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Die
Erfindung betrifft einen Dübel zum Verbinden von Bauteilen
mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vor
allem im Holzbau werden Dübel verwendet, um eine sichere
und dauerhafte Verbindung von Bauteilen zu erreichen. Die in der
Regel als zylinderförmige Verbindungsstifte ausgebildeten
Dübel werden in Bohrungen mit auf den Dübel abgestimmtem Durchmesser
eingetrieben. Um die Haltbarkeit der Verbindung weiter zu verbessern,
kann zunächst Leim in die Bohrung (ggf. auch auf den Dübel)
gefüllt werden, der sich mit dem Eintreiben des Dübels
auf dessen Mantelfläche verteilt, anschließend
aushärtet und so eine unlösbare und dauerhafte
Verbindung zwischen dem Dübel und dem Bauteil schafft.
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Um
eine präzise Verbindung der Bauteile durchführen
zu können, müssen in den zu verbindenden Teilen
fluchtende Bohrungen eingebracht werden, in die die Dübel
in einer Übergangspassung eingetrieben werden. Die Verwendung
herkömmlicher Dübel verlangt hierbei eine besonders
präzise aufeinander abgestimmte Anordnung der Bohrungen, da
nach dem Einsetzen des Dübels und dem Verbinden der Bauteile
ein Versatz der Bauteile zur Lagekorrektur nicht mehr möglich
ist. Daneben bereitet auch die gleichmäßige Verteilung
des in den Bohrungen eingefüllten Leims Schwierigkeiten.
Um diesem Problem zu begegnen, werden Rillen in die Mantelflächen
des Dübels eingefräst und so Kanäle für
die Verteilung des Leims geschaffen. Diese Maßnahme erweist
sich jedoch als unbefriedigend, da eine immer gleiche Befüllung
der Bohrungen mit Leim vorausgesetzt wird, damit eine gleichmäßige
Leimverteilung über die Kanäle stattfinden kann.
Diese Art der Befüllung der Bohrungen mit Leim wird jedoch
in den seltensten Fällen erreicht.
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Eine
Verbesserung hinsichtlich der Leimverteilung stellt die Ausgestaltung
des in der
EP 1 136 704
A1 vorgestellten Verbindungselementes dar. Das Verbindungselement
verfügt über ein Mittelstück und zwei
Endstücke, wobei die beiden Endstücke mit ihrem
Umfang bereichsweise über den Umfang des Mittelstücks
vorstehen. Das Verbindungselement weist weiterhin eine in seinem
Inneren angeordnete kanalartigen Nut an, die dazu dient, die Leimverteilung
zu verbessern. Nachteilig an dem hier gezeigten System erweist sich,
dass durch die Anordnung einer Vielzahl von Kanälen im
Verbindungselement dessen Haltekraft wesentlich reduziert wird.
Zudem gestaltet sich die Herstellung des Verbindungselements als besonders
schwierig. Die einseitige Umfangsreduzierung im Bereich des Mittelstücks
führt zudem zu einer Schwächung des Verbindungselementes,
so dass dieses bereits beim Eintreiben in eine Bohrung brechen kann.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dübel zum Verbinden
von Bauteilen zur Verfügung zu stellen, der bei einfacher
Bauweise eine verbesserte Leimverteilung ermöglicht und
zudem eine nachträgliche Justierung der zu verbindenden
Bauteile nach dem Einbau und vor der Leimaushärtung zulässt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Dübel mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der
erfindungsgemäße Dübel eignet sich vor allem
zum Verbinden von Bauteilen und hierbei insbesondere für
das Verbinden von Eckbauteilen von Möbel. Der Dübel
verfügt über ein erstes und ein zweites Ende sowie
einen die Enden verbindenden Mittelbereich und ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittelbereich gegenüber den Enden umlaufend bzw.
ringsum eine Umfangsreduzierung aufweist. Aufgrund der Umfangsreduzierung
kann der in einer Bohrung eingefüllte Leim während
des Eintreibens des Dübels in den Mittelbereich eindringen
und sich dort gleichmäßig über die gesamten
Mantelfläche des Dübels verteilen.
