DE3811249A1 - Befestigungseinrichtung eines gewindebauteils in einem hinterschnittenen bohrloch und bohrvorrichtung zum herstellen von hinterschneidungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsein­ richtung eines Gewindebauteils in einem nicht durchgehenden hinterschnittenen Bohrloch, in dem ein bohrungssohlenseitig längsgeschlitzter Dübel angeordnet ist, dessen Spreizlappen von dem Gewindebauteil in die Hinterschneidung gespreizt gehalten sind.

Bekannte Befestigungseinrichtungen dieser Art werden für Schwerbefestigungen eingesetzt, bei denen schwere Lasten tragende Teile z.B. an Bauwerken befestigt werden müssen. In das Bohrloch wird ein Gewindebauteil eingesetzt, das an seinen einen Ende ein Befestigungsgewinde aufweist, auf das eine Befestigungsmutter zur Befestigung des festzulegenden Teils aufgeschraubt werden kann. Das andere Ende ist mit einem Spreizkegel versehen, der sich auf der Bohrungssohle abstützt, und auf den eine das Gewindebauteil umgebende, mit Spreizlappen versehene Spreizhülse aufgetrieben werden kann, deren Lappen sich beim Auftreiben spreizen und in die Hinterschneidung des Bohrlochs gelangen, so daß das Gewindebauteil nicht mehr aus dem Bohrloch herausgezogen werden kann. Eine derartige Montage setzt voraus, daß sich das Gewindebauteil bzw. sein Spreizdübel bei dessen Einschlagen an der Bohrungssohlenseite unter Übertragung der Schlagkräfte abstützen kann. Das ist jedoch nicht stets der Fall. Es gibt vielmehr Befestigungen, bei denen eine schlagartige Belastung des das Bohrloch bildenden Werkstoffs nicht möglich ist und auch eine dauernde Beauf­ schlagung des Werkstoffs durch Spreizkräfte nicht annehmbar ist. Es ist auch möglich, daß die dem abzustützenden Gewinde­ bauteil in Schlagrichtung zur Verfügung stehende Wanddicke ausbruchgefährdet ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungseinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie auch für bruchempfindliche Werkstoffe anwendbar ist, wie Glas, Marmor od.dgl., und daß sie insbe­ sondere bei dünnen Wänden einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der mit einem eine Längsverstellung des Gewindebauteils gestattenden Innengewinde versehene Dübel an seinem inneren Ende der Form der Hinter­ schneidung des Bohrlochs entsprechend vorgeformt ist.

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die Spreizlappen des längsgeschlitzten Dübels bereits der Form der Hinterschnei­ dung entsprechend vorgeformt sind. Das Gewindebauteil braucht dann lediglich eingeschraubt zu werden, um die Vorformungen in den Hinterschneidungen zu halten. Beim Einschrauben hat das Gewindebauteil lediglich die durch den Dübel bedingten Verformungskräfte aufzubringen, die durch die Konstruktion des Dübels berechenbar sind und sich daher in festlegbaren Grenzen halten können, so daß der Einbau des Dübels mit nur geringen Kräften erfolgen kann und von daher eine Beschädigung des Werkstoffs, beispielsweise des Werkstoffs einer Glasscheibe oder die Gefährdung der gesamten Glasscheibe selbst nur gering ist. Wenn der Dübelwerkstoff elastisch ist, können seine Spreizlappen vor dem Einbau zusammengedrückt werden und spreizen sich in Einbaulage selbsttätig, ohne Kraftanwendung durch das Gewindebauteil. Die Verformungen des Dübels werden im Sinne einer formschlüssigen Verankerung ausgebildet, ohne daß radiale oder axiale Spreizkräfte in das Werkstück abgetragen werden müssen.

Es sind Messingdübel allgemein bekannt, in welche Schrauben zum Spreizen von Spreizlappen eindrehbar sind, die sich infolgedessen in den das Bohrloch bildenden Werkstoff eingraben. Offensichtlich können solche Dübel jedoch nicht für spannungsempfindliche oder dünnwandige Werkstoffe eingesetzt werden.

Ein besonders vorteilhafter Einsatzbereich der erfin­ dungsgemäßen Befestigungseinrichtung ist das Befestigen von Platten, insbesondere von Fassadenplatten. Derartige Fas­ sadenplatten werden herkömmlicherweise mit einer Durchgangs­ bohrung versehen und mit Durchsteckelementen befestigt, die an außenliegenden Flächen Abdichtungselemente haben müssen, damit die Durchgangsbohrungen dicht sind. Es ist aber unvermeidlich, daß sich im Laufe der Zeit Undichtigkeiten einstellen. Auch die Ansehnlichkeit der Plattenaußenseiten leidet durch die Be­ festigungs- und Dichtungselemente. Demgegenüber ist es mit der Befestigungseinrichtung möglich, vergleichsweise dünne Glas- und Marmorplatten mit nicht durchgehenden Bohrlöchern zu befestigen, so daß also die Dichtigkeit automatisch gewähr­ leistet ist und die glatte Plattenaußenfläche unversehrt bleibt. Die Vorformungen und ihre Spreizlappen sind ohne weiteres in der Lage, die bei solchen Platten auftretenden Gewichts- und Auszugskräfte hinreichend großflächig auf den Plattenwerkstoff zu übertragen.

