CH621391A5

CH621391A5 -

Info

Publication number: CH621391A5
Application number: CH843477A
Authority: CH
Inventors: Martin Dr Richter; Josef Entner
Original assignee: Hilti Ag
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-07-07
Publication date: 1981-01-30
Also published as: AT353456B; NL7708130A; SE431249B; MX144141A; FR2361565B1; DE2635805A1; AU506702B2; SE7708857L; GB1564237A; CA1067732A; DK334677A; US4144796A; JPS5321354A; NO142539B; YU40007B; NL183311B; JPS6020601B2; ES238809U; FI62717B; FR2361565A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Dübel mit Setzkontrollvorrichtung, mit einer Spreizhülse, einem in die Spreizhülse mittels einer ein Gewinde aufweisenden Ankerstange einziehbaren Spreizkörper, einem Gegenlager am Lastbefestigungsende der Ankerstange und einem zum Gegenlager koaxial angeordneten Angriffsmittel zum Aufbringen eines Drehmomentes, wobei das Angriffsmittel vom Gegenlager bei Erreichen eines durch die Festigkeit der Verbindungsstelle zwischen Gegenlager und Angriffsmittel vorbestimmten Drehmomentes trennbar ist.

Um bei Spreizdübeln eine ausreichende Belastbarkeit zu erzielen, muss die Spreizhülse mit vorbestimmbarer Kraft gegen die Wandung des Bohrloches gepresst werden. Je nach Härte des Aufnahmematerials ist dazu der Spreizkörper mehr oder weniger tief in die Spreizhülse einzuziehen. Die Spreizkraft wiederum wird über ein Werkzeug in Form eines Drehmomentes an entsprechende Angriffsmittel des Dübels abgegeben. Mit zunehmender Spreizkraft erhöht sich auch das an das Angriffsmittel abzugebende Drehmoment. Letzteres ist somit ein Mass für den Verankerungswert des Dübels.

Das zur Erzielung des optimalen Verankerungswertes des Dübels erforderliche Drehmoment wird bis anhin durch Verwenden eines Drehmomentschlüssels sichergestellt. Abgesehen davon, dass es sich bei einem Drehmomentschlüssel um ein aufwendiges und empfindliches Werkzeug handelt, bringt diese Drehmomentkontrolle auch das Problem, dass bei unterschiedlichen Dübeldimensionen auch unterschiedliche Drehmomentwerte zu berücksichtigen sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Dübel bekannt geworden, die über eine eigene Drehmoment-Begrenzung verfügen: An dem der Ankerstange zugeordneten Gegenlager, z. B. einer Mutter, ist ein Angriffsmittel über einen eine Sollbruchstelle bildenden Ringsteg verbunden. Das Angriffsmittel weist korrespondierend zum Gegenlager einen Aussensechs-kant gleicher Abmessung auf.

Auf diese Weise kann mittels einem einfachen Werkzeug, wie beispielsweise einem Gabelschlüssel, über das Angriffsmittel das zur Erreichung der ordnungsgemässen Verankerung erforderliche Drehmoment übertragen werden. Sobald der vorbestimmte Verankerungswert erreicht ist, vermag der Ringsteg das vom Werkzeug auf das Angriffsmittel abgegebene erhöhte Drehmoment nicht mehr zu übertragen und bricht. Alsdann ist es auch möglich, durch Angriff des Werkzeuges am Gegenlager dieses weiterzudrehen und dadurch den Verankerungswert zu erhöhen.

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Lösung ist der, dass das gleichachsig auf dem Gegenlager angeordnete Angriffsmittel dieselbe Aussenform wie das Gegenlager aufweist und so das Werkzeug gleichzeitig an Angriffsmittel und Gegenlager fassen kann, so dass der Ringsteg keiner Bruchbelastung ausgesetzt ist und folglich auch nicht bricht. Da somit das Angriffsmittel nicht vom Gegenlager abgetrennt wird, besteht keine Gewissheit, ob dieser Dübel ausreichend verankert ist.

