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Befestigungs- und Verbindungselement
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Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Befestigungs- und Verbindungselement
in Form und Wirkung eines Dübels zur Sicherung der vorgesehenen Lage eines Bauteiles
oder dergleichen mit Hilfe eines Bohrloches in einer Wandung, gemäß Hauptanmeldung.
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Es sind seit langem die verschiedensten Dübelarten bekannt, die als
Befestigungs- und Verbindungselemente dienen, welche überwiegend als Spreizdübel
ausgebildet sind und die verschiedensten Formen aufweisen. Hiiier der bekanntesten
Dübel dieser Art ist mi t freistehenden Sperrzungen ausgerüstet, die mit hilfe einer
Schraube zut Spreizung im Bohrloch gebracht werden, wobei die Zungen gegen die Bohrwandung
pressen.
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Mit derartigen Spreizdübeln sind Montagen in den verschiedensten Baustoffen
sowohl mit geringer Druckfestigkeit wie zum Beispiel Leichtbauplatten oder Gasbeton,
als auch in harten Vollbaustoffen wie zum Beispiel Beton durchführbar. Ein Nachteil
dieser bekannten Dübel besteht darin, daß durch die systembedingte Spreizung der
Zungen ntir die Außeren Zungenelemente in die Wandung eingreifen, während der Eingriff
zu den Seiten einer jeden Zunge abnimmt. Damit erfolgt kein kreisrundes Eingreifen
der Verankerung in die Bohrwandung, sondern lediglich ein Eingreifen in einzelnen
relativ schmalen Sektorbereichen, bezogen auf den Querschnitt der Bohrung. Hieraus
wird leicht ersichtlich, daß die zulässige Zugbelastbarkeit derartiger Spreizdiibel
relativ gering begrenzt ist. . Dieser Mangel liegt allen Dübeln zugrunde, die nach
nen verschiedensten Spreizsystemen aufgebaut sind.
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I)en bekannten Dübeln haftet ein weiterer Nachteil an. welcher nämlich
darin besteht, daß ihre Anpressung mit zunehmender Zugbelastung abnimmt, anstalt
sich zu erhöhen oder mindestens gleich zu bleiben.
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Ein weiterer Nachteil besteht nach darin, daß die verschiedensten
Spreizdübel in ihrer gesamten Ausführungsform den spezifischen
Besonderheiten
angepasst sein mussen. Dies beginnt beispielsweise mit ihrem Durchmesser, der einer
vorzunehmenden Bohrung in einem relativ engen Bereich angepasst sein muß. Üblicherweise
wird einem bestimmten Durchmesser auch eine bestimmte Länge des Dübels zugeordnet,
obwohl bereits hier die Bedürfnisse unterschiedlicher Art sein können, beispielsweise
daß für eine bestimmte Querschnittsgröße auch unterschiedliche Längen benötigt werden.
Bereits schon bei Betrachtung dieser einen Komponente, nämlich der Querschnittsgröße,
wird deutlich, daß bei Verwendung der bekannten Spreizdübel eine große Lagerhaltung
erforderlich ist.
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Betrachtet man noch weitere Komponenten, wie beispielsweise die Materialien,
in denen die Bohrungen vorzunehmen sind, so ergibt sich hier eine fast unübersehbare
Vielzahl von Dübelarten, die insgesamt nach dem Spreizsystem aufgebaut sind.
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Der Hauptanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgefiihrten Nachteile
zu beseitigen und ein Befestigungs- und Verbindungselement vorzuschlagen, daß im
verankerten Zustand ein allseitiges Anliegen im Bohrloch, d.h. über den gesamten
Umfang bewirkt.
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Die Lösung dieser Mifgabe besteht darin, daß eine einen elliptischen
Umfang aufweisende Scheibe mit einer zentralen Bohrung versehen ist, durch die ein
Bolzen geführt ist, an dessen dem Bohrgrund des Bohrloches zugekehrten Ende ein
Anschlag befestigt ist.
