DE3218457C2 - Dübelbefestigung für Treppenstufen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dübelbefestigung für Treppen­ stufen, sonstige Treppentragteile oder andere ähnliche schwere Bauteile und schwere Lasten an in etwa vertikalen Wänden, Wandteilen, Pfeilern oder dgl. aus örtlich gering belastbaren Hohlkammersteinen mit einem Befestigungselement bestehend aus Ringsegment-Spannschalen bildenden Ringzylinder-Spreizteilen, die durch axiales Verschieben von mit einem Außenkonus ver­ sehenen Spannteilen auseinanderdrückbar sind, sowie einem Gewindebolzen, der die Spannteile und den Freiraum zwischen den Ringsegment-Spannschalen durchdringt.

Es gibt eine Vielzahl von Dübelbefestigungen, darunter zwei wesentliche Gruppen. Bei der einen Gruppe ist ein in der Regel zylindrischer Körper mit den verschieden­ sten Profilierungen, Zähnen, Flossen oder dgl. mit einer Kernöffnung versehen, die etwas kleiner als der einzu­ treibende Bolzen oder die einzudrehende Schraube ist. Solche Dübel werden in Bohrungen eingesetzt, die in der Regel eine durchgehende Wand aufweisen. Durch Einschrauben oder Eintreiben des Bolzens in die etwas kleinere Kernöffnung wird der gesamte, aus einem relativ weichen und elastischen sowie biegsamen Kunststoff oder sonstigen Werkstoffen be­ stehende Dübelkörper auseinander und passend in die Boh­ rung gedrückt, so daß ein guter Halt zwischen Bolzen bzw. Schraube einerseits und Wand andererseits zustandekommt. Darunter gibt es auch Dübel, deren äußeres Ende so ge­ staltet ist, daß es, wenn es in einen Hohlraum ragt, stark nach außen ab gebogen wird und dadurch eine weitere Aus­ zugssicherung bildet. Solche Dübel sind auch schon für Befestigung in Hohlkammersteinen verwendet worden, siehe beispielsweise Fischer-Dübel, Befestigungskatalog Nr. 2180 80/81, Seite 13. Dabei muß die Befestigung jedoch so ge­ legt werden, daß das Dübelloch stets durch die Hohlkammern geführt wird, so daß sich die weichen Dübelwände an den verbleibenden Stegen des Steines abstützen können. Würde die Bohrung genau auf einen senkrecht zur Außenfläche ver­ laufenden Steg gesetzt und der nach zwei Seiten auseinander­ spreizende Dübel mit seiner Trennebene etwa in der Mittel­ ebene des Steges eingesetzt, so würden die Flossen den Stegrest auseinanderdrücken und ein vernünftiger Halt wäre nicht gegeben. Solche Dübel sind verständlicherweise nur für Befestigungen untergeordneter Art und bei kleinen Lasten oder für eine große Anzahl von Dübelbefestigungen je Bauteil geeignet. Der Versuch, derartige Dübel mit größerem Durchmesser zu fertigen, um Befestigungen in Hohl­ kammersteinen für große Lasten vorzunehmen, ist aus mehrerer­ lei Gründen fehlgeschlagen. Die Überbrückung größerer Hohl­ räume durch weiches Material gelang nicht. Außerdem ist ein großer Materialaufwand für die Füllung des Raumes zwischen Bolzen und Wand erforderlich, was nicht nur zu beträchtlichen Materialkosten, sondern auch zu sehr langen Verarbeitungszeiten und damit sehr hohen Verarbeitungs­ kosten führen würde. Schließlich wäre keine Abstützung des äußeren Endes möglich, wenn das äußere Ende in einem Hohlraum und nicht in einem Steg liegt.

Die zweite große Gruppe von Spreizdübeln verwendet die verschiedensten Ausgestaltungen mit wenigstens einem Konus, der relativ steife Schalenteile auseinanderpreßt. Dabei sind metallene Segmentschalen verwendet worden, die auf zwei Konen aufliegen, die mit Hilfe von Schrauben zusammengezogen werden. Solche als Schwerlastdübel be­ zeichnete Dübel werden bis zu Durchmessern von etwa 30 mm wirtschaftlich hergestellt, angeboten und eingesetzt. Sie sind jedoch vorwiegend für die Befestigung in hoch­ wertigem Beton geeignet, der den hohen Lochleibungsdruck zu tragen imstande ist. Allenfalls können sie für hoch­ wertige Vollziegel verwendet werden. Ihr Einsatz in Hohlkammersteinen oder sonstigen Leichtbaumaterialien scheitert an mehreren durch Konstruktion und Ausführung bedingten Eigenschaften. Zum einen würde bei Befestigung für große Lasten, beispielsweise 750 N ein viel zu großer Lochleibungsdruck auftreten, da auch die Spannkraft für das Auseinanderspreizen mit Hilfe der Konen abgestützt werden muß. Vor allein klappt jedoch ein derartiger, meist relativ kurzer Dübel dann auseinander, wenn sein äußeres Ende in einem Hohlraum liegt. Dadurch kann dann über­ haupt keine Spreizkraft mehr aufgebracht werden, sondern es tritt ein Auseinanderkippen ein, sofern der Dübel nicht auf dem übrigen Teil seiner Länge ausreichend abgestützt ist. Eine Vergrößerung auf die notwendigen Durchmesser um bei Hohlkammersteinen und Leichtbau­ materialien sowohl die Haltekraft als auch die Last abzustützen, würde bei der bisher bekannten Ausführung zu einem wirtschaftlich kaum vertretbaren Material- und Herstellungsaufwand führen und außerdem wohl auch kaum zu realisierbaren Dübelbefestigungen führen, weil die Metallschalen zu steif wären und beim Auseinanderpressen zu örtlich nicht tragbaren Lastspitzen führen könnten, weil die Löcher stets größer und oft mit beträchtlichen Toleranzen gebohrt werden und die Dübelschalen sich dann beim Auseinanderpressen nicht vollflächig an die Lochwand anlegen könnten.