Als nachteilig hat sich aber auch die bei ordnungsgemässem Anziehen des Angriffsmittels auftretende Bruchfläche des Ringsteges erwiesen, da hier sowohl die Funktionstüchtigkeit des Gegenlagers mindernde als auch das Aussehen der Befestigung beeinträchtigende Korrosion auftritt. Ein Ringsteg hat sich zudem als Sollbruchstelle mit relativ breitem Streubereich der Bruchkräfte erwiesen, so dass es sich hierbei um eine nicht ausreichend präzise Anzugssicherung handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dübel mit präziser und zuverlässiger Setzkontrolle zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch das Verbinden des Gegenlagers mit dem Angriffsmittel über Scherstifte gelöst.

Scherstifte lassen sich problemlos, präzise und zuverlässig dimensionieren, so dass exakte Bruchkräfte erzielbar sind. Zudem sind die Bruchkräfte auch durch die Anzahl, den Durchmesser, und entsprechende Wahl des Materials der Scherstifte steuerbar.

Als besonders vorteilhaft haben sich Scherstifte aus Alu-Legierungen erwiesen, da diese korrosionsunempfindliche Bruchflächen sauberen Aussehens gewährleisten. Zweckmässig sind die Scherstifte in entsprechende Aufnahmebohrungen des Gegenlagers bzw. Angriffsmittels eingepresst oder eingeklebt.

Um ein Übergreifen des Werkzeuges vom Angriffsmittel auf das Gegenlager zu verhindern, kann zwischen Gegenlager und Angriffsmittel beispielsweise eine den Durchmesser des Gegenlagers überragende Scheibe eingelegt werden.

Vorzugsweise sind die Scherstifte parallel zur Dübelachse in das Gegenlager bzw. das Angriffsmittel eingesetzt. Diese Ausführungsform gewährleistet besonders exakte Scherbedingungen, da das Angriffsmittel stirnseitig direkt am Gegenlager anliegt und die Scherstifte so also reiner Scherbeanspruchimg ausgesetzt sind. Um eine gleichmässige Verteilung der Scherkraft zu erzielen, sind zweckmässig drei in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Scherstifte vorgesehen, wobei es vorteilhaft ist, das Angriffsmittel durch einen axial gerichteten Zentralstift gegenüber dem Gegenlager zu zentrieren.

Einer weiteren Möglichkeit entsprechend, sind die Scherstifte normal zur Dübelachse in das Gegenlager bzw. das Angriffsmittel eingesetzt. Das Angriffsmittel ist in diesem Falle das Gegenlager am Umfang umfassend, beispielsweise als Manschette, ausgebildet. Der besondere Vorteil dieser Lösung liegt in der erzielbaren kleinen Gesamthöhe von Gegenlager

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und Angriffsmittel, was sich insbesondere beim Einsatz eines solchen Dübels an schwer zugänglichen Stellen in der Montage sehr positiv auswirken kann. Ferner wird durch ein das Gegenlager umfassendes Angriffsmittel sichergestellt, dass das Werkzeug bis zum Bruch der Scherstifte bzw. der Entfernung des Angriffsmittels vom Gegenlager nur am Angriffsmittel fassen kann. Zudem gewährleistet ein das Gegenlager anliegend umfassendes Angriffsmittel eine zuverlässige Zentrierung desselben und damit gleichmässiges Verteilen der Scherkräfte. Bei der Montage des Dübels besteht die Gefahr, dass die Bedienungsperson im Moment des plötzlichen Brechens der Scherstifte und des demzufolge freien Drehens des Angriffsmittels überrascht wird und dadurch - man denke an den Montageeinsatz auf Baugerüsten - mit dem Werkzeug ausrutscht und den Halt verliert. Um diese Schreckgefahr auszuschalten, wird zwischen Gegenlager und Angriffsmittel ein deren relative Verdrehbarkeit begrenzender Anschlag vorgeschlagen. So wird sichergestellt, dass das Angriffsmittel nach dem wahrnehmbaren Bruch der Scherstifte das Angriffsmittel nur um einen zweckmässig kleinen Winkelbereich verschwenkt wird und die Bedienungsperson währenddessen erfahrungsge-mäss mit dem Werkzeug vom Angriffsmittel nicht abgleitet.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Anschlag als ein in eine entgegen der Anzugsrichtung weisende Freilaufnut ragender Stift ausgebildet. Die Kraftaufnahmefähigkeit des Stiftes ist dabei möglichst grösser als die Gesamtscherkraft der Scherstifte zu wählen. Der Stift vermag so nach dem Brechen der Scherstifte grössere Drehmomente vom Angriffsmittel auf das Gegenlager zu übertragen, so dass der Dübel auf seinen maximalen Verankerungswert nachgespannt werden kann.

