DE2441979C2

DE2441979C2 - Spreizdübel mit Spreizhülse und Spreizelement

Info

Publication number: DE2441979C2
Application number: DE2441979A
Authority: DE
Inventors: Armin 8123 Peissenberg Herb; Rudolf Dipl.-Ing. 8000 München Kunesch; Friedrich Dr. 3054 Rodenberg Storck
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1974-09-02
Filing date: 1974-09-02
Publication date: 1986-04-10
Also published as: HU172795B; BE832253A; JPS5151655A; CS184787B2; NO752987L; NO137949B; GB1513028A; ZA755314B; DK140185B; JPS5936125B2; CA1050793A; AU501913B2; NL7509886A; DE2441979A1; AU8418975A; FI61078C; ATA662175A; DK140185C; NL181596C; YU197975A

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel, insbesondere für Abhängungen, mit einer Spreizhülse, in deren Spreizbereich Längsschlitze angeordnet sind, mit einem in der Spreizhülse angeordneten Spreizelement, wobei die senkrecht zur Dübelhauptachse liegenden Querschnittskonturen zumindest über einen Teil der Dübellänge an der Innenkontur der Spreizhülse und an der Außenkontur des Spreizelementes von einem kreisring- bzw. kreisförmigen Querschnitt abweichende, eine Spreizung durch Verdrehen des Spreizelementes ermöglichende Formen haben, und mit einem Widerlage^r zur Begrenzung der Axialverschiebbarkeit des Spreizelementes zum Bohrungsinnern hin, wobei die Außenkontur des Spreizelementes und die Innenkontur der Spreizhülse doppelexzentrisch ausgebildet sind und sich die Außenkontur des Spreizelementes gegen das vordere Dübelende hin erweitert.

Zum Abhängen von Decken, Verkleidungen, Gerüsten, Rohren, Leitungen oder dergleichen sind verschiedenartige Abhängeelemente bekannt. Da alle diese Elemente in großen Serien Anwendung finden, wird an sie die Forderung gestellt, daß ihre Setzung unter geringstem Zeitaufwand und ohne besonderen Werkzeugaufwand vorgenommen werden kann.

Zumeist sind Abhängeelemente der erwähnten Art als Spreizdübel mit Spreizhülse und Spreizelement ausgebildet. So ist beispielsweise ein dübelartiges Abhängeelement bekannt, dessen Spreizelement aus einem wellenförmig geformten Blech besteht, auf dem eine geschlitzte Spreizhülse verschiebbar gelagert ist. Die wellenförmige Außenkontur erweitert sich gegen das vordere Ende hin, so daß ein axiales Verschieben der Spreizhülse gegenüber dem Spreizelement durch Einschlagen eine radiale Spreizung der Spreizhülse zur Folge hat.

Ein weiteres bekanntes Abhängeelement besteht im wesentlichen aus einem Spreizelement mit kreisförmigem Querschnitt und einer ebenfalls geschlitzten Spreizhülse mit kreisringförmigem Querschnitt, in welcher das Spreizelement, welches ein sich nach vorne konisch erweiterndes Ende aufweist, verschiebbar gelagert ist.' Bei diesem Element findet beim Belasten des Spreizelementes eine radiale Erweiterung der Spreizhülse statt, so daß damit eine Verankerung in der Aufnahmebohrung erfolgt

Das erstgenannte bekannte Element hat den Nitchteil,

ίο daß die erforderliche axiale Verschiebung der Spreizhülse gegenüber dem in die Aufnahmebohrung eingeführten Spreizelement nur in äußerst zeitaufwendiger Weise und mit Hilfe eines zusätzlichen Werkzeuges, beispielsweise eines Hammers, bewerkstelligt werden kann. Das Erfordernis dieses Arbeitsganges verunmög-Iicht weitgehend die erwünschte Vormontage weiterer mit dem Abhängeelement zusammenwirkender Elemente, wie beispielsweise Höhenverstellglieder, Abhängehaken oder dergleichen. Vielmehr wird die nachträgliehe Montage dieser Elemente erforderlich, welche dann insbesondere bei großen Abhängehöhen sehr beschwerlich sein kann.

Das zweitgenannte bekannte Element hat den Nachteil, daß durch das zum Verspreizen der Spreizhülse erforderliche ruckartige Belasten des Spreizelementes, bedingt durch die Undefinierte Einstecktipfe und abhän gig von der Bohrlochoeschaffenheit, sich bei Serienanwendungen stets unterschiedliche Abstände der Abhängepunkte vom Aufnahmematerial ergeben. Dadurch wird ein zeitaufwendiges, nachträgliches Abhängen bzw. Einstellen der weiteren an das Element zur Durchführung der Abhängung anzuschließenden Teile notwendig. Darüber hinaus besteht der große Nachteil, daß das Element nur unter Belastung verspreizt wird und lediglich Belastungen in ein und derselben Lastrichtung aufzunehmen vermag- Infolgedessen haben Vibrationen oder wechselseitige Belastungen zur Folge, daß sich die Spreizhülse radial wieder verengen kann, so daß die Verankerungswirkung des Elementes /ölligd^hinfällt.

