DE2617212A1

DE2617212A1 - Spreizduebel

Info

Publication number: DE2617212A1
Application number: DE19762617212
Authority: DE
Inventors: Karl Ernst Udert; Helmut Dipl Ing Vollmer
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1976-04-20
Publication date: 1977-11-10
Also published as: FR2349054B1; US4109556A; GB1554502A; FR2349054A1

Description

DR. BERG DIP L.-IN G. STAPF DIPL.-IMG. SCHVMBE D.I. ΠΠ. SANDMAIR

PATENTAi-JWALTS I MÖNCHEN 80 · MAUERKiRCMERSTR. 4*

Anwaltsakte 27 041 20. April 1976

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)

Spreizdübel

Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel mit Spreizkörper und einer über einen Teil ihrer Länge geschlitzten Hülse, deren Bohrung im Bereich des geschlitzten Hülsenteils gegen das vordere Ende hin verjüngt ausgebildet ist.

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Dübel der obengenannten Art sind seit längerer Zeit bekannt und werden in einer Vielzahl von Ausführungsformen hergestellt. Sowohl die Hülse, .\ls auch der Spreizkörper bestehen zumeist aus Metall, vorzugsweise Stahl. Die Anwendung der Dübel liegt hauptsächlich im Schwerlastbereich. Beim Setzen der Dübel wird zuerst die Hülse in ein ihr im Durchmesser entsprechendes Bohrloch soweit eingeführt, bis sie mit ihrem vorderen Ende am Grund der Sacklochbohrung oder dem Absatz einer gestuften Bohrung zur Anlage kommt. Hierauf wird der Spreizkörper zumeist mittels eines speziellen Setzwerkzeuges bis auf ein vorbestimmtes Mass eingetrieben. Bei den grösseren Dübeln erfolgt dies meistens von Hand, bei den kleineren Dübeln werden vorzugsweise schlagerzeugende Werkzeuge verwendet. Durch das Eintreiben des Spreizkörpers wird die Hülse in radialer Richtung aufgeweitet und verspreizt sich im Bohrloch.

Die bei einem bestimmten Spreizweg des Spreiskörpers erreichbaren Auszugswerte des Dübels können jedoch bei unterschiedlicher Festigkeit des Aufnahmematerials oder bei Massabweichungen des Bohrlochs sehr unterschiedlich sein. So ermöglicht beispielsweise Aufnahmematerial von geringerer Festigkeit oder ein etwas zu weit gebohrtes Bohrloch eine sehr starke Spreizung der Dübelhülse, während bei Aufnahmematerial von höherer Festigkeit oder einem engeren Bohrloch bei gleichem Kraftaufwand nur eine geringe Spreizung der Dübelhülse erreicht werden kann. Um den Spreizkörper gleich weit einzutreiben, wie bei weichem Aufnahmematerial oder weiter Bohrung ist bei härterem Aufnahmematerial oder engerer Bohrung ein erheblich grösserer Kraftaufwand notwendig. Dieser übersteigt zuweilen die Möglichkeiten der auf der Baustelle zur Verfügung stehenden Mittel. Die hohen Spreizkräfte können bei geringem Kantenabstand der Bohrung ausserdem zu Absprengungen führen.

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Bei bekannten Spreizdübeln ist hinter dom Spreizkörper ein Element aus weichem, plastisch verformbarem Werkstoff, wie beispielsweise Blei angeordnet.' Beim Eintreiben des Sprei-2-korpers wird nun dieses Material in den umgebenden Hülsenteil, hauptsächlich in die Schlitze der Hülse verdrängt. Infolge der geringen Festigkeit dieses Materials erfolgt dies jedoch bereits zu Beginn des Spreizvorganges, sodass die nachfolgenden Schläge direkt auf den Spreizkörper wirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizdübel zu schaffen, dessen Spreizkraft bei konstantem Spreizweg einen bestimmten Wert nicht überschreitet.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Spreizkörper zur Bildung eines Verformungsbereiches in seinem rückwärtigen Bereich eine oder mehrere Querschnittsverengungen aufweist. Die Festigkeit des Spreizkörpers wird durch solche Querschnittsverengungen reduziert. Der Spreizkörper wird nun zunächst soweit eingetrieben, bis die dazu erforderlichen Eintreibkräfte einen bestimmten Wert erreicht haben. Eine weitere Erhöhung der Eintreibkräfte hat nun ein Stauchen des verformbaren Bereiches zur Folge.

