CH656190A5

CH656190A5 - Plastic dowel for wood screws

Info

Publication number: CH656190A5
Application number: CH866180A
Authority: CH
Inventors: Xaver Berger
Original assignee: Meisinger Kg M
Priority date: 1979-11-27
Filing date: 1980-11-24
Publication date: 1986-06-13
Also published as: DE2947752C2; ATA573480A; AT378412B; DE2947752A1; FR2470279A1; FR2470279B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kunststoffdübel gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für die Verwendung als Befestigungsmittel für Bauteile, z.B. an einer Wand aus Mauerwerk.

Es sind Dübel der genannten Gattung bekannt, die eine bestimmt ausgeformte Dübelhöhlung besitzen, die im Bereich des Halses zylindrisch und weiter als der Schaftdurchmesser der Schraube, und im Bereich des Spreizkörpers enger als der Kerndurchmesser der Schraube ausgebildet ist. Der Dübel ist im Spreizkörper der Länge nach geschlitzt und kann sich deshalb beim Eindrehen der Schraube radial aufweiten. Der Spreizkörper wird durch den Schlitz in zwei Spreizhälften unterteilt, die jeweils an ihrer Aussenseite profiliert sind und sich dadurch mit dem Mauerwerk oder dergleichen verzahnen können. Die Dübelhöhlung wird bei einem Dübel herkömmlicher Bauart im Bereich des Spreizkörpers durch den im wesentlichen ebenen Schlitz gebildet, der auf seiner Innenseite keine Profxlform aufweist.

Wenn eine passende Schraube bei eingesetztem Dübel in diesen eingedreht wird, so wird sie anfangs mit ihrer Spitze nur durch einen kurz ausgebildeten Übergangsabschnitt der Dübelhöhlung vom zylindrischen zum geschlitzten flachen Teil der Höhlung geführt. Wenn die Schraube im flachen, geschlitzten Bereich der Dübelhöhlung greift, wird sie durch das selbst geschnittene Gewinde im geschlitzten Bereich und im Übergangsabschnitt geführt.

Diese bekannte Ausführungsform hat den Nachteil, dass eine schief angesetzte Schraube - das schiefe Ansetzen der Schraube ist leicht möglich, da die Dübelhöhlung im Hals wesentlich grösser als der Durchmesser der Schraubenspitze ist - auch im Dübel schief verläuft, da keine Führungsflächen für sie vorgesehen sind und das einmal schief verlaufende Gewinde die Schraube führt. Die Spreizung der Spreizhälften erfolgt deshalb nicht in dem erforderlichen Ausmass und die Befestigung wird unzureichend.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Kunststoffdübel für Holzschrauben zu schaffen, der einen Spreizkörper hat, der die zugehörige Schraube über einen langen Bereich führen kann, ohne seine Spreizwirkung herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schraube wird durch die erfindungsgemässe geschlossene Gestaltung des Spreizkörpers über einen langen Bereich geführt, wobei die Aufweitung des Führungsabschnitts und damit eine Verzahnung des Dübels mit dem Mauerwerk nicht behindert wird, da sich die Spreizsegmente über die weichen und verformbaren Stege, die sie miteinander verbinden, aufweiten können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher

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erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines bekannten Kunststoffdübels,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Kunststoffdübels,

Fig. 3 einen Schnitt des in Fig. 2 dargestellten Dübels entlang der Linie III-III, der Fig. 2,

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des Dübels und

Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Dübels.

Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Dübel 1 mit einem Hals la und einem Spreizkörper lb. Der Hals la hat die Form eines Hohlzylinders, dessen Innenraum die Dübelhöhlung 2 darstellt. Der Hals la geht in den Spreizkörper lb über, der durch einen Diametralschlitz 3 in zwei Spreizhälften 4a bzw. 4b unterteilt wird. Die zylindrische Dübelhöhlung 2 geht über den konischen Zwischenabschnitt 5 in den Schlitz 3 über. Wenn eine zugeordnete Schraube in den Dübel 1 eingedreht wird, werden die Spreizhälften auseinandergedrückt und die profilierte Oberfläche des Spreizkörpers lb verzahnt sich mit dem den Dübel umgebenden Werkstoff. Die zylindrische Bohrung des Halses la, bzw. die Dübelhöhlung 2 hat einen grösseren Durchmesser als die zugehörige Schraube, um im Halsabschnitt 5 des Dübels keine Sprengwirkung auf den äusseren Lochabschnitt auszuüben.