Vorteilhafterweise weist der Dübel bohrungssohlenseitig ein einem Sohlenkegel angepaßten vorgeformten kegeligen Rücksprung auf. Der Dübel kann infolgedessen dicht am Bohr­ lochboden und unter Ausnutzung der peripheren Bohrlochtiefe angeordnet werden, also günstig im Hinblick auf plattenförmiges Material. Wäre der Rücksprung nicht vorhanden, müßte der Dübel höher oberhalb des Sohlenkegels enden, oder es müßte anstelle des Sohlenkegels zur Herstellung der Hinterschneidung eine Ver­ tiefung vorgesehen werden, was zur Folge hätte, daß die Min­ destmaterialstärke größer sein müßte.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung so ausgebildet, daß die Schlitze des Dübels bis in die Nähe des ungeschlitzten Dübelendes reichen und eine das Zusammendrücken der Spreizlappen auf eine mindestens Bohrlochdurchmesser gestattende Breite haben und/oder daß der Dübel länger als das Bohrloch tief ist. Die vorgenannte Breite wird in erster Linie durch die radiale Erstreckung der Vorformungen der Spreizlappen bestimmt. Diese Vorformungen müssen radial einwärts so weit zu­ rückgedrückt werden, daß der Dübel in den Hals des Bohrlochs gesteckt werden kann. Erforderlichenfalls ist hierzu eine Anpassung der Form der Schlitze notwendig. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, daß die Schlitze des Dübels im Bereich der in die Hinterschneidung eingreifenden Vorformungen der Spreiz­ lappen deren Zusammendrücken erlaubend erweitert sind. In die­ sem Sinne ist es auch vorteilhaft, wenn der Dübel aus dem Bohrloch herausragt, insbesondere bei einem verbleibenden dünnen Steg am ungeschlitzten Dübelende, weil dann eine größere Schenkellänge der Spreizlappen für deren Verformung zur Verfügung steht. Außerdem dient der aus dem Bohrloch heraus­ stehende Dübel einer Verstärkung der Befestigungseinrichtung gegen Scherkräfte.

Die Schlitze müssen aber auch so ausgebildet sein, daß sie am ungeschlitzten Dübelende Stege bilden, die den Einbauan­ forderungen gerecht werden. Eine vorteilhafte Lösung besteht darin, daß der Dübel aus Metall besteht und die in sich unverformbaren Spreizlappen am ungeschlitzten Dübelende mit verformbaren Stegen zusammengehalten sind. Die Stege übernehmen das Erfordernis, den Dübel verformbar zu gestalten. Dabei bleiben die Spreizlappen unverformt und somit optimal an die Hinterschneidung und an ein leichtes Eindrehen des Gewinde­ bauteils angepaßt.

Andererseits kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch so ausgebildet werden, daß der Dübel aus verformbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff besteht oder verformbar ist und seine Spreizlappen von einem Einstecktrichter auf einen mindestens dem Bohrlochdurchmesser entsprechenden Außendurchmesser zusammendrückbar sind. Wenn der verformbare Werkstoff elastisch ist, springen die Spreizlappen von selbst in ihre Ausgangslage, sobald die Vorformungen zu der Hinterschneidung gelangen. Sofern der Werkstoff bzw. der Dübel nicht elastisch ist, drückt das Gewindebauteil die Spreizlappen auseinander.

Um die Montage zu erleichtern, hat der Dübel in seinem ungeschlitzten Dübelende mindestens eine sein mit einem Schlüssel erfolgendes Festhalten beim Eindrehen des Gewinde­ bauteils gestattende Schlüsselöffnung.

