DE69108320T2

DE69108320T2 - Selbstbohrendes Befestigungselement mit einem Knebel.

Info

Publication number: DE69108320T2
Application number: DE69108320T
Authority: DE
Inventors: George G Dewey; Ralph D Tenuta
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-15
Publication date: 1995-08-17
Anticipated expiration: 2011-07-16
Also published as: ES2071224T3; DE69108320D1; MX171815B; CA2043912C; NZ238494A; AU8124291A; JP3287587B2; BR9102875A; CA2043912A1; JPH05321917A; AU650276B2; EP0468679B1; US5067864A; EP0468679A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Befestigungselement mit einer Knebelklemme zum Einbau in einer Gipsplatten- oder ähnlichen Wand von nur einer Seite der Wand (US-A-4 047 462).
Eine Gipsplattenwand besteht aus einem Kern aus einem brüchigen Material, wie etwa Gips, zwischen zwei Papierschichten. Es ist schwierig, ein schweres Objekt an einer solchen Wand anzubringen. Der Kern zerbröckelt leicht und die Papierschichten reißen leicht ein.
Üblicherweise wird ein Blindbefestigungselement eines Typs mit einer Knebelklemme benutzt, um ein Objekt an einer Gipsplatten- oder ähnlichen Wand anzubringen. Ein Blindbefestigungselement ist ein Befestigungselement, das von einer Seite an der Wand angebracht werden kann.
Selbstbohrende Befestigungselemente sind wohlbekannt für das Eintreiben in härtere, weniger brüchige Materialien wie etwa Beton oder Stein. Ein derartiges Befestigungselement ist in der DE-A-2 945 663 gezeigt, welche einen selbstbohrenden Anker offenbart, der ein Loch in einem harten Material bildet und sich dann verbreitert, um die Seiten des Lochs zu greifen. Ein solches Befestigungselement ist völlig ungeeignet für brüchiges Material wie Gipsplatten, erstens, da die Gipsplatten bei dem Eintreiben des Befestigungselements zerstört werden und zweitens, da eine sichere Festlegung in Gipsplatten nicht erreicht werden kann durch radiale Ausdehnung des Befestigungselements zum Berühren der Innenwände eines Lochs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Befestigungselement zum Einschrauben in eine brüchige Wand, wie etwa eine Gipsplattenwand, und zum Gebrauch mit einer Schraube, die einen Kopf und einen länglichen Schaft mit einem Gewindeabschnitt aufweist:
(a) einen Befestigerkörper, der eine Achse definiert und einen Kopf, einen Schaft einstückig mit und axial ausgehend von dem Kopf, und mindestens einen länglichen Arm einstückig mit und axial ausgehend von dem Schaft aufweist, wobei der Befestigerkörper eine axiale Bohrung hat, welche sich durch den Kopf und den Schaft erstreckt und im Gebrauch das Einschrauben des Schafts einer Schraube erlaubt;
(b) eine Knebelklemme, die an dem Befestigerkörper schwenkbar angebracht ist zwischen einer Einsetzposition, in der die Knebelklemme im allgemeinen zu der Achse ausgerichtet ist, und einer Knebelposition, in der die Knebelklemme im allgemeinen rechtwinklig zu der Achse liegt, um eine axiale Bewegung der Knebelklemme relativ zum Befestigerkörper zu erlauben, wobei die Knebelklemme eine gewindeaufnehmende Öffnung aufweist, welche im Gebrauch eine Gewindeverbindung mit dem Gewindeabschnitt des Schafts der Schraube bildet und eine axiale Bewegung der Knebelklemme relativ zu dem Befestigerkörper bewirkt, wenn die Schraube in die gewindeaufnehmende Öffnung eingetrieben und die Knebelklemme in die Knebelposition geschwenkt ist; und
(c) einen Gewindeabschnitt, der am Schaft nahe dem Kopf geformt ist mit einem Gewinde zur Beschränkung der Drehbewegung des Befestigerkörpers relativ zu der Wand bei der Montage an der Wand; wobei das Befestigungselement eine Bohrspitze zum Bohren eines Lochs zur Aufnahme des Befestigungselements, wenn die Knebelklemme in der Einsetzposition ist, hat.
Vorzugsweise weist die Knebelklemme eine Rampe auf. In der Einsetzposition der Knebelklemme ist die Rampe zum axialen Eingriff mit einer Schraube angeordnet, wenn der Schaft der Schraube in die Bohrung getrieben wird, um die Knebelklemme von der Einsetzposition in die Knebelposition zu schwenken.
Vorzugsweise hat der Körper ein Paar Arme, deren jeder einen sich axial erstreckenden Spalt aufweist und die Knebelklemme hat ein Paar sich entgegengesetzt erstreckender Achsstifte. Jeder Achsstift greift in einen entsprechenden der Schlitze, um die Knebelklemme schwenkbar am Befestigerkörper derart zu befestigen, daß die Knebelklemme zwischen den Armen angeordnet ist, wenn die Knebelklemme in der Einsatzposition ist. Die Schlitze und Achsstifte erlauben eine axiale Bewegung der Knebelklemme relativ zum Befestigerkörper.
Vorzugsweise umfaßt der Befestigerkörper Mittel zum Begrenzen der Drehbewegung des Befestigerkörpers relativ zu einer Wand, wenn der Befestiger an der Wand angebracht wird. Vorzugsweise weisen solche Mittel einen Gewindeabschnitt auf, der am Schaft des Befestigerkörpers nahe dem Kopf des Befestigerkörpers geformt ist. Der Gewindeabschnitt hat ein Gewinde mit einem Profil, das für eine Wand mit einem brüchigen Material, wie beispielsweise eine Gipsplattenwand geeignet ist.
