DE3608319C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Befestigungsdübel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Befestigungsdübel dienen zum Abhängen mittlerer oder schwerer Lasten wie z. B. von Maschinen und Apparaten, zur Verankerung von Rohrleitungen, sanitären Anlagen, Heizungsanlagen, Elektroanlagen, Schienen für Laufkatzen, Aufzüge, Fassadenverkleidungen u. dgl. Bei einem Befestigungsdübel der eingangs genannten Art handelt es sich um einen sog. wegkontrollierten Dübel, weil es durch Kontrolle des Weges, den der im zentralen Hohlraum der Dübelhülse angeordnete Spreizkörper ausführt, möglich ist, die zur Aufnahme der entsprechenden Kräfte erforderliche Aufspreizung der Spreizhülse zu kontrollieren. Bei der Montage eines derartigen Befestigungsdübels wird in einem ersten Arbeitsgang in das Element, in welchem der Befestigungsdübel verankert werden soll, ein Loch gebohrt, dessen axiale Länge der Länge der Dübelhülse entspricht, so daß die Dübelhülse mit ihrem zweiten stirnseitigen Ende am Grund des Bohrloches aufliegt. Nach dem Einsetzen der den Spreizkörper enthaltenden Dübelhülse in das Bohrloch wird in den zentralen Hohlraum ein Setzwerkzeug eingesteckt, mit dessen Hilfe der Spreizkörper in die Dübelhülse in Richtung des zweiten stirnseitigen Endes eingeschlagen wird. Das Setzwerkzeug weist dabei einen dem verwendeten Befestigungsdübel entsprechenden Ansatz auf, der dann am ersten stirnseitigen Ende der Dübelhülse aufliegt, wenn der Spreizkörper in dem sich konisch verjüngenden Abschnitt der Dübelhülse seine richtige Endposition erreicht hat. In dieser Endposition spreizt der Spreizkörper den sich konisch verjüngenden Abschnitt der Spreizhülse im Bohrloch so weit auf, daß sich eine mechanisch gute Befestigung des Befestigungsdübels im Sackloch ergibt. Mit derartigen Befestigungsdübeln durchgeführte Auszugversuche haben gezeigt, daß die axiale Verschiebung des Dübels in Abhängigkeit von der am Befestigungsdübel angreifenden Auszugskraft bis zu einer maximalen Auszugskraft vergleichsweise klein ist. Das bedeutet, daß derartige Befestigungsdübel einen Auszug aus dem Sackloch, in dem sie angeordnet sind, in nachteiliger Weise kaum anzeigen. Ein wesentlich besseres Auszugsverhalten weisen die bekannten sog. Selbstbohrdübel auf, bei denen es sich ebenfalls um wegkontrollierte Befestigungsdübel handelt.

Selbstbohrdübel weisen jedoch die Mängel auf, daß das zweite stirnseitige Ende mit einer Bohrkrone ausgebildet sein muß, daß diese Bohrkrone gehärtet sein muß, so daß die Dübelhülse im Bereich dieser Bohrkrone nicht federnd elastisch sondern spröde ist, und daß die Dübelhülse auf der zur Bohrkrone entgegengesetzten Seite mit einem Haltestück ausgebildet sein muß, daß nach Ausführung der Bohrung von der Dübelhülse entfernt wird. Diesen Mängeln steht andererseits der Vorteil gegenüber, daß derartige selbstbohrende Befestigungsdübel im Vergleich zu Befestigungsdübeln der eingangs genannten Art ein verbessertes Auszug-Verhalten aufweisen, weil bei diesen selbstbohrenden Befestigungsdübeln der Verschiebungsweg in Abhängigkeit von der Auszugskraft größer ist. Bei den selbstbohrenden Befestigungsdübeln kündigt sich eine Verschiebung aus dem Bohrloch heraus also besser an als bei einem Befestigungsdübel der eingangs genann­ ten Art, wobei jedoch die maximalen Auszugskräfte bei gleicher Verankerungstiefe der Befestigungsdübel gleich groß sein kön­ nen.

