DE4041765C2 - Einschraubdübel - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einschraubdübel zur
Befestigung in schaumartigen oder anderen weichen
Werkstoffen mit einem Schaft mit zylindrischem Außenmantel
und einer Innenhöhlung, geeignet zur Aufnahme eines
Befestigungselements, wobei am Außenmantel des
Einschraubdübels ein Außengewinde vorgesehen ist.
Aus der DE-AS 22 56 938 ist ein als Einschraubhülse oder
Einsatzhülse bezeichneter Einschraubdübel mit den
vorgenannten Merkmalen bekannt, der dazu bestimmt ist, in
eine Bohrung einer Wand aus einem Werkstoff von geringer
Belastbarkeit wie beispielsweise Gips eingedreht zu werden.
Der Einschraubdübel weist zu diesem Zweck ein
selbstschneidendes Gewinde mit Schneidkanten auf. Einerseits
erfordert die Montage eines solchen Einschraubdübels in der
Praxis immer zunächst die Herstellung einer zylindrischen
Vorbohrung. Andererseits wird beim anschließenden Eindrehen
des Einschraubdübels der gipsartige Wandwerkstoff von dem
Gewinde zerspant und abgeräumt, weshalb dieser
Einschraubdübel für Wandwerkstoffe mit geringerer
Eigenfestigkeit, wie beispielsweise schaumartige Werkstoffe,
andere weiche Kunststoffe oder sonstige weiche Werkstoffe
nur bedingt geeignet ist.
Für Hartschaumplatten aus Polyurethan, die als
Isoliermaterial für Wandverkleidungen geeignet sind, hat man
daher Einschraubdübel aus Kunststoff verwendet, wie sie in
der EP-A-0 205 994 beschrieben sind und die die Form eines
zum setzseitigen Ende hin gerichteten Spitzkegels aufweisen.
Auch bei diesen bekannten Befestigungselementen ist eine
Innenhöhlung zur Aufnahme des Befestigungsmittels und ein
Außengewinde vorgesehen, wobei ebenso wie der Kern auch das
Außengewinde spitzkegelig ausgebildet ist. Der Wandwerkstoff
aus Hartschaum wird bei diesem Einschraubdübel beim
Eindrehen nicht abgetragen, sondern in den Gewindegängen
zusammengedrückt und verdichtet, damit der Dübel in dem
schaumstoffartigen Material Halt hat. Der Nachteil dieses
Einschraubdübels besteht jedoch darin, daß aufgrund der
spitzkegeligen Form der Widerstand des Dübels gegen
Herausziehen aus dem Werkstoff vergleichsweise gering ist.
Bedingt durch die Form gibt im wesentlichen der hintere
breitere Teil des Außengewindes dem Dübel Halt und bereits
nach Herausziehen des Dübels um eine geringe Distanz trägt
der vordere Dübelteil kaum noch zur Rückhaltekraft bei, da
die Bohrung, die der Einschraubdübel in den Werkstoff
geschnitten hat, ebenfalls konisch ist.
Aus der DE 31 17 624 C2 ist eine selbstformende
Universalschraube bekanntgeworden, die beispielsweise in
Holz, Spanplatten oder Blech eingeschraubt wird. Eine solche
Holz- oder Blechschraube wird im allgemeinen aus Stahl
hergestellt im Rund- oder Flachgewindewalzverfahren. Für das
Einschrauben in Hartschaumplatten mit geringer
Eigenfestigkeit kommt die vorbekannte Schraube weniger in
Betracht. Die bekannte Schraube weist über die Hänge drei
verschiedene Gewindeabschnitte mit jeweils verschiedenen
Flankenwinkeln auf und das Außengewinde hat auch nicht über
die Länge einen gleichbleibenden Außendurchmesser, sondern
verringert sich in den verschiedenen Abschnitten des
Außengewindes mit unterschiedlichen Flankenwinkeln. Beim
Einschrauben einer solchen Schraube z. B. in Hartschaum kann
man nicht eine allmähliche Verdichtung des Hartschaums in
den Gewindegängen erzielen, ohne dabei den Hartschaum zu
beschädigen. Die Abnahme des Außendurchmessers des
Außengewindes zur Schraubenspitze hin verringert die
Sicherheit der Schraube gegen Herausziehen aus einem weichen
Werkstoff.
