DE7624985U1 - Dübel mit Setzkontrolle - Google Patents

Description

.« ti

f^bR 8ANDMA.R · " /f J

«PRO η ι ρΐϊ!*Ν

L !rJo SCHWABf^bR. 8ANDMA.R · DL. mu. _TfiNTAHWÄLTE β MÖNCHEN Ve.MAUtRKIBCHBReTB.4e

Anwaltsakte 27 354

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)

Dübel mit Setzkontrolle

Die Erfindung betrifft einen Dübel mit Spreizhülse, einem in die Spreizhülse mittels einer ein-Gewinde aufweisenden Ankerstange einziehbaren Spreizkörper, einem Gegenlager am Lastbefestigungsende der Ankerstange und einem zum Gegenlager koaxial angeordneten Angriffsmittel zum Aufbringen eines Drehmomentes, wobei das Angriffsmittel vom Gegenlager bei Erreichen eines vorbestimmten Drehmomentes trennbar ist.

7624985 06.07.78

Um bei Spreizdübeln eine ausreichende Belastbarkeit zu erzielen, muss die Spreizhülse mit vorbestimmbarer Kraft gegen die ■Wandung des Bohrloches gepresst werden* Je nach Härte des Aufnahmematerials ist dazu der Spreizkörper mehr oder weniger tief in die Spreizhülse einzuziehen. Die Spreizkraft wiederum wird über ein Werkzeug in Form eines Drehmomentes an entsprechende Angriffsmittel des Dübels abgegeben. Mit zunehmender Spreizkraft erhöht sich auch das an das Angriffsmittel abzugebende Drehmoment. Letzteres ist somit ein Mass für den Verankerungswert des Dübels.

Das zur Erzielung des optimalen Verankerungswertes des Dübels erforderliche Drehmoment wird bis anhin durch Verwenden eines Drehmomentschlüssels sichergestellt. Abgesehen davon, dass es sich bei einem Drehmomentschlüssel um ein aufwendiges und empfindliches Werkzeug handelt, bringt diese Drehmomentkontrolle auch das Problem, dass bei unterschiedlichen Dübeldimensionen auch unterschiedliche Drehmomentwerte zu berücksichtigen sind.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Dübel bekannt geworden, die fiber eine eiaene Drehmoment-Beqrenzung verfugen: An dem der Ankerstange zugeordneten Gegenlager, z.B. einer Mutter, ist ein Angriffsmittel über einen eine Sollbruchstelle bildender. Ringsteg verbunden. Das Angriffsmittel weist korrespondierend zum Gegenlager einen Aussensechskant gleicher Abmessung.auf.

Auf diese Weise kann mittels einem einfachen Werkzeug, wie beispielsweise einem Gabelschlüssel, über das Angriffsmittel das zur Erreichung der ordnungsgemässen Verankerung erforderliche Drehmoment übertragen werden. Sobald der vorbestimmte Verankerungswert erreicht ist, vermag der Ringsteg das vom Werkzeug auf das Angriffsmittel abgegebene erhöhte Drehmoment nicht mehr zu Obertragen und bricht. Alsdann ist es auch möglich, durch Angriff des Werkzeuges am Gegenlager dieses weiterzudrehen und dadurch den Verankerungswert zu erhöhen.

7624985 06.07.78

J*

Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Lösung ist der, dass das gleichachsig auf dem Gegenlager angeordnete Angriffsmittel dieselbe Aussenform wie das Gegenlager aufweist und so das Werkzeug gleichzeitig an Angriffsmittel und Gegenlager fassen kann, sodass der Ringsteg keiner Bruchbelastung ausgesetzt ist und folglich auch nicht bricht. Da somit das Angriffsmittel nicht vom Gegenlager abgetrennt wird, besteht keine Gewissheit, ob dieser Dübel ausreichend verankert ist.

Als nachteilig hat sich aber auch die bei ordnungsgemässem Anzieher· des Angriffsmittels auftretende Bruchfläche des Ringsteges erwiesen, da hier sowohl die Funktionstüchtigkeit des Gegenlagers mindernde als auch das Aussehen der Befestigung beeinträchtigende Korrosion auftritt. Ein Ringsteg hat sich zudem als Sollbruchstelle mit relativ breitem Streubereich der Bruchkräfte erwiesen, sodass es sich hierbei um eine nicht ausreichend präzise Anzugssicherung handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dübel mit präziser und zuverlässiger Setzkontrolle zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch das Verbinden des Gegenlagers mit dem Angriffsmittel über Scherstifte gelöst.

