DE4113924C2 - Befestigungselement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, dessen aus
einem Kunststoffdübel und einem Metalldübel bestehende,
miteinander verbindbare Dübel zur Aufnahme des Schaftes
einer Kopfschraube ausgebildet sind, von denen der
Kunststoffdübel eine mit einer Axialbohrung versehene Hülse
umfaßt und der Metalldübel eine mit Innengewinde für den
Eingriff des Schaftes der Kopfschraube versehene, in einen
Konus mündende Axialbohrung und durch Schlitze getrennte
Spreizsegmente aufweist, wobei für das Zusammenstecken der
beiden Dübel der Kunststoffdübel einen Einsetzbereich und
der Metalldübel einen Ringkragen aufweist.
Aus der DE-OS 31 11 241 ist ein Innengewindedübel bekannt,
der aus einem rohrförmigen Element besteht, in dem sich ein
Spreizkonus befindet. Dieser Spreizkonus sitzt jedoch
innerhalb des rohrförmigen Elementes, so daß zur Erzielung
einer Spreizwirkung in dieses rohrförmige Element konische
Ringflächen und Längsschlitze eingeformt sein müssen. Dies
verteuert die Herstellung und erschwert ein Einsetzen des
gesamten Befestigungselementes durch Einschlagen.
Aus dem DE-Gebrauchsmuster 84 35 282 ist ein Spreizanker zum
Einsetzen in ein Bohrloch mit einem Gewindebolzen bekannt,
auf dem ein Spreizkörper sowie eine Mutter aufgeschraubt
sind. Zwischen Mutter und Spreizkörper befinden sich zwei
Spreizhülsen, wobei die vordere Spreizhülse durch einen am
Spreizkörper vorgesehenen Außenkonus und die hintere
Spreizhülse durch einen am rückwärtigen Ende der vorderen
Spreizhülse vorgesehenen Außenkonus aufspreizbar sind. Bei
diesem Befestigungselement wird durch ein Anziehen der
Mutter der Spreizkörper in den Innenkonus der einen
Spreizhülse eingezogen. Diese Spreizhülse spreizt sich zwar
auch, es ist jedoch möglich, daß der Spreizkörper bei einem
zu großen Bohrloch durch die Spreizhülse hindurchgezogen
wird, ohne daß eine gesicherte Festlegung des
Befestigungselementes erfolgt. Ferner ist dieses
Befestigungselement nicht zum Einschlagen in ein Mauerwerk
geeignet.
Ein weiteres Befestigungselement ist aus der DE-OS 40 10 999
bekannt. Dort umfaßt allerdings der Metalldübel mit
einem Ringkragen einen Dübelfuß des Kunststoffdübels, so
daß sich der Metalldübel beim Anziehen der Schraube in
diesem Bereich aufspreizt. Für eine Reihe von
Anwendungsfällen hat sich diese Ausführungsform eines
Befestigungselementes als ungünstig erwiesen. Insbesondere
gilt dies in bezug auf die Haltekraft und auf den Verbleib
des Dübels im Bohrloch, auch wenn die Schraube wieder
herausgedreht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein o. g.
Befestigungselement zu entwickeln, bei dem die Haltekraft
noch wesentlich erhöht und eine Schraube beliebig oft aus-
bzw. eingeschraubt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Einsetzbereich des
Kunststoffdübels ein Hülsenteil ist, das eine zylindrische
Wand mit einem größeren Innendurchmesser als der
Durchmesser der Axialbohrung aufweist und der Ringkragen
des Metalldübels ein Stutzen ist, der eine zylindrische
Wand mit einem, dem Innendurchmesser des Kunststoffdübels
entsprechenden Außendurchmesser, der kleiner ist als der
Außendurchmesser des übrigen Metalldübels, aufweist, und
daß der Metalldübel unter Aufspreizen des Hülsenteils in
den Kunststoffdübel einziehbar ist, wobei der
Schraubenschaft so bemessen ist, daß die Spreizung des
Hülsenteils erfolgt, bevor der Schraubenschaft in den Konus
des Metalldübels eingreift.