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Die Verwendung einer solchen Uiibelart setzt voraus, daß die Bohrwandung
aus relativ festem Material, beispielsweise Beton, besteht, da die Wandung auf die
elliptische Scheibe derartig einwirkt, daß diese in einen nahezu runden Umfang übergeht
und dadurch allseitig anliegt. Bei weicheren Materialien, wie beispielsweise Sandstein,
ist die Festigkeit des Materials nicht gegeben, um eine Verformung der elliptischen
Scheibe bewirken zu können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungs-
und Verbindungselement vorzuschlagen, mit dem in einem relativ weichen Material,
wie beispielsweise Sandstein oder Bimsbeton ein ausreichender Ilalt erzielt wird,
so daß auf das Befestigungs- und Verbindungselement relativ große Zugkräfte einwi.rken
können.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem Befestigungs-
und Verbindungselement der eingangs auf geführten Art ein oder mehrere Stege, deren
Längsausdehnung größer als der Bohrlochdurchmesser ist, entlang einer Führung im
Bohrloch in eine Position bringbar sind, in der Mittel zur Kraftübertragung und
zur Kraftumlenkung auf die Stege wirksam sind, so daß diese aus ihrer Schräglage
in ihre senkrecht oder nahezu senkrecht zur Bohrlochwandung gerichtete Verankerungsposition
gelangen.
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Da das weiche Material der Bohrwandung nicht in der Lage ist, eine
in die Wandung eindringende Scheibe zu verformen, wie dies bei dem Gegenstand der
Hauptanmeldung erforderlich ist, werden nach dem hier vorliegenden Vorschlag Stege
verwendet, welche in die Bohrung ebenfalls
schräg eingeführt und
bei Erreichen der Endposition in eine Lage rechtwinklig zur Bohrlochachse gebracht
werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein an seinem einen
Ende mit einem Anschlag versehener Stab durch ein Langloch mindestens eines Steges
geführt, wobei der Steg eine Länge aufweist, die größer als der Durchmesser des
vorgesehenen Bohrloches ist.
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Zur Ausrichtung und Verankerung des Steges oder der Stege mit der
Bohrwandung ist eine Hülse auf den Stab aufschiebbar.
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Um eine möglichst große Anzahl von Verankerungen zu erreichen, wird
weiter vorgeschlagen, je nach Festigkeit des Materials der Bohrwanduag mehrere Stege
zu verwenden, die entweder gleichzeitig oder auch nacheinander eingebracht und zur
Verankerung aufgerichtet werden.
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An seiner Schmalseite weist der Steg eine löffelförmige Aufbördelung
auf, die etwa unter einem Winkel von 450 zur Längsachse des Steges verläuft. Durch
diese Maßnahme nach der Erfindung erhält die Schmalseite des Steges, welche bei
der Einführung in ein Bohrloch die obere Position einnimmt, eine bessere Gleitfläche,
so daß bei der Aufrichtung des Steges in eine Lage rechtwinklig zum Stab die Aufbördelung
an der Bohrlochwandung abrollt und den Steg tiefer in die gegerniberliegende Bohrlochwandung
einpreßt. Die der Aufbördelung gegenüberliegende Schmalseite des Steges dringt dabei
um die Neigung der hufbördelung tiefer in die Bohrlochwandung ein.
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Die Aufbördelung kann an den beiden Langsseiten des Steges in der
Höhe abnehmend weiter geführt werden, wodurch die durch das Langloch bewirkte Schwächung
des Materials wieder ausgeglichen wird. Herstellungstechnisch bietet sich die Weiterführung
der Aufbördelung als eine besonders wirtschaftliche Lösung an.
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Weiter ist es vorteilhaft, den Steg im Längsschnitt betrachtet, konisch
auszubilden. Durch diese Maßnahme wird die wirksame Fläche des unteren Endes des
Steges verkleinert, so daß ein gutes Einschneiden in die Bohrlochwandung bewirkt
wird, während auf dem gegenüberliegenden Ende die wirksame Fläche des Steges durch
die löffelförmige Aufbördelung vergrößert ist.
