beansprucht, ergibt sich durch die Reibungskraft, die von der Anlagekraft und dem Reibungskoeffizienten zwischen den Stützelementen und der Bohrlochwandung abhängt, ein Drehmoment, das einen Aufstelleffekt des Steckdübels entgegen der Lastrichtung erzeugt, durch den sich der Dübel bei Belastung im Bohrloch ver­ spannt und dadurch seine Haltekraft erhöht.

Bekannt sind Steckdübel mit einem zentralen Schaft, an dem beid­ seitig solche Stützelemente angeformt sind, aber auch Steckdübel in Form eines U-Bügels, dessen Schenkel nach außen solche Stützsegmente tragen.

Der entscheidende Vorteil solcher Steckdübel liegt in der einfachen Montage, es muß lediglich ein Bohrloch im Verankerungsgrund gesetzt werden und der Steckdübel in das Loch eingesteckt werden. Montage­ zeiten und Kosten für eine Schraube wie bei konventionellen Dübeln entfallen. Da der Steckdübel keine Schraube aufnehmen muß, kann der Anschluß zu einem Halteelement, beispielsweise zur Umschließung eines Kabels, frei gestaltet werden.

Der Nachteil der bekannten Ausführungen liegt in der geringen Rück­ stellkraft im Bereich der Gelenkachse und damit in der entsprechend geringen Reibungskraft zwischen Stützsegmenten und Bohrungswand. Bei ungünstigen äußeren Umständen, z. B. bei sehr glatter Bohrungswandung und bei einem Bohrungsdurchmesser im oberen Toleranzbereich ent­ stehen praktisch keine nennenswerten Reibungseffekte mehr zwischen Bohrungswandung und Stützelementen, so daß der gewünschte Aufstell­ effekt nicht erzeugt werden kann und folglich nur noch eine unge­ nügende Haltekraft des Dübels gegen äußere Zuglasten erzeugt wird.

Besonders nachteilig wirkt sich diese geringe Aufstellkraft aus, wenn der Ankergrund beispielsweise aus Gipskartonplatten besteht. Die in die Hohlräume solcher Platten hineinragenden Stützelemente stellen sich nicht ausreichend in ihre ursprüngliche Lage auf, da sich durch das Einschieben die im Bereich der Gelenkachse gebildeten Kunststoffgelenke so stark deformiert haben, daß nur noch eine geringe Rückstellung erfolgt, die zu keinem nennenswerten Eingriff in die Hohlräume mehr führt. Ein ähnliches Verhalten zeigen die bekannten Steckdübel in einem mit Hohlräumen versehenen Mauerwerk wie z. B. Lochziegel.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Steckdübel ist darin zu sehen, daß selbst bei ausreichendem Aufstelleffekt und damit guter Verspannung des Dübels im Bohrloch, die maximal erreichbaren Auszugswerte dann von der Abscherfestigkeit der relativ schmal ausgebildeten Gelenkachse begrenzt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen bekannten Steckdübel so zu verbessern, daß unter allen praktischen Einsatzbedingungen eine erhöhte Haltekraft erreicht wird.

Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Stützelemente nicht mehr einstückig mit dem Schaft des Steckdübels ausgebildet sind, sondern in definierten Abschnitten des Schaftes verschiebbar und verformbar sind, wobei Art und Umfang der Verformung durch ihre Position auf dem jeweiligen Abschnitt wesentlich definiert sind. Daraus ergibt sich eine Art "Automatik" insoweit, als daß bei zunehmender Lastbeanspruchung des Steckdübels eine auch nur gering­ fügige Bewegung des Schaftes aus dem Bohrloch zu einer zunehmenden Verspannung oder Verkeilung dieser Stützelemente im Bohrloch aufgrund der durch eine solche Bewegung veränderten Positionierung der Stützelemente auf dem ihnen zugeordneten Abschnitt führt und damit zu einer entsprechenden Formänderung des Stützelementes, die zu einer Erhöhung der Reibungskraft zwischen Steckdübel und Bohr­ lochwandung führt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Steckdübels wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1: Einen Längsschnitt des Steckdübels in der Ebene V-Y der Fig. 2,

Fig. 2: einen zweiten Längsschnitt durch den Steckdübel in der Ebene X-X der Fig. 1,

Fig. 3A: einen Querschnitt durch den Steckdübel in der Ebene Z-Z der Fig. 1, und

Fig. 3B und C: Querschnitte entsprechend Fig. 3A mit alternativen Querschnittsformen des Schaftes,

Fig. 4A und B: Seitenansichten von Steckdübeln nach dem Stand der Technik.