Die Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemässen Kunststoffdü-bel 10 für Holzschrauben, der ebenfalls einen Hals 10a und einen Spreizkörper 10b besitzt, der in einen geschlitzten Abschnitt 1 lb und in einen Übergangsabschnitt 1 la unterteilt ist. Der Hals 10a ist als Hohlzylinder ausgebildet und begrenzt den Bereich 12a der Dübelhöhlung 12. Der Durchmesser der Dübelhöhlung im Bereich des Halses ist aus bekannten Gründen grösser als der Schaftdurchmesser der zugehörigen Schraube. Der Spreizkörper 10b ist an seiner Spitze beginnend zur Hälfte diametral geschlitzt, wobei der Schlitz 13 den Spreizkörper 10b in einen Abschnitt 1 lb in zwei Spreizsegmente 14a bzw. 14b unterteilt. Der gesamte Spreizkörper 10b ist an den Aussenflächen profiliert,

wodurch Vorsprünge 16 entstehen, die sich bei auseinandergedrücktem Spreizkörper mit dem Mauerwerk od. dgl. verzahnen.

Die Vorsprünge 16 des Spreizkörpers 10b bzw. der Spreizsegmente 14a, 14b haben eine radiale Erstreckung, die kleiner ist als der Radius des Halses 10a. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 sind auf jedem Spreizsegment 14a bzw. 14b im Bereich des Übergangsabschnitts 1 la neben der Profilierung zusätzliche Sperrzungen 19 angeordnet, die zum Hals 10a hin ausgestellt sind. Diese Sperrzungen 19 erstrecken sich im ungespannten Zustand radial über den Hals hinaus nach aussen. Die Sperrzungen 19 sind in einer Diametralebene des Dübels schwenkbar und kommen bei maximaler Verschwen-kung in radial innerhalb der Sperrzungen 19 vorgesehenen Längsaussparungen 20 zu liegen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Dübels liegt eine Sperrzunge 19' ebenfalls im Übergangsabschnitt 1 la des Spreizkörpers 10b. Ähnlich wie in Fig. 2, erstreckt sich die Sperrzunge 19' vom profilierten Bereich aus radial und zum Hals ausgestellt nach aussen. Ein sich nach aussen erstrek-kender Abschnitt 19a der Sperrzunge mündet in einen weiteren Abschnitt 19b, der unter einem stumpfen Winkel zum Abschnitt 19a nach innen verläuft und im wesentlichen etwas kürzer als der Abschnitt 19a ausgebildet ist. Im entspannten Zustand, d.h. bei nicht eingebautem Dübel, berührt der Abschnitt 19b die Kontur des Spreizkörpers 10b nicht. Die Sperrzunge kragt frei aus, indem sie sich bogenförmig vom Übergangsabschnitt 1 la ausgehend zunächst nach aussen über den Radius des Halses hinaus erstreckt. Die Sperrzungen 19' sind ebenfalls in einer Diametralebene des Dübels schwenkbar und kommen bei maximaler Verschwenkung in radial innerhalb der Sperrzungen 19' ausgebildeten Taschen 20' zu liegen.

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Dübel, erstreckt sich der Schlitz 13 der erfindungsgemässen Ausführungsform nicht über die gesamte Länge des Spreizkörpers 10b. Zwischen dem geschlitzten Abschnitt 1 lb und dem Hals 10a befindet sich der Übergangsabschnitt 1 la, der längsversetzte Durchbrüche 17 an seinen zur Schlitzebene senkrechten Seitenwänden aufweist. Der Durchbruch 17a, der dem geschlitzten Abschnitt benachbart ist, ist mit dem Diametralschlitz 13 verbunden. Im Bereich dieses Übergangsabschnitts IIa entstehen durch die Durchbrüche 17 elastische Stege 18, die die profilierten Seiten des Spreizkörpers 10b miteinander verbinden.

