-
Die Erfindung betrifft einen Hinterschnittanker, der in einer hinterschnittenen Ausnehmung eines zu befestigenden Bauteils formschlüssig festlegbar ist, wobei der Hinterschnittanker einen in der Grundform hohlzylinderartigen Spreizdübel mit einem in einer Einsetzrichtung hinteren Endbereich aufweist, der in einzelne radial zur Einsetzrichtung abspreizbare Spreizelemente längssegmentiert ist, und zumindest eine Mehrzahl der Spreizelemente jeweils einen radial nach außen weisenden Vorsprung zu dessen formschlüssigen Eingriff in die Hinterschneidung der Ausnehmung in eine Befestigungsposition hinein aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Befestigungssystem mit dem Hinterschnittanker.
-
Ein derartiger Hinterschnittanker ist bekannt. Er wird insbesondere bei dünnwandigen Bauteilen wie Plattenelemente zum Aufbau einer hinterlüfteten Wand- und/oder Deckenverkleidung eingesetzt. Die Spreizelemente erstrecken sich jeweils mit einem freien Ende in Einsetzrichtung des Hinterschnittankers. Damit der Hinterschnittanker in die hinterschnittene Ausnehmung eingeführt werden kann, werden die Spreizelemente des Spreizdübels mit den Vorsprüngen symmetrisch zur Längsachse soweit radial nach Innen in eine Bereitstellungsposition hinein verformt, dass die Vorsprünge nicht über das Querschnittsprofil des zum Einführen in die Ausnehmung vorgesehenen Abschnittes des Hinterschnittsankers radial hinaus ragen. Dies geschieht bei plastischer Verformung häufig firmenseitig, bei elastischer Verformung vor Ort.
-
Es sind mehrere Mechanismen zur Spreizung der Spreizelemente aus der Bereitstellungsposition in die Hinterschneidung der Ausnehmung in die Befestigungsposition hinein bekannt. Hierzu können, wie in der
EP 0 336 183 A2 erwähnt, bei elastischer Verformung der Spreizelemente in die Bereitstellungsposition hinein, mit Erreichen des Spreizdübels in seine ordnungsgemäßen Befestigungsposition hinein, ein federelastisches Rückschwingen der Spreizelemente in die Hinterschneidung der Ausnehmung hinein erfolgen.
-
In der
EP 0 336 183 A2 und in der
DE 93 06 937 U wird jeweils ein gattungsgemäßer Hinterschnittanker offenbart, dessen Spreizelemente, nach plastischer Verformung in ihre Bereitstellungsposition hinein und nach Einsetzen des Spreizdübels in die Ausnehmung mittels eines Schraubbolzens bzw. eines Bolzens, so gespreizt werden, dass die Vorsprünge formschlüssig in die Hinterschneidung eingreifen. Insbesondere bei Befestigung von relativ dünnwandigen Platten, wie sie beispielsweise zur Verkleidung von Fassaden von Gebäuden eingesetzt werden, können über die Spreizelemente innenseitig der Ausnehmung Drücke auf die Platten übertragen werden, die zu Schädigungen an den Platten bis zu einem seitlichen Ausbruch an der Ausnehmung bei Aufhängung der Platten an dem Hinterschnittanker führen können.
-
Alternativ hierzu beschreibt die
EP 0 336 183 A2 ein Befestigungssystem mit dem gattungsgemäßen Hinterschnittanker. Das Befestigungssystem weist eine nicht durchgehende hinterschnittene Ausnehmung auf, die sohlenseitig mit einem Sohlenkegel versehen ist. Die Spreizelemente bilden ihrerseits endseitig einen gemeinsamen an den Sohlenkegel angepassten vorgeformten kegeligen Rücksprung aus. Mit Einführen des Spreizdübels in die Ausnehmung stößt derselbe mit seinem Rücksprung endseitig auf den Sohlenkegel an, so dass, mit Fortsetzung des Einführen des Spreizdübels, die Spreizelemente unter radialer Spreizung und formschlüssigen Eingriffs der Vorsprünge in die Hinterschneidung hinein und damit in die Befestigungsposition hinein endseitig an dem Sohlenkegel abgleiten. Zum Abgleiten an dem Sohlenkegel muss eine entsprechend hohe axiale Kraft in Einführrichtung in den Spreizdübel und hierüber auf den Sohlenkegel eingebracht werden, die zu Schädigungen, insbesondere in Einführungsrichtung hinten zu Abplatzungen, an dem die Ausnehmung aufweisenden zu befestigenden Bauteil führen kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist, einen gattungsgemäßen Hinterschnittanker bzw. ein Befestigungssystem mit dem gattungsgemäßen Hinterschnittanker bereitzustellen, mittels dessen das zu befestigende Bauteil unter geringerer mechanischer Belastung befestigt werden kann.
