DE2343296A1

DE2343296A1 - Einteiliger kunststoffduebel

Info

Publication number: DE2343296A1
Application number: DE19732343296
Authority: DE
Inventors: Lloyd Arthur Erickson
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-06-27
Also published as: IT999398B; CA977254A; AU5926173A; SE397125B; US3830134A; FR2211997A5; JPS505760A; JPS5751564B2; GB1406519A; AU476236B2; BR7307410D0

Description

dipping. E. GEAALFS · DiFi₁₁-ING. W. WEHNERT

HAMBURG-MÜNCHEN L ·3 H ό Z >J ZUSTEIXUNGSANSCHRIFT; HAMBURG 3O · NEUER WALL 41 Illinois Tool Works Inc. ™*. β«**«βranee«ie TEtEGH. NEGBDAPATENT HAHBTJHO

8501 West Higgins Road

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

Chicago, Illinois 6O631/USA tei. β as oa se

TEtEGR. NEGBDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, 27. Aug. 1973

Einteiliger Eiinstst off dübel

Die Erfindung betrifft einen einteiligen Kunststoffdübel, der in ein gelochtes Werkstück einführbar und geeignet ist, den Schaft eines im wesentlichen zylindrischen Aufweiteelementes aufzunehmen.

Es sind zahlreiche Dübel bekannt, die in ein gelochtes Werkstück einsetzbar und durch irgendein Mittel, beispielsweise eine Schraube, aufweitbar sind, um eine Torrichtung an dem gelochten Werkstück zu befestigen. Derartige Vorrichtungen schließen einteilige Kunststoffdübel ein, die «inen gelochten Kopf haben und geeignet sind, eine Schraube aufzunehmen. Diese bekannten Dübel weisen einen oder mehrere, sich vom Kopf erstreckende Schenkel auf, die an den

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Seitenwänden des Loches im Werkstück angreifen, wenn sie durch eine Schraube aufgeweitet und in verriegelten Eingriff an das Werkstück gedrückt werden. Andere bekannte Dübel weisen mehreckig geformte rohrförmige Teile auf, die dazu dienen, die Schraube gegenüber der Umgebung zu isolieren. In vielen Fällen gestatteten derartige Dübel sowohl mit wie auch ohne rohrförmiges Teil ein Verkannten der Schraube, wenn sie eingesetzt wurde, so daß sie die Schenkel nicht wirksam in die verriegelte Stellung mit dem Werkstück gedruckt wurden. Auch jene Dübel, die mehreckig geformte, rohrförmige Elemente aufwiesen, die zum Isolieren der Schraube gegenüber der Umgebung dienten, gestatteten ein Verkanten der Schraube, so daß sie das rohrförmige Element durchbrach und ein Teil derselben frei lag, der einen unerwünschten elektrischen Kontakt machen konnte. Bei beiden Arten dieser Dübel war nur ein begrenzter Eingriff zwischen dem Gewinde der Schraube und dem Dübel vorgesehen, so daß das auf die Schraube ange-wendete Drehmoment, bevor ein Ausreißen erfolgte, begrenzt war. Wenn verschiedene Abschnitte dieser Elemente der Dübel in ihren Abmessungen vergrößert wurden, um diese Schwierigkeiten zu überwinden, war der resultierende Dübel schwer einzusetzen und gestattete keine großen Toleranzabweichungen im Werkstückloch oder in der Dicke des Werkstückes an sich.

Es ist ein Hauptziel der Erfindung, einen_v einteiligen Kunststoff dübel aus polymeren Material zu schaffen, mit dem viele der den bekannten Dübeln anhaftenden Mangel überwunden werden,und der eine kräftige Konstruktion aufweist und