Aus DE-OS 29 15 299 bzw. DE-GM 79 11 026 sind unter anderem Dübelbefestigungen für einen gleichartigen Zweck bekannt, bei denen die erhöhten Stützkräfte bei für einen Dübel allein nicht ausreichend tragfähigem Mauerwerk durch zusätzliche Dübelplatten mit Krallen, die sich in die Treppenhauswand eindrücken, abge­ stützt werden. Darunter ist eine Befestigung mit einem üblichen in der Längsebene geschlitzten Kunststoff-Flossen- Dübel und eine Befestigung mit einem Metallmantel-Spreiz­ dübel bekannt geworden. Letzterer ist jedoch nur für aus­ reichend festen Beton geeignet. Eine Anregung, solche Dübel auch für Treppentragstrukturen mit geringerer Druckfestig­ keit zu verwenden, ist diesen Schriften und ihrem praktischen Einsatz nicht zu entnehmen gewesen, weil der Fachwelt wie aus diesen und anderen gerade für die verschiedenen Werk­ stoffe unterschiedlich gestalteten Befestigungen erkennbar war, daß Kunststoffe nur für die üblichen Spreizdübel ge­ eignet erschienen.

Bei der Befestigung schwerer Lasten in Mauerwerk relativ geringer Druckfestigkeit und/oder mit großen Hohlkammern und relativ kleinen Stegen benutzt man deshalb bisher recht aufwendige Befestigungstechniken. Dabei ist es zum einen üblich, ein relativ großes Loch zu bohren und dieses mit einem geeigneten Mörtel hoher Festigkeit aus­ zufüllen. In den so geschaffenen harten Werkstoff bohrt man dann ein Loch, um einen Dübel üblicher Bauart ein­ zusetzen. Die andere Technik kennt bestimmte vorgefertigte Elemente mit netzartigen Umgebungsgebilden, die in ein relativ großes Loch eingesteckt und von außen mit einem geeigneten, im Inneren aushärtenden Füllstoff gefüllt werden, wobei in der Regel schon ein geeignetes Befesti­ gungselement oder Befestigungsloch in dem Grundkörper vor­ gefertigt ist. Auch hier ist die Handhabungstechnik sehr zeitaufwendig, so daß ihr Einsatz recht beschränkt ist. Für die Befestigung von Lasten, wie sie bei einzelnen Treppenstufen auftreten, ist die zweitgenannte Befestigungs­ art nicht geeignet.

Wegen der ständig steigenden Montagekosten besteht ein Bedürfnis nach der weiteren Rationalisierung der Montage auch schwerer Lasten, beispielsweise von Treppen, Treppen­ teilen, insbesondere Treppenstufen. Dabei muß die Ver­ arbeitung in der Regel von einem Mann allein und in kurzer Zeit vorgenommen werden. So benötigt man eine Be­ festigung, bei der in allen vorkommenden leichten und mittelschweren Wänden das Befestigungselement an jeder beliebigen Stelle eingesetzt werden kann, weil der Be­ nutzer nicht erst die Wand, die ggf. schon verputzt ist, daraufhin prüfen kann, ob an dieser Stelle eine ausreichend feste Innenstruktur vorhanden ist, und wobei nur eine einzige Bohrung je Befestigungsstelle einzubringen ist.

So liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Be­ festigung zu schaffen, deren Befestigungselement mit großem Durchmesser und großer Länge relativ preiswert hergestellt werden kann und welches leicht in eine entsprechende Bohrung eingesetzt und darin ohne weitere Hilfsmittel als die zur Befestigung einer Schraube oder dgl. sicher und ohne die Gefahr des Ausbrechens der Lochumgebung befestigt werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß bei einer Dübelbefestigung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs die Ringsegment-Spannschalen aus glasfaserverstärktem, spritzgegossenem Polyamid bestehen und im Innern Längsrippen haben, von denen mindestens die mittlere Längsrippe bei aneinander unmittelbar anschließenden Ringsegment-Spannschalen bis auf den durchgehenden Spannbolzen reicht, daß die Ringsegment-Spannschalen im Innern Querrippen aufweisen, daß die Endteile der Ringsegment-Spannschalen Konusflächen haben, die in die stirnseitigen Konusflächen der Längsrippen übergehen, wobei die Endflächen der Längsrippen eine Neigung aufweisen, die etwa dem Kegelwinkel des Außenkonus entspricht, daß die Ringsegment-Spannschalen auf ihren Außenflächen mit eine geringe Tiefe aufweisenden Profilierungen versehen sind, daß die konischen Spannteile aus spritzgegossenem Kunststoff bestehen und im wesentlichen mit gleichdicken Wandungen und mit einer inneren Verrippung ausgebildet sind, daß die Ringsegment-Spannschalen eine solche Länge haben, daß sie den Außensteg, den ersten Hohlraum und wenigstens einen Teil des zweiten Steges von genormten Hohlkammersteinen durchdringen und eine solche geringfügig elastisch gestaltete Festigkeit, daß bei aufgebrachter Spannkraft nur eine aus dieser und ggf. der Durchbiegung der Ringsegment-Spannschalen im Hohlraum resultierende Lochleibungskraft auftritt, die geringer ist, als die aus dem zulässigen Lochleibungsdruck der Hohlkammersteinwand resultierende Stützkraft, daß der Außendurchmesser der Ringsegment-Spannschalen mindestens ca. 35 mm beträgt und daß die Elastizität der Ringsegment-Spannschalen derart bemessen ist, daß sie sich beim Auseinanderpressen im Stützbereich vollflächig an die Lochwand anlegen.