-
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die gestellte Aufgabe wird bereits dadurch gelöst, dass die Spreizelemente in Einsetzrichtung vor dem Vorsprung jeweils eine Sollbiegestelle aufweisen, an der die Spreizelemente zum Eingriff in den Hinterschnitt radial verbiegbar sind.
-
Damit kann eine radiale Spreizung der Spreizelemente an der jeweils zugeordneten Sollbiegestelle erfolgen. Die Sollbiegestelle ist so ausgelegt, dass bei einer Biegebelastung eine axiale Biegung des jeweiligen Spreizelementes zumindest überwiegend an der Sollbiegestelle erfolgt. Die Sollbiegestelle kann somit als definierte Schwachstelle hinsichtlich der Biegefestigkeit des jeweiligen Spreizelementes bezeichnet werden. Sie kann hinsichtlich ihrer Biegewirkung definiert werden, indem sie an bestimmter Stelle positioniert wird und als Schwachstelle vorbestimmt wird. Die Sollbiegestelle kann für ein bestimmtes Mindestbiegemoment ausgelegt sein, bei dem eine erste Biegung stattfindet. Die an der Sollbiegestelle erfolgende Spreizung durch Biegung kann so vollständig sein, dass mit der Spreizung in Einsetzrichtung hinter der Sollbiegestelle, wenn überhaupt, eine geringfügige Biegung des zugeordneten Spreizelementes auftritt. Diese Biegung kann rein elastisch sein. Die Sollbiegestelle kann eine so geringe Biegefestigkeit aufweisen, dass die Spreizelemente an der Sollbiegestelle radial verschwenkt werden.
-
Vorzugsweise erfolgt zumindest die zur Spreizung notwendige plastische Biegung, vorzugsweise auch zumindest überwiegend die elastische Biegung der Spreizelemente an der Sollbiegestelle. Damit können die Spreizelemente in der Befestigungsposition in den Bereichen ohne Vorsprung trotz Auslenkung an der Sollbiegestelle zumindest in etwa ungebogen bzw. gestreckt sein. Die Spreizelemente können in der Befestigungsposition in den Bereichen ohne Vorsprung gleichmäßig so an der Innenwandung anliegen, dass in diesen Bereichen lediglich ein geringer radialer Druck oder überhaupt kein radialer Druck auf die Innenwandung der Ausnehmung übertragen wird. Es kann somit ein lediglich lokal eng begrenztes Anliegen der oder einzelner Spreizelemente mit schädlichen örtlichen Spannungsspitzen als Folge vermieden werden. Es kann ein zumindest weitgehender Formerhalt der Spreizelemente erzielt werden, gemäß dem die Spreizelemente in der Befestigungsposition in ihrer Gesamtheit eine hohlzylindrische Form aufweisen oder zumindest radial außen eine Zylindermantelfläche ausbilden. In einer bevorzugten Ausführung des Hinterschnittankers sind diese Bereiche der Spreizelemente in der Befestigungsposition in der Ausnehmung vorzugsweise radial parallel zur Innenwand der Ausnehmung beabstandet, so dass in diesen Bereichen keine Kraftübertragung von den Spreizelementen auf die Innenwand erfolgt. Diese Maßnahmen minimieren jeweils die mechanische Belastung des zu befestigenden Bauteiles an dessen Ausnehmung.
-
Infolge der örtlichen Festlegung der Biegung der Spreizelemente kann auch ein definiertes Biegemoment zur Einleitung der Biegung bestimmt werden, welches die mechanische Belastung des zu befestigenden Bauteiles entsprechend begrenzt. Bevorzugt sind die Sollbiegestellen axial auf einer Höhe angeordnet. Sie können zueinander umfänglich fluchtend angeordnet sein.
-
Die Wirksamkeit der Sollbiegestelle als Schwachstelle ist konstruktiv und/oder werkstoffseitig einstellbar. Vorzugsweise ist der Spreizdübel aus Metall gefertigt. Werkstoffseitig kann der Spreizdübel an der Sollbiegestelle eine verminderte Biegefestigkeit beispielsweise infolge einer Entfestigung mittels einer lokalen Wärmebehandlung aufweisen.
