DE19628557A1 - Steckdübel - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Steckdübel gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Für Befestigungen, insbesondere in der Elektrotechnik zum Befestigen
von Kabeln, werden derartige Steckdübel verwendet, deren Haltekraft
nicht auf der Spreizwirkung einer in den Dübel eingedrehten Schraube
beruht, sondern durch bewegliche Stützsegmente erzeugt wird.
Diese Stützsegmente weisen in der Regel im Bereich ihres Anschlusses
an den Schaft des Steckdübels eine Verengung oder Einschnürung
derart auf, daß eine senkrecht zur Längsachse des Schaftes liegende
Gelenkachse gebildet wird, um die die Segmente gedreht werden, wenn
der Steckdübel in ein Bohrloch eingesteckt wird, dessen Lochdurch
messer geringer ist als die Breite des Steckdübels. Das im Bereich
der Gelenkachse befindliche Material des Steckdübels erzeugt beim
Einstecken des Dübels in das Bohrloch dementsprechend eine relativ
geringe Rückstellkraft, die ihrerseits für eine geringe
Reibungskraft zwischen den Stützsegmenten einerseits und der
Bohrungswandung im Verankerungsgrund sorgen.
Wird der derart im Bohrloch verankerte Steckdübel durch das Gewicht
des zu befestigenden Gegenstandes oder anderer äußerer Lasten auf
Zug beansprucht, ergibt sich durch die genannte Reibungskraft, die
von der Anlagekraft und dem Reibungskoeffizienten zwischen den
Stützsegmenten und der Bohrlochwandung abhängt, ein Drehmoment, das
einen Aufstelleffekt des Steckdübels entgegen der Lastrichtung
erzeugt, durch den sich der Dübel bei Belastung im Bohrloch ver
spannt und dadurch seine Haltekraft erhöht.
Bekannt sind Steckdübel mit einem zentralen Schaft, an dem beid
seitig solche Stützsegmente aufgebracht sind, aber auch Steckdübel
in Form eines U-Bügels, dessen Schenkel nach außen solche Stütz
segmente tragen.
Der entscheidende Vorteil solcher Steckdübel liegt in der einfachen
Montage, es muß lediglich ein Bohrloch im Verankerungsgrund gesetzt
werden und der Steckdübel in das Loch eingesteckt werden. Montage
zeiten und Kosten für eine Schraube wie bei konventionellen Dübeln
entfallen. Da der Steckdübel keine Schraube aufnehmen muß, kann der
Anschluß zu einem Halteelement, beispielsweise zur Umschließung
eines Kabels, frei gestaltet werden.
Der Nachteil der bekannten Ausführungen liegt in der geringen Rück
stellkraft im Bereich der Gelenkachse und damit in der entsprechend
geringen Reibungskraft zwischen Stützsegmenten und Bohrungswand. Bei
ungünstigen äußeren Umständen, z. B. bei sehr glatter Bohrungswandung
und bei einem Bohrungsdurchmesser im oberen Toleranzbereich ent
stehen praktisch keine nennenswerten Reibungseffekte mehr zwischen
Bohrungswandung und Stützsegmenten, so daß der gewünschte Aufstell
effekt nicht erzeugt werden kann und folglich nur noch eine unge
nügende Haltekraft des Dübels gegen äußere Zuglasten erzeugt wird.
Besonders nachteilig wirkt sich diese geringe Aufstellkraft aus,
wenn der Ankergrund beispielsweise aus Gipskartonplatten besteht.
Die in die Hohlräume solcher Platten hineinragenden Segmente stellen
sich nicht ausreichend in ihre ursprüngliche Lage auf, da sich durch
das Einschieben die im Bereich der Gelenkachse gebildeten Kunst
stoffgelenke so stark deformiert haben, daß nur noch eine geringe
Rückstellung erfolgt, die zu keinem nennenswerten Eingriff in die
Hohlräume mehr führt. Ein ähnliches Verhalten zeigen die bekannten
Steckdübel in einem mit Hohlräumen versehenen Mauerwerk wie z. B.