Der neue Dübel kann naturgemäß auch in jedes andere Material als Hohlkammersteine eingesetzt und darin festgespannt werden, wie beispielsweise Vollziegel, Kalksand-Vollsteine, mit Bimsstoffen aufgebaute Vollsteine oder Hohlsteine, vor allem ist er jedoch für Hohlblock- Steine, Kalksand-Lochsteine und Hochlochziegel sowie auch aus porösem Ziegelmaterial aufgebaute Hohlkammersteine ausgelegt. Wesentlich ist nämlich, daß die Montageperson nicht verschiedene Dübel zu verwenden braucht, sondern einen Dübel verfügbar hat, der auch in allen Hohlkammersteinen an jeder Stelle mit guter Sicherheit verankert werden kann. Das ist darauf zurückzuführen, daß zum einen seine Länge so bemessen ist, daß sich die Ringsegment-Spannschalen stets im Außensteg des Steines zwischen Konus und Lochwand abstützen und in wenigstens einem weiteren Steg an einer Lochwand abstützen und überdies so steif sind, daß ihre äußeren Enden nicht ab­ kippen, sondern die notwendige Spannkraft, die vom Konus aufgebracht wird, abstützen können, ohne daß die Loch­ wand ausbricht. Das wird dadurch erreicht, daß einer­ seits ein hinreichend großer Durchmesser gewählt ist, der bei Anbringung der Bohrung an jeder beliebigen Stelle der Wand ausreichend Fläche bietet, um die Kräfte selbst bei sehr geringem zulässigen Lochleibungsdruck einwandfrei aufzunehmen und trotzdem eine wirtschaftliche Fertigung zu gewährleisten und daß andererseits die Schale nicht so steif ist, daß es zu örtlichen Überhöhungen der Stützkräfte bzw. Flächenpressungen kommen würde, daß die Lochwand ausbricht. Ein solche Abstimmung von Steifigkeit/Elastizität einerseits und Biegefestigkeit andererseits ist mit Kunststoffen geeigneter Wahl gut zu realisieren. Erst dadurch, daß die Erfindung entgegen der bisherigen Annahme, Spannschalen-Dübel seien nur für festes Mauerwerk geeignet, diese bezüglich Größe, Biege­ festigkeit und Elastizität so abstimmt, daß sie allen praktisch vorkommenden Bedürfnissen gerecht wird, ist eine sehr wirtschaftliche und auch schwere Lasten, ins­ besondere von Treppenstufen in Hohlblocksteinen und dgl. abstützende Dübelbefestigung ermöglicht worden. Kegelwinkel, Anzugskraft sowie Spreiz­ kraft, zulässiger Lochleibungsdruck und Betriebslast sind geeignet aufeinander abzustimmen. In der Regel werden nur Querkräfte eingeleitet, weil das anzuschließende Bauteil nur vertikal belastet ist. Dann resultieren die sonstigen Kräfte nur aus der Spannung über die geneigten Flächen. Wünscht man auch Biegemomente aufzunehmen, ist das durch entsprechende Dimensionierung ohne weiteres möglich. Bohrlochtoleranzen, die bei leichtem Mauerwerk stets vor­ kommen, sind wegen der großen möglichen Spreizwege sehr gut zu überbrücken, was bei Vollmanteldübeln meist gar nicht möglich ist oder zu einem Verlust an Haltekraft führt oder ein Eindrehen der Schraube stark erschwert, weil die Dübelwand im ganzen elastisch verformt werden muß. Die Herstellung der Teile im Kunststoff-Spritzverfahren ist außerordentlich einfach und preiswert; zudem ist der Dübel dann besonders leicht und kann nicht korrodieren, was für die Befestigung für tragende, verdeckt eingebaute Teile oft sehr wichtig ist und so einen langen anstands­ freien Gebrauch zuläßt. Die Schrägflächen können je nach Einsatzzweck, Herstellungsart und Gebrauch gerade, pyramiden­ artig angeordnete Flächen oder entsprechend gestaltete Kurvenflächen sein; insbesondere wird man die Spannteile mit Außenkonen und die Ringsegment-Spannschalen mit Innenkonen versehen.

Als Kunststoff für die Ringsegment-Spannschalen und ggf. auch die Spannteile kommt vor allem glasfaserverstärktes Polyamid in Frage. Mit diesem ist durch Wahl des Grund­ materials sowie Wahl der Füllung bezüglich Art, Länge und Durchmesser der Glasfasern in weiten Grenzen selbst bei dünnwandigen Schalen die notwendige Steifigkeit und trotzdem erforderliche Elastizität auch im Dauergebrauch zu erreichen.

Es eignet sich ganz besonders, glasfaserverstärktes Poly­ amid-66 bzw. Polyamid-6, welches mit 30 bis 50% Glas­ faseranteil von etwa 0.2 bis 0,4 mm Länge und etwa 10 µm Durchmesser versehen ist und ein Elastizitätsmodul von etwa 8000 bis 15 000 N/mm² aufweist. Ein solches Material bietet bei Wandstärken von etwa 1,5 bis 2 mm eine aus­ reichende Steifigkeit bei Erhalt der notwendigen Elasti­ zität und ist auch im jahrzehntelangen Dauergebrauch für hohe Lasten einzusetzen, weil sich bei den auftretenden Belastungen für das glasfaserverstärkte Kunststoffmaterial praktisch kein Kriechen zeigt.

Vorteilhafterweise werden drei Ringsegment-Spannschalen vorgesehen, die im Ausgangsdurchmesser unmittelbar anein­ ander anschließen. Solche verrippten Schalen stützen sich in sich selbst gewölbeartig ab. Wegen der Anordnung von drei Schalen ist auch in solchen Fällen, in denen das Bohrloch teilweise durch vollwandige Stege und teil­ weise durch Hohlräume geführt ist, eine gute und aus­ reichend gleichmäßige Abstützung gewährleistet. Auch ist die Abstützung infolge der Drei-Flächen-Auflage statisch bestimmt und es besteht nicht die Gefahr, daß der Dübel nach einer Seite ausweicht.

