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Schwerlast-Metalldübel
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Lastdübel, insbesondere auf einen
Schwerlast-I4etalldübel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Dübel oben angegebener Art müssen den folgenden Anforderungen gleichzeitig
gerecht werden: Sie müssen zum einen leicht und zuverlässig zu montieren und zum
anderen beispielsweise auf Zug und Scherung hochbelastbar sein, wobei die Kraftübertragung
dennoch so kontrolliert erfolgen soll, daß weder das Mauerwerk - in Form von hochwertigem
Beton - noch die an der Kraftübertragung beteiligten Elemente der Dübel-Konstruktion
überbeansprucht werden und fließen.
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Um diese Bedingungen ZU erfüllen, wurden verschiedene Dübelkonstruktionen
entwickelt, die alle im wesentlichen nach einem gemeinsamen Grundkonzept arbeiten
und wie folgt montiert werden:
Auf einen Zugbolzen mit Außengewinde
wird an einem Ende ein Mutter-Spreizelement geschraubt, das eine konische Außenfläche
aufweist. Anschließend wird eine relativ lange metallische Spreizhülse - die zylinderförmig
ausgebildet ist - von der anderen Seite über den Zugbolzen geschoben, bis ein Anlagekontakt
zwischen der konischen Außenfläche des Mutterelements und einem Endabschnitt der
Spreizhülse auftritt. Diese Montageeinheit wird dann in eine beispielsweise gebohrte
Ausnehmung eines Mauerwerks gesteckt, so daß die Spreizhülse in der Ausnehmung verschwindet
und der Zugbolzen weiterhin herausragt. Über den Bolzen wird nun beispielsweise
das zu befestigende Element, wie z.B.
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eine Befestigungsplatte, gesteckt, wonach eine Spannmutter auf das
freie Ende des Zugbolzens geschraubt wird Alternativ hierzu kann der Zugbolzen mit
einem Schraubenkopf versehen sein, durch den der Gewinde-Zugbolzen gedreht werden
kann. In diesem Fall muß natürlich die oben angegebene Montage-Reihenfolge umgekehrt
werden.
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Durch Drehung des Zugbolzens bzw. der Spannmutter wird die Spreizmutter
mit der konischen Außenfläche bzw. mit der Spreiz-Außenfläche auf die Spreizhülse
zu verschoben, die dadurch von einer Seite aufgeweitet wird und in Flächen-Preßkontakt
mit der Mauerwerk-Ausnehmung bzw. -bohrung gelangt. Um sicherzustellen, daß sich
die Hülse sofort, d.h. bei noch relativ kleinen Spreizkräften, aufweitet - wodurch
das Herausschieben der Hülse wirksam verhindert werden kann - , ist die Spreizhülse
vom innenseitigen Ende her mehrfach geschlitzt. Wenn der Aufspreizvorgang beginnt,
wird die Spannmutter bzw. der Schraubenkopf beim Weiterdrehen in Anlagekontakt mit
dem zu befestigenden Bauteil bzw. mit dem Mauerwerk gebracht. Beim Weiterdrehen
wird die Spreizmutter zunehmend in die Spreizhülse hinein-
gezogen,
wodurch die von der konischen Spreizfläche erzeugte radiale Kejlkraft ansteigt und
der Zugbolzen unter einen immer größeren Zug gesetzt wird.
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Derartige Dübel-Konstruktionen - die beispielsweise aus der DE-OS
2 242 349 und aus der DE-OS 2 701 510 bekannt sind - haben den -Nachteil, daß die
Spreizkraft im wesentlichen nur im Bereich des innenseitigen Endabschnitts der Spreizhülse
auf die Mauerwerk-Ausnehmung einwirken kann, so daß zur Sicherstellung eines vorbestimmten
Ausziehwiderstands des Dübels in diesem relativ begrenzten Spreizbereich große Spreizkräfte
wirken müssen. Dies macht sehr stark dimensionierte Spreizkörper und Spreizhüisen
erforderlich, was wiederum dazu führt, daß die Aufweitung der Spreizhulse schwieriger
wird. Dieser große Aufspreiz-Widerstand ist insbesondere im oben beschriebenen Montage-Anfangsstadium
nachteilig, wobei sich durch die starke Dimensionierung der Spreizhülse der weitere
Nachteil ergibt, daß der Bolzendurchmesser im Verhältnis zum notwendigen Bohrungsdurchmesser
relativ klein wird.
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Um diesem Problem entgegenzutreten, wurde versucht, die Spreizkraft
in zwei Bereichen auf die Mauerwerk-Ausnehmung bzw. -bohrung zu übertragen.
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Aus der DE-AS 2 249 762 ist eine Dübel-Konstruktion bekannt, die mit
relativ geringem Montageaufwand eine Spreizwirkung an mehreren Stellen der Mauerwerk-Ausnehmung
sicherstellt. Die Spreizhülse ist einteilig ausgebildet und an beiden Enden mit
einer Konusfläche versehen, wobei sich diese Konusflächen aufeinander zu verjüngen.
