DE6610690U - Aus Spreizteil, Befestigungselement und Hülse bestehender Spreizdübel - Google Patents

Description

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Artur Fischer

72«+l Tumlingen Den 10. November 1967

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Aus Spreizteil, Befestigungselement und Hülse bestehender Spreizdübel

W _; Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel, der aus einem Spreizteil, einem Befestigungselement und einer mit LSngsbohrung versehenen Hülse besteht, die durch Einziehen des Sp>reizteiles in deren Längsbohrung mittels des Befestigungs-

elementes aufspreizbar ist. Dübel, bei denen die Verankerung • in einer Wand durch Aufspreizen einer Hülse mittels eines : ■ Spreizteiles bewirkt wird, werden als sogenannte Schwer-

'befestigungselemente bezeichnet. Sie dienen vornehmlich zur Befestigung von ausgesprochen schweren Bauteilen an

·'■ . Wänden oder dergleichen, wie zum Beispiel Warmwasserboiler oder Hängeschränke. Solche Spreizdübel haben sich für die '■

! angegebenen Anwendungsfälle bewährt und sind heute uner-, läßliche Grundlage für eine wirksame Befestigung solcher schwerer Bauteile.

Die Hülsen dieser Spreizdübel weisen jedoch bereits im un-

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gespreizten Zustand einen Durchmesser auf, der größer ist, als das Befestigungselement. Das Verhältnis, um das der Hülsenaußendurchmesser größer ist als der Durchmesser des zugehörigen Befestigungselementes richtet sich zum einen nach ' den Festigkeitseigenschaften der verwendeten Werkstoffe und

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sum anderen nach den Abmessungen des Spreizteiles. Dessen <öröße wiederum richtet sich nach dem Ausmaß der Spreizung der Hülse.'Je stärker diese Hülse gespreizt werden soll, desto größer muß der Durchn'iesserunterschied der beiden Enden des Spreizteiles sein. Dabei darf aber der größte Durchmesser des Spreizteiles nicht größer sein, als der Außendurchmesser der Hülse im ungespreizten Zustand, <Ja sonst ein Einführen des Spreizteiles in das Bohrloch in der Wand nicht möglich wäre. Soll also für eine gute Verankerung eine große Spreizung erreicht werden, so muß der Durchmesser am anderen Ende des Spreizteiles möglichst klein sein. Damit ergibt sich ein kleiner Außendurchmesser für die Befestigungsschraube. Beim Einsetzen eines Rpreiz-. dübeis in hartes Material zum Beispiel in Beton, kann nun der Fall auftreten, daß die erzielbaren Haltekräfte größer sind, als die Zugfestigkeit des Befestigungselementes, so daß die möglichen Haltekräfte gar nicht voll ausgenützt werden können.

' Ein weiterer Nachteil ergibt Sich jedoch auch bei der An- ■ bringung dieser Spreizdübel. Bei zwei möglichen Anbringungsarten muß bei der einen zunächst in das zu befestigende Bauteil als auch in das Mauerwerk in einem Arbeitsgang ein Bohrloch eingebracht werden, deren Durchmesser dem des Befestigungselementes entspricht. Anschließend muß das Bauteil noch einmal von seinem zukünftigen Platz weggenommen • werden, um das Bohrloch im Mauerwerk auf den Außendurchmesser der Hülse zu erweitern. Erst nach dem Einsetzen des Spreizdübels kann wieder das Bauteil an seinen zukünftigen

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Platz gebracht und seine Befestigung vollendet herden.

Da dieses Verfahren verständlicherweise zeitraubend ist, hat man ein zweites Verfahren entwickelt, das als sogenannte Durchsteckmontage bezeichnet wird. Hierbei wird in das Bauteil und in das Mauerwerk in einem Arbeitsgang ein Bohrloch eingebracht, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Dübels beziehungsweise dessen flülse entspricht. Der Dübel kann jetzt ohne Fortnahme des Bauteiles durch das Bohrloch in das Mauerwerk eingeführt und durch das Befestigungselement darin verspreizt werden.