Der Steckdübel besteht aus einem zentralen Schaft 10, dessen aus dem Bohrloch B herausragender Teil in üblicher Weise, beispielsweise als Doppelklammer zur Aufnahme von zwei Kabeln, ausgebildet ist.

Ein erstes Anschlagelement 11 bildet den Übergang zu der erfin­ dungsgemäßen Gestaltung des in das Bohrloch B eintauchenden Teils des Steckdübels: Hier wechseln sich kegelstumpfartige Abschnitte 12, 14, 16 mit dazwischen liegenden Anschlagelementen 13, 15, 17 ab, wobei der Querschnitt der Abschnitte 12, 14, 16 unterschiedlich gestaltet sein kann, beispielsweise elliptisch (Fig. 3A), oder auch kreisförmig (Fig. 3B) oder auch kleeblattförmig (Fig. 3C). Im folgenden soll die in Fig. 3A dargestellte Ausführung betrachtet werden.

Die Querschnittsform der Abschnitte 12, 14, 16 bleibt in diesem Sinne unverändert über die Länge des Schaftes hinweg, nimmt aber linear zum Ende des Steckdübels hin zu, beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel der Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3A liegen die Oberflächen der Abschnitte 12, 14, 16 somit auf dem Mantel eines durchgehenden Kegelstumpfes mit elliptischem Querschnitt.

Die Übergangsflächen 11B, 13A, 13B, 15A, 15B und 17A zwischen den Abschnitten 12, 14 und 16 sind konisch ausgeführt und bilden die eigentlichen Anschlagflächen der Anschlagelemente 11, 13, 15, 17.

Auf den Abschnitten 12, 14, 16 sind Stützelemente 20, 21, 22 axial verschiebbar und verformbar gehalten, deren Querschnitt so ausgelegt ist, daß eine Relativverschiebung der Stützelemente auf ihrem zugeordneten Abschnitt in Richtung zum bohrlochseitigen Ende des Steckdübels zu einer Verformung der Stützelemente führt, die zu einer zunehmenden Anlage oder einer zunehmenden Verkeilung zwischen Steckdübel und Bohrlochinnenwandung führen, wobei die konischen Anschlagflächen 13A, 15A, 17A die Axialverschiebungsbewegung der Stützelemente auf ihrem zugeordneten Abschnitt begrenzen.

Bei der in Fig. 1 und 3A dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Stützelemente (im folgenden wird nur die Position des Stützelementes 20 betrachtet) als elliptischer Ring ausgebildet, wobei die große Halbachse a dieses elliptischen Ringes größer als der Bohrungsdurchmesser d ist, die kleine Halbachse b kleiner als der Bohrungsdurchmesser d. In ihrer unbeanspruchten Position sitzen die Stützelemente 20, 21, 22 auf den ihren zugeordneten Abschnitten 12, 14, 16 so auf, wie dies in Fig. 1 schraffiert dargestellt ist. Beim Einstecken des Dübels in das Bohrloch B schmiegen sich die Ringflächen der Stützelemente an die zum Halteende des Steckdübels zeigenden Übergangsflächen 11B, 13B und 15B an, so daß infolge der schwach glockenähnlichen Querschnittsstruktur sich nur ein geringer Reibungswiderstand aufgrund der Stützelemente beim Einstecken des Dübels ergibt. Diese Position ist in Fig. 1 mit 20′, 21′ und 22′ gekennzeichnet.