Der innere Spreizkörper arbeitet dabei im wesentlichen in der Weise, wie dies unter
Bezugnahme auf-die DE-OS 2242 349 beschrieben wurde. m die Spreizhülse auch an einer
weiteren Stelle aufspreizen zu können, ist ein äußerer Spreizkonus-Ringkörper, der
über eine Distanzhülse und eine als Tellerfeder ausgebildete Zwischenscheibe mit
dem Schraubenkopf des Zugbolzens in Anlagekontakt steht, auf den Zugbolzen geschoben.
Dieser Spreizkonus-Ringkörper steht mit der Spannmutter bzw. mit dem Schraubenkopf
in Anlagekontakt, wenn der innere Spreizkörper in die Spreizhülse hineingezogen
wird. Die Spreizhülse ist mehrfach in axialer Richtung geschlitzt, wobei die Schlitze
nahezu durchgehend ausgebildet sind und in einer schmalen Sollbruch-Ringfläche der.
äußeren Konusfläche enden.
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Wenn die innere Spreizkonusmutter in die innere Konusfläche hineinbewegt
wird, weitet sich die Spreizhülse - bedint durch die langen axialen Schlitze und
durch den großen Hebelarm, den die vom Spreizkonus übertragene Radialkraft zur SollbruchstelLe
hat - sofort auf, so daß die Spreizhülse nicht mehr verschoben wird. Die Spreizkraft
auf die innere Spreizfläche wird beim Weiterdrehen des Schraubenkopfs solange größer,
bis die vom Zugbolzen übertragene Zugkraft einen Wert annimmt, der ein Hineinverschieben
des äußeren Spreizkonusrings bewirkt. In dieser Phase wird die innere Spreizkonusmutter
als feste Mutter,
in die der Zugbolzen unter Verschiebung der Distanzhülse
und des äußeren Spreizkonusrings hineingeschraubt wird Diese Verschiebung des äußeren
Spreizkonusrings führt zum Besten der Spreizhülse, wodurch ein besseres Anliegen
der Spreizhtilse an der Mauerwerk-Ausnehmung sichergestellt wird.
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Diese Konstruktion hat zwar im Vergleich zu den anfangs beschriebenen
Lösungsvorschlägen konstruktions- und montagetechnische Vorteile. Allerdings ist
die zufriedenstellende zweiseitige Verkeilwlrkung der Spreizhülse nur dann sicherzustellen,
wenn nach dem Festhalten des inneren Klemmkonus der äußere Konusring einen ausreichenden
axialen Weg zurücklegen kann, um die Hülse zu sprengen und gegen die Mauerwerk-Ausnehmung
bzw. gegen deren Wandung zu pressen. Dies setzt eine exakte Zuordnung zwische@ den
Abmessungen der Distanzhülse und der Dicke des zwischen dem Mauerwerk und dem Schraubenkopf
zu befestigenden Gegenstands sowie eine genaue Kenntnis über das Spreizverhalten
der Hülse voraus, wobei von idealen Abmessungen und von einer idealen Beschaffenheit
der Innenoberfläche der Mauerwerk-Bohrung ausgegangen werden muß. Häufig kann jedoch
die Mauerwerk-Bohrung nicht so präpariert werden, daß diese idealisierten Verhältnisse
vorliegen, so daß die Sollbruchstelle beispielswelse zwar gesprengt aber nicht in
festen Flächen-Preßkontakt mit der Mauerwerk-Bohrung gebracht werden kann. Ein weiterer
Nachteil dieser Dübelkonstruktion ist darin zu sehen, daß de:- Kraftfluß vom Zugbolzen
zurn Mauerwerk bzw. zum Beton nach wie vor ungünstig ist. So erfolgt die Übertragung
der spreizkraft durch das einseitige Aufspreizen der Spreizhülse nur über einen
kleinen Flächenbereich, wodurch hohe Spitzen-Kontaktkräfte vom Beton aufgefangen
werden mUssen. Weil die KraftUbertrap,ungnsfläche zu Beginn des Aufspre izvorgangs
sehr klein ist, klemmt sich die Spreizhülse auch nicht sofort fest, sondern hat
weiterhin die Tendenz, sich erst
einmal um ein Maß aus der Mauerwerk-Bohrung
herauszubewegen. Dieser relativ begrenzte Flächenkontakt kann deshalb nicht vergrößert
werden, weil die Stärke bzw. die Wandstärke der Spreizhülse so groß sein muß, daß
zum einen die hohe Druckkraft auf das Mauerwerk ohne Oberbeanspruchung übertragen
werden kann und zum anderen keine Durchbiegungen der Spreizhülse bei auftretenden
axialen Druckkräften auftreten dürf en. Durch diese erforderliche Dimensionierung
werden die einzelnen Spreizsegmente so starr, daß sie sich bei einseitigem Aufspreizen
- zu Beginn des Montagevorgangs - nicht über die gesamte Spreizfläche an den Beton
anschmiegen können. Bei dieser Konstruktion des Dübels wirkt somit eine Verlängerung
der Spreizhülse und damit die Vereinfachung des Gesamtkonzepts und der Montage der
Aufgabe entgegen, eine gleichmäßige Kraftübertragung vom Spreizkörper auf den Beton
sicherzustellen.
