DE3922050A1 - Duebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dübel, welcher in die in einer Wand, einer Decke oder einem Boden eines Gebäudes vorbereitete Aussparung eingesetzt wird. Diese Aussparung kann eine Bohrung sein, welche vor dem Einsetzen des Dübels hergestellt wird. Der erfindungsge­ mäße Dübel eignet sich aber auch als Dübel­ stein zur Befestigung von Verkleidungen, ins­ besondere von Türfuttern. Bei der Befestigung von Türfuttern benötigt man im allgemeinen sechs über den Umfang des Futters verteilte Dübelsteine.

Es ist bekannt, zur Herstellung solcher Dübel­ steine einen härtenden Polyurethanschaum ein­ zusetzen. Der hieraus bestehende Dübelstein ersetzt die früher üblichen Werkstoffe Holz oder Beton. Aus Polyurethanschaum bestehende Dübelsteine werden mit Hilfe von Druckdosen hergestellt, die ein Prepolymere und ein Treibmittel enthalten. Diese Druckdosen können mit der Hand bedient werden, wobei man den Schaum in Raupen aufträgt, aus denen man den Dübelstein aufbaut. Das Prepolymere hat in dem Druckbehälter eine solche Zusammensetzung, daß die Härtung des abgegebenen Schaumes mit der in der Atmosphäre enthaltenen Feuchtigkeit bewirkt wird. Dieses sogenannte Einkomponentenver­ fahren dauert jedoch verhältnismäßig lange, weshalb man Hilfskonstruktionen als Stützen einsetzt, bis die Durchhärtung des Schaumes er­ folgt ist. Dabei muß darauf geachtet werden, daß der nachdrückende Schaum nicht aus der Aussparung austritt, weil derartige Überschüsse nur noch schwer und in der Regel gar nicht zu beseitigen sind.

Die Erfindung geht deshalb von Dübeln aus, welche eine Hülse mit einem vielfach durch­ brochenen Mantel verwenden. Diese Dübel werden hauptsächlich für unsichere Untergründe ver­ wendet, zum Beispiel für Hohlblocksteine, deren durch Rippen begrenzte Aussparungen mit Luft gefüllt sind. Diese Rippen haben eine geringe Festigkeit und eignen sich deswegen nicht zur mechanischen Befestigung der üblichen Dübel aus Metall oder Kunststoff, die bei ihrer Spreizung den Untergrund zerstören.

Diese Dübel der vorbekannten Art werden mit Füllstoffen verwendet, welche den Dübel in der vorbereiteten Aussparung festhalten und ihn ausfüllen, wodurch die mechanische Belastung des Untergrundes weitgehend entfällt. In die Hülsenfüllung wird ein Befestigungsmittel ein­ getrieben, zum Beispiel ein Nagel oder eine Schraube. Deswegen erstreckt sich die Anwend­ barkeit solcher Dübel nicht auf Dübelsteine. Das Füllmaterial bringt man von außen durch die Öffnung der Hülse in diese ein, die man zuvor in die vorbereitete Bohrung eingesetzt hat. Wenn das Füllmaterial aus mehreren, ins­ besondere aus zwei Komponenten besteht, wird die Mischung der Komponenten außerhalb des Dübels in einem besonderen Gefäß hergestellt und fertig in den Dübel mit Hilfe einer Spritzpistole oder einer Injektionsspritze eingebracht. Polyurethanschaum eignet sich hierfür nur bedingt, weil dieses Material beim Aufschäumen sein Volumen vermehrt und aus der Hülsenöffnung austreten kann.

