DE3420375A1 - Duebel - Google Patents
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Description
PM 1488 * *
Dübel
Die Erfindung betrifft einen Dübel mit Spreizhülse, einem in die Spreizhülse
mittels einer ein Gegenlager mit Angriffsflächen zum Aufbringen eines
Drehmomentes aufweisenden Schraube einziehbaren, mit einem kegelförmigen Spreizkonus versehenen Spreizkörper, und einer zwischen Spreizhülse
und Gegenlager angeordneten, vorzugsweise durch eine Kunststoffhülse gebildeten
Stauchzone.
Dübel der obengenannten Art werden in der Weise verankert, daß der Spreizkörper
in die Spreizhülse hineingezogen wird, wobei sich die Spreizhülse entweder unmittelbar oder über eine Distanzhülse am Gegenlager der Schraube
abstützt. Der Spreizkörper kann über eine Gewindeverbindung mit der Schraube verbunden sein, oder er kann an einen Gewindebolzen angestaucht
sein, der dann als Gegenlager eine Schraubenmutter aufweist.
Der Einsatz solcher Dübel in der Zugzone eines Ankergrundes erfordert ein
hohes Nachspreizvermögen, um bei der Erweiterung des Bohrloches durch Rißbildung
eine Abminderung des Haltewertes zu vermeiden. Ein gutes Nachspreizen kann durch einen flachen Spreizkonuswinkel erreicht werden. Allerdings
wird bei einem flachen Spreizkonus die Festigkeit des Ankergrundes nicht voll ausgenutzt, da schon vorzeitig der Spreizkörper durch die Spreizhülse
hindurchgezogen wird. Dieser Effekt tritt noch früher auf, wenn sich das Bohrloch durch einen Riß gegenüber dem ursprünglichen Bohrlochmaß erweitert
hat.
Bei einem sehr steilen Spreizkonuswinkel wiederum besteht die Gefahr, daß
der Dübel nur unzureichend aufgespreizt werden kann, weil das zum Einziehen
des Spreizkörpers notwendige hohe Drehmoment wegen überlastung der
Schraube nicht aufgebracht werden kann. Das Versagen einer solchen Ver-
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ankerung beruht in der Regel darauf, daß das gesamte Element wegen der ungenügenden
Spreizung aus dem Bohrloch ausgezogen wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dübel zu schaffen,
der ein hohes NachspreizvermÖgen einerseits und rißunempfindliche hohe
Auszugskräfte andererseits aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß sich an den größten Durchmesser
des kegelförmigen Spreizkonuses tangential ein konkav gewölbter Abschnitt
anschließt, wobei die am Auslauf des gewölbten Abschnittes angelegte Tangente zur Mittelachse des Dübels einen Winkel bildet, der etwa
dem zweifachen des Winkels des kegelförmigen Spreizkonuses entspricht.
Nach dem Einsetzen des erfindungsgemäßen Dübels in ein vorbereitetes Bohrloch
im Ankergrund wird durch Drehen der Schraube der Spreizkörper in axialer
Richtung bewegt und in die Spreizhülse eingezogen. Durch den zunächst in Eingriff kommenden, einen flachen Winkel aufweisenden kegelförmigen
Spreizkonus wird schon durch ein geringes Anzugsmoment ein hoher radialer
Preßdruck erzeugt, der ein Mitdrehen des Dübels im Bohrloch verhindert.