Lochziegel.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Steckdübel ist darin zu sehen,
daß selbst bei ausreichendem Aufstelleffekt und damit guter
Verspannung des Dübels im Bohrloch, die maximal erreichbaren
Auszugswerte dann von der Abscherfestigkeit der relativ schmal
ausgebildeten Gelenkachse begrenzt wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen bekannten Steckdübel so zu
verbessern, daß unter allen praktischen Einsatzbedingungen eine
erhöhte Haltekraft erreicht wird.
Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die beiden grund
sätzlichen Funktionen der Stützsegmente, nämlich ihre Gelenkigkeit
einerseits und ihre Rückstellkraft andererseits, auf konstruktiv
separierte Bauteile verteilt wird, nämlich die "Gelenkfunktion"
verbleibt bei den Stützsegmenten, deren Dimensionierung und
Materialwahl folglich ausschließlich auf diesen Gesichtspunkt hin
ausgerichtet werden kann, wogegen die Erzeugung der Rückstellkraft
und damit die für die Haltekraft des Steckdübels letztlich verant
wortliche physikalische Größe den Verstärkungselementen übertragen
wird, deren wesentliche Aufgabe darin besteht, den Stützsegmenten
mit wachsender Verdrehung um deren Gelenkachse einen zunehmenden
Widerstand entgegenzusetzen und damit auf diese Elemente die
gewünschte erhöhte Aufstellkraft zu übertragen, wozu dann auch diese
Verstärkungselemente hinsichtlich Dimensionierung und Materialwahl
optimiert werden können.
Neben der höheren Rückstellkraft infolge der Wirkung der Verstär
kungselemente wird erreicht, daß selbst bei hohen Auszugskräften die
sonst zum Abscheren des Gelenkbereichs zwischen Stützsegment und
Schaft führen, ein Herausziehen des Steckdübels aus dem Bohrloch
wesentlich erschwert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind diese
elastischen Verstärkungselemente von einer Rippe aus thermoplasti
schem Elastomer gebildet, die sich entlang dem Schaft erstreckt und
mehrere Stützsegmente umgreift, wobei sich eine derartige Ausge
staltung auch fertigungstechnisch einfach realisieren läßt, indem
Schaft mit Stützsegmenten einerseits und Verstärkungselement
andererseits in einem Werkzeug spritzgegossen werden.
Zur Positionierung und Fixierung derartiger Rippen auf dem Schaft
und angrenzend an die Stützsegmente ist es vorteilhaft, wenn der
Schaft zapfen- oder klammerähnliche Halteelemente zur Verstärkung
des Formschlusses mit der Rippe aufweist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung
sind weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Steckdübels werden
nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1A: Einen Teil-Längsschnitt durch ein erstes Ausfüh
rungsbeispiel des Steckdübels,
Fig. 1B: eine Rückansicht des Steckdübels nach Fig. 1,
Fig. 1C: eine Aufsicht auf den Steckdübel gemäß Fig. 1,
Fig. 1D: einen Querschnitt durch den Steckdübel in der
Ebene X-X der Fig. 1,
Fig. 2: einen Längsschnitt des Steckdübels gemäß Fig. 1
in Montageposition,
Fig. 3A: eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei
spiels eines Steckdübels,
Fig. 3B: eine rückseitige Ansicht des Steckdübels gemäß
Fig. 3A,
Fig. 3C: eine Aufsicht auf den Steckdübel gemäß Fig. 3A,
Fig. 4: eine Seitenansicht eines Steckdübels gemäß
Fig. 1A mit weiteren Ausgestaltungen.
Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt einen
Steckdübel mit einem Schaft 10, der am Befestigungsende des Steck
dübels in zwei bogenförmige Halterungen 14 übergeht. Auf zwei
gegenüberliegenden Seiten des Schaftes 10 befinden sich flügelähn
liche Stützsegmente 20A bzw. 20B, deren stegartige
Verbindungsbereiche mit dem Schaft 10 quer zu letzterem liegen, so
daß senkrecht zur Längsachse des Schaftes 10 liegende Gelenkachsen G
gebildet werden (Fig. 1C).
Der Durchmesser b des Bohrloches B (Fig. 2) ist dabei geringfügig
geringer gewählt, als der maximale Abstand a zwischen den äußerst
liegenden Kontaktflächen der Stützsegmente 20A und 20B. Insoweit
entspricht das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 einem Steckdübel, wie
er aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Zusätzlich ist nun vorgesehen, daß die Aufstellwirkung und damit die
Haltekraft, die von diesen Stützsegmenten 20A, 20B vermittelt wird,
erhöht wird durch jeweils eine Rippe 30A, 30B aus thermoplastischem
Elastomer, die sich auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen
des Schaftes 10 erstrecken und dort mittels zusätzlicher zapfen- oder
klammerähnlicher Halteelemente 11A, 11B exakt positioniert ist.
Diese Rippe 30A, 30B hat die wesentliche Funktion, die dem Lastende
zugewandte Flanke 21A, 21B der Stützsegmente 20A, 20B zu untergreifen
und zu unterstützen, so daß bei Verschwenkung der Stützsegmente beim
Einführen des Steckdübels in das Bohrloch B (Fig. 2) das
entsprechende Zurückweichen der Stützsegmente zu einer elastischen
Verformung der Rippen 11A, 11B im Bereich dieser der Last zugewandten
Flanke 21A, 21B mit einem entsprechend erhöhten Rückstelleffekt
führt. In Fig. 2 ist dies durch die wellenförmig verformte Ober
fläche der Rippen 11A, 11B im Bereich dieser Beanspruchung durch die
Stützsegmente dargestellt.
Aus der Schnittdarstellung der Fig. 2, die die Verankerung des
Steckdübels im Mauerwerk M darstellt, wird auch deutlich, daß in den
Hohlraumbereichen des Mauerwerks M diese Rippen den erwünschten
Effekt einer nahezu vollständigen Aufstellung der Stützsegmente
haben, so daß man auch sagen kann, daß durch die Rippen die Ab
biegung der Stützsegmente bei der Einführung in das Bohrloch beim
Erreichen von Hohlräumen im Mauerwerk M praktisch reversibel wieder
rückgängig gemacht wird und der ursprüngliche, nicht abgebogene
Zustand der Stützsegmente wieder erreicht wird, was zu einer opti
malen "Verkrallung" auch in diesen Bereichen führt, die die Halte
kraft zusätzlich erhöht.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht der Schaft 10 aus einem
Kunststoffteil mit flachem, rechteckigem Querschnitt (Fig. 1D), auf
dessen Breitseiten in gleichen Abständen die Halteelemente 11A, 11B
angebracht sind, die pilzähnlich ausgebildet sind. Diese Halteele
mente werden dann umschlossen von den beiden Rippen 30A, 30B, die
ihrerseits ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt haben, jedoch
sehr viel schmaler sind als der Schaft 10 und im Bereich der
Halteelemente 11A, 11B seitliche Ausformungen haben, so daß dort der
in Fig. 1D dargestellte hutähnliche Querschnitt der Rippen
entsteht.
Eine zusätzliche Variante dieses ersten Ausführungsbeispiels findet
sich in Fig. 4, hier wird der Schaft 10 von einem umlaufenden
Kragen 12 aus elastischem Material und im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt umschlossen, der so auf dem Schaft 10 positioniert ist,
daß er in der Verankerungsposition des Steckdübels das Bohrloch ß
nach außen hin abschließt und eine weitere Stabilisierung des
Steckdübels im Sinne einer Fixierung gegen seitliches Abbiegen
bewirkt.