Die Folge dieser Anordnung ist, daß beim Anziehen der
Schraube dieser Metalldübel in den Kunststoffdübel
eingleitet und diesen Kunststoffdübel aufspreizt bzw.
aufweitet. Hierdurch verkeilt sich der Kunststoffdübel
derartig fest in ein Bohrloch od. dgl., daß seine
Haltekraft alle Befestigungsanforderungen in beliebigen
Mauerwerken löst. Vor allem gilt dies für eine Festle
gung des Befestigungselementes in einem porigen Mauerwerk,
beispielweise in Poroton-Steinen. Durch das Zurücklaufen
des Metalldübels erfolgt ein Festkrallen des
Kunststoffdübels von innen her, so daß das
Befestigungselement derartig festsitzt, daß es sich nicht
mehr in dem Bohrloch bewegt. Jetzt kann die Schraube wieder
heraus- bzw. hineingedreht werden, ohne daß sich etwas an
der Haltekraft des Befestigungselementes ändert.
Das Befestigungselement kann mit bereits
eingesetzter Schraube angeboten werden, allerdings kann auch die
Einheit aus Metalldübel und Kunststoffdübel in ein
vorbereitetes Bohrloch eingesetzt werden. Insbesondere,
wenn das Befestigungselement bereits aus Einheit von
Schraube, Kunststoffdübel und Metalldübel besteht,
braucht in manchen Mauerwerken überhaupt kein Bohrloch
mehr vorgebohrt zu werden, sondern das Befestigungs
element kann in das Mauerwerk eingeschlagen und sodann
die Schraube festgezogen werden. Hierdurch ist die
Montage in vielen Mauerwerken wesentlich vereinfacht.
Das Befestigungselement ist sowohl für die
Durchsteckmontage wie auch für die Bündigkeitsmontage
geeignet.
Der Kunststoffdübel besitzt bevorzugt Drehsicherungs
rippen und kann zusätzlich noch mit Schwächungslinien
belegt sein. Die Drehsicherungsrippen bewirken, daß der
Kunststoffdübel bei einem Anziehen der Schraube nicht
mitdrehen kann. Die Schwächungslinien geben einem
Aufweiten des Kunststoffdübels nach, sobald der Metall
dübel in den Kunststoffdübel eingezogen wird.
Damit auch der Metalldübel nicht mitdreht, sollte die
Innenwand des Einsatzbereiches des Kunststoffdübels
zumindest mit einem Steg belegt sein, welcher in
Gebrauchslage in eine Ausnehmung in dem Ringkragen des
Metalldübels eingreift. Ferner ist vorgesehen, daß die
Wandstärke im Einsatzbereich geringer ist als im
übrigen Bereich des Kunststoffdübels. Auch hierdurch
wird einem Einziehen des Metalldübels in den
Kunststoffdübel ein relativ geringer Widerstand
entgegengesetzt. Andererseits sind aber die übrigen
Teile des Kunststoffdübels relativ steif ausgebildet,
so daß sie insbesondere mit den Drehsicherungsrippen
fest in einem Bohrloch sitzen und nicht nachgeben.
Wie bereits bekannt, sollte der Metalldübel Spreizseg
mente aufweisen, welche durch Schlitze getrennt sind.
Ferner besitzt der Metalldübel ein Innengewinde, mit
welchem der Metalldübel auf den Schraubenschaft der
Schraube aufgeschraubt werden kann. Zur Dübelöffnung
hin verjüngt sich die Axialbohrung des Metalldübels
konisch, so daß bei einem Anziehen der Schraube das
Schraubenschaftende die Spreizsegmente des Metalldübels
aufweitet, was in der Regel erst innerhalb des Kunst
stoffdübels geschieht. Diese Aufweitung wird somit auch
auf den Kunststoffdübel übertragen, und es entsteht eine
wesentliche Materialanhäufung innerhalb des Bohrloches.
Die Haltekraft dieses erfindungsgemäßen Befestigungs
elementes ist vergleichbar mit derjenigen eines Schwer
lastankers, allerdings ist das erfindungsgemäße Be
festigungselement für alle Mauerwerke einsetzbar,
während die bekannten Schwerlastanker nur in festen
Baustoffen zu verwenden sind.