Diese Durchsteckmontage hat zwar zu einer erheblichen Zeitersparnis geführt. Das in Bezug auf das Befestigungselement zu große Bohrloch in dem zu befestigenden Bauteil birgt jedoch den in manchen Fällen auftretenden Nachteil in sich, daß das Bauteil sich nicht unmittelbar oder zumindest jedoch erst nach einem gewissen Verschieben aus seiner ursprünglichen 'Lage zusätzlich an dem Befestigungselement abstützen kann.

Ein weiterer sehr wesentlicher Nachteil tritt auch dann auf, wenn der Dübel tiefer in das Bohrloch im Mauerwerk eingeschoben wird als es seiner Länge entsprechen würde. Man strebt dies besonders deshalb an, um zu verhindern, daß durch das Aufspreizen der Hülse das Material im Bereich der Bohrlochmündung ausbröckelt. Bei einem tiefer eingeschobenen Spreizdübel findet das Befestigungselement in dem verbleibenden und vor. dem Spreizdübel nicht ausgefüllten Bohrloch keine Stütza an der Bohrlochwandung, so daß sie zusätzlicher Biege-

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beanspruchungen unterworfen ist. Die Biegebeanspruchungen körnen zwar dadurch vermindert werden, daß das Befestigungselement einer höheren Zugbeanspruchung unterworfen wird. Diese Möglichkeit findet jedoch ihre Grenze bei den erreichbaren Haltekräften, die besonders bei porösen Werkstoffen wie Kauerwerk aus Ziegelsteinen nicht allzuhoch angesetzt werden können, da sonst der eingesetzte Spreizdübel zusammen mit dem ihn unmittelbar umgebenden Material der Wand herausgebrochen werden kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Spreizdübel zu schaffen, der einfach anzubringen ist und mit dem hohe Haltekräfte erzielt werden können, ohne daß die oben geschilderten Nachteile auftreten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Außendurchmesser des nach dem Aufspreizen der Hülse außerhalb derselben verbleibenden Teiles des Befestigungselementes gleich dem Außendurchmesser der ungespreizten Hülse ist. Das Befestigungselement weist somit zwei Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser<; und es kann dadurch erreicht werden, daß die Hülse und der außerhalb derselben verbleibende Teil des Befestigungselementes gleichen Durchmesser besitzen. Damit entfallen die oben geschilderten Nachteile der bekannten Spreizdübel. Die Befestigung des Bauteiles kann mit dem erfindungsgemäßen Spreizdübel nach der iHureh-steckmontage vorgenommen werden und die Schraube ist von Biegebeanspruchungen entlastet.

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Zwar ist für den erfindungsgemäßen Spreizdübel eine Sonderausführung des Befestigungselementes erforderlich. Jedoch wird dies durch die erzielten Vorteile bei weitem überwogen und kann daher in Kauf genommen werden. Darüber hinaus geht das allgemeine Bestreben dahin, Spreizdübel schon im Herstellungsbetrieb mit einem Befestigungselement zu versehen und beides als Einheit zu verkaufen.

Der Teil des Befestigungselementes mit dem größeren Durchmesser läßt eine größere Zugbeanspruchung zu als der verbleibende und in die Hülse eingreifende Teil. Die von dem Teil mit dem größeren Durchmesser ohne Bruch aufnehmbaren Zugkräfte dürften zwar immer größer sein, als die Haltekräfte des Dübels beziehungsweise des ihn umgebenden Materiales. Jedoch könnte sich bei dem Teil mit dem kleineren Durchmesser das Verhältnis umkehren.

Um diese Möglichkeit auszuschließen, kann in Ergänzung der Erfindung die Festigkeit des in die Hülse eingreifenden Teiles des Befestigungselementes gegenüber der des anderen Teiles erhöht werden. Eine solche Erhöhung kann beispielsweise durch eine nachträgliche Wärmebehandlung wie Härten oder dergleichen des in die Hülse eingreifenden Teiles erreicht werden.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann aber auch das Befestigungeelement aus zwei Teilen zusammengesetzt sein, von denen das eine außerhalb der Hülse verbleibt und das andere in diese eingreift, wobei das letztere aus einem Werkstoff größerer Festigkeit besteht, als das erstere. Zweckmäßig kann nach der Erfindung die auf die Querschnittsgröße des in die

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Hülse eingreifenden Teiles bezogene Zugfestigkeit dieses Teiles etwa so groß sein wie die auf die Querschnittsgröße des anderen Teiles des Befestigungselementes bezogene Zugfestigkeit dieses anderen Teiles. Damit ist erreiche, daß das in die Hülse eingreifende Teil des Befestigungselementes gleichgroßen Zugkräften standhalten kann, wie das andere.

