WO2007000205A1 - Spreizdübel - Google Patents

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WO2007000205A1 PCT/EP2006/003953 EP2006003953W WO2007000205A1 WO 2007000205 A1 WO2007000205 A1 WO 2007000205A1 EP 2006003953 W EP2006003953 W EP 2006003953W WO 2007000205 A1 WO2007000205 A1 WO 2007000205A1
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dowel
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dowel sleeve
spreading
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Aaron Daly
Rainer Fischer
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Fischerwerke Artur Fischer Gmbh & Co. Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/12—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like
    • F16B13/124—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like fastened by inserting a threaded element, e.g. screw or bolt
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/12—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like
    • F16B13/128—Separate metal or non-separate or non-metal dowel sleeves fastened by inserting the screw, nail or the like with extending protrusions, e.g. discs, segments, ridges, fingers or tongues

Definitions

  • the invention relates to an expansion anchor with the features of the preamble of claim 1.
  • expansion dowels are generally known in particular as plastic expansion dowel. They usually have a dowel sleeve for insertion of an expansion screw, a Sp Rudschraubnagels or the like. On. The dowel sleeve is divided by longitudinally extending slots in a plurality of radially expandable expansion tabs. to
  • Anchoring the expansion anchor is first introduced into a borehole and then screwed or struck the expansion screw or Sp Rudschraubnagel in the dowel sleeve. As a result, the expansion tabs are spread radially outward.
  • the dowel sleeve has spreading elements which are tiltable and inclined towards the insertion end of the dowel sleeve.
  • the tilting axis of the expansion elements should not be arranged in the longitudinal direction of the dowel sleeve, but substantially tangentially thereto.
  • substantially tangential is likewise meant an arrangement along a helix which is arranged on an imaginary cylindrical surface parallel to the longitudinal axis of the anchor a pure tilting movement also meant a radial bending of the spreading elements.
  • the spreading elements have a turned into the interior of the dowel sleeve
  • the inwardly facing ends can be made helical. Should a tensile load be applied to the expansion screw after assembly, so the spreading elements dig in the thread of the inserted expansion screw and would have to release this, tilt back so far that they are inclined against the insertion end of the dowel sleeve. For this purpose, however, the outwardly facing end of the spreading would have to move radially outward, which is limited by the borehole diameter. Thus, at the latest when the expansion screw is acted upon with a tensile load, the expansion of the anchor occurs. Without departing from the spirit of the invention, the spreading need not necessarily engage with their turned into the interior of the dowel sleeve ends in the thread, but they can also enter into a surface frictional engagement with this.
  • the spreading elements have a substantially wedge-shaped
  • the spreading elements each have an outwardly facing end, which protrudes from the dowel sleeve.
  • the expansion elements are therefore not only inwardly disposed projections on the dowel sleeve, but they continue to the outside. This ensures that the individual spreading elements can unfold their spreading independently each independently. Since the spreading itself and not the dowel sleeve supported on the borehole inner wall, not the expansion sleeve must be deformed to the development of anchoring forces as a whole. This is further favored by the fact that preferably the expansion sleeve in the region of the spreading over the circumference is not closed. The expansion sleeve itself therefore has less the function of the spreading but rather the function of Storage of the spreading elements.
  • the spreading elements are preferably connected to the dowel sleeve in the manner of film hinges.
  • Film hinge is understood to mean a connection of the spreading elements to the dowel sleeve, in which, compared to the other wall thickness of the dowel sleeve, a targeted weakening of the wall thickness in the region of the transition between
  • Dowel sleeve and expansion element is formed.
  • the spreading elements can be designed both pin-like and flat.
  • the spreading elements are, for example, designed as completely closed over the circumference slats.
  • the inherent rigidity of such a blade produced thereby counteracts the tiltability of the expansion element.
  • Spreading elements are each formed over a maximum of half the circumference of the dowel sleeve.
  • Figure 1 shows a first embodiment in a sectional view
  • Figure 2 shows a second embodiment with expansion screw in one
  • Figure 3 is a perspective view of the same embodiment.
