DE3524284C2 - Befestigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung mit einer in ein zylindrisches Bohrloch einsteckbaren Dübelhülse, die von ihrer vorangehenden mit Zähnen versehenen Stirnseite ausgehende Längsschlitze zur Bildung aufspreizbarer Lappen enthält, einem in das vorangehende Hülsenende hineinragenden, sich in Richtung zum Bohrlocheingang verjüngenden und gegenüber der Dübelhülse zur Spreizung der Lappen längsbeweglich gehaltenen Spreizkonus, einer am rückwärtigen Ende der Hülse angeordneten Anschlußein­ richtung für ein Setzwerkzeug zum drehenden Vortrieb der Dübel­ hülse, und mit einem in die Dübelhülse einführbaren Gewindebol­ zen.

Bei einer aus der DE-OS 21 23 897 bekannten Befestigungsvor­ richtung der vorbezeichneten Art wird mit Hilfe einer am vorde­ ren Ende als Bohrkrone ausgebildeten Dübelhülse ein Bohrloch in der Wand gebohrt und nach Erreichen einer vorbestimmten Tiefe ein an ihrem rückwärtigen Ende angeformter Anschlußkonus für das Antriebswerkzeug an einer Sollbruchstelle abgebrochen. Da­ nach wird die Dübelhülse mit einem in ihr vorderes Ende einge­ steckten konischen Spreizkörper in das Bohrloch eingeführt und auf den am Bohrlochgrund aufsitzenden Spreizkörper aufgetrie­ ben, so daß sich ihre Spreizlappen in die Bohrlochwand eingra­ ben. Ein das vorangehende Ende des Spreizkörpers bildender er­ weiterter Ringbund dient zur Führung des Spreizkörpers, zu des­ sen Abstützung auf dem Bohrlochgrund gegen Kippbewegungen sowie zur Begrenzung der Eintreiblänge der Dübelhülse. Der Spreizkör­ per enthält eine mit Innengewinde versehene Bohrung, so daß er mit Hilfe eines dort nachträglich eingeschraubten Gewindebol­ zens weiter in die Dübelhülse eingezogen werden kann. Der Spreizkörper weist außerdem einen äußeren rückwärtigen Füh­ rungsabschnitt auf, der etwa dem Innendurchmesser der Dübelhül­ se entspricht. Auch diese Maßnahme soll dazu beitragen, beim Auftreiben der Dübelhülse ein Kippen oder Verkanten des Spreiz­ körpers zu vermeiden und ihn in Axialrichtung zur Dübelhülse ausgerichtet zu halten, damit nach dem Spreizen der Dübelhülse der Gewindebolzen sicher eingeschraubt werden kann.

Aus der DE-OS 21 03 132 ist ein Selbstbohrdübel bekannt, dessen an einer Stirnseite gezahnter Hülsenmantel einschließlich einer seitlichen Aufnahmeöffnung für einen Dübelhalter aus Flachband ausgestanzt und zu einer Hülse eingerollt ist. Die Hülse wird mit Hilfe des als Kupplung mit dem Setzwerkzeug vorgesehenen Dübelhalters zunächst in die Wand eingebohrt, nach Fertigstel­ lung des Bohrloches herausgenommen, auf einen mit einem Gewin­ debolzen verbindbaren konischen Spreizkörper aufgeschoben, dann mit diesem zusammen in das Bohrloch eingesteckt und darin über den Dübelhalter als Kupplung zum rotierenden Setzwerkzeug auf den Spreizkörper aufgetrieben. Da die Hülse über den mit ihr in Eingriff stehenden und sie nach hinten verschließenden Dübel­ halter auf den Spreizkörper aufgetrieben wird, kann dieser nicht schon während dieses Auftreibvorganges, sondern erst nach fertiggestellter Verankerung mit dem nach hinten aus der Hülse herausstehenden Gewindebolzen verbunden werden. Wenn der Spreizkörper von vornherein mit dem Gewindebolzen fest verbun­ den ist, kann die Hülse nur durch axialgerichtete Schläge ohne Drehung auf den Spreizkörper aufgetrieben werden.