Das Bohrloch in der Wand ist vollkommen ausgefüllt. Das Befestigungselement liegt an der Wandung des Bohrloches an und ist somit von Biegebeanspruchungen weitgehend entlastet. Ein verstärktes Anspannen derselben, nur um die Biegebeanspruchung herabzusetzen, ist nicht mehr notwendig.

Der verbleibenden Biegebeanspruchung kann das Befestigungselement ohne weiteres standhalten, df es gegenüber den bei be? annten Spreizdübeln verwendeten Befestigungselementen an

der kritischen Stelle einen größeren Querschnitt und damit eine größere Biegesteifigkeit aufweist. Dies ist auch dann von Vorteil, wenn das Befestigungselement sehr weit über die Wand hinausragt und di'e eine Biegebeanspruchung hervorrufende Last ebenfalls weit von der Viand entfernt angreift. Auch das im zu befestigenden Bauteil befindliche Bohrloch ist vom Befestigungselement voll ausgefüllt. Damit kann auch die dem Bohrlochdurchmesser entsprechende Größe des Befestigungselementes verwendet werden, das dementsprechend höheren Kräften standhalten kann, als die dünneren Befestigungselemente der bekannten Spreizdübel.

Beim Einziehen des Befestigungselementes in das Spreizteil zum Aufspreizen der HU^s'e kann sich diese mit ihrem dem Spreizteil

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abgewendeten Ende gegen das außerhalb der Hülse verbleibende Teil des Befdstigungselementes abstützen. Dadurch ist es möglich, den erfindungsgemSRen Spreizdübel in beliebiger Tiefe des in die Viand eingebrachten Bohrloches festzusetzen, ohne da£ besondere Sperrmittel zur Verhinderung des axialen Verschiebens der Hülse wie bei den bekannten Dübeln erforderlich sind. Damit kann in einfacher Weise der über die Wandoberfläche hinausragende Teil des Befestigungselementes den jeweiligen Anforderungen entsprechend unterschiedlich groß gehalten werden. Damit ist es auch möglich, Bauteile im Abstand von der Wand anzubringen, wie dies beispielsweise bei Vorhängefassaden der Fall ist. Da2u werden im Abstand von der Außenwand eines Gebäudes Verkleidungsplatten angeordnet. Wenn das außerhalb der Hülse des Spreizdübels verbleibende Teil des Befestigungselementes mit einem sich wenigstens über einen Abschnitt seiner Länge erstreckenden Gewinde versehen ist, können die Verkleidungsplatten zwischen einer auf dieses Gewinde aufgeschraubten Mutter und dem Kopf des Befestigungselementes eingespannt und in einem festen Abstand zur Oberfläche der Außenwand gehalten werden.

Es hai: sich gezeigt, daß zwar eine in jeder Hinsicht ausreichende Verankerung des Spr^izdUbels und damit Befestigung des Bauteiles erzielt werden konnte. Jedoch ist wegen der Abstützung der Hülse an das Teil des Befestigungselementes mit dem größeren Durchmesser nicht möglich, uas Befestigungselement weiter in das Bohrloch hineinzuziehen, was in dem ein oder anderen Fall erwünscht sein &ann= Durch weiteres Einschrauben des Befestigungselementes wird lediglich das Spreiz-

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teil weiter in die Hülse hineingezogen und damit deren Spreizung verstärkt.

Eine zusätzliche Aufgabe der Erfindung besteht darin_s hier Abhilfe zu schaffen. Bei einem Spreizdübel, der aus einem Spreizteil, einem Befestigungselement und einer mit Längsbohrung versehenen Hülse besteht, die durch Einziehen des ι Spreizteiles in dessen Längsbohr-ung mittels des Eefestißungs- -λκ ' elementes aufspreizbar ist, wobei der Außendurchmesser des nach dem Spreizen außerhalb der Hülse verbleibenden Teiles des Befestigungselementes größer ist als der des in die Hülse eingreifenden Teiles, kann diese Aufgabe dadurch gelöst v/erden, daß zwischen der Hülse und dem sieh anschließenden außerhalb derselben verbleibenden Teil des Befestigungselementes ein Zwischenstück angeordnet ist, das in Längsrichtung des Dübels unter elastischer oder plastischer Verformung nachgiebig ist. Durch diese Maßnahme kann nun erreicht werden, daß das Befestigungselement weiter in das

fp .. Bohrloch eingeführt werden kann, um dadurch ein Verspannen

des zu befestigenden Bauteiles an der Wand zu erzielen.