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Oberhalb des Anschlages weist der Stab einen Ansatz auf, der als Vier-
oder Sechskant oder auch in der Umrandungsform eines Langloches ausgebildet sein
kann.
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Durch diese Maßnahme wird der Steg bei Erreichung seiner unteren Endposition
verdrehsicher gelagert.
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In Abwandlung dieses Vorschlages ist es auch vorteilhaft, den Stab
zur Verdrehsicherung der Stege als Vier- oder Sechskant auszubilden, der an seinem
oberen Ende mit einem Schraubgewinde versehen ist, so daß auf eine Hülse, die zum
Aufrichten der Stege über den Stab geschoben wird, eine genügende Kraft erzeugt
werden kann.
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Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, den Stab zur Verdrehsicherung
der Stege als Zylinderstab mit sekantenförmig abgeflachten achsparallel verlaufenden
Flächen
zu versehen, wobei ebenfalls an seinem oberen Ende ein
entsprechendes Schraubgewinde vorgesehen ist.
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In einer weiteren Abwandlung der Erfindung ist der Stab als Zylinderstab
ausgebildet, der zur Führung und Verdrehsicherung des Steges oder der Stege in Achsrichtung
Schlitze aufweist, wobei in jedem Langloch jedes Steges Nocken vorhanden sind, die
in die Schlitze eingreifen, wobei das obere Ende des Stabes gleichfalls ein Schraubgewinde
aufweist.
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Zwischen zwei Stegen ist gemäß der Erfindung eine Abstandshülse angeordnet,
welche schräge Gleitflächen aufweist.
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Durch diese Maßnahme ist es möglich, mehrere Stege übereinander gleichzeitig
in das Bohrloch einzuführen und in eine rechtwi.nkligc Inge zur Achse des Stabes
zu bringen.
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Hierbei sind die schrägen Gleitflächen der Abstandshülsen von großem
Vorteil, da hierdurch der bstnd der Stege untereinander in der Schräglage auf ein
Minimum gebracht und eine Verdrehsicherung der Stege erreicht wird.
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Weiter ist es vorteilhaft, die unteren Kanten der Hülse die zum Aufrichten
des Steges oder der Stege dient, abgerundet auszubilden.
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Bei der Einführung von mehreren übereinander angeordneten Stegen ist
es aus mechanischen Gründen vorteilhaft, daß, in Achsrichtung des Stabes betrachtet,
die Schenkel der Stege untereinander gleiche Winkel bilden.
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Um zu verhindern, daß die einzelnen Stege bereits bei der
Einführung
des Stabes in die Bohrung an der Bohrwandung frühzeitig, d.h. vor Erreichen der
Endposition verklemmen, ist es weiter vorteilhaft, die Stege von einer Schrumpffolie
zu umgeben, so daß diese dadurch in der Schräglage gehalten werden. Gegen ein Aufrichten
der Stege leistet die Schrumpffolie nahezu keinen Widerstand.
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In Abwandlung dieser Maßnahme können die Stege auch mit Hilfe einer
Kunststoffhiilse oder eines Klebbandes in ihrer Schräglage gehalten werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Führung für
den Steg eine in ein Bohrloch einbringbare Hülse vorgesehen, welche im unteren Teil
ihres Umfanges eine Öffnung aufweist, durch die die Schneidkante des Steges führbar
ist, um in die Bohrwandung zu gelangen. Durch diese Ausführungsform erhält die loffelförmige
Aufbördelung des Steges innerhalb der Hülse eine ausgezeichnete Gleitfläche, da
die Wölbung der Aufbördelung der inneren Wölbung der Hülse angepaßt ist und zwischen
den beiden Flächen eine geringe Reibung beim Senkrechtstellen des Steges 2 auftritt.
