DE2427052C3 - Verfahren zum Setzen eines Kunststoffdübels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Kunststoffdübels, dessen aufzuweitendes Ende eine mit Sprengstoff gefüllte Patrone einschließt, durch elektrisches Zünden des Sprengstoffes und dabei erfolgendes Aufweiten des Dübels. Weiter betrifft die Erfindung einen Kunststofldübel zur Durchführung dieses Verfahrens.

Zur Verbindung von Bauteilen beliebigen Materials, insbesondere zur Verbindung von Holzteilen, sind Dübel und Federn verschiedenster Art bekannt. Am häufigsten werden Dübel verwendet, die in entsprechend geformte Ausnehmungen der zu verbindenden Bauteile eingeleimt werden. Bei diesen Dübelverbindungen ist ein genaues Passen der Dübel in den Ausnehmungen erforderlich, um eine zuverlässige Verbindung zu erhalten. Das Verleimen der Dübelverbindung macht außerdem verhältnismäßig lange Standzeiten zur Aushärtung des Leimes notwendig.

Eine weniger genaue Bearbeitung der Dübel und der sie aufnehmenden Bohrungen ist bei den bekannten Quelldübeln erforderlich. Diese Dübel quellen bei Wasseraufnahme auf und pressen sich dadurch an die Bohrungswandung. Die aufgequollenen Dübel passen sich somit der Bohrung an, so daß kleinere Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung ausgeglichen werden. Das Aufquellen der Dübel ist jedoch noch erheblich zeitaufwendiger als das Aushärten bei verleimten Dübeln und erfordert einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

Weitere Verbindungen benutzen in die aneinanderstoßenden Flächen der Bauteile eingefräste schräge Nuten, in die eine Feder aus Kunststoff oder Metall mit entsprechend geformtem Profil eingeschoben wird. Dabei ist das Herstellen der Nuten mit einem großen ⁶S Arbeitsaufwand verbunden, und die Herstellung der Federn mit verhältnismäßig kompliziertem Querschnitt verteuert diese Art der Verbindung.

Schließlich ist es noch bekannt, thermoplastische Kunststoffe in die Stoßfugen der Bauteile einzubringen und durch Erwärmen mit diesen zu verbinden. Es können auch nach einem bekannten Verfahren im 3ereich der Stoßstellen der zu verbindenden Bauteile kommunizierende Bohrungen oder Nuten vorgesehen sein, in die ein flüssiger oder teigiger aushärtender Kunststoff eingegossen, eingespritzt oder eingepreßt wird. Bei diesen Verbindungen ist es nachteilig, daß sie verhältnismäßig große und aufwendige Maschinen zum Einbringen des Kunststoffs und zu seiner Erwärmung benötigen, so daß diese Verbindungen nur in den dafür eingerichteten Betrieben hergestellt werden können, nicht aber wenn z. B. vorgefertigte Bauteile erst an Ort und Stelle zusammengesetzt werden. Außerdem sind die auf diese Weise hergestellten Kunststoffverbindungen von außen sichtbar, so daß sie unter Umständen das Aussehen beeinträchtigen.

Zum Vernieten insbesondere von Metallteilen ist weiter in metallischer Niet bekannt (vgl. z. B. US-PS 24 10 047 und DT-PS 6 60 364), dessen eines Ende durch die Explosion eines eingebrachten Sprengstoffes aufgespreizt wird, wodurch der Schließkopf des Niets gebildet wird. Ein solcher Niet kann einerseits zur Verbindung zweier Bauteile verwendet werden, die vollständig von dem Niet durchdrungen werden, so daß die Nietköpfe an den beiden Enden des Nietes sichtbar an der Außenseite der zu verbindenden Bauteile liegen. Dieser bekannte Niet kann auch zur Festlegung von in Wänden bündig eingesetzten Bolzen bzw. Schrauben benutzt werden. Weiter ist es bekannt (vgl. DT-PS 7 46 906) einen solchen Niet in einem Sackloch anzubringen oder zur Sicherung von Stehbolzen zu verwenden (vgl. G B- PS 5 70911).

Für die Zündung des Sprengstoffs dieser metallischen Niete sind verschiedene Verfahren bekannt. Der Sprengstoff kann beispielsweise durch Schlag oder durch direktes Erwärmen des Nietes gezündet werden. Aus der DT-PS 6 60 364 ist es auch bekannt, den Sprengstoff elektrisch zu zünden, indem an den den Sprengstoff enthaltenden Niet die Pole einer Stromquelle angeschlossen werden, so daß sich der Niet auf Grund seines ohmschen Widerstandes bis zur Zündungstemperatur des Sprengstoffer erhitzt.