In einer ersten Ausführungsform ist die Bohrspitze ein einstückiges Teil des Befestigerkörpers. Speziell ist die Bohrspitze einstückig mit den länglichen Armen und erstreckt sich in beiden Positionen der Knebelklemme axial über die Knebelklemme hinaus.
In einer zweiten Ausführungsform ist die Bohrspitze ein einstückiges Teil der Knebelklemme. Speziell ist die Bohrspitze einstückig mit einem von zwei gegenüberliegenden Enden der Knebelklemme und erstreckt sich in der Einsetzposition der Knebelklemme axial über die Arme des Befestigerkörpers hinaus.
Die Bohrspitze hat eine zentrale Schneide und zwei äußere Schneiden mit einer Ausnehmung zwischen jeder der äußeren Schneiden und der zentralen Schneide. Vorzugsweise ragt die zentrale Schneide über die äußeren Schneiden, deren jede eine helikale Schneidkante bildet, hinaus.
In der ersten Ausführungsform kann der Befestigerkörper eine deformierbare oder zerbrechliche Struktur aufweisen, die verhindert, daß die Knebelklemme frei von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer gegebenen Schwenkrichtung schwenkt. Eine solche Struktur wird beim Eingriff mit einer Schraube deformiert, wenn der Schaft der Schraube in die Bohrung bewegt wird, um eine Schwenkbewegung der Knebelklemme von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer gegebenen Richtung zu erlauben. Die deformierbare oder zerbrechbare Struktur verhindert eine axiale Bewegung der Knebelklemme relativ zum Befestigerkörper, bevor die Struktur deformiert wird.
Zugleich mit der oben genannten deformierbaren oder zerbrechlichen Struktur kann der Befestigerkörper ebenfalls so geformt sein, daß er eine zusätzliche Struktur zur Verhinderung einer Schwenkbewegung der Knebelklemme von der Einsetzposition in die Knebelposition in der entgegengesetzten Richtung der Schwenkbewegung aufweist. Vorzugsweise erstreckt sich die zusätzliche Struktur zwischen den Armen axial beabstandet zu dem Schaft des Befestigerkörpers.
In der zweiten Ausführungsform, wenn die Knebelklemme die oben angegebene Rampe aufweist, können der Befestigerkörper und die Knebelklemme zusammenwirkende Mittel zur Schaffung einer Treibverbindung zwischen dem Befestigerkörper und der Knebelklemme, wenn die Knebelklemme in der Einsetzposition ist, aufweisen. Die Treibverbindung ermöglicht es, das Befestigungselement drehend und axial anzutreiben, ohne wesentliche Kräfte auf die Achsstifte zu übertragen, wenn die Bohrspitze benutzt wird, um ein Loch in die Wand zu bohren. Die Treibverbindung ist lösbar, wenn die Rampe von der Schraube gegriffen ist, um eine Schwenkbewegung der Knebelklemme von der Einsetzposition in die Knebelposition zu erlauben.
Die zusammenwirkenden Mittel weisen vorzugsweise einen an der Knebelklemme geformten nicht kreisförmigen Pflock sowie Wandabschnitte, die einen Sockel in dem Befestigerkörper definieren, auf. Der Pflock ist an dem der Bohrspitze gegenüberliegenden Ende der Knebelklemme gebildet. Der Sockel paßt im allgemeinen zum Pflock. Der Sockel dient der Aufnahme des Pflocks, wenn die Knebelklemme in der Einsatzposltion ist. Der Sockel gibt den Pflock frei, wenn die Rampe von der Schraube ergriffen ist, um eine schwenkbare Bewegung der Knebelklemme von der Einsetzposition in die Knebelposition zu erlauben. Weiterhin ist die Rampe vorzugsweise durch eine im Pflock geformte Nut gebildet.
Ausführungsformen des Befestigungselements nach der vorliegenden Erfindung werden im weiteren unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die folgendes zeigen:
Fig. 1 ist eine geschnittene Seitenansicht, genommen durch einen Ausschnitt einer Gipsplattenwand, und zeigt ein Befestigungselement nach einer ersten Ausführungsform, nachdem es in ein mittels seiner Bohrspitze in die Gipsplattenwand gebohrtes Loch eingeführt worden ist;
Fig. 2 ist eine geschnittene Ansicht entlang Linie 2-2 in Fig. 1, in einer durch Pfeile gekennzeichneten Richtung und zeigt das Befestigungselement im Querschnitt;
Fig. 3 ist ähnlich zu Fig. 2, zeigt jedoch eine Schraube, die zum Anbringen einer Befestigungseinrichtung an einer Gipsplattenwand benutzt wird und beginnt, mit dem Befestigungselement zusammenzuwirken, wobei das Befestigungselement, die Schraube und die Befestigungseinrichtung fragmentarisch gezeigt sind;
Fig. 4 zeigt in einer ähnlichen Ansicht die Schraube, die mit dem Befestigungselement zusammengewirkt hat, um die Knebelklemme in eine Knebelposition zu schwenken und um die Knebelklemme gegen die Gipsplattenwand zu ziehen;
Fig. 5 ist eine Vorderansicht, die das Befestigungselement in Endlage ohne die Schraube und ohne die Befestigungseinrichtung zeigt;
Fig. 6 ist eine geschnittene Ansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 1, in einer durch Pfeile angezeigten Richtung, um bestimmte Details des Befestigungselements zu zeigen;
Fig. 7 ist eine im Maßstab leicht vergrößerte ausschnittsweise perspektivische Ansicht einer Bohrspitze an dem Befestigungselement;