Beim Einschlagen schützt im übrigen die Kunststoffhülse
den Schraubenschaft vor einem Eindringen von Dreck und
Staub in das Außengewinde, so daß auch das Einschrauben
der Schraube wesentlich verbessert ist.
Zur einfachen optischen Prüfung, ob ein beispielsweise in
ein Mauerwerk eingeschlagenes, erfindungsgemäßes Be
festigungselement bereits angezogen ist oder nicht
wird - und diese Maßnahme ist grundsätzlich bei Dübeln anwendbar -
dem Kunststoffdübel an seinem, dem
Schraubenkopf zugewandten Ende ein Ringflansch ange
formt, der als Einschlagbegrenzung bzw. Einsetzbe
grenzung des Dübels dient. Auf diesen Ringflansch folgt
zum Schraubenkopf hin ein Ringkragen, der einen
Schraubenkopf-Distanzhalter bildet. Wird der Dübel
lediglich in ein vorgebohrtes Loch eingesetzt oder in
ein Mauerwerk eingeschlagen, ohne daß die Schraube
angezogen wird, so bleibt dieser Ringkragen erhalten
und dient als optische Setzanzeige. Erst wenn die
Schraube angezogen wird, gibt der Ringkragen nach und
wird beispielsweise abgequetscht oder platzt auf. Dies
ist dann das Zeichen, daß die Schraube angezogen ist.
Letztendlich liegt der Schraubenkopf nach dem Anziehen
dem Ringflansch an.
Ferner vermeidet der Ringflansch ein Überziehen der
Schraube und dient somit als Drehmomentstopper. Auch
ein Aufplatzen des Mauerwerkes wird verhindert. Der
Dübel sitzt formschlüssig im Mauerwerk. Dies ist ein
ganz erheblicher Vorteil.
Es könnte auch beispielsweise ein Metalldübel
verwendet werden, dem ein entsprechender nachgiebiger
Ringkragen angeformt ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie an Hand der
Zeichnung näher erläutert; diese zeigt in
Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines erfindungs
gemäßen Befestigungselementes, teilweise im
Längsschnitt gezeigt;
Fig. 2 eine Explosionszeichnung eines weiteren
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Befestigungselementes, teilweise im
Längsschnitt gezeigt;
Fig. 3 das erfindungsgemäße Befestigungselement in
Gebrauchslage.
Ein erfindungsgemäßes Befestigungselement R weist gemäß
Fig. 1 im wesentlichen 3 Teile auf, nämlich eine
Schraube 1 mit Unterlegscheibe 2, einen Kunststoffdübel
3 sowie einen Metalldübel 4. Verkaufsfertig sind alle
drei Teile zusammengesetzt, allerdings kann
die Schraube 1 auch erst
nachträglich in die Kombination aus Kunststoffdübel 3
und Metalldübel 4 eingesetzt werden.
Bei der Schraube 1 handelt es sich bevorzugt um eine
metrische Sechskantschraube mit einem entsprechenden
Schraubenkopf 5, einem Schaft 6 und einem am Schaft 6
angeordneten Außengewinde 7.
Der Kunststoffdübel 3 besteht aus einer Kunststoff
hülse, welche außen mit Drehsicherungsrippen 8 versehen
ist. Ferner können diesem Kunststoffdübel 3 noch
Schwächungslinien 9 eingeformt sein, welche bei einem
Weiten des Kunststoffdübels 3 nachgeben bzw. aufplatzen
können.
In seinem wesentlichen Längsbereich besitzt der Kunst
stoffdübel 3 einen Durchmesser d. Dieser Durchmesser d
erweitert sich jedoch zum Metalldübel 4 hin in einem
Einsetzbereich 10 zu einem Durchmesser d1, so daß die
Wandstärke einer Hülsenwand 11 in dem Einsetzbereich 10
abnimmt und flexibler wird.
Ferner ist eine Innenwand 12 im Einsetzbereich 10 mit
Stegen 13 belegt, wobei diese Stege 13 in Ausnehmungen
14 eines Ringkragens 15 an dem Metalldübel 4 hinein
passen. Mit diesem Ringkragen 15 wird im übrigen der
Metalldübel 4 in den Einsetzbereich 10 eingesteckt,
wobei der Außendurchmesser des Ringkragens 15 dem
Innendurchmesser d1 des Einsetzbereiches 10 entspricht.
