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"D ü b e I"
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Dübel Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel mit mindestens einem
über den grössten Teil seiner Länge verlaufenden, Spreizschenkel bildenden Schlitz,
einem in Richtung der Dübelachse verlaufenden Aufnahmekanal für ein Befestigungsorgan,
einer der Verankerung im Aufnahmematerial dienenden zahnartigen Aussenprofilierung
und einer der Fixierung eines Befestigungsorganes dienenden Montagehilfe, wobei
die Spreizschenkel durch mindestens einen in Dübellängsrichtung sich erstreckenden
und den Schlitz überbrückenden Solltrennbereich miteinander verbunden sind, gemäss
Patent Nr. .......
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(Gesuch Nr. 8679/76 und 5069/77).
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Derartige herkömmliche Dübel sind vorzugsweise geeignet für alle Befestigungen
in homogenen, festen Baustoffen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dübel der genannten
Art zu verbessern, so dass er geeignet ist für alle Durchsteckmontagen und alle
Befestigungen, sowohl in homogenen Baustoffen als auch in nicht homogenen Baustoffen.
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Durch die Technisierung und Spezialisierung der Baustoffe ist es erforderlich
geworden, für die nachträgliche Befestigung in diesen Baustoffen Dübel zu schaffen,
die den neuen Baustoffen und den gestiegenen Anforderungen nach Belastbarkeit und
Sicherheit gerecht werden. Die bekannten Dübel sind nur bedingt geeignet, hohe Belastungen
in nicht homogenen Baustoffen, wie z.B. Loch- und Kammerstein, Leichtbaustoffen
und faserigen Baustoffen,aufzunehmen. Werden herkömmliche Dübel in den beschriebenen
Baustoffen eingesetzt, besteht die Gefahr, dass der Baustoff zerstört wird, wenn
beim
Eindrehen des Befestigungsorgans in den Dübel der gesamte Spreizdruck auf die relativ
kurzen Spreizschenkel übertragen wird und die Stege von Loch- und Kammersteinen
gesprengt werden oder das Material von Leichtbaustoffen und faserigen Baustoffen
zerstört wird.
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Werden die Stege gesprengt, bzw. der Baustoff zerstört, wird der durch
das Befestigungsorgan erzeugte Spreizdruck (Anpressdruck) aufgehoben; beim weiteren
Eindrehen des Befestigungsorganes dreht der Dübel mit oder wandert extruderartig
aus dem Bohrloch.
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen anpassungsfähigen,
elastischen Dübel zu schaffen, der die beschriebenen Nachteile beseitigt, so dass
die Spreizdruckverteilung im Bohrloch nicht zum Zerstören des Baustoffes führt.
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Es sind bereits Dübel bekannt, deren Spreizschenkel verlängert sind,
so dass mehrere Stege des Loch- und Kammersteines bzw. ein grösserer Bereich des
nicht homogenen Baustoffes vom Spreizbereich des Dübels erfasst werden/wird. Derartige
im Spreizbereich verlängerte Dübel machen teilweise weiterhin bekannt - wie leicht
durch z.B. Gewichtsvergleich feststellbar ist -, dass die verlängerten Dübel vergleichsweise
weniger Material und Gewicht aufweisen als aufgrund ihrer Ueberlänge zu erwarten
wäre. Es ist nämlich bekannt, dass der Einschraubwiderstand beim Eindrehen überlanger
Befestigungsorgane in die überlangen Dübel so gross wird, dass müheloses, zerstörungsfreies
Eindrehen des Befestigungsorgans nicht möglich ist, wenn nicht das Materialangebot
in den Dübelschenkeln reduziert ist. Da andererseits bekannt ist, dass die Haltekraft
eines Spreizdübels direkt proportional zunimmt bzw. abnimmt mit dem Angebot von
Dübelmasse, reicht eine derartige Massnahme (Materialreduzierung) nicht aus,
einen
für inhomogene und. leichte Baustoffe geeigneten Dübel zu schaffen, der anpassungsfähig
und elastisch genug ist und dabei hohe Haltekräfte aufnehmen kann.
