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Befestigungsvorrichtung zum Einsetzen in eine
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Auf nahme in einer Wandung oder zum Verbinden von Aufnahmen aufweisenden
Elementen Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung mit einer Spreizhülse,
einem in die Spreizhülse einführbaren Spreizelement und einem in die Spreizhülse
hineinragenden Zugelement zum Einführen des Spreizelementes in die Spreizhülse.
Derartige
Befestigungsvorrichtungen sind bekannt. Eine solche bekannte Befestigungsvorrichtung
(DT-AS 23 30 399) besteht aus einem als Schraubenbolzen mit einem Schraubenkopf
ausgebildeten Zugelement, der an seinem in Einführrichtung weisenden Ende einen
im Querschnitt verjüngten, ein Außengewinde aufweisenden Abschnitt besitzt, auf
dem ein das Spreizelement bildender, sich entgegen der Einführrichtung verjüngender
Konus mit einem Innengewinde aufsitzt, wobei zwisclieii dem Konus und dem nicht
verjüngten Teil des Schraubenbolzens eine die Spreizhülse darstellende Schraubenfeder
angeordnet ist. Bei dieser Befestigungsvorrichtung werden beim Hineindrehen des
Schraubenbolzens in den Konus die auß diesen dabei hinaufgleitenden Windungen der
Schraubenfeder nach außen gedrückt. Die aufgespreizte Spreizhülse besitzt dann zumindest
an ihrem in Einführrichtung weisenden Ende ebenfalls Konusform, wobei dieser Konus
entsprechend dem Konus des Spreizelementes verläuft. Aufgrund dieses Verlaufes des
Konusses der aufgespreizten Spreizhülse ist es, insbesondere wenn die Wandung des
entsprechenden Bohrloches für die Befestigungsvorrichtung nicht sehr hart und unnachgiebig
ist, möglich, daß bei Zugbelastung des Schraubenbolzens entgegen der Einführrichtung
dieser aufgrund des sich ergebenden Neigungswinkels der aufgespreizten Spreizhülse
zumindest um einen gewissen Betrag aus dem für ihn vorgesehenen Bohrloch herausbewegt
werden kanal. Außerdem ist diese Befestigungsvorrichtung nur zum Einklenunen in
Bohrlöchern zu verwenden und nicht zum Verbinden von entsprechende durchgehende
Bohrungen aufweisenden Elementen. Beim Verbinden solcher Elemente miteinander würde
nämlich der konusförmig aufgespreizte Spreizteil keilartig in das Bohrloch des angrenzenden
Elementes hineinragen, so daß dieses ebenfalls leicht aufgeweitet werden könnte
und sich somit keine weste, unnachgiebige Verbindung zweier oder mehrerer Elemente
ergibt.
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Die gleichen Nachteile weist eine andere bekannte Befestiqungsvorrichtung
(DT-AS 14 75 083) auf. Hierbei besteht das Zugelement ebenfalls aus einem Bolzen,
der an seinem einen Ende ein Außengewinde zum Aufdrehen einer Schraubenmutter und
an seinem anderen Eine einen im Querschnitt verjüngten, zylindrischen Abschnitt
besitzt, an dei stich zu diesem Ende hin ein sich nach außen erweiterllder, das
Spreizelement darstellender Konus anschließt. Dabei silld um dCII zylindrischen
Teil des Bolzens zwei Halbschalen herumgelegt, die sich bei Ausübung eines Zuges
auß den Bolzen entgegen der Einführrichtung an den Innenflächen des für die Befestigungsvorrichtung
vorgesehenen Bohrlochs festklemmen sollen, so daß eine Relativbewegung zwischen
dem konusförmigen Ende des Bolzens und den Ilalbschalen auftritt, durch die die
IIalbschalen auseinandergespreizt werden. Hierbei bilden somit die Halbschalen im
aufgespreizten Zustand wiederum einen konus, der sich entgegen der Einführrichtung
verjüngt. Infolgedessen ergibt sich obenfalls bei weichem MateriaL der Bohrlochwandungen
kein zuverlässiger Ilalt, und die Vorrichtung ist ebenfalls nicht zum Verbinden
von Elementen miteinander geeignet.
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Es ist allerdings auch eine andere Befestigungsvorrichtung der eingangs
genannten Art bereits bekannt, die zum Verbinden von durchgehende Bohrungen aufweisenden
Elementen miteinander in der Praxis zum sogenannten Blindnieten verwendet wird.