Der Stift kann das Angriffsmittel durch einen Kopf auch formschlüssig haltern, so dass das Angriffsmittel vom Gegenlager des gesetzten Dübels nicht abfallen kann. Die freie begrenzte Schwenkbarkeit des Angriffsmittels relativ zum Gegenlager zeigt in diesem Falle an, dass der Dübel zumindest mit dem vorbestimmten Verankerungswert im Aufnahmematerial sitzt.

Mit Vorteil ist das Angriffsmittel als das Gegenlager übergreifende Kappe ausgebildet. Eine Kappe ermöglicht das Einsetzen der Schwerstifte sowohl parallel als auch normal zur Dübelachse. Ein erheblicher Vorteil ist zudem der, dass die Kappe durch deren stirnseitiges Anliegen am Gegenlager als auch das Umfassen des letzteren formschlüssig auf dem Gegenlager sitzt und deshalb beim Fallenlassen eines solchen Dübels auf den Kopf die Scherstifte nicht beansprucht werden; der Dübel ist also gegen Schlageinwirkung auf den Kopf unempfindlich. Eine Kappe stellt zudem sicher, dass das Werkzeug bis zum Erreichen des vorbestimmten Verankerungswertes nur am Angriffsmittel fassen kann.

Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend weist der Aussenmantel des Gegenlagers Angriffsflächen für ein Werkzeug auf. Nachdem die Scherstifte gebrochen sind und das Angriffsmittel vom Gegenlager entfernt ist, lässt sich ein Werkzeug am Gegenlager ansetzen und durch Aufbringen eines entsprechenden Drehmomentes der Verankerungswert des Dübels noch erhöhen. Selbstverständlich wird durch Angriffsflächen am Gegenlager auch das Lösen des Dübels ermöglicht. Zweckmässig ist das Gegenlager als Sechskant, in Form einer Mutter bzw. eines Schraubenkopfes, ausgebildet.

Insbesondere bei Auslegung der Scherstifte auf den durch die festigkeitsmässige Belastbarkeit des Dübels selbst, beziehungsweise des Aufnahmematerials begrenzten maximalen Spreizwert, sollte ein Nachziehen oder Lösen des Gegenlagers unterbleiben, um den Verankerungswert nicht zu beeinträchtigen. Zur Anzeige allfälligen Manipulierens am Gegenlager weisen die Angriffsflächen zweckmässig deshalb eine zerstörbare Schutzschicht auf. Diese kann beispielsweise eine im

Tauchverfahren aufgebrachte Färb- oder Kunststoffschicht sein, welche beim kraftschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges abplatzt. Ebenso eignet sich hierzu ein verletzbarer bzw. zerstörbarer metallener Überzug.

Um den Verankerungszustand eines gesetzten Dübels auch aus Distanz erkennen zu können, ist es zweckmässig, die Angriffsmittel, das Gegenlager selbst oder eine das Gegenlager umgebende, zerstörbare Schutzschicht mit einer entsprechenden, auffälligen Farbmarkierung zu versehen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 Einen in ein Aufnahmematerial eingesetzten, ungespreizten Dübel im Schnitt, mit als Schraube ausgebildeter Ankerstange,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Dübel gemäss Figur 1, entlang der Linie II/II.

Fig. 3 Einen weiteren, in ein Aufnahmematerial eingesetzten, ungespreizten Dübel im Schnitt, mit als Gewindestange ausgebildeter Ankerstange,

Fig. 4 Eine Ansicht des Dübels gemäss Fig. 3, in Pfeilrichtung IV.

Fig. 5 Das Lastbefestigungsende einer anderen Ausführungsform des Dübels, mit parallel zur Dübelachse eingesetzten Scherstiften.

Fig. 6 Eine weitere Ausführungsform des Lastbefestigungsendes eines Dübels mit vertikal zur Dübelachse angeordneten Scherstiften.

Fig. 7 Einen Schnitt durch den Dübel gemäss Fig. 6, entlang der Linie VII/VII.

Der in Figur 1 dargestellte Dübel ist in eine Aufnahmebohrung 1, beispielsweise in Beton eingesetzt und dient dem Befestigen eines Gegenstandes 2.

