DE2047185C3

DE2047185C3 - Klemmverbindung insbesondere bei Bauwerken, Gerüsten o.dgl.

Info

Publication number: DE2047185C3
Application number: DE2047185A
Authority: DE
Inventors: James Alexander Verstorben Ottawa Mackenzie
Original assignee: MACKENZIE GABRIELLE KARIN GENANNT MACKENZIE GAY K ALS ADMINISTRATIX UEBER DEN NACHLASS DES VERSTORBENEN MACKENZIE JAMES ALEXANDER OTTAWA CA
Current assignee: MACKENZIE GABRIELLE KARIN GENANNT MACKENZIE GAY K ALS ADMINISTRATIX UEBER DEN NACHLASS DES VERSTORBENEN MACKENZIE JAMES ALEXANDER OTTAWA CA
Priority date: 1968-02-23
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1981-04-16
Also published as: BE805103Q; DE2047185A1; GB1259409A; NL7014106A; US3606814A; CA855914A; FR2109088A5; DE2047185B2; AU2230170A; AU449419B2

Description

jo Die Erfindung geht aus von einer Klemmverbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die US-PS 3 112 547 bekanntgewordenen Art.

Bei der Klemmverbindung nach der US-PS 3 112547 liegt der Kopf des in die Hülse gesteckten Spreizstiftes innen an der Hülse an, und zwar auch vor dem Spreizen der Hülse. Bei in der Hülse befindlichem Spreizstift ist es daher nicht möglich, die Hülse durch eine öffnung zu stecken, deren Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Hülse ist. Demgemäß muß zunächst die Hülse in die fluchtenden öffnungen der Bauteile eingesetzt werden, bevor der Spreizstift in die Hülse gesteckt werden kann, was umständlich ist. Um den Spreizstift in die in die Öffnung bereits eingesetzte Hülse hineinstecken zu können, darf der Außendurchmesser der Hülse nur geringfügig größer sein als der Durchmesser der öffnung. Der noch nicht befestigte Dübel sitzt daher verhältnismäßig locker in den fluchtenden öffnungen der Bauteile,

V) so daß er herausfallen kann.

Aus der US-PS 3099931 ist ein Spreizdübel bekannt, bei dem die Finger der Hülse einen mittleren Abschnitt aufweisen, der im unbelasteten Zustand der Finger einen Durchmesser besitzt, der größer ist als

« der Durchmesser der öffnungen. Im fest eingebauten Zustand wird der Spreizstift in der Hülse im wesentlichen nur dadurch gehalten, daß die freien Enden der Finger mit dem zylindrischen Schaft des Spreizstiftes verspannt sind, wobei dann die Spreizstiftspitze aus

to der Hülse herausragt. Der Dübel löst sich daher, wenn auf die Spreizstiftspitze bzw. das entsprechende Dübelende ein Druck ausgeübt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Klemmverbindungen der im Oberbegriff des Anspruches 1

h-, angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß bei einem noch sicherern Halt der durch die Spreizdübel erreichten Verbindung eine noch einfachere Montage und Demontage erreicht ist, derart, daß bei der Mon-

tage Hülse und Stift im zusammengesetzten Zustand mit Verschiebungsmöglichkeiten eingebaut werden können, so daß in diesem Vormontagezustand eine möglichst einfache Verlagerungsmöglic-akeit vorhanden ist, so daß insbesondere im Hinblick auf das hauptsächlichste Anwendungsgebiei (bei Bauwerken, Gerüsten oder dergleichen) eine entsprechende Montagemöglichkeit vorhanden ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch im Unteranspruch 2 eine für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildung beansprucht ist, die teilweise Überschneidungen mit dem Stand der Technik aufweist.

Die Entwicklung der erfindungsgemäßen Klemmverbindung, ausgehend von dem zu verbessernden und durch die US-PS 3112547 bekanntgewordenen Stand der Technik, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist, über die noch zu lösende, von diesem Stand der Technik ausgehende und auf diesen Stand der Technik spezifierte Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Lösungsmittel und damit das Gestaltungsprinzip der Erfindung war nicht ohne weiteres und ohne erf inderische Überlegungen möglich, weil zu diesem Gestaltungsprinzip beim Stand der Technik keine ausreichenden technischen Hinweise zu erkennen sind, so daß es der Fachmann ohne erfinderische Überlegungen hätte entwickeln können.