Beim Einsetzen gleiten die Stege 13 in die Ausnehmung
14 und bilden so eine Drehsicherung des Metalldübels 4
gegenüber dem Kunststoffdübel 3.
Im Anschluß an den Ringkragen 15 weist der Metalldübel
4 mehrere Spreizsegmente 16 auf, welche jeweils über
einen Schlitz 17 voneinander getrennt sind. Eine
entsprechende Axialbohrung 18, welche den Metalldübel 4
durchzieht, ist in weiten Teilen mit einem Innengewinde
19 versehen. Dieses Innengewinde 19 wirkt mit dem
Außengewinde 7 der Schraube 1 zusammen.
Ferner verjüngt sich die Axialbohrung 18 konisch in
Richtung einer Dübelöffnung 20, wobei diese durch einen
Konus 21 in Fig. 1 angedeutet ist.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Befestigungs
elemtens R ist folgende:
Bevorzugt wird das Befestigungselement R montagefertig
angeboten, d. h., der Metalldübel 4 sitzt mit seinem
Ringkragen 15 in dem Einsetzbereich 10 des Kunststoff
dübels 2 und die Schraube 1 durchstößt mit ihrem Schaft
6 den Kunststoffdübel 3 und ist in den Metalldübel 4
eingeschraubt. Selbstverständlich ist auch ein
getrenntes Anwenden von Schraube und Dübel möglich.
Ein derartiges, fertiges Befestigungselement kann
nunmehr entweder in ein Bohrloch eingesetzt oder aber
in ein entsprechendes Mauerwerk, beispielsweise aus
Gasbeton, eingeschlagen werden. Nunmehr wird die
Schraube 1 gedreht, wobei beispielsweise ein
Ringschlüssel den Schraubenkopf 5 angreifen kann. Die
Drehsicherungsrippen 8 (siehe Fig. 3) bewirken dabei,
daß sich der Kunststoffdübel 3 in dem Mauerwerk 22
nicht mitdrehen kann. Auch der Metalldübel 4 dreht sich
nicht mit, da er durch die in den Ausnehmungen 14
sitzenden Stegen 13 gesichert ist.
Beim Drehen bleibt allerdings die Schraube 1 relativ
ortsfest, wobei die Unterlegscheibe 2 auf ein
festzulegendes Element 23 drückt. Dagegen wird der
Metalldübel 4 durch das Drehen der Schraube 1 in
Richtung x angezogen und schlüpft in den Kunststoff
dübel 3. Der Kunststoffdübel 3 gibt dabei nach, wobei
sich in erster Linie der geschwächte Einsatzbereich 10
weitet und nur einen geringen Widerstand gegen das
Eindringen des Metalldübels 4 bildet.
Sobald der Schaft 6 der Schraube 1 den Konus 21 des
Metalldübels 4 erreicht, gleiten die Spreizsegmente 16
auf den Schaft 6 auf und weiten sich entsprechend.
Jetzt wird der Metalldübel 4 zusammen mit diesen ge
weiteten Spreizsegmenten 16 in den Kunststoffdübel 3
eingezogen, so daß es zu einer erheblichen Aufbauchung
kommt, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Sofern die
Schwächungslinien 9 nicht reißen, neigt der Kunststoff
dübel 3 nach dem Eintritt des Metalldübels 4 wieder zu
einem Schließen.
Wesentlich jedoch ist, daß durch den Metalldübel 4 eine
erhebliche Aufweitung des Kunststoffdübels 3 in
Richtung auf das Bohrloch 24 stattfindet, wobei es hier
andererseits des Schraubenkopfes 5 zu einer Materialan
häufung kommt, welche eine außerordentliche hohe Halte
kraft bewirkt.
Falls gewünscht, kann jetzt auch die Schraube 1 wieder
aus dem Kunststoff- bzw. Metalldübel 3 bzw. 4 herausge
dreht werden, die Einheit aus Kunststoffdübel 3 und
Metalldübel 4 verbleibt im Bohrloch 24 und ist
jederzeit wieder zur Aufnahme der Schraube 1 bereit,
wobei keinerlei Einbußen der Haltekraft beim Wieder
einsetzen der Schraube 1 erfolgen.