Diese bekannten Zündverfahren eignen sich jedoch nicht für Kunststoffdübel, die durch eine mit Sprengstoff gefüllte Patrone aufgeweitet werden. Ein direktes Erwärmen scheidet aus, da der die Patrone umhüllende Kunststoff schmelzen oder verbrennen würde, bevor der Sprengstoff die Zündtemperatur erreicht hat. Eine Erwärmung durch Stromzuführung scheidet aus, da der den Sprengstoff umschließende Kunststoff elektrisch isoliert. Eine Zündung durch Erschütterung kann insbesondere nicht verwendet werden, wenn der Kunststoffdübel zur Verbindung senkrecht aufeinander stoßender Holzteile verwendet wird. Eine Zündung des Sprengstoffes kann dabei erst erfolgen, wenn der Dübel in beide Bauteile eingesetzt ist und daher allseitig von den Holzteilen umschlossen ist. Die für eine Zündung erforderliche hohe Erschütterung durch Schlag oder dergleichen würde in diesem Falle zu einer Beschädigung der Bauteile führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Setzen eines Kunststoffdübels, dessen aufzuweitendes Ende eine mit Sprengstoff gefüllte Patrone einschließt, zu schaffen, welches ein problemloses Zünden des Sprengstoffes bei eingesetztem, allseitig von den zu verbindenden Bauteilen umschlossenem

Dübel ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das die Patrone enthaltende Ende des Dübels in eine Ausnehmung eines Bauteiles eingeführt wird und daß dieses Bauteil von außeü einem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, bis durch Aufheizen von metallischen Teilen der Patrone durch Wirbelstromverluste der Sprengstoff in der Patrone gezündet wird.

Ein Kunststoffdübel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Ende des Dübels eine mit Sprengstoff gefüllte, metallische Teile aufweisende Patrone eingeschlossen ist. Diese metallischen Teile der Patrone können zweckmäßigerweise deren Mantel bilden. Falls kein metallischer Mantel der Patrone vorgesehen ist, können in einer anderen zweckmäßigen Ausbildungsform die metaNischen Ί eile der Patrone aus dem Sprengstoff der Patrone beigemischten Eisenspänen bestehen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann in besonders bequemer Weise dem Sprengstoff der in den Kunststoffdübel eingeschlossenen Patrone die notwendige Zündungsenergie zugeführt werden. Insbesondere ist dies auch möglich, wenn der Dübel bereits eingesetzt und von außen nicht mehr zugänglich ist. Die Zuführung der Zündungsenergie ist erfindungsgemäß möglich, obwohl die Patrone vollständig von dem Kunststoff des Dübels eingeschlossen ist, so daß eine direkte Zuführung der Zündungsenergie durch Wärmeleitung oder durch elektrische Stromleitung nicht möglich ist. Auch eine Beschädigung der durch den Dübel zu verbindenden Bauteile ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschlossen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das eine Ende des Dübelschaftes durch eine in ihn eingesetzte Sprengpatrone auseinandergespreizt. Zur Verbindung von zwei Bauteilen wird dieses als Spreizdübel ausgebildete Ende, das aus dem ersten Bauteil hervorsteht, in eine dafür vorgesehene Bohrung des zweiten Bauteils eingesetzt und die Sprengpatrone gezündet. Durch den Explosionsdruck wird der Mantel der Patrone aufgeweitet und preßt den ihn umschließenden Kunststoffdübel gegen die Innenwand der Bohrung. Es ergibt sich somit augenblicklich eine feste und dauerhafte Verbindung, ohne daß ein Leim erforderlich ist, der aushärten muß, und ohne daß eine große Präzision bei der Anpassung der Bohrung an den Dübeldurchmesser erforderlich ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahren:: ist nur eine Einrichtung zum Zünden der Sprengpatrone erforderlich, so daß diese Verbindung im Gegensatz zu den bekannten Dübelverbindungen aus eingespritztem Kunststoff unabhängig von großen Maschinen an jedem beliebigen Montageort hergestellt werden kann.

Die Befestigung des Kunststoffdübels in dem ersten der zwei zu verbindenden Bauteile kann dadurch geschehen, daß das die Patrone nicht enthaltende Ende des Dübelschaftes in dieses erste Bauteil eingespritzt ist Es ist jedoch auch möglich, in beiden Enden des Dübelschaftes eine solche Sprengpatrone einzusetzen, so daß auch die Befestigung des Dübels in dem ersten der zu verbindenden Bauteile durch Zündung einer Sprengpatrone erfolgt, was den Vorteil einer vielseitigen Verwendbarkeit des Dübels bietet.

Um dem gespeisten Dübel die erforderliche Widerstandskraft zu geben und dadurch die Verbindung dauerhaft zu machen, kann der Mantel der Patrone aus einem sich bei Kaltverformung verfestigenden Material bestehen. Besonders geeignet als Material für den Mantel sind Metalle, die im allgemeinen bei einer Kaltverformung an Festigkeit gewinnen. Als besonders günstig haben sich Aluminium und Kupfer erwiesen. Wird der die Patrone umgebende Teil des Dübelschafts mit um seinen Außenumfang verlaufenden Rillen versehen, so hält der Dübel im auseinandergespreizten Zustand besonders gut. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Dübel in ein weicheres Material, wie z. B. Holz, eingesetzt wird, da in diesem Fall die durch die Rillen profilierte Umfangsfläche des Dübelschaftes in das weichere Material eingepreßt wird, wodurch ein noch festerer Sitz des Dübels erzielt wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Dübel vor dem Zusammenfügen der zu verbindenden Bauteile,

Fig. 2 im Schnitt den Dübel der Fig. 1 nach dem Zusammenfügen der Bauteile und vor dem Zünden der Sprengpatrone und

Fig.3 im Schnitt die durch den Dübel der Fig. 1 verbundenen Bauteile nach dem Zünden der Sprengpatrone.