Wenn auch das durch die US-PS 3009931 bekanntgewordene technische Gestaltungsgrundprinzip, insoweit es sich mit einem entsprechenden Gestaltungsprinzip der Erfindung überschneidet, für sich allein die Erfindungshöhe noch nicht begründen kann, da dieses Gestaltungsgrundprinzip durch die US-PS 3099931 so bekanntgeworden ist, daß eine Anwendung ohne wei*eres und ohne erfinderische Überlegungen möglich war. So ist vor allem das Gestaltungsprinzip der Erfindung im Hinblick auf die Gesamtheit der Lösungsmittel und im Zusammenhang mit der noch zu lösenden Aufgabe aus den bereits genannten Gründen durch den Stand der Technik nicht nahegelegt.

Bei der erfindungsgemäßen Klemmverbindung ist der Spreizstift in der Hülse bleibend verschieblich angeordnet, d. h. Spreizstift und Hülse können zusammengefügt werden, bevor sie in die öffnungen der Bauteile eingesetzt werden, wobei sie in einander einschnappen, also miteinander verbunden sind. Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Spreizdübel der mittlere Abschnitt der Finger im unbelasteten Zustand einen gemeinsamen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der öffnungen, ist sichergestellt, daß der Dübel in den Öffnungen gehalten wird, auch dann, wenn er noch nicht fest eingebaut ist. Beim Errichten von Bauwerken, Gerüsten oder dergleichen ist dies aus Gründen der Anpassung von großem Vorteil. Wenn die Hülse aus den Öffnungen wieder herausgezogen werd-. π soll, werden beim er- t,o findungsgemäßen Dübel uie linger gegen den komplementär gestalteten Schaft gedrückt. Dadurch wird eine gegenseitige Unterstützung erreicht, durch die eine Deformation des Schaftes oder der Finger verhindert ist. Der Dübel kann also wieder gelöst und b5 entfernt werden, ohne beschädigt zu werden.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Be-Schreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Klemm verbindung, teilweise längsgeschnitten,

Fig. 2 die Vorderansicht der Klemmverbindung nach Fig. 1,

Fig. 3 bis 5 jeweils die Ansicht eines Längsschnittes durch die als Spreizdübel ausgebildete KlemmverbindungnachFig. 1 und 2 sowie des Querschnittes durch zwei miteinander durch den Dübel zu verbindende Platten, wobei der Dübel zu Beginn bzw. nach dem Einführen in zwei fluchtende Bohrungen der Platten bzw. nach dem Spreizen im Endzustand dargestellt ist,

Fig. 6 die perspektivische Ansicht eines Hebels zum schnellen Lösen des Spreizdübels.

Der Spreizdübel weist eine Hülse 10 und einen Spreizstift 11 auf, der in der Hülse 10 verschieblich ist. Die Hülse 10 und der Spreizstift 11 sind so angeordnet, daß der Spreizstift 11 selbst dann nicht von der Hülse 10 getrennt bzw. dies nur unter großem Kraftaufwand vorgenommen werden kann, wenn die Hülse 10 ungespreizt ist. Der Spreizstift 11 befindet sich normalerweise in einer solchen Stellung innerhalb der Hülse 10, daß der Spreizdübel sofort einsatzbereit ist. Weitere Einzelheiten dieser Anordnung sind weiter unten beschrieben.

Die Hülse 10 weist vier ähnliche, federnde Finger 12 auf, welche sich axial von einem Flansch 13 mit einer ebenen, zur Längsachse der Hülse 10 senkrechten Ringschulter 14 weg erstrecken. Die öffnungen (Bohrungen oder Schlitze) in Metallwinkelstücken haben üblicherweise eine Vielzahl von bestimmten Abmessungen. Die Finger 12 des erfindungsgemäßen Spreizdübels weisen in der Nähe der Ringschulter 14 einen gemeinsamen Außendurchmesser auf, welcher geringfügig kleiner als die kleinste Abmessung des Öffnungspaares ist, in welches der Dübel eingesetzt werden soll und durch welches sich dann die Finger erstrecken. Die Finger 12 verbreitern sich dann leicht konisch nach außen, um an dem mittleren Abschnitt 15 (Fig. 1) den größten gemeinsamen Außendurchmesser zu ergeben. Der Durchmesser ist an diesem Abschnitt 15 größer als die besagte kleinste Abmessung der erwähnten Öffnungen. Im Anschluß an den mittleren Abschnitt 15 verjüngen sich die Finger 12 jeweils zu ihrem Ende hin, so daß sich die konischen Flächen 16 und 17 ergeben. Dadurch wird das Einsetzen des Spreizdübels in die erwähnten öffnungen erleichtert.

