DE2637043C2

DE2637043C2 - Dübel mit Abstandshalter

Info

Publication number: DE2637043C2
Application number: DE2637043A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8000 München Gärtner; Manfred Junker; Wolf Dipl.-Phys. 8000 München Kuhlmann; Martin Dr. 8050 Freising Richter; Gerhard Ing.(grad.) 8084 Inning Rumpp; Peter 8031 Eichenau Staab; Wilhelm Dipl.-Ing. 8000 München Wahler
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1976-08-17
Filing date: 1976-08-17
Publication date: 1986-04-10
Also published as: CH621390A5; IT1081156B; JPS5324949A; DE2637043A1; SE7709054L; SE427681B; GB1558904A; FR2362299A1; JPS61485B2; CA1061144A; FR2362299B1; AT354706B; ATA591877A; BE857712A; AU2769977A; AU515957B2

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

i) der Ringt, 'rper so gestaltet ist, daß er unter der Wirkung der Axialkraft nac-h Erreichen des ausreichenden Verankerungswertes bricht, und

j) daß die Axialkraft für dii- anschließende weitere Verformung des Ringkörpers geringer ist als die Bruchkraft.

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper als gestufte Hülse (13, 21, 22) mit zwei unterschiedlichen Durchmesserbereichen ausgebildet ist, wobei der kleinere Außendurchmesser im wesentlichen dem größeren Innendurchmesser entspricht.

3. Dübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gestufte Hülse (13) einstückig ausgebildet ist.

4. Dübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Durchmesserbereiche (23, 24, 25, 26) der gestuften Hülse (21, 22) über eine Klebeverbindung miteinander verbunden sind.

5. Dübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Durchmesserbereiche (23, 24, 25,26) der gestuften Hülse (21,22) über einen Preßsitz miteinander verbunden sind.

6. Dübel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gestufte Hülse (13, 21) aus Kunststoff besteht.

7. Dübel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gestufte Hülse (22) aus Metall besteht.

8. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper aus zwei sich in axialer Richtung teilweise überlappenden, im Überlappuiigsbereich einen hohlzylinderförmigen Zwischenraum bildenden Blechhülsen (18, 19) besteht, wobei im hohlzylinderförmigen Zwischenraum eine cinvulkanisierte Gummischicht (20) angeordnet ist.

9. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (16) wenigstens teilweise aus sprödem, bei Druckbeanspruchung in kleine Teile zerfallendem Werkstoff besteht.

10. Dübel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (16) eine Umhüllung (17) aus Metall oder Kunststoff aufweist.

1L Dübel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Ringkörper (16) Glas ist

12. Dübel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Ringkörpers (16) Keramik ist.

Die Erfindung betrifft einen Dübel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Dübel der in Rede stehenden Art werden im Bohrloch eines Aufnahmematerials dadurch verankert, daß der Spreizkörper in die Spreizhülse hineingezogen wird, wobei sich die Spreizhülse am Gegenlager abstützt Der Spreizkörper kann über eine Gewindeverbindung mit der Ankerstange verbunden oder selbst als Teil der Ankerstange ausgebildet sein. Die Ankerstange kann die Form eines Gewindebolzens aufweisen, wobei in diesem Falle das Gegenlager As Schraubenmutter ausgebildet ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, als Ankerstange einen Schraubenbolzen zu verwenden, dessen Kopf das Gegenlager bildet und dessen Schaft über ein Gewinde mit dem Spreizkörper in Verbindung steht.

Alle diese Dübeltypen haben den Vorteil, daß sie unabhängig von irgendwelchen Anschlägen seitens des Aufnahmematerials verankert werden können. Dies führt jedoch dazu, daß das Gegenlager in seiner axialen Lage unverrückbar ist, sobald der für die Verankerung erforderliche Kontakt der Spreizhülse mit der Bohrlochwandung eingetreten ist. Sofern am Aufnahmematerial ein Teil, beispielsweise ein ProOräger oder dgl., zu befestigen ist, steht keine axial wirkende kraftkomponente zur Verfügung, welche bei v-erankertem Dübel das zu befestigende Teil zusätzlich gegen das Aufnahmematerial preßt.