Die Verrippung sollte zweckmäßigerweise Längsrippen aufweisen, von denen mindestens die mittlere bei unmittelbar an­ einander anschließenden Schalen bis auf den durchgehenden Spannbolzen reicht. So kann bei voller Ausnutzung des Zwischenraumes die Steifigkeit mit einem dünnwandigen Steg wesentlich erhöht werden, was für die freie Spann­ länge zwischen zwei Auflagern bei den verfügbaren Kunst­ stoffen von wichtiger Bedeutung ist. Obwohl derartige Kunststoffe seit langem zur Verfügung stehen, ist erst durch die sinnvolle Ausgestaltung der Ringsegment- Spannschalen nach der Erfindung ein wirtschaftlicher Ein­ satz ermöglicht worden. Zweckmäßig werden mehrere Quer­ rippen eingeformt, deren Tiefe geringer sein kann als die­ jenige der Längsrippen, weil die Queraussteifung durch die Gewölbeform der Außenwand schon relativ hoch ist.

Die Konusflächen der Ringsegment-Spannschalen gehen zweck­ mäßig in ihren Endbereichen in die Stützrippen mit zu­ mindest annähernd gleicher Neigung über. So wird eine gute Krafteinleitung von den Konen in die Rippen ge­ währleistet und es können bei tief eingedrehten Konen auch Abstützungen teilweise auf den Rippen vorgenommen werden.

Die Ringsegment-Spannschalen werden außen zweckmäßig mit Halterippen oder Profilierungen versehen, die beispiels­ weise quer verlaufen können. Die Ringsegment-Spannschalen werden zweckmäßig im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt. So ist eine preiswerte Serienfertigung mit stets gleichbleibenden Qualitäten gewährleistet. Die Außenkonen besitzenden Spannteile werden zweckmäßig von einem Bolzen durchdrungen, der wenigstens teilweise ein Gewinde aufweist und so zum Spannen dienen kann. Gewinde kann in die Konen eingeformt sein. Wesentlich zweck­ mäßiger für die Herstellung ist jedoch, die konischen Spannteile aus spritzgegoßenem Kunststoff herzustellen und im wesentlichen gleichwandig mit innerer Verrippung auszubilden und mit einem glatten oder gerippten Schaft­ loch zu versehen. Man kann dann in der Stirnfläche eine Aufnahmevertiefung für eine Sechskantmutter oder dgl. ausbilden und so für das notwendige Innengewinde ein handelsübliches preiswertes Teil verwenden und braucht nicht bei der Herstellung im Spritzgußverfahren vom Gewindedorn abzuschrauben.

Wenigstens ein Spannteil sollte einen Zylinderschaft auf­ weisen, so daß der Dübel entsprechend tief in den Außen­ steg der Wand bzw. die verputzte Wand eingesetzt werden dann und die Spreizung erst an solchen Stellen beginnt, wo das Mauerwerk ausreichend tragfähig ist. Gleichartige Konen sind bei anderen Spreizdübeln (DE-OS 29 15 299) üblich. Man kann auch Zylinderschaft-Zwischenstücke, wie bei anderen Dübeln bekannt, hier jedoch mit größerem Durch­ messer vorsehen.

Für den praktischen Einsatz kommen Dübel mit mindestens 35 mm Außendurchmesser in Betracht. Bei der Optimierung von Werkstoffeinsatz, Herstellungsaufwand und Tragfähig­ keit für die im Treppenbau auftretende Belastungen hat sich ein Außendurchmesser von 40 mm als am günstigsten ergeben, weil dieser den Druckfestigkeiten des schwächsten für derartige Verbindungen in Betracht kommenden Wand­ materials gut gerecht wird. 10 mm Bolzen mit M-10-Gewinde und entsprechenden Sechskantmuttern gestatten alle in Betracht kommenden Treppenbefestigungen vorzunehmen. Eine Zylinderschaftlänge von etwa 10 mm verlegt die Spreiz­ kräfte ausreichend tief in den Außensteg der Hohlkammer­ steine. Für kleine Hohlkammersteine reichen Ringsegment- Spannschalen-Längen von etwa 90 mm, während für große Hohlkammersteine und schwerere Lasten Ringsegment-Spann­ schalen-Längen von etwa 130 mm zweckmäßig sind. Mit diesen beiden Längen, die zu Dübelausgangslängen von etwa 100 mm und etwa 140 mm führen, lassen sich Befe­ stigungen in allen genormten Hohlblocksteinen von 17,5 cm bis 36,5 cm vornehmen.

Für die Montage sind die Ringsegment-Spannschalen auf den Konen und gegenseitig in geeigneter Weise zu sichern. Dazu können Verzahnungen vorgesehen sein, die ineinander­ gehängt werden. Eine einfache preiswerte Ausführung sieht jedoch vor, daß die Ringsegment-Spannschalen an beiden Enden von den Dübel zusammenhaltenden gummi­ elastischen Ringen umgeben sind. Weitere Ausgestaltungen, Vorteile, Merkmale und Gesichtspunkte der Erfindung sind auch in dem nachfolgenden anhand der Zeichnungen abge­ faßten Beschreibungsteil enthalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Vertikalschnitt etwa im Maßstab 1 : 1 durch einen in einen teilweise dargestellten Hohlblock­ stein eingebauten Dübel, teilweise in der Ansicht, mit Anschluß eines Auflagewinkels für eine Treppen­ stufe;

Fig. 2 die Innenansicht einer Ringsegment-Spannschale des Dübels nach Fig. 1;

Fig. 3 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 durch eine einzelne Ringsegment-Spannschale;

Fig. 4 die Ansicht von links auf die Stirnseite der Ringsegment-Spannschale nach Fig. 2 und 3;

Fig. 5 eine Stirnansicht von drei aneinander anschließend angeordneten Ringsegment-Spannschalen nach den Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 die Stirnansicht eines Spannteiles;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Spannteil nach Fig. 6, wie es auch in Fig. 1 dargestellt ist;

Fig. 8 die Darstellung einer Dübelverbindung entspre­ chend Fig. 1, jedoch mit einem längeren Dübel und im kleineren Maßstab und in einem Mehr­ kammerstein.

