DE3246275C2

DE3246275C2 -

Info

Publication number: DE3246275C2
Application number: DE3246275A
Authority: DE
Inventors: Armin 8123 Peissenberg De Herb; Peter 8023 Pullach De Froehlich
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1982-12-14
Filing date: 1982-12-14
Publication date: 1991-05-29
Also published as: FR2537671B1; SE8306815D0; FR2537671A1; GB2131906A; US4560311A; DE3246275A1; SE8306815L; CA1237005A; GB2131906B; GB8331300D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel zur fernschlüssigen Verankerung in einem Bohrloch mit einem sich im Querschnitt stufenweise gegen das in Setzrichtung vordere Ende erweiternden Dübelkörper, der Anschlußmittel aufweist und an seinem rückwärtigen Ende mit einem zylindrischen Bereich versehen ist, und mit einem gegenüber dem Dübelkörper axial verschiebbaren, gegen die Bohrlochwandung treibbaren Spreizkörper.

Zum einen werden bei Befestigungen in Beton oder dgl. Aufnahmematerialien heute vielfach rein kraftschlüssig, d. h. durch Reibung verankerbare Befestigungselemente verwendet. Ein solches Befestigungselement ist beispielsweise aus der DE-OS 25 33 223 bekannt. Dieses bekannte Befestigungselement weist ein keilförmiges Element auf, das mittels einer Vorschubeinrichtung in axialer Richtung bewegt werden kann. Das keilförmige Element wird unter Vergrößerung des Befestigungselement-Umfanges aus dem Keilbett herausgeschoben. Dabei verspannen sich das keilförmige Element sowie die restliche Kontur des Befestigungselementes an der Innenwandung der im Aufnahmematerial vorhandenen Bohrung, wodurch das Befestigungselement festgelegt wird.

Zum anderen werden in zunehmendem Maße durch Formschluß verankerbare Befestigungselemente verwendet. Dies gilt insbesondere für Befestigungen, welche wechselnden Belastungen oder Vibrationen ausgesetzt sind.

Bei den formschlüssig verankerbaren Befestigungselementen bestehen im Prinzip zwei unterschiedliche Ausführungen. Bei der einen Gruppe wird zunächst mittels Spezialwerkzeugen eine hinterschnittene Bohrung im Aufnahmematerial hergestellt. Anschließend wird ein auf eine solche Bohrung abgestimmtes Befestigungselement in das Bohrloch eingesetzt und beispielsweise durch einen Spreizvorgang im hinterschnittenen Bereich der Aufnahmebohrung formschlüssig verankert. Die zur Herstellung hinterschnittener Bohrungen notwendigen Spezialwerkzeuge sind meist sehr aufwendig und auch störungsanfällig.

Bei der zweiten Gruppe wird mittels üblicher Werkzeuge ein nicht hinterschnittenes Bohrloch hergestellt. Das anschließende Erzeugen des Formschlusses erfolgt mittels des Befestigungselementes selbst. Dazu wird der Dübelkörper meist bis zum Anschlag am Bohrlochgrund in die Aufnahmebohrung eingesetzt. Der Dübelkörper erweitert sich im Querschnitt wenigstens teilweise gegen das vordere Ende. Anschließend wird der Spreizkörper über den sich erweiternden Teil des Dübelkörpers ins Aufnahmematerial eingetrieben, wobei sich der Dübel den Formschluß durch Abtragen von Aufnahmematerial mittels des Spreizkörpers selbst schafft. Bei dieser Art der Verankerung entsteht kein Spreizdruck. Bei Belastung des Dübels weist dieser daher einen teilweise recht großen Anfangsschlupf auf. Dieser äußert sich beispielsweise dadurch, daß ein bündig mit der Oberfläche des Aufnahmematerials gesetzter Dübel bei Belastung wieder teilweise über die Oberfläche des Aufnahmematerials herausragt. Dies stört optisch und ergibt auch technische Nachteile, indem zu befestigende Bauteile nicht genügend bündig gegen das Aufnahmematerial gezogen werden können.