Damit die Befestigungseinrichtung einen sicheren Zu­ sammenhalt hat, ist sie so ausgebildet, daß das Gewinde­ debauteil eine zumindest längs der Vorformungen der Spreiz­ lappen Gewinde aufweisende Schraube ist, die bohrungssohlen­ seitig einen einem Sohlenkegel angepaßten vorgeformten kegeligen Rücksprung aufweist. Diese Ausgestaltung des Ge­ windebauteils gestattet es, die Spreizlappen über praktisch ihre gesamte Länge radial zu spreizen bzw. gespreizt zu halten. Zwischen dem Schraubenende und dem Sohlenkegel ist kein Raum, der ein Nichtspreizen bzw. ein Ausweichen der Spreizlappen begünstigt. Der Rücksprung der Schraube dient deren Zentrierung durch den Sohlenkegel. Das Gewindebauteil steht dann wie vorge­ sehen winklig. Infolgedessen wird auch der Dübel ausgerichtet, der insbesondere bei Glas od. dgl. Minustoleranzen gegenüber dem Bohrloch hat.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf eine Bohr­ vorrichtung zum Herstellen von Hinterschneidungen in nicht durchgehenden zylindrischen Vorbohrungen für Befestigungs­ einrichtungen, mit einer Antriebsmaschine, an die ein Bohr­ werkzeug gelenkig anschließbar ist, an dessen Spitze eine radial über den Bohrschaftumfang vorstehende Seitenschneide angebracht ist, das eine bei seiner Axialbeaufschlagung ra­ dialen Vortrieb der Seitenschneide bewirkende Schrägfläche hat, die direkt an der Sohle der Vorbohrung oder an einem in der Vorbohrung angeordneten Druckstück abstützbar ist, und dessen Bohrschaft auf seinem der Seitenschneide gegenüberliegenden Außenumfang in einem das Einstecken in die Vorbohrung ge­ stattenden Maße abgeflacht ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 36 30 389 bekannt. Der Bohrschaft des bekannten Bohrwerkzeugs hat einen dem Durchmesser der Vorbohrung etwa entsprechenden Durchmesser, so daß sich das Bohrwerkzeug mit dem oberen Ende seines Bohrschafts beim Herstellen der Hinterschneidung zusätzlich zur Abstützung direkt an der Sohle der Vorbohrung oder an einem in der Vorbohrung vorhandenen Druckstück auch oben, am Hals der Vorbohrung abstützen kann, und zwar radial, so daß hier der Gelenkpunkt für das radiale Auswandern der Seitenschneide liegt. Die dabei auftretenden Kräfte werden vom Bohrschaft ohne weiteres auf den Werkstoff übertragen, in dem sich die Vorbohrung befindet. Eine derartige Bohrvorrichtung ist jedoch nicht einsetzbar, wenn das zu bohrende Werkstück dünn ist, weil dann insbesondere für größere Hinterschneidungstiefen eine unannehmbare große Schrägstellung des Bohrschafts erforderlich wäre, und/oder wenn das zu bohrende Material die Übertragung radialer Kräfte beim Herstellen der Hinterschneidung nicht zuläßt, beispielsweise weil es bruchempfindlich ist, wie Glas oder Marmor.

Demgegenüber liegt der Ausgestaltung der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung der vorstehend genannten Art so zu verbessern, daß auch dünne und/oder empfindliche Werkstoffe, wie Glas oder Marmor mit einer insbesondere kurzen, eine Hinterschneidung aufweisenden Bohrung versehen werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der antriebsseitige Radius des Bohrschafts kleiner als der Vorbohrungsradius ist, und daß der gelenkige Anschluß des Bohrwerkzeugs an die Antriebsmaschine relativ zum Bohrwerkstück ortsfest ist.

Für die erfindungsgemäße Bohrvorrichtung ist von Be­ deutung, daß das Bohrwerkzeug ortsfest an die Antriebsmaschine angeschlossen ist. Infolgedessen kann sich der Bohrschaft radial über seinen gelenkigen Anschluß an der Antriebsmaschine abstützen, so daß das zu hinterschneidende Material ent­ sprechend entlastet wird. Dazu wird auch der antriebsseitige Radius des Bohrschafts kleiner als der Vorbohrungsradius gehalten. Eine Anlage des Bohrschafts am Werkstoff wird also durch die vorstehend umrissene Ausbildung der Bohrvorrichtung vermieden. Durch die ortsfeste Anlenkung des Bohrwerkzeugs an der Antriebsmaschine wird auch erreicht, daß die Schrägstellung des Bohrwerkzeugs beim Herstellen der Hinterschneidung unab­ hängig von den Abmessungen der Vorbohrung sein kann. Es ist also beispielsweise möglich, flache Bohrungen großen Durch­ messers mit vergleichsweise geringer Schrägstellung des Bohrwerkzeugs bzw. des Bohrschafts herzustellen, so daß die Seitenschneide infolge der geringen Schrägstellung mit praktisch gegen Null tendierender axialer Bewegungskomponente radial in den Werkstoff einschneiden kann. Das dient einer formgetreuen Herstellung der Hinterschneidungen und erleichtert die Herstellungen von Spezialformen ohne Aufwand bei der Ausbildung des Bohrwerkzeugs bzw. der Seitenschneide.

Mit besonders geringen Schrägstellungen des Bohrwerkzeugs beim Herstellen der Hinterschneidung kann gearbeitet werden, wenn der gelenkige Anschluß des Bohrwerkzeugs an die Antriebs­ maschine außerhalb der Vorbohrung angeordnet ist. Diese Anordnung ist für kurze Bohrungen besonders günstig.