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Das von der Spreizhülsenoberfläche zur Verfügung stehende Potential
wird daher nur sehr schlecht genutzt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine die Montage
und die Konstruktion vereinfachende Verlängerung der Spreizhülse gleichzeitig positiv
zur Verbesserung des Kraftflusses vom Spreizkörper auf das Mauerwerk auszunützen.
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diese Aufhabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs
I angeg,ebenen Merkmale gelöst.
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ErfindungspBerllil3 wird die gesamte Länge der Spreizhülse für die
Kraftübertragung vom Spreizkörper auf das Mauerwerk herangezogen, so daß der die
Montage und die Dübel-Konstruktion vereinfachende Schritt der Spreizhülsenverlängerung
wirksam zur Vergrößerung der Kraftübertragungsfläche beitraçt. Der Kraftfluß wird
dadurch günstiger, wobei gleichzeitig die zwischen der Spreizhülse und der
Mauerwerk-Bohrung
übertragbare Reibkraft bereits zu Beginn des Aufspreizvorgangs wesentlich angehoben
werden kann Durch den verbesserten und vergleichmaßigten Kraftfluß wird die Spitzenbeanspruchung
des Mauerwerkstoffs - beispielsweise des Betons - und auch der Spreizhülse abgesenkt,
so daß diese dünner gestaltet werden kann. Dadurch wird das Aufweiten der Spreizhülse
zusätzlich erleichtert, so daß bereits kleinste Verschiebungen des Spreizkörpers
relativ zur Spreizhülse deren dreh- und schubfesten Sitz in der Mauerwerk-ßohrung
sicherstellen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen zu dem weiteren zusätzlichen
Vorteil, daß nur ein zusammenhängender Spreizhülsenabschnitt notwendig wird, so
daß zeitraubende Montageschritte beim Auf schieben mehrerer hintereinander liegender
Hülsen vermieden werden. Der zusammenhängende Spreizhülsenabschnitt liegt beim Einführen
bereits äußerst eng am Spreizkörper an, so daß zu Beginn der Relativbewegung zwischen
Spreizhülse und Spreizkörper sofort ein Aufweiten auftritt. Dabei kann die Hülse
äußerst frei dimensioniert werden, da sowohl dünne als auch extrem steife Hülsen
zuverlässig aufgeweitet werden können. Die Oberfläche der Spreizhülse wird vollständig
zur Kraftübertragung genutzt, so daß der Wirkungsgrad und die Materialausnutzung
optimal werden. Zudem erfolgt der Aufbau der Druckkraft gleichmäßig, so daß das
Mauerwerk an keiner Stelle überlastet wird.
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Bei der Montage sieht man am besten derart vor, daf3 die Hülse zunächst
so weit auf den Klemmkörper verschoben wird, daß ein federnder Klemm-Flächenkontakt
zwischen den Konusflächen der Hülse und des Spreizkörper auftritt.
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Dann wird diese vormontierte Einheit in die Mauerwerk-Bohrung gesteckt,
wobei man am besten mittels einer Distanzhülse eine Kraft auf die Spreizhülse überträgt.
Durch Un-
terzugsetzen des Zugbolzens weitet der Spreizkörper die
Hülse über die gesamte Länge gleichmäßig und zylindrisch auf, so daß ein definierter
Flächenkontakt entlang der gesamten Flülse auftritt, durch den Spannungskonzentrationen
sowohl in der Hülse als auci. im Mauerwerk ausgeschlossen werden. Auf diese Gleise
gelingt es, die Vereinfachung der Montage positiv zur Optimierung des Kraftflusses
vom Spreizkörper auf das Mauerwerk auszunützen.
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Wenn extrem große Klemmkräfte übertragen werden sollen, muß die Länge
der Spreizhülse vergrößert werden. Der Kegel der Innenfläche legt dann den Kerndurchmesser
des Zugbolzens auf einen relativ kleinen Wert fest, so daß dessen Scher- und Zugfestigkeit
nicht mehr ausreichend sein kann.
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Mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 2 kann die Festigkeit des
Zutbolzens trotz der sich über die gesamte Länge der Spreizhiilse erstreckenden
Spreizkonusfläche sehr groß gehalten werden. Die Spreizkonusfläche wird dabei in
eine Vielzahl von gleichgerichteten Spreiz-Teilflächen unterteilt, so daß die den
Außendurchmesser des Zugbolzens festlegende kleinste Weite der Innenausnehmung der
einstückigen Spreizhtilie trotz relativ großer Länge bei vorgegebenem Konuswinkei
sehr groß bleibt.