Der Dübel besteht im wesentlichen aus einer insgesamt mit 3 bezeichneten Spreizhülse, die zur Erleichterung der Spreizung vorderseitig Längsschlitze 3a aufweist. Ein kegeliger Spreizkörper 4 wird mittels einer als Schraube ausgebildeten, insgesamt mit 5 bezeichneten Ankerstange zum Aufweiten der Spreizhülse 3 von vorne in letztere hineingezogen. Dabei bildet der Kopf 5 a der Ankerstange 5 ein sich über eine Unterlagsscheibe 6 gegen den zu befestigenden Gegenstand 2 abstützendes Gegenlager.

Das Anziehen des Kopfes 5a erfolgt mittels eines an sich bekannten, nicht dargestellten Werkzeuges, unter Angriff an einem als Kappe 7 ausgebildeten Angriffsmittel, welches den Kopf 5a übergreift und durch parallel zur Dübelachse gerichtete Scherstifte 8 mit dem Kopf 5a verbunden ist.

Wie in Figur 2 gezeigt, sind drei in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Scherstifte 8 vorgesehen. Die Kappe 7 und der Kopf 5a weisen zum Angriff von Werkzeugen einen Aussensechskant auf. Der Aussensechskant des Kopfes 5 a trägt eine unter dem Angriff eines Werkzeuges zerstörbare Schutzschicht 9, welche dazu dient, nachträgliche Manipulationen wie weiteres Anziehen oder Lösen des Kopfes 5a feststellen zu können.

Zum Verankern des Dübels wird die Kappe 7 mittels des Werkzeuges in Anzugsrichtung gedreht, wodurch der Spreizkörper 4 in die Spreizhülse 3 hineingezogen wird und letztere vorderseitig gegen die Wandung der Bohrung 1 drückt. Bei weiterem Einziehen des Spreizkörpers 4 erhöht sich die Anpresskraft der Spreizhülse 3 in der Aufnahmebohrung 1, womit auch der Verankerungswert des Dübels zunimmt. Die sich zunehmend erhöhende Spreizkraft muss vom Werkzeug auf die Kappe 7 und von dieser über die Scherstifte 8 auf den Kopf 5a der Ankerstange 5 übertragen werden. Damit die Scherstifte 8 gleichmässig belastet werden, sind die Kanten des als Aussensechskant ausgebildeten Kopfes 5a gerundet, so dass diese gegenüber der Kappe 7 als Führung dienen. Die Schers l«

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stifte 8 sind so dimensioniert, dass bei Erlangen des vorbestimmten Verankerungswertes des Dübels deren Scherspannung erreicht ist und sie somit das vom Werkzeug abgegebene Drehmoment nicht mehr zu übertragen vermögen und abscheren. Die Kappe 7 kann alsdann abgenommen werden, worauf s der Kopf 5 a frei liegt.

Beim Dübel gemäss Figur 3 ist die insgesamt mit 10 bezeichnete Ankerstange einstückig mit dem Spreizkörper 10a verbunden. Das Einziehen des Spreizkörpers 10ain die analog' der Figur 1 ausgebildete Spreizhülse 3 erfolgt durch Anziehen io eines als Mutter 11 ausgebildeten Gegenlagers. Die Mutter 11 ist von einer grundsätzlich wie in der Figur 1 dargestellten, insgesamt mit 12 bezeichneten Kappe umgeben, die ihrerseits wiederum durch Scherstifte 8 mit der Mutter 11 verbunden ist. Um ein ausreichendes Anziehen der Mutter 11 zu ermög- is liehen, weist die Kappe 12 für den Durchschnitt des rückwärtigen Endbereiches der Ankerstange 10 eine Bohrung 12a auf. Die Mutter 11 trägt ferner einen axparallel gerichteten Stift

13 mit gegenüber den Scherstiften 8 grösserem Querschnitt,

der, wie die Figur 4 verdeutlicht, in eine sich in der Kappe 12 20 entgegen der Anzugsrichtung erstreckende Freilaufnut 14 ragt. Nach erfolgtem Abscheren der drei in gleichem Winkelabstand zueinander angeordneten Scherstifte 8 wird durch das Zusammenwirken des Stiftes 13 mit der Freilaufnut 14 sichergestellt, dass sich die Kappe 12 nur um den der Länge der Freilaufnut 2s

14 entsprechenden Winkelbereich auf der Mutter 11 verdrehen lässt. Die andernfalls durch das plötzliche Brechen der Scherstifte 8 gegebene Schreckgefahr für die Bedienungsperson wird so weitgehend ausgeschaltet. Ferner erlaubt ein Stift

13 mit ausreichenden Festigkeitswerten auch ein Nachspannen 3»

des Dübels über die Kappe 12.