Bekannt ist ferner ein Spannwerkzeug (DE-GM 19 73198) mit Büchse und Bolzen, das dazu geeignet ist, unter Erzeugung radialer Spannkraft in Bohrungen von Maschinenteilen festgelegt zu werden, und demnach nicht für Belastungen im Sinne der Erfindung vorgesehen ist.

Weiters ist ein Spreizdübel mit Spreizhülse und Bolzen bekannt (DE-OS 22 04 592), wobei die Innenkontur der Spreizhülse und die Außenkontur des Bolzens einen spiralenförmigen Querschnitt aufweisen. Durch Verdrehen des Bolzens ist sichergestellt, daß die Spreizhülse über deren gesamte Länge gespreizt wird. Die in Setzrichtung an den Teil mit spiralenförmigem Querschnitt anschließende Erweiterung des Bolzens ist nicht in der Lage, die Spreizhülse auf ihrer gesamten Länge weiter zu spreizen, sondern bewirkt bei Zugbelastung des Bolzens nur eine Erweiterung eines kleinen Abschnittes der Spreizhülse. Dabei kann zu örtlichen Überbeanspruchungen des Aufnahmematerials und einem damit verbundenen Ausfall des Spreizdübels führen.

Auch ein anderes bekanntes (FR-PS 20 00 417) Spreizprinzip eines Dübels läßt sich nicht auf das hier interessierende Anwendungsgebiet übertragen. So wirkt sich beispielsweise bei dem dortigen durch Verdrehen des Spreizelementes gegenüber der Spreizhülse zu spreizenden Dübels nachteilig aus, daß dieser eine axiale Führung zwischen Spreizelement und Spreizhülse aufweisen muß. Damit besteht eine formschlüssige axiale Abhängigkeit zwischen Spreizhülse und Spreiz-

element, so daß unter den bei Abhängungen praktisch ausschließlich auftretenden Zugbelastungen keine Nachspreizung der Hülse erfolgen kann, was zur Folge hat, daß das ganze Dübelelement einschließlich Spreizhülse aus der Aufnahmebohrung herausgerissen werden kann. Auch in Dübellängsrichtung auftretende Wechselbelastungen wurden sich auf einen derartigen Spreizdübel negativ auswirken, da aufgrund des axialen Formschlusses die. Spreizhülse in Abhängigkeit aes Spreizelementes ebenfalls mitbewegt würde.

Ein weiterer bekannter Spreizdübel (DE-PS 4 59 994) besteht aus einer Spreizhülse mit bereichsweise verengter, unrunder Innenkontur und einem Spreizelement mit teilweise unrundem Querschnitt. Dieser Spreizdübel ist ausschließlich zu einer Spreizung durch Verdrehen des Spreizelementes ausgefegt Am Spreizelement darf keine Zugbelastung angreifen, da eine solche zum Ausfall der gesamten Verankerung führen würde. Selbst das Versehen der Spreizhülse mit Kraftangriffsmitteln führt zu keiner Anregung im Sinne der Erfindung, da eine Erhöhung der Verankerung mit ευηείιπιβηοεΓ Belastung nicht zustande kommt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sich insbesondere für Abhängungen eignenden, ohne besonderen Werkzeugaufwand setzbaren Spreizdübel zu schaffen, der bereits in unbelastetem Zustand eine ausreichende Verankerung gewährleistet, welche sich mit zunehmender Belastung erhöht

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Innenkontur der Spreizhülse in dem das Spreizelement berührenden Bereich gegen das vordere Dübelende hin erweitert, und daß die Längsschliize vier Spreizhülse zumindest im Wirkbereich des Spreizelementes gegenüber der Dübelhauptachse geneigt verlaufen.

Die im Querschnitt doppelexzentrische Innenkontur der Spreizhülse und Außenkontur des Spreizelementes hat zur Folge, daß die Spreizhülse durch Verdrehen des Spreizelementes gegenüber der Spreizhülse unter gleichmr.3iger Lastverteilung gespreizt werden kann. Eine unter Belastung erwünschte Nachspreizung des Dübels durch Verschieben des Spreizelementes gegenüber der Spreizhülse wird erreicht, indem die sich berührenden Bereiche der Außenkontur des Spreizelementes und der Innenkontur der Spreizhülse gegen das vordere Dübelende hin sich erweitern.