Die Fig. 1 zeigt in einem Hohlblockstein 11 einen Dübel 10, an dem ein Auflagewinkel 12 für eine nicht dargestellte Treppenstufe befestigt ist, welche mit der Last in Richtung des Pfeiles 13 auf den Winkel 12 und die Dübel­ verbindung wirken soll.

Der Hohlblockstein 11 hat eine Wandfläche 11.1, an der der Schenkel 12.1 des Winkels 12 glatt anliegt. Diese Wandfläche 11.1 bildet mit mehreren Hohlblocksteinen zusammen die Wandfläche einer Treppenhauswand und ist in herkömmlicher Weise aufgebaut. Der Hohlblockstein 11 hat einen Außensteg 11.2. Das ist der Steg, an dem die Wandfläche 11.1 gebildet ist. Er hat einen ersten Hohl­ raum 11.3 mit einer Hohlraumbreite h1. Der Außensteg 11.2 hat eine Breite a. An den Hohlraum 11.3 schließt sich der zweite Steg 11.4 an. Ein Quersteg 11.5 bzw. die Außen­ begrenzung sind nur noch angedeutet. Von der Seite der Außenfläche 11.1 ist eine Bohrung 14 mit dem Durchmesser 14.1 in den Außensteg 11.2 und den zweiten Steg 11.4 eingebracht. Der zweite Steg 11.4 hat eine Breite b1. Die Bohrung 14 erstreckt sich durch die volle Breite des Außensteges und des zweiten Steges 11.4. In diese Bohrung 14 ist der Dübel 10 eingesetzt. Der Dübel 10 besteht, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich aus drei Ringsegment-Spannschalen 10.1, zwei in den Fig. 1, 6 und 7 dargestellten Spannteilen 10.4 und einem Gewinde­ bolzen 10.5 sowie zwei Sechskantmuttern 10.6 und 10.7 und einer Unterlegscheibe 10.8.

Die Spannteile 10.4 sind mit etwa gleicher Wandstärke im Spritzgußverfahren aus dem weiter unten näher bezeichne­ ten Kunststoff oder einem anderen geeigneten Werkstoff gefertigt. Sie haben jeweils einen Außenkonus 16, der mit einer glatten Kegelmantelfläche gebildet ist. Der Kegelwinkel ist mit 17 angegeben. Von der Stirnseite 18 ragen im Außenbereich Hohlräume 19 in den Spannteil 10.4 hinein, so daß gleiche Wandstärken für die Fertigung ge­ bildet sind. Zentral ist eine Aufnahmevertiefung 20 für eine Sechskantmutter mit geeigneten Außenabmessungen und geeigneter Tiefe gebildet. Hier ist eine M-10-Sechskant­ mutter vorgesehen. Eine Zentralbohrung 21 hat im Bereich des Konus 16 nur noch sechs auf die Ecken der Sechskant­ ausnehmung 20 weisende Rippen 22, auf denen das Spannteil 10.4 auf dem Gewindebolzen 10.5 zentriert ist. Wie aus Fig. 1 links ersichtlich, liegt die Sechskantmutter 10.6 in der Aufnahmevertiefung 20 des Spannteiles 10.4, welches im zweiten Steg 11.4 liegt, während das Spann­ teil 10.4, welches im Außensteg 11.2 liegt und an welchem der Schenkel 12.1 des Winkels 12 anliegt,ohne Mutter verblieben ist.

Auf den Konusflächen 16 beider Spannteile 10.4 stützen sich die drei Ringsegment-Spannschalen 10.1, 10.2 und 10.3 ab und zwar mit ihren Innenkonusflächen 25, die, wie aus den Fig. 2 bis 5 besser ersichtlich an den Enden ge­ bildet sind. Die Ringsegment-Spannschalen 10.1 bis 10.3 sind als Zylindermantelteile bzw. Zylinderabschnitte ge­ fertigt und zwar einzeln im Spritzgußverfahren. Sie haben im Ausgangszustand eine teilzylindrische Außenfläche 26 mit einem Winkelbereich von 120°. Auf diesen Außenflächen 26 sind sie mit Halterillen 27 oder einer sonstigen geeigneten Oberflächenprofilierung versehen. Die Außenwand 28 ist als dünne Zylindermantelschale von etwa 1,5 bis 2 mm Stärke ausgebildet. Mit ihr sind einstückig drei Längs­ rippen 29 ausgebildet, die sich über die gesamte Ring­ segment-Spannschalen-Länge 30 abzüglich der Konusflächen 25 erstrecken und in die Konusteile unmittelbar übergehen. Die Höhe der Längsrippen 29 ist etwas unterschiedlich ge­ staltet. Die Höhe 31 der mittleren Längsrippe 29.2 ist so getroffen, daß bei unmittelbar aneinander anschließenden Ringsegment-Spannschalen 10.1 gerade ein Freiraum von der Stärke des Spannbolzens 10.5, hier beispielsweise 10 mm, verbleibt. So wird der gesamte zur Verfügung stehende Raum für eine für das Flächenträgheitsmoment günstige hohe Längsrippe genutzt. Die beiden etwas weiter außen liegenden Längsrippen 29.1 und 29.3 sind wie aus den Figuren er­ sichtlich, mit ihrer Höhe 32 etwas niedriger gehalten. Ferner sind in jeder Ringsegment-Spannschale 10.1 bis 10.3 vier Quer­ rippen 33 einstückig mit den sonstigen Teilen und Rippen der Schale ausgebildet. Ihre Außenkanten sind, wie ersichtlich, jeweils so geneigt, daß sie die Längsrippen bzw. die Außenkanten der Schale verbinden. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. Sie brauchen nicht die volle Höhe der Längsrippen zu haben, weil die gewölbeartige Ausbildung der Teilzylinderwand 28 schon eine gute Quer­ steifigkeit bildet. Für die Längssteifigkeit sind die Längsrippen jedoch sehr wichtig und für die weitere Aus­ steifung der Längsrippen sind wiederum die Querrippen, die einstückig mit ihnen geformt sind, von Bedeutung. Die Endbereiche der Längsrippen, insbesondere der mittleren Längsrippe 29.1 sind wie bei 29.4 veranschaulicht, etwa unter dem gleichen Kegelwinkel 17 gestaltet wie die Konus­ flächen 25. An der einen Längskante 35.1 ist ein vor­ stehender Fixierungszapfen 36 ausgebildet, während an der anderen Längskante 35.2 in passender Lage eine in passender Größe ausgebildete Fixierungsnut 37 freige­ lassen ist. In diese greift der Fixierungszapfen 36 der benachbarten Ringsegment-Spannschale, wenn diese zusammen­ gefügt sind, um Verschiebungen gegeneinander zu vermeiden.

