DE2747779C2

DE2747779C2 - Dübel zum Verankern in Hohlbausteinen, Platten und dergleichen Aufnahmeteilen

Info

Publication number: DE2747779C2
Application number: DE19772747779
Authority: DE
Inventors: Erich 8000 München Leibhard
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1977-10-25
Publication date: 1986-11-06
Also published as: FR2407381A1; FR2407381B1; DE2747779A1; CH631787A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Dübel zum Verankern in Hohlbausteinen, Platten und dergleichen Aufnahmeteilen, mit im wesentlichen zylindrischen Dübelkörper und einem die Aufnahmeteile hintergreifbaren, elastisch verformbaren Abschnitt.

Bei einem bekannten Dübel (DE-AS 24 52 398) zur sogenannten hintergreifenden Montage weist der im wesentlichen hülsenförmige zylindrische Dübelkörper, der aus Nylon oder ähnlich hartem Kunststoff besteht, im einführrichtungsseitigen Abschnitt am zylindrischen Außenumfang tangential angesetzte, radial abstehende Flügel auf. Die Stirnseiten dieser Flügel bilden ein rechtwinklig zur Längsachse des Dübelkörpers stehendes Gegenlager. Um das Einführen des Dübels in die Aufnahmeöffnung eines Aufnahmeteiles zu erleichtern, sind die Flügel in Einführrichtung spitz zulaufend geformt. Beim Einführen des Dübels in die Aufnahmeöffnung legen sich dieserart die Flügel an den Außenumfang des Dübelkörpers an und schwenken zufolge deren Eigenfederung selbsttätig wieder radial aus, sobald der Dübel mit den Flügeln den inneren Auslauf der Aufnahmeöffnung passiert hat. Nunmehr kann der Dübel mittels einer einzudrehenden Befestigungsschraube axial bela- bo stet werden, wobei sich die Flügel mit deren Stirnseiten an der Rück- bzw. Innenseite des Aufnahmeteiles abstützen.

Dieser Dübel hat den Nachteil, daß er zufolge der konstruktiv vorgegebenen Anordnung der Flügel nur zum Einsatz in solchen Aufnahmeteilen geeignet ist, deren von der Aufnahmeöffnung durchsetzte Materialdikke der Länge des von den Flügeln entgegen der Eintreibrichtung abstehenden Bereiches des Dübelkörpers entspricht Ist dieser Bereich beispielsweise zu lang, so läßt sich der zu befestigende Gegenstand nicht ordnungsgemäß gegen das Aufnahmeteil ziehen; ist dieser Bereich zu kurz, so hat der Dübel keinen ausreichenden Seitenhalt in der Aufnahmeöffnung, wodurch die Befestigung als solche ebenfalls den in der Regel gestellten Anforderungen nicht entspricht Die Dübel dieser Art bedürfen zudem einer relativ präzis auf deren Durchmesser abgestimmten Aufnahmeöffnung, da andernfalls die Flügel beispielsweise nicht ordnungsgemäß hintergreifen. Die Ersetzbarkeit solcher Dübel ist aber auch dadurch stark eingeschränkt daß der die Flügel tragenc'e Abschnitt konstruktiv bedingt eine große Länge aufweist so daß der Dübel beispielsweise in Hohlbausleinen, deren Kammerbreite kleiner ist als die Länge des besagten Dübelabschnittes, nicht verankert werden kann. Zudem kann der Dübel in Aufnahmeteile geringer Festigkeit wie beispielsweise Blähtonsteine nicht zufriedenstellend gesetzt werden, da die kleine Fläche der sich am Aufnahmeteil abstützenden Stirnseiten der Flügel eine zu große spezifische Flächenpressung auf das Aufnahmeteil ausübt d. h, bei Belasten des Dübels in Ausziehrichtung graben sich die Flügel im Aufnahmeteil ein, so daß die Befestigung erst gar nicht herjiellbar ist bzw. sich lockert