Eine weitere Verbesserung ist in einem Befestigungsele
ment R1 gemäß Fig. 2 zu erkennen. Hier ist dem Kunst
stoffdübel 3a am freien Ende noch ein Ringflansch 25
angeformt, auf den ein Ringkragen 26 als Schraubenkopf-
Distanzhalter folgt. Der Ringflansch 25 dient als Ein
schlagbegrenzung, der Ringkragen als optische Setzan
zeige bzw. Drehmomentstopper der Schraube 1. Der Ring
kragen 26 ist so dimensioniert, daß er beim Einschrau
ben der Schraube abgequetscht wird bzw. aufplatzt und
der Schraubenkopf 5 schlußendlich bündig an der Wand
od. dgl. anliegt. Dadurch ist gewährleistet, daß eine
optische Prüfung stattfinden kann, ob eine Schraube 1
angezogen ist oder nicht.
Das erfindungsgemäße Befestigungselement R bzw. R1
ist für jedes Mauerwerk einsetzbar, sei es Beton, Voll-
und Hohlmauerwerk sowie weiches Leichtmauerwerk. Die
Länge der Kunststoffdübelhülsen ist frei wählbar, so
daß jeder gewünschten Größe eines entsprechenden Ankers
Rechnung getragen werden kann. Das Befestigungselement
eignet sich sowohl für die Durchsteckmontage
(Schraubenkopf bzw. Unterlegscheibe ist bündig mit
Befestigungsgegenstand) wie auch für Bündigkeitsmontage
(Schraubenkopf bzw. Unterlegscheibe liegt bündig mit
dem Mauerwerk).
Claims (5)
1. Befestigungselement, dessen aus einem Kunststoffdübel
und einem Metalldübel bestehende, miteinander verbindbare
Dübel zur Aufnahme des Schaftes einer Kopfschraube
ausgebildet sind, von denen der Kunststoffdübel eine mit
einer Axialbohrung versehene Hülse umfaßt und der
Metalldübel eine mit Innengewinde für den Eingriff des
Schaftes der Kopfschraube versehene, in einen Konus
mündende Axialbohrung und durch Schlitze getrennte
Spreizsegmente aufweist, wobei für das Zusammenstecken der
beiden Dübel der Kunststoffdübel einen Einsetzbereich und
der Metalldübel einen Ringkragen aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsetzbereich (10) des Kunststoffdübels (3) ein
Hülsenteil ist, das eine zylindrische Wand mit einem
größeren Innendurchmesser (d₁)als der Durchmesser (d) der
Axialbohrung aufweist und der Ringkragen (15) des
Metalldübels (4) ein Stutzen ist, der eine zylindrische
Wand mit einem, dem Innendurchmesser (d₁) des
Kunststoffdübels (3) entsprechenden Außendurchmesser, der
kleiner ist als der Außendurchmesser des übrigen
Metalldübels (4), aufweist, und daß der Metalldübel (4)
unter Aufspreizen des Hülsenteils in den Kunststoffdübel
(3) einziehbar ist, wobei der Schraubenschaft (6) so
bemessen ist, daß die Spreizung des Hülsenteils erfolgt,
bevor der Schraubenschaft (6) in den Konus (21) des
Metalldübels (4) eingreift.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Innenwand (12) des Hülsenteils
radial einwärts gerichtete Stege (13) angeformt sind, die
in Ausnehmungen (14) des Ringkragens (15) passen.
3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kunststoffdübel (3) Drehsicherungsrippen
(8) aufweist, die sich bis in den Einsetzbereich
(10) erstrecken.
4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffdübel (3) axiale
Schwächungslinien (9) aufweist.
5. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Kunststoffdübel (3) an seinem, dem
Einsetzbereich (10) entgegengesetzten Ende ein Ringflansch
(25) und ein Ringkragen (26) angeformt sind, wobei der
Ringkragen (26) beim Anziehen der Kopfschraube (1) abgequetscht
zu werden oder aufzuplatzen bestimmt ist.
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