Ein Befestigungsdübel der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 22 40 061 bekannt. Zur Verankerung dieses Befestigungs­ dübels in einem vorgebohrten Loch dienen Erhebungen, die an der Außenmantelfläche der Dübelhülse des in Fig. 1 dargestell­ ten Befestigungsdübels vorgesehen sind. Aus Fig. 2 ist ein Befestigungsdübel bekannt, bei dem sich an einen mit einem Innengewinde ausgebildeten Abschnitt der Dübelhülse ein Ab­ schnitt anschließt, der zum zweiten stirnseitigen Ende der Dübelhülse hin nicht konisch verjüngt sondern konisch erwei­ tert ausgebildet ist. Beim zuletzt genannten Befestigungsdübel ist es erforderlich, zuerst den Spreizkegel in die Bohrung einzuführen, wobei die Dübelhülse des Befestigungsdübels zur Zentrierung in der Bohrung kaum einen Betrag leistet, weil sie gegen den Spreizkegel nach hinten versetzt ist. Im näch­ sten Arbeitsschritt muß die Dübelhülse dieses Befestigungsdü­ bels in die Bohrung eingeschlagen werden, wobei die Dübelhülse relativ gegen den Spreizkegel verschoben und dabei aufgespreizt wird.

Aus der DE 35 33 220 A1 ist ein Befestigungsdübel bekannt mit einer Dübelhülse, die einen zentralen Hohlraum mit einem von einem ersten stirnseitigen Ende ausgehenden, sich konisch verjüngenden Abschnitt und vom zweiten stirnseitigen Ende aus­ gehende Längsschnitte aufweist, und mit einem im zentralen Hohlraum angeordneten Spreizkörper, der zum Aufspreizen der Dübelhülse vorgesehen ist, wobei das zweite stirnseitige Ende der Dübelhülse eine konische Einsenkung aufweist, die sich unter Ausbildung einer um das zweite stirnseitige Ende umlaufen­ den Schneide bis in die Nähe der Außenfläche der Dübelhülse erstreckt und eine kleine axiale Länge aufweist, und die Außen­ mantelfläche der Dübelhülse in der Nachbarschaft des zweiten stirnseitigen Endes mit einer umlaufenden Ausnehmung ausgebildet ist, die in Richtung vom zweiten stirnseitigen Ende der Dübel­ hülse zum ersten stirnseitigen Ende einen konisch sich verjün­ genden Abschnitt aufweist und sich an den konisch verjüngten Abschnitt in Richtung zum ersten Ende ein sich konisch erwei­ ternder Abschnitt anschließt, dessen axiale Länge größer ist als die axiale Länge des konisch verjüngt ausgebildeten Ab­ schnittes. In Fig. 3 dieser Druckschrift ist ein Befestigungs­ dübel dargestellt, der ein stirnseitiges Ende aufweist, das im Gegensatz zum Befestigungsdübel, wie er dort aus den Fig. 1 und 2 bekannt ist, nicht abgestützt ist. Dieser bekannte Befestigungsdübel weist mindestens eine sich in radialer Rich­ tung von der Außenmantelfläche der Dübelhülse wegerstrecken­ de Ringscheibe auf, die an der engsten Stelle der Dübelhülse, d. h. an dem Abschnitt der Außenmantelfläche der Dübelhülse vorgesehen ist, der den kleinsten Außendurchmesser aufweist. Beim Einschlagen des Spreizkörpers in die Dübelhülse wird die Dübelhülse aufgespreizt, wobei die mindestens eine Ringschneide in die Wandung des vorgebohrten Loches eingeschlagen wird. Bei diesem Befestigungsdübel wird also zuerst die Dübelhülse in das vorgebohrte Loch eingesetzt und anschließend erfolgt das Einschlagen des Spreizkörpers, bei dem die Dübelhülse nicht mehr in ihrer Längsrichtung bewegt wird bzw. bewegt werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Befestigungsdübel der eingangs genannten Art so weiter zu verbes­ sern, daß sein Auszug-Verhalten hinsichtlich des Verschiebeweges in Abhängigkeit von der Auszugskraft an das Auszugverhalten eines selbstbohrenden Befestigungsdübels angenähert wird.

Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Ausbildung der Schneide ist es möglich, daß die Dübelhülse beim Einschlagen des in der Dübelhülse vorgesehenen, in axialer Richtung verschiebbaren Spreizkörpers die Dübelhülse mit ihrer Schneide in das Mauerwerk einschneidet, in dem der Befestigungsdübel in einer Sacklochbohrung angeordnet werden soll. Durch diese Schneide wird also vermieden, daß das zweite stirnseitige Ende der Dübelhülse während des Einschlagens des Spreizkörpers zusammengepreßt wird. Diese Zusammenpressung der Dübelhülse an ihrem zweiten stirnseitigen Ende kann bislang oftmals nicht sicher vermieden werden. Wenn das zweite stirnseitige Ende der Dübelhülse verschlossen ist, ist es nicht möglich, den Spreizkörper entlang des sich konisch verjüngenden Abschnittes in die richtige Endposition einzuschlagen, so daß die Auszug-Kräfte eines in das Innengewinde der Dübelhülse eingeschraubten Schraubzapfens nicht erreicht werden. Erst durch die Ausbildung des zweiten stirnseitigen Endes der Dübelhülse mit einer Schneide wird sichergestellt, daß die Aufspreizung der Dübelhülse in der Endposition des Spreizkörpers an die Aufspreizung eines an sich bekannten selbstbohrenden Befestigungs­ dübels angepaßt ist, so daß auch das Auszug-Verhalten des erfindungsgemäßen Befestigungsdübels dem eines selbstbohrenden Befestigungsdübels angenähert ist, ohne daß das Auszugskraft-Maximum reduziert wird. Ein weiterer Vorteil der im zweiten stirnseitigen Ende der Dübelhülse vorgesehenen Einsenkung besteht darin, daß durch diese Einsenkung zwischen dem sich in der Endposition befindenden Spreizkörper und der Dübelhülse ein Hohlraum verbleibt, der zur Aufnahme überschüssigen Mauerwerks vorgesehen ist, das während des Einschlagens des Spreizkörpers in die Dübelhülse vom Mauerwerk abgelöst werden kann.

Dadurch, daß die Außenmantelfläche der Dübelhülse am Endabschnitt des zweiten stirnseitigen Endes eine umlaufende Ausnehmung mit einem vom zweiten stirnseitigen Ende der Dübelhülse ausgehenden konisch verjüngten Abschnitt aufweist, ergibt sich während des Einschlagens des Spreizkörpers in das Mauerwerk ein Einschneiden der Dübelhülse. Durch die Ausbildung der umlaufenden Ausnehmung als konisch verjüngter Abschnitt ergibt sich außerdem der Vorteil, daß das sich während des Einschlagens der Dübelhülse in der umlaufenden Ausnehmung ansammelnde, vorzugsweise partikelförmige Material des Mauerwerks bei einer späteren Belastung des Befestigungsdübels zum positiven Abzugverhalten des Befestigungsdübels einen wirksamen Beitrag leistet.

Dem gleichen Zweck dient es, wenn sich an den konisch verjüngten Abschnitt der umlaufenden Ausnehmung in Richtung zum ersten Ende ein sich konisch erweiternder Abschnitt anschließt, dessen axiale Länge größer ist als die axiale Länge des konisch verjüngt ausgebildeten Abschnittes. Durch die einen konisch verjüngten Abschnitt und einen vergleichsweise längeren konisch erweiterten Abschnitt aufweisende umlaufende Ausnehmung ergibt sich außerdem der Vorteil, daß die Dübelhülse in der Originalposition des Spreizkörpers entlang der umlaufenden Ausnehmung nicht an der Wandung des Sackloches anliegt, sondern erst dann gegen diese Wandung gepreßt wird, wenn der Spreizkörper in den Spreizdübel eingeschlagen wird.