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Bevorzugt
ist die Umfangsreduzierung als im wesentlichen konkave Kehlung mit
großem Radius ausgebildet. Als empfehlenswert wird angesehen wenn
die Umfangsreduzierung (bei üblichen Dübeldurchmessern)
zwischen 0,1 und 3 mm beträgt. Die Umfangsreduzierung liegt
dabei insbesondere zwischen 0,2 und 2 mm, bevorzugt zwischen 0,3
und 1 mm. Auch bei konkaver Kehlung werden die vorgenannten Werte
für die Umfangsreduzierung eingehalten. Hier wird jedoch, ausgehend
von einem Wert von nahezu 0 mm an den Dübelenden, die maximale
Umfangsreduzierung erst in der Mitte des Mittelbereichs erreicht.
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Als
vorteilhaft wird angesehen, wenn die Enden des Dübels als
Zylinder ausgebildet sind und Rillen oder Nuten aufweisen, die sich
in Längsrichtung des Dübels über die
Mantelflächen der Zylinder erstrecken. Durch diese Ausgestaltung
der Zylinder wird eine optimale Verteilung des in den Bohrungen eingefüllten
Leims über die Enden und anschließend ein verbessertes
Vordringen des Leims in den Mittelbereich des Dübels erreicht.
Zudem bewirken die Rillen ein wesentlich sichereres Verkeilen des
Dübels in den Bohrungen und erhöhen somit die
Stabilität der Verbindung zwischen den Bauteilen.
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Als
besonders vorteilhaft wird angesehen, wenn die Enden der Dübel
in Art eines Kugelkopfes abgerundet sind oder eine ovale Formgebung
aufweisen. Die Enden weisen dabei eine Formgebung auf, die eine
Bewegung der Bauteile bei eingesetztem Dübel erlaubt, wobei
dieser um einige Winkelgrade gegen die Hochachse verschwenken kann.
Die mögliche Verschwenkung des Dübels beträgt
zwischen ca. einem und fünf Grad und verfügt über
drei Freiheitsgrade. Durch das Verschwenkbarkeit des Dübels
kann bis zum Aushärten des Leims ein fluchtendes Fügen
der Bauteile (exakte Ausrichtung der Kanten) durchgeführt
werden. Gleichzeitig bewirkt die sich aus dem Verschwenken des Dübels
ergebende Verkeilung des Dübels nach dem Aushärten des
Leims eine verbesserte Haltbarkeit der Bauteilverbindung, da die
zur Trennung der Bauteile notwendige Auszugskraft wesentlich erhöht
wird.
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Um
die Leimverteilung zusätzlich zu verbessern, weist der
Mittelbereich des Dübels bevorzugt einen Kanal auf, mit
dem überschüssiger Leim aus den gegenüberliegend
angeordneten Bohrungen zwischen den Bohrungen ausgetauscht und somit besser
auf den Umfangsflächen des Dübels verteilt werden
kann.
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Als
besonders günstig erweist es sich, wenn der Dübel
aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff, Metall oder aber aus einer
Kombination dieser Werkstoffen gebildet ist. Bei der Verwendung
von Holz wird vor allem auf Harthölzer wie bspw. Buche
als Ausgangsmaterial für die Dübelherstellung
zurückgegriffen. Werden Dübel aus Holzwerkstoffen
hergestellt, so eignen sich hierfür vor allem Holzwerkstoffe
auf Faserbasis, die zum Erreichen einer hohen Dichte des Dübels
unter Bindemittelzugabe einer starken Verpressung unterzogen werden.
Im Interesse einer preiswerten Herstellung kann der Dübel
auch aus Kunststoff gebildet werden. Hierbei bietet sich vor allem
die Verwendung von Thermoplasten, wie bspw. von Polyoxymethylen
(POM), Polyamid oder Polycarbonat an. Darüber hinaus können
jedoch alle weiteren, als geeignet erscheinenden Kunststoffe verwendet
werden. Für die Herstellung besonders dauerhafter Dübel
mit geringem Gewicht empfiehlt sich die Verwendung von Aluminium
oder sonstigen Leichtmetallen. Bei der Kombination von Werkstoffen
kann beispielsweise der Mittelbereich des Dübels aus Holz oder
einem Holzwerkstoff gebildet werden, während die am Mittelbereich
angeformten oder angesetzten Enden aus Kunststoff oder Metall bestehen.
Entsprechende Dübel eignen sich aufgrund der hohen Herstellungskosten
nur für Verbindungen, die eine erhöhte Haltbarkeit
aufweisen oder aufgrund des Einsatzgebiets vorgegebene Materialanforderungen
erfüllen müssen.