In einem engen Bohrloch wird das maximale Anzugsmoment bei einer Stellung erreicht, bei der sich die Spreizlamellen der Spreizhülse noch auf dem
kegelförmigen Spreizkonus befinden. Bei größeren Bohrlöchern wird bei
gleichem Anzugsmoment der Spreizkörper soweit in die Spreizhülse eingezogen, bis durch die konvexe Wölbung des Spreizkörpers und dem damit verbundenen
Anstieg des Spreizwinkels eine stärkere Aufspreizung erreicht ist. Bei hoher Belastung wird der Spreizkörper weiter in die Spreizhülse eingezogen,
wobei aufgrund des ständig zunehmenden Spreizwinkels eine Verstärkung der Aufspreizung eintritt. Durch den von dem kegelförmigen Spreizkonus
bis zum Auslauf des konkav gewölbten Abschnittes des Spreizkörpers auf den doppelten Wert ansteigenden Spreizwinkel ergibt sich ein der je-
weil igen Bohrlochgeometrie angepaßter optimaler Verankerungszustand. Auf
Grund dieser Anpassungsmöglichkeit ist der erfindungsgemäße Dübel rißunempfindlich,
da durch Nachrutschen des Spreizkörpers in die Spreizhülse die sich durch den Riß ergebende Bohrlocherweiterung ausgeglichen wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich ein Winkel des kegelförmigen Spreizkonuses
von etwa 6° erwiesen. Der Spreizwinkel am Auslauf des konkav gewölbten Abschnittes des Spreizkörpers beträgt somit etwa 12°.
In einer weiteren Ergänzung der Erfindung kann die Außenfläche der Spreizhülse
von ihrem einführsei ti gen Stirnende ausgehend eine sich zum rückwärtigen
Stirnende hin verjüngende umlaufende Sägezahnrille aufweisen.
Durch diese Gestaltung ergibt sich eine Freifläche am einführsei ti gen
Stirnende der Spreizhülse, so daß schon bei einem geringen radialen Preßdruck ein tiefes Eingraben der Vorderkante der Spreizhülse in die Bohrlochwandung
erfolgt. Es entsteht somit zusätzlich ein Art Formschluß, da die Spreizhülsenstirnkante bei zunehmender Last einen Hinterschnitt
ausformt.
Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, daß in weiterer Ergänzung
der Erfindung in der Außenfläche der Spreizhülse im Bereich deren einführseiti gen Stirnende eine umlaufende Rille angeordnet ist, in der
ein den benachbarten Außendurchmesser der Spreizhülse überragender Federring eingelegt ist. Der an einer Stelle offene, gehärtete Federring gräbt
sich auf Grund seiner Festigkeit sehr tief in die Bohrlochwandung ein.
Gleichzeitig spannt der Federring die Spreizlamellen fest auf den Spreizkonus,
so daß zum einen ein Verhaken der Spreizhülse beim Einführen des Dübels in das Bohrloch vermieden, und zum anderen der Spreizkörper durch
die Verspannung mit der Spreizhülse am Mitdrehen gehindert wird.
PM 1488
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Federring eine sich
zu seinem rückwärtigen Stirnende hin verjüngende Außenfläche aufweisen. Durch diese Gestaltung ergibt sich eine besonders günstige Außenkontur
des Federringes für das Eingraben in die Bohrlochwandung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Figur 1 · den im Bohrloch eingesetzten Dübel
Figur 2 den Dübel im Verankerungszustand
Figur 3 die Spreizhülse mit einem in einer umlaufenden Rille eingelegten
Federring.
Der Dübel gemäß Figur 1 besteht aus der von ihrem einführsei ti gen Stirnende
bis über einen Teil ihrer Länge mehrfach geschlitzten Spreizhülse 1, und dem über eine Schraube 2 in die Spreizhülse 1 zu deren Aufweitung einziehbaren
Spreizkörper 3. Zur Verbindung des Spreizkörpers mit der Schraube weist der Spreizkörper 3 ein dem Gewinde der Schraube 2 angepaßtes Innengewinde 4 auf.