Es ist weiterhin vorteilhaft, daß der sich an den konisch verjüngten Abschnitt anschließende Abschnitt der umlaufenden Ausnehmung mit Rillen ausgebildet ist, die um die Dübelhülse umlaufen. Diese Rillen sind dabei vorzugsweise mit einem unsymmetrischen Profil ausgebildet. Diese ein unsymmetrisches Profil aufweisenden Rillen dienen quasi als Widerhaken, wenn die Dübelhülse mittels des Spreizkörpers aufgespreizt ist.

Zwischen der konischen Einsenkung und dem sich konisch verjüngenden Abschnitt des zentralen Hohlraumes der Dübelhülse kann ein Übergangsabschnitt vorgesehen sein. Dieser Übergangsabschnitt kann eine der konischen Einsenkung entsprechende axiale Ausdehnung aufweisen und einfach zylindrisch ausgebildet sein. Bei einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Dübels ist der Übergangsabschnitt in Richtung zum zweiten stirnseitigen Ende der Dübelhülse hin konisch erweitert ausgebildet, wobei der Öffnungswinkel des konischen Übergangsbereiches wesentlich kleiner ist als der Öffnungswinkel der konischen Einsenkung. Der Öffnungswinkel des konischen Übergangsbereiches kann dabei in der Größenordnung um 5° liegen und der der konischen Einsenkung bei 30°. Selbstverständlich ist der Dübel nicht auf diese Winkel beschränkt, sie sollen nur eine Größenordnung bzw. einen gegenseitigen Vergleich zulassen.

Die axiale Gesamtlänge aus der konischen Einsenkung und dem Übergangsbereich der Dübelhülse ist in bezug zur axialen Länge des Spreizkörpers klein. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Spreizkörper auch in der in die Dübelhülse eingeschlagenen Spreizposition noch sicher am sich konisch verjüngenden Abschnitt des zentralen Hohlraumes anliegt und sich eine sichere Aufspreizung der Dübelhülse ergibt.

Zu diesem Zweck weist die Dübelhülse die vom zweiten stirnseitigen Ende ausgehenden Längsschlitze auf, wie sie eingangs beschrieben worden sind.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Befestigungsdübels ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen halbseitig längsgeschnittenen Befestigungsdübel, wobei der Spreizkörper nur strichpunktiert angedeutet ist,

Fig. 2 eine Frontansicht des Befestigungsdübels in Richtung des Pfeiles II aus Fig. 1,

Fig. 3 das Detail III aus Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 das Detail IV aus Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab,

Fig. 5 das Detail V aus Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Spreizkörpers, und

Fig. 7 ein Diagramm, in welchem der Zusammenhang zwischen der Auszugkraft P und dem Auszugweg x eines bekannten selbstbohrenden Befestigungsdübels sowie eines bekannten Befestigungsdübels der eingangs genannten Art dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt einen Befestigungsdübel 10 mit einer Befestigungshülse 12 und einem Spreizkörper 14. Die Befestigungshülse 12 weist einen zentralen Hohlraum 16 auf, der von einem ersten stirnseitigen Ende 18 ausgehend einen zylindrischen Abschnitt 20 aufweist, der mit einem Innengewinde 22 versehen ist. In dieses Innengewinde 22 kann ein Schraubzapfen mit einem dem Innengewinde 22 entsprechenden Außengewinde eingeschraubt werden. Der Schraubzapfen ist in dieser Figur nicht dargestellt.

An den Abschnitt 20 schließt sich in Richtung zu dem dem ersten stirnseitigen Ende 18 entgegengesetzten zweiten stirnseitigen Ende 24 hin ein sich konisch verjüngender Abschnitt 26 an. Der sich konisch verjüngende Abschnitt 26 weist einen relativ kleinen Öffnungswinkel auf, so daß der Spreizkörper 14, der mit einem entsprechenden konischen Öffnungswinkel ausgebildet ist, durch Reibung im sich konisch verjüngenden Abschnitt 26 lokalisiert ist. Zur weiteren Verbesserung der Lokalisierung kann zwischen der Dübelhülse 12 und dem Spreizkörper 14 eine Körnung 30 vorgesehen sein.