Der Spreizstift 11 ist mit einem zylindrischen Schaft

18 ausgestattet, welcher an einem Ende einen Flansch

19 aufweist und am anderen Ende mit einem konischen Kopf 20 versehen ist. Um den Schaft 18 erstreckt sich eine Ringnut 21, und zwar unmittelbar hinter dem konischen Kopf 20. Unmittelbar im Anschluß an die Ringnut 21 ist der Schaft 18 mit einer konischen Nockenfläche 22 versehen. Jeder der Finger 12 ist innen etwa im Bereich des Zwischenabschnitts 15 mit einer Einrastschulter 23 versehen, welche einem dem Querschnitt der Ringnut 21 vom Schaft 18 entsprechenden bzw. dazu komplementären Querschnitt aufweist. Die Schultern 23 wirken mit der Ringnut 21 zur Halterung des Spreizstiftes 11 zusammen.

Die Vorderkante 21a der Ringnut 21 verläuft quer zur Längsachse des Spreizstiftes 11. Der Boden 21 b der Ringnut 21 vergrößert sich konisch nach außen

mit wachsendem Abstand vom Kopf 20. Die hintere Kante 21c der Ringnut 21 ist vom Kopf 20 weg geneigt. Wie bereits erwähnt, sind die Schultern 23 der Finger 12 komplementär zur Ringnut 21 gestaltet.

Der Flansch 19 des Spreizstiftes 11 ist abgestuft und mit einer zur Längsachse des Stiftes 11 !senkrechten Ringschuher 24 versehen, um das Zurückziehen des Spreizstiftes 11 in der Hülse 10 aus der die Hülse 10 spreizenden, in die die Hülse 10 entspannende Stellung zu erleichtern. Desgleichen ist der Flansch 13 der Hülse 10 abgestuft und mit einer zu ihrer Längsachse senkrechten Ringschulter 25 versehen, um ihre Entfernung aus den erwähnten fluchtenden Öffnungen der zu verbindenden Bauteile nach dem Zurückziehen des Stiftes 11 in der Hülse 10 und somit ' dem Entspannen der Finger 12 der Hülse 10 zu erleichtern.

Die Wirkungsweise des Spreizdübels ist in den Fig. 3,4 und 5 dargestellt, wobei zwei plattenförmige Bauteile A und B mit jeweils einer Öffnung α bzw. b durch den Dübel vereinigt werden sollen bzw. sind. Die Öffnungen α und b fluchten miteinander. Die Vereinigung wird begonnen, indem der Spreizdübel mit der in Fig. 3 wiedergegebenen gegenseitigen Stellung der Hülse 10 und des Spreizstiftes 11 in die fluchtenden Öffnungen α und b eingeführt wird, und zwar zunächst mit den konischen Enden der Finger 12. Da die Hülse 10 im Bereich des größten gemeinsamen Durchmessers der Finger 12 einen größeren Außendurchmesser aufweist, als die Öffnungen α und b groß sind, bewegen sich die Finger 12 beim Durchlaufen dieser Abschnitte durch die Öffnungen α und b geringfügig aufeinander zu. Dieser Zustand ist in Fig. 3 wiedergegeben, aus der deutlich ersichtlich ist, daß der Spalt 26 zwischen den Spitzen der Finger 12 enger ist als bei der entlasteten Hülse 10 gemäß Fig. 1.

Die Hülse 10 wird durch die Öffnungen α und b in die in Fig. 4 wiedergegebene Stellung geschoben, d. h. bis die Schulter 14 des Flansches 13 an der Außenfläche des plattenförmigen Bauteils B anliegt. In dieser Stellung befindet sich ein solcher Abschnitt der Hülse 10 innerhalb der Öffnungen α und b, welcher einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als die kleinste Abmessung dieser Öffnungen a, b, so daß auf die Finger 12 kein nach innen gerichteter Druck ausgeübt ist. Die Hülse 10 kann in dieser Stellung nicht zufällig oder unbeabsichtigt aus den Öffnungen α und b herausfallen, da der Gesamtdurchmesser der Finger 12 im Bereich des Abschnitts 15, welche nun außerhalb der Außenfläche des plattenförmigen Bauteils A liegt, größer als die kleinste Abmessung der Öffnungen, α und b ist. Dies geht besonders de.i.itlich aus Fig. 4 hervor.