Scherstifte lassen sich problemlos, präsise und zuverlässig dimensionieren, sodass exakte 3ruchkräfte-erzielbar sind. Zudem sind die Bruchkräfte auch durch die Anzahl, den Durchmesser, und entsprechende Wahl des Materials der Scherstifte steuerbar.

Als besonders vorteilhaft haben sich Scherstifte aus Alu-Legierungen erwiesen, da diese korrosionsunempfindliche Bruchflächen sauberen Aussehens gewährleisten. Zweckmässig sind die Scherstifte in entsprechende Aufnahmebohrungen des Gegenlagers bzw. Angriffsmittels eingepresst oder eingeklebt.

7624985 06.07.78

Um ein Uebergreifen des Werkzeuges vom Angriffsmittel auf das Gegenlager zu verhindern, kann zwischen Gegenlager und Angriffsmittel beispielsweise eine den Durchmesser des Gegenlagers überragende Scheibe eingelegt werden.

Vorzugsweise sind die Scherstifte parallel zur Dübelachse in das Gegenlager bzw. das Angriffsmittel eingesetzt. Diese Ausführungsform gewährleistet besonders exakte Scherbedingungen, da das Angriffsmittel stirnseitig direkt am Gegenlager anliegt und die Scherstifte so also reiner Scherbeanspruchung ausgesetzt sind. Um eine gleichmässige Verteilung der Scherkraft zu erzielen, sind zweckmässig drei in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Scherstifte vorgesehen, wobei es vorteilhaft ist, das Angriffsmittel durch einen axial gerichteten Zentralstift gegenüber dem Gegenlager zu zentrieren.

Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend, sind die Scherstifte normal zur Dübelachse in das Gegenlager bzw. das Angriffsmittel eingesetzt. Das Angriffsmittel ist in diesem Falle das Gegenlager am Umfang umfassend, beispielsweise als Manschette, ausgebildet. Der besondere Vorteil dieser Lösung liegt in der erzielbaren kleinen Gesamthöhe von Gegenlager und Angriffsmittel, was sich insbesondere beim Einsatz eines solchen Dübels an schwer zugänglichen Stellen in der Montage sehr positiv auswirken kann. Ferner wird durch ein das Gegenlager umfassendes Angriffsmittel sichergestellt, dass das Werkzeug bis zum Bruch der Scherstifte bzw. der Entfernung des Angriffsmittels vom Gegenlager nur am Angriffsmittel fassen kann. Zudem gewährleistet ein das Gegenlager anliegend umfassendes Angriffsmittel eine zuverlässige Zentrierung desselben und damit gleichmässiges Verteilen der Scherkräfte.

Bei der Montage des Dübels besteht die Gefahr, dass die Bedienungsperson im Moment des plötzlichen Brechens der Scherstifte und des demzufolge freien Drehens des Angriffsmittels überrascht wird und dadurch - man denke an den Montageeinsatz auf Baugerüsten - mit dem Werkzeug ausrutscht und den Halt verliert. Um diese Schreckgefahr

7624985 06.07.78

auszuschalten, wird zwischen Gegenlager und Angriffsmittel ein deren relative Verdrehbarkeit begrenzender Anschlag vorgeschlagen. So wird sichergestellt, dass das Angriffsmittel nach dem wahrnehmbaren Bruch der Seherstifte das Angriffsmittel nur um einen zweckmässig kleinen Winkelbereich verschwenkt wird und die Bedienungsperson währenddessen erfahrungsgemäss mit dem Werkzeug vom Angriffsmittel nicht abgleitet,

In Weiterbildung der Erfindung ist der Anschlag als ein in eine entgegen der Anzugsrichtung weisende Freilaufnut ragender Stift ausgebildet. Die Kraftaufnahmefähigkeit des Stiftes ist dabei möglichst grosser als die Gesamtscherkraft der Scherstifte zu wählen. Der Stift vermag so nach dem Brechen der Scherstifte grössere Drehmomente vom Angriffsmittel auf das Gegenlager zu übertragen, sodass der Dübel auf seinen maximalen Verankerungswert nachgespannt werden kann.

Der Stift kann das Angriffsmittel durch einen Kopf auch formschlüssig haltern, sodass das Angriffsmittel vom Gegenlager des gesetzten Dübels nicht abfallen kann. Die freie begrenzte Schwenkbarkeit des Angriffsmittels relativ zum Gegenlager zeigt in diesem Falle an, dass der Dübel zumindest mit dem vorbestimmten Verankerungswert im Aufnahmematerial sitzt.