Hierbei ist die Spreizhülse als Hohlniet ausgebildet, der an seiner einen Seite
einen nach außen weisenden Kragen besitzt und in den von den anderen Seite her der
Kopf eines nagelförmigen Zugelementes, dessen dem Kopf entgegengesetzes Ende aus
dem Kragen herausragt, mittels einer Blindnietzange hineingezogen wird. Dabei weitet
sich der entsprechende Teil des Hohlnietes auf, so daß dieser aufgeweitete Teil
einen
größeren Querschnitt besitzt als die angrenzende Bohrung
eines der zu verbindenen elemente. Das sogenannte Blindnieten, was besagt, daß die
eine Seite der zu verbindenden Elemente nicht zugänglich zu sein braucht, ist dabei
dadurch möglich, daß der Kopf des Zugelementes keinen größeren Querschnitt als der
nicht aufgeweitete Außenquerschnitt des Hohlnietes hat. Somit kann das nagelförmige
Zugetement mit dem noch vor der Hülse des Hohiniets befindlichen Kopf von einer
Seite durch eine durch dies ZU verbindenden Elemente hindurchgehende Bohrung hindurchgeschoben
werden, wobei erst danach der Kopf von der einen Seite in den Hohlniet hereingezogen
wird. hierbei entsteht eilierseits nur eine geringe Aufweitung des Hohlnietes, so
daß die in den Elementen vorgesehene Bohrung äußerst exakt dem Außendurchmesser
des nicht aufgeweiteten Hohlnietes angepaßt sein muß, und andererseits hat der aufgeweitete
Teil des Hohlniets an seinem entgegen der Einführrichtung weisenden Ende wieder
Konusform mit sich entgegen der einführrichtung verjüngendem Konus, so daß eine
zuverlässige Verbindung nur bei Elementen aus sehr hartem, nicht nachgiebigem Material
möglich ist. Außerdem ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet, den Niot zuverlässig
in einem Bohrloch eilier Wandung zu verankerii, die gegebenenfalls auch aus nachgiebigem
Material besteht. Dies ist einerseits in der geringen Spreizwirkung begründet und
anmdererseits darin, daß sich das nagelförmige Zugelement nicht gegenüber dem Hohlniet
in Einführrichtung des Hohlnietes abstützt, so daß das nagelförmige Zugelement bei
entsprechendem Druck auf die aufgeweitete, konusaritig verlaufende Wandung aus dem
Hohlniet wieder herausrutscht. Beim Verbinden von Elementen miteinander entsteht
hierdurch u. a. eine durchgehende Öffnung, so daß mittels eines solchen Blindnietens
das durch die Elemente hindurchgehende Bohrloch nicht dicht abgeschlossen werden
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu scha@fen, die die aufgezählten Nachteile der bekannten
Vorrichtungen vermeidet und sowohl zum Verbinden von eine durchgehende Aufnahme
aufweisenden Elementen geeignet ist, wobei die beispielsweise aus einenl Bohrloch
bestehende Aufnahme iii den Elementen nicht einen exakt bemessenen Durchmesser zu
haben braucht und die Elemente auch aus nachgiebigerem Material bestehen können,
als auch zum zuverlässigen Verankern in einem Bohrloch einer Wandung dienen kann,
selbst wenn die Bohrlochwandung nachgiebiges Material aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfinmdungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spreizelement
durch das in Einführrichtung der Vorrichtung in eine Aufnahme liegende, sich im
Außendurchmesser verjüngende Ende einer Hülse gebildet ist, die Spreizhülse an ihrem
einen Ende als nicht aufspreizbarer Hülsenteil ausgebildet ist und an ihrem anderen
Ende in Richtung des Spreizelementes weisende aufspreizbare Spreizbacken besitzt
und das Zugelement sich am nicht aufspreizbaren llülsenteil der Spreizhülse in Zugrichtung
abstützt, durch die das Spreizelement aufweisende Hülse hindurchragt und gegehüber
dieser Hülse direkt oder unter Zwischenlage eines zu befestigenden Elementes in
Einführrichtung abstützbar ist.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei Ausiibung
eines Zuges auf das Zugelement die Spreizbacken so auseinandergespreizt werden,
daß sie im aufgespreiz ten Zustand in Einführrichtung der Vorrichtung geneigt auf
deren Mittelachse zu verlaufen. Somit können die scharfen Kanten tlcr Backenenden
gut in die Wandungen eines Bohrlochs eiIiringen oder diese Kanten können sich gegen
die Unterseite eines niit anderen Elementen zu befestigenden Elementes legen.
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Dabei wird durch Ausübung eines Zuges auf das Zugelement oder auf
die gesamte Vorrichtung in der Einführrichtung entgegengesetzter Richtung inuner
erreicht, daß die aufgespreizten Backen sich noch weiter auseinanderspreizen. Diese
Backen verhindern also, daß sie, wenn sie sich in die Innenwandungen eines Bohrloches
eingedrückt haben, die Spreizhülse aus diesem Bohrloch herausgezogen werden kann,
da dabei die Backen weiter nach außen auseinanderspreizen und somit der Druck auf
die Bohrlochwandung nur noch weiter erhöht wird. Aber auch beim Verbinden von eine
durchgehende Bohrung aufweisenden Elementen miteinander, wirken die Enden der aufgespreizten
Backen nicht in das Bohrloch hinein bzw. auf die Innenwandung des Bohrloches, sondern
sie legen sich an der Unterseite eines der Elemente an, so daß die Elemente fest
miteinander verbunden werden. Dies ergibt eine zuverlässigere Verbindung von Elementen
als bei den bekannten Blindnieten, da das Bohrloch nicht aufgeweitet und somit die
Verbindung gelockert werden kann. Die Elemente werden dabei durch diese aufgespreizten
Backen und das sich auf der entgegengesetzten Seite gegen eines der Elemente oder
gegen die mit einem Abstützteil gegen das entsprechende element versehene Hülse
abstützende Zugelement fest zusammengehalten. Dabei kann das Zugelement auch nicht
wie bei den bekaiinten Blindnieten aus der Hülse wieder herausrutschen, wodurch
cbenfillls eine Lockerung und eine durch die Elemente durchgehende öffnung entstehen
würde.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist somit mit Vorteil
sowohl als eine Art Dübel als auch zum Verbinden von Elementen miteinander geeignet.
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Die Abstützung des Zugelementes an dem nicht auf spreizbaren Hülsenteil
der Spreizhülse kann auf verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte Arten erfolgen.
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Einmal kann vorgesehen sein, daß das Zugelement ein Außengewinde aufweist,
das in ein Innengewinde im nicht aufspreizbaren Hülsenteil der Spreizhülse eingreift.
In diesem Fall ist es möglich, durch Drehen des sich an der das Spreizelement aufweisenden
Hülse direkt oder unter Zwischenlage eines zu befestigenden Elementes abstützenden
Zugelementes die Spreizhülse auf das Spreizelement aufzuschieben. Andererseits ist
es bei variabler Abstützung des Zugelementes gegenüber der das Spreizelement aufweisenden
Hülse aber auch möglich, durch mehr oder weniger tiefes Eindrehen des Zugelementes
in den nicht aufspreizbaren Hülsenteil der Spreizhülse das Maß des Aufspreizens
der Spreizbacken zu bestimmen.