Fig. 8 ist im ursprünglichen Maßstab eine Endansicht, genommen entlang Linie 8-8 in Fig. 7, in einer durch Pfeile gekennzeichneten Richtung;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, genommen durch einen Ausschnitt einer Gipsplattenwand, um ein Befestigungselement nach einer zweiten Ausführungsform zu zeigen, wobei das Befestigungselement in Seitenansicht beim Bohren eines Lochs in die Gipsplattenwand mittels seiner Bohrspitze auf dem Befestigungselement mit einem ausschnittsweise gezeigten Schraubendreher gezeigt ist;
Fig. 10 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9, zeigt jedoch ein Befestigungselement bei dem Einführen durch ein durch die Gipsplattenwand gebohrtes Loch;
Fig. 11 ist eine Schnittansicht, genommen entlang der Linie 11-11 in Fig. 10, in einer durch Pfeile gekennzeichneten Richtung, die bestimmte Details des Befestigungselements zeigt;
Fig. 12 ist eine Ansicht ähnlich wie Fig. 10, jedoch aus einer anderen Position genommen, um eine Schraube zu zeigen, die zum Anbringen einer Befestigungseinrichtung an der Gipsplattenwand genutzt wird und beginnt, mit dem Befestigungselement zusammenzuwirken, wobei Schraube und Befestigungseinrichtung ausschnittsweise gezeigt sind;
Fig. 13 ist eine Schnittansicht, genommen entlang Linie 13-13 in Fig. 12 in einer durch Pfeile gekennzeichneten Richtung, um bestimmte Einzelheiten des Befestigungselements und der mit diesem zusammenwirkenden Schraube zu zeigen;
Fig. 14 ist eine fragmentarische perspektivische Explosionszeichnung, die bestimmte Einzelheiten einer Treibverbindung der in Fig. 9 und folgenden gezeigten Ausführungsform darstellt;
Fig. 15 ist eine Schnittansicht, genommen entlang Linie 15-15 in Fig. 10 in einer durch Pfeile gekennzeichneten Richtung, um bestimmte Einzelheiten der Treibverbindung zu zeigen;
Fig. 16 ist eine Schnittansicht ähnlich Fig. 13, die jedoch das Befestigungselement, die Schraube und die Befestigungseinrichtung in einem späteren Montagezustand der Befestigungseinrichtung an der Gipsplattenwand zeigt; und
Fig. 17 ist eine Ansicht ähnlich den Fign. 13 und 16, die jedoch das Befestigungselement in Seitenansicht sowie die Schraube zeigt, wenn sie mit dem Befestigungselement zusammengewirkt hat, um eine Knebelklammer in eine Knebelposition zu schwenken, und um die Knebelklemme gegen die Gipsplattenwand zu ziehen, in einem Schlußstadium des Anbringens der Befestigungseinrichtung an der Gipsplattenwand.
Weil ein verbessertes Befestigungselement nach dieser Erfindung selbstbohrend ist, kann ein solches Befestigungselement vorteilhaft bei einer Plattenwand mit einem Kern aus einem brüchigen Material, wie etwa Gipsplatten, zwischen zwei Papierschichten benutzt werden. Weiterhin kann ein solches Befestigungselement alternativ benutzt werden bei einer Plattenwand oder einer Wand, die vorwiegend aus Holz, Preßspan oder einem ähnlichen Material hergestellt ist.
Ein verbessertes Befestigungselement nach dieser Erfindung ist gestaltet zum Zusammenwirken mit einer konventionellen Schraube mit einem Kopf für den Angriff eines konventionellen Treibwerkzeugs, wie etwa einem Phillips-Schraubendreher, einem länglichen Schaft mit einem Gewindeabschnitt und einer Spitze. Die Spitze kann vorzugsweise spitz zulaufen oder sie kann stumpf ausgebildet sein.
Wie in den Fign. 1 bis 8 gezeigt ist, bildet ein Befestigungselement 10 eine erste der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung. Das Befestigungselement 10 ist dargestellt, wie es zum Anbringen einer Befestigungseinrichtung 12 an einer Plattenwand 20 benutzt wird.
Die Wand 20 hat einen Kern 22 aus brüchigem Material wie etwa Gipsplatten zwischen zwei Papierschichten, nämlich einer Außenschicht 24 und einer Innenschicht 26. Wie gezeigt, nimmt ein mittels des Befestigungselements 10 gebohrtes Loch 28 durch die Wand 20 das Befestigungselement 10 auf. Wie unten beschrieben, wird das Befestigungselement 10 zum Bohren eines solchen Lochs benutzt.
Dargestellt ist das Befestigungselement 10 beim Zusammenwirken mit einer konventionellen Schraube 30 mit einem Phillips-Kopf 32, einem länglichen Schaft 34 mit einem Gewindeabschnitt 36 und einer zulaufenden Spitze 38. Der Phillips-Kopf 32, der zum Zusammenwirken mit einem konventionellen Phillips-Schraubendreher gestaltet ist, hält die Befestigungseinrichtung 12 zurück, wenn die Schraube 30 in das Befestigungselement 10 eingetrieben ist.
Grob gesehen hat das Befestigungselement 10 einen Befestigerkörper 40 und eine Knebelklemme 42. Vorzugsweise ist der Befestigerkörper 40 aus Zink spritzgegossen und die Knebelklemme 42 aus Blattmetall gestanzt. Obwohl Zink- Spritzgießen und Stanzen aus Blattmetall bevorzugt sind, ist es möglich, den Befestigerkörper 40 durch Preßformen und die Knebelklemme 42 aus einem geeigneten Kunststoff wie verstärktes Polyolefin herzustellen.
Da der Befestigerkörper 40 spritzgegossen oder preßgeformt ist, bildet er eine Achse und hat einen Kopf 44, einen Schaft 46, ein Paar längliche Arme 48 und eine Bohrspitze 50.