Bekanntgeworden sind ferner Spreizdübel aus Kunststoff, die in der Weise verankert werden, daß der Dübelkörper in eine Aufnahmeöffnung, welche beispielsweise die Rippe eines Hohlbausteines durchsetzt eingeführt wird und dabei mit dem einführrichtungsseitigen Spreizabschnitt in den Hohlraum des Bausteines ragt Durch die Zentralbohrung des Dübels wird alsdann ein aushärtbarer Füllstoff eingespritzt der die Aufgabe hat, den Dübelkörper über die gesamte in die Hohlkammcr ragende Länge zu umschließen. Nach dem Aushärten des Füllstoffes wird der Dübelkcrper durch Eindrehen einer Befestigungsschraube im Füllstoff verspreizt. Wunschgemäß sollte sich der Füllstoff auch an der Innenfläche der Rippe anlegen und so ein formschlüssiges Gegenlager für axiale Belastung des Dübeis bilden.

Abgesehen von der vorrichtungs- und verfahrensmäßigen Aufwendigkeit dieser Befestigungsmethode zeigt sich jedoch, daß der Füllstoff in einer Vielzahl von Anwendungsfällen kein geeignetes Gegenlager bildet: So gelangt beispielsweise bei waagerechtem Einbringen des Dübels in das Aufnahmeteil der vorderscitig aus dem Dübel austretende Füllstoff nicht bis zu der den Dübelkörper umgebende Zone der Hohlkammerwandung. Beim axialen Belasten des Dübels wird dieser also zumindest teilweise wieder ausgezogen. Dieselbe Problematik tritt naturgemäß auch bei vertikaler Befestigungsrichtung nach unten auf.

Hinzu kommt bei solchen Dübeln aber auch die Gefahr, daß bei deren Spreizung im Bereich der Rippen von Hohlkammersteinen die Rippen gesprengt werden. Ferner benötigen diese Dübel einen Dichtungsflansch in dem der Einführrichtung abgewandten Endbereich, um das Austreten von Füllstoff beim Einbringvorgang zu unterbinden.

Die Mehrzahl der zuvor aufgezeigten Nachteile weist auch ein Dübenverfahren auf, bei dem wiederum durch einen Spreizdübel eine Zementmischung eingespritzt und in einer den Dübel umschließenden dehnfähigen Hülle gefaßt wird.

Ein weiterer bekannter Dübel (US-PS 21 54 355) ist als zylindrischer Formling aus Fasermaterial und Zcmentwerksioff ausgebildet. Durch Benetzen des Dübels

mit Wasser wird dieser plastisch verformbar, so daß sich eine Befestigungsschraube unter Verdrängen von Dübelmaterial maximal im Ausmaß des Schaftquerschnittes der Befestigungsschraube radial eindrehen läßt Es ist so nur eine sehr kleinflächige axiale Abstützung des Dübels im Aufnahmetei! erzielbar, weshalb der Dübel für Aufnahmeteile mit geringer Festigkeit nicht geeignet ist

Bekannt ist ferner eine Verankerung durch Einbringen eines aushärtbaren Kunststoffes (DE-AS 15 09 562) in vorgebohrte Aufnahmeöffnungen in Aufnahmeteilen, wobei mittels eines nach dem Aushärten entfernbaren Kernes eine Axialbohrung zum Einsetzen einer Befestigungsschraube hergestellt wird. Hier besteht das Problem, daß bei seitlich oder in Bohrrichtung offenen Aufnahmeöffnungen der plastische Kunststoff beim Einbringen Undefiniert aus den Aufnahmeöffnungen entweichen kann und somit keine funktionssichere Abstützung in den Aufnahmeteilen schafft Auch durch Eindrehen einer Befestigungsschraube in die Axialbohrung iäßt sich die axiaie Abstützung in den Aufnahmeleilen nicht maßgeblich verbessern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe augrunde, einen einfachen, funktionssicheren, sich auch für Aufnahmeteile geringer Festigkeit eignenden Dübel zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß der Dübel als Schaumstoffkörper aus elastischem, offenporigem Schaum gebildet ist, der zum Verankern durch Einbringen von erhärtendem Werkstoff in die Poren verfestigbar ist