Zur überbrückung von Hohl lagen bei der Verspannung des zu befestigenden Gegenstandes
5 ist zwischen der Spreizhülse 1 und einer Distanzhülse 6 als Stauchzone eine Kunststoffhülse 7 angeordnet, die gleichzeitig durch die
Verbindung mit der Spreizhülse 1 und den sich im Bohrloch 8 verspannenden Längsrippen 9 als Mitdrehsicherung für di.e Spreizhülse 1 dient. Als Gegenlager
zum Verspannen des zu befestigenden Gegenstandes 5 und zum Einziehen des Spreizkörpers 3 dient der Schraubenkopf 10, der sich über die Unterlagscheibe
11 an der Außenfläche des zu befestigenden Gegenstandes abstützt. Durch Aufbringen eines Drehmomentes auf den Schraubenkopf 10 wird zunächst
der einen Spreizwinkel von ca. 6° aufweisende kegelförmige Spreizkonus 12 des Spreizkörpers 3 in die mit einer dem Spreizwinkel des
Spreizkonuses entsprechenden AnIaufschräge 13 ausgestatteten Spreizhülse
eingezogen. Dabei werden die durch die Längsschlitze gebildeten Spreizlamellen
der Spreizhülse radial in die Bohrlochwandung eingepreßt. Durch die
umlaufende, sich zum rückwärtigen Ende der Spreizhülse hin verjüngende Sägezahnrille
14 an der Außenfläche der Spreizhülse 1 entsteht eine Freifläche, die schon bei relativ geringen Spreizdruckkräften ein tiefes Eingraben
der Spreizlamellen in die Bohrlochwandung erlaubt. Durch den sich an
den kegelförmigen Spreizkonus anschließenden konkav gewölbten Abschnitt
15 des Spreizkörpers 3 erfolgt eine kontinuierliche Zunahme des Spreizwinkels
bis zu einem Winkelmaß am Auslauf des Abschnittes, das etwa dem zweifachen des Winkelmaßes des kegelförmigen Spreizkonuses 12 entspricht.
Damit wird bei abnehmendem Einzugsweg des Spreizkörpers 3 in die Spreizhülse 1 eine sich verstärkende Aufspreizung erreicht.
Um das Eingraben der Spreizhülse 1 insbesondere bei sehr harten Baustoffen
noch zu verbessern, ist gemäß Figur 3 in der Außenfläche der Spreizhülse im Bereich deren einführsei ti gen Stirnende eine umlaufende Rille
16 angeordnet, in der ein gehärteter Federstahl ring 17 eingelegt ist. Die
Außenfläche des Federrringes 17 ist zu seinem rückwärtigen Stirnende hin verjüngt, so daß sich eine günstige Außenkontur für das Eingraben in die
Bohrlochwandung ergibt. Die Spitze des Federringes überragt als Art Schneidkante
den Außendurchmesser des benachbarten Abschnittes der Spreizhülse
- Leerseite -
Claims (5)
1. Dübel mit Spreizhülse, einem in die Spreizhülse mittels einer ein Gegenkläger mit Angriffsflächen zum Aufbringen eines Drehmomentes aufweisenden
Schraube einziehbaren, mit einem kegelförmigen Spreizkonus versehenen Spreizkörper, und einer zwischen Spreizhülse und Gegenlager angeordneten,
vorzugsweise durch eine Kunststoffhülse gebildeten Stauchzone, dadurch
gekennzeichnet, daß sich an den größten Durchmesser des kegelförmigen Spreizkonuses (12) tangential ein konkav gewölbter Abschnitt (15) anschließt,
wobei die am Auslauf des gewölbten Abschnittes (15) angelegte Tangente zur Mittelachse des Dübels einen Winkel bildet, der etwa dem
zweifachen des Winkels des. kegelförmigen Spreizkonuses (12) entspricht.
2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des kegelförmigen
Spreizkonuses (12) etwa 6° beträgt.
3. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche
der Spreizhülse (1) von ihrem einführsei ti gen Stirnende ausgehend
eine sich zum rückwärtigen Stirnende hin verjüngende umlaufende Sägezahnrille (14) aufweist.
4. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Außenfläche
der Spreizhülse (1) im Bereich deren einführsei ti gen Stirnende eine umlaufende Rille (16) angeordnet ist, in der ein den benachbarten
Außendurchmesser der Spreizhülse (1) überragender Federring (17) eingelegt ist.
5. Dübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (17)
eine sich zu seinem rückwärtigen Stirnende hin verjüngende Außenfläche aufweist.
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