Verglichen mit dem Schaft 46, der einen relativ kleinen Querschnitt aufweist, hat der Kopf einen relativ großen Querschnitt. Der Kopf 44 ist weiterhin mit einer Muffe 52 ausgestattet, über die der Kopf 44 mit einem konventionellen Phillips-Schraubendreher zusammenwirkt.
Der Befestigerkörper 40 hat ein Mittel zur Verhinderung einer Drehbewegung des Befestigerkörpers 40 relativ zu einer Wand, etwa der Wand 20, wenn der Befestiger 10 an der Wand angebracht wird. Der Schaft 46 hat einen Gewindeabschnitt 54 nahe dem Kopf 44. Der Gewindeabschnitt 54 hat ein Gewinde 56 mit einem geeigneten Profil für eine Wand wie etwa die Gipsplattenwand 20, welche ein brüchiges Material aufweist.
Die länglichen Arme 48 sind einstückig mit dem Schaft 46 und erstrecken sich axial von dem Schaft 46. Die Arme 48 passen in eine imaginäre zylindrische Höhle mit einem Querschnitt etwa gleich dem Querschnitt des Gewindeabschnitts 54 ohne das Gewinde 56.
Der Befestigerkörper 40 hat eine gewindefreie axiale Bohrung 58, welche sich durch den Kopf 44 und den Schaft 46 erstreckt und welche sich zwischen den Armen 48 öffnet. Die Bohrung 58 ermöglicht es, daß der Schaft 34 der Schraube 30 axial in die Bohrung 58 bewegt wird. Der Schaft 34 der Schraube 30 kann axial gedrückt oder durch eine drehende und axiale Bewegung in die Bohrung 58 eingeführt werden.
Als einstückiges Teil des Befestigerkörpers 40 ist die Bohrspitze 50 einstückig mit den länglichen Armen 48, welche durch die Bohrspitze 50 überbrückt sind.
Wie in den Fign. 6 bis 8 gezeigt, weist die Bohrspitze 50 eine dünne Klinge 60 auf, die eine Zentralschneide 62 und zwei Außenschneiden 64 mit einer Ausnehmung 66 zwischen jeder der Außenschneiden 64 und der Zentralschneide 62 bildet. Die Zentralschneide 62, die axial über die Außenschneiden 64 hinausragt, ist dachförmig, wie gezeigt ist. Jede Außenschneide 64 bildet eine helikale Schneidkante 68.
Wenn die Bohrspitze 50 zum Schneiden eines Lochs wie dem Loch 28 benutzt wird, durchdringt die Zentralschneide 62 die äußere Papierschicht 24 und den Kern 22, bevor die Außenklingen 26 die Schicht 24 berühren. Daher schneiden die helikalen Schneidkanten 68 der Außenschneiden 64 sauber durch die äußere Papierschicht 24 mit einem minimalen Risiko, die Schicht 24 aufzureißen.
Die Knebelklemme 42 ist derart an dem Befestigerkörper 40 angebracht, daß eine Schwenkbewegung der Knebelklemme 42 relativ zu dem Befestigerkörper 40 zwischen einer Einsetzposition und einer Knebelposition erlaubt ist, und daß eine axiale Bewegung der Knebelklemme 42 relativ zu dem Befestigerkörper 40 möglich ist. In der Einsetzposition, in der die Knebelklemme 42 in den Fign. 1, 2 und 3 gezeigt ist, ist die Knebelklemme 42 im allgemeinen mit den langlichen Armen 48 ausgerichtet. In der Knebelposition, in der die Knebelklemme 42 in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Knebelklemme 42 im allgemeinen unter einem rechten Winkel zu den länglichen Armen 48 angeordnet. Wie unten erläutert wird, wird die Schraube 30 zum Schwenken der Knebelklemme 42 von der Einsetzposition in die Knebelposition benutzt, nachdem das Befestigungselement 10 in das Loch 28 mit der Knebelklemme 42 in der Einsetzposition eingeführt worden ist.
Jeder Arm 48 hat einen sich axial erstreckenden Schlitz 70. Die Knebelklemme 42 hat ein Paar entgegengesetzt herausragende Achsstifte 72. Jeder der Stifte 72 ragt in einen entsprechenden der Schlitze 70, um die Knebelklemme 42 schwenkbar am Befestigerkörper 40 derart anzubringen, daß die Knebelklemme 42 zwischen den Armen 48 angeordnet ist, wenn die Knebelklemme 42 in der Einsetzposition ist. Die Schlitze 70 und Achsstifte 72 erlauben eine axiale Bewegung der Knebelklemme relativ zu dem Befestigerkörper 40. Die Knebelklemme 42 hat eine Rampe 74, die wie gezeigt geneigt ist, um zu der durch den Befestigerkörper 40 definierten Achse einen Winkel von etwa 45º zu bilden, wenn die Knebelklemme 42 in der Einsetzposition ist. Daher ist in der Einsetzposition der Knebelklemme 42 die Rampe 74 axial in Eingriff mit der Spitze 38 der Schraube 30, wenn der Schaft 34 der Schraube 30 in die Bohrung 58 des Befestigerkörpers 40 bewegt ist.
Die Knebelklemme 42 hat eine gewindeaufnehmende Öffnung 76, die mit dem Gewindeabschnitt 36 des Schafts 34 der Schraube 30 eine Gewindeverbindung bildet, wenn die Schraube 30 in die gewindeaufnehmende Öffnung 76 eingetrieben wird, nachdem die Knebelklemme 42 in die Knebelposition geschwenkt worden ist. Wie gezeigt, wird der Gewindeabschnitt 36 in die Knebelklemme 42 eingedreht. Alternativ kann die gewindeaufnehmende Öffnung 46 ein komplementäres Gewinde aufweisen, um mit dem Gewindeabschnitt 36 zusammenzuwirken.
Die Knebelklemme 42 hat einen Flansch 78 nahe der gewindeaufnehmenden Öffnung 76. Der Flansch 78 ist so gestaltet, daß er hilft, den Gewindeabschnitt 36 des Schafts 34 der Schraube 30 in die gewindeaufnehmende Öffnung zu führen, wie in Fig. 4 gezeigt, in die Knebelposition der Knebelklemme 42.