-
Konstruktiv kann die Sollbiegestelle an dem Fußpunkt der Spreizelemente, in dem die Spreizelemente jeweils mit dem Spreizdübel fest verbunden sind und sich von demselben weg jeweils zu einem freien Ende hin erstrecken, angeordnet sein. Damit wirkt bei Einleitung einer radialen Kraft in das freie Ende ein maximales Biegemoment auf die Sollbiegestelle im Fußpunkt. Das Vorsehen der Sollbiegestelle erlaubt einen verstärkten Querschnitt der übrigen Bereiche der Spreizelemente, ohne dass die einzuleitende Kraft vergrößert werden muss. Eine Verstärkung des Querschnitts in diesen Bereichen wiederum erhöht die Biegefestigkeit dieser Bereiche und damit die Wirksamkeit der Sollbiegestelle.
-
Die Sollbiegestelle kann mittels einer radialen Einkerbung in das jeweilige Spreizelement und/oder eine sprungartige Querschnittsänderung des Spreizelementes hervorgerufen sein. Die Sollbiegestelle kann als lokal begrenzte Querschnittsminderung der Spreizelemente ausgebildet sein. Der Querschnitt der Spreizelemente kann somit an der Sollbiegestelle unter Umständen erheblich geringer als der des übrigen Spreizelementes sein. Die Querschnittsminderung kann mittels einer radial äußeren Ringnut und/oder eine radial inneren Ringnut gebildet ist. Es können die radial äußere Ringnut insbesondere die Biegung radial nach Außen zum Spreizen der Spreizelemente und die innere Ringnut insbesondere die Biegung radial nach Innen zum Zusammendrücken der Spreizelemente bewirken. Mittels der Ringnut können herstellungsseitig günstig alle Sollbiegestellen der Spreizelemente auf gleicher axialer Höhe sowie gleichzeitig und gleich ausgebildet in den Spreizbereich eingebracht werden. Vorzugsweise erfolgt die Ausbildung der einzelnen Spreizelemente nach der Formgebung des Spreizdübels, indem, vorzugsweise achsensymmetrisch zu einer Mittellängsachse der Spreizdübels, den Spreizbereich segmentierende Längsschnitte gegen Einsetzrichtung in den Spreizbereich eingebracht werden. Ähnlich können die Vorsprünge der einzelnen Spreizelemente aus einem gemeinsamen radial nach außen weisenden Ringvorsprung gebildet werden, indem dieser mit den Spreizelementen segmentiert wird. Bevorzugt wird eine Segmentierung in mindestens drei Spreizelemente. Es wird auch herstellungsseitig günstig, eine gerade Anzahl von Spreizelementen bevorzugt, da diese die mittels Mittelängseinschnitte aus dem hinteren Endbereich segmentiert werden können. Vorzugsweise ist der hintere Endbereich des Spreizdübels mittels zweier senkrecht zueinander stehender Mittelängseinschnitte in vier Spreizelemente segmentiert.
-
Die Ringnut kann einen spitz zulaufenden, wie V-förmigen, oder runden, wie U-förmigen Querschnitt aufweisen. Bei dem V-förmigen Querschnitt kann an dessen Spitze eine die notwendige Biegespannung herabsetzende Spannungserhöhung, eine sogenannte Kerbspannung auftreten. Wegen einer möglichen gleichzeitigen Rissgefahr unter Kerbspannung wird ein halbkreisrunder Querschnitt bevorzugt.
-
Die funktionswirksame Querschnittsminderung der Spreizelemente zur Ausbildung der Sollbiegestelle hängt von einer Reihe von Faktoren, wie Werkstoff bedingte Biegefestigkeit und Maße der Spreizelemente ab. Weist der erfindungsgemäße Spreizanker hinsichtlich seines hinteren Endbereiches etwa heute übliche Maße und Werkstoffe auf, so kann die Querschnittsminderung zur Ausbildung der Sollbiegestelle zwischen 10% und 50%, vorzugsweise zwischen 20% und 40% oder 25% und 35% betragen.