Die Höhlung 12 hat im wesentlichen vier Abschnitte: Im Bereich des Halses 10a den zylindrischen Abschnitt 12a, im Anschluss daran einen konischen Übergangsabschnitt 12b, der in den innerhalb des Übergangsabschnitts liegenden Mittelabschnitt 12c mündet, der eine leichte Konizität hat und über einen weiteren konischen Abschnitt 12d mit dem Schlitz 13 in Verbindung steht.

Die Stege 18 des Übergangsabschnitts 1 la sind so ausgebildet, dass sie sich unter Streckbeanspruchung verformen können, bzw. bei kleinstmöglicher Maximalspannung einer möglichst grossen Verformung standhalten. Der Verformungsmechanismus entspricht dabei z.B. dem eines eingespannten Biegebalkens, der an seinem auskragenden Ende belastet wird, wodurch eine grosse Durchbiegung bei kleiner Belastung des Einspannungsquerschnitts erreicht wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine besondere Gestaltung des Übergangsabschnitts 1 la, insbesondere der Stege 18 und der Höhlung 12. Die Höhlung 12 hat die Form eines Pyramidenstumpfes 21, dessen Querschnitt quadratisch ist. Der Pyramidenstumpf 21 liegt, im Schnitt gemäss Fig. 3 gesehen, so innerhalb des Dübels, dass seine zwei Seitenflächen parallel zur Schlitzebene verlaufen. Die Durchbrüche 17 liegen in den beiden anderen Seitenflächen, so dass Stege 18 entstehen, die eine runde, dem Übergangsabschnitt 1 la angepasste Aussen-kontur und eine glatte, vom Pyramidenstumpf 21 geformte Innenkontur haben. Die Durchbrüche 17 trennen verformbare, symmetrisch zur Schlitzebene verlaufende Stege 18 voneinander, die die Form eines zum Hals 10a hin geöffneten V haben, und deren maximaler Schenkelabstand der benachbarten Weite W der Höhlung im Mittelabschnitt 12c entspricht. Das Prinzip des Biegebalkens, in seiner Anwendung auf die Funktion der Stege 18, ist in dieser Ausführungsform symmetrisch angewendet. Der V-förmige Steg 18 arbeitet dabei als gebogene Biegefeder, die im Übergangsabschnitt 119 eingesetzt ist.

Wie bereits erwähnt, ist die Höhlung 12 gemäss Fig. 2 so ausgebildet, dass sie vier Abschnitte hat, von denen der Abschnitt 12a dem Abschnitt 2 entspricht; der Schlitz 13 entspricht dem Schlitz 3 eines herkömmlichen Dübels. Der Abschnitt 5 der Höhlung gemäss Fig. 1 wird durch die Abschnitte 12b, 12c und 12d ersetzt.

Der wesentliche Abschnitt ist dabei der Mittelabschnitt 12c, der über die konischen Abschnitte 12b und 12d mit dem Abschnitt 12a bzw. mit dem Schlitz 13 verbunden ist. Der Abschnitt 12d ist in seiner Weite W so gestaltet, dass er maximal die Weite des Kerndurchmessers der zugehörigen Schraube besitzt. Die Länge dieses Abschnitts ist so gross gewählt, dass eine ausreichende Führung der Schraube gewährleistet ist, bevor ein Aufweiten des geschlitzten Abschnitts 1 lb des Spreizkörpers 10b erfolgt.

Wenn der Dübel in ein Loch einer Wand aus Mauerwerk oder dgl. vom Durchmesser des Dübelhalses 10a eingesetzt

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wird, so klappen zunächst die beschriebenen Sperrzungen 19 unter Biegevorspannung nach hinten und kommen dabei in den Längsaussparungen 20 zu liegen. Durch die dadurch erzeugte Vorspannung der Sperrzungen 19 entsteht ein Druck der Sperrzungenspitzen auf das Mauerwerk, der gross genug ist, den Dübel beim Ansetzen der Schraube gegen Mitdrehen zu sichern.