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Dabei kann die Dübel-Konstruktion entweder gemäß Unteranspruch 3 oder
gemäß Unteranspruch 4 ausgebildet sein. Die Ausbildung gemäß Unteranspruch 3 hat
den Vorteil, daß die Form der Spreizhiilse und des Spreizkörpers einfach wird.
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Allerdings kann bei dieser Ausgestaltung nicht die gesamte Summe ffer
Konusflächen des Spreizkörpers und der Spreizhülse zur Kraftübertragung genutzt
werden.
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Besonders vorteil haft ist deshalb die Ausgestal tun, der Dübel-Konstruktion
gemäß Unteranspruch 4, mit der alle oben angesprochenen Vorteile mit geringstem
Aufwand erzielbar sind Gemäß dieser Weiterbildung wird die gesamte Innenoberfläche
der Spreizhülse für diese Kraftübertragung genutzt. Die Montage der Dübel-Konstruktion
ist äußerst einfach, indem lediglich die ilülse auf den Spreizkörper geschraubt
wird. Durch die Wahl der Gewindesteigung kann bei vorgegebenem Zugbozen-Kernquerschnitt
die Keilwirkung innerhalb weiter Grenzen variiert werden, wodurch zugleich der maximale
axiale Hub des Zugbolzens festlegbar ist.
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Wenn der Spreizkörper gemäß Unteranspruch 5 ausgebildet ist, kann
die Spreizhülse vor dem Einsetzen In federnden Flächenpreßkontakt mit dem Spreizkörper
gebracht werden.
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Durch die schraubenförmiz. gewundene Spre i zkonusfläche löst sich
dieser FläcIenkontakt beim Einsetzen der Montageeinheit nicht, so daß eine Zugbeanspruchung
des Zugbolzens sofort ein Aufweiten der Spreizhülse über die gesamte Länge zur Folge
hat. Diese Zugbeanspruchung kann erfindungsgemäß auch dadurch erzeugt werden, da63
beispielsweise der Spreizkörper gegenüber der drehfest im Mauerwerk verzahnt festgelegten
Spreizhülse in eine Richtung gedreht wird, die eine axiale Relativbewegung der beiden
Bauteile induziert. Zu einer Dübel-Konstruktion mit einer möglichst geringen Anzahl
von Bauteilen gelangt man mit der Weiterbildung gemäß Unteranspruch 6.
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Durch die Weiterbildung gemäß Unteranspruch 7 wird sichergestellt,
daß sich die Spreizhülse bei vollendeter Montage noch besser an die Mauerwerk-Bohrung
anschmiegt, indem die Krümmungsunterschiede zwischen Hülse und Mauerwerk über mehrere
Segmente ausgeglichen werden können.
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Durch die Ausgestaltung gemäß Unteranspruch 9 läßt sich erreichen,
daß mit einfachsten Montagehandgriffen mehrere, gleichsinnig gestaffelte Spreizflächenabschnitte
wirksam zur Kraftübertragung herangezogen werden können. biese Weiterbildung hat
werner den zusätzlichen Vorteil, daß es hierdurch möglich wird, die Spreizwirkungen
in Längsrichtung der Dübelkonstruktion ebenfalls zu staffeln, indem beispielsweise-die
Konuswinkel der Spreizflächen unterschiedlich (gestaffelt) gestaltet werden. Ferner
wird die Herstellung der Spreizhülse vereinfacht, da kein Hohlkörper, sondern identisch
ausgebildete, kleinvolumige Teile beispielsweise spritzgegossen werden können.
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Wenn die Dübel-Konstruktion gemäß Unteranspruch 14 gestaltet ist,
kann auf einfache Weise verhindert werden, daß sich der Zugbolzen zu Beginn des
Anziehens mit der Zugmutter mitdreht und wieder aus dem Klemmkontakt gerät.
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Wenn die Schlitze schraubenlinienförmig ausgebildet sind, wird ein
flächiges Anschmiegen der Spreizhülse an der Wandung der Mauerwerk-Bohrung noch
zuverlässiger sichergestellt.
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Mit der Weiterleitung gemäß Unteranspruch 18 wird die Elastizität
der Spreizhülse besonders groß, so daß die Montage einfach wird und das Aufspreizen
zuverlässig stattfindet.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
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Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt einer ersten Ausführungsform
einer in das Mauerwerk eingesetzten Dübel-Konstruktion, Fig. 2 in einer der Fig.
1 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführungsform der in das Mauerwerk eingesetzten
Dübel-Konstruktion9 Fig. 3 eine Ansicht des in der Ausführungsform gemäß Fig.