Aus der DE-PS 5 45 634 ist ein Einschraubdübel mit einer
Bohrung mit Innengewinde zur Aufnahme einer
Befestigungsschraube bekanntgeworden, der ein
spiralförmiges Außengewinde aufweist mit zwei mit Abstand
eingearbeiteten Gewindegängen, die in einer gemeinsamen
Spitze zusammenlaufen. Durch die Art des Gewindes wird
erreicht, daß der Dübel selbstschneidend ist. Beide
Gewindegänge des spiralförmigen Gewindes weisen relativ
steile Flankenwinkel auf. Dadurch und durch die Tatsache,
daß das Gewinde des Dübels sich zu dessen Spitze hin
verjüngt, hat der Dübel einen geringeren Widerstand gegen
Herausziehen und ist für das Einschrauben in einen
Hartschaumwerkstoff nicht geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen
Einschraubdübel mit den eingangs genannten Merkmalen zu
schaffen, der insbesondere für Befestigungen in
schaumartigen oder anderen weichen Werkstoffen geeignet ist,
einen besseren Halt bietet und bei dem eine höhere
Sicherheit gegen Herausziehen gewährleistet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Einschraubdübel mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, bei dem
die Flankenwinkel der Gewindeflanken des Außengewindes vom
Beginn des Außengewindes im hinteren Dübelbereich zur
Dübelspitze hin kontinuierlich flacher werden, wobei der
Außendurchmesser (D) des Außengewindes konstant ist.
Da der Außenmantel des erfindungsgemäßen Einschraubdübels
zylindrisch ist, ist auch der Kern der Bohrung, die dieser
in den Werkstoff schneidet, zylindrisch. Aufgrund des
konstanten Außendurchmessers des Außengewindes ist die Tiefe
des Gewindes gleichbleibend und der Einschraubdübel kann
beim Eindrehen bereits im Bereich seiner Spitze radial
ebensoweit in den Werkstoff eindringen wie anschließend der
hintere Dübelbereich. Ein wesentlicher Vorteil des
erfindungsgemäßen Einschraubdübels besteht darin, daß beim
Einschrauben zunächst die flacheren Gewindeflanken im
Bereich der Dübelspitze in den weichen Werkstoff eindringen
und beim weiteren Einschrauben die Gewindeflanken allmählich
kontinuierlich steiler werden, so daß der weiche Werkstoff
mit zunehmender Einschraubtiefe des Dübels immer stärker
verdichtet wird. Dies verleiht dem erfindungsgemäßen
Einschraubdübel einen hohen Halt in weichen Werkstoffen mit
geringer Eigenfestigkeit.
Die Ausgestaltung der Innenhöhlung des Dübels kann je
nachdem, welche Befestigungselemente in den Dübel eingebracht
werden sollen variieren. Die Dübelhöhlung kann
beispielsweise zylindrisch oder konisch sein. Die Innenwand
der Höhlung kann glatt sein oder ein Innengewinde aufweisen.
Die Innenhöhlung des Dübels kann auch vorzugsweise über den
Umfang verteilt angeordnete axial verlaufende Stege oder
Riefen in der Wandung aufweisen. Die Innenhöhlung kann auch
einen vieleckigen, insbesondere Sechskant-Querschnitt
aufweisen.
Es bestehen ebenso verschiedene Möglichkeiten zur Ausbildung
des Kopfs des erfindungsgemäßen Einschraubdübels, je nach
Art des Werkzeugs, mit dem der Einschraubdübel in den
Werkstoff eingebracht wird, z. B. kann der Kopf einen
Sechskant-Umriß aufweisen. Die Form des Kopfs des
erfindungsgemäßen Einschraubdübels kann auch für die
Befestigung spezifischer Befestigungselemente angepaßt sein.
Beispielsweise kann der Einschraubdübel kopfseitig zwei
umlaufende parallele Ringscheiben aufweisen, zwischen denen
eine umlaufende Aussparung ausgebildet ist, so daß ein
clipartiges Befestigungselement mit dem Kopf des
Einschraubdübels verbindbar ist. Unterhalb des Kopfs kann
der Einschraubdübel einen Anlageflansch aufweisen, der als
Widerlager an der Oberfläche des Werkstoffs anliegt in den
der Dübel eingebracht wird. Der erfindungsgemäße
Einschraubdübel kann aus einem harten Kunststoff oder auch
aus Metall gefertigt werden.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von
Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen
Einschraubdübels;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Einschraubdübel
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 die dazugehörige Draufsicht auf den
Einschraubdübel,
Fig. 4 eine Ansicht einer alternativen Ausführungsform
des Einschraubdübels.
Zunächst wird auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Der
erfindungsgemäße Einschraubdübel 10 weist einen Schaft mit
einem zylindrischen Außenmantel 14 und einer zylindrischen
Innenhöhlung 13 zur Aufnahme eines Befestigungselements auf.