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Bereits bekannte verlängerte Dübel sind so konstruiert, dass sich
die Aufnahmebohrung des Dübels zum Dübelanfang hin verjüngt. Die Dübelschenkel bieten
daher am Dübelanfang zwangsläufig mehr Dübelmaterial zur Verdrängung an, so dass
der Spreizdruck mit zunehmender Einschraubtiefe zunimmt.
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Diese Lösung führt sehr oft im Bohrlochtiefsten zum Sprengen der Wandstücke
in Loch- und Kammerstein bzw. zum Zerstören der erwünschten Spreizdruckzonen im
leichten Baustoff.
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Beim Dübel gemäss der Erfindung sind die verlängerten Spreizschenkel
so aufgebaut, dass der Spreizdruck über die gesamte Länge der Dübelschenkel nicht
zunimmt, sondern in jedem Abschnitt konstant ist. Dadurch wird erreicht, dass der
Baustoff in jedem Abschnitt gleichmässig beansprucht wird und entsprechend der Anzahl
der Abschnitte die Auszugskraft kontinuierlich zunimmt. Die Spreizschenkel des neuen
Dübels sind derart flexibel, dass sie sich in Loch- und Kammerstein in jeder Kammer
rundum aufweiten und formschlüssig anpassen können.
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In weiterer Gestaltung zur Anpassungsfähigkeit der Dübelschenkel an
die besondere Beschaffenheit der beschriebenen bekannten Baustoffe ist der Dübelkern
dort, wo der Spreizbereich beginnt, d.h. dort, wo die Innenbohrung des Dübels kleiner
ist als der Aussendurchmesser des Befestigungsorgans, rechteckig ausgebildet. Die
längere Seitenfläche D des Rechtecks liegt dabei quer zur Schlitzebene. Beim Eindringen
des Befestigungsorganes in die rechteckige Aufnahmebohrung, die quer zur Schlitzebene
rechteckig geformt ist, werden die
Dübelschenkel auch quer zur Schlitzebene
aufgeweitet, so dass eine Rundumaufweitung der Spreizschenkel im Hohlraum des Loch-
und Kammersteines bzw. im Weichbaustoff stattfindet.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, die Spreizschenkel des Dübels durch
einen wellenförmigen, flach zickzack-förmigen Schlitz zu bilden und die Aussenseiten
der Spreizschenkel des Dübels derart zu profilieren, dass zahlreiche, kerbenartige
Ausschnitte gebildet werden, die jeweils um einen Ausschnitt in Dübellängsrichtung
versetzt sind. Um den erfindungsgemässen Dübel elastischer und anpassungsfähiger
zu gestalten, ist der Dübel im Bereich des wellenförmigen Schlitzes, wenn der Schlitz
zum Winkel ansteigt, quer zum Schlitz vorzugsweise recht- oder spitzwinklig singekerbt,
so dass versetzte, gegenüberliegende Aussparungen entstehen.
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Aufgrund dieser Aussparungen kann das Dübelmaterial leicht verdrängt
werden und passt sich besser den Gegebenheiten des umgebenen Baustoffes an; der
Baustoff wird formschlüssig eingekrallt, so dass eine Kraft entsteht, die der Ausziehrichtung
entgegenwirkt.
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Das Zusammenwirken der Aussparungen mit den die Spreizschenkel zusammenhaltenden,
einander gegenüberliegenden bekannten Sollbruchstellen führt zu einem Dübel, der
anpassungsfähig, aber nicht instabil ist.
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In weiterer Gestaltung ist der Dübel an seinem Dübelanfang vorzugsweise
vierfach geschlitzt, so dass vier Spreizschenkel entstehen. Die Schlitzung kann
durchgehend oder nicht durchgehend ausgeführt sein. In der nicht durchgehend geschlitzten
Ausführung werden die Dübelschenkel auf der Mantelfläche durch eine Trennhaut zusammengehalten,
die beim endgültigen Einführen des Befestigungsorgans gesprengt wird.