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2 verwendeten Zugbolzens mit angeformtem Spreizkörper, Fig. 4 eine
Schnittansicht der in der Ausführungsform gemäß Fig. 2 verwendeten Spreizhülse als
Ansicht des Schnitts entlang der linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 eine Ansicht der
Spreizhülse gemäß Fig. @ 4 mit Blickrichtung des Pfeils V, Fig. 6 und 7 zwei weitere
Abwandlungen der Dübel-Konstruktion in den Fig. 1 und 2 entsprechenden Darstellungen
und Fig. 8 und 9 zwei weitere Abwandlungen der Dübelkonstruktion jeweils in perspektivischer
Ansicht.
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Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine Dü bel-Konstruktion
zeigt, bei der der Erfindungsgedanke in der allgemeinsten und einfachsten Form verwirklicht
ist.
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Ein Mauerwerk 1, beispielsweise aus Beton der Güteklasse über 200,
besitzt eine Bohrung 2, in die eine Dübel-Montageeinheit 3 aus Zugbolzen 31, Spreizkörper
33, Spreizhülse 32, Distanzhülse 34 und Zugmutter 35 eingesetzt ist. Der Spreizkörper
33 ist einstückig mit dem Zugbolzen 31 ausgebildet und besitzt einen kegelförmigen
Spreizabschnitt, der mit einer Innenkonusfläche 36 der Spreizhülse 32 in durchgehendem
Flächenkontakt steht. Die Lange L32 der
Spreizhülse 32 ist kleiner
als die Länge L33 des Spreizkörpers, damit die Spreizhülse 32 unter federnder Klemmwirkung
auf den Spreizkörper 33 geschoben werden kann.
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Die Spreizhülse 32 ist in Längsrichtung, beispielsweise in axialer
Richtung durchgehend geschlitzt und sie kann zusätzlich zu diesem durchgehenden
Schlitz mehrere parallel dazu angeordnete Teilschlitze aufweisen, die in unmittelbarer
Nähe der vorderen Stirnfläche 37 der Spreizhülse 32 in Sollbruchstellen - in Fig.
1 nicht dargestellt enden. Über die Stirnfläche 37 stützt sich die Spreizhülse 32
an der Distanzhülse 34 ab, deren Innendurchmesser so groß ist, daß sich der kegelförmige
Spreizkörper 33 um ein gewisses axiales Maß in die Distanzhülse bzw. in den Distanzring
34 hineinverschieben kann.
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Die Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt die in das Mauerwerk 1 eingesetzte
Dübel-Konstruktion bzw. Montageeinheit 3 unmittelbar nach dem Einsetzvorgang. Die
Mutter 35 stützt sich gemäß Fig. 1 am Distanzring 34 und an der Fläche II des Mauerwerks
1 ab. Zur direkten Befestigung eines Bauelements kann diese Abstützung auch über
das zu befestigende Bauteil selbst erfolgen, so daß dann in dem Zwischenraum zwischen
Mutter 35 und Wandfläche ii das zu befestigende Bauteil zu liegen kommt, das eine
Bohrung besitzt, die größer ist als der Außendurchmesser des Zugbolzens 31. Wenn
die Mutter bzw. Zugmutter 35 gedreht wird, so wird der Zugbolzen 31 zusammen mit
dem angeformten Spreizkörper 33 bedingt durch die Abstützkraft der Zugmutter 35
an der Mauerfläche 11 in Richtung des Pfeils Z aus der Bohrung 2 herausbewegt, wodurch
durch die Keilwirkung der Spreizkonusfläche eine Aufweitung der Spreizhülse 32 über
die gesamte Länge L32 erfolgt. Es versteht sich natürlich von selbst, daß zur Erzeugung
der Bewegungsrich-
tung Z die Zugmutter 35 in die Richtung gedreht
werden muß, die dem Verschraubungssinn des Zugbolzen-Gewindes entspricht. Damit
sich der Zugbolzen 31 beim Verdrehen der Mutter 35 nicht mitdreht, kann am Stirnende
38 ein in Fig. 1 nicht näher dargestellter Schlitz vorgesehen sein, in den ein Gegenhalteelement
eInführbar ist. Ein Herausschieben der Spreizhülse 32 zusammen mit dem Spreizkörper
33 ist nicht möglich, da die Distanzhülse bzw. der Distanzring 34 als AnschlaRelement
für die Distanzhülse 32 dient, deren axialer Abstand zur Wandfläche ii auf diese
Weise festliegt.