In einer beschriebenen Weiterbildung gemäss der Fig. 4 wird diese Sperrwirkung durch die Gestaltung der Sperrzunge und die Lage dieser noch sicherer und effektiver erreicht. Bei dieser Ausführung, bei der zur Vereinfachung der Beschreibung für diejenigen Teile, die denen gemäss Fig. 2 und 3 entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet wurden, die durch ein Apostroph ergänzt worden sind, legen sich beim Einführen des Dübels in das Loch der Mauer die Sperrzungen 19' unter Vorspannung an den Spreizkörper an, wobei sie in den innerhalb der Sperrzunge ausgebildeten Taschen 20' Platz finden. Dabei wird zunächst der Abschnitt 19a unter Biegespannung nach innen in Richtung der Tasche 20' geklappt. Bei einem gewissen Verschwenkungsgrad des Abschnittes 19a berührt der Abschnitt 19b die Tasche 20' des Dübels, wodurch eine Bogenfeder gebildet wird. Der Druck, der durch diese Bogenfeder auf die Innenoberfläche des Lochs ausgeübt werden kann, ist dabei wesentlich grösser als im Fall der als einfache Blattfeder ausgebildeten Sperrzunge 19. Die Verdrehsicherung wird dadurch verstärkt.

Wenn der Dübel eingesetzt ist, kann die Schraube angesetzt werden. Dabei greifen die Gewindegänge der Schraubenspitze zunächst in den Übergangsabschnitt 12b der Höhlung 12 ein. Der Übergangsabschnitt 12b hat eine relativ geringe axiale Erstreckung, so dass die Schraube nach wenigen Umdrehungen bereits in den Mittelabschnitt 12c der Höhlung eindringt. Da die Spreizsegmente 14a bzw. 14b, die den Mittelabschnitt 12c der Höhlung im Bereich des Übergangsabschnitts 1 la umfassen, durch die Stege 18 miteinander verbunden sind, kann sich der Spreizkörper 106 im Bereich des Übergangsabschnitts 11 a gerichtet aufweiten, ohne der Schraube die Führung zu nehmen. Der Verformungswiderstand des Spreizkörpers wird durch den Verformungswiderstand der Stege 18 geprägt, der so klein gehalten ist, dass die Kraft zur Drehung der Schraube nicht übermässig erhöht und das Anpressen des Dübels im Bereich des Übergangsabschnitts 11 a nicht erschwert wird. Durch die durchgehende Profilierung des Spreizkörpers 1 Ob wird bei Aufweitung des Spreizkörpers die Verzahnung des Dübels mit dem Mauerwerk oder dgl. bei wesentlich besserer Führung der Schraube gewährleistet. Unter Ausnützung des oben beschriebenen Prinzips, werden die Stege 18 beim Aufweiten des Mittelabschnitts 12c, ohne auf die Spreizsegmente grosse Zugkräfte auszuüben, verformt, wobei sich bei der beschriebenen besonderen Ausführungsform der Stege der Winkel zwischen den Schenkeln unter Biegebeanspruchung vergrös-sert. Die beschriebene Ausführungsform sorgt damit für eine sehr lange Führung der Schraube, ohne die Verzahnungswirkung des Dübels in der Mauer zu beeinträchtigen. Sie hat den weiteren Vorteil, dass, bedingt durch die oben beschriebene unterschiedliche Gestaltung der Innen- und der Aussenober-fläche der Stege symmetrische Verwölbungen dieser auftreten, die den Dübel mit ihren Spitzen auch seitwärts und von beiden Seiten gleichmässig mit dem Mauerwerk verzahnen. Wenn die Schraube in den Schlitz 13 eindringt, ist sie bereits über einen grossen Bereich geführt und kann dann aus dem Schlitz 13 nicht mehr ausweichen. Die Durchbrüche 17 können ferner dafür sorgen, dass die Gewindegänge der Schraube beim Eindrehen einen besseren Halt bekommen.

Die Länge der Abschnitte von Hals 10a, Übergangsabschnitt 1 la und geschlitztem Abschnitt 1 lb kann entsprechend den Weiterbildungen der Erfindung je nach dem Einsatzgebiet des Dübels - z.B. für Fassaden oder für Hohlblocksteine - variieren.

Für einen Dübel, der zur Befestigung von Fassaden verwendet wird, kann z.B. der geschlitzte Abschnitt 1 lb und der Übergangsabschnitt 1 la gleich lang, der Hals 10a jedoch wesentlich verlängert ausgebildet werden.