Das Zwischenstück kann ein gesondertes Element sein, es kann j aber auch beispielsweise mit der Hülse einstückig verbunden

sein. Es kann dabei die Form einer dünnwandigen, verformbaren Verlängerung der Hülse haben, oder als verformbare axial gerichtete Vorsprünge ausgebildet sein.

Das Zwischenstück bringt darüberhinaus noch den Vorteil mit

! sich, daß ein Lösen des Befestigungselementes wegen Vibrationer

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wesentlich erschwert oder gar ganz unterbunden ist. Durch die Verformung verspannt sich das Zwischenstück zwischen Bohrlochwandung und Befestigungselement unc verhindert so sein Lösen von dem Spreizteil. Schließlich wird auch ein Teil Vibrationen von dem Zwischenstück absorbiert, so daß auch die Verankerung der HUlsec/em Bereich von diesen Vibrationen nicht erreicht wird»

Bei den bekannten Dübeln dieser Art hat sich gezeigt, daß eine Sicherung des Spreizteiles gegen Verdrehung unerläßlich ist. Eine Drehsicherung wird meistens dadurch erreicht, daß die Hülse entsprechende Sperrmittel aufweist, die in die Bohrlochwandung eingreifen. Ober Vorsprünge und'oder Vertiefungen ist die Hülse dann mit dem Spreizteil verbunden, so daß in Ergebnis das Spreizteil gegen Verdrehung gesichert ist. In

dos besonders vorteilhafter Weise kann nach der Erfindung^ybei dem erfindungsgemäßen Spreizdübel zwischen Hülse und Befestigungselement in der angegebenen Weise eingesetzte Zwischenstück mit einem axial gerichteten Ansatz in eine entsprechende Ausnehmung der Hülse eingreifen. Beim Einschrauben des Befestigungselementes wird das Zwischenstück elastisch oder plastisch; verformt. Da der Werkstoff im wesentlichen nur radial nach außen ausweichen kann, legt er sich fest an die Bohrungswandung an, so daß ein Mitdrehen zunehmend erschwert und verhindert wird. In zweckmäßiger Ausgestaltung hierzu kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Zwischenstück radial gerichtete Vorsprünge ausweisen, die eine noch bessere Verankerung des Zwischenstückes in der Bohrlochwandung herbeiführen .

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.

Es zeigen:

Figur 1: einen Spreizdübel, dessen Hülse und

Snreizteil itn Schnitt dargestellt sind,

Figur 2t einen Spreizdübel mit Zwischenstück
und

Figur 3: das Zwischenstück mit axial gerichtetem Lappen zur Drehsicherung der Hülse.

In den Figuren ist mit 1 ein Befestigungselement, nämlich
eine Schraube bezeichnet, die an ihrem einen Ende mit einem Kopf 2 versehen ist. Die Schraube besteht aus zwei Teilen 3 und H, wobei das Teil 4 mit einem Gewinde versehen ist. Dieser Teil der Schraube greift in eine Hülse 5 ein, deren Innenbohrung 6 zum Schraubenende hin konisch erweitert ist. In ■ diese konische Erweiterung kann ein Spreizteil 7 durch Aufschrauben auf das Gewinde des Schraubenteiles 4 eingezogen
werden. In dem Maß, in dem das Spreizteil in die Hülse hineingezogen wird, wird diese radial aufgespreizt. Zur Erleichterung des Aufspreizens weist die Hülse 5 fiber den Umfang verteilte Längsschlitze 8 auf. Der Außendurchmesser des Schrauben-teiles 3 ist ebenso groß wie der Außendurchmesser der Hülse 5.