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Aus der Fig. 1 geht hervor, daß bei vorgegebenem Neigun*gswinkel α
der Spreizkörper-Mantellinie (36)und bei vorgegebener Länge -L32 der Spreizhülse
32 der Durchmesser D31 des Zugbolzens 31 festliegt. Um bei vorgegebenem Neigungswinkel
α die Länge L32 der Spreizhülse vergrößern zu können, ohne den Durchmesser
D31 kleiner werden zu lassen, kann die in Fig. 1 gezeigte Konstruktion wie folgt
abgeändert werden: Sowohl der Spreizkörper 33 als auch did zugehörige Spreizhülse
32 stehen über mehrere sägezahnartig gestaffelte und damit gleichsinnig konisch
ausgebildete Flächenabschnitte miteinander in Eingriff. Zu diesem Zweck sind die
jeweiligen konischen Flächenabschnitte der Spreizhülse 32 und des Spreizkörpers
33 in Umfangsrichtung durch gegenseitig aufeinander abgestimmte Nuten unterbrochen,
die ein formschlüssiges Aufschieben der Spreizhülse. auf den Spreizkörper ermöglichen.
Es entsteht dadurch eine mehrfach hintereinander geschaltete Paarung aus konischen
Spreizflächenabschnitt.n, die nicht - wie des in Fig.
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1 gezeigt ist - über den gesamten Kegelmantel, sondern lediglich beispielsweise
über sich diametral gegenüberliegende Kegelmantelabschni tte in Flächenkontakt stehen.
Die Wirkrichtungen der den jeweiligen Spreizabschnitten zuge-
ordneten
Spreizkräfte verlaufen bei dieser Ausführungsform unter verschiedenen Winkeln. Bevorzugterweise
sollte die Spreizhülse und der Spreizkörper so gestaltet sein, daß der winkeL zwischen
den Spreiz-Wirkrichtungen benachbarter Spreizflächenabschnitte jeweils gleich groß
ist. Für den Fall, daß zwei hintereinander angeordnete Spreizflächenpaarungen aus
Spreizkörper 33 und Spreizhülse 32 vorgesehen sind, beträgt dieser Winkel zwischen
den Wirkrichtungen der .Spreizkräfte 90°.
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Fig. 2 zeipt eine etwas abgewandelte Montageeinheit 4 aus Zugbolzen
41, Spreizhülse 42, Spreizkörper 43 und Zugmutter 45, die sich bei dieser Ausfiihrungsform
direkt an der Spreizhülse 42 abstützt. Das Gewinde 46 des Zugbolzens 41 geht in
den Spreizkörper 43 über, der eine Außenfläche besitzt, die von einer sich schraubenförmig
verwindenden Spreizkonusfläche 431 gebildet ist. Man kann sich den Spreizkörper
43 beispielsweise so entstanden denken, daß auf den Zugbolzen 41 ein Sägezahngewinde
geschnitten wird, dessen Flankenwinkel 0 dem Neigungswinkel Oz der Spreizkonusfläche
36 gemäß Fig. 1 entspricht.
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Im Schnitt betrachtet entsteht somit eine Hintereinanderreihung von
Spreizkonusabschnitten, die eine sägezahnartiqe nuljenkoritur besitzen. Der innerseitige
Endabschnitt des Spreizkörpers 43 wird von einem Konus 44 gebildet, dessen Außendurchmesser
D44 größer ist als die größte Weite W42 der Spreizhülse 42.
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Für den Montagevorgang wird die durchgehend längsge -schlitzte Spreizhülse
42 von der - gemäß Fig. 2 - linken Seite auf den Zugbolzen 41 bzw. auf den Spreizkörper
43 geZschraubt, bis die Hülse 42 in federnden Flächen-Anlagekontakt mit den Spreizkonusflächen
des Spreizkörpers 43
gelangt. In diesem Moment steht die gesamte
Innenoberfläche der Spreizhülse 42 in flächigem Kontakt-mit dem Spreizkörper 43.
Anschließend wird die Zugmutter 45 auf den Zugbolzen 41 geschraubt, wodurch die
Montageeinheit 4 entsteht. Diese Montageeinheit wird anschließend in die Bohrung
2 des Mauerwerks 1 eingesetzt, wobei für diesen Montageschritt besonders vorteilhaft
sein kann, wenn die Außenoberfläche der Spreizhiilse 42 an bestimmten Stellen eine
Riffelung aufweist, durch die eine gewisse Verzahnung mit der Innenoberfläche der
Bohrung 2 sichergestellt werden kann. Durch Drehen der Zugmutter 45, die sich wiederum
an der Mauerfläche 11 abstützt, wird der Zugbolzen 41 unter Zug gesetzt, wobei sich
der Spreizkörper 43 relativ zur Spreizhülse 42 nach außen bewegt Weil der Spreizkörper
43 über die gesamten Flächen 431 mit der Spreizhülse 42 in Flächenkontakt steht,
wird diese über die gesamte Länge L42 gleichmäßig radial aufgeweitet, so daß bereits
bei kleinsten axialen Verschiebungen des Zugbolzens 41 eine satte und gleichmäßige
Anlage der Spreizhülse 42 an der Bohrung 2 des Mauerwerks 1 erzeugt wird, wobei
die Flächenpressung so gering wie möglich gehalten wird. Durch das Herausziehen
des Zugbolzens 41 und unter der Voraussetzung, daß die preizhülse 42 keine Drehbewegung
ausführen kann, wandert ein Eckabschnitt 47 des Spreizkörpers 43 vom Eckabsehnitt
48 der Spreizhülse 42 weg, so daß nicht mehr die gesamte Konusmantelfläche 431 in
Anlagekontakt steht. Durch leichtes Nachdrehen des Zugbolzens 41 und damit des Spreizkörpers
43 kann diese axiale Versetzung wieder ausgeglichen werden, so daß die gesamte Oberfläche
des Spreizkörpers 43 auf die gesamte Innenoberfläche der Spreizhülse 42 einwirken
kann. Dieses Nachdrehen des Spreizkörpers 43 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich,
da das erfindungsemäße Prinzip die Ausbildung eines relativ großen Konuswinkels
F ermöglicht, ohne den Kern-
querschnitt des Zugbolzens 41 übermäßig
einzuengen.