Zur weiteren Erhöhung der Haltekraft sind auf den Kontaktflächen der
Stützsegmente mit dem Bohrloch B Überzüge oder Einlagen 60 in diese
eingebracht, die aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten
bestehen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Steckdübels zeigt die Fig. 3:
Hier besteht der Schaft aus einem U-förmig gebogenen Profilteil mit
rechteckigem Querschnitt, dessen bogenförmiges Basisteil ein
Halteelement 15 bildet, das beispielsweise ein Kabel umschließt und
dessen Schenkel von zwei Schaftteilen 10A, 10B gebildet wird, die in
das Bohrloch eingesteckt werden, wobei sich die gegeneinander zu
gewandten Innenflächen der Schaftteile 10A, 10B aneinander legen. Die
flügelähnlichen Stützsegmente 20A, 20B befinden sich in diesem Fall
jeweils auf der Außenseite ihres zugeordneten Schaftes 10A, 10B,
ansonsten entsprechen Aufbau und Funktion bei diesem Ausführungs
beispiel der beim ersten Ausführungsbeispiel geschilderten Wirkungs
weise, so daß weitere Erläuterungen hier entbehrlich sind.
Claims (12)
1. Steckdübel mit mindestens einem in ein Bohrloch einzuführenden
Schaft, an dem sich flügelähnliche Stützsegmente befinden, die
sich bei einer am Schaft aus dem Bohrloch ziehenden Last gegen
die Bohrlochwand abstützen und so die Haltekraft erhöhen,
dadurch gekennzeichnet, daß am Schaft (10, 10A, 10B) elastische
Verstärkungselemente gehalten sind, die sich zumindest
streckenweise an die dem Lastende zugewandte Flanke (21A, 21B)
zumindest einzelner Stützsegmente (20A, 20B) anschließen und diese
soweit kontaktieren oder untergreifen, daß die Stützwirkung
dieser Stützsegmente im Bohrloch (B) erhöht wird.
2. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
ein elastisches Verstärkungselement von einer Rippe (30A, 30B)
gebildet wird, die sich entlang dem Schaft erstreckt und mehrere
Stützsegmente umgreift.
3. Steckdübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe
formschlüssig auf dem Schaft gehalten ist.
4. Steckdübel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem
Schaft zapfenähnliche Halteelemente (11A, 11B) zur Verstärkung des
Formschlusses mit der Rippe aufgebracht sind.
5. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkungselemente aus thermoplastischem Elastomer (TPE)
bestehen.
6. Steckdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stützsegmente zur weiteren Erhöhung der
Haltekraft an ihren Kontaktflächen (22A, 22B) mit der
Bohrlochwandung (50) einen Überzug (60) aus einem Material mit
hohem Reibungskoeffizienten aufweist.
7. Steckdübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Überzug aus dem gleichen Material wie die Rippen besteht.
8. Steckdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß er mit den Verstärkungselementen und
gegebenenfalls dem Überzug spritzgegossen ist.
9. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen
zentralen Schaft (10) mit zwei Reihen von gegenüberliegenden
Stützsegmenten (20) und je einer Rippe (30) für jede Reihe
aufweist, an dessen Lastende sich eine Halterung (14) einstückig
anschließt.
10. Steckdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei
Schaftelemente (10A, 10B) mit jeweils einer äußeren Reihe von
Stützsegmenten (20A, 20B) und je eine Rippe (30A, 30B) für jede
Reihe aufweist, die die Schenkel eines U-Bügels bilden, dessen
Basisabschnitt eine Halterung (15) bildet.
11. Steckdübel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den
Schaft (10) ein umlaufender Kragen (12) aus elastischem Material
umgibt, der das Bohrloch (B) abschließt.
12. Steckdübel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kragen oder Teile davon einstückig mit einer Rippe ausgebildet
oder spritzgegossen ist.
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