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Die Öffnung im Umfang der Hülse ist vorteilhaft als Schlitz ausgebildet
und dem Querschnitt des Steges angepaßt. Zur Senkrechtstellung des Steges innerhalb
der Hülse ist es erforderlich, auf den Steg eine Kraft auszuüben, wofür vorteilhaft
in der Hülse ein Stab angeordnet ist. Die Hülse kann auch mit einem InnengeHitlde
versehen sein, in das das Außengewinde eines Zylinderstabes
eingreift,
so daß beim Eindrehen des inneren Zylinders auf den Steg eine Kraft ausgeübt wird,
bis dieser in seine senkrechte Lage zur Achse der Hülse gelangt.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt des Befestigungs- und Verbindungselementes während der
Montage in einem Bohrloch; Figur 2 a) eine perspektivische Darstellung eines Steges,
b) eine Seitenansicht des Steges; Figur 3 a) eine Einzeldarstellung eines Stabes
mit einem Anschlag und einem Ansatz in kreisrunder Form, b) in sechseckiger Form,
c) in Form der Außenumrandung eines Langloches; Figur 4 eine weitere Ausfiihrungsform
der Erfindung in vereinfachter perspektivischer Darstellung einer Hülse mit einem
im Inneren angeordneten Steg.
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Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Befestigungs-und Verbindungselement,
welches sich in einem Bohrloch vor der Endmontage bzw. Verankerung befindet. Der
Stab 4 ist an seinem oberen und unteren Ende mit einem Gewinde 17 bzw. 8 versehen,
wobei auf das untere Gewinde 8, welches dem Bohrgrund 5 zugekehrt ist, eine Mutter
aufgeschraubt ist, die als Anschlag für den Steg 2 dient. Der Steg 2, der anhand
der Figur 2 näher dargestellt ist, weist aufgebördelte Seitenteile 12 und 13, sowie
ein löffelförmig aufgebördeltes Ende 11 auf.
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Wie insbesondere aus der Figur 2 b hervorgeht, ist der Steg konisch
ausgebildet. Bei der Einführung der Stege 2 in die Bohrung 6 weisen diese eine Schräglage
auf, und zwar derart, daß die Schneidkante 19 des Steges 1 nach unten zeigt, während
das gegenüberliegende löffelförmig aufgebördelte Ende 11 des Steges 2 bei der Einführung
parallel zur Bohrwandung 9 verläuft. Bei der Einführung des Stabes 4 in die Bohrung
6 werden die Stege 2 mit Hilfe einer nicht näher dargestellten chrumpffolie in der
Schräglage gehalten, so daß die Schneidkanten 19 entlang der Bohrwandung 9 bis in
ihre Endpositionen gleiten. In der Endposition stößt die untere Seite eines Steges
2 entweder gegen die obere Seite des Anschlages 7 oder gegen die obere Seite einer
Abstandshülse 18, so daß die Schneidkante 19 des Steges 2 in die Bohrwandung 9 einschneidet,
während das flache aufgebördelte Ende 11 des Steges gegen die Bohrwandung 9 drückt
und so eine Kraftkomponente erzeugt, welche den Einschneidvorgang des Steges 2 begunstigt.
Mit Senkrechtstellung des Steges 2 rollt die löffelförmige Aufbördelung auf der
Bohrwandung ab.
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Da nur die Schneidlcante 19 des Steges 2 in die Bohrwandung einschneidet,
kann es vorteilhaft sein mehrere Stege übereinander anzuordnen, wobei die Stege
untereinander in der Projektion betrachtet einen gleichen Winkel bilden. Auf diese
Weise lassen sich eine ausreichende Anzahl Schneidkanten 19 der Stege 2 in die Bohrwandung
9 einbringen, so daß gegen eine Zugkraftbeanspruchung des Stabes 4 eine ausreichende
Gegenkraft vorhanden ist. Die Anzahl der Stege 2 richtet sich vorzugsweise nach
der Festigkeit der Bohrwandung 9. Um eine Symmetrie der Verankerungsflächen bezogen
auf den Umfang der Bohrung 9 zu erreichen, ist es vorteilhaft einer Schneidkante
19 eine Gleitkante folgen zu lassen.