  • the expansion dowel 1 shown in Figure 1 has a dowel sleeve 2 for insertion of an expansion screw, not shown.
  • the insertion end 3 of the anchor sleeve 2 is closed, while the opposite end for insertion of the expansion screw is open.
  • This lamellar expansion elements 4 are inclined to the insertion end 3 of the anchor sleeve 2. Due to their narrow connection to the cylindrical part of the dowel sleeve 2, they can tilt relatively easily or be bent to the insertion end 3 out.
  • the embodiment is preferably made of plastic, preferably polyamide, manufactured, but in principle, a production of metal is possible.
  • the tilting axis K by which the spreading elements 4 can tilt, is arranged tangentially to the dowel axis D, ie it runs perpendicular to the plane of the drawing.
  • a borehole with a diameter is initially created in the selected substrate, which corresponds approximately to the outer diameter of the anchor sleeve 2.
  • the expansion anchor 1 is introduced.
  • the actual attachment takes place by manual insertion of an expansion screw, not shown, whose outer diameter is smaller than the inner diameter d a described by the cylindrical part of the dowel sleeve 2 and larger than the inner diameter di described by the expansion elements 4 di.
  • the spreading elements 4 are tilted about the tilting axis K, but tilt due to their elasticity in each case after exceeding a
  • Figure 2 shows an alternative embodiment of an inventive
  • Expansion dowel 1a In the expansion dowel 1 a an expansion screw 6 is inserted in the form of a threaded rod. Instead of a threaded rod could equally alike a non-metric screw, for example. A wood screw can be used.
  • This expansion anchor 1a in turn has a dowel sleeve 2a with tilting elements 4a which can be tilted about a tilting axis K.
  • the spreading elements 4 have a wedge-shaped cross section and are each connected by a narrow web 7 film-hinge-like with the cylindrical part of the dowel sleeve 2a.
  • This wedge-like cross section has the advantage that the ends of the expansion elements 4a which are turned into the interior of the dowel sleeve can also engage in a relatively fine thread 8 of an expansion screw 6. On the other hand, allow the relatively broad, outwardly facing ends 9 of the spreading elements 4a, which protrude from the dowel sleeve 2a, a relatively large-scale investment in the borehole.
  • the spreading elements 4 a are connected to the webs 7 over a relatively small cross-section.
  • the spreading 4a which are each formed over about a quarter of the circumference of the dowel sleeve 2a, can thus relatively easily tilt around the tilting axis K. Since not as in the first embodiment, a whole portion of the cylindrical portion of the dowel sleeve 2 is formed radially outward, but only the spreading 4a are tilted significantly better holding properties can be achieved by the second embodiment.
  • the embodiment shown in Figures 2 and 3 each has three opposing blocks 10 of spreading elements 4a, which are separated by stiffening ribs 11 from each other. Furthermore, the embodiment has an anti-rotation rib 12, which prevents co-rotation of the dowel sleeve 2 when unscrewing the expansion screw 6, and a collar 13 which prevents the
  • Expansion dowel 1a is inserted too far into the borehole during insertion of the expansion screw 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel (1a) mit einer Dübelhülse (2a) zum Einführen einer Spreizschraube (6). Um einen derartigen Spreizdübel zu schaffen, der ohne Werkzeug eingeführt werden kann, schlägt die Erfindung vor, dass die Dübelhülse (2a) Spreizelemente (4a) aufweist, die um eine zur Dübelachse (D) im Wesentlichen tangentiale Kippachse (K) kippbar und zum Einführende (3) der Dübelhülse (2a) hin geneigt sind.