Der aus Schaumstoff bestehende, im wesentlichen zylindrische Dübelkörper ist im Durchmesser größer zu wählen als die Aufnahmeöffnung. Ebenso ist die Länge des beispielsweise von einem Schaumstoff-Strang beliebig äbschneidbaren Dübcikcrpers größer zu wählen als jene der Aufnahmeöffnung. Der in dieser Art ausgebildete Dübelkörper wird soweit in die Aufnahmeöffnung eingeführt, daß er das einführrichtungsseitige Ende der Aufnahmeöffnung überragt In dieser eingeführten Stellung des Dübelkörpers ist dessen in der Aufnahmeöffnung befindlicher Bereich um die besagte Durchmesserdifferenz zusammengedrückt, während der die Aufnahmeöffnung überragende Abschnitt sich wieder auf den Ursprungsdurchmesser ausgedehnt hat und so sich an der den Auslauf der Aufnahmeöffnung umgebenden Zone der Wandung des Aufnahmeteiles abstützt. Die so erzielte Pilzform des Dübelkörpers wird durch Einbringen des aushärtenden Werkstoffes, wie z. B. Polyesterharz oder Epoxydharz, verfestigt Damit wird, unabhängig von der Setzrichtung, ein formschlüssiges Gegenlagcr für axiales Belasten des Dübels entgegen der Einführrichtung geschaffen. Das Einbringen des erhärtenden Werkstoffes erfolgt zweckmäßig mit Hilfe einer Injektionsnadel, die zur Abgabe des flüssigen Werkstoffes mit dem Abgabeende in die einführrichtungsseitige vordere Hälfte des Dübelkörpers eingestoßen wird. Durch die Kapillarräume des Dübelkörpers wird der Werkstoff auf diese Weise weitgehend gleichmäßig aufgenommen.

Der erhärtende Werkstoff kann beispielsweise aus zwei Komponenten bestehen. Als praktikable Lösung hat sich auch eine Voraktivierung des Dübelkörpers mit Härter oder Harz erwiesen, so daß zum Aushärten nur noch eine Komponente in den Dübelkörper eingespritzt werden muß.

In den verfestigten Dübelkörper kann problemlos eine Holzschraube, ein profilierter Schlagstift oder dergleichen eingebracht werden. Es kommt dabei zu keiner Spreizung des Dübels, da dieser die durch den Schrauben- bzw. Stiftquerschnitt verursachte Materialverdrängung ohne Abgabe nennenswerter Spannungen an das Aufnahmeteil im Rahmen plastischer Verformung selbst aufzunehmen vermag. Die erreichbaren Haltewerte sind also nicht vom verwendeten Schrauben- bzw. Stiftdurchmesser abhängig. Abgesehen von der kostengünstigen einfachen Gestaltung des Dübels liegt ein erheblicher Vorteil auch darin, daß der kopfartig hintergreifende Abschnitt des Dübelkörpers verläßlich am Aufnahmematerial sich abstützt, wobei dies über eine relativ großflächige Ringschulter erfolgt Der Dübel eignet sich demnach im besonderen auch zum Verankern in Aufnahmeteilen geringer Festigkeit Positiv wirkt sich ferner aus, daß der Dübel keiner allzu präzisen Aufnahmeöffnung bedarf. Allenfalls aus dem Aufnahmeteil entgegen der Einführrichtung abstehende Überlängen können abgeschnitten werden. Der Dübel eignet sich aber auch beispielsweise für Hohlfc j.·jsteine mit schmalen Kammern, da sich auch in solchen Kammern eine kopfförmige, der Kammer-Innenkontur angepaßte Weitung des Dübelkörpers zum Hintergreifen erzielen läßt

Um ein Mitdrehen des Dübels beim Eindrehen der Befestigungsschraube zu verhindern, ist es auch zweckmäßig, ein Harz mit Klebeeigenschaften zu verwenden, das den Dübelkörper bei dessen Verfestigung gleichzeitig auch imAufnahmeteil verklebt.

