DE3346214A1

DE3346214A1 - Spreizduebel mit ankerbolzen und spreizschalen

Info

Publication number: DE3346214A1
Application number: DE19833346214
Authority: DE
Inventors: Peter 8027 Neuried Froehlich
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1985-07-11
Also published as: DE3346214C2

Description

SPREIZDÜBEL MIT ANKERBOLZEN UND SPREIZSCHALEN
Spreizdübel mit Ankerbolzen und Spreizschalen Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel mit zylindrischem Ankerbolzen, der an seinem rückwärtigen Ende mit einem Gewinde versehen ist und der an seinem vorderen Ende einen Spreizbereich mit einer der Aufnahme eines Spreizelementes dienenden Ausnehmung aufweist, deren Grund sich zum vorderen Ende hin der Mantelfläche des Ankerbolzens nähert.
Spreizdübel der obengenannten Art sind im Aufbau und in der Anwendung einfach. Sie benötigen einen Bohrlochdurchmesser im Aufnahmematerial, der etwa dem Aussendurchmesser des Gewindes entspricht, und sind somit für die sogenannte Durchsteckmontage, dh Herstellen des Bohrloches im Aufnahmematerial und Setzen des Dübels durch das zu befestigende Bauteil hindurch, bestens geeignet.
Ein bekannter Spreizdübel weist einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Ankerbolzen mit im Spreizbereich angeordneter Querschnittsverjüngung und zum vorderen Ende hin daran anschliessender Querschnittserweiterung auf. Im Spreizbereich sind ein oder mehrere den Ankerbolzen umgebende, schalenförmige Spreizelemente angeordnet, die meist aus Blech hergestellt sind und eine geringe Dicke aufweisen. Ein solcher Dübel ermöglicht eine gute Spreizdruckverteilung über den gesamten Umfang. Das Aufweitvermögen dieses Spreizdübels ist jedoch sehr begrenzt. Uebersteigt die Aufweitung der Spreizelemente ein bestimmtes Mass, so kann der Ankerbolzen durch die Spreizelemente hindurchschlüpfen und verliert dabei jeglichen Haltewert. Für Anwendungen in bereits gerissenen oder im Verlauf der Zeit unter der Belastung anreissenden Zonen eines Bauwertes ist diese Art von Dübeln daher nicht geeignet. Eine Vergrösserung des Spreizweges durch eine erhöhte Querschnittsverjüngung ist praktisch nicht möglich, da dabei der Ankerbolzen zu stark geschwächt wird und bei Belastung abreissen kann.
Ferner ist ein Spreizdübel bekannt, der aus einem Ankerbolzen und einem im wesentlichen keilförmigen Spreizelement besteht.
Der Ankerbolzen weist in seinem Spreizbereich eine Längsnut mit sich zum vorderen Ende hin verringernder Tiefe auf. Das Spreizelement ist in der Längsnut axial verschiebbar. Bei einem solchen Spreizdübel ist das mögliche radiale Aufspreizmass grösser als bei einem der oben geschilderten Spreizdübel. Die Verteilung des Spreizdruckes erfolgt jedoch lediglich in einer durch die Längsnut am Ankerbolzen verlaufenden Längsebene. Dies kann einer seits zu einer lokalen Ueberbelastung des Aufnahmematerials führen. Andererseits kann die Verspreizung im Aufnahmematerial aber auch völlig ungenügend sein. Das Nachspreizvermögen eines solche Spreizdübels ist zudem beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizdübel zu schaffen, der einfach herstellbar ist und trotz einem hohen Aufspreizmass zu einer ausreichenden Aufteilung der Spreizkräfte führt.
Gemass der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass in Umfangs richtung verteilt mehrere sektorartige Ausnehmungen mit kegelmantelförmigem Grund angeordnet sind und die Spreizelemente im Querschnitt kreisringsegrnentförmig ausgebildet sind.
Durch mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen und entsprechende Spreizelemente ergibt sich eine gleichmässigere Verteilung der Spreizkräfte über den Umfang. Beim Setzvorgang muss somit nicht auf eine bestimmte Lage des Ankerbolzens geachtet werden. Durch die zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Stege wird der Querschnitt des Ankerbolzens weniger geschwächt als durch umlaufende Querschnittsverjüngungen, so dass trotz grossem Spreizweg hohe Belastungen des Ankerbolzens möglich sind.
Die Anzahl und Verteilung der Ausnehmungen kann grundsätzlich frei gewählt werden. In der Praxis hat es sich jedoch als zweckmässig erwiesen, drei sich etwa je über einen Sechstel des Umfangs erstreckende Ausnehmungen vorzusehen. Durch die wenigstens zu Beginn des Spreizvorganges vorhandene Dreipunkt- bzw Linien-Auflage der Spreizelemente an der Bohrlochwandung ergibt sich eine gute Zentrierung des Spreizdübels im Bohrloch. Durch eine Dreipunkt-Auflage wird eine Ueberbestimmung vermieden und der Spreizdübel im Bohrloch eindeutig fixiert.
Für ein problemloses Handhaben und Setzen des erfindungsgemässen Spreizdübels schliessen vorteilhaft zum rückwärtigen Endbereich des Ankerbolzens hin an die Ausnehmungen Aussparungen mit achsparallel verlaufenden Grund an. Diese Aussparungen dienen der Aufnahme der Spreizelemente während des Einführens des Ankerbolzeins ins Aufnahmematerial. Dadurch wird vermieden, dass der Spreizdübel vorzeitig zu spreizen beginnt.
Die Spreizelemente sollten den Ankerbolzens während des Einführens ins Bohrloch möglichst nicht radial überragen. Um dies zu erreichen, entspricht zweckmässigerweise die Länge der Aussparungen im wesentlichen der Länge der Spreizelemente. Die Spreizelemente können somit vollständig in den Aussparungen aufgenommen werden. Dadurch steht die gesamte Länge der Ausnehmungen als Spreizweg zur Verfügung.