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wirtschaftlich in Massenproduktion herstellbar ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Dübels der beschriebenen Art, der ohne weiteres in das 7/erkstückloch einsetzbar ist, und der ein verbessertes rohrförmiges Teil aufweist, des die Haltekraft gegenüber den bisher bekannten Dübeln für eine Schraube, die selbst Gewinde in das rohrförmige Teil schneidet, zu erholten.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Dübels, der flexible Schenkel aufweist, die einen Abstand gegenüber dem rohrförmigen Teil Haben und die in Eingriff mit der Stützkonstruktion durch Aufweitung des rohrförmigen Teiles beim Einsetzen einer Schraube bewegbar sind.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines rohrförmigen Teiles, das eine im wesentlichen gleichmäßige Wanddicke aufweist, die eine ovale Bohrung umgibt, wobei das Umfangsmaß der ovalen Bohrung im wesentlichen gleich dem Umfangsmaß des zylindrischen Aufweiteelementes ist, das darin eingesetzt wird. Genauer gesagt soll das Umfangsmaß der ovalen Bohrung gleich dem Umfang des mittleren Gewindedurchmessers des Aufweiteelementes sein, so daß sichergestellt ist, daß die Schraube seIbstgewindeschneidend ist und daürch eine stärkere Haltekraft im Dübel aufweist als dies bisher bekannt war.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung eines Dübels, bei dem das rohrförmige Teil angrenzend am Kopf des Dübels seitlich verstärkt ist und eine größere

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Wanddicke aufweist, Tvobei die sich durch den Kopf erstreckende Bohrung auf gebohrt ist, um die Schraube gegenüber dem rohrförmigen Teil zu !zentrieren, so daß ein Verkanten der Schraube gegenüber dem Dübel im wesentlichen ausgeschlossen ist. Weiterhin ist das Ende des rohrförmigen Teils geschlossen, um eine wirksame Dichtung zu bilden und das Eindringen von Fremdstoffen, wie !Feuchtigkeit, Schmutz und dergleichen zu verhindern, die durch die öffnung in der Stützkomstruktion eindringen können. Das geschlossene Ende des rohrförmigen Teiles isoliert ferner die Aufweiteschraube gegen Berührung mit der Umgebung und schützt das scharfe Ende der Schraube gegen Berührung einer Bedienungsperson.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung soll nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Dübels gemäß der Erfindung, der in das Loch eines Werkstücks einsetzbar ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt des Dübels gemäß der Erfindung, der in eine Stützkonstruktion eingesetzt ist;

Fig. 3 eine Draufsicht teilweise im Schnitt des in Fig.2 gezeigten Dübels;

Fig. 4- einen axialen Schnitt des in Fig. 2 gezeigten Dübels beim Einsetzen in das gelochte Werkstück;

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Fig. 5 einen axialen Schnitt des in Fig. 2 gezeigten Dübels, der durch ein Aufweiteelement, wie z.B eine Schraube, aufgeweitet ist und ein zweites Teil mit dem Dübel an der Stützkonstruktion verankert; und

Fig. 6 einen Schnitt des aufgeweiteten Dübels nach Linie 6-6 der Fig. 5.

Ss wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. In Fig. 1 ist ein einteiliger Kunststoffdübel 10 gezeigt, der eine Ausführungsform des Brfindungsgegenstandes darstellt. Der Dübel weist einen Kopf 12, zwei mit Abstand zueinander angeordnete längliche Schenkel 14, die sich einteilig vom Kopf 12 erstrecken und ein in der Mitte angeordnetes, im wesentlichen oval rohrförmiges Teil 16 auf, das zwischen den mittleren Flächen der Schenkel 14 mit Abstand dazu angeordnet ist. Der Dübel 10 ist einteilig ausgebildet und aus einen polymeren Material, wie z.B. Nylon od. dgl. hergestellt, was in wirtschafIieher Weise mittels üblicher Verfahren, wie z.B. Spritzen, erfolgen kann, wie dies allgemein bekannt ist.

Wie am besten aus den Figuren 2-4 ersichtlich, weist der Kopf 12 eine Klemmfläche 20 und eine mittlere, sich nach außen erweiternde Bohrung 22 auf, die eine Führung beim Einsetzen des Aufweiteelementes bildet. Ein unterer Bohrungsabschnitt 24 ist im wesentlichen zylindrisch und komplementär mit dem Aufweiteelement, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.

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Während im Ausführungsbeispiel ein viereckiger Kopf gezeigt ist, wird darauf hingewiesen, daß die Dicke und die Außenform des Kopfes lediglich eine Sache der Konstruktion und Wahl für eine bestimmte Art des Dübels ist.