Mit Vorteil ist das Angriffsmittel als das Gegenlager übergreifende Kappe ausgebildet. Eine Kappe ermöglicht das Einsetzen der Scherstifte sowohl parallel als auch normal zur Dübelachse. Ein erheblicher Vorteil ist zudem der, dass die Kappe durch deren stirnseitiges Anliegen am Gegenlager als auch das Umfassen des letzteren formschlüssig auf dem Gegenlager sitzt und deshalb beim Fallenlassen eines solchen Dübels auf den Kopf die Scherstifte nicht beansprucht werden; der Dübel ist also gegen Schlageinwirkung auf den Kopf unempfindlich. Eine Kappe stellt zudem sicher, dass das Werkzeug bis zum Erreichen des vorbestimmten Verankerungswertes nur am Angriffsmittel fassen kann.

7624985 06.07.78

Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend weist der Aussenmantel des Gegenlagers Angriffsflächen für ein Werkzeug auf. Nachdem die Scherstifte ,gebrochen sind und das Angriffsmittel vom Gegenlager entfernt ist, lässt sich ein Werkzeug am Gegenlagei ansetzen und durch Aufbringen eines entsprechenden Drehmomentes der Verankerungswert des Dübels noch erhöhen. Selbstverständlich wird durch Angriffsflächen am Gegenlager auch das Lösen des Dübels ermöglicht. Zweckmässig ist das Gegenlager als Sechskant, in Form einer Mutter bzw. eines Schraubenkopfes, ausgebildet.

Insbesondere bei Auslegung der Scherstifte auf den durch die festigkeitsmässige Belastbarkeit des Dübels selbst, beziehungsweise des Aufnahmematerials begrenzten maximalen Spreizwert, sollte ein Nachziehen oder Lösen des Gegeniagers unterbleiben, um den Verankerungswert nicht zu beeinträchtigen. Zur Anzeige allfälligen Manipulierens am Gegenlager weisen die Angriffsflächen vorschlagsgemäss deshalb eine zerstörbare Schutzschicht auf. Diese kann beispielsweise eine im Tauchverfahren aufgebrachte Färb- oder Kunststoffschicht sein, welche beim kraftschlüssigen Ansetzen eines Werkzeuges abplatzt. Ebenso eignet sich hierau ein verletzbarer bzw. zerstörbarer metallener Ueber^ug.

Um den Verankerungszustand eines gesetzten Dübels auch aus Distanz erkennen zu können, ist es zweckmässig, die Angriffsmittel, das Gegenlager selbst oder eine das Gegenlager umgebende, zerstörbare Schutzschicht mit einer entsprechenden, auffälligen Farbmarkierung zu versehen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden und zwar zeigen:

Fig. 1 Einen in ein Aufnahmematerial eingesetzten, ungespreizten Dübel im Schnitt, mit als Schraube ausgebildeter Ankerstange,

7624985 06.07.78

Fig. 2 einen Schnitt durch den Dübel gemäss Figur 1, entlang der Linie II/II.

Fig. 3 Einen weiteren, in ein Aufnahmematerial eingesetzten, ungespreizten Dübel im Schnitt, mit als Gewindestange ausgebildeter Ankerstange,

Fig. 4 Eins Ansicht des Dübels gemäss Figur 3, in Pfeilrichtung IV.

Fig. 5 Das Lastbefestigungsende einer anderer Ausführungsform des Dübels, mit parallel zur Dübelachse eingesetzten Scherstiften.

Fig. 6 Eine weitere Ausführungsform Jes Lastbefestigungsendes eines Dübels mit normal zur Dübelachse angeordneten Scherstiften,

Fig. 7 Einen Schnitt durch den Dübel gemäss Figur 6, entlang der Linie VII/VII.

Der in Figur 1 dargestellte Dübel ist in eine Aufnahmebohrung 1, beispielsweise in Beton eingesetzt und dient dem Befestigen eines Gegenstandes 2.

Der-Dübel- besteht im wesentlichen aus einer insgesamt-mit 3 bezeichneten Spreizhülse, die zur Erleichterung der Spreizung vorderseitig Längsschlitze 3a aufweist. Ein kegeliger Spreizkörper 4 wird mittels einer als Schraube ausgebildeten, insgesamt mit 5 bezeichneten Ankerstange zum Aufweiten der Spreizhülse 3 von vorne in letztere hineingezogen. Dabei bildet der Kopf 5a der Ankerstange 5 ein sich über eine Unterlagsscheibe 6 gegen den zu befestigenden Gegenstand 2 abstützendes Gegenlager.