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Durch diese Gestaltung des Dübelanfangs wird erreicht, dass der Dübelanfang
in diesem Bereich nachgiebiger und elastischwer ist als ein Dübelanfang mit Spreizschenkeln
mit normaler, ungeschlitzter Ausführung. Der Dübel mit geschlitzten Dübelschenkeln
kann leichter in zu enge oder nicht deckungsgleiche Bohrlöcher eingeführt werden,
da er sich im vorderen Bereich zusammendrücken lässt und sich zentrisch dem Bohrloch
anpassen kann. Ein weiterer Vorteil der geschlitzten Ausführung besteht darin, dass
sich die Spreizschenkel im Bohrlochtiefsten tulpenförmig aufweiten und eine formschlüssige
Verkrallung mit dem weichen Baustoff oder in Kammern bzw. in Löchern des Baustoffes
entsteht, die der Ausziehen richtung des Dübels entgegenwirkt. Das bis zum Dübelende
eingeschraubte Befestigungsorgan bewirkt also, dass der Spreizdruck aufgrund der
Durchmesservergrösserung mittels vorzugsweise vier Spreizschenkeln gleichmässig
und rundum auf die vorzugsweise vier Spreizebenen übertragen wird und der Baustoff
nicht punktförmig beansprucht wird, so dass das Risiko des Versagens erheblich reduziert
wird.
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In weiterer Ausbildung des Dübels ist der die Spreizschenkel bildende
Schlitz in seinem geradlinig verlaufenden Endteil besonders lang durchgezogen. Dadurch
können sich die Spreizschenkel beim Eindrehen des Befestigungsorgans besonders früh
aufweiten und bereits am äussersten Dübelende in den Baustoff, z.B. Weichbaustoff,
eindringen und frühzeitig gegen Mitdrehen des Dübels Angriffsmomente bilden.
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In an sich bekannter Weise besitzt der Dübel mindestens zwei in Dübellängsrichtung
und schräg nach aussen verlaufende federnde Sperrzungen, die sich on ihrer Wurzel
aus nach aussen keilförmig verengen und den Dübel gegen Mitdrehen und Ausziehen
sichern. Vorteilhaft besitzt der Erfindungsgegenstand mindestens vier solche Sperrzungen,
die auf den Spreizschenkeln
verteilt und versetzt angeordnet sind,
so dass mindestens mehr als zwei Sperrzungen im Baustoff zum Angriff kommen. Durch
die versetzte Anordnung der Sperrzungen wächst die Wahrscheinlichkeit, dass mehr
als zwei Sperrzungen als Sperrorgane gegen Ausziehen und Mitdrehen des Dübels wirksam
werden.
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Vorteilhaft sind die Sperrzungen im hinteren Bereich des Dübels -
dort, wo das grösste Drehmoment zu erwarten ist -stärker und länger ausgebildet
als im vorderen Bereich des Dübels. Die im vorderen Bereich kürzer und schwächer
ausgebildeten, keilförmigen Sperrzungen verhindern, dass das Einführen des Dübels
in das Bohrloch erschwert wird.
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Verlängerte Dübel werden besonders häufig für Durchsteckmontagen eingesetzt
und dürfen daher trotz ihrer Ueberlänge keine Nachteile im Montageverhalten zeigen.
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Weiterhin wird eine Einschlag sicherung und Aufweitsperre vorgeschlagen,
die als Montagehilfe dient und verhindert, dass die Dübelschenkel sich vorzeitig
und unerwünscht aufspreizen. Die Montagehilfe ist im geschlitzten Bereich des Dübelhalses
und Aufnahmekanals für das Befestigungsorgan eingerichtet und besteht aus einem
oder mehreren zum Dübelkern gerichteten Stegteilen, die einander gegenüberliegend
den Schlitz überbrücken und entsprechend der Steigung des Gewindeganges eines Befestigungsorgans
in Dübellängsrichtung versetzt sind.