Mit Vorteil weist der einführvichtungsseitige Abschnitt einen gegenüber dem an diesen angrenzenden Bereich des Dübelkörpers größeren Durchmesser auf. Abgesehen von der einerseits dadurch erzielbaren Materialersparnis für den Dübelkörper wird so andererseits ein weitgehend steuerbares großflächiges Hintergreifen des einführriohtungsseitigen Abschnittes durch entsprechende Durchrnesserwah! gewährleistet. Ein weiterer Vorteil dieser Konfiguration des Dübelkörpers liegt darin, daß der die Aufnahmeöffnung durchsetzende Bereich des Dübelkörpers durchmessermäßig der Aufnahmeöffnung angepaßt sein kann, so daß dieser Bereich im eingeführten Zustand nicht nennenswert zusammengedrückt ist, wodurch dessen Offenporigkeit in vollem Umfange erhalten bleibt. Die so im gesamten Schaumstoff unverändert groß gebliebenen Kapillarräume gewährleisten eine hohe und rasch wirksame Saugfähigkeit für den erhärtenden Werkstoff.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung weist der Dübelkörper eine sich in Einführrichtung erstrekkende, an sich bekannte Axialbohrung auf. Die Axialbohrung ist im Querschnitt dabei so zu wählen, daß auch bei in die Aufnahmeöffnung eingeführtem DübelWörper ein durch die Axialbohrung gebildeter Kanal zum Einb/ingen erhärtenden Werkstoffes besteht. Auf diese Weise läßt sich der erhärtende Werkstoff auch ohne Injektionsnadel einbringen, indem dieser beispielsweise mit Hilfe eines in die Axialbohrung mündenden trichterförmigen Spenders eingeleitet wird. Diese Art der Beschickung eignet sich im besonderen bei waagerechter oder vertikaler nach unten gerichteter Setzrichtung des Dübels. Die Axialbohrung ist aber auch von Vorteil, um ein achsgerichtetes Einführen einer Injektionsnadel sicherzustellen. Ein Hauptzweck der Axialbohrung ist ferner, daß sie bei erhärtetem Dübel das achsgerichtete Eindrehen der B?festigungsschraube erleichtert.

Das Setzen des Dübels wird vorzugsweise durch eine Vorrichtung erleichtert, die einen rohrförmigen Hals zur Aufnahme des Schaumstoffkörpers während des Einbringens desselben in die Aufnahmeöffnung des Auf-

nahmeteiles besitzt, und einen Ausstoßer, durch den der Schaumstoffkörper nach ausreichender Setztiefe aus dem Hals ausschiebbar ist, aufweist. Anstelle von Hand läßt sich so der Dübelkörper auf einfache Weise rasch in die manchmal eine rauhe Oberfläche aufweisende Aufnahmeöffnung einführen. Ein spezieller Vorteil liegt darin, daß bei entsprechend langem Hals der Dübelkörper auch durch mehrere Rippen eines Hohlbausteines hindurch eingesetzt werden kann und die Vorrichtung alsdann zurückgezogen wird, wobei der Dübelkörper unter axialer Abstützung am Ausstoßer in der sich durch mehrere Rippen erstreckenden Aufnahmeöffnung verbleibt.

Mit Vorteil ragt in den Hals der Vorrichtung eine dem Einspritzen des erhärtenden Werkstoffes in den Schaumstoffkörper dienende Injektionsleitung. Letztere kann trichter- oder nadeiförmig ausgebildet sein. Auf A\*%w* uz«;» ixn» e.'tr*u A~~ rv;t»i *»;·%.»_«■»;».· _*:» #1.·. \/_n~

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richtung in die Aufnahmeöffnung einschieben und andererseits kann über die Injektionsleitung der erhärtende Werkstoff in den Schaumstoffkörper eingespritzt werden, worauf die Vorrichtung wieder zurückgezogen wird und sich der Dübel alsdann in der eingeführten Position verfestigt

Die Erfindung soll nunmehr durch eine sie beispielsweise wiedergebende Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Dübel im Längsschnitt,

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform eines Dübels,

F i g. 3 den Dübel gemäß F i g. 1 während des Einführens in eine Aufnahmeöffnung mit Hilfe einer Vorrichtung,

F i g. 4 den gemäß F i g. 3 eingeführten Dübel in verfestigtem Zustand, mit eingedrehter Befestigungsschraube.

Der in Fig. 1 gesamthaft mit t bezeichnete Dübel ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine von dem der Einführrichtung entgegengesetzten Ende des Dübelkörpers im Zentrum in Eintreibrichtung verlaufende Axialbohrung la auf.