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Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Einzelelemente der Montageeinheit 4 in
gesonderten Ansichten. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich dabei auf die gleichen
Elemente bzw. Abschnitte in Fig. 1 und 2. Man erkennt aus den Darstellungen in den
Fig. 3 bis 5,- daß das Sägezahngewinde, das die Spreizkonusflächeri 431 bildet,
auf dem Spreizkörper 43 und in der Spreizhülse 42 mit identischer Steigung S43 bzw.
S42 ausgebildet ist, so daß die Weite W42 der Spreizhülse 42 dem Außendurchmesser
D43 des Spreizkörpers 43 entspricht. Die lange L43 des Spreizkörpers 43 ist etwas
größer als die Länge L42 der Spreizhülse 42. Daraus ergibt sich, daß der Außendurchmesser
des kegelförmigen Endabschnitts 44 größer ist als die Weite W42 der Spreizhülse
42. Aus der Fig. 5 ist ersichtlich, daß die Spreizhülse 42 einen axialen durchgehenden
Schlitz 49 und zwei ebenfalls in axialer Richtung verlaufende, jedoch nicht vollkommen
durchgehende Teilschlitze 49a bzw. 49b besitzt, die in zwei Sollbruchstellen in
unmittelbarer- Nähe des äußeren Endabschnitts der Spreizhülse 42 enden. Die Schlitze
49, 49a und 49b sind im gleichen Winkelabstand zueinander anzeordnet, so daß zu
daß nach dem Aufsprengen der Sollbruchstellen drei gleich große Spreizhülsen-Segmente
entstehen.
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Anstatt eines axialen geradlinigen Schlitzes 49 kann natürlich auch
ein schraubenförmiger Schlitz vorgesehen sein, wobei dann allerdings auch die beidennicht
durchgehenden Schlitze 49a und 49b schraubenlinienförmig und parallel zum durchgehenden
Schlitz 49 verlaufen sollen.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dübel-Konstruktion,
die im wesentlichen mit der in Fig. 2 gezeigten
Konstruktion iitBereinstimmt,
wobei allerdings zwischen der Zugmutter 45 und der Mauerfläche 11 ein zu befestigender
Körper 5 vorgesehen ist, der als Distanzhülse dient und sich an der Spreizhülse
42 abstützt.
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Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, gemäß der der Spreizkörper und
der Zugbolzen nicht einstückig ausgebildet sind. Die in Fig. 7 gezeigte Montageeinheit
6 besitzt einen Zugbolzen 61, der als Gewindestange ausgebildet ist und auf den
ein Spreizkörper 63 sozusagen als Spreizkörper-Mutter aufgeschraubt ist. Der Spreizkörper
63 ist dabei wiederum mit einem Sägezahngewinde versehen, wie dies unter Bezugnahme
auf die Fig. 2 bis 5 bereits beschrieben wurde. Auf diesen Spreizkörper 63 ist eine
Spreizhülse 62 aufgeschraubt, die wiederum mit Schlitzen 49, 49a und 49b versehen
ist. Über eine Distanzhülse 64 und über eine Befestig,ungsplatte 5 stützt sich die
Spreizhülse 62 an der Zugmutter 65 ab. Die äußere Stirnfläche 68 der Gewindestange
68 ist mit einem Schlitz 69 versehen, in die ein Schraubendreher eingesetzt werden
kann. Die gemäß Fig.
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7 vormontierte Montayeeinheit 6 wird in die Bohrung 2 des Mauerwerks
t eingesetzt, wobei auch hier zuvor ein federnder Klemmsitz zwischen Spreizhülse
62 und Spreizkörper 63 hergestellt wurde. Durch Drehen der Zugmutter 65 und ggf.
durch Gegenhalten im Schlitz 69 wird der Spreizkörper 63 relativ zur Spreizhülse
62 - gemäß Fig. 7 - nach rechts bewegt, wodurch die Spreizhülse 62 über die gesamte
Länge L62 aufgespreizt wird. Anstatt der Kombination aus Gewindestange 61 und %ugmutter
65 kann natürlich auch eine einstückige Schrauho Verwendung finden, die in dem Bereich,
in dem der Spreizkörper 63 verschoben werden soll, mit einem Gewinde verseilen ist.