Der zylindrische Außenmantel 14 mit dem Kerndurchmesser d₁
ist mit einem Außengewinde 12 versehen, das im
Außendurchmesser D ebenfalls zylindrisch ausgebildet ist.
Der Außendurchmesser D des Außengewindes und der
Kerndurchmesser d₁ des Außenmantels sind also über die Länge
des Schafts des Einschraubdübels 10 im wesentlichen
konstant. Der Einschraubdübel 10 weist außerdem an seinem
einen Ende einen Kopf 11 in Form eines Sechskants auf, an
dem ein Schraubwerkzeug angreifen kann. An seinem
Einsteckende ist der Einschraubdübel 10 mit einer Spitze 19
versehen. An den Kopf 11 schließt sich zum Schaft hin ein
Anlageflansch 24 an. Erfindungsgemäß ist das Außengewinde
des Einschraubdübels 10 so ausgebildet, daß sich die
Flankenwinkel 17, 16 der Gewindeflanken 18 des Außengewindes
vom kopfseitigen Ende des Gewindes zum Einsteckende hin
kontinuierlich ändern, und zwar so, daß die Flankenwinkel vom
kopfseitigen Beginn des Außengewindes zur Spitze 19 des
Einschraubdübels hin kontinuierlich abnehmen, d. h. die
Gewindeflanken werden zur Spitze hin immer flacher. Dies ist
deutlich erkennbar, wenn man den Flankenwinkel 17 einer
Gewindeflanke 18 im oberen Bereich des Außengewindes mit dem
Flankenwinkel 16 einer Flanke 18 des Gewindes im unteren
Bereich nahe der Spitze vergleicht. Dies hat zur Folge, daß
beim Einschrauben des Einschraubdübels 10 in einen weichen
Werkstoff zunächst weniger und dann mit zunehmender
Einschraubtiefe mehr Material verdrängt wird. Die Steigung
15 des Außengewindes 12 ist ebenfalls konstant, so daß sich
die aus Fig. 1 ersichtliche Gewindeform ergibt, bei der im
Bereich der Spitze zwischen zwei benachbarten Gewindeflanken
längere Abschnitte mit Kerndurchmesser d₁ liegen, die zum
hinteren Bereich des Einschraubdübels kontinuierlich
schmaler werden, bis schließlich zwei benachbarte
Gewindeflanken direkt aneinandergrenzen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Dübelhöhlung 13,
die ein Befestigungselement, wie z. B. eine Schraube
aufnimmt, mit über den Umfang verteilten axial verlaufenden
Rippen (Stege 20) versehen sein.
Der in Fig. 4 dargestellte Einschraubdübel 10 gemäß
einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist im
Prinzip am Schaft in gleicher Weise ausgebildet, wie der
zuvor beschriebene Einschraubdübel. Am Kopf fehlt jedoch
der Flansch 24 und es sind statt dessen zwei mit Abstand
angeordnete Ringscheiben 21, 22 ausgebildet, zwischen denen
eine umlaufende Aussparung 23 vorgesehen ist, so daß an dem
Kopf des Einschraubdübels 10 ein clipartiges
Befestigungselement anbringbar ist.
Claims (8)
1. Einschraubdübel zur Befestigung in schaumartigen oder
anderen weichen Werkstoffen mit einem Schaft mit
zylindrischem Außenmantel und einer Innenhöhlung,
geeignet zur Aufnahme eines Befestigungselements, wobei
am Außenmantel ein Außengewinde vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Flankenwinkel (16, 17) der
Gewindeflanken (18) des Außengewindes (12) vom Beginn des
Außengewindes (12) im hinteren Dübelbereich zur Dübelspitze (19)
hin kontinuierlich flacher werden, wobei der
Außendurchmesser (D) des Außengewindes (12) konstant ist.
2. Einschraubdübel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenhöhlung (13) des Dübels
zylindrisch oder konisch ist.
3. Einschraubdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenhöhlung (13) des Dübels ein
Innengewinde aufweist.
4. Einschraubdübel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Innenhöhlung (13) des Dübels
axial verlaufende Stege (20), Riefen oder dergleichen
aufweist.
5. Einschraubdübel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Innenhöhlung einen
Sechskant-Querschnitt aufweist.
6. Einschraubdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen Kopf (11) mit
Sechskant-Umriß aufweist.
7. Einschraubdübel nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß dieser einen unterhalb des Kopfs
(11) angeordneten Anlageflansch (24) aufweist.
8. Einschraubdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß kopfseitig zwei umlaufende
parallele Ringscheiben (21, 22) vorgesehen sind,
zwischen denen eine umlaufende Aussparung (23)
ausgebildet ist.
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