Die vorbekannten Dübel und die für sie vorge­ gebenen Arbeitsverfahren haben den Nachteil, daß verhältnismäßig viel Füllmaterial ver­ loren geht. Wird nur ein Dübel benötigt, so ist die hierfür benötigte Menge von Füll­ material für die Mischung zu gering, weshalb man den größeren Teil des fertig gemischten Füllmaterials verloren geben und beseitigen muß. Werden mehrere Dübel eingesetzt, so läßt sich über die Menge an Füllmaterial auf die herzustellende Mischung schließen. Aus praktischen Gründen ist aber eine Reduzierung auf die für die Dübel erforderliche Mindest­ füllmenge nicht möglich, so daß auch in diesen Fällen Reste von Füllmaterial verworfen werden müssen. Dadurch ergibt sich vor allem ein Um­ weltproblem, insbesondere, wenn es sich bei dem Füllmaterial um schwer zu beseitigende Kunst­ stoffe handelt, zu denen auch Polyurethanschäume gehören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Beseitigungsproblem zu entschärfen und außer­ dem die Anwendungsmöglichkeiten der beschrie­ benen Dübel zu verbessern.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merk­ malen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da erfindungsgemäß jeder Dübel die für ihn er­ forderliche Menge an Füllmaterial mitbringt, entfällt die Schwierigkeit, die insgesamt für die meistens nicht bekannte Anzahl der ver­ fügbaren Dübel erforderliche Füllstoffmenge in einer besonderen Einrichtung bereitzustellen. Die Erfindung nutzt die Dübelhülse doppelt, nämlich nicht nur als Befestigungsgrund für die später anzubringenden Schrauben, Nägel oder ähnlichen Befestigungsmittel, sondern auch als Transport- und Mischbehälter für das Füll­ material, indem sie die mit Durchbrechungen versehene Hülse mit einer Ummantelung und mit einem Deckelverschluß nach außen abschließt und gleichzeitig die Komponenten in der Hülse ge­ trennt hält.

Die Durchbrechungen der Hülse sind anfangs, d. h. bei deren Funktion als Lager-, Transport­ und Mischbehälter des Füllstoffes mit der Ummantelung verschlossen, die beim Übergang in die Funktion als Befestigungsgrund ent­ fernt wird. Das kann von Hand erfolgen, etwa wenn die Ummantelung aus einer Folie besteht, die man abzieht oder unter Zuhilfenahme von Wasser, wenn die Öffnungen mit Polyvinyl­ alkohol verschlossen sind, entfernt, weil Wasser diesen Stoff auflöst. Der auf der Hülse verbleibende Hülsendeckel sorgt für den Abschluß nach außen nicht nur beim Transport bis zur Her­ stellung der Mischung an der Verwendungsstelle des Dübels, sondern hält auch den Füllstoff zu­ rück, wenn der Dübel in die vorbereitete Aus­ sparung eingesetzt worden ist. Die Komponenten des Füllstoffes können nicht zur Unzeit reagieren, weil sie mit Hilfe einer oder mehrerer Trenn­ scheiben in der Hülse getrennt gehalten werden, bis die Mischung hergestellt wird.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie Über­ schußmengen an Füllstoff nicht entstehen läßt, so daß sich keine Entsorgungsprobleme stellen. Darüber hinaus ergeben sich auch erhebliche Einsparungen an Füllstoff und außerdem an Ver­ packungsmaterial für die Füllstoffkomponenten. Die Handhabung der erfindungsgemäßen Dübel ist außerordentlich einfach, weil die Hülse bereits im gefüllten Zustand vorliegt, wenn sie einge­ setzt werden soll und weil die Hülse als Misch­ behälter dient, in der man die Mischung her­ stellt, bevor man den Dübel mit der fertigen Mischung in die vorbereitete Aussparung ein­ führt.

Da die erfindungsgemäßen Dübel einen Öffnungs­ verschluß aufweisen, andererseits aber mit unter Volumenvermehrung austretenden Füllstoff versehen sind, lassen sie sich als Dübelsteine verwenden, indem der jeweilige Dübel zwischen Verkleidung und fester Wand eingesetzt und bei reagierendem Füllstoff verspannt wird. Das er­ spart dann die bislang erforderlichen zusätz­ lichen Maßnahmen, um das Füllmaterial in der Aussparung zurückzuhalten und die Dübelsteine entsprechend zu formen.

Besonders praktisch ist es, mit dem Merkmal des Anspruches 2 die Ummantelung der Hülse mit Hilfe der reagierenden Komponenten des Füllstoffes aufzulösen bzw. zu entfernen, weil dieser Vorgang selbsttätig abläuft und deshalb Mißerfolge ausschließen kann. Hierbei wird die Reaktionswärme der Komponenten des Füllstoffes auf den Ummantelungswerkstoff abgestimmt, wo­ durch erreicht wird, daß die Ummantelung erst bei fertiger Mischung verschwindet.