Als besonders zweckmäßig hat sich eine ellipsenartig ausgebildete Außenkontur des Spreizelementes erwiesen. Ellipsenartig ist dabei nicht im strengsten Sinne mathematisch zu ve* stehen, sondern es soll mit dieser Bezeichnung lediglich darauf hingewiesen werden, daß sich ein/; Profilierung, welche nur zwei, den Grundkreisquerschnitt in einer Ebene symmetrisch überragende Bereiche aufweist, besonderts wirtschaftlich herstellen läßt. Diese ellipsenartige Außenkontur des Sprei/elementes kann sowohl mit einer ebenfalls ellipsenartig profilierten Querschnittskcntur der Spreizhülse als auch mit zwei, jeweils über einen Halbkreis ausgebildeten kreisexzentrischen Profilierungen der Innenkontur der Spreizhülse zusammenwirken. Im erstgenannten Fall ergibt sich ein für die Verspreizung zur Verfügung stehender Drehwinkel von etwa 90° und im zweitgenannten Fall ein solcher Winkel von nahezu 180°.

Durch geneigte Anordnung der Schlitze wird gewährleistet, daß die den Grundkreisquerschnitt der Profilierung der Aulienkontur überschreitenden Bereiche des Spreizelementcs, deren Erweiterung zum vorderen Dübelende hin die unter Belastung erwünschte Nach' spreizung des Dübels bewirken, selbst bei unzureichender Spreizung durch Verdrehen des Spreizelenentes keinesfalls vollständig in die Schuhe der Spreizhülse einfallen, sondern eine ausreichende Verspreizung der Hülse gewährleisten.

Aufgrund der im wesentlichen innerhalb desselben Längenbereiches des Dübels angeordneten Kombination von Profilierung und Erweiterung ist zur Aufnahme der durch das Verdrehen des Spreizelementes erzeugten, gegen das vordere Dübelende gerichteten Komponente ein Widerlager zur Begrenzung der Axialverschiebbarkeit des Spreizelementes gegenüber der Dübelhülse vorgesehen. Durch ein solches Widerlager wird die entgegen das vordere Dübelende gerichtete Komis ponente zur radialen Spreizung der Dübelhülse ausgenutzt Dadurch wird auch die Möglichkeit gegeben, ein Schnellspannelement zu konzipieren, weiches nicht nur ausschließlich für Abhängungen Anwendung finden kann. Bei einem derartigen Schnellspannelement kann das rückwärtige Ende des Spreizc'.ementes anstelle der Abhängeeinrichtungen beispielsweise einen Kopf aufweisen, welcher dann mit Angriffsmitteln zum Ansetzen von Werkzeugen für die Drehbewegung zu versehen ist Ein solches Schnellspannelement kann beispielsweise beim Befestigen von Verkleidungen, Abdeckungen oder dgl. Anwendung finden, wobei dann der Kopf die Tragfunktion erfüllt

Das Widerlager kann als ein im rückwärtigen Bereich des Spreizelementes angeordneter, die Innenkontur die Spreizhülse nach außen überragender Bund ausgebildet sein. Anstelle dieses Bundes kann das Widerlager im vorderen Bereich der Spreizhülse ebenso als ein die Innenkontur der Spreizhülse nach innen überragender Steg ausgebildet sein. Mit einem derartigen in der Spreizhülse angeordneten Widerlager ist beispielsweise die Möglichkeit gegeben, die beim Spreizen durch Verdrehen des Spreizelementes auftretende, zum vorderen Dübelende hin gerichtete axiale Kraftkomponente nach einem Ausgleich des axialen Spiels innerhalb der Spreizhülse aufzunehmen, so daß der gesamte zur Verfügung "tehende Verdrehwinkel ausschließlich zum Spreizen der Spreizhülse genutzt werden kann. Dies ist insbesondere bei der Überwindung von großen Bohrlochtoleranzen und bei Befestigungen in relativ weichem Aufnahmematerial von Bedeutung.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 ein Spreizelement gemäß Erfindung:

so F i g. 2 das Spreizelement gemäß F i g. 1, in Seitenansicht;

Fig.3 eine Draufsicht des Spreizelementes gemäß Fi.?. 1;
F i g. 4 eine Spreizhülse gemäß Erfindung, in geschnittener Darstellung;

F i g. 5 die Spreizhülse gemäß F i g. 4, in Seitenansicht; Fig.6 einen kompletten Spreizdübel gemäß Erfindung, mit Spreizhülse entsprechend Fig.4, in ungespreizter Stellu.g.