Der spritzgegossene oder preßgeformte Befestigerkörper 40 hat eine deformierbare Zunge 80, die als Mittel dient, welches das freie Schwenken der Knebelklemme 42 von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer gegebenen Schwenkrichtung verhindert. In Fign. 2, 3 und 4 ist die gegebene Schwenkrichtung im Uhrzeigersinn. Die Spitze 80 hat eine Lippe 81, die mit der Spitze 38 der Schraube 30 in Eingriff gelangt, wenn der Schaft 34 der Schraube 30 in die Bohrung 58 bewegt wird, und wegzubrechen, wodurch die Schwenkbewegung der Knebelklemme 42 von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer gegebenen Richtung erlaubt wird. Es ist jedoch für die Zunge 80 nicht notwendig, wegzubrechen, um eine solche Bewegung zu erlauben.
Die Zunge 80 ist mit einer nach innen gerichteten Nase 82 geformt. Die Nase 82 paßt in eine Öffnung 84 in der Knebelklemme 42 und wirkt mit der Öffnung 84 zusammen, um eine axiale Bewegung der Knebelklemme 42 relativ zu dem Befestigerkörper 40 zu verhindern, bevor die Zunge 82 deformiert ist.
Eine Verbindungsbrücke 90 ist einstückig mit den Armen 48 gebildet und erstreckt sich zwischen den Armen 48 in axialem Abstand von dem Schaft 46. Die Brücke 90 bildet ein Mittel, welches eine Schwenkbewegung der Knebelklemme 42 von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer entgegengesetzten Richtung zur Schwenkbewegung verhindert. In den Figuren 2, 3 und 4 ist die der Schwenkbewegung entgegengesetzte Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn.
Wie in den Figuren 9 bis 17 gezeigt, bildet ein Befestigungselement 110 eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Befestigungselement 110 ist ein Blindbefestiger, der zum Anbringen einer Befestigungseinrichtung 112 an einer Gipsplattenwand 120 geeignet ist.
Die Gipsplattenwand 120 ist ähnlich der Wand 20 und hat einen Kern 122 aus einem brüchigen Material wie etwa Gipsstuck zwischen zwei Papierschichten, nämlich einer Außenschicht 124 und einer Innenschicht 126. Wie in den Figuren 10, 12 und 13 gezeigt, ist ein Loch 128 durch die Wand 120 gebohrt, welches das Befestigungselement 110 aufnimmt. Wie unten erläutert, wird das Befestigungselement 110 zum Bohren eines solchen Lochs benutzt.
Das Befestigungselement 110 ist beim Zusammenwirken mit einer konventionellen Schraube 130 ähnlich der oben beschriebenen Schraube 30 gezeigt. Die Schraube 130 hat einen Phillips-Kopf 132, einen länglichen Schaft 134 mit einem Gewindeabschnitt 136 und eine zulaufende Spitze 138. Der Kopf 132 hält die Befestigungseinrichtung 112 wie gezeigt zurück, wenn die Schraube 130 in das Befestigungselement 110 eingetrieben ist.
Im groben weist das Befestigungselement 110 einen Befestigerkörper 140 und eine Knebelklemme 142 auf. Vorzugsweise sind der Befestigerkörper 140 und die Knebelklemme 142 aus einem geeigneten Kunststoff wie etwa verstärktem Polyolefin preßgeformt. Obwohl preßgeformte Kunststoffteile bevorzugt sind, ist es möglich, den Befestigerkörper 140 mittels Zinkdruckguß zu bilden und die Knebelklemme 142 aus einem Blattmaterial auszustanzen.
Der preßgeformte oder druckgegossene Befestigerkörper 140 bildet eine Achse und hat einen Kopf 144, einen Schaft 146, ein Paar längliche Arme 148 und eine Verbindungsbrücke 150.
Verglichen mit dem Schaft 146, der einen relativ kleinen Querschnitt aufweist, hat der Kopf 144 einen relativ großen Querschnitt. Der Kopf 144 ist weiterhin mit einer (nicht gezeigten) Muffe ausgestattet, die ähnlich der Muffe 52 des Kopfs 44 der Schraube 30 ist, und mittels der der Kopf 144 mit einem konventionellen Phillips-Schraubendreher zusammenwirkt, wie etwa dem Phillips-Schraubendreher D, der fragmentarisch in Fign. 9 und 10 gezeigt ist.
Der Befestigerkörper 140 hat ein Mittel zur Verhinderung einer Drehbewegung des Befestigerkörpers 140 relativ zu einer Wand wie der Wand 120, wenn das Befestigungselement 110 an der Wand angebracht wird. Daher hat der Schaft 146 einen Gewindeabschnitt 154 nahe dem Kopf 144. Der Gewindeabschnitt 154 hat ein Gewinde 156 mit einem geeigneten Profil für eine Wand wie der Gipsplattenwand 120, die ein brüchiges Material enthält.
Die länglichen Arme 148 sind einstückig mit dem Schaft 146 und erstrecken sich axial von dem Schaft 146. Die Arme 148 passen in eine imaginäre zylindrische Hülle mit einem Querschnitt ungefähr gleich dem Querschnitt des Gewindeabschnitts 154 ohne das Gewinde 156. Die Brücke 150, die einstückig mit den Armen 148 ausgebildet ist, verbindet die Arme 148 an deren distalen Enden axial beabstandet von dem Gewindeabschnitt 154.
Der Befestigerkörper 140 hat eine gewindefreie axiale Bohrung 158, die sich durch den Kopf 144 und den Schaft 146 erstreckt und die sich zwischen den Armen 148 öffnet. Die Bohrung 158 erlaubt dem Schaft 134 der Schraube 130, axial in die Bohrung 158 eingeführt zu werden. Der Schaft 134 kann axial gedrückt oder drehend und axial in die Bohrung 158 eingetrieben werden.