-
Die Sollbiegestellen der einzelnen Spreizelemente können hinsichtlich ihrer Wirksamkeit unterschiedlich ausgebildet sein. Damit kann beispielsweise bei einem Spreizdübel, der in einer Schmalseite in eine Platte eingebrachte Ausnehmung festzulegen ist, die vorgesehen notwendige Biegekraft senkrecht zu den größeren Seitenflächen der Platte geringer als die parallel zu den größeren Seitenflächen sein, um hierüber der Gefahr eines seitlichen Abplatzens von Material von den größeren Seitenflächen entgegenzuwirken.
-
Der Hinterschnittanker kann neben dem Spreizdübel ein Bolzenelement aufweisen. Das Bolzenelement kann das zur Festlegung des Spreizdübels in der Ausnehmung in Einsetzrichtung in die mittige Öffnung des hohlzylinderartigen Spreizdübels und in derselben geführt eingesetzt werden, wobei die mittige Öffnung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Im Spreizbereich kann das Bolzenselementes axial zwischen die Spreizelemente gedrängt werden, die sich, wenn nicht rein elastisch zum Einsetzen in die Ausnehmung radial endseitig zusammengedrückt, in der Bereitstellungsposition befinden und mittels des Bolzen radial auseinander in ihre Befestigungsposition gespreizt werden, in der deren Vorsprünge formschlüssig in dem Hinterschnitt eingreifen. Mit Verbleiben des Bolzenelementes in der mittigen Öffnung kann dasselbe die Spreizelemente radial abstützen, so dass diese sicher und ohne radiale Druckbelastung des zu befestigenden Bauteiles in dem Hinterschnitt eingreifend angeordnet sein können.
-
Vorzugsweise schließen Bolzenelement und Spreizelemente in der Befestigungsposition des Hinterschnittankers in Einsetzrichtung hinten bündig ab. Hierzu kann die axiale Relativbewegung von Bolzenelement und Spreizanker in die Befestigungsposition hinein mittels Anschlägen begrenzt sein. Es kann das Bolzenelement einen umfänglichen Kragen aufweisen, mit dem sich das Bolzenelement in der Befestigungsposition gegen eine gegen Einsetzrichtung weisende Seitenfläche abstützt. Vorzugsweise ist die Ausnehmung als Sacklochbohrung mit vorzugsweise sohlenseitigem Hinterschnitt ausgebildet. Vorteilhaft können Bolzenelement und Spreizelemente stirnendseitig gegen die Sohle der Sackbohrung geführt sein und geringfügig beabstandet zu demselben oder an demselben vorzugsweise spannungsfrei anliegend angeordnet sein. In Bezug auf den Zusammenhang und dem Zusammenwirken von Bolzenelement, Spreizdübel und hinterschnittene Ausnehmung wird ausdrücklich auf die
DE 93 06 937 U1 verwiesen.
-
Das Bolzenelement kann als Schraubbolzen mit einem Außengewinde ausgestattet sein, das bevorzugt in einem in Einsetzrichtung hinteren Endabschnitt des Schraubbolzens bis zu dessen stirnseitigen Ende erstreckt. Vorzugsweise weist die Durchgangsöffnung des Spreizdübels ein Innengewinde zum Gewindeeingriff in des Außengewinde des Schraubbolzens auf, wobei sich das Innengewinde bevorzugt lediglich über einen bestimmten hinteren Bereich des Spreizbolzens erstreckt. Damit weist der Spreizdübel einen Innengewinde freien vorderen Bereich auf, in den der Schraubbolzen zur Montage leicht eingesteckt werden kann, um erst hiernach in Eingriff zu dem Innengewinde gebracht zu werden.
-
Vorzugsweise erstreckt sich das Innengewinde gegen Einführrichtung lediglich über den hinteren Endbereich des Spreizdübels bzw. bis zu der vorgesehenen Sollbiegestelle in dem hinteren Endbereich hin. Mit dem Auslauf des Innengewindes an der Sollbiegstelle kann eine weitere Schwächung hinsichtlich der Biegefestigkeit erzielt werden, indem wegen eines maximalen Biegemomentes über den Verlauf des Innengewindes an dieser Stelle eine maximale Kerbwirkung an dem Gewindeeinschnitt in den Spreizdübel auftreten kann.
-
Vorzugsweise läuft das Außengewinde des Schraubbolzens endstirnseitig ohne Fase aus, um eine möglichst gleichmäßiges glattes stirnseitiges Ende zu erhalten. Damit können mögliche Biegemomente infolge eines Abstützens des Bolzenelementes über eine Fase an der Sohle vermieden werden.