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Als
besonders empfehlenswert erweist sich, wenn die Enden und/oder der
Mittelbereich des Dübels einen runden, ovalen und/oder
mehreckigen Querschnitt aufweisen. Weisen bspw. die Enden einen
mehreckigen Querschnitt auf, führt dies zu einer wesentlich
verbesserten Keilwirkung in den Bohrungen. Wird der Mittelbereich
mit einem runden Querschnitt hergestellt, verbessert dies die Verschwenkbarkeit
der gefügten Bauteile vor dem Aushärten des Leims.
Zur Verwendung mit Bohrungen, die einen im Vergleich zum Dübel
vergrößerten Durchmesser aufweisen, können
Dübel, die einen ovalen Querschnitt der Enden und/oder
des Mittelbereichs aufweisen, verwendet werden, da diese nach dem
Einsetzen in die Bohrung durch Drehen des Dübels verkeilt
werden können.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, jedoch nicht beschränkender
Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen
Zeichnungen. Es zeigt:
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1 Eine
bevorzugte Ausführungsform des Dübels in Seitenansicht,
und
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2 die
Verbindung zweier Bauteile unter Verwendung einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Dübels.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Dübel 10 in
Seitenansicht dargestellt. Dieser Dübel 10 verfügt über
zwei Enden 11, die durch einen Mittelbereich 12 miteinander
verbunden sind. Der Mittelbereich 12 weist gegenüber
den Enden 11 eine umlaufende, ringsum gleichmäßige
Umfangsreduzierung auf. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist
die Umfangsreduzierung als konkave Kehlung 18 mit dem Radius
r ausgebildet. Die Umfangsreduzierung beträgt im Ausführungsbeispiel
der 1 maximal 1,5 mm, wobei hierbei ausgehend von
einem Wert von nahe 0 mm an den Enden 11 des Dübels 10 die
maximale Umfangsreduzierung etwa in der Mitte 23 des Mittelbereichs 12 erreicht
wird. Selbstverständlich kann auch eine nicht konkave Umfangsreduzierung
durch gesamtflächige Reduzierung des Umfangs Mittelbereichs 12 des
Dübels 10 um 0,1 bis 3 mm durchgeführt
werden.
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Die
Enden 11 des Dübels weisen zusätzlich eine
umlaufende Fase 13 auf, die ein erleichtertes Einsetzen
des Dübels 10 in eine Bohrung 20 und
eine verbesserte Leimverteilung an den Endflächen 17 des
Dübels nach dem Kontakt mit dem in einer Bohrung 20 (vgl. 2)
eingefüllten Leim bewirkt. In die Enden 11 wurde
zusätzlich eine Rillung 14 eingebracht, die eine
Weiterleitung des in der Bohrung 20 eingefüllten
Leims zum Mittelbereich 12 bewirkt. Der über die
Rillung 14 in den Mittelbereich 12 eindringende
Leim kann sich aufgrund der Kehlung 18 des Mittelbereichs 12 optimal
in der Bohrung 20 verteilen und die Oberfläche 15 des
Mittelbereichs 12 vollständig benetzen. Die vollständige
Benetzung der Oberfläche 15 des Dübels 10 führt
zu einer wesentlichen Verbesserung der mit dem Dübel 10 hergestellten Verbindung
der Bauteile 21 (vgl. 2).
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Die
mit der Fase 13 versehenen Enden 11 des Dübels 10 weisen
zusätzlich gerundete Kantenbereiche 16 auf, so
dass vor dem Aushärten des Leims noch eine Verschiebung
der gefügten Bauteile 21 und deren fluchtende
Ausrichtung möglich wird. Wie aus 1 entnehmbar
ist, nähert sich die Form der Enden 11 aufgrund
der gerundeten Kantenbereiche 16 der Form eines Kugelkopfes
an und erlaubt daher die Verschwenkbarkeit des Dübels 10 mit
drei Freiheitsgraden. Mit dem Justieren der Bauteile 21 geht
gleichzeitig ein Verkeilen des Dübels 10 in den Bohrungen 20 einher.
Hierdurch wird eine Erhöhung der für das Trennen
der Bauteile 21 notwendigen Auszugskraft bewirkt und deren
Verbindung wesentlich verbessert.