Von der Klemmfläche 20 des Kopfes 12 erstrecken sich einteilig mit Abstand zueinander zwei Schenkel 14 abwärts. Die Schenkel 14 haben im allgemeinen einen vieleckigen Querschnitt in der Querebene parallel zur Klemmfläche 20 gesehen und sind im Ausführungsbeispiel rechteckig. Die Schenkel sind mit mittleren Flächen 30 versehen. Die unteren äußeren Flächen 32 erweitern sich vom freien Ende 34 nach außen, bis zu einer höchsten Stelle oder Schulter 36 und konvergieren dann entlang dem oberen Abschnitt 38 bis zur Verbindungsstelle mit dem Kopf, so daß ein im wesentlichen dreieckiger Querschnitt entsteht, gesehen in einer Ebene parallel zur Achse des Dübels. Der obere Abschnitt 38 kann mit mehreren, sich axial erstreckenden Hüten 40 versehen sein, die eine abnehmende Breite zum Kopf 12 hin haben, um mehrere sich verjüngende Ripparn zu bilden, deren Zweck nachfolgend noch ersichtlich wird. Der untere Abschnitt 32 kann ebenfalls in geeigneter Weise, wie z.B. durch eine Hut 44 ausgenommen sein, deren Zweck ebenfalls nachfolgend ersichtlich wird.

Von der Mitte des Kopfes 12 erstreckt sich ein rohrförmiges Teil 16 abwärts, das eine durchgehende Wandung 50 von im wesentlichen gleichförmiger Dicke über den "größten axialen Abschnitt aufweist. Im Ausführungsbeispiel ist die Wandung 50 mit zwei gegenüberliegenden flachen Seiten 52 versehen, die durch zwei gekrümmte Endwände 54 verbunden sind, so daß ein im wesentlichen ovales rohrförmiges Teil 16 entsteht,

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das vorzugsweise am unteren Ende durch eine Bndwand 56 geschlossen ist. Die innere Bohrung des rohrförmigen Teils 16', die durch die flachen Wände 52 und die gekrümmten Verbindungswände 5²J- gebildet ist, hat im wesentlichen eine ovale Form und ein TJmfangsmaß, das im wesentlichen gleich dem des Aufweite element es ist oder, wenn das Aufweiteelement eine Schraube ist, gleich dem Umfangsmaß des mittleren Gewindedurchmessers der Schraube entspricht. Nahe dem oberen Ende des rohrförmigen Teils 16 ist ein im wesentlichen rechteckiger verdickter Abschnitt 58 vorgesehen, dessen Breite im wesentlichen gleich der Breite der Schenkel 14 ist. Der untere Abschnitt der aufbohrung 24 durchsetzt nicht nur einen Teil des Kopfes sondern erstreckt sich in den verdickten Abschnitt 58, um dazu beizutragen und sicherzustellen," daß die Schraube beim Einsetzen eine zentrierte Stellung einnimmt. Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, daß die Bohrung des rohrförmigen Teils die durch die Seitenwände 52 und die gekrümmten Endwände 54 begrenzt ist, sich aufwärts durch den Kopf erstreckt und in die Aufbohrungen 22 und 24 einmündet. Zwei Rippen 60 mit begrenztem seitlichem Maß erstrecken sich axial vom verdickten Abschnitt 58 abwärts bis zu einer Stelle, an der sie die die Schultern 36 enthaltenden Querebenen kreuzen. Wenn das Aufweiteelement in die Bohrung des rohrförmigen Teils 16 eingesetzt ist, kommen die Rippen 60 zur Anlage an die Schenkel 14 und unterstützen das feste Andrücken der Schenkel seitlich in Eingriff mit der Platte, wie dies nachfolgend noch deutlich wird.