Die Knebelklemme 142 ist derart an dem Befestigerkörper 140 angebracht, daß eine Schwenkbewegung der Knebelklemme 142 relativ zum Befestigerkörper 140 zwischen einer Einsetzposition und einer Knebelposition erlaubt ist, und daß eine axiale Bewegung der Knebelklemme 142 relativ zu dem Befestigerkörper 140 möglich ist. In der Einsetzposition, in der die Knebelklemme 142 in Fign. 9 bis 12 gezeigt ist, ist die Knebelklemme 142 im allgemeinen mit den länglichen Armen 148 ausgerichtet. In der Knebelposition, in der die Knebelklemme 142 in den Fign. 16 und 17 gezeigt ist, ist die Knebelklemme 142 im allgemeinen unter rechtem Winkel zu den länglichen Armen 148 angeordnet. Wie unten beschrieben, wird die Schraube 130 benutzt, um die Knebelklemme 142 von der Einsetzposition in die Knebelposition zu schwenken, nachdem das Befestigungslement 110 in das Loch 128 eingesetzt worden ist mit der Knebelklemme 142 in der Einsetzposition.
Jeder Arm 148 hat einen axial verlaufenden Schlitz 170. Die Knebelklemme 142 hat ein Paar entgegengesetzt herausragender Achsstifte 172. Jeder Achsstift 172 erstreckt sich in einen entsprechenden der Schlitze 170, um die Knebelklemme 142 schwenkbar zum Befestigerkörper 140 anzubringen, so daß die Knebelklemme 142 zwischen den Armen 148 angeordnet ist, wenn die Knebelklemme 142 in der Einsetzposition ist. Die Schlitze 170 und Achsstifte 172 ermöglichen eine axiale Bewegung der Knebelklemme 142 relativ zu dem Befestigerkörper 140.
Die Knebelklemme 142 hat eine Rampe 174. In der Einsetzposition der Knebelklemme 142 ist die Rampe 174 zum axialen Eingriff mit der Spitze 138 der Schraube 130 angeordnet, wenn der Schaft 134 der Schraube 130 in die Bohrung 158 des Befestigerkörpers 140 gedrückt wird.
Die Knebelklemme 142 hat eine gewindeaufnehmende Öffnung 176, die mit dem Gewindeabschnitt 136 des Schafts 134 der Schraube 130 eine Gewindeverbindung bildet, wenn die Schraube 130 in die gewindeaufnehmende Öffnung 176 eingetrieben ist, nachdem die Knebelklemme 142 in die Knebelposition geschwenkt worden ist. Wie gezeigt, ist die gewindeaufnehmende Öffnung 176 mit einem komplementären Gewinde versehen, um mit dem Gewindeabschnitt 136 zusammenzuwirken.
Bei der Herstellung ist die Knebelklemme 142 an einem ihrer Enden mit einer einstückigen Bohrspitze 180 geformt. Wie gezeigt, weist die Bohrspitze 180 eine dünne Klinge 182 auf, die drei dachförmige Schneiden bilden, nämlich eine Zentralschneide 184 und zwei Außenschneiden 186 mit einer Ausnehmung 188 zwischen jeder der Außenschneiden 186 und der Zentralschneide 184. Die Zentralschneide 184 ragt axial über die Außenschneiden 186 hinaus.
Wenn die Bohrspitze 180 benutzt wird, um ein Loch wie das Loch 128 zu bohren, durchdringt die Zentralschneide 184 die äußere Papierschicht 124 wie in Fig. 9 gezeigt, bevor die Außenschneiden 186 diese Schicht 124 berühren. Daraufhin schneiden die Außenschneiden 186 durch die äußere Papierschicht 124.
In einer (nicht gezeigten) alternativen Ausführungsform kann die Knebelklemme 142 einstückig mit einer Bohrspitze ähnlich der Bohrspitze 50 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gebildet werden. Eine solche Bohrspitze kann effektiver sein, da sie dazu neigt, glatt durch eine äußere Papierschicht einer Gipsplattenwand zu schneiden bei einem minimalen Risiko des Aufreißens dieser Schicht.
Der Befestigerkörper 140 und die Knebelklemme 142 haben eine Treibverbindung dazwischen, wenn die Knebelklemme 142 in der Einsetzposition ist. Die Treibverbindung ermöglicht, das Befestigungselement 110 drehend und axial anzutreiben, ohne wesentliche Kräfte auf die Achsstifte 172 auszuüben, wenn die Bohrspitze 180 auf der Knebelklemme 142 benutzt wird, ein Loch wie das Loch 128 in eine Wand wie die Wand 120 zu bohren. Die Treibverbindung ist lösbar, wenn die Rampe 174 von der Schraube 130 gegriffen wird, um dann eine Schwenkbewegung der Knebelklemme 142 von der Einsetzposition in die Knebelposition zu ermöglichen.
Die Treibverbindung wird gebildet durch einen nicht kreisförmigen Pflock 190, der an einem Ende der Knebelklemme 142, nämlich dem der Bohrspitze 180 gegenüberliegenden Ende geformt ist, und einer Muffe 192, die in dem Befestigerkörper 140 gebildet ist. Der Pflock 190 und die Muffe 192 haben nicht kreisförmige Querschnitte. Die Muffe 192 paßt im allgemeinen zu dem Pflock 190. Wie gezeigt, ist der Pflock 190 im wesentlichen quadratisch im Querschnitt und mit einer Rampe 174 geformt, welche durch eine in dem Pflock 190 geformte Nut gebildet ist. Wie gezeigt, ist die Muffe 192 im wesentlichen quadratisch im Querschnitt und mit einer offenen Seite und wird gebildet durch Wandabschnitte 194, 196 und 198, die den Pflock 190 von drei Seiten einschließen, wenn die Knebelklemme 142 in der Einsetzposition axial gegen den Schaft 146 des Befestigerkörpers 140 gedrückt ist.
Daher nimmt die Muffe 192 den Pflock 190 auf, wenn die Knebelklemme 142 in der Einsetzposition ist. Der Wandabschnitt 196 überbrückt die Wandabschnitte 194, 198 und erstreckt sich wie gezeigt axial über eine kurze Entfernung. Daher gibt die Muffe 192 den Pflock 190 frei, wenn die Knebelklemme 142 axial über einen größeren Abstand verschoben ist, nachdem die Rampe 174 von der Schraube 130 ergriffen ist, um die Treibverbindung zwischen dem Befestigerkörper 140 und der Knebelklemme 142 freizugeben.