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Durch die Anordnung dieser Stegteile kann das Befestigungsorgan in
den Aufnahmekanal des Dübels eingeführt und justiert werden, ohne die Spreizschenkel
vorzeitig aufzuweiten. Das weitere Einführen des Dübels in das Bohrloch ist mühelos,
da das an den Stegteilen abgestützte Befestigungsorgan gehindert
wird,
weiter in den Spreizbereich des Dübels einzudringen und die Dübelschenkel aufzuweiten,
bevor der Dübel bis zur vorgeschriebenen Bohrlochtiefe eingeführt ist. Bei Dübeln
herkömmlicher Art, die diese Sperrorgane nicht besitzen, kommt es häufig vor, dass
durch das unerwünschte, vorzeitige Aufweiten des Dübels der Dübel zum Beispiel bei
Durchsteckmontagen oder zu engen Bohrlöchern beim Einführen abknickt.
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Die Anordnung der Stegteile in der Schlitzebene des Aufnahmekanals
und quer zur Spreizrichtung verhindert, dass sich der Dübel im geschlitzten Bereich
vor Beginn des Spreizzonenanfanges vorzeitig aufweitet und fixiert das Befestigungsorgan
in beiden Richtungen, gegen Lösen in Richtung zum Dübelende und gegen vorzeitiges
Aufspreizen in Richtung zum Dübelanfang.
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Wird das Befestigungsorgan durch die Stegteile gesperrt, so steht
dabei die Spitze des Befestigungsorgans in der Oeffnung hinter den Stegteilen. Die
Oeffnung wird durch die vorzugsweise kreisförmige Aufweitung des zunächst geradlinig
verlaufenden Endteiles des Längsschlitzes im Dübelhals gebildet.
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Bei einem Dübel gemäss den Patenten Nr (Patentgesuche Nr. 8679/76
und 5069/77) ist bereits sowohl eine Aufweitsperre als auch eine Einschlagsicherung
im ungeschlitzten Bereich des Dübelhalses vorhanden. Diese Montagehilfen haben aber
den Nachteil, dass die Einschlagsicherung zu weit entfernt von der Spreizzone angeordnet
ist und das Befestigungsorgan zu früh blockiert. Beim anschliessenden Arbeitsvorgang
muss das Befestigungsorgan mehrere Umdrehungen bis zum eigentlichen Wirkungs- und
Spreizbereich des Dübels eingedreht werden. Das ist nicht erforderlich, wenn die
Einschlagsicherung und Aufweitsperre gemäss vorliegender Erfindung im geschlitzten
Bereich des Aufnahmekanals für das Befestigungsorgan
angeordnet
ist und das Befestigungsorgan in einem einfachen Steckvorgang sofort bis zum Funktionsbereich
des Dübels eingeführt werden kann.
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Die Montageeinrichtung gemäss der Erfindung kann an jeder beliebigen
Stelle des Dübelhalses angebracht werden, ohne den einfachen, kontinuierlichen Fertigungsvorgang
zu behindern.
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Alle beschriebenen Merkmale können einzeln oder in beliebiger Kombination
miteinander erfindungswesentlich sein.
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Nachstehend ist die Erfindung mit ihren erfindungswesentlichen Merkmalen
anhand von Zeichnungen noch näher erläutert.
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Es zeigen in unterschiedlichen Massstäben: Fig. la den Dübel in Vorderansicht,
F g. lb den Dübel in Seitenansicht, Fig. lc den Dübel in Draufsicht, Fig. 2 in grösserer
Darstellung einen Teil des Dübels mit dem Dübelhals, Fig. 3 eine Seitenansicht zu
Fig. 2 mit im Dübelhals gesichertem Befestigungsorgan, Fig. 4 den Dübel nach Fig.