Liegt nun am Steckdübel 10 eine äußere Last an, so bewirkt diese, daß ein Aufstelleffekt bei der eintretenden Verformung der Stütz­ elemente auftritt, der zu einer Zunahme des Reibungswiderstandes und damit der Haltekraft führt. Führt die äußere Last zu einer gering­ fügigen Axialbewegung des Steckdübels aus dem Bohrloch heraus, so gleiten die Stützelemente auf ihrem Abschnitt 12, 14 oder 16 nach hinten, wobei der zunehmende Querschnitt des Abschnittes zu einer zunehmenden Verspreizung der Stützelemente führt, bis diese im Extremfall schließlich an der zum Bohrlochende zeigenden Übergangs­ fläche 13A, 15A, 17A anliegen und sich dort verkeilen, wie dies in Fig. 1 in den Positionen 20′′, 21′′ und 22′′ angedeutet ist.

Die Formgebung der Stützelemente bewirkt also einerseits ein Einknicken beim Einführen des Steckdübels infolge der Reduzierung des Maßes a auf den Bohrlochdurchmesser d, andererseits einen Aufstelleffekt mit zunehmender Klemmung zwischen Steckdübel und Bohrlochwandung.

Claims (10)

1. Steckdübel mit mindestens einem in ein Bohrloch einzuführenden Schaft, an dem sich Stützelemente befinden, die sich bei einer am Schaft aus dem Bohrloch ziehenden Last gegen die Bohrlochwand abstützen und so die Haltekraft erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (10) mindestens einen Abschnitt (12 . . . ) aufweist, dessen Querschnitt sich zum Schaftende/Bohrlochende hin vergrößert, und daß auf diesem Abschnitt (12 . . . ) mindestens ein Stützelement (20) verformbar und axial verschiebbar zwischen zwei mittels Anschlagelementen (11, 13) definierten Endpositionen (20′, 20′′) gehalten ist.

2. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verschieben des Stützelements auf dem Abschnitt in Richtung von dessen abnehmenden Querschnitt hin beim Einstecken des Schaftes (10) in das Bohrloch (B) eine Verformung des Stützelementes derart eintritt, daß sich dessen Außenkontur an den Bohrlochdurchmesser (d) anpaßt, ohne das Einstecken wesentlich zu behindern.

3. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abschnitts, der Innenquerschnitt des ringförmigen Stützelementes, und die Außenkontur des Stützelementes so aufeinander abgestimmt sind, daß beim Verschieben des Stützelements auf dem Abschnitt in Richtung von dessen zunehmenden Querschnitt bei äußerer Last am Schaft hin eine Verformung des Stützelementes derart eintritt, daß dieses sich zwischen Schaft und Bohrlochwandung zunehmend verkeilt, anpreßt und/oder verspreizt.

4. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abschnitte (12, 14, 16) des Schaftes (10) aufeinanderfolgen, die durch die Anschlagelemente (11, 13, 15, 17) voneinander getrennt sind.

5. Steckdübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der aufeinanderfolgenden Abschnitte (12, 14, 16) auf einer gemeinsamen Kegelstumpffläche liegen.

6. Steckdübel nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anschlagelement (11 . . .) kegelförmige Übergangsflächen (11A, 11B; . . .) zu den jeweils angrenzenden Abschnitten hin aufweist, an die sich die Stützelemente (20, 21, 22) jedes Anschlagelementes zumindest teilweise in ihren Endpositionen anlegen, und sich so ihre Randbereiche dort mit der Bohrungswandung verkeilen.

7. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abschnitts (12 . . .) kreisförmig, elliptisch oder sternförmig ist.

8. Steckdübel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Stützelements (20) elliptisch ist, wobei die große Halbachse (a) größer als der Bohrungsdurchmesser (d) und die kleine Halbachse (b) kleiner als der Bohrungsdurchmesser (d) ist.

9. Steckdübel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmige Stützelement (20) einen in der Ebene der Schaft­ achse schwach glockenförmigen Querschnitt mit verstärktem Rand­ bereich aufweist, wobei die offene Seite dieser Glockenstruktur in Richtung des sich verjüngenden Abschnitts (12 . . .) zeigt.

10. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (20) aus einem Thermoplasten spritzgegossen sind.