-
In einer bevorzugten Ausbildung des Hinterschnittankers können das Bolzenelement und/oder der Spreizdübel jeweils in einem in Einführrichtung vorderen Endbereich Anschlusselemente zum Anschluss an weitere Befestigungsbauteile, wie Tragschiene, Winkel oder Abstandshalter, und/oder übliche Werkzeugkopplungselemente, wie Schlüsselöffnung, Außensechskantring oder Schlagfläche, zum Angriff eines Werkzeuges an das Bolzenelement bzw. den Spreizdübels aufweisen. Vorzugsweise ist der vordere Endbereich und/oder Bolzenelement gegen Einführrichtung verlängert ausgebildet, so dass der Spreizdübel und/oder Bolzenelement gegen Einführrichtung in Befestigungslage entsprechend gegen Einsetzrichtung aus der Ausnehmung vorragen. Die Verlängerungen können ihrerseits Anschlusselemente zum Anschluss an weitere Befestigungsbauteile, wie Tragschiene, Winkel oder Abstandshalter, und/oder übliche Werkzeugkopplungselemente, wie Schlüsselöffnung, Außensechskantring oder Schlagfläche, zum Angriff eines Werkzeuges an das Bolzenelement bzw. an den Spreizdübel aufweisen.
-
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des Hinterschnittsankers können die Vorsprünge jeweils von einer in Einführrichtung vorderen zur Einführrichtung geneigten Flanke begrenzt werden, die mit der zur Einführrichtung radialen Richtung einen Winkel mit einem Betrag in dem Bereich von größer/gleich 20° bis kleiner/gleich 40°, vorzugsweise größer/gleich 25° bis kleiner/gleich 35° oder um 30° einschließt. Dies hat den Vorteil, dass beim Ausbruch des Hinterschnittankers aus der Ausnehmung gegen Einführrichtung ein besonders großer bis maximaler Ausbruchkegel auftritt, mit dem das die Ausnehmung begrenzende Material ausbricht. Größe und Form des Ausbruchkegels korrelieren mit einer aufzuwendenden Ausbruchkraft bzw. Ausbrucharbeit, die bei einem maximalen Ausbruchkegel entsprechend maximal sind. D. h., ein derart ausgebildeter Hinterschnittanker bricht erst mit Erreichen dieser Belastung aus.
-
Das Befestigungssystem weist die hinterschnittene Ausnehmung und den erfindungsgemäßen Hinterschnittanker gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. Zum radialen Spreizen der Spreizelemente kann die Ausnehmung, wie oben beschrieben, sohlenseitig mit einem kegeligen Sohlenkegel versehen sein. Die Spreizelemente können endseitig gemeinsamen einen an den Sohlenkegel angepassten vorgeformten kegeligen Rücksprung ausbilden, über den sie mit Einführen des Spreizdübels in die Ausnehmung unter radialer Spreizung an der Sollbiegestelle und formschlüssigen Eingriffs der Vorsprünge in die Hinterschneidung hinein in die Befestigungsposition hinein endseitig an dem Sohlenkegel abgleiten können.
-
Bolzenelement und/oder Spreizdübel können jeweils einstückig ausgebildet sein. Bolzenelement und/oder Spreizdübel können jeweils aus korrosionsbeständigem Metall gefertigt.
-
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des Hinterschnittankers bzw. des Befestigungssystems mit dem Hinterschnittanker näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer ersten Ausführungsform eines Spreizdübels eines Hinterschnittankers in einer Befestigungsposition,
-
2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform des Spreizdübels des Hinterschnittankers gemäß 1a,
-
3 eine hälftige Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Spreizdübels des Hinterschnittankers gemäß 1a mit zusammengedrückten Spreizelementen in Bereitstellungsposition in einer Ausnehmung eines zu befestigenden Bauteiles,
-
4 eine hälftige Seitenansicht der ersten Ausführungsform des Spreizdübels des Hinterschnittankers gemäß 3 mit in einen Hinterschnitt der Ausnehmung radial hinein gespreizten Spreizelementen,
-
4a einen Ausschnitt IVa gemäß 4, jedoch mit Sohlenkegel und Rücksprung,
-
5 eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Spreizdübels und einer ersten Ausführungsform eines dem Spreizdübel zugeordneten Schraubbolzens, beide Bauteile des Hinterschnittankers und
-
6 eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer dritten Ausführungsform eines Spreizdübels und einer zweiten Ausführungsform des dem Spreizdübel zugeordneten Schraubbolzens.