Die in F i g. 2 dargestellte Dübelausbildung besteht, ebenso wie jene nach Fig. 1, aus einem elastischen, offenporigen Schaumstoff. Der gesamthaft mit 2 bezeichnete Dübel weist einen einführrichtungsseitigen Abschnitt 2a mit betont größerem Durchmesser als dem an diesen angrenzenden Bereich 2b auf.

Die F i g. 3 zeigt den Verankerungsvorgang eines Dübels gemäß F i g. 1 in einem gesamthaft mit 3 bezeichneten Aufnahmeteil. Mit Hilfe des Dübels 1 soll am Aufnahmeteil 3 ein ebenso plattenförmiger Gegenstand 4 befestigt werden. Der Dübel 1 ist zu diesem Zwecke in eine vorgefertigte Aufnahmeöffnung 3a bzw. 4a des Aufnahmeteiles 3 bzw. des Gegenstandes 4 einzubringen. Hierzu dient eine insgesamt mit 5 bezeichnete Vorrichtung. Diese besteht aus einer Speicherkammer 5a für den erhärtenden Werkstoff, einem vorderseitigen rohrförmigen Hals 5b, in den zentrisch eine nadeiförmige Injektionsleitung 5c ragt sowie einem Ausstoßer Sd. Zum Einbringen des Dübels 1 in die Aufnahmeöffnung 3a, 4a wurde der Dübel zusammengedrückt und in den Hals 56 eingeführt Die Injektionsleitung 5c ragt dabei in die teilweise zusammengedrückte Axialbohrung la. Sobald der Dübel 1 mit Hilfe der Vorrichtung 5 ausreichend tief in die Aufnahmeöffr.ung 3a, 4a eingeschoben ist, wird er mittels des Ausstoßers 5d so weit aus dem Hals 5b geschoben, daß der einführrichtungsseitige Abschnitt \b zufolge der Eigenelastizität des Schaumstoffes sich ausdehnt und so das Aufnahmeteil 3 hintergreift, woraufhin aus der Speicherkammer 5a über die Injektionsleitung 5c erhärtbarer Werkstoff in die Axialbohrung la eingespritzt und alsdann von den Kapillarräumen aufgenommen wird. Die Vorrichtung 5 kann unverzüglich nach dem Eindringen des erhärtbaren Werkstoffes zurückgezogen werden, so daß der Dübel 1 unter formlicher Anpassung an die Aufnahmeöffnung 3a, 4a, sich verfestigt.

Der verfestigte Dübel ist in Fig.4 dargestellt. Mit Hilfe einer Befestigungsschraube 6, die entlang der Axialbohrung la eingedreht werden kann, läßt sich so der Gegenstand 4 unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 7 gegen das Aufnahmeteil 3 halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dübel zum Verankern in Hohibausteinen, Platten und dergleichen Aufnahmeteilen, mit im wesentliehen zylindrischem Dübelkörper und einem die Aufnahmeteile hintergreifbaren, elastisch verformbaren Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dübel (1,2) als Schaumstoffkörper aus elastischem, offenporigem Schaum gebildet ist der zum Verankern durch Einbringen von erhärtendem Werkstoff in die Poren verfestigbar ist.

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einführrichtungsseitige Abschnitt (2a) einen gegenüber dem an diesen angrenzenden Bereich (2b) des Dübelkörpers größeren Durchmesser aufweist

3. Dübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da&der Dübelkörper eine sich in Einführrichtung erstreckende, an sich bekannte Axialbohrung (\a) aufweist

4. Vorrichtung zum Setzen des Dübels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet duch einen rohrförmigen Hals (5b) zur Aufnahme des Schaumstoffkörpers während des Einbeingens desselben in die Aufnahmeöffnung (3a) des Aufnahmeteiles (3) und durch einen Ausstoßer (5d), durch den der Schaumstoffkörper nach ausreichender Setztiefe aus dem Hals (Sojausschiebbar ist

5. Vorrichtung· nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hals (5b) fine dem Einspritzen des erhärtenden Werkstoffes in den Schaumstoffkörper dienende InjektionslfritunpiSc^ ragt.