DE4428799A1 - Befestigungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement gemäß der Gattung des Anspruches 1.

Zur Verankerung in einem Bauteil sind Befestigungselemente bekannt, die einen hülsenförmigen Schaft mit einem am hinteren Ende vorgesehenen Innengewinde für die Aufnahme einer Befestigungsschraube aufweisen. Das vordere Ende des hülsenförmigen Schaftes ist mit Schlitzen und einer sich verengenden Innenbohrung versehen. Zur Verankerung des Befestigungselementes wird mit einem Einschlagwerkzeug ein Spreizstift in die sich verengende Bohrung eingetrieben. Dabei werden die durch die Schlitze gebildeten Spreizsegmente des Befestigungselementes radial nach außen gedrückt und im Bohrloch des Bauteiles verspreizt.

Dieses bekannte Konstruktionsprinzip hat jedoch den Nachteil, daß bei einer am Befestigungselement angreifenden Belastung keine sich verstärkende Verspreizung im Bohrloch eintritt. Vielmehr besteht die Neigung, daß der hülsenförmige Schaft des Befestigungselementes vom Spreizstift bei gleichzeitiger Verminderung der Halte kraft abgezogen wird. Dieses Wirkprinzip ist insbesondere für Befestigungen in einer Zugzone ungeeignet, da bei einer sich erweiternden Bohrung durch Rissbildung kein Nachspreizeffekt und damit eine Verstärkung der Aufspreizung eintritt.

Für Befestigungselemente mit einem Innengewinde für die Aufnahme einer Befestigungsschraube wurde daher in der DE-OS 37 12 213 eine Lösung vorgeschlagen, das aus einem Ankerbolzen, einer Spreizhülse und einem in die Spreizhülse einziehbaren Spreizkörper besteht. Der Spreizkörper ist dabei als Spreizkonus ausgebildet. Die Spreizhülse besitzt von ihrer dem Spreizkonus zugewandten Stirnseite ausgehende Längsschlitze, die beim Einziehen des Spreizkörpers ein Aufspreizen der Spreizhülse ermöglichen. Am anderen Ende ist zur Befestigung eines Gegenstandes an einem Bauteil ein Innengewinde vorgesehen, in das eine Befestigungsschraube einschraubbar ist. Bei diesem bekannten Befestigungselement weist der Ankerbolzen einen reduzierten Abschnitt auf, an dessen vorderen Ende sich der Spreizkörper anschließt. Die auf diesem reduzierten Abschnitt angeordnete Spreizhülse wird somit bei einer am Ankerbolzen angreifenden Belastung in die Spreizhülse eingezogen. Dadurch verstärkt sich die Aufspreizung mit zunehmender Belastung. Die gleiche Wirkung tritt auch ein, wenn sich durch Rissbildung eine Bohrlocherweiterung ergibt.

Dieses bekannte Befestigungselement ist zwar für einen Einsatz in der Zugzone geeignet, ist jedoch in der Herstellung aufwendig und teuer, da der Ankerbolzen aus einem Vollmaterial besteht und die Spreizhülse nachträglich auf den reduzierten Abschnitt des Ankerbolzens aufzubringen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zu schaffen, das in einfacher Weise montierbar und kostengünstig herstellbar ist und durch Nachspreizen für einen Einsatz in der Zugzone geeignet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Durch einen Verankerungsbereich, der durch einen eine zum vorderen Ende ansteigende Schrägfläche aufweisenden Einschnitt und einem auf der Schrägfläche aufsitzenden und in Richtung zum vorderen Ende verschiebbaren Spreizelement gebildet ist, wird ein Spreizeffekt erzielt, der sich bei zunehmender Belastung oder einem sich erweiternden Bohrloch durch Rissbildung sich verstärkt. Beim Eintreiben des Befestigungselementes in das vorbereitete Bohrloch eines Bauteiles wird das Spreizelement soweit verkeilt, daß es unverrückbar im Bohrloch gehalten wird. Beim Eindrehen der Befestigungsschraube in das Innengewinde des hülsenförmigen Schaftes zur Verspannung des zu befestigenden Gegenstandes tritt dann eine geringfügige axiale Verschiebung ein, die zu einer weiteren Verkeilung des Spreizelementes und des hülsenförmigen Schaftes führt.

Der hülsenförmige Schaft kann entweder aus einem Rohr hergestellt werden, wobei der Einschnitt dann eingefräst wird, oder aus einer Blechplatine ausgestanzt und anschließend zur Hülsenform gerollt werden. Bei letzterem Fertigungsverfahren ist es zweckmäßig, die Hülse an der Rollkante über Punktschweißen oder ineinandergreifende Sicken zusammenzuhalten. Beide Herstellverfahren lassen eine rationelle und damit kostengünstige Fertigung des erfindungsgemäßen Befestigungselementes zu.

Zur Halterung des Spreizelementes auf dem Einschnitt kann sich an den Einschnitt eine sich in Richtung zum hinteren Ende erstreckende Nut anschließen, in der ein am Spreizelement angeordneter Zapfen klemmend eingreift. Das Ende des Zapfens kann den Durchmesser des Schaftes überragend aufgebogen sein, um damit das Spreizelement zusätzlich gegen eine Verschiebung beim Spreizvorgang zu sichern.