-
In den 1 bis 6 werden verschiedene Ansichten bzw. Teilansichten verschiedener Ausführungsformen eines Hinterschnittankers 1, der in einer hinterschnittenen Ausnehmung A eines zu befestigenden plattenartigen dünnwandigen Bauteils T formschlüssig festlegbar ist, bzw. eine Befestigungssystems B mit dem Hinterschnittanker 1 und der Ausnehmung A gezeigt. Der Hinterschnittanker 1 weist einen Spreizdübel 2 mit Spreizelementen 3 in einem in Einsetzrichtung e hinteren Endbereich 4.1 desselben auf. Der Spreizdübel 2 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einer mittigen Öffnung 5 auf. Der hintere Endbereich 4.1 ist mittels gegen Einsetzrichtung e eingebrachter senkrecht zueinander stehender Mittelängseinschnitte 6 in die Spreizelemente 3 segmentiert. Diese weisen somit, wie einer Draufsicht auf den Spreizdübel in 2 ersichtlich jeweils einen gleichen kreissegmentartigen Querschnitt auf. Ferner ist in Einsetzrichtung e hinten an den Spreizelementen 3 ein sich radial nach außen erstreckender Vorsprung 7 vorgesehen, mit dem die Spreizelemente 3 und damit der Spreizdübel 2, wie in 4 dargestellt, in einer Befestigungsposition formschlüssig in den Hinterschnitt H der Ausnehmung A eingreifen.
-
Bis auf die Ausführungsform, die lediglich anhand eines Ausschnittes IVa in 4a gezeigt wird, weist der Hinterschnittanker 1 ein Bolzenelement 8 zum Aufspreizen der Spreizelemente 3 auf. Dieses wird in Einsetzrichtung e in den Spreizdübel 1 eingeführt. Das Bolzenelement 8 und der Spreizdübel 2 sind jeweils einstückig aus korrosionsbeständigem Metall gefertigt. Somit weist der Hinterschnittanker 1 den Spreizdübel 2 und den Bolzenelement 8 oder, gemäß 4a, allein den Spreizdübel 2 auf. Das Befestigungssystem B umfasst den Hinterschnittanker 1 und die hinterschnittene Ausnehmung A, in die der Hinterschnittanker 1 formschlüssig anordenbar ist.
-
In 1 wird eine erste Ausführungsform des Spreizdübels 2 nach dessen Herstellung gezeigt, wobei sich die Spreizelemente 3 mit den radial nach außen vorstehenden Vorsprüngen 7 linear in Einsetzrichtung e erstrecken. Um den Spreizdübel 2 in die Ausnehmung A einführen zu können, werden die Spreizelemente 3 radial nach innen gebogen (3). Ist der Spreizdübel 2 mit seinen radialen Vorsprüngen 7 axial etwa auf Höhe des Hinterschnittes H gebracht, so wird, bis auf die Ausführungsform des Hinterschnittankers 1 gemäß 4a, das Bolzenelement 8 in die Ausnehmung A eingeführt, bis es in Einsetzrichtung hinten stirnendseitig bündig mit dem Spreizdübel 2 abschließt. Hierbei greift es endseitig an den in der Bereitstellungsposition radial nach innen gebogenen Spreizelementen 3 unter Spreizung derselben aus der Bereitstellungsposition in die Befestigungsposition hinein radial nach außen an, wobei die Vorsprünge 7 in der Befestigungsposition formschlüssig in den Hinterschnitt H der Ausnehmung A eingreifen.
-
In 4 ist der Spreizdübel 2 in seiner Befestigungsposition gezeigt, wobei ein hier angeordnetes Bolzenelement 8 der Übersichtlichkeit halber fortgelassen ist. Allein aus der Anschauung ist jedoch ablesbar, dass das Bolzenelement 8 die Spreizelemente 3 in der Befestigungsposition radial nach innen abstützt.