Die Figur 5 zeigt im Detail einen Dübel mit einer als Schraube ausgebildeten, insgesamt mit 15 bezeichneten Ankerstange, analog der Figur 1. Auf dem Kopf 15a sitzt ein als Vollmutter 16 ausgebildetes Angriffsmittel, wobei auch hier die Verbindung zwischen Vollmutter 16 und Kopf 15a durch in diese Teile eingepresste oder eingeklebte Scherstifte 18 erfolgt. Um ein unerwünschtes Ubergreifen des Werkzeuges von der Vollmutter 16 auf den Kopf 15a zu unterbinden, ist zwischen diesen beiden Teilen eine den Umfang dieser Teile überragende Sicherungsscheibe 17 eingesetzt.

Auch die Figur 6 zeigt das Detail eines Dübels mit als Schraube ausgebildeter, insgesamt mit 20 bezeichneter Ankerstange. Der Kopf 20a ist von einem Sechskantring umfasst. Vertikal zur Dübelachse gerichtete Scherstifte 22 bilden eine kraftaufnahmefähige Verbindung zwischen dem Sechskantring 21 und dem Kopf 20a. Der Kopf 20a trägt einen in der gleichen Ebene wie die Scherstifte 22 angeordneten Stift 23, der, im Prinzip analog jenem gemäss den Figuren 3 und 4, in eine Freilaufnut 24 des Sechskantringes 21 ragt.

Wie aus der Figur 7 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Freilaufnut 24 entgegen der Anzugsrichtung. Ferner sind dieser Figur auch die in gleichem Winkelabstand zueinander angeordneten Scherstifte 22 entnehmbar. Hinsichtlich des Zusammenwirkens der Scherstifte 22 und des Stiftes 23 bzw. der Freilaufnut 24 sei auf das zu den Figuren 3 und 4 Gesagte hingewiesen.

Die Funktionsweise der in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Ausführungsformen entspricht im wesentlichen jener zu den Figuren 1 und 2 Erläuterten.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Dübel mit Setzkontrollvorrichtung, mit einer Spreizhülse (3), einem in die Spreizhülse (3) mittels einer ein Gewinde aufweisenden Ankerstange (5) einziehbaren Spreizkörper (4), einem Gegenlager (5a, 11,15a) am Lastbefestigungsende der Ankerstange (5,10,15, 20) und einem zum Gegenlager koaxial angeordneten Angriffsmittel zum Aufbringen eines Drehmomentes, wobei das Angriffsmittel vom Gegenlager bei Erreichen eines durch die Festigkeit der Verbindungsstelle zwischen Gegenlager und Angriffsmittel vorbestimmten Drehmomentes trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager (5a, 11,15a, 20a) mit dem Angriffsmittel (7,12, 16, 21) über Scherstifte (8,18,22) verbunden ist.

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherstifte (8,18) parallel zur Dübelachse in das Gegenlager (5a, 11,15a) bzw. das Angriffsmittel (7,12,16) eingesetzt sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherstifte (22) normal zur Dübelachse in das Gegenlager (20a) bzw. das Angriffsmittel (21) eingesetzt sind.

4. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gegenlager (11, 20a) und Angriffsmittel (12,21) ein deren relative Verdrehbarkeit begrenzender Anschlag (13,14, 23, 24) vorgesehen ist.

5. Dübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag als ein in eine entgegen der Anzugsrichtung weisende Freilaufnut (14, 24) ragender Stift (13, 23) ausgebildet ist.

6. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Angriffsmittel als das Gegenlager (5a, 11) übergreifende Kappe (7, 12) ausgebildet ist.

7. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel des Gegenlagers (5a, 11,15 a, 20a) Angriffsflächen für ein Werkzeug aufweist.

8. Dübel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsflächen des Gegenlagers (5a) eine zerstörbare Schutzschicht (9) aufweisen.