Die Dübelhülse 12 weist Längsschlitze 32 auf (siehe Fig. 2), die von dem zweiten stirnseitigen Ende 24 ausgehen. Durch die Längsschlitze 32 ist die Dübelhülse 12 entlang des sich konisch verjüngenden Abschnittes 26 federnd nachgiebig ausgebildet, so daß die Dübelhülse 12 in dem durch die Längsschlitze 32 bestimmten Abschnitt durch Einschlagen des Spreizkörpers 14 zum zweiten stirnseitigen Ende 24 hin, aufgespreizt wird.

Das zweite stirnseitige Ende 24 der Dübelhülse 12 weist eine konische Einsenkung 34 auf, die sich unter Ausbildung einer umlaufenden Schneide 36 bis in die Nähe der Außenmantelfläche 38 der Dübelhülse 12 erstreckt. An die konische Einsenkung 34 schließt sich ein Über­ gangsabschnitt 38 an, der einen wesentlich kleineren Öffnungswinkel aufweist als die konische Einsenkung 34, wobei der Öffnungswinkel des Übergangsbereiches 38 und der Öffnungswinkel der konischen Einsenkung 34 in die gleiche Richtung weisen (siehe Fig. 3).

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, weist die Außenmantelfläche 38 der Dübelhülse 12 in dem dem zweiten stirnseitigen Ende 24 zugewandten Endabschnitt eine umlaufende Ausnehmung 40 auf. Diese umlaufende Ausnehmung 40 ist insbesondere aus Fig. 4 deutlich ersichtlich. Die umlaufende Ausnehmung 40 ist mit einem konisch verjüngten Abschnitt 42 ausgebildet, der von der Nachbarschaft des zweiten Endes 24 der Dübelhülse 12 ausgehend konisch verjüngt ausgebildet ist. An diesen konisch verjüngten Abschnitt 42 der umlaufenden Ausnehmung 40 schließt sich ein konisch erweiterter Abschnitt 44 an (siehe Fig. 4), dessen axiale Länge größer ist als die axiale Länge des Abschnittes 42. Der Abschnitt 44 ist mit Rillen 46 ausgebildet, die ein unsymmetrisches Profil aufweisen. Diese Rillen 46 sind nur in der in einem vergrößerten Maßstab dargestellten Fig. 4 eingezeichnet.

An den sich zum ersten stirnseitigen Ende 18 hin konisch erweiternden Abschnitt 44, der mit den Rillen 46 versehen ist, schließt sich ein Abschnitt 48 an, der eine Aufrauhung aufweist. Diese Aufrauhung ist in den Fig. 1 und 4 durch sich kreuzende Linien dargestellt. Bei dieser Aufrauhung kann es sich um eine Rändelung oder um eine Riffelung handeln. Der aufgerauhte Abschnitt 48 ist in einem mittleren Abschnitt der Dübelhülse 12 vorgesehen (siehe Fig. 1), wobei die axiale Ausnehmung des aufgerauhten Abschnittes 48 der Verschiebungsstrecke des Spreizkörpers 14 zwischen der normalen Ruhestellung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, und der eingeschlagenen Endposition entspricht. In der eingeschlagenen Endposition fluchtet die dem stirnseitigen Ende 24 zugewandte Stirnfläche 50 des Spreizkörpers 40 mindestens näherungsweise mit dem stirnseitigen Ende 24.

Der aufgerauhte Abschnitt 48 ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Befestigungsdübels mit einem Abschnitt 52 ausgebildet, der in Richtung vom stirnseitigen Ende 18 zum stirnseitigen Ende 24 (siehe Fig. 1) der Dübelhülse 12 hin konisch erweitert ausgebildet ist. Auch in Fig. 5 ist die Aufrauhung durch sich kreuzende dünne Linien dargestellt.