-
Erfindungsgemäß weisen die Spreizelemente 3 in Einsetzrichtung e vor dem Vorsprung 7 jeweils eine Sollbiegestelle 9 auf. An dieser Sollbiegestelle 9 sind die Spreizelemente 3 zur Einführung in die Ausnehmung A gegen Spreizrichtung s radial nach innen und zum Eingriff in den Hinterschnitt H in Spreizrichtung s radial nach außen verbiegbar und zusammen bzw. auseinander spreizbar sind (3 und 4). Die Sollbiegestelle 9 ist jeweils in Einsetzrichtung vorn an den Spreizelementen 3 angeordnet. Mittels der Sollbiegestelle 9 kann ein definiertes Biegemoment in das jeweilige Spreizelement 3 eingeleitet werden. Somit kann bezüglich der Sollbiegestelle 9 eine entsprechend definierte bestimmte notwendige Kraft zum Verbiegen der Spreizelemente 3 eingestellt werden.
-
Da die Biegung an der Sollbiegestellung 9 vorgesehen ist, können die Spreizelemente 3 mit ihrer Biegung radial nach innen und insbesondere radial nach außen ihre im Wesentlichen gestreckte Form beibehalten, so dass quasi ein Auslenken oder Verschwenken der Spreizelemente 3 an der jeweils zugeordneten Sollbiegestelle 9 erfolgt. Damit ist ein ordnungsgemäßer Formschluss des Vorsprungs 7 in dem Hinterschnitt H sowie ein Nichtberühren des übrigen Teiles des Spreizelementes 3 an der Innenwand I der Ausnehmung A gewährleistet. Dies ist in 4 gezeigt, indem der Teil des hier dargestellten Spreizelementes 3 ohne Vorsprung 7 in der Befestigungsposition radial beabstandet zur Innenwand I der Ausnehmung A angeordnet ist.
-
In den hier gezeigten Ausführungsformen des Hinterschnittankers 1 weist der Spreizdübel 2 zur Ausbildung der Sollbiegestelle 9 eine Querschnittsminderung auf, die durch eine radial außen eingebrachte äußere Ringnut 10.1 gebildet wird. In der Ausführungsform des Spreizdübels 2 gemäß 6 ist zusätzlich eine innen eingebrachte innere Ringnut 10.2 vorgesehen. Diese Ringnuten 10.1, 10.2 sind, wie der Vorsprung 7 als Ringvorsprung, vor der Segmentierung des hinteren Endbereiches 4.1 in denselben eingebracht.
-
Das Bolzenelement 8 weist in Einsetzrichtung e hinten einen hinteren Endabschnitt 11.1 mit einem Außengewinde 12 auf. Mit diesem greift das Bolzenelement 8 in ein innenseitig der Öffnung 5 des Spreizdübels 2 vorgesehenes Innengewinde 13 zum Spreizen der Spreizelemente 3 und zur Stützung derselben ein. Das Innengewinde 13 erstreckt sich bei der Ausführungsform des Spreizdübels 2 gemäß 1 gegen Einsetzrichtung e über die Sollbiegestelle 9 hinaus in einen mittleren Bereich 4.2 hinein, wobei in Einsetzrichtung e vorn ein vorderer Endbereich 4.3 ohne Innengewinde verbleibt. In diesen Endbereich 4.3 ohne Innengewinde ist das Bolzenelement 8 leicht einführbar, da es hier nicht in ein Gewinde eingreifen muss.
-
In der Ausführungsform des Spreizdübels 2 gemäß 5 endet das Innengewinde 13 gegen Einsetzrichtung e bereits in der Sollbiegestelle 9. Damit wird hier ein Formsprung oder Formänderung hervorgerufen, die eine weitere Schwächung hinsichtlich einer Biegefestigkeit der Spreizelemente 3 und damit eine Funktionsverstärkung der Sollbiegestelle 9 als Schwachstelle hervorruft.
-
Zur ordnungsgemäßen Positionierung des Spreizdübels 2 in der Ausnehmung A weist derselbe jeweils einen Kragen 14 zum Anschlag in Einsetzrichtung vorn an der Ausnehmung A auf. Ähnlich weist das Bolzenelement 8 zu dessen ordnungsgemäßen Positionierung in dem Spreizdübel 2 in der Befestigungsposition, in der es bündig in Einsetzrichtung hinten mit dem Spreizdübel 2 abschließt, in einem in Einsetzrichtung e vorderen Endabschnitt 11.2 Anschläge 16 auf, mit denen es in Einsetzrichtung e vorn an Anschlägen 16 des Spreizdübels 2 anschlägt. Da hinsichtlich einer Druckbelastung in der Ausnehmung A günstig, wird bei dem Bolzenelement gemäß 6 ein an sich übliches endseitiges Auslaufen des Außengewindes 12 des Bolzenelements 8 mit einer Fase vermieden, um hierdurch eine möglichst plane stirnseitige Fläche zu erzielen.