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Entsprechend Figur 2 ist zwischen der Hülse 5 und dem Schrauhenteil 3 ein Zwischensiück 9 eingesetzt, dar bei Einschrauben der Schraube 1 in das Spreizteil 7 elastisch oder plastisch verformt werden kann. Wenn nämlich der Widerstand beim Aufspreizen der Hülse durch Einziehen des Spreizteiles so groß wird, daß ein weiteres Einziehen des Spreizteiles 7 nicht mehr oder nur sehr schwer möglich ,ist, wird sich das Zwischenstück 9 elastisch oder plastisch verformen, wobei der Werkstoff radial nach außen verdrängt wird. Dadurch kann erreicht werden, daß die Schraube 1 gegenüber der in der (nicht dargestellten) Wand verankerten Hülse in diese hinein und damit in Richtung auf die Oberfläche der Wand gezogen wird.

Figur 3 zeigt das Zwischenstück 9 mit einem axial gerichteten Lappen 10, der in eine entsprechende Ausnehmung 11 der Hülse eingreift. Damit sind beide Teile gegen gegenseitiges Verdrehen gesichert, so daß bei entsprechender drehfester Verbindung der Hülse 5 mit dem Spreizteil 7 dieses ebenfalls gegen Verdrehen gesichert ist, wenn sich das Zwischenstück fest an die Bohrlochwand angelegt hat. Zur Erhöhung der Drehsicherung weist das Zwischenstück über seinen Umfang verteilt Vorsprünge 12 auf.

Die Erfindung ist keineswegs auf das dargestellte Ausführungsbexspiel beschränkt. Vielmehr sind durch die jeweiligen konstruktiven Erfordernisse notwenig werdende Abweichungen ohne Änderung des Erfindungsgedankens möglich. So kann die Form des Spreizteiles und der entsprechende Abschnitt der Hülse

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unterschiedlich ausgebildet sein. Statt einer konischen Erweiterung kann die Bohrung der Hülse mit nach innen gerichteten Vorsprüngen versehen sein, die beim Einführen des Spreizteiles eine f\uf spreizung der Hülse bewirken. ..nstelle nur eines Spreizteiles können auch deren zwei angeordnet sein, um zut\ Beispiel ein gleichmäßiges Aufspreizen der Hü]so herbeizuführen.

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Claims (1)

1. Spreizdübel, bestehend aus einem Spreizteil, einem Befestigungselement und einer mit Längsbohrung versehenen Hülse, die durch Einziehen des Spreizteiles in deren Längsbohrung mittels des Befestigungselementes aufspreizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des nach dem Aufspreizen der Hülse außerhalb derselben verbleibenden Teiles des Befestigungselementes gleich dem Außendurchmesser der ungespreizten Hülse ist.

2. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des in die Hülse eingreifenden Teiles des Befestigungselementes gegenüber der des anderen Teiles erhöht ist.

3. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, von denen das eine außerhalb der Hülse verbleibt und das andere in diese eingreift, wobei das letztere aus einem Werkstoff größerer Festigkeit besteht air das erstere.

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·+. Spreizdübel nach den Ansprüchen 2 oder 3, daourch gekennzeichnet, daß die auf die Querschnittsgröße des in die Hülse eingreifenden Teiles bezogene Zug- , festigkeit dieses Teiles etwa se groß ist wie die auf die Querschnittsgröße des anderen Teiles des Befestigungselem^ntes bezogene Zugfestigkeit dieses anderen Teiles. ·

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5* Spreizdübel -_ bestehend aus einem Spreiziei}, einem I

Befestigungselement und einer mit L^1!.ngsbohrung ver- < sehenen Hülse, die durch Einziehen des Hpreizteiles i in desstn Längsbohrung mittels des Befestigungselementes aufspreizbar ist, wobei der Außendurch- j messer des nach dem Spreizen außerhalb der Hülse verbleibenden Teiles des Befestigungsclementes größer ist als der des in die Hülse eingreifenden Teiles, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch g^l·ennzeichnet, daß zwischen der Hülse und dem sich anschließenden außerhalb derselben verbleibenden Teil des Befestigungselementes ein Zwischenstück angeordnet ist, das in Längsrichtung des Dübels unter elastischer oder plastische! Verformung nachgiebig ist.

6. Spreizdübel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das 'Zwischenstück mit einem axial gerichteten Ansatz in eine entsprechend© Ausnehmung der Hülse ein= greift.

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7. Spreizdübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenstück radial gerichtete Vorsprtlnge aufweist.

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