Es ist versucht worden, diesen Nachteil durch einen zwischen Spreizhülse und Gegenlager (DE-GM 71 38 416) bzw. zwischen Spreizhülse und einer mit dem Gegenlager zusammenwirkenden Schulter (DE-OS 16 25 337) angeordneten Ringkörper zu beheben, wobei dieser als Kunststoffhülse ausgebildet ist und eine derartige Steifigkeit aufweist, daß während des Verankerungsvorganges die Spreizhülse ausreichend am Gegenlag^r abstützt und nach Erreichen der vorbestimmten Verankerungswerte in axialer Richtung verformbar ist und dadurch ein Nachrücken des Gegenlagers gegen das Aufnahmematerial bzw. das zu befestigende Teil ermöglicht. Diese Lösung konnte jedoch nicht vollauf befriedigen, da sie mit weiteren Nachteilen behaftet ist. So führt die relativ hohe Steifigkeit der Kunststoffhülse, welche aufgrund der beim Verankerungsvorgang aufzunehmenden Kräfte erforderlich ist, dazu, daß schon zum Einleiten der Verformung hohe Kräfte erforderlich sind.

Diese Kräfte steigen mit zunehmender Verformung

derart an, daß das am Gegenlager aufzubringende Drehmoment nicht mehr ausreicht, das zu befestigende Teil vollumfänglich gegen das Aufnahmematerial zu spannen. Außerdem sind solche Kunststoffhülsen nicht zur Aufnahme von Querkräften, welche an dem zu befestigenden Teil angreifen, geeignet. Solche Querkräfte

müssen daher vom restlichen Teil des rückwärtigen Endes der Spreizhülse oder von der Ankerstange selbst aufgenommen werden, was zu einer überbeanspruchung dieser Elemente führen kann.

Zu denselben Nachteilen führt das Anbringen eines Federelementes zwischen Spreizhülse und einer mit dem Gegenlager zusammenwirkenden Schulter (DE-GM 73 22 271) anstelle der erwähnten Kunststoffhülse.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dübel der angegebenen Gattung zu schaffen, der nach Erreichen eines bestimmten Mindestverankerungswertes der Spreizhülse im Bohrloch ohne weiteres Ansteigen des aufzubringenden Drehmomentes ein Nachrücken des Gegenlagers gegen das Aufnahmematerial ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

i) der Ringkörper so gestaltet ist, daß er unter der Wirkung der Axiaikraft nach Erreichen des ausreichenden Verankerungswertes bricht und

j) daß die Axialkraft für die anschließende weitere Verformung des Ringkörpers geringer ist als die Bruchkraft.

Der in erfindungsgemäßer Weise verformbare Ringkörper stützt einerseits zur Erzielung einer ausreichenden Verankerung des Dübels die Spreizhülse gegenüber dem Gegenlager ab und ermöglicht andererseits ein ausreichendes Nachrücken des Gegenlagers gegen das Aufnahmematerial nach Erreichen eines ausreichenden Verankerungswertes. Die Anfangsverformungskraft liegt demnach über derjenigen Kraft, welche zur Erzielung dieses Verankerungswertes erforderlich ist Nach Einleiten der Verformung des Ringkörners unter Wirkung der Anfangsverformungskraft fällt die zur weiteren Verformung des Ringkörpers erforderliche Kraft auf einen Wert ab, welcher etwa '/,₀ bis ^l/$ der Anfangsverformungbfcraft betragen kann. Dadurch ist nur ein Bruchteil des am Gegenlager aufgebrachten Drehmomentes für die weitere Verformung des als Abstandshalter wirkenden Ringkörpers erforderlich. Der Großteil des Drehmomentes steht zum Festziehen des zu befestigenden Teiles gegen das Aufnahmematerial zur Verfügung. Die verbleibende VerformungSKraft des Ringkörpers gewährleistet einen dauerhaften Kraftschluß zwischen Gegenlager und Spreizhülse.