Ein ähnlich der vorgenannten zweiten Gruppe wirkendes Befestigungselement ist aus der US-PS 13 95 453 bekannt. Bei diesem bekannten Befestigungselement wird der Dübelkörper bis zum Anschlag am Bohrlochgrund in die Aufnahmebohrung eingeschoben. Danach wird ein Spreizkörper in den Freiraum zwischen Dübelkörper und Wandung der Aufnahmebohrung eingetrieben. Dieser Spreizkörper besteht aus Weichmetall, so daß er sich an die Unebenheiten der Wandung der Aufnahmebohrung vollumfänglich anlegt. Durch dieses Anlegen entsteht zwischen Spreizkörper und Wandung der Aufnahmebohrung eine Art Formschluß, allerdings nur in dem Ausmaße, wie die Wandung der Aufnahmebohrung Unebenheiten aufweist. Einerseits handelt es sich dabei um einen nur begrenzt wirksamen Formschluß und andererseits sind zur Erzielung dieses begrenzten Formschlusses gesonderten Maßnahmen erforderlich, nämlich die Ausbildung des Spreizkörpers aus Weichmetall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement für eine möglichst schlupflose, formschlüssige Verankerung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird dies mit einem Spreizkörper erreicht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß durch den Vortrieb des Spreizkörpers ein Abtrag von Aufnahmematerial und dadurch der Formschluß erzeugbar ist und daß der Spreizkörper sich im Außenquerschnitt wenigstens teilweise gegen sein rückwärtiges Ende erweitert, wobei die stufenweise Erweiterung des Dübelkörpers gegen das vordere Ende im Zusammenwirken mit der Erweiterung des Spreizkörpers gegen das rückwärtige Ende eine zusätzliche Verkeilung ergibt.

Durch diese Ausbildung wird beim Eintreiben des Spreizkörpers durch Abtragen des Aufnahmematerials ein Formschluß geschaffen. Aufgrund der Querschnittserweiterung des Spreizkörpers erfolgt beim Eintreiben des Spreizkörpers zusätzlich eine Verkeilung, so daß ein Spreizdruck zustande kommt.

Durch diesen Spreizdruck wird der Schlupf des Befestigungselementes bei Belastung auf ein vernachlässigbares Minimum reduziert. Der Spreizdruck kann wesentlich geringer sein als bei einem nur durch Kraftschluß verankerbaren Spreizdübel. Dadurch kann der Dübel auch bei speziellen Anwendungen, wie beispielsweise bei geringem Randabstand oder dergleichen, verwendet werden, bei denen herkömmliche Spreizdübel wegen des erforderlichen hohen Spreizdruckes nicht verwendbar sind. Die in Setzrichtung stufenweise zunehmende Erweiterung des Dübelkörpers ergibt auch einen zunehmenden Widerstand beim Eintreiben des Spreizkörpers. Dadurch ist auch von außen ersichtlich, wann die erforderliche Aufweitung erreicht und der Setzvorgang beendet ist. Der sich erfindungsgemäß im Querschnitt wenigstens teilweise gegen das rückwärtige Ende erweiternde Spreizkörper wird durch die im Bereich des Hinterschnitts erfolgende Verspreizung gegen ein selbsttätiges Lösen gesichert.

Im Prinzip genügt bereits eine teilweise Erweiterung des Spreizkörpers. Für eine gleichmäßige Verteilung des Spreizdruckes ist es jedoch zweckmäßig, wenn der Spreizkörper über die gesamte Länge sich erweiternd ausgebildet ist. Durch eine solche Ausbildung wird auch die Steifigkeit des Spreizkörpers verbessert.

Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Spreizdübels besteht darin, daß der Dübelkörper wenigstens teilweise als Kegelstumpf und der Spreizklörper als den Kegelstumpf umgebende Hülse ausgebildet ist. Der Kegelstumpf besteht dabei wenigstens aus zwei Bereichen von unterschiedlicher Konizität. Zur Verbesserung der Aufweitung des als Hülse ausgebildeten Spreizkörpers kann dieser einen oder mehrere wenigstens über einen Teil seiner Länge verlaufende Längschlitze aufweisen. Zur Vereinfachung des Setzvorganges kann der Spreizkörper an seinem rückwärtigen Ende auch einstückig mit einem Ansatz versehen sein.