Im nicht eingebauten Zustand würden die Ringsegment- Spannschalen von den Spannteilen 10.4 herunterfallen. Das verhindern um ihre Endbereiche geschlungene Gummiringe 39 oder sonstige gummielastische Bänder. Auch andere Zu­ sammenhaltemittel mit weiteren Einhakvorsprüngen und Ver­ tiefungen sind denkbar.

Alle Wandstärken der Außenwand, Konusteile, Rippen und dgl. betragen etwa 1,5 bis 2 mm, wenn ein Werkstoff, wie im folgenden beschrieben, verwendet wird. Der Werkstoff muß bei der gegebenen Konfiguration der Ringsegment-Spann­ schalen 10.1 bis 10.3 eine ausreichende Steifigkeit der Schale ergeben, so daß beim Anziehen der Mutter 10.7 und damit beim Hineinziehen der beiden Spannteile 10.4 gegen­ einander die Ringelement-Spannschalen alle auftretenden Kräfte abstützen können ohne sich zu verbiegen. Anderer­ seits müssen sie jedoch elastisch genug sein, um sich der Lochwand vollflächig anzulegen. Dafür kommen ver­ schiedene Kunststoffe in Frage, die ggf. im Preßver­ fahren verarbeitet werden können. Bei der gegebenen Situation, die im folgenden noch näher erläutert ist, hat sich ein Werkstoff als zweckmäßig erwiesen, der auf der Basis von Polyamid 66 bzw. Polyamid 6 als glasfaser­ verstärktes Polyamid mit einem Glasfaseranteil von 30 bis 50% gebildet ist. Vorzugsweise kommen die mit hö­ herem Anteil gefüllten Werkstoffe, insbesondere mit 50% Glasfaseranteil in Frage. Dabei haben die Glasfasern eine Länge von etwa 0,2 bis 0,4 mm und einen Durchmesser von etwa 10 µm. Diese Werkstoffe haben ein Elastizitäts­ modul von etwa 8 000 bis 15 000 N/mm².

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, wird in den Hohlblockstein 11 an beliebiger Stelle hier beispielsweise durch den Außen­ steg 11.2 und den zweiten Steg 11.4, eine Bohrung 14 von 40 mm Durchmesser oder gut 40 mm Durchmesser mit einem geeigneten Bohrer, vorzugsweise einem Kronenbohrer, einge­ bracht. In diese Bohrung wird der Dübel, der von den beiden Gummibändern 39 zusammengehalten ist, eingesteckt und dann wird die Mutter 10.7 angezogen. Nun bewegen sich die Ringsegment-Spannschalen 10.1 bis 10.3 auf den Konen etwas nach außen. Während das Spannteil 10.4 im Außensteg 11.2 durch den Schenkel 11.1 in seiner Lage verharrt, zieht sich das Spannteil 10.4 im zweiten Steg 11.4 weiter in die Ringsegment-Spannschalen hinein. Diese legen sich voll­ flächig an die Lochwand 14.3 an und passen sich in Folge ihrer gewissen Elastizität der Lochwand einigermaßen an. Da die Teile insgesamt elastisch sind, werden sie sich im Bereich der Lochränder 14.4 um den ersten Hohlraum 11.3 abstützen und bei weiterem Anspannen, wie etwas übertrieben dargestellt, im Bereich ihrer Enden 10.9 auf den Konen 16 etwas nach außen biegen und somit in den Hohlblockstein eindrücken. Dabei sind nun Kegelwinkel 17, Außendurchmesser des Gesamtdübels, der als Ausgangsdurchmesser und Bohrungs­ durchmesser hier 40 mm beträgt, sowie Wandstärke, Ver­ rippung und Werkstoff so aufeinander abgestimmt, daß die aus der Anzugskraft sich ergebende Spreizkraft und die geringe Durchbiegung der Ringsegment-Spannschalen 10.1 bis 10.3 unter Abstützung auf den Lochrändern 14.4 sowie der gemäß Pfeil 13 eingeleiteten Ruhe- und Betriebslast und der daraus resultierenden Auszugskraft so aufeinander abgestimmt, daß die für den jeweiligen Werkstoff des Hohlblocksteins bekannte Druckfestigkeit, also der zu­ lässige Lochleibungsdruck, nicht überschritten wird, selbst wenn die Auflage nicht über die Gesamtaußen­ fläche des Dübels erfolgt, wie es hier der Fall in dem ersten Hohlraum 11.3 ist oder in anderen Einsatzfällen, beispielsweise wenn das Dübelloch teilweise im Quer­ steg 11.5 liegt, vorkommen kann. Damit der Lochrand 14.4 im Bereich der Wandfläche 11.1 nicht ausbrechen oder ein darauf aufgebrachter Putz nicht abgesprengt werden kann, ist das Spannteil 10.4 mit dem Zylinderschaft von 10 mm Länge versehen, so daß die Spreizkräfte,wie aus Fig. 1 ersichtlich, weit innen im Außensteg 11.2 des Hohlblocksteins liegen. Da man in der Regel eine aus­ reichend dicke Wand hat, kann das gleiche Spannteil 10.4 mit dem Zylinderschaft auch am anderen Ende des Dübels verwendet werden, so daß außer Bolzen und Muttern mit nur zwei verschiedenen Teilen die Dübel gebildet werden.