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Fiir den Fl tIß dte Länge der Spreizhülse nicht ausreiehen sollte,
die erforderliche Klemmkraft auf das Mauerwerk L zu übertragen, können auch mehrere
Einheiten aus Spreizkörper und Spreizhülse hintereinander angeordnet sein, die dann
synchron unter Zugbeanspruchung des Zugbolzens wirksam werden.
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Um das Aufweiten der Spreizhülse zu erleichtern, kann der Verlauf
der Schlitze 49, 49a und 49b im Hinblick auf eine möglichst lange Schlitzlinie optimiert
werden.
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Fig. 8 zeigt - in schematischer, stark vereinfachter Darstellung-einen
Zugbolzen 71, der zwei gestaffelte Spreizflächen 73 besitzt, deren Konizität unterschiedlich
sein kann. Die Flächenabschnitte 73 sind in gewissen Bereichen durch Nuten 77 unterbrochen,
die bevorzugterweise diametral gegenüberliegend ausgebildet sind. Der von den Nuten
77 erfaßte Kreissektorwinkel errechnet sich wie folgt:
wobei Z die Anzahl der gestaffelten Flächenabschnitte bedeutet. Die dazugehörige
Spreizhülse ist in Fig. 8 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. Die.
Innenoberfläche dieser Spreizhülse ist jedoch analog zur Außenoberfläche des Zugbolzens
gestaltet, wobei die Nuten 77 so angeordnet sind, daß sie zu den Nuten des benachbarten
Spreizflächenabschnitts jeweils um den Winkel ç versetzt sind. Dadurch kann die
einteilig ausgebildete Spreizhülse von der Seite des Gewindeabchnitts 72 unter Fluchtung
der jeweiligen Nuten und Vorsprünge aufgeschoben werden, bis ein federnder Klemmkontakt
zwischen Hülse und Zugbolzen vorliegt. Dann wird die Montageeinheit in die vorgebohrte
Ausnehmung des Mauerwerks gesteckt und wie vorstehend beschrieben fixiert.
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Fig. 9 zeigt eine weitere Variante der Dübelkonstruktion.
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der Zugbolzen 81 ist wiederum stark schematisiert dargestellt und
er besitzt drei gestaffelte Spreizkonusflächen 83 die unterschiedliche Spreizkonuswinkel
aufweisen können. Die Spreizhülse 82 ist in mehrere Segmente unterteilt, von denen
in Fig. 9 nur eines dargestellt ist. Die Anzahl der Segmente kann variieren, es
sollten jedoch stets gleichgestaltete Segmente entstehen. Die Innenoberfläche der
Segmente 82 schmiegt sich im zusammengesetzten Zustand an der Oberfläche des Zugbolzens
81 an. Gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform beträgt der von einem Segment
abgedeckte Winkel je ca. 1800, so daß 2 gleichartige Spreizhülsensegmente 82 notwendig
sind, um die Montageeinheit zu schaffen. Die Segmente werden radial auf die Spreizkörperflächen
83 gelegt und mittels eines aufgeschobenen Federrings 88 in Lage gehalten. Damit
der Federring 88 nicht über die Außenkontur der Hülsensegmente vorsteht, besitzen
diese eine (nicht gezeigte) Eindrehung, so daß - wenn überhaupt - nur eine gegebenenfalls
angebrachte Riffelung 89 von der Außenkontur vorsteht.
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Die Erfindung schafft somit einen Schwerlast-Metalldübel aus einem
Gewindezugbolzen und einer zusammenhängenden geschlitzten Spreizhülse. Der Gewindezugbolzen
steht mit einem Spreizkörper mit konischem Außenflächenabschnitt in Verbindung.
und die Spreizhülse, die sich über einen weiten Bereich der Mauerwerk-Ausnehmung
bzw.-bohrung erstreckt, weist einen konischen Innenflächenabschnitt auf, in den
der Spreizkörper i,'ter Zugbeaufschlagung des Gewinde-Zugbolzens zur Aufweitung
der Spreizhülse einziehbar ist. Die Spreizhülse i;t durchgehend geschlitzt und steht
über ihre gesamte Länge mit dem Spreizkörper in Flächenkontakt. Bevorzugterweise
stehen der Spreizkörper und die
Spreizhülse über mehrere sägezahnartig
gestaffelte. und gleichsinnig konische Flächenabschnitte miteinander in Eingriff.
Die konischen Flächenabschnitte werden dabei vorteilhafterweise von einer sich schraubenförmig
verwindenden Spreizkonusfläche gebildet.
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L e e r s e i t e