Eine weitere zweckmäßige Ausführung eines erfindungsgemäßen Spreizdübels besteht darin, daß der Dübelkörper im wesentlichen als Hülse mit keilförmiger Ausnehmung und der Spreizkörper wenigstens teilweise keilförmig ausgebildet ist. Eine solche Ausführung ist insbesondere vorteilhaft, wenn als Anschlußmittel ein Innengewinde gewünscht wird. Der als Hülse ausgebildete Dübelkörper kann an seinem vorderen Ende offen oder zur Verhinderung des Eindringens von Bohrmehl oder dgl. auch geschlossen ausgebildet sein. Beim Setzvorgang kann der keilförmige Spreizkörper mittels eines durch die Hülse eingeführten Setzwerkzeuges in die Wandung des den Spreizdübel umgebenden Bohrloches eingetrieben werden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Spreizdübel mit als Kegelstumpf ausgebildeten Dübelkörper und hülsenförmigem Spreizkörper, in ungespreiztem Zustand,

Fig. 2 den Spreizdübel gemäß Fig. 1 in verankertem Zustand,

Fig. 3 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Spreizdübels mit hülsenförmigem Dübelkörper und keilförmigem Spreizkörper, in ungespreiztem Zustand,

Fig. 4 den Spreizdübel gemäß Fig. 3 in verankertem Zustand.

Der aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Spreizdübel besteht aus einem bolzenförmigen, insgesamt mit 1 bezeichneten Dübelkörper und einem diesen umgebenden, hülsenförmigen, insgesamt mit 2 bezeichneten Spreizkörper. Der Dübelkörper 1 weist ein in Setzrichtung vorderes Ende 1a sowie ein rückwärtiges Ende 1b auf. Das rückwärtige Ende 1b ist mit einem Außengewinde 1c versehen. Der vordere Bereich des Dübelkörpers 1 ist als sich gegen das vordere Ende 1a erweiternder Kegelstumpf 1d ausgebildet. Der Kegelstumpf 1d besteht aus zwei Bereichen von unterschiedlicher Konizität. Dabei ist die Konizität des vorderen Bereiches größer als diejenige des rückwärtig daran anschließenden Bereiches. Der Spreizkörper 2 entspricht in seinem Innendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des zylindrischen Bereiches des Dübelkörpers 1. Der Spreizkörper 2 weist ein vorderes Ende 2a sowie ein rückwärtiges Ende 2b auf und wird durch einen Einstich 2c in zwei Bereiche unterteilt. Der vordere Bereich des Spreizkörpers 2 weist eine gegen das rückwärtige Ende 2b verlaufende Erweiterung 2d auf.