In Fig. 1 ist der übliche Montagefall, wie er in den meisten Hohlblocksteinen vorkommen wird, dargestellt, daß nämlich die Ringsegment-Spannschalen mit ihren beiden Enden in festen Umgebungswerkstoffen abgestützt sind. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Hohlkammersteinen, und so muß ein universell einsatzfähiger Dübel auch anderen Einbaubedingungen gerecht werden.

Eine solche andere wichtige Einbaubedingung ist in Fig. 8 dargestellt.

In Fig. 8 ist ein Hohlblockstein 11 mit einem Außensteg 11.2, einem zweiten Steg 11.4 und einem dritten Steg 11.6 dar­ gestellt. Auch der Quersteg 11.5 ist erkennbar. Auf die Außenfläche 11.1 ist eine Putzschicht 41 aufgebracht. An­ sonsten sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen, jedoch ist die Darstellung in einem etwas anderen Maßstab gehalten, weil nämlich die Länge 30 der Ringsegment- Spannschalen hier relativ größer ist als im Beispiel der Fig. 1 bis 7. Hier kommen außer den in Fig. 1 bezeich­ neten Abmessungen noch die Breite des zweiten Hohlraums h2 die Breite b2 des dritten Steges und die Stärke p des Putzes hinzu. Weil die Länge des Zylinderschaftes 23 nicht aus­ reicht, ist ein der Putzstärke p entsprechendes Zylinder­ abstandsteil 42 eingefügt. Hier erkennt man auch einen Teil der Treppenstufe 43.

Die verschiedenen Hohlkammersteine haben nach den ent­ sprechenden Normen vor allem folgende Abmessungen.

Daraus ist ersichtlich, daß zwei Ringsegment-Spannschalen- Längen 30 für alle hier genannten und praktisch am Bau­ wesen Bedeutung habenden Steine ausreicht, nämlich eine Länge von 90 mm und eine Länge von 133 mm. Das führt zu Dübelausgangslängen von 100 mm und 140 mm. Diese können jeweils, wenn sie richtig ausgewählt sind, so eingebaut werden, daß ihre Enden in Stegen liegen. Es gibt jedoch auch Einsatzfälle, bei denen ein Spannteil mit den Enden der Ringsegment-Spannschalen frei im Hohlraum liegt. Wenn die Ringsegment-Spannschalen dann nur in einem Außensteg liegen, ist ein Halt praktisch nicht zu erzielen, weil den kurzen Abstützhebeln lange Spreiz­ hebel gegenüberstehen. Hingegen ist eine sichere Abstützung gegeben, wenn eine Konstellation vorliegt, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, daß nämlich in Übereinstimmung mit dem Hauptanspruch die Ringsegment-Spannschalen jedes Dübels den Außensteg, den ersten Hohlraum und wenigstens einen Teil des zweiten Steges von genormten Hohlkammersteinen durchdringen. Hier reicht das Ende 10.9 bis in den zweiten Hohlraum 11.7. Da die drei Ringsegment-Spannschalen je­ doch bei 14.4 in der Bohrung des zweiten Steges 11.4 ab­ gestützt sind und eine ausreichende Länge besitzen und zum anderen in dem Außensteg 11.2 fest eingespannt sind, kann das innenliegende Spannteil 10.4 die Konusflächen 25 im Bereich des Endes 10.9 auseinanderdrücken und die Ring­ segment-Spannschalen 10.1 bis 10.3 können geringfügig auseinandergedrückt werden, wie es die Biegungen veran­ schaulichen. Sie stützen sich jedoch einwandfrei im zweiten Steg 11.4 am Lochrand ab. Dabei sind nun wegen der großen Formsteifigkeit der Ringsegment-Spannschalen aber auch der Elastizität des vorzugsweise als glas­ faserverstärktes Polyamid ausgeführten Materials und des großen Durchmessers bei den üblicherweise für die Abstützung von beispielsweise 750 N als Last für eine Stufe nur solche Spannkräfte erforderlich, die sich aus der Spannkraft, dem Kegelwinkel, den Hebelverhältnissen und den Flächenpressungen ergeben, die von Hohlblock­ steinen üblicher Zusammensetzung bei einem Loch- und Dübeldurchmesser von 40 mm gut abgestützt werden können, ohne daß die Lochränder ausbrechen und folglich der Dübel aufklappen würde. Dringt der Dübel weiter in den dritten Steg ein, so wird die Abstützung wieder vorwiegend im Außensteg und im dritten Steg erfolgen. Wie die vorstehende Tabelle zeigt, kann also selbst bei Verwendung eines 140-Dübels in einem Drei-Kammer-Stein von 24 cm Wandstärke eine sichere Abstützung erfolgen,weil die Spannschalenenden steif genug sind, um nicht abzuklappen, wie es bei sonstigen, für Hohlkammersteine vorgesehenen Kunststoff­ dübeln üblich ist. Gegenüber Metalldübeln tritt die elastischere und damit sich an die Lochwand besser an­ passende Gestalt sowie die Korrosionsfestigkeit in den Vordergrund.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungs­ beispiele beschränkt. Insbesondere können andere Spann­ bolzen, andere Schraubenanordnungen oder sonstige Spann­ elemente mit Keilquerstiften oder dgl. verwendet werden. Auch kann man metallene Spannteile verwenden, während es jedoch wichtig ist, aus Kunststoffen gefertigte Ring­ segment-Spannschalen mit den abgepaßten Eigenschaften zu verwenden. Der Anschluß der Last kann auf andere, bekannte oder neu zu gestaltende Weise gelöst werden. Die Außenprofilierung kann anders gestaltet werden, um die Auszugskräfte evtl. noch besser aufzunehmen und eine noch bessere Verhakung in den Wandwerkstoffen zu erzielen. Mit den dargestellten Bolzen können einzelne Treppenstufen, die je Stufe einmal an jedem Ende aufgelegt sind, sehr schnell auch in Treppenhauswänden aus Hohlblocksteinen montiert werden, weil nur eine Bohrung je Stufe einzu­ bringen ist, das Befestigungsteil eingesteckt und mit einem Schraubenschlüssel angezogen zu werden braucht, wobei man zweckmäßig Drehmomentenschlüssel verwendet.