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Andererseits kann das Zugelement eine sich an dem nicht aufspreizbaren
Hülsenteil der Spreizhülse in Zugrichtung abstützende Querschnittsverbreiterung
aufweisen, oder es kann das Zugelement mit dem nicht aufspreizbaren Hülsenteil der
Spreizhülse auch fest verbunden sein. In diesem Fall ist dann eine variable Abstützung
des Zugelementes gegenüber der das Spreizelement aufweisenden Hülse notwendig. Dabei
können jedoch auch das Zugelement und die Spreizhülse einteilig hergestellt werden.
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Auch für die Abstützung des Zugelementes gegenüber der das Spreizelement
aufweisenden Hülse ergeben sich mehrere vorteilhafte Ausgestaltungen.
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Grundsätzlich ist dabei bei allen diesen Ausgestaltungen vorlesehen,
daß das Zup-1ement eine Querschnittsveränderuiig zum Abstützen gegenüber der das
Spreizelement aufweisenden Hülse in Einführrichtung der Hülse besitzt. Diese Querschnittsveränderung
besteht dabei in einem Beispiel aus einem Außengewinde zum Aufdrehen einer Schraubenmutter.
Durch das mehr
oder weniger weite Aufdrehen einer Schraubenmutter,
die sich direkt oder unter Zwischenlage eines Elementes an dem oberen Hülsenrand
abstützen kann, entsteht dabei eine kontinuierlich variable Abstützung. Das gleiche
ist der Fall, wenn statt des Außengewindes das Zugelement an seinem aus der das
Spreizelement aufweisenden Hülse entgegen der Einführrichtung herausragenden Teil
eine Querschnittsverbreiterung aufweist, die beispielsweise gleich dergestalt ausgebildet
sein kann, daß ein Schraubenwerkzeug an ihr angreifen kann, daß sie also praktisch
aus einem Schraubenkopf besteht. Eine solche Querschnittsverbreiterung bzw. ein
solcher Schraubenkopf kann sich dabei in der gleichen Weise wie die aufdrehbare
Schraubenmutter direkt am oberen Hülsenrand oder indirekt unter Zwischenlage eines
zu befestigenden Elementes gegenüber der Hülse abstützen.
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Damit in dem Fall, in dem die Querschnittsverbreiterung des Zugelementes
den äußeren Hülsenquerschnitt nicht überragt, trotzdem auch die Befestigung eines
Elementes möglich ist, oder zur Verhinderung eines Hineinrutschens der Hülse in
ein Bohrloch, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die das Spreizelement
aufweisende Hülse im von dem Spreizelement wegweisenden Teil eine Querschnittserweiterung
aufweist. Dabei kann diese Querschnittserweiterung nicht nur als reiner Ringflansch
ausgebildet sein, sondern sie kann auch zugleich zweckmäßigerweise als Verdrehsicherung
für diese Ilülse ausgebildet sein. Dies ist beispielsweise möglich, indem diese
Querschnittserweiterung der Hülse außen mit einem schraubenmutterartigen Profil
versehen ist oder daß an diesem Ende der Hülse keilförmig entgegen der Einführrichtung
nach außen weisende Ansätze vorgesehen sind.
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Auch für die Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung
als
eine Art Dübel, insbesondere aber zur Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Verbinden von Elementen miteinander, bestehen noch eine ganze Reihe von vorteilhaften
Weiterbildungen für die Abstützung des Zugelementes gegenüber der das Spreizelement
aufweisenden Hülse.
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Allen diesen Weiterbildungen ist gemeinsam, daß das Zugelement als
Rasterstab ausgebildet ist, dessen Rastvorsprünge in entgegengerichtete Rastvorsprünge
der das Spreizelement aufweisenden Hülse eingreifen können. Somit kann das Zugelement
durch einfache Ausübung eines Zuges, der auch ohne irgendwelche Drehbewegungen erzeugt
werden kann, die Spreizhülse über das Spreizelement ziehen, wobei sich dann automatisch
das Zugelement in den Rastvorsprüngen der Hülse verankert.
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Zweckmäßigerweise sind dabei in der Hülse mehrere Rastvorsprünge mit
kleinerem axialen Abstand als dem Abstand der Rastvorsprünge am Zugelement angeordnet,
wodurch sich näher aneinanderliegende Rastpositionen ergeben.
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In einer Ausbildungsform können dabei die Rastvorsprünge in der Hülse
aus entgegen der Einführrichtung geneigt in Richtung der Mittelachse verlaufenden
Zungen bestehen. Solche Zungen besitzen den Vorteil, daß bei Ausübung eines Druckes
auf die Zungenenden eine in Richtung auf das Zugelement wirkende Kraft entsteht.
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Dabei können die Rastvorsprünge in der Hülse - also beispielsweise
die Zungenenden - und auch die gegenüberliegenden Rastvorsprünge des Zugelementes
in axialer Richtung gegeneinander versetzt sein. Das in diesem Fall vorzugsweise
verbiegbar ausgebildete Zugelement kann sich somit praktisch
durch
die Rastvorsprünge in der Ilfilse "hindurchschlängeln", ohne daß zum Hindurchziehen
des Zugelementes durch die Hülse die Rastvorsprünge selbst sowohl des Zugelementes
als auch der Hülse elastisch verformt zu werden brauchen. Damit dann bei dem vorzugsweise
etwas flexibel ausgebildeten Zugelement trotzdem auf dieses rille genügende Zugkraft
ausgeübt werden kann, ist vorgesehen, daß das Zugelement in etwa im Querschnitt
Doppel-T-Form besitzt, seine RastvorsI>rünge am Mittelbalken des Doppel-T vorgesehen
sind und die Rastvorsprünge der Hülse die Breite dieses Mittelbalkens nicht überschreiten.