1 im Baustoff montiert, Fig. 4a eine Teil-Seitenansicht zu Fig. 4 mit dem Dübelanfang,
Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. la,
und
Fig. 5a einen Querschnitt gemäss der Schnittlinie A-A in Fig. la mit montiertem
Befestigungsorgan (Spreizbild).
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Der Spreizdübel 1 nach Fig. 1 (Teilfiguren la-lc) ist über den grössten
Teil seiner Länge geschlitzt. Der die Dübelschenkel 2 bildende Längsschlitz 3, der
sich vom Dübelanfang la bis zum Dübelende lb erstreckt, verläuft wellenförmig zwischen
seinen geradlinig verlaufenden Anfangs- 3a und Endteilen 3b. Die Wellenform des
Längsschlitzes 3 ist flach zickzack-förmig ausgeführt.
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Die Dübelschenkel 2 sind durch in Dübellängsrichtung verlaufende und
den Schlitz 3 überbrückende Stege 4 miteinander verbunden. Zur Aufnahme eines Befestigungsorgans
besitzt der Dübel 1 die Innenbohrung 5. Die Innenbohrung 5, die im Endteil lb des
Dübels 1 zylindrisch verläuft, verjüngt sich im Bereich der Montagehilfe 6 zur konischen
Bohrung 5a, die in den rechteckigen Bohrungsabschnitt 5b übergeht.
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Die erfinderische Gestaltung der Innenbohrung 5b bei Beginn des Spreizbereiches
zeigenFig. lc, 5 und 5a und wird zu den Fig. 5, 5a noch ausführlich erläutert.
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Im geradlinig verlaufenden Endteil 3b des Längsschlitzes 3 besitzt
der Dübel 1 die Montagehilfe 6. Die erfinderische Gestaltung der Montagehilfe 6
ist in vergrössertem Massstab in den Fig. 2 und 3 dargestellt und wird dort ausführlich
beschrieben. Die Aussenseiten der Dübelschenkel 2 des Dübels 1 werden durch zahlreiche
kerbenartige, versetzte Ausschnitte 11 und Erhebungen 12 gebildet. An den Erhebungen
12 sind über die Gesamtlänge des Dübels 1 verteilt und versetzt in Abständen
voneinander
Sperrzungen 7 angeordnet, die den Dübel gegen Ausziehen und Mitdrehen sichern, wie
in Fig. 4 besonders deutlich dargestellt.
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Die Sperrzungen 7 sind im Bereich des Dübelanfanges la schwächer und
kürzer ausgebildet als die Sperrzungen 7 im Bereich des Dübelendes lb.
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In den Fig. 2 und 3 ist die Montagehilfe 6 des Dübels 1 deutlicher
dargestellt. Die im geschlitzten Bereich des Dübelhalses Ib und in der Innenbohrung
5 zur Aufnahme eines Befestigungsorganes 8 angebrachte Montagehilfe 6 besteht aus
zwei einander gegenüberliegenden und in Dübellängsrichtung zueinander versetzt angeordneten
Stegteilen 6a, 6b, die beide Dübelschenkel 2 miteinander verbinden. Die als kurzes
Wandstück ausgebildeten Stegteile 6a, 6b sind vorteilhaft dem Gewindegang des Befestigungsorgans
angepasst, indem sie sich schräg und versetzt unter dem Winkel eines Gewindeganges
gegenüberstehen. Die Montagehilfe 6 verhindert ein zu weites Einschieben und ein
Aufweiten durch das Befestigungsorgan, bevor der Dübel vollständig montiert ist.
Dies wird auch dann erreicht, wenn sich die Stegteile nicht in Schrägstellung, sondern
gerade gegenüberstehen.