Claims (13)

1. Dübelbefestigung für Tragteile von Treppenstufen (43) und sonstigen Treppenteilen oder für ähnliche schwere Bauteile und schwere Lasten an in etwa vertikalen Wänden oder dgl. aus örtlich gering belastbaren Hohlkammersteinen (11) mit einem Befestigungselement bestehend aus
Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) bildenden Ringzylinder-Spreizteilen, die im Ausgangszustand unmittelbar aneinander anschließend und mit Zusammenhalte­ mitteln zusammengehalten sind, und die durch axiales Verschieben von mit einem Außenkonus (16) versehenen Spannteilen (10.4) auseinanderdrückbar sind,
sowie einem Gewindebolzen (10.5), der die Spannteile (10.4) und den Freiraum zwischen den Ringsegment- Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) durchdringt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) aus glasfaserverstärktem, spritzgegossenem Polyamid bestehen und im Innern Längsrippen (29) haben, von denen mindestens die mittlere Längsrippe (29.2) bei aneinander unmittelbar anschließenden Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) bis auf den durchgehenden Spannbolzen reicht,
daß die Ringsegment-Spannschalen (10.1 bis 10.3) im Innern Querrippen (33) aufweisen,
daß die Endteile (10.9) der Ringsegment-Spannschalen (10.1 bis 10.3) Konusflächen (25) haben, die in die stirnseitigen Konusflächen der Längsrippen (29) über­ gehen, wobei die Endflächen (29.4) der Längsrippen (29) eine Neigung aufweisen, die etwa dem Kegelwinkel (17) des Außenkonus (16) entspricht,
daß die Ringsegment-Spannschalen (10.1 bis 10.3) auf ihren Außenflächen mit eine geringe Tiefe aufweisenden Profilierungen versehen sind,
daß die konischen Spannteile (10.4) aus spritz­ gegossenem Kunststoff bestehen und im wesentlichen mit gleichdicken Wandungen und mit einer inneren Verrippung ausgebildet sind,
daß die Ringsegment-Spannschalen (10.1 bis 10.3) eine solche Länge haben, daß sie den Außensteg (11.2), den ersten Hohlraum (11.3) und wenigstens einen Teil des zweiten Steges (11.4) von genormten Hohlkammersteinen (11) durchdringen und eine solche geringfügig elastisch gestaltete Festigkeit, daß bei aufgebrachter Spannkraft nur eine aus dieser und ggf. der Durchbiegung der Ringsegment-Spannschalen im Hohlraum resultierende Lochleibungskraft auftritt, die geringer ist, als die aus dem zulässigen Lochleibungsdruck der Hohlkammersteinwand resultierende Stützkraft, daß der Außendurchmesser (14.1) der Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) mindestens ca. 35 mm beträgt und daß die Elastizität der Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) derart bemessen ist, daß sie sich beim Auseinanderpressen im Stützbereich vollflächig an die Lochwand (14.3) anlegen.

2. Dübelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid ein Polyamid 6 oder ein Polyamid 66 mit einem Glasfaseranteil von 30 bis 50%, vorzugsweise 50% ist, wobei die Glasfasern eine Länge von etwa 0,2 bis 0,4 mm und einen Durchmesser von etwa 10 µm haben, und der Werkstoff einen Elastizitätsmodul von etwa 8000 bis 15 000 N/mm² aufweist.

3. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ringsegment-Spannschalen (10.1, 10.2, 10.3) vorgesehen sind.

4. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Querrippen (33) in die Ringsegment- Spannschalen (10.1 bis 10.3) eingeformt sind, wobei deren Höhen ggf. geringer ist als die der Längsrippen (29).

5. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Spannteile (10.4) aus spritzgegossenem Kunststoff, vorzugsweise der im Anspruch 2 behandelten Art, bestehen und im wesentlichen mit gleichdicken Wandungen ausgebildet sind.

6. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannteile (10.4) in der Stirnfläche (18) eine Aufnahmevertiefung (20), vorzugsweise für eine Sechs­ kantmutter, aufweisen.

7. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das im Außensteg (211.2) des Hohlkammersteins liegende konische Spannteil (10.4) einen Zylinderschaft (23) besitzt.

8. Dübelbefestigung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Zylinderschafts (23) 10 mm beträgt.

9. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem im Außensteg (11.2) der Wand liegenden konischen Spannteil ein Zylinderabstandsteil (42) vorgesehen ist.

10. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (14.1) der aneinander anschließenden Ringsegment-Spannschalen 40 mm beträgt.

11. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Spannbolzens (10.5) 10 mm beträgt und dieser mit einem M-10-Gewinde versehen ist und die eingelegte Sechskantmutter (10.6) eine M-10-Sechs­ kantmutter ist.

12. Dübelbefestigung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegment-Spannschalen-Länge (30) 90 mm beträgt.

13. Dübelbefestigung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegment-Spannschalen-Länge (30) etwa 130 mm beträgt.