In Fig. 2 ist der Spreizdübel in einem insgesamt mit 3 bezeichneten Aufnahmematerial verankert. Dabei wird der Dübelkörper 1 soweit in ein Bohrloch 3a eingesetzt, bis er mit seinem vorderen Ende 1a am Bohrlochgrund 32b zur Anlage kommt. Hierauf wird der hülsenförmige Spreizkörper 2 in das Bohrloch 3a eingetrieben. Durch den Kegelstumpf 1d des Dübelkörpers 1 wird der vordere Bereich des Spreizkörpers 2 radial aufgeweitet. Dabei dringt er in die Wandung des Bohrloches 3a ein und erzeugt einen Formschluß mit dem Aufnahmematerial 3. Die Tiefe des Bohrloches 3a und die Länge des Spreizkörpers 2 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß die Verankerung abgeschlossen ist, wenn das rückwärtige Ende 2b des Spreizkörpers 2 bündig ist mit der Oberfläche des Aufnahmematerials 3. Die stufenweise Erweiterung 2d des Dübelkörpers 1 gegen das vordere Ende 1a sowie die Erweiterung 2d des Spreizkörpers 2 gegen das rückwärtige Ende 2b ergeben eine Verkeilung, so daß allfälliges Spiel aufgehoben wird und bei Belastung des Dübelkörpers 1 kein Schlupf auftritt.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte weitere Ausführung entspricht funktionell der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung. Diese besteht aus einem insgesamt mit 11 bezeichneten hülsenförmigen Dübelkörper sowie einem als Keil ausgebildeten, insgesamt mit 12 bezeichneten Spreizkörper. Der Dübelkörper 11 weist ein vorderes Ende 11a sowie ein rückwärtiges Ende 11b auf. Die Bohrung des Dübelkörpers 11 ist über einen Teil der Länge des Dübelkörpers 11 mit einem vom rückwärtigen Ende 11b ausgehenden Innengewinde 11c versehen. Der Dübelkörper 11 weist ferner eine keilförmige Ausnehmung 11d auf. Die Ausnehmung 11d bildet eine Auflauffläche für den Spreizkörper 12. Diese Auflauffläche ist ebenfalls gestuft ausgebildet und weist eine gegen das vordere Ende 11a zunehmende Konizität auf. Der Spreizkörper 12 nimmt vom vorderen Ende 12a gegen das rückwärtige Ende 12b im Querschnitt zu. Der Spreizkörper 12 kann mit dem Dübelkörper 11 beispielsweise durch Kleben, Löten oder mittels Klebeband lösbar verbunden werden.

Beim Setzvorgang wird der Dübelkörper 11 in ein Bohrloch 13a eines insgesamt mit 13 bezeichneten Aufnahmematerials eingesetzt. Dabei kommt der Dübelkörper 11 am Bohrlochgrund 13b zur Anlage. Hierauf wird beispielsweise mittels eines in den Dübelkörper 11 einsetzbaren Dornes der Spreizkörper 12 vorgetrieben. Infolge der keilförmigen Ausnehmung 11d dringt der Spreizkörper 12 dabei in die Wandung des Bohrloches 13a ein und erzeugt einen Hinterschnitt 13c. Durch die keilförmige Ausbildung des Spreizkörpers sowie die gestufte Auflauffläche der Ausnehmung 11d entsteht eine Verspreizung, wodurch allfälliges Spiel aufgehoben und eine weitgehend schlupffreie Verankerung erzielt wird.

Claims

1. Spreizdübel zur formschlüssigen Verankerung in einem Bohrloch mit einem sich im Querschnitt stufenweise gegen das in Setzrichtung vordere Ende (1a, 11a) erweiternden Dübelkörper (1, 11), der Anschlußmittel aufweist und an seinem rückwärtigen Ende (1b, 11b) mit einem zylindrischen Bereich versehen ist, und mit einem gegenüber dem Dübelkörper (1, 11) axial verschiebbaren, gegen die Bohrlochwandung treibbaren Spreizkörper (2, 12), dadurch gekennzeichnet, daß durch den Vortrieb des Spreizkörpers (2, 12) ein Abtrag von Aufnahmematerial und dadurch der Formschluß erzeugbar ist und daß der Spreizkörper (2, 12) sich im Außenquerschnitt wenigstens teilweise gegen sein rückwärtiges Ende (2b, 12b) erweitert, wobei die stufenweise Erweiterung des Dübelkörpers (1, 11) gegen das vordere Ende (1a, 11a) im Zusammenwirken mit der Erweiterung des Spreizkörpers (2, 12) gegen das rückwärtige Ende (2b, 12b) eine zusätzliche Verkeilung ergibt.

2. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkörper (12) über die gesamte Länge sich erweiternd ausgebildet ist.

3. Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübelkörper (1) wenigstens teilweise als Kegelstumpf (1d) und der Spreizkörper (2) als den Kegelstumpf (1d) umgebende Hülse ausgebildet ist.

4. Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübelkörper (11) im wesentlichen eine Hülse ist mit keilförmiger Ausnehmung (11d), die als Auflauffläche gestuft ausgebildet ist und der Spreizkörper (12) wenigstens teilweise keilförmig ist.