Im Sinne einer geringen Schrägstellung des Bohrwerkzeugs und/oder im Sinne einer Verringerung der Gefahr der Anlage des Bohrschafts an der Wand der Vorbohrung ist es, wenn der Bohrschaft exzentrisch zur Rotationsachse des Bohrwerkzeugs angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird auch das Herstellen von Hinterschneidungen bei im Verhältnis zu ihrer Tiefe durchmesserstarken Vorbohrungen erleichtert.

Wenn die Bohrschaftspitze eine kegelförmige, die Schräg­ fläche bildende Vertiefung aufweist, die gleichachsig zur Rotationsachse des Bohrwerkzeugs ist, wird mit dieser Form­ gebung die Herstellung einer Hinterschneidung unter Verwendung eines Sohlenkegels des Werkstoffs an der Sohle der Vorbohrung ermöglicht, wobei die Gleichachsigkeit der Vertiefung mit der Rotationsachse des Bohrwerkzeugs auch die Ausrichtung der Bohrvorrichtung erleichtert.

Um beim Hinterschneiden möglichst geringe Flächenpres­ sungen zu haben bzw. um den radialen Vortrieb der Seiten­ schneide zu erleichtern, ist die kegelförmige Schrägfläche der Vertiefung konvex gewölbt.

Für besonders feinspanende Werkstoffe, die in der Regel auch spröde sind, wie beispielsweise Glas, ist die den Quer­ schnitt der Hinterschneidung aufweisende Seitenschneide in Drehrichtung ballig und zumindest auf ihren Schneidflächen mit Bohrpulver versehen. Das Abtragen des Werkstoffs im Bereich der Hinterschneidung kann infolgedessen sehr schonend und ohne die Gefahr vorgenommen werden, daß der Werkstoff springt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß anstelle des Bohrwerkzeugs ein kreiszy­ lindrischer Vorbohrer anschließbar ist, dessen Spitze eine kegelige, einen Sohlenkegel erzeugende Vertiefung hat und mit Bohrpulver versehen ist. Damit kann auch die Vorbohrung mit dieser Vorrichtung hergestellt werden. Als Bohrpulver wird dabei, wie auch für das die Hinterschneidung herstellende Bohrwerkzeug, z.B. Diamantpulver verwendet, das fest auf den Schneidflächen sitzt.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Befestigungsein­ richtung gemäß der Erfindung beim Zusammenbau,

Fig. 2 die Befestigungseinrichtung der Fig. 1 nach erfolgtem Zusammenbau,

Fig. 3a bis d Einzelheiten zu einer Befestigungsein­ richtung anderer Ausführung,

Fig. 4 eine Bohrvorrichtung zum Herstellen von Hinter­ schneidungen, und

Fig. 5a, b das Bohrwerkzeug der Fig. 4 in vergrößerten Darstellungen.

Die Befestigungseinrichtung 45 dient der Verankerung eines Gewindebauteils 10 in einem Werkstück 46, beispielsweise in einer zehn Millimeter starken Glas- oder Marmorplatte. Das Gewindebauteil 10 ist beispielsweise eine mit Innensechskant oder Schlitz versehene Schraube mit einem Gewinde 25. Das Gewindebauteil 10 kann auch jede vom Dargestellten abweichende Ausbildung haben, wenn dies z.B. zur Befestigung des Werkstücks 46 an einer tragenden Konstruktion erforderlich ist.

Im Werkstück 46 ist ein Bohrloch 11 angeordnet, das im wesentlichen aus der zylindrischen Vorbohrung 11′ und einer kreisringförmigen, gemäß Fig. 1 profilierten Hinterschneidung 14 besteht. Darüber hinaus ist die Form des Bohrlochs 11 durch einen Sohlenkegel 16 bestimmt, dessen Kegelform der Herstellung der Hinterschneidung 14 dient, wie zu Fig. 5a,b erläutert werden wird.

Weiterer Bestandteil der Befestigungseinrichtung 45 ist ein Dübel 12, der durch den Hals 11′′ des mit einem Bohrloch­ durchmesser 20 versehenen Bohrlochs 11 eingesetzt werden muß. Der Dübel 12 ist im Prinzip hülsenförmig und mit einem Innen­ gewinde 15 zum Einschrauben des Gewindebauteils 10 versehen. Bohrungssohlenseitig ist der Dübel 12 längsgeschlitzt, wobei die Längsschlitze 18 bis in die Nähe des ungeschlitzten Dübelendes 19 reichen, so daß dort lediglich ein schmaler Steg 22 bleibt, vgl. Fig. 3b. Durch die Schlitze 18 ist der Dübel 12 bohrungssohlenseitig mit Spreizlappen 13 versehen, die an ihren freien Enden der Hinterschneidung 14 des Bohrlochs 11 ent­ sprechend vorgeformt sind. Es sind also Vorformungen 21 vorhanden, die exakt der Hinterschneidung 14 entsprechend profiliert sind, eventuell mit Untermaß. Außerdem ist der Dübel 12 sohlenseitig mit einem Rücksprung 17 versehen, der entsprechend dem Sohlenkegel 16 kegelig ausgebildet ist, so daß der Dübel 12 das Bohrloch 11 bohrungssohlenseitig vollständig ausfüllt.