Bei der Handhabung und während des Einführens des Ankerbolzens in das Bohrloch wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn die Spreizelemente unverlierbar mit dem Ankerbolzen verbunden sind. Dies kann beispielsweise mittels Hilfsmitteln wie Klebebändern, Klebe-, Löt- oder Schweissverbindungen oder dergleichen erfolgen. Insbesondere die Spreizelemente umgebende Klebebänder können sich auf den Auszugswert in gewisser Weise nachteilig auswirken, indem diese zur Bohrlochwandung hin eine Art Schmierfilm bilden. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, zum rückwärtigen Endbereich des Ankerbolzens hin an die Aussparung eine Ringnut anzuschliessen. In der Ringnut kann ein geschlossener oder geschlitzter Ring angeordnet werden, der mit den Spreizelementen über verformbare Stege verbunden ist. Die Breite der Ringnut sollte die Breite des Ringes um den gewünschten axialen Spreizweg übersteigen.
Für die Herstellung der Spreizelemente bestehen im Prinzip verschiedene Möglichkeiten wie beispielsweise Druck- bzw Spritzgiessen, Kaltumformen oder dergleichen. Für eine einfache Herstellung der Spreizelemente ist es jedoch zweckmässig, diese als Blechbiegeteile auszubilden. Die Spreizelemente können beispielsweise durch Stanzen und anschliessendes Prägen hergestellt werden. Durch Umbiegen einzelner Bereiche kann eine erhöhte Wandstärke erreicht werden. Eine solche Ausbildung ermöglicht ausserdem eine radiale Verformbarkeit der Spreizelemente.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemässen Spreizdübel, in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemässen Spreizdübels, ebenfalls in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 einen Langsschnitt durch den Spreizdübel gemäss Fig. 2, Fig. 4 einen Querschnitt durch den Spreizdübel gemäss Fig. 3, entlang der Linie III-III.
Der aus Fig. 1 ersichtliche Spreizdübel besteht aus einem insgesamt mit 10 bezeichneten Ankerbolzen und drei schalenförmig ausgebildeten, insgesamt mit 20 bezeichneten Spreizelementen. Der Ankerbolzen 10 weist ein in Setzrichtung vorderes Ende 11 sowie einen rückwärtigen Endbereich 12 auf, der mit einem Gewinde 13 versehen ist. Der an das vordere Ende 11 angrenzende Bereich ist mit drei über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 14 versehen, deren Grund 15 kegelmantelförmig ausgebildet ist und sich zum vorderen Ende 11 hin der Mantelfläche des Ankerbolzens 10 nähert. Zum rückwärtigen Endbereich 12 hin schliessen Aussparungen 16 mit achsparallel verlaufendem Grund 17 an die Ausnehmungen 14 an. Die Aussparungen 16 dienen der Aufnahme der Spreizelemente 20, weshalb die Länge a dieser Aussparungen 16 im wesentlichen der Länge s der Spreizelemente 20 entspricht. Die Spreizelemente 20 weisen Ueberlappungen 21 auf und können somit in radialer Richtung elastisch verformbar ausgebildet werden.
Der deutlicheren Darstellung halber ist ein Spreizelement 20 vom Ankerbolzen 10 entfernt dargestellt. Beim Spreizvorgang werden die Spreizelemente 20 gegenüber dem Ankerbolzen 10 in axialer Richtung gegen die Ausnehmungen 14 verschoben. Durch den kegelmantelförmigen Grund 15 der Ausnehmungen 14 werden die Spreizelemente 20 dabei radial nach aussen gegen die Bohrlochwandung gedrückt. Damit diese Relativverschiebung zustande kommt, sind die Spreizelemente 20 beispielsweise mit in radialer Richtung vorstehenden Vorsprüngen 22 versehen. Diese Vorsprünge 22 kommen beim Setzvorgang in Berührung mit der Bohrlochwandung und verhindern somit, dass bei Belastung des Ankerbolzens 10 in axialer Richtung die Spreizelemente 20 mitsamt dem Ankerbolzen 10 wieder herausgezogen werden, ohne dass es zu einem Spreizvorgang kommt.
Die einzelnen Spreizelemente 20 können mit dem Ankerbolzen durch Hilfsmittel wie Klebebänder, Klebstoff oder dergleichen lösbar verbunden werden.
Der aus den Figuren 2 bis 4 ersichtliche Spreizdübel entspricht in seiner Funktion im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführung. Der insgesamt mit 30 bezeichnete Ankerbolzen weist ebenfalls ein vorderes Ende 31 sowie einen rückwärtigen Endbereich 32 mit einem Gewinde 33 auf Der an das vordere Ende 31 angrenzende Bereich weist drei über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 3a mit kegelmantelförmigem, sich zum vorderen Ende 31 hin der Mantelfläche des Ankerbolzens 30 näherndem Grund 35 auf Zum rückwärtigen Endbereich 32 hin schliessen Aussparungen 36 mit achsparallel verlaufendem Grund 37 an die Ausnehmungen 34 an.
Ein insgesamt mit 40 bezeichnetes Spreizelement weist in den Aussparungen 36 angeordnete Bereiche mit Ueberlappung 41 auf.
Die Materialstärke der Spreizelemente 40 ist somit örtlich erhöht. Die einzelnen Bereiche des Spreizelementes 40 sind über axial verlaufende, verformbare Stege 43 mit einer Hülse 44 verbunde. Die Hülse 44 weist für die Montage einen Längsschlitz 45 auf und ist in einer zum rückwärtigen Endbereich 32 hin an die Aussparungen 36 anschliessenden Ringnut 38 angeordnet. Das Spreizelement 40 ist somit mit dem Ankerbolzen 30 unverlierbar, jedoch axial verschiebbar verbunden. Die Funktionsweise des Spreizdübels gemäss den Figuren 2 bis 4 entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführung. Auch hier können die Bereiche mit Ueberlappung 41 in radialer Richtung elastisch verformbar ausgebildet werden. Dadurch wird verhindert, dass der Dübel beispielsweise bei nachgiebigem Aufnahmematerial mit der Zeit lose wird.
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Claims