Description

P 2192 14.06.2005
USU/EPM
Beschreibung
Spreizdübel
Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Spreizdübel sind allgemein insbesondere als Kunststoff-Spreizdübel bekannt. Sie weisen üblicherweise eine Dübelhülse zum Einführen einer Spreizschraube, eines Spreizschraubnagels oder dgl. auf. Die Dübelhülse ist durch in Längsrichtung verlaufende Schlitze in mehrere radial aufspreizbare Spreizlappen geteilt. Zur
Verankerung wird zunächst der Spreizdübel in ein Bohrloch eingeführt und dann die Spreizschraube bzw. der Spreizschraubnagel in die Dübelhülse eingeschraubt bzw. eingeschlagen. Hierdurch werden die Spreizlappen radial nach außen verspreizt.
Ein grundsätzlicher Nachteil derartiger Spreizdübel besteht in der Tatsache, dass zur
Erstellung einer wirksamen Verankerung die Spreizschraube bzw. der Spreizschraubnagel zwingend mit einem Werkzeug in die Dübelhülse gebracht werden muss.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Spreizdübel zu schaffen, bei dem ein werkzeugloses Einführen einer Spreizschraube oder dgl. möglich ist und der dabei möglichst hohe Haltewerte erreicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Dübelhülse Spreizelemente auf, die kippbar und zum Einführende der Dübelhülse hin geneigt sind. Dabei soll die Kippachse der Spreizelemente nicht in Längsrichtung der Dübelhülse, sondern im Wesentlichen tangential zu dieser angeordnet sein. Mit „im Wesentlichen tangential" ist gleichermaßen eine Anordnung längs einer Wendel gemeint, welche auf einer gedachten Zylinderfläche parallel zur Dübel-Längsachse angeordnet ist. Mit „kippbar" ist erfindungsgemäß neben einer reinen Kippbewegung auch ein radiales Verbiegen der Spreizelemente gemeint. Durch derart kippbare Spreizelemente kann eine Spreizschraube oder ein Spreizschraubnagel ohne Werkzeug in die Dübelhülse eingeführt werden.
Vorzugsweise weisen die Spreizelemente ein ins Innere der Dübelhülse gewandtes
Ende auf, welches in eine in die Dübelhülse eingeführte Spreizschraube eingreifen kann. Dabei können entsprechend der bekannten Vielfalt von Schrauben unterschiedlichste Geometrien zum Einsatz kommen. Insbesondere können die nach innen gewandten Enden wendeiförmig ausgeführt sein. Sollte nach der Montage eine Zuglast an die Spreizschraube angelegt werden, so verkrallen sich die Spreizelemente im Gewinde der eingeführten Spreizschraube und müssten, um diese freizugeben, soweit zurückkippen, dass sie entgegen dem Einführende der Dübelhülse hin geneigt sind. Hierzu müsste sich jedoch das nach außen gewandte Ende der Spreizelemente jeweils radial nach außen bewegen, was durch den Bohrlochdurchmesser begrenzt wird. Somit kommt es spätestens bei Beaufschlagung der Spreizschraube mit einer Zuglast zur Verspreizung des Dübels. Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, brauchen die Spreizelemente nicht unbedingt mit ihren ins Innere der Dübelhülse gewandten Enden in das Gewinde eingreifen, sondern sie können auch einen flächigen Reibschluss mit diesem eingehen.
Vorzugsweise weisen die Spreizelemente einen im Wesentlichen keilförmigen
Querschnitt auf. Dabei ist das schmale Ende ins Dübelinnere gewandt, während die entgegengesetzte breitere Seite radial nach außen gerichtet ist. Durch eine derartige Form wird erreicht, dass die Spreizelemente einerseits selbst in feine Gewinde sicher eingreifen und andererseits, dass die bei Zug auf die Spreizschraube wirkenden Kräfte stabil nach außen weitergeleitet werden können.