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Die so verstärkten äußeren Ränder des Zugelementes erlauben so, daß
das Zugelement in jedem Bereich eine relativ große Querschnittsfläche aufweist und
somit einen erheblichen Zug aufnehmen kann.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung zur Abstützung des Zugelementes
gegenüber der Hülse sieht vor, daß als Rastvorsprung der Hülse ein sich an dieser
abstützender Federring vorgesehen ist. Solche Federringe sind auf dem Markt erhältlich,
so daß durch sie auf billige Weise Rastvorsprünge für die Hülse gebildet werden
können, und sie gestatten eine sehr stabile Abstützung des Zugelementes gegenüber
der Hülse, wenn das Zugelement sich mit Vorsprüngen, die beispielsweise aus den
senkrecht zur Mittelachse verlaufenden Teilen von konusförmigen Ausbildungen des
Zugelementes bestehen können, abstützt.
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Dabei ist cs auf einfache Weise auch möglich, die Abstützung des Zugelementes
gegenüber der Ilülse noch fester und stabiler zu machen, indem die Hülse in ihrem
von dem Spreizelement wegweisenden Teil einen vergrößerten Innenquerschnitt aufweist,
in dem mehrere durch Abstandshülsen voneinander getrennte Federringe angeordnet
sind. An jedem dieser Federringe
kann sich dann ein waagerecht
verlaufender Teil eines Rastvorsprungs des Zugelementes abstützen. Dabei kann trotzdem
das Zugelement beim Ausüben eines Zuges entgegen der Einführrichtung einfach durch
die Federringe hindurchgeführt werden, da die Rastvorspflinge des Zuqclementes dann
mit den geneigt verlaufenden Flächen ihrer Rastvorsprünge die Federringe auseinanderspreizen.
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Damit die Federringe dabei nicht oben aus der Hülse herausrutschen
können, und damit andererseits diese Hülse oben einen sauberen Abschluß finden kann,
ist vorgesehen, daß die Hülse in ihrem von dem Spreizelement wegweisenden Ende durch
eine mit der Hülse verbundene, einen Durchbruch für ein im Querschnitt verjüngtes
Ende des Zugelementes aufweisende Platte verschlossen ist. Eine solche Platte kann
aber auch in dem Falle, daß als Rastvorsprünge der Hülse Federzungen vorgesehen
sind, einteilig mit der Hülse ausgebildet sein. In jedem Fall ergibt sich dabei
auch ein sauberer Abschluß der gesamten Befestigungsvorrichtung nach außen hin,
da durch diese Platte lediglich noch das verjüngte Ende des Zugelementes herausragen
kann. Dieses Ende kann dann noch abgeschnitten oder abgebrochen werden, wobei zu
letzterem Zweck zweckmäßigerweise an dem verjüngten Teil des Zugelementes Sollbruchstellen
vorgesehen sind, die gegenüber einem Rastvorsprun<l des Zugelementes den gleichen
Abstaiid haben, wie dic Oberfläche der Platte voti Cillelll Rastvorsprung der ilülse.
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Somit befinden sich diese Sollbruchstellen immer (Jelllu am oberen
Plattenrand, so daß nach Abbrechen des Zugelementes in seinem verjüngten Ende ein
gleichmäßiger Abschluß der Befestigungsvorrichtung erreicht wird.
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Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung nach
Dübelart ist eine besonders vorteilhafte Weiterbildung
vorgesehen.
Diese sieht vor, daß mehrere Spreizhülsen mit für ein Außengewinde des Zugelementes
vor(lesehenem Innengewinde in ihrem nicht aufspreizbaren Hülsenteil und mehrere
ein Spreizelement aufweisende Hülsen vorgesehen sind, wobei an den den Spreizelementen
entgegengesetzten Hülsenenden vorgesehene Rippen jeweils eine Spreizhülse unter
Freilassung des Bereichs derer Spreizbacken übergreifen und sich in axialer Richtung
an einer ein Spreizelement aufweisenden Hülse abstützen. In zweckmäßiger Weise wird
das dabei dadurch erreicht, daß die Spreizhülse im Abstand voneinander angeordnete
Spreizbacken und in ihrem nicht aufspreizbaren Hülsenteil im Bereich dieses Abstandes
liegende radiale Ausnehmungen aufweist, durch die sich die schalenförmig ausgebildeten
Rippen hindurch crstrecken, und die Spreizelemente aus konusartig verlaufenden Abschnitten
gebildet sind, zwischen denen sich im Durchmesser gegenüber dem axial angrenzenden
Hülsenteil verjüngte, zylindrische Abschnitte befinden, an deren zum angrenzenden
llülsenteil gebildeter Stufe sich die Rippen abstützen. Bei dieser letztgenannten
zweckmäßigen Ausgestaltung wird durch die sich durch die ausnehmunven in der Spreizhülse
hindurcherstreckenden und an den Seitenkanten der zylindrischen Abschnitte im Spreizelement
anliegenden Rippen zugleich cinc Verdrehsicherung aller Teile gegeneinander erreicht.
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Diese äußerst vorteilhafte Weiterbildung sieht nicht nur vor, daß
statt in einem radialen Bereich vorgesehener Spreizbacken eine größere Anzahl von
axial zueinander versetzten Spreizbacken vorhanden ist, sondern bewirkt auch, daß
alle diese Spreizbacken beim Eindrehen des Zugelementes in die nicht aufspreizbaren
Hülsenteile der Spreizhülse gleich weit aufgespreizt werden, so daß über die gesamte
Länge des Bohrloches verteilt von den Spreizbacken auf die Innenwandung des Bohrloches
die gleiche Kraft ausgeübt wird. Hierdurch wird eine
extrem zuverlässige,
höchste Zugkräfte aufnehmende Verankerung der Befestigungsvorrichtung in einem Bohrloch
erreicht.