Die zwischen Gegenlager und Ringkörper angeordnete Distanzhülse ermöglicht eine Verlegung des Ringkörpers ins Innere der Aufnahmebohrung des Aufnahmematerials. Dadurch ist der Ringkörper von irgendwelchen äußeren Einflüssen völlig geschützt. Außerdem wirkt sich eine diesbezügliche Verlegung von der Oberfläche ins Innere der Aufnahmebohrung auch in optischer Hinsicht vorteilhaft aus. Durch die Distanzhülse wird für das zu befestigende Teil eine wirksame Führung geschaffen. Da die Spreizhülse im wesentlichen denselben Durchmesser wie die Distanzhülse aufweist, läßt sich der Dübel in einfacher Weise durch eine entsprechende Ausnehmung des auf dem Aufnahmematerial zu befestigenden Teiles hindurchführen. Außerdem addiert sich die Scherfläche der Distanzhülse zu derjenigen der Ankerstange, so daß erheblich höhere, an den 'am Aufnahmematec'ial zu befestigender, Teilen angreifende. Querkräfte aufgenommen werden können.

Vorzugsweise ist der l'iingkörper als gestufte Hülse aussebildet. welche zwei Durchmesserbereiche von etwa derselben axialen Länge und etwa derselben Wandstärke aufweist, wobei der kleinere Außendurchmesser im wesentlichen dem größeren Innendurchmesser enisprichL Solche als gestufte Hülsen ausgebildete Ringkörper lassen sich durch Ubereinanderschieben der beiden Durchmesserbereiche in ihrer axialen Länge verkürzen, so daß unter Verformung an sich eine Längenverkürzung zu verstehen ist. Zum Lösen der Verbindung zwischen den beiden Durchmesserbereichen ist eine bestimmte Anfangsverformungskraft erforderlich, wobei für das nachfolgende Ineinanderschieben der beiden Durchmesserbereiche lediglich noch eine Kraft erforderlich ist, welche gegenüber der Anfangsverformungsltraft kleiner ist Durch die konstruktive Auslegung der Hülse läßt sich die zum Ineinanderschieben erforderliche Kraft steuern.

Zur Verbindung der beiden Durchmesserbereiche miteinander kann die Hülse beispielsweise einstückig ausgebildet sein. Weitere Möglichkeiten zum Verbinden der einzelnen Durchmesserbereich··=■ bestehen darin, 7\vei Hülsen von unterschiedlichem SLuirchmesser in einem kurzen Oberlappungsbereich zusammenzukleben oder mittels Preßsitz miteinander zu verbinden. In beiden Fällen lassen sich die Hülsen durch Ineinandei jchieben der einzelnen Bereiche mit unterschiedlichen Durchmesser axiai verkürzen, wobei die Anfangsverformungskraft den Beginn des Ineinanderschiebens auslöst

Als Werkstoff für die gestuften Hülsen kann Kunst-Stoff oder Metall in Frage kommen. Bei mittels Klebeverbindung oder Preßsitz zu Hülsen miteinander verbundenen Durchmesserbereichen können innerhalb derselben Hülse auch unterschiedliche Werkstoffe zur Anwendung kommen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Ringkörper aus zwei Blechhülsen bestehen, die sich in axialer Richtung teilweise überlappen, wobei die innere Blechhülse einen gegenüber dem innendurchmesser der äußeren Blechhülse wesentlich kleineren Außendurchmesser aufweist, so daß sich im Überlappur^sbereich ein hohlzylinderförmiger Zwischenraum bildet, in welchen eine Gummischicht einvulkanisiert ist. Dieser Ringkörper läßt sich wiederum durch Ineinanderschieben der beiden in axialer Richtung teilweise versetzten Blechhülsen verkürzen, was der bereits erläuterten Verformung gleichkommt. Die Anfangsverformungskraft hat zur Folge, daß die Kontaktfläche zwischen der einvulkanisierten Gummischicht und einer der Blechhülsen gelöst wird. Die Elastizität der Gummischicht gewährleistet, daß für das weitere ineinanderschieben der Blecbhülsen eine Kraft erforderlich ist, welche sich durch Materialwahl der Gummischicht und Dime"sionierung der Blechhülsen steuern läßt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Ringkörper wenigstens teilweise aus sprödem, bei Druckbeanspruchung in kleine Teile zerfallenden Werkstoff auszubilden. Ein solcher Ringkörper ist vorzugsweise von einer Umhüllung ?us Metall oder Kunststoff umgeben. Die Umhüllung schützt den Werkstoff des Ringkörpers vor Kraftsp'.tzen, welche beispielsweise beim Transport oder beim Einschlagen des Dübels entstehen können. Außerdem stellt die Umhüllung den Kraitschluß zwischen Spreizhülse und Distanzhülse sicher, nachdem aufgrund einer der Anfangsverformungskraft entsprechenden Druckbeansfiruchung der Ringkörper in kleine Teile zerfallen ist. Die Umhüllung läßt sich unter einer, gegenüber der Anfangsverformungskraft kleineren Kraft axial verformen. Der soürbare Bruch des Rine-

körpers dient als Anzeige für das Erreichen von ausreichenden Verankerungswerten. Derselbe Effekt kann auch mit einem als Verbundkörper ausgebildeten Ring* körper erzielt werden, weiche die erwähnten Eigenschaften in sich vereinigt.