Claims

1. Befestigungselement (10) zum Einschrauben in eine brüchige Wand, wie etwa eine Gipsplattenwand, und zum Gebrauch mit einer Schraube (30), die einen Kopf (32) und einen länglichen Schaft (34) mit einem Gewindeabschnitt aufweist, mit:

(a) einem Befestigerkörper (40), der eine Achse definiert und einen Kopf (44), einen Schaft (46) einstückig mit und axial ausgehend von dem Kopf (44), und mindestens einen länglichen Arm (48) einstückig mit und axial ausgehend von dem Schaft (46) aufweist, wobei der Befestigerkörper (40) eine axiale Bohrung (58) hat, welche sich durch den Kopf (44) und den Schaft (46) erstreckt und im Gebrauch das Einschrauben des Schafts (34) einer Schraube (30) erlaubt;

(b) einer Knebelklemme (42), die an dem Befestigerkörper (40) schwenkbar angebracht ist zwischen einer Einsetzposition, in der die Knebelklemme (42) im allgemeinen zu der Achse ausgerichtet ist, und einer Knebelposition, in der die Knebelklemme (42) im allgemeinen rechtwinklig zu der Achse liegt, um eine axiale Bewegung der Knebelklemme (42) relativ zum Befestigerkörper (40) zu erlauben, wobei die Knebelklemme (42) eine gewindeaufnehmende Öffnung (76) aufweist, welche im Gebrauch eine Gewindeverbindung mit dem Gewindeabschnitt (36) des Schafts (34) der Schraube (30) bildet und eine axiale Bewegung der Knebelklemme (42) relativ zu dem Befestigerkörper (40) bewirkt, wenn die Schraube in die gewindeaufnehmende Öffnung (76) eingetrieben und die Knebelklemme (42) in die Knebelposition geschwenkt ist; und