Weiterhin ist aus der DE 31 46 027 A1 ein Ankerbolzen bekannt, dessen zylindrischer Schaft am vorangehenden Ende eine konische Erweiterung aufweist. Der Ankerbolzen ist von einer von ihrem vorangehenden Ende her längsgeschlitzten Spreizhülse umgeben, die mit ihrem Innendurchmesser auf dem Bolzen verschiebbar ist und deren Außendurchmesser den größten Durchmesser der koni­ schen Erweiterung überragt. Die Spreizhülse wird ohne Drehung mittels eines Hammerwerkzeuges in ein vorgefertigtes Bohrloch eingeschlagen und dabei auf die konische Erweiterung des Anker­ bolzens aufgetrieben, wobei sich ihre vorderen Spreizlappen mit nach außen gerichteten Vorsprüngen in die Wand eingraben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvor­ richtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend weiterzubil­ den, daß beim Setzen einer einen Spreizkonus enthaltenden Dü­ belhülse eine verbesserte Verankerung bzw. erhöhte Auszugswerte erreicht und gleichzeitig die dazu auszuführenden Arbeitsabläu­ fe und die erforderlichen Spezialwerkzeuge verbessert werden.

Bei einer Spreizvorrichtung der eingangsbezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,

• - daß der Spreizkonus mit dem die Dübelhülse mit Spiel durch­ setzenden und aus deren rückwärtigen Ende herausragenden Gewin­ debolzen ständig in fester Verbindung steht,
• - daß das Setzwerkzeug einen an seiner Vorderseite offenen am Umfang des Gewindebolzens geführten Hülsenabschnitt aufweist, dessen Außendurchmesser gleichgroß oder nur wenig kleiner ist als derjenige der Dübelhülse,
• - daß die Anschlußeinrichtung aus in der rückwärtigen Stirnsei­ te der Dübelhülse enthaltenen axial gerichteten Mitnehmernuten für zugeordnete Vorsprünge am Hülsenabschnitt des Setzwerkzeu­ ges besteht,
• - und daß zwischen dem Innenumfang der Dübelhülse oder des Setzwerkzeuges und dem Außenumfang des Gewindebolzens eine relative Längsbewegungen zulassende formschlüssige Verbindung vorgesehen ist.

Dieser Vorschlag weist einen vorteilhaften Weg, wie man in einer beliebig hergestellten Wandbohrung unter Vermeidung von kostspieligen und in ihrer Anwendung umständlichen Spezialwerk­ zeugen mit Hilfe einer einfachen Dübelhülsen-Spreizkonus-Kombi­ nation eine schnelle wirksame Dübelverankerung mit Bohrungshin­ terschnitt erzeugt. Gegenüber dem bisher mit Hilfe selbstboh­ render Dübel für deren "normal spreizende" Dübelhülse herstell­ baren Reibschluß mit der Bohrlochwand wird erfindungsgemäß nun­ mehr durch den selbst gebohrten Hinterschnitt eine formschlüs­ sige Verankerung mit sehr hoher Auszugsfestigkeit erreicht.

Die vom Setzwerkzeug ausgeübten Kräfte zum rotierenden Ein­ schneiden des Hinterschnittes und zur Formänderung beim Auf­ treiben der vorderen Spreizlappen der Dübelhülse werden bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung günstig, d. h. weitest­ gehend zentrisch übertragen und ebenso zentrisch abgestützt bzw. abgetragen, weil der Spreizkonus über den mit ihm fest verbundenen Gewindebolzen in der Dübelhülse sicher gehalten ist. Der so geführte Gewindebolzen stellt sicher, daß der ihn übergreifende Hülsenabschnitt des Setzwerkzeuges bezüglich der Dübelhülse zentrisch geführt bleibt und seine volle Antriebs­ kraft auf die Dübelhülse ausüben kann. Auf diese Weise wird der durch die größten Kräfte belastete Spreizkonus an einem Ver­ kanten gehindert. Der von vornherein mit dem Spreizkonus ver­ bundene Gewindebolzen sorgt beim Bohren des Hinterschnittes und beim drehenden Aufweiten der Spreizlappen für die Aufrechter­ haltung der axialen Ausrichtung des Spreizkonus, für eine Führung der Spreizhülse zusätzlich zu der an der Bohrlochwand und auch für eine sichere Führung des vom Setzwerkzeug ange­ triebenen, als Anschlußeinrichtung wirksamen Hülsenabschnittes.

Durch die relative Längsbewegungen zulassende Verbindung (z. B. mit Nut und Feder oder mit einem Keilwellenprofil) zwischen dem Innenumfang der Dübelhülse oder dem Innenumfang des Setzwerkzeuges und dem Außenumfang des Gewindebolzens wird eine gemeinsame Drehbewegung von Setzwerkzeug, Dübelhülse und Konusbolzen mit dem Zweck erzeugt, die bei der Erzeugung des Hinterschnitts durch den Vortrieb der Dübelhülse auftretende Reibung zwischen den Spreizlapppen und dem Konus zu vermeiden.