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Wie Fig. 3 deutlich zeigt, stützt sich das Befestigungsorgan 8 an
den versetzten, gegenüberliegenden Stegteilen 6a, 6b ab und ist damit sowohl in
Druck- wie auch in Zugrichtung fixiert. Die Spitze 8a des Befestigungsorgans 8 steht
dabei frei in der Oeffnung 9 der Montagehilfe 6, und der erste oder einer der ersten
Gewindegänge des Befestigungsorgans 8 hintergreif einen der Stegteile 6b. Der geradlinig
verlaufende Endteil 3b des Längs schlitzes 3 bildet vorzugsweise kreisförmige Oeffnungen
9, in denen die Stegteile 6a, 6b angeordnet sind. Die Oeffnungen 9 sind somit ebenso
wie die
Stegteile 6a, 6b versetzt und einander gegenüberliegend
in der Schlitzebene angeordnet.
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Fig. 2 zeigt weiterhin Aussparungen 10 des Dübels 1. Dabei sind die
Dübelschenkel 2 des Dübels 1 in der Schlitz ebene des Dübels durchgehend und vorzugsweise
rechteckig oder spitzwinklig im Bereich der Scheitelpunkte der Zickzacklinie des
Längsschlitzes 3 ausgespart, und zwar dort, wo die Zickzacklinie in das volle Material
der Erhebung 12 eingreift.
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Fig. 4 zeigt den Dübel in der Anwendung, eingebaut in Kammerstein.
Der Dübel mit verlängertem Spreizbereich erfasst mehrere Kammern 13a des Gesteins
13. Das Befestigungsorgan 8 ist über die gesamte Länge des Dübels 1 eingeschraubt
und hat die den Schlitz 3 überbrückenden Stege 4 gesprengt und die Dübelschenkel
2 gespreizt. In jeder Kammer 13a (= Hohlraum) des Gesteins 13 haben sich die Dübelschenkel
2 aufgeweitet. Die auf den Erhebungen 12 angeordneten Sperrzungen 7 stellen sich
in der Kammer 13a aus und stützen sich an der Innenkante des Kammersteines 13 ab.
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Nach dem Austritt des Dübels 1 aus der Kammer 13a wird der Dübel im
vollen Gestein 13 weitergeführt. Durch kraft- und formschlüssige Verbindung in diesem
Bereich wird die Haltekraft des Dübels bestimmt. Die Gesamthaltekraft des Dübels
ist dabei die Addition der Anzahl der Bereiche im Gestein, die der Dübel erfasst.
Im Gegensatz zu herkömmlichen, bekannten Dübeln, die im Bereich der Kammern 13a
keinen Beitrag zur Haltekraft des Dübels leisten, ist der hier gezeigte, erfindungsgemässe
Dübel aufgrund seiner Konstruktion und Anpassungsfähigkeit auch in der Kammer 13a
geeignet, Haltekraft zu erzeugen.
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Fig. 4a zeigt in Seitenansicht den Dübelanfang la mit kreuzförmiger
Schlitzung 3c in einer Kammer 13a des Gesteins 13.
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In Fig. 5, 5a wird die Innenbohrung 5 vor der Montageeinrichtung 6
zur Aufnahme des Befestigungsorganes 8 gezeigt, die in diesem Bereich rechteckigen
Querschnitt hat (5b).
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Die Seitenfläche D des Rechtecks liegt dabei quer zur Schlitzebene
3d des Dübels. Beim Eindrehen des Befestigungsorgans 8 in die quer zur Schlitzebene
rechteckig geformte Aufnahmebohrung 5b werden die Dübelschenkel 2 des Dübels 1 gleichzeitig
sowohl in der Schlitzebene 3d als auch quer zur Schlitz ebene aufgeweitet.
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Fig. 5a zeigt besonders deutlich die Rundumaufweitung der Dübelschenkel
2 mit montiertem Befestigungsorgan 8 (Spreizbild). Aufgrund dieser Konstruktion
werden Dübel und Baustoff nicht einseitig und/oder punktförmig, sondern gleichmässig
kräftig über die gesamte Umfangsfläche des Dübels beansprucht.