Fig. 1 zeigt zwei durch einen Kunststoffdübel zu verbindende Bauteile 1 und 2. In das Bauteil 1 ist der Dübel eingesetzt, während in dem Bauteil 2 eine Bohrung 3 vorgesehen ist, in die das aus dem Bauteil 1 hervorstehende Ende des Dübels eingesetzt werden soll. Der Dübel besteht aus einem Schaft 4, aus einem geeigneten Kunststoff, dessen eines Ende 5 in dieser Ausführungsform in eine in dem Bauteil 1 vorgesehene Bohrung eingespritzt ist. Der Kunststoff des Dübelschaftes verbindet sich bei diesem Einspritzen mit dem Material des Bauteils 1, so daß sich insbesondere bei einem porösen Material ein fester Sitz des Dübelendes 5 in dem Bauteil 1 ergibt.

In das aus dem Bauteil 1 hervorstehende Ende des Dübels ist eine Sprengpatrone eingesetzt, die aus einem geschlossenen Mantel 6, z. B. aus Aluminium oder Kupfer besteht, der mit einer Treibladung aus einem Sprengstoff 7 gefüllt ist. Als Zündkerne sind dem Sprengstoff Eisenspäne 8 beigemischt. Die Sprengpatrone ist zumindest an ihrem Umfang von dem Kunststoff des aus dem Bauteil 1 hervorstehenden Dübelteils 9 umgeben. Am Außenumfang des die Patrone umgebenden Teils 9 des Dübelschafts 4 sind Rillen 10 vorgesehen, die in Umfangsrichtung verlaufen und scharfkantige Stege zwischen sich bilden.

Im folgenden soll an Hand der Fig.2 und 3 die Verwendungsweise des in der Fig. 1 dargestellten Dübels erläutert werden.

Wie Fig. 2 zeigt, wird das aus dem Bauteil 1 hervorstehende freie Ende des Dübels in die Bohrung 3 des Bauteils 2 eingesetzt. An die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Eckverbindung der Bauteile 1 und 2 wird von außen ein Magnetkern 11 angesetzt, dessen Pole so angeordnet sind, daß die zwischen ihnen verlaufenden magnetischen Feldlinien zu einem möglichst großen Teil die in den Dübel eingesetzte Sprengpatrone durchsetzen. Durch eine auf den Magnetkern 11 gewickelte Spule 12 wird ein hochfrequenter Wechselstrom geschickt, der in dem Magnetkern ein huchfiequeiUes magnetfeld erzeugt. Das zwischen den Magnetpolen verlaufende hochfrequente magnetische Wechselfeld induziert in den Eisenspänen 8. die sich in dem Sprengstoff 7 der Patrone befinden,

Wirbelströme, die infolge des elektrischen Widerstands der Eisenspäne zu einer Erwärmung dieser Späne führen. Wenn auf diese Weise durch das magnetische Wechselfeld eine ausreichende Energie den Eisenspänen zugeführt ist, führt deren Erwärmung zur Zündung des Sprengstoffs 7.

Der Explosionsdruck des Sprengstoffs wölbt die Umfangsfläche des geschlossenen Mantels 6 nach außen, wie es in Fig.3 dargestellt ist, wodurch der die Patrone umgebende Teil 9 des Dübelschafts unter hohem Druck gegen die Innenwand der Bohrung 3 gepreßt wird. Die scharfkantigen Stege zwischen der Rillen 10 am Außenumfang dieses Teiles 9 graben sich dabei in die Wand der Bohrung 3 ein und bilden so eine zusätzliche Sicherung gegen ein Herausziehen de; Dübels in axialer Richtung. Bei der Verformung durcr den Explosionsdruck verfestigt sich der aus Aluminium oder Kupfer bestehende Mantel 6 der Patrone zusätzlich, so daß diese Verformung auch bei starkei Belastung der Dübelverbindung nicht rückgängig gemacht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Setzen eines Kunststoffdübels, dessen aufzuweitendes Ende eine mit Sprengstoff gefüllte Patrone einschließt, durch elektrisches Zünden des Sprengstoffes und dabei erfolgendes Aufweiten des Dübels, dadurch gekennzeichnet, daß das die Patrone enthaltende Ende des Dübels in eine Ausnehmung eines Bauteils <° eingeführt wird und daß dieses Bauteil von außen einem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, bis durch Aufheizen von metallischen Teilen der Patrone durch Wirbelstromverluste der Sprengstoff in der Patrone gezündet wird.

2. Kunststoffdübel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Ende des Dübels eine mit Sprengstoff gefüllte, metallische Teile aufweisende Patrone eingeschlossen ist.

3. Kunststoffdübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teile der Patrone deren Mantel bilden.

4. Kunststoffdübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Teile der Patrone aus dem Sprengstoff der Patrone beigemischten Eisenspänen bestehen.