Insgesamt wird dadurch ein sehr einfacher und sicher ablaufender Setzvor­ gang gewährleistet, bei dem der Antrieb mit der Dübelhülse nicht außer Eingriff kommen kann. Nach dem Einbohren und Setzen der Befestigungsvorrichtung kann der mit dem Setzwerkzeug ver­ bundene Hülsenabschnitt abgezogen werden, so daß danach sofort der Gewindebolzen zur Befestigung des an der Wand anzubringen­ den Bauteils zur Verfügung steht.

Die vorbeschriebenen Vorgänge werden vom Verformungsvermögen des Hülsenmaterials beeinflußt, das seinerseits teilweise von der Wandstärke der Hülse im Verhältnis zu ihrem Durchmesser ab­ hängig ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Wandstärke der Dübelhülse Werte zwischen 0,25 bis 0,5 × Innen­ durchmesser der Dübelhülse aufweisen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann die Dübelhülse in der Nähe ihres vorangehenden Endes eine oder mehrere flache Umfangsnuten zur Aufnahme und Ableitung von Bohrstaub enthalten. Hierbei ist ein sinnvoller Kompromiß zu treffen zwischen dem Bestreben, die innere Festigkeit der Hülse und Spreizlappen nicht zu schwächen und andererseits dem bei der Schlagbohrbewegung der Spreizlap­ pen entstehenden Bohrstaub eine wirksame Ableitung über die Längsschlitze radial nach innen zu ermöglichen und damit den Vortrieb nicht zu behindern.

Es kann zweckmäßig sein, wenn der Spreizkonus einen Konuswinkel von etwa 12° oder mehr bezüglich der Achsrichtung aufweist. Nur mit Hilfe eines verhältnismäßig großen Konuswinkels, im Ver­ gleich zu den kleineren Konuswerten z. B. bei Spreizankern mit einer parallel-spreizenden Hülse, läßt sich der für brauchbare hohe Auszugswerte geeignete Hinterschnitt erzielen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Befestigungsvorrich­ tung nach der Erfindung kann die Innenkante des vorderen Endes der Dübelhülse durch eine Fase abgeschrägt und zu Beginn des Bohr- und Spreizvorganges am Umfang des Spreizkonus geführt sein. Eine solche gebrochene Vorderkante sorgt besonders bei Beginn des Setzvorganges dafür, daß der Konus und der mit ihm verbundene Gewindebolzen an der Hülse geführt bleiben und da­ durch Schwingungen oder Vibrationen beim drehenden Vortrieb der Hülse vermieden werden.

Für Versand, Lagerhaltung oder auch für die Montage der Befe­ stigungsvorrichtung nach der Erfindung kann es zweckmäßig sein, zwischen Dübelhülse und Gewindebolzen eine Verbindung vorzuse­ hen, die eine begrenzte Relativbewegung in Längsrichtung zu­ läßt. Diese Verbindung kann aus einer zähen oder härtbaren Mas­ se bestehen, welche die ineinandergeschobene Dübelhülse und Ge­ windebolzen im Ruhestand zusammenhält, jedoch beim Setzen mit dem dann erfolgenden Antrieb und Vortrieb der Hülse bezüglich des Konus die erforderliche Relativbewegung in Längsrichtung zuläßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist eine Befestigungsvorrichtung gemäß der Er­ findung teilweise geschnitten dargestellt, und zwar links von der Mittellinie in ihrem Zustand nach dem Einsetzen in eine vorbereitete Wandbohrung und rechts von der Mittellinie in auf­ geweitetem Zustand nach Herstellung des Hinterschnitts in der Wandbohrung.

Eine mit einem üblichen Bohrwerkzeug in eine z. B. aus Beton be­ stehende Tragwand 14 eingebrachte zylindrische Bohrung 10 ver­ läuft gleichmäßig zylindrisch bis zum Bohrlochgrund 12 und ist in ihrer Tiefe so bemessen, daß darin eine Dübelhülse 16 nach dem Setzen über ihre gesamte Länge aufgenommen werden kann.