Dann werden die Finger 12 der Hülse 10 durch Krafteinwirkung nach außen gespreizt, und zwar in die in Fig. 5 wiedergegebene Stellung. Dazu wird auf den Flansch 19 ein axialer Druck ausgeübt, so daß der Spreizstift 11 in die Hülse 10 läuft, bis der Flansch 19 am Flansch 13 anliegt Beim Hineinlaufen des Schaftes 18 in die Hülse 10 werden die Schultern 23 der Finger 12 aus der Ringnut 21 herausgedrückt und drücken selbst die Enden der Finger 12 allmählich nach außen, während die Nockenfläche 22 weiter an den Schultern 23 vorbeiläuft.

In der in Fig. 5 wiedergegebenen vollkommen gespreizten Stellung sind diejenigen Abschnitte der Fin-

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so ger 12, welche außerhalb der öffnung α liegen, in einem solchen Maße gespreizt, daß die Außenflächen der Finger 12 dicht und fest an der Außenkante oder den Außenkanten der öffnung α anliegen. Diese sich von der öffnung α weg erstreckenden Abschnitte der Finger 12 sind in einer solchen gespreizten Stellung gehalten, in welcher sie einen gemeinsamen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die kleinste Abmessung der öffnung a, so daß ein Herausziehen der Hülse 10 aus den Öffnungen α und b ausgeschlossen ist.

Insbesondere aus Fi g. 5 geht hervor, daß der Schaft 18 des Spreizstiftes 11 geringfügig kürzer ist als die Gesamtlänge der Hülse 10. Dies hat zur Folge, daß selbst in gespreizter Stellung der Hülse 10 bzw. der Finger 12 der Kopf 20 des Schaftes 18 nicht über die Enden der Finger 12 vorsteht. Der Kopf 20 ist daher von den Fingern 12 geschützt, so daß zufällige Schläge auf das innere Ende des Spreizdübels kein unbeabsichtigtes Lösen der Hülse 10 aus der gespreizten Stellung zur Folge haben.

Als Vorsichtsmaßnahme gegen eine unbeabsichtigte Verschiebung des Spreizstiftes 11 in die in F i g. 5 wiedergegebene Spreizstellung ist der Schaft 18 am äußeren Ende mit einem Bereich 18a geringfügig größeren Durchmessers versehen, wie aus den Fig. 1, 3 bis 5 ersichtlich. Der Bereich 18a vergrößerten Durchmessers sollte mit Preßsitz in das äußere Ende der Bohrung des Flansches 13 der Hülse 10 passen. Der Bereich 18ö vergrößerten Durchmessers ist nicht unbedingt erforderlich, weil einem unbeabsichtigten Erreichen der Spreizstellung nach Fig. 5 normalerweise auch der Umstand entgegenwirkt, daß in unbelasteter Stellung der Hülse 10 die Schultern 23 der Finger 12 in der Ringnut 21 des Schaftes 18 sitzen. Die Schultern 23 liegen auch am Kopf 20 an und verhindern eine Trennung des Spreizstiftes 11 von der Hülse 10.

Um den Spreizdübel zu lösen, wird einfach am Flansch 19 gezogen und der Spreizstift 11 aus der Hülse 10 herausbewegt, d. h. von der in Fig. 5 wiedergegebenen Stellung in die in Fig. 4 dargestellte Stellung verschoben. Die Hülse 10 und der Spreizstift 11 können dann als eine Einheit gemeinsam herausgezogen werden, und zwar durch Angriff an der Ringschulter 25 des Flansches 13. Zum Lösen, d. h. zur Durchführung der beiden beschriebenen Ziehbewegungen, kann ein kleiner Hebel 27 der in Fig. 6 wiedergegebenen Art verwendet werden, welcher ein nach oben gebogenes Ende 28 aufweist, das eine halbkreisförmige Aussparung 29 an der Vorderkante besitzt, so daß der Flansch 13 der Hülse 10 unterhalb der Ringschulter 25 erfaßt werden kann, um die Hülse 10 aus der in Fig. 4 gezeigten Stellung in die in Fig. 3 dargestellte Stellung zu bewegen. Weiterhin ist an dem Ende 28 eine zweite halbkreisförmige Aussparung 30 vorgesehen, so daß der Flansch 19 unterhalb der Ringschulter 24 erfaßt werden kann, um den Spreizstift 11 aus der in Fig. 5 wiedergegebenen Stellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung zu ziehen.