(c) einem Gewindeabschnitt, der am Schaft (46) nahe dem Kopf (32) geformt ist, mit einem Gewinde (56, 156) zur Beschränkung der Drehbewegung des Befestigerkörpers (40) relativ zu der Wand bei der Montage an der Wand; wobei das Befestigungselement (10) eine Bohrspitze (50) hat zum Bohren eines Loches zur Aufnahme des Befestigungselements (10), wenn die Knebelklemme (42) in der Einsetzposition ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Knebelklemme (42) eine Rampe (74) hat, die in der Einsetzposition der Knebelklemme (42) axial mit der Schraube (30) in Eingriff ist, wenn der Schaft (34) der Schraube (30) in die Bohrung (58) eingetrieben wird, um die Knebelklemme (42) von der Einsetzposition in die Knebelposition zu schwenken.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Paar längliche Arme (48) aufweist und die Bohrspitze (80) einstückig mit den länglichen Armen (48) ist und sich axial über die Knebelklemme (42) hinauserstreckt in beiden Positionen der Knebelklemme (42).

4. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigerkörper (40) ein deformierbares Mittel (80) aufweist, um zu verhindern, daß die Knebelklemme (42) frei von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer Richtung der Schwenkbewegung schwenkt, wobei das Mittel (80) im Gebrauch deformiert wird, wenn der Schaft (34) der Schraube (30) in die Bohrung (58) getrieben wird, um eine Schwenkbewegung der Knebelklemme (42) von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer Richtung zuzulassen, und wobei der Befestigerkörper (40) zusätzliche Mittel (90) aufweist, um eine Schwenkbewegung der Knebelklemme (42) von der Einsetzposition in die Knebelposition in einer entgegengesetzten Schwenkrichtung zu verhindern.

5. Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Mittel (80) eine Lippe (81) aufweist, welche mit der Schraube (30) in Eingriff gelangt, wenn der Schaft der Schraube in die Bohrung getrieben wird, um das deformierbare Mittel (80) von dem Befestigerkörper (40) fort zu biegen.

6. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigerkörper (100) zwei längliche Arme (148) aufweist, die Knebelklemme (142) zwei entgegengesetzte Enden hat, die Bohrspitze (180) einstückig mit einem der entgegengesetzten Enden der Knebelklemme (142) ist und sich axial über die Arme (148) des Befestigerkörpers (140) hinauserstreckt in der Einsetzposition der Knebelklemme (142).

7. Befestigungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigerkörper (140) und die Knebelklemme (142) zusammenwirkende Mittel (190, 192) aufweisen zur Schaffung einer Treibverbindung zwischen dem Befestigerkörper (140) und der Knebelklemme (142), wenn die Knebelklemme (142) in der Einsetzposition ist, wobei die Treibverbindung drehendes und axiales Eintreiben des Befestigungselements erlaubt, ohne wesentliche Belastung auf die Schwenkverbindung zwischen Befestigerkörper (140) und Knebelklemme (142) auszuüben, wenn die Bohrspitze (180) ein Loch in eine Wand bohrt, wobei die Treibverbindung lösbar ist, wenn die Rampe (174) mit der Schraube (130) in Eingriff gelangt, um danach die Schwenkbewegung der Knebelklemme (142) von der Einsetzposition in die Knebelposition zu erlauben.

8. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Mittel zur Schaffung einer Treibverbindung einen an der Knebelklemme (142) geformten nicht kreisförmigen Steckstift (190) und einen Sockel im Befestigerkörper (140) bildende Wandabschnitte (192) aufweisen, wobei der Steckstift (190) am zur Bohrspitze (180) entgegengesetzten Ende der Knebelklemme (142) geformt ist, der Sockel im allgemeinen zum Steckstift paßt und den Steckstift aufnimmt, wenn die Knebelklemme in der Einsetzposition ist und den Steckstift freigibt, wenn die Rampe (174) mit der Schraube in Eingriff ist, um danach die Schwenkbewegung der Knebelklemme (142) von der Einsetzposition in die Knebelposition zu erlauben.

9. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der länglichen Arme (48, 148) längliche Schlitze (70, 170) aufweist und die Knebelklemme (42, 142) ein Paar sich entgegengesetzt erstreckende Achsstifte (72, 172) hat, deren jeder in einen entsprechenden Schlitz (70, 170) ragt, um die Knebelklemme (42, 142) so an dem Befestigerkörper (40, 140) anzubringen, daß in der Einsetzposition die Knebelklemme (42, 142) zwischen den Armen (48, 148) angeordnet ist und eine axiale Bewegung der Knebelklemme (42, 142) relativ zum Befestigerkörper erlaubt ist.

10. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitze (80, 180) eine zentrale Schneide (84, 184) und zwei äußere Schneiden (86, 186) mit einem Hohlraum (88, 89, 188, 189) zwischen jeder der äußeren Schneiden (86, 186) und der zentralen Schneide (84, 184) aufweist, wobei die zentrale Schneide (84, 184) axial über die äußeren Schneiden (86, 186) hinausragt und jede der äußeren Schneiden (86, 186) eine im allgemeinen helikale Schneidkante (64) definiert.

11. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (44, 144) des Befestigungselements mit einem Werkzeug eingreifende Mittel (52, 152) aufweist zum Eintreiben des Befestigungselements in eine Wand.