Vorzugsweise setzt man als Füllstoff nach An­ spruch 3 einen Polyurethanschaum ein, der nach dem sogenannten Zweikomponentenverfahren her­ gestellt wird. Bei der Mischung der beiden Komponenten entsteht viel Reaktionswärme, deren genaue Temperaturen von der Zusammensetzung der Komponenten abhängen. Immerhin lassen sich Temperaturen einer Größenordnung von 80 Grad Celsius erreichen. Ein solcher Werkstoff er­ fährt außerdem bei seiner Reaktion eine erheb­ liche Volumenvermehrung, so daß um das jeweilige Befestigungsmittel in brüchigem Untergrund ein Verstärkungskörper von erheblichen Ausmaßen ge­ bildet wird, der das Befestigungsmittel zuver­ lässig verankert. Als Dübelstein lassen sich mit diesen Dübeln auch die erforderlichen Ver­ spannungsdrücke erzielen.

Unter solchen Umständen bieten sich Wachse als Ummantelungsmaterial an, die bei normalen Temperaturen fest bleiben und die Durchbrechungen im Hülsenmantel zuverlässig verschließen, die aber beispielsweise bei 40 Grad Celsius schmelzen. Sie eignen sich deswegen nach den Ansprüchen 4 und 5 besonders zum Verschließen der Hülsenöffnungen, durch die später der Füll­ stoff austritt.

Natürlich eignen sich auch andere Füllstoffe, darunter auch solche Materialien, welche die Hülse in der vorbereiteten Aussparung lediglich verkleben. Es ist nicht einmal erforderlich, daß das betreffende Material aus zwei Komponenten besteht. Polyurethanschaum hat jedoch den Vor­ teil, daß er sich aus zwei Komponenten mischen läßt und durch seine Volumenvermehrung besonders gute Ergebnisse herbeiführt. Deswegen wird die Erfindung anhand dieses Werkstoffes näher be­ schrieben.

Die für die Mischung der Komponenten erforder­ liche Lockerung der Trennscheibe, welche von außen zu erfolgen hat, um die Komponenten zu­ sammenfließen zu lassen, kann nach Anspruch 6 durch den Deckelverschluß der Hülse bewerk­ stelligt werden. Dazu benötigt man ein Werk­ zeug einfachster Art, wie es zum Beispiel ein Nagel entsprechender Länge sein kann. Da jedoch wegen der vielgestaltigen Anwendungsmöglich­ keit der Erfindung nicht immer ein derartiges Werkzeug zur Verfügung stehen könnte, empfiehlt es sich, ein geeignetes Werkzeug den Dübeln mitzugeben. Das Werkzeug ist mehrfach verwend­ bar, kann jedoch wegen seiner einfachen Form ein billiges Kunststoffspritzteil sein. Ins­ besondere handelt es sich dabei um einen leistenförmigen Stab mit einer Aussparung an dem Ende, mit dem der Stab zuerst in die Hülse eingeführt wird.

Da man erfindungsgemäß die Trennscheibe ledig­ lich an der Hülsenwand zu verklemmen braucht, um die Füllstoffkompomenten zuverlässig von­ einander zu trennen, läßt sich die Trennscheibe durch Verkippen lösen, so daß die Komponenten zusammenfließen können. Dann ist es zweckmäßig, mit den Merkmalen des Anspruches 7 die Deckel­ öffnung exzentrisch anzuordnen, damit das ein­ geführte Werkzeug exzentrisch auf die Trenn­ scheibe trifft, wodurch das Verkippen der Trennscheibe erleichtert wird.

Eine andere Lösung des Problems, die Kom­ ponenten des Füllstoffes durch Eingriff von außen in der Hülse zusammenfließen zu lassen, bieten die Merkmale des An­ spruches 8. Hierbei werden die Kammern einzeln mit Trennscheibensegmenten ver­ schlossen, welche sich je nach Verdrehung der Hülsenteile zu einer geschlossenen Trennwand ergänzen oder diese wenigstens teilweise öffnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch und im Längsschnitt einen Dübel gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 zur Her­ stellung der Mischung eines Zwei­ komponentenfüllstoffes,

Fig. 4 die Hülse nach den Fig. 1 und 3 nach dem Aufschäumen des Füllstoffes,

Fig. 5 eine mit V bezeichnete Einzelheit der Fig. 1,

Fig. 6 eine mit VI bezeichnete Einzelheit der Fig. 4,

Fig. 7 die Befestigung des erfindungsge­ mäßen Dübels in einem Hohlblockstein und

Fig. 8 eine Einzelheit, die bei VIII in Fig. 3 bezeichnet ist.