Patentansprüche 1. Spreizdübel mit zylindrischem Ankerbolzen, der an seinem rückwärtigen Endbereich mit einem Gewinde versehen ist und der an seinem vorderen Ende einen Spreizbereich mit einer der Aufnahme eines Spreizelementes dienenden Ausnehmung aufweist, deren Grund sich zum vorderen Ende hin der Mantelfläche des Ankerbolzens nähert, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass in Umfangsrichtung verteilt mehrere sektorartige Ausnehmungen (14, 34) mit kegelmantelförmigem Grund (15, 35) angeordnet sind und die Spreizelemente (20, 40) im Querschnitt kreisringsegmentförmig ausgebildet sind.
2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei sich etwa je über einen Sechstel des Umfanges erstreckende Ausnehmungen (14, 34) vorgesehen sind.
3. Dübel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum rückwärtigen Endbereich (12, 32) des Ankerbolzens (10, 30) hin an die Ausnehmungen (14, 34) Aussparungen (16, 36) mit achsparallel verlaufendem Grund (17, 37) anschliessen.
4. Dübel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (a) der Aussparungen (16, 36) im wesentlichen der Länge (s) der Spreizelemente (20, 40) entspricht.
5. Dübel nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum rückwärtigen Endbereich (32) des Ankerbolzens (30) hin an die Aussparungen (36) eine Ringnut (38) anschliesst.
6. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizelemente (20, 40) als Blechbiegeteile ausgebildet sind.