Fig. 6 zeigt den Spreizkörper 14, der einen zylindrischen Abschnitt 54 und einen konisch verjüngten Abschnitt 56 aufweist.

Mit der Bezugsziffer 50 ist die dem stirnseitigen Ende 24 der Dübelhülse 12 zugewandte Stirnfläche bezeichnet und mit der Bezugsziffer 58 die entgegengesetzte Stirnfläche. An diese Stirnfläche 58 wird das Schlagwerkzeug angesetzt, mit dem der Spreizkörper 14 weiter in die Spreizhülse 12 (siehe Fig. 1) eingeschlagen wird.

Fig. 7 zeigt in einem Diagramm den funktionellen Zusammenhang zwischen dem Auszugweg x und der Auszugkraft P. In dieser Figur ist der Zusammenhang P = f (x) für einen bekannten selbstbohrenden Dübel in der Linie 60 und für einen gattungsgemäßen Befestigungsdübel in der Linie 62 dargestellt. Aus dieser Figur ist zu erkennen, daß ein selbstbohrender Befestigungsdübel ein Auszugverhalten aufweist, bei dem bei zunehmender Abzugkraft P der Auszugweg x, der größenordnungsmäßig 6 mm betragen kann, gut sichtbar wird. Demgegenüber beträgt der Auszugweg eines gattungsgemäßen Befestigungsdübels bis zur maximalen Auszugkraft P größenordnungsmäßig nur 1 mm, so daß die Verschiebung des Befestigungsdübels bei Belastung kaum oder nicht sichtbar wird. Diesem Mangel hilft der erfindungsgemäße Befestigungsdübel 10 ab, mit dem sich ein an das durch die Linie 60 dargestellte Auszugverhalten angenähertes Auszugverhalten ergibt, wobei die maximale Auszugkraft erhalten bleibt.

Claims (2)

1. Befestigungsdübel zum Eintreiben in ein vorgefertigtes Bohrloch mit einer Dübelhülse (12), die einen zentralen Hohlraum (16) mit einem von einem ersten stirnseitigen Ende (18) ausgehenden zylindrischen Abschnitt (20) mit Innengewinde (22) aufweist, an den sich ein konisch sich verjüngender Abschnitt (26) anschließt und mit vom entge­ gengesetzten zweiten stirnseitigen Ende (24) ausgehenden Längsschlitzen, sowie mit einem im zentralen Hohlraum (16) angeordneten Spreizkörper (14), der zum Aufspreizen der Dübelhülse (12) vorgesehen ist, wobei das zweite stirn­ seitige Ende (24) der Dübelhülse (12) eine konische Ein­ senkung (34) aufweist, die sich unter Ausbildung einer um das zweite stirnseitige Ende (24) umlaufenden Schneide (36) bis in die Nähe der Außenmantelfläche (38) der Dü­ belhülse (12) erstreckt und eine kleine axiale Länge auf­ weist, wobei die Schneide (36) beim Vortrieb der Dübel­ hülse (12) in die Bohrlochwandung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche (38) der Dübelhülse (12) in der Nachbarschaft des zweiten stirnseitigen Endes (24) mit einer umlaufenden Ausnehmung (40) ausgebildet ist, die in Richtung vom zweiten stirnseitigen Ende (24) der Dü­ belhülse (12) zum ersten stirnseitigen Ende (18) einen konischen sich verjüngenden Abschnitt (42) aufweist, an den ein sich konisch erweiternder Abschnitt (44) anschließt, dessen axiale Länge größer ist als die axiale Länge des konisch verjüngt ausgebildeten Abschnittes (42), und daß der konisch sich erweiternde Abschnitt (44) mit umlaufenden Rillen (46) ausgebildet ist.

2. Befestigungsdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (46) ein unsymmetrisches Profil aufweisen.