Ebenfalls zu Sicherung des Spreizelementes gegen Verschieben kann die Außenfläche des Spreizelementes eine den Schaftdurchmesser geringfügig überragende Aufrauhung aufweisen.

Um günstige Haltewerte zu erreichen, ist es zweckmäßig, eine Einschnitttiefe vorzusehen, die sich etwa bis zur Mittelachse des Schaftes erstreckt und deren Schrägfläche tangential zum Innendurchmesser des Schaftes am vorderen Ende aus läuft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Befestigungselement in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 das in einem Bauteil verankerte Befestigungselement.

Das in der Zeichnung dargestellte Befestigungselement besteht aus einem hülsenförmigen Schaft 1, der an seinem hinteren Ende 2 ein Innengewinde 3 für die Aufnahme einer Befestigungsschraube 4 aufweist. Am vorderen Ende 5 des Schaftes befindet sich ein Einschnitt 6 mit einer zum vorderen Ende 5 ansteigenden Schrägfläche 7. Im Einschnitt 6 ist ein Spreizelement 8 angeordnet, das die durch den Einschnitt 6 fehlende Kontur des hülsenförmigen Schaftes 1 ergänzt. Die Außenfläche des Spreizelementes 8 ist mit einer durch Riefen gebildeten Aufrauhung 9 versehen, die geringfügig den Schaftdurchmesser überragt. In Fortsetzung des Einschnittes 6 in Richtung zum hinteren Ende 2 des Schaftes 1 erstreckt sich eine Nut 10, in der ein am Spreizelement 8 angeordneter Zapfen 11 klemmend eingreift. Das Zapfenende 12 ist etwas aufgebogen, so daß durch das überstehende Zapfenende 12 ein Widerhaken für das Spreizelement 8 entsteht.

Fig. 2 zeigt das in einem Bauteil 13 verankerte Befestigungselement. Zur Verankerung wird das Befestigungselement in das Bohrloch 14 des Bauteiles 13 soweit eingeschoben, bis das hintere Stirnende 2 des Schaftes 1 ausreichend genug unterhalb der Bauteiloberfläche 15 liegt. Beim Eintreiben des Befestigungselementes liegt das Spreizelement 8 an der zur Schrägfläche 7 senkrecht stehenden Anschlagfläche 16 an. Danach wird der zu befestigende Gegenstand 17 auf die Bauteiloberfläche 15 aufgelegt und durch Eindrehen der Schraube 4 in das Innengewinde 3 des Schaftes 1 verspannt. Bei dieser Verspannung tritt eine axiale Verschiebung des hülsenförmigen Schaftes 1 gegenüber dem unverrückbar im Bohrloch gehaltenen Spreizelement 8 ein. Durch diese axiale Verschiebung wird das Spreizelement 8 durch die Schrägfläche 7 des Einschnittes 6 radial nach außen gedrückt, und dadurch das Befestigungselement im Bohrloch 14 des Bauteils 13 verankert. Tritt nach der Verankerung durch Rissbildung eine Bohrlocherweiterung ein oder die am Schaft angreifenden Belastung wird erhöht, ergibt sich eine weitere axiale Verschiebung, die die Verspreizung des Befestigungselementes verstärkt. Optimale Verankerungswerte werden dann erreicht, wenn die tiefste Stelle des Einschnittes 6 sich annähernd bis zur Mittelachse des Schaftes 1 erstreckt, und die Schrägfläche 7 tangential zum Innendurchmesser des Schaftes 1 am vorderen Ende 5 ausläuft.

Claims (5)

1. Befestigungselement zur Verankerung in einem Bauteil mit einem hülsen­ förmigen Schaft, der an seinem hinteren Ende ein Innengewinde für die Aufnahme einer Befestigungsschraube und an seinem vorderen Ende einen Verankerungsbereich aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verankerungsbereich durch einen eine zum vorderen Ende (5) ansteigende Schrägfläche (7) aufweisenden Einschnitt (6) und einem auf der Schrägfläche (7) aufsitzenden und in Richtung zum vorderen Ende verschiebbaren Spreizelement (8) gebildet ist, das den Einschnitt (6) entsprechend der Außenkontur des hülsenförmigen Schaftes (1) abdeckt.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Einschnitt (6) eine sich in Richtung zum hinteren Ende (2) er­ streckende Nut (10) anschließt, in der ein am Spreizelement (8) angeordneter Zapfen (11) klemmend eingreift.

3. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zapfenende (12) den Durchmesser des Schaftes (1) überragend aufgebogen ist.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Spreizelementes (8) eine vorzugsweise durch Riefen gebildete und den Schaftdurchmesser geringfügig überragende Aufrauhung (9) aufweist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefste Stelle des Einschnitts (6) sich annähernd bis zur Mittelachse des Schaftes (1) erstreckt und die Schrägfläche (7) tangential zum Innendurch­ messer des Schaftes (1) am vorderen Ende (5) ausläuft.