Die Befestigungsvorrichtung wird gebildet aus einer zylindri­ schen Dübelhülse 16, die beispielsweise aus einem Rohrabschnitt mit einer glatten rückwärtigen Stirnseite 20 besteht. Die dem Bohrlochgrund 12 zugewandte vorangehende Stirnseite der Hülse 16 enthält mehrere Längsschlitze, durch die beispielsweise drei oder vier über den Umfang der Hülse gleichmäßig verteilte Spreizlappen 22 entstehen. Die vorangehende Stirnseite der Hül­ se 16 ist mit einer Stirnverzahnung 26 versehen. Die Zähne oder Zacken sind wie bei selbstbohrenden Dübeln so ausgeführt und bemessen, daß sich die Dübelhülse 16 selbst einen von der zylindrischen Bohrung 10 ausgehenden Hinterschnitt 27 in der Tragwand 14 schaffen kann, wenn sie drehend angetrieben wird.

Die Befestigungsvorrichtung umfaßt außerdem einen Gewindebolzen 30, der wenigstens über die aus dem Bohrloch 10 herausragende Länge mit einem Außengewinde versehen ist, auf das der an der Wand 14 zu befestigende Bauteil aufgesteckt und/oder ver­ schraubt wird. Der Gewindebolzen 30 ist an seinem vorangehenden Ende mit einem Spreizkonus 32 fest verbunden. Der Spreizkonus 32 kann beispielsweise angestaucht oder aus dem vollen Material mit entsprechend größerem Durchmesser herausgedreht sein; es ist ebenfalls möglich, insbesondere bei größeren Abmessungen, den Spreizkonus mit einer zentrischen Gewindebohrung in der Stirnseite des Gewindebolzens 30 von der Stirnseite aus zu ver­ schrauben, wobei der Schraubenkopf zweckmäßig in der verbrei­ terten Stirnseite des Spreizkonus 32 versenkt ist.

Zur Vormontage wird der Gewindebolzen 30 mit seinem Gewindeende vorangehend in das die Stirnverzahnung 26 enthaltende Ende der Dübelhülse 16 eingesteckt. Zwischen dem Umfang des Gewindebol­ zens 30 und der im allgemeinen glatten Innenwand 24 der Dübel­ hülse 16 kann ein nicht gezeigtes Haftmittel, z. B. ein zähes oder erhärtendes Material eingebracht sein, das die beiden Bauteile bis zur Durchführung des Setzvorganges zusammenhält. Diese vor­ läufige Montageverbindung kann auch aus einem Kunststoffring, z. B. aus Weichkunststoff, bestehen, der mit Abstand vom rück­ wärtigen Ende der Dübelhülse 16 angebracht wird, um dort nicht den Eingriff zwischen Setzwerkzeug und Dübelhülse zu beein­ trächtigen.

Um mit der selbstschneidenden Dübelhülse 16 den beabsichtigten Hinterschnitt 27 zu erzeugen, besitzt der Spreizkonus 32 einen verhältnismäßig großen Konuswinkel, der beispielsweise ungefähr 12° oder mehr zur Achsrichtung beträgt. Wenn im vormontierten Zustand der Befestigungsvorrichtung das vorangehende Ende des Spreizkonus 32 auf dem Bohrlochgrund 12 aufsitzt, liegt die Dübelhülse 16 mit einer Anschrägung oder Fase 48 auf dem Umfang des Spreizkonus 32 auf. Diese Fase 48 besteht aus einer leicht gebrochenen Innenkante der Stirnverzahnung 26.

Die rückwärtige Stirnseite 20 der Dübelhülse enthält zwei ge­ genüberliegende, axialgerichtete Mitnehmernuten 28 für entspre­ chende Vorsprünge 40 eines Setzwerkzeuges 34. Das Setzwerkzeug 34 umfaßt einen im Bohrfutter einer Schlagbohrmaschine zu span­ nenden Schaft 38, der in einen zur vorderen Stirnseite hin of­ fenen Hülsenabschnitt 36 übergeht. Am vorderen Ende des Hülsen­ abschnitts 36 sind die den Mitnehmernuten 28 zugeordneten Vor­ sprünge 40 angeformt. Die Länge des Hülsenabschnittes 36 ist groß genug, um den aus dem Bohrloch 10 herausstehenden Gewinde­ abschnitt des Konusbolzens 30 auch dann noch aufzunehmen, nach­ dem der Einbohr- und Verankerungsvorgang beendet worden ist. Der Hülsenabschnitt 36 ist im Durchmesser höchstens gleichgroß oder wenige 10tel Millimeter kleiner als der Durchmesser der Dübelhülse 16. Wenn die Befestigungsvorrichtung in die Wandboh­ rung 10 eingeführt ist, ragt die Dübelhülse 16 mit ihrem rückwärtigen Abschnitt aus der Wand heraus. Diese Länge ist ungefähr so groß wie die Länge des Spreizkonus 32, wenn am Ende des Setzvorganges die rückwärtige Stirnseite 20 der Dübelhülse 16 mit der Wand bündig sein, in jedem Fall aber nicht mehr vor­ stehen soll. Bei Verankerungen in einem tieferen Bohrloch 10 wird, falls erforderlich, ein anderes Setzwerkzeug 34 mit einem längeren Hülsenabschnitt 36 verwendet. Für diese Fälle können außen am Hülsenabschnitt des Setzwerkzeuges Umfangsnuten zur Orientierung angebracht sein, an denen man die Länge ablesen kann, über welche die Dübelhülse vorgetrieben werden muß. Die Dübelhülse 16 ist während ihres drehenden Vortriebs an der In­ nenwand der Bohrung 10 geführt, während der in das Setzwerkzeug hineinragende Gewindeabschnitt des Konusbolzens 30 ebenfalls für eine gewisse Führung und dafür sorgt, daß die Vorsprünge 40 nicht mit den Mitnehmernuten 28 außer Eingriff gelangen.