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Durch die Aufbördelungen 12 und 13 im Bereich des Langloches 3 wird
die Festigkeit des Steges in bezug auf Knickung wesentlich erhöht. Die Breite des
Steges oder der Abstand der Kanten 12 und 13 voneinander ist so gewählt, daß dieser
etwa gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser einer Abstandhülse 18 ist.
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Der Stab 4 kann als Vierkant, Sechskant oder auch in der äußeren Form
eines Langloches ausgebildet sein.
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Der Durchmesser des Stabes ist dabei geringfügig kleiner als die Breite
des Langloches 3 des Steges 2, so daß jeder Steg verdrehsicher auf dem Stab in Achsrichtung
bewegt werden kann.
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Bei der Verwendung eines zylindrischen Stabes 4 befindet sich oberhalb
des Anschlages 7 ein Ansatz 14 der vier-oder sechseckig oder auch in Form eines
Langloches ausgebildet sein kann, wobei die Dimensionierung so gewählt ist, daß
der Steg 2 mit seinem Langloch durch den Ansatz 14 verdrehsicher gehalten wird.
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Um die Verdrehsicherheit zu erzielen, kann bei einem nicht näher dargestellten
Ausführungsbeispiel der Stab 4 mit einem Schlitz versehen sein, in den ein Nocken
des Steges 2 eingreift, so daß eine achsiale Führung entlang des stabes 4 erreicht
wird.
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Bei der Verwendung einer derartigen Schlitz-Nockenanordnung werden
vorzugsweise 2 Stege übereinander, getrennt durch Abstandshülsen 18, um 1800 geschwenkt
angeordnet, so daß an zwei gegenüberliegenden Orten der Bohrwandung 9 Verankerungen
der Stege herge8t811t werden.
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Durch die Formgebung der Stege 2 lassen sich die Schneidkanten 19
nahezu über einen Halbkreis erstrecken, so daß bei der Verwendung von zwei Stegen
übereinander nahezu der gesamte Umfang der Bohrwandung als Verankerung ausgenutzt
wird. Der Stab 4 hat nach Aufrichtung der Stege, die dann im montierten Endzustand
etwa in einem rechten Winkel zum Stab angeordnet sind, ein ausreichendes Spiel in
der Bohrung der Stege. Ein solches Spiel ist von besonderem Vorteil, da der Stab
zur Befestigung irgendeines Elementes nachjustiert werden kann.
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Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in vereinfachter
perspektivischer Darstellung einer IIülse 24 mit einem im Innern angeordneten Steg
2. Diescr 'teg 2 ist in ähnlicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet,
d.h. er ist mit einer Schneidkante 19 und einer löffelförmig ausgebildeten Gleitkante
11 versehen.
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Vor der Montage befindet sich der Steg 12, dessen Längs ausdehnung
länger ist als der Bohrlochdurchmesser, in einer schrägen Stellung innerhalb der
Hülse 24 und wird mit Hilfe eines zylindrischen Stabes 25, beispielsweise mit einem
Dorn in eine senkrechte Stellung geschlagen, wodurch er in die Bohrlochwandung eindringt
und eine senkrechte Stellung zur Achse der Hülse einnimmt. Damit wird eine sichere
Verankerung der Hülse 24 in dem Bohrloch erreicht.
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Zur Durchführung der Verankerung des Steges 2 bzw.
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zur Senkrechtstellung desselben, kann die Innenwandung
der
Hülse 24 auch mit einem Innengewinde versehen sein, in das das Aussengewinde eines
nicht näher dargestellten Zylinders eingreift, so daß bei Herunterdrehung desselben
eine Kraft auf den Steg ausgeübt wird, wodurch dieser in die senkrechte Lage gebracht
wird. Dieses Innengewinde der Hülse 24 kann .auch dazu verwendet werden ein Anschlußstück
nach Verankerung der Hülse einzuschrauben, beispielsweise einen Haken oder dergleichen.