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Eine andere oder zusätzliche Verdrehsicherung der einzelnen Teile
untereinander als die vorstehend erwähnte, durch die Rippen erzeugte, wird dadurch
erreicht, daß die Spreizelemente eine Längsriefelung aufweisen, wobei zweckmäßigerweise
dann auch die Spreizbacken in ihrem auf die Spreizelemente zuweisenden Bereich innen
ebenfalls eine Längsriefelung aufweisen.
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Weiter ist in vorteilhafter Weise noch vorgesehen, daß im unbelasteten
Zustand der maximale Außendurchmesser der Sperrhülsen und der das Spreizelement
aufweisenden Hülsen gleich ist. Dies bewirkt ein gutes Abstützen der Vorrichtung
innerhalb eines Bohrloches und ermöglicht gleichzeitig, daß zum Verbinden von zwei
oder mehreren Elementen miteinander zu allen diesen Elementen nur von einer Seite
Zugang vorhanden zu sein braucht, da dann in jedem Fall sowohl Spreizhülse als auch
die das Spreizelement aufweisende Hülse durch eine entsprechende Bohrung in den
Elementen von einer Seite hindurchgeschoben werden können.
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Eine noch weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Spreizelemente
an ihrem von der sie bildenden Hülse entgegengesetzten Ende einen Fortsatz gleichbleibenden
Durchmessers aufweisen, der sich in dem nicht auf spreizbaren Hülsenteil der Spreizhülse
festklemmen kann. Auf diese Weise wird nämlich erreicht, daß auch beim herausdrehen
des Zugelementes aus der gesamten Vorrichtung jeweils die Spreizhülse und die zugehörige,
das Spreizelement aufweisende Hülse in ihrem eingestellten Abstand zueinander verbleiben.
Auf diese Weise kann das Zugelement nach Belieben wieder aus der Vorrichtung
heraus
und wieder in sie hineingedreht werden. Es ist somit aber auch möglich, in einem
mit einem anderen Element zu verbindenden Element ein ein Innengewinde aufweisendes
Schraubenloch zu schaffen, in das dann eine Schraube immer wieder lösbar eingedreht
werden kann.
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Die Erfindung wird nachfol(selld anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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In den Zeichnungen, die alle, bis auf die rig. 25, zumindest teilweise
im Schnitt dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, zeigen: Fig.
1 - 3 eine Ausbildungsform der Erfindung zum Verbinden von Elementen miteinander,
wobei gem. Fig. 1 nur die Spreizhülse und die das Spreizelement aufweisende Hülse
dargestellt sind, gem. Fig. 2 das Zugelement in beide eingeführt ist und gem.
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Fig. 3 zwei Elemente miteinander verbunden sind, Fig. 4 - 7 eine
andere Ausbildungsform zum Verbinden von Elementen miteinander, wobei Fig. 4 die
durch ein Element hindurchgeführte Vorrichtung, Fig. 5 diese Vorrichtung im durch
das Zugelement aufgespreizten Zustalld, rig. 6 die Vorrichtung »3em. Fig. 5 bei
herausgedrehtem Zugelement und Fig. 7 die Verbindung eines zweiten Elementes mit
der im ersten Element verankerten Vorrichtung zeigt,
Fig. 8 - 10
eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zum Verbinden von zwei Elementen miteinander,
wobei Fig. 8 die Einzelteile der Vorrichtung, Fig. 9 die durch eine Bohrung in den
zu verbindenden Elementen hindurchgeführte Vorrichtun(J und rig. 10 die miteinander
durch die Vorrichtung verbundenen Elemente im Endzustand zeigt, Fig. 11 - 14 eine
noch andere Ausgestaltung der Vorrichtung zum Verbinden von Elementen miteinander,
wobei Fig. 11 die Einzelteile der Vorrichtung, Fig. 12 die durch eine Bohrung in
zwei Elementen durchgeführte Vorrichtung , Fig. 13 die Verbindung der beiden Elemente
miteinander im Endzustand und Fig. 14 einen Schnitt gem.
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XIV-XIV in Fig. 13 darstellt, Fig. 15 + 16 eine weitere Ausgestaltung
der Vorrichtung zum Verbinden von zwei Elementen miteinander, wobei Fig. 15 die
Vorrichtung in dem Zustand, in dem die Elemente bereits miteinander verbunden sind,
und Fig. 16 in Aufsicht einen Teil der Vorrichtung gem. Pig. 15 zeigt, lig. 17 +
18 eine Ausgestaltung der Vorrichtung zum Verankern in einem Bohrloch, wobei Fig.
17 die Vorrichtung als solche und Fig. 18 die in einem Bohrloch verankerte Vorrichtung
zeigt,
Fig. 19 eine ähnliche, in einem Bohrloch verankerte Vorrichtung
wie die in den Fig. 17 und 18, Fig. 20 - 25 eine Weiterbildung der Erfindung zum
Einsetzen in in einer Wandung vorhandene Bohrlöcher, wobei Fig. 20 eine Seitenansicht,
Fig. 21 die gegenüber Fig. 20 um 900 versetzte Seitenansicht, Fig. 22 und 23 Querschnitte
gem. XXII-XXII und XXiII-XXITI in Fig. 20, Fig. 24 die in einem Bohrloch verankerte
Vorrichtung und Fig. 25 eine explodierte Darstellung dieser Vorrichtung zeigt.