Rechts von der Mittellinie der Zeichnung ist der Zustand darge­ stellt, bei dem die Dübelhülse mit der Tragwand 14 bündig ist und ihre Spreizlappen ungefähr den Spreizkonus 32 überdecken. Der Außenumfang der Dübelhülse 16 enthält in der Nähe ihres Vorderendes eine oder mehrere flache Ringnuten 46, die sich quer über den Umfang der Spreizlappen 22 erstrecken und durch die der erzeugte Bohrstaub in die Längsnuten 18 geleitet wird.

Claims (7)

1. Befestigungsvorrichtung mit einer in ein zylindrisches Bohr­ loch einsteckbaren Dübelhülse, die von ihrer vorangehenden mit Zähnen versehenen Stirnseite ausgehende Längsschlitze zur Bil­ dung aufspreizbarer Lappen enthält, einem in das vorangehende Hülsenende hineinragenden, sich in Richtung zum Bohrlocheingang verjüngenden und gegenüber der Dübelhülse zur Spreizung der Lappen längsbeweglich gehaltenen Spreizkonus, einer am rückwär­ tigen Ende der Hülse angeordneten Anschlußeinrichtung für ein Setzwerkzeug zum drehenden Vortrieb der Dübelhülse, und mit einem in die Dübelhülse einführbaren Gewindebolzen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Spreizkonus (32) mit dem die Dübelhülse (16) mit Spiel durchsetzenden und aus deren rückwärtigen Ende herausra­ genden Gewindebolzen (30) ständig in fester Verbindung steht,
• - daß das Setzwerkzeug (34) einen an seiner Vorderseite offenen, am Umfang des Gewindebolzens (30) geführten Hülsenabschnitt (36) aufweist, dessen Außendurchmesser gleichgroß oder nur wenig kleiner ist als derjenige der Dübelhülse (16),
• - daß die Anschlußeinrichtung aus in der rückwärtigen Stirnsei­ te der Dübelhülse (16) enthaltenen axial gerichteten Mitnehmer­ nuten (28) für zugeordnete Vorsprünge (40) am Hülsenabschnitt (36) des Setzwerkzeuges (34) besteht,
• - und daß zwischen dem Innenumfang der Dübelhülse (16) oder des Setzwerkzeuges (34) und dem Außenumfang des Gewindebolzens (30) eine relative Längsbewegungen zulassende formschlüssige Verbin­ dung vorgesehen ist.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandstärke der Dübelhülse (16) Werte zwischen ungefähr 0,25 bis 0,5 × Innendurchmesser der Dübelhülse (16) aufweist.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dübelhülse (16) in der Nähe ihres voran­ gehenden Endes eine oder mehrere flache Umfangsnuten (46) zur Aufnahme und Ableitung von Bohrstaub enthält.

4. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkonus (32) einen Konuswinkel von etwa 12° oder mehr bezüglich der Achsrichtung aufweist.

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkante des vorde­ ren Endes der Dübelhülse (16) durch eine Fase (48) abgeschrägt und zu Beginn des Bohr- und Spreizvorgangs am Umfang des Spreizkonus (32) geführt ist.

6. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Dübelhülse (16) und dem Gewindebolzen (30) eine Verbindung vorgesehen ist, die eine begrenzte Relativbewegung in Längsrichtung zuläßt.

7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung aus einer zähen oder härtbaren Masse besteht.