Als Werkstoff für den Ringkörper kann Keramik oder Glas Anwendung finden. Die Verwendung von Keramik hat den Vorteil, daß nach dem Prinzip von Sinterlagern den Hülsen ein Korrosionsschutzmittel, z. B. auf Fettoder ölbasis, beigemengt werden kann.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt

F i g. 1 die Verwendung eines Dübels gemäß Erfindung nach Erreichen der Mindestverankerungswerte mit noch unverformtem Abstandshalter,

F i g. 2 den Dübel gemäß Fi g. 1 mit verformtem Abstandshalter,

F i g. 3 bis 6 weitere Ausführungsformen von Abstandshaltern.

Bei dem gemäß den F i g. 1 und 2 gezeigten Anwendungsbeispiel ist mittels eines insgesamt mit i bezeichneten Dübels ein Teil 2, beispielsweise eine Lasche, ein Profilträger oder dgl., an einem Aufnahmematerial 3 zu befestigen. Zu diesem Zweck weist das Teil 2 eine Durchgangsbohrung 4 und das Aufnahmematerial 3 eine Sacklochbohrung 5 auf.

Der Dübel 1 besteht aus einem Schraubenbolzen 6. dessen Kopf 7 als Gegenlager dient und sich auf einer üblichen Unterlagscheibe 8 abstützt. Mit dem Gewinde 9 des Schraubenbolzens 6 ist ein Spreizkörper 10 verbunden, welcher in eine Spreizhülse U hineinziehbar ist. Durch das Hineinziehen des Spreizkörpers 10 in die Spreizhülse 11 weitet sich letztere zur Verankerung in der Sacklochbohrung 5 radial auf. Zur Erleichterung der radialen Aufweitung der Spreizhülse 11 weist diese vom vorderen Ende beginnende Längsschiitze 12 auf. Zum Kopf 7 des Schraubenbolzens 6 hin schließt sich an die Spreizhülse ein Abstandshalter in Form einer gestuften Hülse 13. beispielsweise aus Kunststoff, an. Zwischen Hülse 13 und Unterlagscheibe 8 ist eine Distanzhülse 14 angeordnet.

Zum Erzielen der Stellung gemäß F i g. 1 ist der Dübel 1 durch die Durchgangsbohrung 4 des Teiles 2 hindurch in die Sacklochbohrung 5 des Aufnahmematerials 3 eingeführt worden. Durch Aufbringen eines Drehmomentes am Kopf 7 des Schraubenbolzens 6 hat sich der Spreizkörper 10 in die sich über die gestufte Hülse 13, über die Distanzhülse 14 und über die Unterlagscheibe 8 am Kopf 7 abstützende Spreizhülse 11 hineinbewegt Dadurch ist die Spreizhülse 11 radial aufgeweitet worden, was zu einer Verankerung in der Sacklochbohrung 5 des Aufnahmematerials 3 geführt hat. Wie F i g. 1 verdeutlicht, ist diese Verankerung unabhängig von der Auflage des Dübels 1 auf dem Teil 2 bzw. dem Aufnahmematerial 3 zustandegekommen. Zwischen Aufnahmematerial 3 und Teil 2 besteht somit noch ein geringfügiger Zwischenraum z; welcher durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise Unebenheiten der Oberfläche des Aufnahmematerials 3 oder Durchbiegungen des Teiles Z zustandegekommen isL