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In allen Figuren der Zeichnungen sind sich entsprechende Teile mit
den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gem. den Fig. 1 - 3 ist eine Hülse 1 vorgesehen, deren eines Ende
einen ein Spreizelement 2 bildenden Konus und deren anderes Ende eine Quersciinittserweiterung
3 aufweist, deren Aunenkontur als Sechskant geformt ist, an dem ein Schraubenschlüssel
angreifen kann, durch den ein Verdrehen der Hülse 1 verhinderbar ist. Das Spreizelement
weist dabei Längsriefeln 4 auf.
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Unterhalb der Hülse 1 ist eine Spreizhülse 5 angeordnet, die mit vier
aufspreizbaren Spreizbacken 6 in Richtung auf das Spreizelement 2 weist. Im unteren,
nicht aufspreizbaren Hülsenteil 7 der Spreizhülse 5 ist ein Innengewinde 8 vorgesehen,
in das ein Außengewinde 9 des hier als Schraubenbolzen ausgebildeten Zugelementes
10 eingedreht wird. Am anderen Ende besitzt das Zugelement 10 eine Querschnittsverbreiterung
11,
die hier als Schraubenkopf ausgebildet ist, der sich gegenüber
der Querschnittscrweiterung 3 der Hülse 1 abstützt.
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Da die Spreizhülse 5 im nicht aufgespreizten Zustand den gleichen
Durchmesser hat wie die Hülse 1, ist die Vorrichtung von einer Seite durch eine
in zwei miteinander zu verbindenden Elementen vorgesehene, als durchgehende Bohrung
ausgebildete Aufnehme 14 einsetzbar. Dabei stützt sich dann die Hülse 1 mit ihrer
Querschnittserweiterung 3 an dem Element 13 ab. Wird nun das Zugelement 10 gedreht,
so bewirkt dies, daß die Spreizhülse 5 in Richtung der Hülse 1 gezogen wird, so
daß die Spreizbacken 6 durch das Spreizelement auseinandergespreizt werden und sich
oben gegen die untere Fläche des Elementes 12 legen.
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Die Ausbildung gem. den Fig. 4 - 7 unterscheidet sich von der gem.
den Fig. 1 - 3 nur dadurch, daß die Querschnittserweiterung 3 der Hülse 1 aus mehreren
schräg nach außen weisenden geneigten Abschnitten besteht, daß am unteren Ende des
Spreizelementes 2 ein hier zylindrisch ausgebildeter Fortsatz 14 vorgesehen ist,
und daß das Element 12 eine im Querschnitt größere Aufnahme in Form einer Bohrung
aufweist als das Element 13. Mit der hier gezeigten Vorrichtung ist es möglich,
die Hülse 1 und die Spreizhülse 5 bleibend im Elemente 12 zu verankern, so daß das
Zugelement 10 auch wieder aus dem Innengewinde der Spreizhülse 5 herausgedreht werden
kann, ohne daß die übrige Vorrichtung damit auch ihren Halt verliert. Zur Befestigung
der Hülse 1 und der Spreizhülse 5 in dem Element 12 wird, wie die Fig. 4 und 5 zeigen,
eine Unterlegscheibe 16 auf den oberen Rand der Hülse 1 und die Oberseite des Elementes
12 aufgelegt, durch die das Zugelement 10 hindurchgreift. Beim Eindrehen des Zugelementes
10 klemmt sich dann die Querschnittserweiterung 3 der Hülse 1 innerhalb der
Bohrung
im Element 12 fest, und es werden gleichzeitig die Spreizbacken 6 aufgespreizt und
drücken von unten gegen die Unterfläche des Elementes 12. Dabei dringt der fortsatz
15 in den nicht aufspreizbaren Hülsenteil 7 ein und klemmt sich dort fest. Wenn
dieses geschehen ist, kann das Zugelement 10 wieder herausgedreht werden, so daß
sich die Hülse 1 und die Spreizhülse 5, wie in Fig. 6 gezeigt, an dem Element 12
halten, so daß es anschließend möglich ist, das Element 13 mittels des Zugelementes
10 mit dem Element 12 zu verbinden.
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Dabei stützt sich dann die als Schraubenkopf ausgebildete Querschnittsverbreiterung
11 an der Oberfläche des Elementes 13 und durch dieses auch an dem oberen Rand der
Hülse 1 ab, so daß eine feste Verbindung zwischen den Elementen 12 und 13 hergestellt
ist, die immer wieder lösbar und danach wieder herstellbar ist.
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Bei der Ausgestaltung gem. den Fig. 8 - 10 besitzt das Zugelement
10 an seiner oberen Seite ein verjüngtes Ende 17, das durch die Hülse 1 hindurchgeschoben
wird. An dieses Ende 17 schließen sich konusartige Rastvorsprünge 18 an, und an
seiner unteren Seite weist das Zugelement 10 eine Querschnittsverbreiterung 19 auf,
mit der es sich gegenüber dem nicht aufspreizbaren enteil 7 der Spreizhülsc 5 abstützt.
Im Inneren der Hülse sind ebenfalls Rastvorsprüngs 20 vorgesehen, die hier als sich
gegenüberliegende, aus der Hülse nach innen gebogene RastZungen ausgebildet sind,
wobei in axialer Richtung versctzt jeweils zwei Paare solcher Rastzungen vorgesehen
rind, wobei die Zungenenden der axial versetzten Rastzungen einen Abstand voneinander
haben, der dem Abstand zweier Rastvorsprünge 18 entsprieht. Am oberen Ende ist die
Querschnittserweiterung 3 der Hülse 1 als Ringflansch ausgebildet, der nach inh@@
in eine Platte 21 übereht, die einen Durchbr@ch 22 für das verg@n@@@ Ende 17 des
Zugelementes 10 besitzt.