Besonders zweckmässig ist eine Ausführungsform, bei der der Spreizkörper wenigstens über einen Teil seiner Länge als sich gegen das vordere Ende hin verjüngender Kegelstumpf ausgebildet ist. Dadurch wird beim Eintreiben des Spreizkörpers aufgrund einer gleichmässigen Druckverteilung ein gleichmassiges, zylindrisches Aufweiten der Hülse erreicht. Die Hülsenbohrung und der Spreizkörper weisen vorzugsweise etv/a gleiche Konizität auf.

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Um ein vorzeitiges Verformen des Spreizkörpers zu verhindern ist es zweckmässig, dass die Querschnittsverengung als Halsteil ausgebildet ist. Somit steht die gesamte rückwärtige Stirnseite des Spreiskörpers zur Beaufschlagung durch das Spreizwerkzeug zur Verfugung. Die sich daraus ergebende doppelte Führung des Spreizkörpers verhindert ausserdem ein Verkanten während des Eintreibvorganges.

Aus fabrikationstechnischen Gründen ist 'es vorteilhaft, dass das Halsteil zylindrisch ausgebildet ist. Ein zylindrisches Halsteil ergibt bei axialer Stauchung die grösstmögliche axiale Längenänderung des Spreizkörpers.

Um ein vorzeitiges seitliches Ausknicken zu verhindern, ist es vorteilhaft, dass das Halsteil des Spreizkörpers einen Ringwulst aufweist. Der Aussendurchmesser dieses Ringwulstes sollte etwa dem des restlichen Spreizkörpers entsprechen, sodass der Ringwulst während dem Eintreibvorgang ebenfalls an Wandung der Hülsenbohrung anliegt. Der Ringwulst unterteilt die Querschnittsverengung in mehrere Abschnitte. Durch Querschnittsunterschiede in den einzelnen Bereichen der Querschnittsverengung ist ausserdem eine gestufte Verformung des Spreizkörpers möglich.

An den Uebergangsstellen der Querschnittsverengung entstehen bei der Beaufschlagung des Spreizkörpers infolge der Kerbwirkung erhebliche Spannungsspitzen. Will man ein Zerstören des Spreizkörpers verhindern, ist es daher zweckmässig, dass das Halsteil des Spreizkörpers mit Ausrundungsradien versehen ist. Im Extremfall können die Ausrundungsradien dabei so gross gewählt werden, dass eine einzige konkave Hohlkehle entsteht. Eine solche Ausbildung des Halsteils verringert auch die Gefahr eines Ausknickens sehr stark.

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Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Spreizdübel mit erfindungsgemässem Spreizkörper, in ungespreiztem Zustand,

Fig. 2 den Spreizdübel nach Fig. 1, in gespreiztem Zustand, in weichem Aufnahmematerial,

Fig. 3 den Spreizdübel nach Fig. 1, in gespreiztem Zustand, in hartem Aufnahmematerial,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsge— massen Spreizkörpers,

Fig. 5 einen erfindungsgemässen Spreizkörper mit einem Ringwulst im Bereich der Querschnittsverengung,

Fig. 6 einen erfindungsgemässen Spreizkörper mit als Hohlkehle ausgebildeter Querschnittsverengung.

Aus Fig. 1 ist ein erfindungsgemässer Spreizdübel ersichtlich, der aus einer insgesamt mit 1 bezeichneten Hülse und einem insgesamt mit 2 bezeichneten Spreizkörper besteht. Die Hülse weist in ihrem rückwärtigen Bereich ein Innengewinde la auf. Der vordere Bereich der Hülse 1 ist mit Längsschlitzen Ib versehen. Die Bohrung Ic ist im Bereich der Längsschlitze Ib gegen das vordere Ende hin verjüngt ausgebildet. Der Spreizkörper 2 weist in seinem rückwärtigen Bereich eine als Halsteil 2a ausgebildete Querschnittsverengung auf. Der vordere Teil des Spreizkörpers 2 ist als Kegelstumpf 2b ausgebildet. Die Figur zeigt den Spreizdübel in ungespreiztem Zustand, d.h. also vor dem Eintreiben des Spreizkörpers 2.