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Wie am besten aus Mg. 4 ersichtlich, werden die Schenkel 14 beim Einführen des Dübels 10 durch die öffnung 70 der Platte 72 einwärts gebogen. Die unteren Flächen 32 dienen zur Führung der Schenkel 14 einwärts und wenn das Loch 70 über die Flächen 32 hinweg-gleitet, werden die Schenkel einwärts gebogen, bis sie das rohrförmige Teil 16 berühren. In solchen Fällen, in denen sich die Toleranzen des Loches 70 auf der niedrigen Seite befinden, besteht eine Neigung, daß sich die freien Enden 34 der Schenkel 14 durchbiegen oder krümmen, wobei die Ausnehmungen 44 diesen Vorgang unterstützen. In ähnlicher Weise ist es möglich, daß das rohrförmige Teil 16 einwärts zusammengedrückt wird, um das Einführen zu unterstützen. Wenn der Dübel die Schultern 36 überschritten hat, neigen die Schenkel 14 dazu, wieder nach außen zu federn und im wesentlichen wieder die in Fig. 2 gezeigte Stellung einzunehmen, nachdem der Dübel vollständig in das Loch 70 eingeführt ist. Die Einführung eines Aufweiteelementes, wie z.B. in diesem Falle eine Schraube 80, die einen Kopf 82 mit einem Schlitz 84 zum Festklemmen einer gelochten Platte 74 aufweist, bewirkt das seitliche Aufweiten des rohrförmigen Teils 16, bis es an den mittleren Flächen der Schenkel 14 anliegt, um sie in Eingriff gegen das Loch 70 und die Unterfläche der Platte 72 nahe dem Loch zu quetschen. Wie zuvor erwähnt, ist die Innenform der Bohrung im rohrförmigen Teil 16 in der Größe dem mittleren Gewxndedurchmesser der Schraube 80 angepaßt, so daß im wesentlichen ein vollständiger Gewindeeingriff um den Umfang der Schraube sichergestellt ist, wobei die Verformung der ovalen Form des rohrförmigen Teils 16 in eine Zylinderform bewirkt,

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daß die Seitenwände 52 in Richtung auf die mittleren Flächen der Schenkel 14 seitlich versetzt werden, wie dies am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, wobei ein inniger Eingriff der Rippen 60 an den Schenkeln 14 erfolgt.

Es wird nochmals auf Fitfg. 2 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß die bevorzugte Größe des Loches 70 in der Platte 72 im wesentlichen gleich dem diametralen Abstand der Schenkel 14 ist. Es ist bekannt, daß die meisten Kunststoffe ein gewisses Maß verformbar sind, wobei die Anordnung der Hüten 40 mit den dazwischen liegenden Rippen 42 es ermöglicht, daß begrenzte Beruhrungsζonen mit der Kante des Loches in Eingriff kommen und die Lochkante seitlich in die Nuten 40 hineingequetscht wird. Dies gestattet ferner, daß der gleiche Dübel bei mehreren verschieden dicken Platten, wie dies durch die gestrichelte Linie 76 in Fig. 2 angedeutet ist, verwendet werden kann. Eine Betrachtung der Fig. 5> in der der Dübel seine aufgeweitete Stellung einnimmt, zeigt, daß ein inniger Eingriff zwischen den Schenkeln des Dübels und der Seitenwand des Loches besteht.

Der Dübel gemäß der Erfindung gestattet im Gegensatz zu den meisten bekannten Dübeln ein leichtes Einsetzen und sichert im wesentlichen die axiale Stellung der Schraube und einen maximalen Gewindeeingriff, um den Umfang der Schraube, um die Haltekraft gegen Herausreißen beim Anziehen der Schraube zu erhöhen, wobei auch eine maximale Haltekraft in der Platte durch die Verriegelung der Schenkel 14 beim Aufweiten des rohrförmigen Teils 16 sichergestellt ist.

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Es ist somit ersichtlich, daß mit der Erfindung die meisten Beanstandungen der bekannten Dübel durch die Verwendung
eines einfachen, einteiligen Kunststoffdübeis behoben sind, der in verhältnismäßig einfachen Formen herstellbar ist, so daß das Problem in. wirtschaftlicher Weise gelöst wird. Die Schraube ist von ihrer Umgebung isoliert und vollständig
im rohrförmigen Teil 16 eingeschlossen, um Verletzungen der Hände einer Bedienungsperson zu verhindern, was eintreten
könnte, wenn die Schraubenspitze an der Unterseite der Platte 72 freiliegen würde.