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Zum Verbinden der beiden Elemente 12 und 13 miteinander wird die Vorrichtung
in der in Fig. 9 gezeigten Form durch die Aufnahme 14 in beiden Elementen 12 und
13 hindurchgeschoben.
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Danach wird das verjüngte Ende 17 mit einer entsprechenden Zange oder
dergl. ergriffen und nach oben gezogen, so daß sich die Spreizbacken 6 auseinanderspreizen
und die Rastvorsprünge 18 des Zugelementes hinter die Rastvorsprünge 20 der Hülse
1 greifen. Dies crgibt einen sicheren halt, da beim Einwirken der unteren, senkrecht
zur Mittelachse verlaufenden Flächen der Rastvorsprünge 18 auf die Rastzungenenden
der lldlse 1 auf diese eine Kraft in Richtung auf die Mittelachse ausgeübt wird,
was ein Hindurchgleiten der Rastvorsprünge 18 durch die Rastvorsprünge 20 in Einführrichtung
der Vorrichtung verhindert. Danach wird das aus dem Durchbruch 22 herausragende
verjüngte Ende 17 des Zugelementes abgebrochen oder abgeschnitten.
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Dic in den Fig. 15 und 16 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich
von der gem. den Fig. 8 - 10 im wesentlichen nur durch die Ausbildung der Rastvorsprünge
20 der Hülse 1.
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Diese werden, wie in Fig. 15 gezeigt, aus Federringen 23 gebildet,
die innerhalb eines vergrößerten Innenquerschnitts 24 angeordnet sind und sich unter
Zwischenfügung von Abstandshülsen 25 in Einführrichtung gegenüber der Hülse 1 abstützen.
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Die Federringe 23 sind dabei so ausgebildet, daß sie sich federnd
hinter die senkrecht zur Mittelachse verlaufenden Flächen der hier wiederum als
konusartige Gebilde ausgeführten Rastvorsprünge 18 des Zugelementes legen können.
Die Platte 21 ist hier als gesonderten Teil ausgebildet, das durch ein Umnieten
des Innenrandes 27 der als Ringflansch ausgebildeten Querschnittserweiterung 3 am
Herausbewegen aus der Hülse 1 gehindert wird. Diese Platte 21 verhindert dabei gleichzeitig,
daß beim Hochziehen des Zugelementes 10 die Federringe 23 und
die
Abstandshülsen 25 aus dem vergrößerten Innenquerschnitt 24 der Hülse 1 herausrutschen
können.
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Die Federringe 23 sind hier in einem kleineren axialen Abstand zueinander
angeordnet als die Rastvorsprünge 18 des Zugelemcntes 10. hierdurch wird erreicht,
daß Rastungen in einem kürzeren Abstand auftreten können als dem Abstand der Rastvorsprünge
18 am Zugelement 10 entspricht. Am verjüngten Ende 17 dieses Zugelementes ist ansonsten
noch eine Sollbruchstelle 26 vorgesehen, die nach Möglichkeit so angeordnet ist,
daß sie nach dem Hochziehen des Zugelementes und dem dadurch erfolgten Aufspreizen
der Spreizbacken 6 im Bereich der oberen Fläche der Platte 21 liegt. Um dies immer
zu erreichen, können auch mehrere Sollbruchstellen in der Art der Sollbruchstelle
26 vorgesehen sein, die dann jeweils gegenüber einem Rastvorsprung 18 des Zugelementes
10 den gleichen Abstand haben wie die Oberfläche der Platte 21 von einem Rastvorsprung
20 bzw.
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Federring 23 der Hülse 1. Dann ist es immer möglich, daß eine Sollbruchstelle
immer genau im Bereich der Oberfläche der Platte 21 liegt.
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Während bei den bisherigen Ausbildungen alle oder die meisten Teile
sowohl aus Metall als auch Kunststoff hergestellt werden können, ist die Ausbildung
gem. den Fig. 11 - 14 vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Unterschiede gegenüber
der Vorrichtung gem. den Fig. 8 - 10 bestehen darin, daß das Zugelement 10 oben
kein sich verjüngendes Teil besitzt und unten mit dem nicht aufspreizbaren tiülsenteil
7 fest verbunden und mit der gesamten Spreizhülse 5 aus einem Stück hergestellt
ist. Außerdem besitzt hier das Zugelement im Querschnitt, wie deutlich aus Fig.
14 zu ersehen ist, Doppel-T-Form, wobei die Rastvorsprünge 18 des Zugelementes in
axialer Richtung gegeneinander versetzt am Mittelbalken des Doppel-T angeformt sind
und
auf als Rastzungen innerhalb der Hülse angeformte Rastvorsprünge 20 der Hülse 1
zuweisen, die ebenso wie die Rastvorsprünge 18 des Zugelementes in axialer Richtung
gegeneinander versetzt sind. Der Doppel-T-Querschnitt des Zugelementes 10 ermöglicht
es dabei, daß, trotz Ausbildung aus Kunststoff, auf das Zugelement 10 ein großer
Zug ausgeübt werden kann. Hierzu können die oben aus der Hülse 1 herausragenden
Rastvorsprünge 18 ergriffen werden. Nach der in der beschriebenen Weise erfolgten
Verbindung der beiden Elemente 12 und 13 miteinander wird dann das aus der Platte
21 herausragende Ende des Zugelementes abgeschnitten.
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Während in den Fig. 1 - 16 gezeigt wurde, wie zwei Elemente durch
eine durch in ihnen vorgesehene Aufnahme sich hindurcherstreckende Vorrichtung miteinander
verbunden werden, obgleich die dort gezeigten Vorrichtungen grundsätzlich auch zur
Verankerung in einer als Bohrloch in einer Wandung vorgesehenen Aufnahme zu verwenden
sind, werden in den Fig. 17 -25 Befestigungsvorrichtungen gezeigt, die in einer
als Bohrloch in einer Wandung ausgebildetenAufnahme eingesetzt werden.