Vor dem Einsetzen des Dübels 12 bzw. vor dem Einschrauben des Gewindebauteils 10 wird in das mit der Hinterschneidung 14 fertiggestellte Bohrloch 11 ein Kleber eingegeben, beispiels­ weise ein Silikonkleber. Dieser dient in bekannter Weise der zusätzlichen Befestigung, indem er den Dübel 12 und das Gewindebauteil 10 miteinander und mit dem Werkstück 46 verklebt und außerdem die gesamte Anordnung abdichtet, wenn er in genügender Menge eingegeben wurde.

Der Dübel 12 wird gemäß Fig. 1 in das Bohrloch 11 ein­ gesetzt, indem ein mit einem Griff 23′ versehener Einsteck­ trichter 23 verwendet wird, durch dessen Einstecköffnung 47 der Dübel 12 nach unten gedrückt wird, wobei die Spreizlappen 13 darstellungsgemäß verformt werden. Während sich also die Vorformungen 21 bohrlochparallel ausrichten, stellen sich die Spreizlappen 13 in ihrem Bereich zwischen den Vorformungen 21 und dem ungeschlitzten Dübelende 19 schräg. Diese Schräg­ stellung wird durch eine entsprechende Bemessung des Schlitzes 18 erreicht. Die Form des Schlitzes ist aus Fig. 3c ersichtlich. Sie ist so ausgestaltet, daß sie Erweiterungen bildende Abschrägungen 48 hat, so daß die Spreizlappen gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3b zusammengedrückt werden können, damit der Dübel 12 durch den Hals 11′′ des Bohrlochs 11 eingebracht werden kann. Der Einstecktrichter 23 ist im wesentlichen ringzylinderförmig und mit dem aus Fig. 1 ersichtlichen Schlitz versehen, damit er seitlich weggezogen werden kann. Der Dübel 12 kann auch aus vorverformtem flexiblen Werkstoff bestehen.

Wenn der Dübel 12 in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage gebracht ist, kann das Gewindebauteil 10 vollständig einge­ schraubt werden. Es drückt dabei die Spreizlappen 13 radial nach außen in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage, sofern diese nicht infolge ihrer Elastizität in diese Lage eingesprungen sind. Beim Einschrauben gelangt das Gewindebauteil 10 in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage, in der sein dem Sohlenkegel 16 entsprechend vorgeformter kegeliger Rücksprung 26 dem Sohlen­ kegel 16 dicht benachbart ist, so daß das Gewindebauteil 10 die Vorformungen 21 über deren gesamte Höhe abstützen. Dadurch ist für eine optimale formschlüssige Verankerung gesorgt, ohne daß radiale oder axiale Spreizkräfte in das Werkstück 46 abgetragen werden müssen. Der Rücksprung 26 gewährleistet außerdem, daß sich das Gewindebauteil 10 auf dem Sohlenkegel 16 zentriert. Letzteres steht infolgedessen senkrecht zum Werkstück 46 und richtet auch den Dübel 12 aus, der zur Vermeidung von Spreiz­ kräften entsprechend mit Minustoleranzen gegenüber dem Bohrloch 11 versehen sein muß.

Fig. 2 zeigt in ihrem rechten Teil, daß das ungeschlitzte Dübelende 19 nach dem Einbau des Dübels 12 mit der Außenfläche des Werkstücks 46 fluchtet. Im linken Teil ist ein Überstand des Dübels 12 dargestellt, der sich dadurch ergibt, daß der Dübel 12 länger ist, als das Bohrloch 11 tief ist. Das dem Werkstück 46 benachbarte Bauteil muß dann mit seinem das Gewindebauteil 10 umgreifenden Durchmesser auch das heraus­ ragende Ende des Dübels 12 umgreifen, wenn es am Werkstück 46 anliegen soll. Die größere Schenkellänge der Spreizlappen 13 hat offensichtlich den Vorteil, daß ein radial nach innen gerichtetes Zusammendrücken der Spreizlappen 13 mit ver­ gleichsweise geringeren Auslenkungen verbunden ist und infolgedessen mit geringeren Kräften bzw. mit geringerer Verformungsenergie der Spreizlappen 13. Der Überstand des Dübels 12 hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Beanspruch­ barkeit der Befestigungseinrichtung gegen Scherkräfte ge­ steigert wird. Es ist sogar möglich, den Dübel 12 in seinem außerhalb des Bohrlochs gelegenen Bereich radial zu verstärken, also zu verdicken, um besonders große Scherkraftverstärkungen zu erreichen.