Wie sich aus der Darstellung nach den Fig. 1 und 5 ergibt, weist der dort schematisch wiedergegebene Dübel (1), welcher nach Fig. 7 in eine vorbereitete Aussparung (2) einsetzbar ist, eine Hülse (3) auf. Die Hülse besteht normalerweise aus Metallblech und weist in ihrem Mantel (4) eine Vielzahl von Durch­ brechungen (5) auf. Durch diese Durchbrechungen tritt später ein Füllstoff aus, welcher die in dem Hohlblockstein (6) durch die Aussparung (2) angeschnittenen Öffnungen ausfüllt, von denen einige beispielsweise bei (7) und (8) in Fig. 7 dargestellt sind.

Die Hülse (3) dient als Transport- und Misch­ behälter für zwei miteinander reagierende Komponenten (9 bzw. 10), die dementsprechend in der an der Verwendungsstelle angelieferten Hülse (3) gemischt werden. Die Durchbrechungen (5) der Hülse (3), die auch als Spitzgußteil verwirklicht sein kann, sind mit einer Um­ mantelung (11) verschlossen, bis der Dübel (1) verwendet wird. Außerdem ist die einzige Hülsen­ öffnung (12) mit einem Deckel (13) verschlossen. Unter dem die Öffnung verschließenden Deckel (13) sind für die beiden Komponenten (9, 10) Kammern (14, 15) gebildet, die jeweils eine der Kompomenten (9, 10) des Füllstoffes auf­ nehmen. Zur Bildung der Kammern dient eine Trennscheibe (16), die gemäß dem Ausführungs­ beispiel zylindrisch ausgebildet und an der Innenseite der ebenfalls zylindrischen Hülse verklemmt ist. Die Trennscheibe kann auf ihrem zylindrischen Umfang eine Dichtung aufweisen, um die Komponenten (9, 10) zuverlässig von­ einander getrennt zu halten. Dazu eignet sich ein O-Ring in einer Nut. Sie kann aber auch aus einem Werkstoff bestehen, welcher elastische Eigenschaften aufweist, die eine entsprechende Abdichtung gewährleisten.

Diese Trennscheibe (16) ist von außen zu lockern, was in Fig. 3 dargestellt ist und den Zweck hat, die beiden Komponenten (9, 10) zu­ sammenfließen zu lassen, wodurch zuerst im Bereich der Trennscheibe (16) eine Mischung (17) entsteht. Zu diesem Zweck wird ein Werk­ zeug (18) verwendet, welches gemäß der dar­ gestellten Ausführungsform ein Nagel ist, der durch eine Aussparung im Deckel (13) eingeführt wird, auf die Oberseite (19) der Scheibe (16) trifft und diese, wie bei (20) in Fig. 3 dar­ gestellt, verkippt.

Die Aussparung wird von einem Rückschlagventil gebildet. Die Einzelheiten ergeben sich aus den Fig. 2 und 8. Danach ist die aus elastischem Werkstoff bestehende Scheibe (13) mit einem eingezogenen Rand (21) versehen, der an einem Flansch (22) endet, auf dem sich der obere Rand (23) der Hülse (3) abstützt. Die Scheibe hat einen halbkreisförmigen Einschnitt (24). Wie die Fig. 8 zeigt, ist der Einschnitt (24) mit einer Stufe (25) versehen. Das von dem Halb­ kreis umschlossene Teil bildet eine Ventil­ klappe (26), welche sich an der Stufe (25) dichtend an den unbeweglichen Teil (27) der Scheibe (13) anlegt. Sobald die Nagelspitze auf die Oberseite (28) der Ventilklappe (26) trifft, wird diese nach innen ausgebeult, schließt sich aber nach dem Zurückziehen des Werkzeuges (18) wieder und dichtet an der Stufe (25) ab.

Sobald die Mischung bei (17) entstanden ist, wird sie durch Schütteln der Hülse (3) voll­ endet. Die Mischung besteht gemäß dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel aus einer Polyol­ komponente, die in der Kammer (15) unterge­ bracht sein kann und einer Komponente in der Kammer (14), welche aus einer Mischung aus einem mit einem Überschuß eines organischen Polydi­ isocyanates reagierten Polyol besteht. Sobald diese Komponenten aufeinandertreffen, bildet sich ein Schaum durch eine starke exotherme Reaktion. Dieser Zustand ist in Fig. 4 wieder­ gegeben. Die hierdurch frei werdende Wärme läßt das Material der Hülsenummantelung (11) schmelzen, das dadurch wie in Fig. 6 schema­ tisch dargestellt durch Tropfenbildung bei (29) abfließt und die Durchbrechungen (5) frei­ gibt.

Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird gemäß der äußersten linken Darstellung die Hülse (3) in die vorbereitete Aussparung (2) eingeführt. Da die Schaumbildung mit einer erheblichen Volumenvermehrung des Füllstoffes verbunden ist, das bei (26) wiedergegebene Rückschlag­ klappenventil (26) aber geschlossen ist, füllen sich die Aussparungen (7 und 8) im Hohlblock­ stein (6) mit dem Kunststoffschaum, der alsbald erhärtet. Gemäß der mittleren Darstellung werden nicht nur die Aussparungen ausgefüllt, wodurch ein sicherer Untergrund entsteht, sondern auch der Innenraum (30) der Hülse (3). In den erhärtenden Kunststoff können daher Schraubenbolzen (31 bzw. 33) eingedreht werden, deren äußere Ausbildung von dem jeweiligen Zweck des Befestigungsmittels abhängen. Darge­ stellt ist in der äußeren rechten Darstellung der Fig. 7 eine Schlitzschraube.

Claims (9)

1. Dübel aus einer in eine vorbereitete Aussparung (2) einsetzbaren Hülse (3), welche mit Durchbrechungen (5) ihres Mantels (4) versehen ist, durch die ein aus mehreren, insbe­ sondere zwei untereinander reagieren­ den Komponenten (9, 10) bestehender Füllstoff austritt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (3) als Transport- und Mischbehälter dient und eine der Anzahl der Komponenten (9, 10) entsprechende Unterteilung in gegeneinander abgeschlossene Kammern (14, 15) aufweist, wobei die Durchbrechungen (5) der Hülse (3) mit einer entfernbaren Ummantelung (11) abgedeckt und die Hülsenöffnung verschlossen ist, und daß die Kompo­ nenten (9, 10) in der Hülse (3) gegeneinander mit Trennscheiben (16) verschlossen sind, die von außen lockerbar sind, wobei die Komponenten (9, 10) zusammenfließen und gemischt werden, bevor nach Entfernung der Ummantelung (11) die Hülse in die vorbereitete Aussparung (30) einge­ setzt wird.

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Komponenten (9, 10) exotherm unter Volumenver­ mehrung reagieren und die Hülsenum­ mantelung durch Abschmelzen mit der Reaktionswärme der Komponenten (9, 10) entfernt wird.

3. Dübel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff ein Polyurethanschaum dient und die eine der Kammern (14, 15) ein Polyol und die andere Kammer eine Mischung aus einem mit einem Überschuß eines organischen Polydi­ isocyanates reagierenden Polyol ent­ hält.

4. Dübel nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen­ ummantelung (11) der Hülse (3) aus einem Wachs besteht.

5. Dübel nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Re­ aktionstemperatur des Füllstoffes bei ca. 80 Grad Celsius und die Ver­ flüssigungstemperatur der Hülsenum­ mantelung bei ca. 40 Grad Celsius liegt.

6. Dübel nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hülsen­ verschluß (13) aus einem Deckel mit einer verschließbaren Öffnung be­ steht, die zum Einführen eines Werk­ zeuges (18) dient und die Trenn­ scheibe (16) an der Hülsenwand be­ festigt und mit dem Werkzeug (18) kippbar ausgebildet ist.

7. Dübel nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die zum Einführen des Werkzeuges (18) in die spindelförmige Hülse (3) dienende Deckelaussparung exzentrisch ange­ ordnet ist.

8. Dübel nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hülsen­ deckel (13) ein Rückschlagklappen­ ventil ausweist, das die zum Ein­ führen des Werkzeuges (18) dienende Öffnung verschließt.

9. Dübel nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß die Hülse im Bereich der inneren Kammerwände unterteilt ist und die Hülsenteile gegeneinander verdrehbar sind, wobei die die Kammerenden verschließende Trennscheibe ihrerseits geteilt und die Trennscheibenteile mit den Hülsen­ teilen aus einer Verschlußstellung, in der sich die Trennscheibenteile zu einer Trennwand der Kammern er­ gänzen in eine Offenstellung ver­ drehen lassen, in der die Kammer­ trennung wenigstens teilweise aufge­ hoben ist.