In einer bevorzugten Ausführung weisen die Spreizelemente jeweils ein nach außen gewandtes Ende auf, welches aus der Dübelhülse herausragt. Die Spreizelemente sind also nicht lediglich nach innen angeordnete Vorsprünge an der Dübelhülse, sondern sie setzen sich nach außen fort. Hierdurch wird erreicht, dass die einzelnen Spreizelemente ihre Spreizwirkung jeweils unabhängig voll entfalten können. Da sich die Spreizelemente selbst und nicht die Dübelhülse an der Bohrloch-Innenwand abstützt, muss zur Entfaltung von Verankerungskräften auch nicht die Spreizhülse im Gesamten verformt werden. Begünstigt wird dies weiterhin dadurch, dass vorzugsweise die Spreizhülse im Bereich der Spreizelemente über dem Umfang nicht geschlossen ist. Die Spreizhülse selbst hat also weniger die Funktion des Spreizmittels sondern eher die Funktion der Lagerung der Spreizelemente. Um diesen Effekt möglichst stark auszuprägen, sind die Spreizelemente vorzugsweise mit der Dübelhülse nach Art von Filmscharnieren verbunden. Unter „Filmscharnier" wird eine Anbindung der Spreizelemente an die Dübelhülse verstanden, bei der gegenüber der sonstigen Wandstärke der Dübelhülse eine gezielte Schwächung der Wandstärke im Bereich des Übergangs zwischen
Dübelhülse und Spreizelement ausgebildet ist.
Grundsätzlich können die Spreizelemente sowohl stiftartig als auch flächig ausgeführt sein. In extremer Ausführung sind die Spreizelemente bspw. als über den Umfang vollständig geschlossene Lamellen ausgeführt. Die hierdurch erzeugte Eigensteifigkeit einer derartigen Lamelle wirkt jedoch der Kippbarkeit des Spreizelements entgegen.
Daher sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die
Spreizelemente jeweils über maximal die Hälfte des Umfangs der Dübelhülse ausgebildet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung;
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit Spreizschraube in einer
Schnittdarstellung; und
Figur 3 eine perspektivische Darstellung desselben Ausführungsbeispiels.
Der in Figur 1 dargestellte Spreizdübel 1 weist eine Dübelhülse 2 zum Einführen einer nicht dargestellten Spreizschraube auf. Das Einführende 3 der Dübelhülse 2 ist geschlossen, während das entgegengesetzte Ende zum Einführen der Spreizschraube offen ist. Im Inneren der Dübelhülse 2 weist diese lamellenartige Spreizelemente 4 auf. Die Spreizelemente 4 sind zum Einführende 3 der Dübelhülse 2 hin geneigt. Aufgrund ihrer schmalen Anbindung an den zylindrischen Teil der Dübelhülse 2 können sie relativ leicht kippen bzw. zum Einführende 3 hin verbogen werden. Entsprechend ist das Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, gefertigt, grundsätzlich ist jedoch auch eine Herstellung aus Metall möglich. Die Kippachse K, um die die Spreizelemente 4 kippen können, ist tangential zur Dübelachse D angeordnet, d.h. sie verläuft senkrecht zur Zeichnungsebene. Zur Herstellung einer Befestigung mit dem Spreizdübel 1 wird zunächst in dem gewählten Untergrund ein Bohrloch mit einem Durchmesser erstellt, der dem Außendurchmesser der Dübelhülse 2 in etwa entspricht. In dieses Bohrloch wird der Spreizdübel 1 eingeführt. Die eigentliche Befestigung erfolgt durch manuelles Einführen einer nicht dargestellten Spreizschraube, deren Außendurchmesser kleiner als der durch den zylindrischen Teil der Dübelhülse 2 beschriebene Innendurchmesser da ist und größer als der durch die Spreizelemente 4 beschriebene Innendurchmesser di. Beim Einführen der Spreizschraube werden die Spreizelemente 4 um die Kippachse K gekippt, kippen jedoch aufgrund ihrer Elastizität jeweils nach Überschreitung einer
Gewindeflanke zurück und greifen so mit ihren ins Innere der Dübelhülse 2 gewandten Enden 5 jeweils zwischen zwei Gewindeflanken in das Gewinde der Spreizschraube ein. Wird die Spreizschraube mit Zug belastet, so stützen sich die ins Innere der Dübelhülse 2 gewandten Enden 5 der Spreizelemente 4 auf dem Gewinde der Spreizschraube ab, was dazu führt, dass die Dübelhülse 2 radial nach außen verspreizt wird. Sie drückt damit gegen das Innere des Bohrlochs, was den gewünschten Verankerungseffekt bewirkt. Durch Herausschrauben der Spreizschraube kann die Befestigung gelöst werden.
Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Spreizdübels 1a. In den Spreizdübel 1a ist eine Spreizschraube 6 in Form einer Gewindestange eingeführt. Statt einer Gewindestange könnte gleichermaßen eine nichtmetrische Schraube, bspw. eine Holzschraube, verwendet werden. Dieser Spreizdübel 1a weist wiederum eine Dübelhülse 2a mit um eine Kippachse K kippbaren Spreizelementen 4a auf. Die Spreizelemente 4 haben einen keilförmigen Querschnitt und sind jeweils durch einen schmalen Steg 7 filmscharnierartig mit dem zylindrischen Teil der Dübelhülse 2a verbunden. Dieser keilartige Querschnitt hat den Vorteil, dass die ins Innere der Dübelhülse gewandten Enden 5a der Spreizelemente 4a auch in ein relativ feines Gewinde 8 einer Spreizschraube 6 eingreifen können. Andererseits ermöglichen die relativ breiten, nach außen gewandten Enden 9 der Spreizelemente 4a, welche aus der Dübelhülse 2a herausragen, eine relativ großflächige Anlage im Bohrloch.
Wir aus Figur 3 deutlich wird, sind die Spreizelemente 4a über einen relativ kleinen Querschnitt mit den Stegen 7 angebunden. Die Spreizelemente 4a, die jeweils über etwa ein Viertel des Umfangs der Dübelhülse 2a ausgebildet sind, können damit relativ leicht um die Kippachse K kippen. Da nicht wie im ersten Ausführungsbeispiel ein ganzer Teilbereich des zylindrischen Teils der Dübelhülse 2 radial nach außen geformt wird, sondern lediglich die Spreizelemente 4a gekippt werden, sind durch das zweite Ausführungsbeispiel deutlich bessere Halteeigenschaften erzielbar.
Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist je drei sich gegenüberliegende Blöcke 10 von Spreizelementen 4a auf, welche durch versteifende Rippen 11 voneinander getrennt sind. Weiterhin weist das Ausführungsbeispiel eine Drehsicherungsrippe 12 auf, die ein Mitdrehen der Dübelhülse 2 beim Herausdrehen der Spreizschraube 6 verhindert, sowie einen Kragen 13, der verhindert, dass der
Spreizdübel 1a beim Einführen der Spreizschraube 6 zu weit in das Bohrloch eingeschoben wird.

Claims

P 2192 14.06.2005USU/EPMPatentansprüche
1. Spreizdübel (1 , 1a) mit einer Dübelhülse (2, 2a) zum Einführen einer
Spreizschraube (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhülse (2, 2a) Spreizelemente (4, 4a) aufweist, die um eine zur Dübelachse (D) im Wesentlichen tangentiale Kippachse (K) kippbar und zum Einführende (3) der Dübelhülse (2, 2a) hin geneigt sind.
2. Spreizdübel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizelemente (4, 4a) mit einem ins Innere der Dübelhülse (2, 2a) gewandten Ende (5, 5a) in das Gewinde (8) einer in die Dübelhülse (2, 2a) eingeführten Spreizschraube (6) eingreifen können.
3. Spreizdübel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizelemente (4a) einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt aufweisen.
4. Spreizdübel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizelemente (4a) jeweils ein nach außen gewandtes Ende (9) aufweisen, welches aus der Dübelhülse (2a) herausragt.
5. Spreizdübel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhülse (2a) im Bereich der Spreizelemente (4a) über den Umfang nicht geschlossen ist.
6. Spreizdübel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizelemente (4a) mit der Dübelhülse (2a) nach Art von Filmscharnieren verbunden sind. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spreizelemente (4, 4a) jeweils über maximal die Hälfte des Umfangs der Dübelhülse (2, 2a) ausbildet sind.
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