In Fig. 3a ist das noch nicht von einem Dübel 12 besetzte Bohrloch 11 eines Werkstücks 46 im Schnitt dargestellt. Fig. 3b zeigt einen Dübel 12, dessen Spreizlappen 13 beim Einbringen des Dübels 12 in das Bohrloch 11 von der Darstellung in Fig. 1 abweichend ausgebildet sind, nämlich auch bei einem Zusammen­ drücken der Vorformungen 21 gerade bleibend. Eine derartige Dübelform liegt vor, wenn der Dübel 12 aus einem nichtelasti­ schen, bleibende Verformungen erwarten lassenden Kunststoff oder aus einem Metall besteht, beispielsweise Messing. In diesem Fall müssen die Verformungen von dem Steg 22 des ungeschlitzten Dübelendes 19 übernommen werden, der die Spreizlappen 13 miteinander verbindet. Der Dübel 12 kann also vorverformt werden, wie aus Fig. 3b ersichtlich ist und in die aus dieser Figur ersichtliche Lage in das Bohrloch 11 hinein­ gesteckt werden. Er muß dann durch Einschrauben des Gewinde­ bauteils 10 in die aus Fig. 3c ersichtliche Lage gespreizt werden, wozu das Gewindebauteil 10 ebenso ausgebildet ist, wie in den Fig. 1, 2.

Damit der Dübel 12 während des Einschraubens des Ge­ windebauteils 10 festgehalten werden kann, besitzt er in seinem ungeschlitzten Dübelende Schlüsselöffnungen 24, die einander gemäß der Dübelaufsicht in Fig. 3d gegenüberliegen. Für diese Schlüsselöffnungen 24 wird ein parallel zum Werkstück 46 angeordneter gabelförmiger Schlüssel benutzt, der in die Schlüsselöffnungen 24 einsteckbare Vorsprünge hat.

Die Herstellung der in den Fig. 1 bis 3c dargestellten Bohrung 11 erfolgt mit der Bohrvorrichtung der Fig. 4. Diese besteht im wesentlichen aus einer Antriebsmaschine 27 zum Drehantrieb eines Bohrwerkzeugs 28 oder eines kreiszylindri­ schen Vorbohrers 40. Die Antriebsmaschine 27 ist an einem Bohrständer 49 befestigt, der einen Schlitten 50 zum in den Richtungen des Doppelpfeils erfolgenden Anheben oder Absenken der Maschine 27 hat. Der Bohrständer 49 seinerseits ist ortsfest zum Werkstück 46 angeordnet, also beispielsweise mit einem Saugfuß 49′ darauf befestigt oder auch an einem Gestell befestigt, auf dem das Werkstück 46 seinerseits befestigt ist.

Aus Fig. 4 ist zunächst die Herstellung der Vorbohrung 11′ ersichtlich, wozu der zylindrische Vorbohrer 40 auf einen z. B. mit Gewinde versehenen Anschlußstutzen 36 der Maschine 27 ge­ schraubt wird. Dieser Vorbohrer 40 hat eine kegelige Vertiefung 42 zur Erzeugung des Sohlenkegels 16 in der Vorbohrung 11′ des Werkstücks 46. Die gesamte Spitze 41 des Vorbohrers 40 ist mit Bohrpulver versehen, also beispielsweise mit fest auf der Spitze angebrachtem Diamantpulver, welches den Werkstoff des Werkstücks 46 zerspant. Damit das Zerspanungsprodukt, ein feinpulveriges Bohrmehl, nicht zu einer Verstopfung und zu damit verbundenen mechanischen Kräften führt, und damit die Zerspanungswärme abgeführt werden kann, hat der Vorbohrer 40 eine exzentrische Spülmittelbohrung 44, durch die gemäß Fig. 4 z.B. Wasser mittels eines Spülmittelkopfes 51 und einer Anschlußbohrung 52 durch den Anschlußstutzen 36 der Antriebs­ maschine 27 hindurch zugeführt wird. Der Kopf 51 ist mit einem Spritzschutz 43 versehen.