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2 zeigt
die Verbindung von Bauteilen 21 unter Verwendung einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Dübels 10. Im Ausführungsbeispiel der 2 ist
ausschnittsweise die Eckverbindung von Möbeln dargestellt.
Die Bauteile 21 weisen sacklochartige Bohrungen 20 auf,
die vor dem Fügen der Bauteile 21 mit Leim gefüllt
werden. Nach der Befüllung mit Leim wird zunächst
ein Dübel 10 in die Bohrung 20 des im
Ausführungsbeispiel der 2 unteren
Bauteils 21 eingesetzt. Danach erfolgt das Aufsetzen des
zweiten Bauteils 21, wobei die mit Leim gefüllten
Bohrungen 20 vermittelt durch den Dübel 10 zur
Deckung gebracht werden. Im Ausführungsbeispiel können
die beiden Bauteile 21 bedingt durch eine abweichende Position
der Mittelachse der Bohrungen 20 nicht fluchtend aufeinandergesetzt
werden. Aufgrund der Ausführungsform des Dübels 10 mit
einem Mittelbereich 12, der gegenüber den Enden 11 eine
Umfangsreduzierung aufweist, wird ein nachträgliches Verschwenken
des eingesetzten Dübels 10 mit Verschieben der
Bauteile 21 dahingehend möglich, dass deren Seiten
und/oder Stirnkanten bis zur Aushärtung des Leims fluchtend ausrichtbar
sind. Die Verschwenkung des Dübels 10 liegt hierbei
im Bereich weniger Winkelgrade (zwischen ca. 1° und 5°),
wobei die Umfangsreduzierung des Mittelbereiches 12 um
0,1 bis 3 mm den erforderlichen ”Freischnitt” ermöglicht.
Eine Umfangsreduzierung im genannten Wertebereich beeinträchtigt
weder die Stabilität des Dübels 10 noch
die der gefügten Bauteile 21 bzw. des fertigen
Möbelstückes.
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Der
Dübel 10 weist eine Funktion nach Art einer Kugelgelenkstange
auf und erlaubt das Verschieben der Bauteile 21 mit drei
Freiheitsgraden. Durch das Verschwenken des Dübels 10 wird
gleichzeitig ein verbessertes Verkeilen des Dübels 10 in
den Bohrungen 20 erreicht und somit die Stabilität
der Verbindung zwischen den Bauteilen 21 wesentlich verbessert.
Mit Aushärten des Leims wird der Dübel 10 in der
durch das Verschwenken eingestellten Klemmposition fixiert und erhöht
damit zusätzlich die für die Trennung der Bauteile 21 notwendige
Auszugskraft.
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Der
in 2 dargestellte Dübel 10 besteht aus
einem thermoplastischen Kunststoff und kann daher auf besonders
einfache Art und Weise beispielsweise in einem Spritzgussverfahren
hergestellt werden. Denkbar ist darüber hinaus auch die
Verwendung von Dübeln 10 aus Holz, in die die
Umfangsreduzierung, bevorzugt in Form einer konkaven Kehlung 18 eingefräst
wird. Auch der in 2 dargestellte Dübel 10 weist
an seinen Enden 11 Rillungen 14 auf, die eine
verbesserte Leimverteilung in den umfangsreduzierten Mittelbereich 12 bewirken.
Der in den Bohrungen 20 eingefüllte Leim wird
nach dem Eintreiben des Dübels 10 über
die Rillungen 14 zum Mittelbereich 12 gepresst
und benetzt dabei die Oberfläche 15 des Dübels 10.
Durch den eindringenden Leim wird gleichzeitig der durch die Kehlung 18 bzw.
die Umfangsreduzierung des Mittelbereichs 12 gebildete
Spalt 22 zwischen der Innenwandung 19 der Bohrungen 20 und
dem Mittelbereich 12 des Dübels 10 mit
Leim gefüllt und auch in diesem Bereich ein durchgehender,
die Oberfläche 15 des Dübels und die
Innenwandung 19 der Bohrungen 20 einschließender
Verbund gebildet.
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- 10
- Dübel
- 11
- Ende
- 12
- Mittelbereich
- 13
- Fase
- 14
- Rillung
- 15
- Oberfläche
- 16
- Kantenbereich
- 17
- Endfläche
- 18
- Kehlung
- 19
- Innenwandung
- 20
- Bohrung
- 21
- Bauteil
- 22
- Spalt
- 23
- Mitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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