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Fig. 2 zeigt den Spreizkörper 2 nach Fig. 1 in gespreiztem Zustand. Nach dem Einsetzen des Spreizdübels in ein Bohrloch 3 wird der Spreizkörper 2 auf ein vorbestimmbes Mass "s" in die Hülse 1 eingetrieben. Bei geringer Festigkeit des Aufnahmematerials kann die gezeigte, maximale Spreizung der Hülse 1 erreicht werden.

Fig. 3 zeigt den Dübel nach Fig. 1 in gespreiztem Zustand, jedoch in hartem Aufnahmematerial. Bei einem herkömmlichen Dübel könnte mit der normalerweise zur Verfugung stehenden Eintreibkraft der Spreizkörper 2 nicht auf das im voraus festgelegte Mass "s" in die Hülse 1 eingetrieben werden, bzw. würde beim Eintreiben des Spreizkörpers 2 auf das Mass "s" der Dübel überspreizt. Dies bedeutet, dass die dabei im Bohrloch 3 erzeugten Spreizkräfte die Festigkeit des Aufnahmematerials übersteigen und es dabei zu einem Zerfall der Struktur des Aufnahmematerials kommt, was zu einem Ausfall des Dübels führt. Die hohe Flächenpressung zwischen Hülse und Spreizkörper 2 kann aber auch zum Anfressen oder Kaltverschweissen führen, wodurch der Spreizkörper sich nicht mehr verschieben lässt, sodass das Mass "s" nicht erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemässe Querschnittsverengung wird beim Ueberschreiten einer bestimmten Eintreibkraft des Spreizkörpers 2 dieser jedoch nicht mehr weiter eingetrieben, sondern das Halsteil 2a axial gestaucht. Der Spreizkörper enthält somit selbst eine Wegreserve.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Spreizkörpers. Das Halsteil 4a des insgesamt mit 4 bezeichneten Spreizkörpers ist zylindrisch ausgebildet. Die Querschnittsübergänge des Halsteils 4a sind mit Ausrundungsradien 4b versehen.

Der aus Fig. 5 ersichtliche, insgesamt mit 5 bezeichnete erfindungsgemässe Spreizkörper ist im Bereich des Halsteils 5a mit einem Ringwulst 5b versehen. Dieser verhindert beim Eintreiben des Spreizkörpers ein vorzeitiges, seitliches Aus-

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knicken des HalsteLls 5a. Der Ringwulst 5b kann auch aus einem anderen Material als der restliche Spreizkörper bestehen. Durch unterschiedlichen Querschnitt innerhalb der beiden Bereiche des Halsteils 5a ist eine gestufte Verformung des Spreizkörpers 5 möglich.

Fig. 6 zeigt eine weitere, insgesamt mit.6 bezeichnete Ausführungsform des erfindungsgemässen Spreizkörpers. Die Ausrundungsradien 6b des Halsteils 6a sind dabei so gross gewählt, dass eine einzige, konkave Hohlkehle entsteht. Eine solche Ausbildung des Spreizkörpers 6 lässt hohe Eintreibkräfte während des Sprexzvorganges zu.

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Claims

9 R 1 7 9 1 9

Patentansprüche

Spreizdübel mit Spreizkörper und einer über einen Teil ihrer Länge geschlitzten Hülse deren Bohrung im Bereich des geschlitzten Hülsenteils gegen das vordere Ende hin verjüngt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet*, dass der Spreizkörper (2,4,5,6) zur Bildung eines Verformungsbereiches in seinem rückwärtigen Bereich eine oder mehrere Querschnittsverengungen aufweist.
2. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (2) wenigstens über einen Teil seiner Länge als sich gegen das vordere Ende hin verjüngender Kegelstumpf (2b) ausgebildet ist.
3. Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung als Halsteil (2a,4a,5a,6a) ausgebildet ist.
4. Spreizdübel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halsteil (2a,4a,5a) zylindrisch ausgebildet ist.
5. Spreizdübel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halsteil (5a) des Spreizkörpers-' (5) einen Ring— wulst (5b) aufweist.
6. Spreizdübel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halsteil (4a,6a) des Spreizkörpers (4,6) mit Ausrundungsradien (4b,6b) versehen ist.

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