Nach der Herstellung der Vorbohrung 11′ wird die Hinter­ schneidung 14 mit einem Bohrwerkzeug 28 hergestellt, das über eine im Prinzip aus der DE-OS 36 20 389 bekannte Verbindungs­ kupplung 53 am Anschlußstutzen 36 angelenkt wird. Verbindungs­ kupplung 53 besteht im wesentlichen aus einer Antriebswelle 54, die maschinenseitig ein auf den Anschlußstutzen 36 passendes Anschlußgewindeloch 55 hat und bohrseitig mit einem balligen Außenmehrkant 56 versehen ist, der gelenkartig in eine Innen­ mehrkantausnehmung 59 des Bohrwerkzeugs 28 drehformschlüssig eingreift und gegen unbeabsichtigtes Herausziehen z. B. durch Radiusverkleinerung der Innenmehrkantausnehmung 59 gesichert ist. Letzteres ist mit einem Bohrwerkzeugkopf 28′ versehen, der außerhalb bzw. oberhalb des Werkstücks 46 angeordnet ist und dort unabhängig vom Bohrlochdurchmesser 20 die erforderlichen radialen Abmessungen haben kann.

Bohrlochseitig schließt sich an den Kopf 28′ des Bohr­ werkzeugs 28 ein Bohrschaft 34 an, der exzentrisch angeordnet ist. Die Exzentrizität ergibt sich aus der Verlagerung e der Bohrschaftachse 57 gemäß Fig. 5a gegenüber der Rotationsachse 37 des Bohrwerkzeugs 28 bzw. der Antriebsmaschine 27. Der Bohrschaft 34 ist nahe dem Werkzeugkopf 28′ zylindrisch, besitzt jedoch eine Abflachung 35 gegenüber einer Seitenschnei­ de 31, wobei sich diese Abflachung 35 praktisch über die gesamte Länge des Bohrlochs 11 erstreckt und so bemessen ist, daß der Bohrschaft 34 problemlos in das Bohrloch 11 eingesteckt werden kann. Die Abflachung 35 ist dabei beispielsweise mit einem Winkel von 3,7° geneigt, im Allgemeinen ca. 4°, und erstreckt sich gleichmäßig zwischen einer Spitze 29 des Bohrschafts 34 und dessen zylindrischen Bereich 34′. Im Bereich der Spitze 29 ergibt sich dabei ein Durchmesser 58, der kleiner ist, als der Bohrlochdurchmesser 20.

Außerdem ist der Bohrschaft 34 im Bereich seines zy­ lindrischen Teils 34′ mit einem Radius r versehen, der kleiner ist, als der Radius R des Bohrlochs 11, was dazu beiträgt zu verhüten, daß der Bohrschaft 34 beim Herstellen der Hinter­ schneidung 14 innerhalb des Bohrlochs 11 zur Anlage kommt.

Die Seitenschneide 31 ist gemäß Fig. 5a, der Ansicht A in Fig. 5b, in Drehrichtung des Bohrwerkzeugs 28 ballig ausgebil­ det und ihre Schneidflächen 39 sind mit Bohrpulver versehen.

Die Spitze 29 des Bohrschafts 34 ist mit einer kegel­ förmigen Vertiefung 38 versehen, die eine Schrägfläche 32 aufweist, welche ballig konvex gewölbt ist. Beim Herstellen der Hinterschneidung 14 drückt der Bohrschaft 34 mit der Schräg­ fläche 32 auf den Sohlenkegel 16 und rutscht dabei radial ab, so daß die Seitenschneide 31 radial vorgetrieben wird, wobei sich der maximale Durchmesser 61 der Hinterschneidung 14 ergibt. Die konvexe Wölbung der Schrägfläche 32 gewährleistet dabei geringe Flächenpressungen und im Bereich der Spitze des Sohlenkegels 16 einen Freiraum zur Vermeidung einer Auflage des Bohrschafts 34 auf dem Sohlenkegel 16.

Beim Herstellen der Hinterschneidung 14 ist das Bohr­ werkzeug 28 an der Antriebsmaschine 27 bzw. an der Antriebs­ welle 54 der Verbindungskupplung 53 angelenkt. Die Antriebs­ welle 54 bzw. deren Außenmehrkant 56 bildet einen Gelenkpunkt, um den das Bohrwerkzeug 28 bzw. der Bohrschaft 34 bei seiner Rotationsbewegung taumeln kann. Infolge der Exzentrizität des Bohrschafts 34 wird dieser bei Hinterschneidungsbeginn zunächst mit seiner extremen Schiefstellung arbeiten, bis sich mit wachsender Hinterschneidungstiefe eine zunehmende Geradstellung des Bohrschafts 34 ergibt, bis er mit seiner Achse 57 in der Darstellung gemäß Fig. 5b parallel zur Rotationsachse 37 so angeordnet ist, daß seine Vertiefung 38 symmetrisch über dem Sohlenkegel 16 liegt. Die Hinterschneidung 14 ist dann fertiggestellt.