Das Spreizelement 4 gemäß den Fig. 1 bis 3 weist einen Spreizteil Aa mit ellipsenartigem Querschnitt auf, dessen Außenkontur 4Z> sich gegen di<s vordere Ende hin erweitert. Das rückwärtige Ende des Spreizteils 4a wird von einem Bund 5 begrenzt. Nach rückwärts schließt an den c;jnd 5 beispielhaft ein ösenförmiger Teil 6 an, dessen Bohrung 7 dem Durchführen von weiteren Elementen dient.
Aus den F i g. 4 und 5 ist eine insgesamt mit 8 bezeich-

nete Spreizhülse ersichtlich. Die Innenkontur 8a der Spreizhülse 8 weist eine beispielsweise ellipsenartig ausgebildete Profilieriing auf, welche sich gegen das vordere Ende Sb der Hülse 8 hin erstreckt. Im weiteren weist die Spreizhülse 8 Schlitze 9 auf, welche gegenüber der Hauptachse geneigt sind. Anschließend an das vordere Ende 8b der Spreizhülse 8 ist ein diese nach innen überragender Steg 10 als Widerlager angeordnet.

Die Fig.6 zeigt einen montagefertigen Spreizdübel, bestehend aus dem Spreizelement 4 und der Spreizhülse 8i Es kommt deutlich zum Ausdruck, wie die axial gerichtete Komponente durch den an der Spreizhülse 8 angeordneten Steg 10 aufgenommen wird. Der Bund 5 des Spreizelementes 4 dient der Tiefenbegrenzung des Spreizdübels. Ebenso ist es möglich, den Bund 5 als an der Spreizhülse 8 hinterseitig auflaufendes Widerlager einzusetzen, um das Einziehen des Spreizelementes 4 in die Spreizhülse 8 zu begrenzen.

Oer in Fig- 6 dargestellte montagefertige Spreizdübel wird zum Verankern in eine dafür vorgesehene Aufnahmebohrung 11 soweit eingeführt, bis der Bund 5 an der Oberfläche lla des die Aufnahmebohrung 11 enthaltenden Aufnahmematerials 1IZ? aufschlägt. Danach wird das Spreizelement 4 in beliebiger Richtung um 90° gedreht. Aufgrund der sich nach vorne erweiternden Innenkontur 8a der Spreizhülse 8 und Außenkontur 4b des Spreizelementes 4 entsteht eine Kraftkomponente, welche das Bestreben hat, das Spreizelement 4 einwärts gegen den Grund der Aufnahmebohrung 11 zu treiben. Diese Kraftkomponente nimmt der Steg 10 der Spreizhülse 8 auf, so daß zwangsläufig die Spreizhülse 8 eine Aufweitung erfährt und mit der Mantelfläche 8d dadurch eine Verankerung in der Aufnahmebohrung 11 erfolgt. Nach Zugbelastung des Spreizdübels durch Kraftangriff am Spreizelement 4 erfolgt eine axiale Relativbewegung zwischen Spreizelement 4 und Spreizhülse 8, welche aufgrund der sich erweiternden Konturen 46/8a eine weitere Spreizung der Spreizhülse 8 zur Folge hat.

Beim Aufweiten der Spreizhülse 8 v/ird die Anschlagzone des Steges 10 in Abhängigkeit von der Aufweitung entgegen der Einführrichtung des Spreizdübels verlagert Dadurch erfolgt insbesondere bei großen Bohrlochtoleranzen oder weichem Aufnahmematerial 116 eine sich vorteilhaft auswirkende Längenangleichung, so daß auch in diesen Fällen eine optimale Spreizung durch vollständiges Ausnützen des Verdrehwinkels erzielt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentanspruch:

Spreizdübel, insbesondere für Abhängungen, mit einer Spreizhülse, in deren Spreizbereich Längsschlitze angeordnet sind, mit einem in der Spreizhülse angeordneten Spreizelement, wobei die senkrecht zur Dübelhauptachse liegenden Querschnittskonturen zumindest über einen Teil der Dübellänge an der Innenkontur der Spreizhülse und an der Außenkontur des Spreizelementes von einem kreisring- bzw. kreisförmigen Querschnitt abweichende, eine Spreizung durch Verdrehen des Spreizelementes ermöglichende Form haben, und mit einem Widerlager zur Begrenzung der Axialverschiebbarkeit des Spreizelementes zum Bohrungsinneren hin, wobei die Außenkontur des Spreizelementes und die Innenkontur der Spreizhülse doppelexzentrisch ausgebildet sind und sich die Außenkontur des Spreizelementes gegen das vöfdere Dübelende hin erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenkontur (Sa) der Spreizhülse (8) in dem das Spreizelement (4) berührenden Bereich gegen das vordere Dübelende hin erweitert und daß die Längsschlitze (9) der Spreizhülse (8) zumindest im Wirkbereich des Spreizelementes (4) gegenüber der Dübelhauptachse geneigt verlaufen.