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Claims

Patentansprüche

1.) Einteiliger Kunststoffübel, der in ein gelochtes Werkstück einführbar und geeignet ist, den Schaft eines im wesentlichen zylindrischen Aufweitelementes aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (10) einen mit einer öffnung (22,24) versehenen Kopf (12) aufweist, der e-iaeklemmend an einer Seite eines Werkstücks (72) angreift, und von dem sich ein flexibel befestigter Schaft erstreckt, der aus zwei über ihre ganze Länge, seitlichen Abstand zueinander aufweisenden Schenkeln besteht, daß ein hohles, rohrförmiges Teil (16) sich vom Kopf mit seitlichem Abstand zu den Schenkeln erstreckt, das eine endlose Seitenwand (50) von im wesentlichen gleichmäßiger Dicke aufweist, die im wesentlichen oval ist und zwei gegenüberliegende flache Seitenwände (52) aufweist, die etwa parallel zu der mittleren Fläche (30) der Schenkel verlaufen und deren gegenüberliegenden Enden durch gekrümmte Endwände (54) verbunden sind, und daß das rohrförmige Teil eine sich im wesentlichen axial erstreckende Bohrung aufweist, die mit der Öffnung im Kopf verbunden ist, und daß die innere, die ovale Bohrung begrenzende Fläche (52, 54) des rohrförmigen Teils ein Umfangsmaß aufweist, das im wesentlichen gleich dem Umfang des Aufweitelementes (80) ist, so daß das rohrförmige Teil beim Einführen des Aufweitelementes in die Bohrung nach außen in Anlage an die Schenkel und diese gegen die das Loch im Werkstück begrenzenden Flächen gedrückt wird.

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2.) Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (16) einen verdickten, im wesentlichen rechteckigen Wandabschnitt (58) an der Verbindungsstelle mit dem Kopf (12) aufweist, dessen Breite im wesentlichen gleich der Breite der Schenkel (14) ist, und daß der rechteckige Abschnitt im allgemeinen ein seitliches Maß aufweist, das größer als das rohrförmige Teil und geeignet ist, als komplementär geformtes Stellungs- und Scherelement in dem Werkstückloch (70) zu dienen.

3.) Dübel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (22, 24) in dem rechteckigen Abschnitt (58) eine das Aufweiteelement (80) aufnehmende Aufbohrung (24) aufweist.

4.) Dübel nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schenkel (14) an ihren seitlichen, gegenüberliegenden Außenflächen mit zwischen ihren axialen Längen angeordneten Schultern (36) versehen sind.

5.) Dübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (16) an seinen flachen Seitenwänden (52) einteilige Vorsprünge (60) aufweist, die sen den Schenkeln (14) angreifen und diese seitwärts drücken, wenn das Aufweiteelement eingeführt wird.

6.) Dübel nach Anspruch 4 und 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (60) aus einer in der Mitte des rohrförmigen Teils (16) angeordneten, sich axial erstreckenden

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Rippe bestehen, die axial an und über einer Querebene angeordnet sind, welche die Schulter (36) aufweist.

7.) Dübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die engegengesetzt weisenden Außenflächen (32) der Schenkel (14) von den freien Enden (34) nach außen zu der mittleren Stelle hin divergieren und dann zu ihren Verbindungsstellen mit dem Kopf (12) nach innen konvergieren, um die Schultern (36) zu bilden.

8.) Dübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schenkel (14) wenigstens eine sich axial erstreckende, zwischen dem Kopf (12) und der Schulter (36) vorgesehene Nut (40) aufweist, so daß an den Schenkeln wenigstens zwei, sich axial erstreckende, zerdrückbare Rippen (42) begrenzter Breite relativ zu den Schenkeln gebildet sind, die verformbar sind, um sekundäre Schultern zu bilden, die am Werkstück (72) angrenzend an das Loch (70) angreifen.

9.) Dübel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (14) zwischen der Schulter (36) und dem freien Ende (34) mit Ausnehmungen (44) versehen sind, um die Nachgiebigkeit derselben zu erhohen, wenn sie während der Einführung in das Werkstückloch (70) einwärts gegen das rohrförmige Teil (16) bewegt werden.

10.) Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweiteelement (80) eine Schraube ist, deren Umfang des

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mittleren Gewindedurchmesser im wesentlichen gleich dem Umfangsmaß der ovalen Bohrung (52, 54) ist, um eine selbst gewindeschneidende Zusammenwirkung über einen wesentlichen Umfangsabschnitt des rohrförmigen Teils (16) sicherstellen,. so daß die Schraube gegen unbeabsichtigtes axiales Herausziehen gehalten ist, wobei das rohrförmige Teil aus der ovalen in eine im wesentlichen zylindrische Form umgeformt und gleichzeitig mit der seitlichen Aufweitung gegen die Schenkel (14) gedruckt wird, um sie in zwangsweisen Eingriff mit dem Werkstück (72) zu bringen.

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