7624985 06.07.78

• ι ■ t ι ι · ι ι

• •tit« ft ff« · CC

Das Anziehen des Kopfes 5a erfolgt mittels eines an sich bekannten, nicht dargestellten Werkzeuges, unter Angriff an einem als Kappe 7 ausgebildeten Angriffsmittel, welches den Kopf 5a übergreift und durch parallel zur Dübelachse gerichtete Scherstifte 8 mit dem Kopf 5a verbunden ist.

Wie in Figur 2 gezeigt, sind drei in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete Scherstifte 8 vorgesehen. Die Kappe 7 und der Kopf 5a weisen zum Angriff von Werkzeugen einen Aussensechskant auf. Der Aussensechskant des Kopfes 5a trägt eine unter dem Angriff eines Werkzeuges zerstörbare Schutzschicht 9, welche dazu dient, nachträgliche Manipulationen wie weiteres Anziehen oder Lösen des Kopfes 5a feststellen zu können.

Zum Verankern des Dübels wird die Kappe 7 mittels des Werkzeuges in Ahzugsrichtung gedreht, wodurch der Spreizkörper 4 -in die Spreizhülse 3 hineingezogen wird und letztere vorderseitig gegen die Wandung der Bohrung 1 drückt. Bei weiterem Einziehen des Spreizkörpers 4 erhöht sich die Anpresskraft der Spreizhülse 3 in der Aufnahmebohrunq 1, womit auch der Verankerungswert des Dübels zunitninf. γη <* sich 7.imehmend erhöhende Soreizkraft muss vom Werkzeug auf die Kappe 7 und von dieser über die Scherstifte 8 auf den Kopf 5a der Ankerstange 5 übertragen werden". Damit die Scherstifte 8 gleichmässig belastet werden, sind die Kanten des als Aussensechskant ausgebildeten Kopfes 5a gerundet, sodass diese gegenüber der Kappe 7 als Führung dienen. Die Scherstifte 8 sind so dimensioniert, dass bei Erlangen des vorbestimmten Verankerungswertes des Dübels deren Scherspannung erreicht ist und sie somit das vom Werkzeug abgegebne Drehmoment nicht mehr zu übertragen vermögen und abscheren. Die Kappe 7 kann alsdann abgenommen werden, worauf der Kopf 5a frei liegt.

Beim Dübel gemäss Figur 3 ist die insgesamt mit IO bezeichnete Ankerstange einstückig mit dem Spreizkörper 1Oa verbunden. Das Einziehen des Spreizkörpers 1Oa in die analog der Figur 1 ausgebildete Spreizhülse 3 erfolgt durch Anziehen eines als Mutter

11 ausgebildeten Gegenlagers. Die Mutter 11 ist von einer grundsätzlich wie in der Figur 1 dargestellten, insgesamt mit 12 bezeichneten Kappe umgeben, die ihrerseits wiederum durch Scherstifte 8 mit der Mutter 11 verbunden ist. Um ein ausreichendes Anziehen der Mutter 11 zu ermöglichen, weist die Kappe 12 für den Durchtritt des rückwärtigen Endbereiches der Ankerstange IO ein Bohrung 12a auf.

Die Mutter 11 trägt ferner einen axparallel gerichteten Stift 13 mit gegenüber den Scherstiften 8 grösserem Querschnitt, der, wie die Figur 4 verdeutlicht, in eine sich in der Kappe 12 entgegen der Anzugsrichtung erstreckende Freilaufnut 14 ragt. Nach erfolgtem Abscheren der drei in gleichem Winkelabstand zueinander I angeordneten Scherstifte 8 wird durch das Zusammenwirken des Stiftes 13 mit der Freilaufnut 14 sichergestellt, dass sich die Kappe

12 nur um den der Länge der Freilaufnut 14 entsprechenden Winkelbereich auf der Mutter 11 verdrehen lässt. Die andernfalls durch das plötzliche Brechen der Scherstifte 8 gegebene Schreckgefahr für die Bedienungsperson wird so weitgehend ausgeschaltet. Ferner erlaubt ein Stift 13 mit ausreichenden Festigkeitswerten auch ein Nachspannen des Dübels über die Kappe 12.