Das nach Erreichen des vorbestimmten Verankerungswertes weiterhin auf den Schraubenbolzen 6 einwirkende Drehmoment hat zur Folge, daß der als gestufte Hülse 13 ausgebildete Abstandshalter nach überwindung der Anfangsverformungskraft in seiner axialen Länge verkürzt wird. Dies ermöglicht ein Nachrücken der Distanzhülse 14 gegen die Spreizhülse 11, so daß sich der Kopf 7 größtenteils nur noch über die Unterlagscheibe 8 auf dem Teil 2 abstützt. Das weiterhin auf den Kopf 7 einwirkende Drehmoment preßt das Teil 2 gegen das Aufnahmematerial 3, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist, wobei nur ein Bruchteil der durch das Drehmoment erzeugten Kraft zur weiteren Verformung, d. h. Längenverkürzung durch Ineinanderschieben der Durchmesserbereiche der gestuften Hülse 13, erforderlich ist. Sobald das Teil 2 satt auf dem Aufnahmematerial 3 aufliegt, bewirkt das weitere auf den Kopf 7 einwirkende Drehmoment ein weiteres Hineinziehen des Spreizkörpers 10 in die Spreizhülse 11. wobei der Kraftfluß hauptsächlich vom Teil 2 aufgenommen wird.

Fig.3 zeigt einen Abstandshalter, welcher als Ringkörper 16 mit Umhüllung 17 ausgebildet ist, wobei der •Ringkörper aus Material besteht, welches nach Überschreiten der Anfangsverformungskraft in kleine Teile zerfällt, wie beispielsweise Glas, Keramik und dgl.

Der Abstandshalter gemäß Fig.4 besteht aus zwei Blechhülsen 18,19 von unterschiedlichem Durchmesser, welche teilweise überlappend ineinander angeordnet sind. Im hohlzylinderförmigen Zwischenraum zwischen den Blechhülsen 18,19 ist eine Gummischicht 20 einvulkanisiert. Nach Oberschreiten der Anfangsverformungskraft wird die Kontaktfläche der einvulkanisierten Gummischicht 20 mit der äußeren Blechhülse 18 oder der inneren Blechhülse 19 gelöst, so daß sich die beiden Hufsen in axialer Richtung ineinanderschieben lassen.

Die Abstandshalter gemäß den F i g. 5 und 6 sind ähnlich dem Abstandshalter gemäß den F i g. 1 und 2 als gestufte Hülsen ausgebildet und sind insgesamt mit 21 (Fig. 5) und 22 (Fig. 6) bezeichnet. Im Gegensatz zur einstückigen Ausbildung der gestuften Hülse 13 bestehen die Hülsen 21,22 aus einzelnen Durchmesserbereichen 23, 24 (F i g. 5) und 25, 26 (F i g. 6). Die einzelnen Düfehfficsserbercäche 23, 24, 25, 26 der Hülsen 21, 22 sind durch Klebeverbindung oder Preßsitz miteinander verbunden. Diese Verbindung ist nach Überschreiten der Anfangsverformungskraft lösbar, so daß sich die axiale Länge der Hülsen 21, 22 unter Ineinanderschieben der Durchmesserbereiche 23, 24, 25, 26 verkürzen läßt. Die in erwähnter Weise miteinander verbundenen Durchmesserbereiche 23,24 der Hülse 21 gemäß F i g. 5 bestehen beispielsweise aus Kunststoff. Aus Metall bestehen beispielsweise die Durchmesserbereiche 25, 26 der Hülse 22 entsprechend F i g. 6. Die Verbindung der einzelnen Durchmesserbereiche kann mit der Materialwahl beliebig kombiniert werden, wobei auch bei der Verbindung Kombinationen, beispielsweise Verkleben und Preßsitz, möglich sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dübei

a) mit einer Spreizhülse,

b) mit einem Spreizkörper,

c) mit einer ein Gewinde aufweisenden Ankerstange zum Einziehen des Spreizkörpers in die Spreizhülse,

d) mit einem an der Ankerstange vorgesehenen Gegenlager mit Angriffsflächen zum Aufbringen eines Drehmomentes,

e) mit einer zwischen Spreizhülse und Gegenlager angeordneten, im Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Spreizhülse entsprechenden Distanzhülse und

f) mit einem in axialer Richtung nachgiebigen Ringkörper,

g) der sich einerseits an der dem Spreizende entgegengesetzten Seite der Spreizhülse und andererseits an der Distanzhülse abstützt und

h) der eine solche Festigkeit besitzt, daß er nach Erzielung eines ausreichenden Verankerungswertes verformbar ist, um ein Nachrücken des Gegenlagers gegen das Aitfnahmematerial zu ermöglichen,