-
In der Ausführungsform des Spreizdübels 2 gemäß 4a ist zum Spreizen der Spreizelemente 3 radial nach außen anstatt eines Bolzenelementes sohlenseitig der Ausnehmung A ein Sohlenkegel K vorgesehen. Die Spreizelemente 3 bilden ihrerseits endseitig gemeinsam einen an den Sohlenkegel K angepassten vorgeformten kegeligen Rücksprung 17 aus. Der Spreizdübel 2 setzt mit Einführen in die Ausnehmung A endseitig an dem Sohlenkegel K auf. Mit weiterer Bewegung des Spreizdübel 2 in Einsetzrichtung e in der Ausnehmung A gleiten die Spreizelemente 3 unter Abspreizung radial nach außen endseitig mit ihrem Rücksprung 17 an dem Sohlenkegel K der Spreizelemente 3 ab, bis die Vorsprünge 7 formschlüssig in den Hinterschnitt H eingreifen.
-
Der hier an sich kreisrunde Kragen 14 des Spreizdübels 2 weist seitliche Abflachungen 15 (2) zum Angriff eines hier nicht dargestellten Werkzeugs auf, um hierüber den Spreizdübel 2 mit Eindrehen des Bolzenselementes 8 in das Innengewinde 13 des Spreizdübels 2 verdrehfest in der Ausnehmung A zu halten.
-
Der Spreizdübel 2 ist in seinen Ausführungsformen gemäß den 1 bis 5 als reiner Kragendübel ausgeführt, ohne in seinem vorderen Endbereich 4.3 weitere Anschlusselemente zum Anschluss an weitere Befestigungsbauteile aufzuweisen. Diese sind in dem vorderen Endabschnitt 17.2 des Bolzenelementes 8 vorgesehen, wobei hier als Anschlusselement ein weiteres Außengewinde 18 vorgesehen. Hingegen ist bei der Ausführungsform des Hinterschnittankers 1 gemäß 6 in dem vorderen Endbereich 4.3 des Spreizdübels 2 als Anschlusselement ebenfalls ein Außengewinde 18 vorgesehen. Damit vereinfacht sich das Bolzenelement 8 auf einen reinen Schraubbolzen mit endseitigem Außengewinde 12.
-
In allen Ausführungsform weist das Bolzenelement 8 in Einsetzrichtung e vorn eine Werkzeugöffnung 19 zum Eingriff hier eines Inbusschlüssels auf, mittels dessen er in den Spreizdübel 2 eingeschraubt werden kann.
-
Die Vorsprünge 7 werden jeweils von einer zur Einführrichtung e geneigten in Einführrichtung e vorn von einer Flanke 20 begrenzt. Diese ist in einem Winkel β von 30° zur radialen Richtung r geneigt. Diese Neigung der Flanke 20 bewirkt, dass zum Ausreißen eine hohe Ausreßenergie in den Hinterschnittanker 1 eingebracht werden muss, d. h. dass die Festigkeit des Sitzes des Hinterschnittankers 1 in der Ausnehmung A besonders hoch ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hinterschnittanker
- 2
- Spreizdübel
- 3
- Spreizelement
- 4.1
- hinterer Endbereich
- 4.2
- mittlerer Bereich
- 4.3
- vorderer Endbereich
- 5
- Öffnung
- 6
- Mittelängseinschnitt
- 7
- Vorsprung
- 8
- Bolzenelement
- 9
- Sollbiegestelle
- 10.1
- äußere Ringnut
- 10.2
- innere Ringnut
- 11.1
- hinterer Endabschnitt
- 11.2
- vorderer Endabschnitt
- 12
- Außengewinde
- 13
- Innengewinde
- 14
- Kragen
- 15
- Abflachung
- 16
- Anschlag
- 17
- Rücksprung
- 18
- Außengewinde
- 19
- Werkzeugöffnung
- 20
- Flanke
- e
- Einsetzrichtung
- r
- radiale Richtung
- s
- Spreizrichtung
- A
- Ausnehmung
- B
- Befestigungssystem
- H
- Hinterschnitt
- I
- Innenwand
- K
- Sohlenkegel
- S
- Sohle
- T
- Bauteil
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0336183 A2 [0003, 0004, 0005]
- DE 9306937 U [0004]
- DE 9306937 U1 [0018]