Die Figur 5 zeigt im Detail einen Dübel mit einer als Schraube ausgebildeten, insgesamt mit 15 bezeichneten Ankerstange, analog der Figur 1. Auf dem Kopf 15a sitzt ein als Vollmutter 16 ausgebildetes Angriffsmittel, wobei auch hier die Verbindung zwischen Vollmutter 16 und Kopf 15a durch in diese Teile eingepresste oder eingeklebte Scherstifte 18 erfolgt. Unrein unerwünschtes Uebergreifen des Werkzeuges von der Vollmutter 16 auf den Kopf 15a zu unterbinden, ist zwischen diesen beiden Teilen eine den Umfang dieser Teile überragende Sicherungsscheibe 17 eingesetzt.

Auch die Figur 6 zeigt das Detail eines Dübels mit als Schraube ausgebildeter, insgesamt mit 20 bezeichneter Ankerstange« Der Kopf 20a ist von einem Sechskantring 21 umfasst. Normal zur Dübelachse

• ♦ t ·

- 10 -

gerichtete Scherstifte 22 bilden eine kraftaufnahmefähige Verbindung zwischen dem Sechskantring 21 und dem Kopf 20a. Der Kopf 20a tiägt einen in der gleicher Ebene wie die Scherstifte 22 angeordneten Stift 23, der, im Prinzip analog jenem gemäss den Figuren 3 und 4, in eine Frellaufnut 24 des Sechskantringes 21

j ragt.

Wie aus der Figur 7 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Freil.aufnut 24 entgegen der Anzugsrichtung. Ferner sind dieser Figur auch die in gleichem Winkelabstand zueinander angeordneten Scherstifte 22 entnehmbar. Hinsichtlich des Zusammenwirkens der Scherstifte und des Stiftes 23 bzw. der Freilaufnut 24 sei auf das zu den Figuren 3 und 4 Gesagte hingewiesen.

Die Funktionsweise der in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Ausführungsformen entspricht im wesentlichen jener zu den Figuren 1 und 2 Erläuterten.

Claims (8)

DR. BERGf*. IOIPLr-OiG. STATF;;. , U DiPL -ing. sch'wab'e: · :dr:.w. sand'mair j ' PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86 Hilti AG -_5 S c h u t ζ a η s ρ r ü c h e bunden ist.

1. Dübel mit Spreizhülse, einem in die Spreizhülse mittels einer ein Gewinde aufweisenden Ankerstange einziehbaren Spreizkörper, einem Gegenlager an« Lastbefestigungsende der Ankerstange und einem zum Gegenlager koaxial angeordneten Angriffsmittel zum Aufbringen eines Drehmomentes, wobei das Angriffsmittel vom Gegenlager bei Erreichen eines vorbestimmten Drehmomentes trennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (5a, 11, 15a, 2Oa) mit einem Angriffsmittel (7, 12, 16, 21) über Scherstifte (8, 18, 22) ver-

2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ccherstifte (8, 18/ parallel zur Dübelachse in das Gegenlager (5a, 11, 15a} bzw. das Angriffsmittel (7, 12, 16) eingesetzt sind.

K0W)9M272 ..-τ», «««mine: BMtte^:Hypc-BMk Manche 44101221»

nnn VII/S BBROSTAPFPATENT MDncben (BU 70020011) Swift Cod«: HYPO DB MM

2Ji„ mac- Bn« V«dMbMk Manch« 45J100 (BLZ 7002O

M*]|o 052456OBBROd PoMMheck MOncaw 65)4)401 (BU TOO IOOM)

56OBBROd

7624985 06.0778

as ■··· ·· m

3. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstifte (22) normal zur Dübelachse in das Gegenlager (2Oa) bzw. das Angriffsmittel (21) eingesetzt sind.

4. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Gegenlager (11, 2Oa) und Angriffsmittel (12, 21) ein deren relative Verdrehbarkeit begrenzender Anschlag (13, 14, 23, 24) vorgesehen ist.

5. Dübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag als ein in eine entgegen der Anzugsrichtung weisende Freilaufnut (14, 24) ragender Stift (13, 23) ausgebildet ist.

6. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Angriffsmittel als das Gegenlager (5a, 11) übergreifende Kappe (7, 12) ausgebildet ist.

7. Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Außenmantel des Gegenlagers (5a, 11, 15a, 2Oa) Werxzeugangriffsflachen aufweist.

7624985 06.07.78

8. Dübel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugangriffsflächen des Gegenlagers (5a) eine zerstörbare Schutzschicht (9) aufweisen.

7624985 06.87.78