Der Spreizdübel kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher, federnd nachgiebiger Materialien hergestellt sein. Als günstig hat sich ein von der Firma DuPont of Canada Ltd. erhältliches Nylonmaterial erwiesen. Auch Stahl und eine Anzahl harter, federnder Kunstharze sind brauchbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

P atentansprüche:

1. Klemmverbindung zur lösbaren Befestigung nebeneinander liegender Bauteile mit fluchtenden Öffnungen, welche Klemmverbindung eine Hülse und einen in der Hülse angeordneten Spreizstift aufweist, wobei

a) die Hülse einen Flansch mit einer zur Hülsenlängsachse senkrechten Ringschulter und mehrere axial sich erstreckende federnde Finger aufweist,

b) welche Finger an einer Stelle in der Nähe ihrer Wurzel einen verminderten Außendurchmesser aufweisen, der geringfügig kleiner als die kleinsten Abmessungen der öffnungen der Bauteile ist, wobei ferner

c) der Spreizstift an einem Ende einen zylindrischen Schaft mit einem Flansch aufweist, der mit einer zur Schaftlängsachse senkrechten Ringschulter versehen ist,

d) der Spreizstift am anderen Ende einen konischen Kopf aufweist,

e) der Spreizstift zu seinem Flansch hin im Anschluß an den konischen Kopf eine Einrastnut und eine sich allmählich vergrößernde Nockenfläche aufweist,

f) die Finger Einrastschultern aufweisen, die eine zu der Einrastnut im wesentlichen komplementäre Gestalt besitzen,

g) der Kopf des Schaftes mit den Einrastschultern zur Halterung des Spreizstiftes in der Hülse zusammen wirkt, wenn die Hülse im ungespreizten Zustand sich befindet,

h) die Einrastschultern mit der Nockenfläche zusammenwirken, um die Finger zu spreizen und die Hülse sowie den Spreizstift in den Öffnungen festzulegen, so daß die Bauteile miteinander verbunden sind, wenn der Spreizstift nach innen in eine Position getrieben wird, in der der Flansch des Schaftes an dem Flansch der Hülse zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die Finger (12) einen mittleren Abschnitt (15) aufweisen, der im unbelasteten Zustand der Finger einen gemeinsamen Außendurchmesser größer als die kleinste Abmessung der Öffnungen (α und b) der Bauteile (A und B) besitzt,

j) die Finger (12) im unbelasteten Zustand sich zwischen der Stelle mit dem verminderten Außendurchmesser und dem mittleren Abschnitt (15) allmählich nach außen erweitern,

k) die Einrastschultern (23) in Axialerstreckung der Finger (12) etwa in deren Mitte und im gleichen Abstand von den Fingerwurzeln wie der mittlere Abschnitt (15) angeordnet sind,

I) außer den Einrastschultern (23) weitere nach innen gerichtete Schultern am freien Ende der Finger (12) vorgesehen sind,

m) der Spreizstift (11) in der Hülse (10) bleibend verschieblich angeordnet ist,

n) der Schaft (18) höchstens so lang wie die Finger (12) ist, so daß der Kopf (20) durch die Finger (12) auch dann geschützt ist, wenn der Spreizstift (11) in die erwähnte Position getrieben worden ist,

o) der Flansch (19) des Spreizstiftes (11) eine P)

in Umfangsrichtung im wesentlichen um 360° verlaufende Stufe aufweist, um das Zurückziehen des Spreizstiftes (11) in der Hülse (10) von einer Position, in der die Hülse (10) gespreizt ist, in eine Position, in der die Hülse (10) ungespreizt ist, zu erleichtern,
der Flansch (13) der Hülse (10) eine in Umfangsrichtung im wesentlichen um 360° verlaufende Stufe aufweist, um das Zurückziehen der Hülse (10) aus den Öffnungen (α und b) zu erleichtern, und
q) sich an die Ringnut (21) eine allmählich im Durchmesser vergrößernde Nockenfläche (22) anschließt, die im fest eingebauten Zustand an konischen Flächen der Einrastschultern (23) verspannt ist.
2. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (18) in dem an den Flansch (19) anschließenden Bereich (18a) einen gegenüber dem restlichen Bereich größeren Durchmesser aufweist, so daß der Bereich (18a) größeren Durchemssers mit Preßsitz im äußeren Ende der Hülse (10) aufnehmbar ist.