Es versteht sich, daß auch das Bohrwerkzeug 28 eine Spülmittelbohrung 44 aufweist, die in Fig. 4 dargestellt ist und durch eine die Antriebswelle 54 durchsetzende Anschluß­ bohrung 60 vom Kopf 51 durch die Anschlußbohrung 52 mit Spülmittel versorgt wird. Der Abfluß des Spülmittels bildet wegen der stets vorhandenen großen freien Querschnitte zwischen dem Bohrschaft 34 und dem Werkstück 46 kein Problem.

Claims (16)

1. Befestigungseinrichtung eines Gewindebauteils in einem nicht durchgehenden hinterschnittenen Bohrloch, in dem ein bohrungssohlenseitig längsgeschlitzter Dübel angeordnet ist, dessen Spreizlappen von dem Gewindebauteil in die Hinterschneidung gespreizt gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem eine Längsverstellung des Gewindebauteils (10) gestattenden Innengewinde (15) versehene Dübel (12) an seinem inneren Ende der Form der Hinterschneidung (14) des Bohrlochs (11) entsprechend vorgeformt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dübel (12) bohrungssohlenseitig einen einem Sohlenkegel (16) angepaßten vorgeformten kege­ ligen Rücksprung (17) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schlitze (18) des Dübels (12) bis in die Nähe des ungeschlitzten Dübelendes (19) reichen und eine das Zusammendrücken der Spreizlappen (13) auf eine mindestens Bohrlochdurchmesser (20) gestattende Breite haben und/oder daß der Dübel (12) länger als das Bohrloch (11) tief ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlitze (18) des Dübels (12) im Bereich der in die Hinterschneidung (14) eingreifenden Vorformungen (21) der Spreizlappen (13) deren Zusammen­ drücken erlaubend erweitert sind.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (12) aus Metall besteht und die in sich unverform­ baren Spreizlappen (13) am ungeschlitzten Dübelende (19) mit verformbaren Stegen (22) zusammengehalten sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (12) aus verformbarem Werkstoff besteht oder ver­ formbar ist und seine Spreizlappen (13) von einem Einstecktrichter (23) auf einen mindestens dem Bohrloch­ durchmesser (20) entsprechenden Außendurchmesser zusam­ mendrückbar sind.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (12) in seinem ungeschlitzten Dübelende (19) mindestens eine sein mit einem Schlüssel erfolgendes Festhalten beim Eindrehen des Gewindebauteils (10) gestattene Schlüsselöffnung (24) hat.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindebauteil (10) eine zumindest längs der Vorformungen der Spreizlappen (13) Gewinde (25) aufweisende Schraube ist, die bohrungssohlenseitig einen einem Sohlenkegel (16) angepaßten vorgeformten kegeligen Rücksprung (26) aufweist.

9. Bohrvorrichtung zum Herstellen von Hinterschneidungen in nicht durchgehenden zylindrischen Vorbohrungen für insbe­ sondere nach den Ansprüchen 1 bis 8 ausgebildete Befesti­ gungseinrichtungen, mit einer Antriebsmaschine, an die ein Bohrwerkzeug gelenkig anschließbar ist, an dessen Spitze eine radial über den Bohrschaftumfang vorstehende Seitenschneide angebracht ist, das eine bei seiner Axialbeaufschlagung radialen Vortrieb der Seitenschneide bewirkende Schrägfläche hat, die direkt an der Sohle der Vorbohrung oder an einem in der Vorbohrung angeordneten Druckstück abstützbar ist, und dessen Bohrschaft auf seinem der Seitenschneide gegenüberliegenden Außenumfang in einem das Einstecken in die Vorbohrung gestattenden Maße abgeflacht ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der antriebsseitige Radius (r) des Bohrschafts (34) kleiner als der Vorbohrungsradius (R) ist, und daß der gelenkige Anschluß des Bohrwerkzeugs (28) an die Antriebsmaschine (27) relativ zum Bohrwerkstück (36) ortsfest ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gelenkige Anschluß des Bohrwerk­ zeugs (28) an die Antriebsmaschine (27) außerhalb der Vor­ bohrung (11′) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bohrschaft (34) exzen­ trisch zur Rotationsachse des Bohrwerkzeugs (28) ange­ ordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrschaftspitze (29) eine kegelförmige, die Schrägfläche (32) bildende Vertiefung (38) aufweist, die gleichachsig zur Rotationsachse (37) des Bohrwerkzeugs (28) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kegelförmige Schrägfläche (32) der Vertiefung (38) konvex gewölbt ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt der Hinterschneidung (14) aufweisende Seitenschneide (31) in Drehrichtung ballig und zumindest auf ihren Schneidflächen (39) mit Bohrpulver versehen ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Bohrwerkzeugs (28) ein kreiszylindrischer Vorbohrer (40) anschließbar ist, dessen Spitze (41) eine kegelige, einen Sohlenkegel (16) erzeugende Vertiefung (42) hat und mit Bohrpulver versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (28) und der Vorbohrer (40) jeweils eine Spülmittelbohrung (44) aufweisen.