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Dabei unterscheidet sich die Ausbildung gem. den Fig. 17 und 18 im
wesentlichen nur dadurch von denen der Fig. 1 - 7, daß hier die Querschnittserweiterung
3 der Hülse 1 als Ringflsch ausgebildet ist, an dessen Unterseite keilföritige Ansätze
28 vorgesehen sind, die sich in den Rand der als Bohrloch ausgebildeten Aufnahme
14 eindrücken können und so eine Verdrehsicherung für die Hülse 1 bilden. Dabei
ist aus Fig. 18 deutlich zu erkennen, wie sich die Spreizbacken 6 beim Verdrehen
des Zugelementes 10 nach außen spreizen und so eine widerhakenförmige Verankerung
in der Wandung der Aufnahme 14 erzeugen. Ein weiterer Zug auf das Zugelement 10
oder die Hülse 1 führt dabei nur noch zu einer noch weiteren
Aufspreizung,
so daß Hülse 1 und Zugelement 10 nicht aus der Aufnahme 14 herausrutschen können.
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Die in Fig. 19 dargestellte Ausbildungsform unterscheidet sich von
zwei gelil. dell lig. 17 und 18 nur dadurch, daß die Querschnittsverbreiterung 11
des aus einer Blech- oder Holzschraube bestehenden Zugelementes 10 und die Querschnittserweiterung
3 der Hülse 1 jeweils konisch ausgebildet sind, so daß sowohl die Querschnittserweiterung
3 als auch die Querschnittsverbreiterung 11 bündig mit einer eine Versenkbohrung
aufweisenden Oberfläche abschließen können. Außerdem ist hier noch in dem nicht
aufspreizbaren Ilülsenteil 7 der Spreizhülse 5 kein Innengewinde vorgesehen. Statt
dessen besteht der Hülsenteil 7 an seinen Innenflächen aus einem nachgiebigen Material,
in das sich das Außengewinde des Zugelementes 10 eingraben kann.
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Die in den Fig. 20 - 25 dargestellte Befestigungsvorrichtung besitzt
eine obere Hülse 1, die im Prinzip gleich ausgebildet ist wie die Hülse in den Fig.
17 und 18, wobei jedoch das Spreizelement 2 aus konus artig verlaufenden Abschnitten
29 gebildet ist, zwischen denen sich im Durchmesser gegenüber dem axial angrenzenden
Hülsenteil verjüngte, zylindrische Abschnitte 30 befinden, die mit dem angrenzenden
Hülsenteil der Hülse 1 jeweils eine Stufe 31 bilden. An die Ilülse 1 grenzt nach
unten hin ein Spreizeleinent 5 mit zwei sich im Abstand zueinander befindenden Spreizbacken
6 an, auf deren Innenseite ebenfalls eine Längsriefelung 32 vorgesehen ist.
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Der nicht aufspreizbare, auch ein Innengewinde 8 aufweisende Hülsenteil
7 der Spreizhülse 5, besitzt im Bereich des Abstandes zwischen den Spreizbacken
6 radiale Ausnehmungen 33.
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An die auf die obere Hii-e 1 folgende Spreizhülse 5 grenzt
eine
weitere Hülse 1 an, die ebenso wie die obere Hülse 1 ein Spreizelement 2 aufweist,
das genauso ausgebildet ist wie bei der oberen Hülse. Diese nachfolgende Ilülse
1 besitzt jedoch zwei schalenförmige Rippen 34, die sich durch die radialen Ausnehmungen
33 hindurch jeweils bis zu einer der Stufen 31 erstrecken, so daß sich die Hülsen
1 gegeneinander abstützen.
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Nach unten hin folgen dann eine weitere gleich ausgebildete Spreizhülse
5 und eine weitere gleich ausgebildete Hülse 1, auf die wiederum eine Spreizhülse
5 folgt. Die aufeinanderfolgenden Spreizhülsen 5 sind dabei lediglich gegeneinander
ebenso wie die beiden unteren Hülsen 1 um 900 verdreht.
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Das Zugelement 10 besteht aus einem normalen, ein Außengewinde 9 aufweisenden
Schraubenbolzen. Wird dieser Schraubenbolzen in der richtigen Richtung gedreht,
so werden die verschiedenen Spreizhülsen 5 jeweils gleich weit auf die ihnen zugeordneten
Spreizelemente 2, d.h. die konusartig verlaufenden Abschnitte 29 aufgeschoben. Dabei
stützen sich die unteren Ilülsen 1 jeweils über Stufen 31 an einer der darüberliegenden
Hülsen 1 ab, so daß insgesamt sämtliche Hülsen 1 einen gleichbleibenden Abstand
zueinander behalten und nur die SI,rcizhülsen 5 auf dem Zugelement 10 nach oben
wandern und dabei ihre Spreizbacken 6 aufspreizen. Diese Aufspreizung der Spreizbacken
6 erfolgt dabei zwangsläufig bei jeder Spreizhülse 5 um das gleiche Maß, so daß
an mehreren in Längsrichtung der Vorrichtung verteilten Stellen auch jeweils der
gleiche Druck auf die Innenflächen der Aufnahme 14 ausgeübt wird. Dabei können statt
der gezeigten insgesamt drei Hülsen 1 und drei Spreizhülsen 5 einer Vorrichtung
auch jeweils eine weniger oder noch mehr vorgesehen sein, je nachdem wie tief die
Aufnahme 14 ist bzw. wie fest die Vorrichtung in der Aufnahme 14 verankert werden
soll.
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L e e r s e i t e