Für die Befestigung von Bauteilen an Wänden aus Hohlblocksteinen oder Ziegeln mit grossen Luftkammern kann der Übergangsabschnitt I Ia im Verhältnis zum Hals 10a und zum geschlitzten Abschnitt 11 b wesentlich verlängert ausgebildet werden, um eine Befestigung an einer Querrippe des Steins sicherzustellen. Der Übergangsabschnitt 1 la kann in dieser Ausführungsform gemäss Fig. 5 in zwei Abschnitte 31a und 3 lb unterteilt werden, von denen jeder mit den Durchbrüchen 17 versehen ist. Um auch den zwischen den Abschnitten 31 a und 31b liegenden Bereich 31c elastisch zu gestalten, ist der Spreizkörper in diesem Abschnitt diametral so durchbrochen, dass die benachbarten Durchbrüche 17b und 17c der beiden Abschnitte 31a und 31b durch einen Schlitz 32 verbunden werden.

Die Erfindung ist nicht an die beschriebene Ausführungsform des Dübels gebunden.

So kann z.B. der zylindrische Abschnitt 12a der Dübelhöhlung in einen anders profilierten Mittelabschnitt 12c übergehen, der sich auch in den geschlitzten Bereich 1 lb bzw. in den Schlitz 13 hinein erstrecken kann. Auf diese Art und Weise kann die Elastizität des Spreizkörpers individuell für den Verwendungszweck gesteuert werden. Ferner ist die Dübelhöhlung des Mittelabschnitts 12c nicht auf eine rechteckige prismatische Form beschränkt und die Anzahl der Spreizsegmente kann variieren.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Kunststoffdübel für Holzschrauben, der einen Hals (10a) in Form eines Hohlzylinders mit anschliessendem, an der Aussenseite profiliertem Spreizkörper (10b) aufweist, welcher Spreizkörper (10b) an seinem dem Hals (10a) abgewandten Endabschnitt (IIb) durch mindestens einen längs verlaufenden Schlitz (13) in Segmente (14a, 14b) unterteilt ist und einen Übergangsabschnitt (I la; 31a, b, c) zum Hals (10a) hin aufweist, und sich eine Höhlung (12) vom Hals (10a) bis zum geschlitzten Endabschnitt (1 lb) des Spreizkörpers (10b) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die im Bereich des Halses (10a) zylindrische Höhlung (12) im Übergangsabschnitt (1 la; 31a, b, c) vom Hals (10a) ausgehend konisch verjüngt, und dass im Übergangsabschnitt (1 la; 3 la, b, c) längsversetzte, jeweils mit dem Schlitz (13) fluchtende Durchbrüche (17) mit zwischen ihnen liegenden Stegen (18) vorgesehen sind, welche Stege (18) durch radiale Aufweitung des Übergangsabschnittes (1 la; 31a, b, c) des Spreizkörpers (10b) verformbar sind.

2. Kunststoffdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhlung (12) im Übergangsabschnitt (1 la; 31a, b, c) im Bereich der Durchbrüche (17) sich zum Endabschnitt (1 lb) hin verjüngt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kunststoffdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (18) symmetrisch zur Längsmittelebene des Schlitzes (13) angeordnet sind und gegenüber dieser Ebene geneigt sind.

4. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 und 3,

dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (18) V-förmig mit zum Schlitz (13) weisender Spitze sind.

5. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung des Dübels gemessene Länge der Stege (18) im wesentlichen gleich der Weite der Höhlung (12) im jeweiligen von den Stegen (18) begrenzten Bereich ist.

6. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhlung (12) in ihrem Mittelabschnitt (12c) die Form eines Pyramidenstumpfes hat.

7. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Pyramidenstumpf (21) eine quadratische Basis- und Deckfläche besitzt, wobei zwei Seitenflächen im wesentlichen parallel zur Schlitzebene verlaufen.

8. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (14a, 14b) jeweils auf ihrer Aussenseite im Bereich des Übergangsabschnitts (IIa) mindestens je eine zum Hals (10a) hin in einer Ebene senkrecht zum Schlitz (13) ausgestellte Sperrzunge (19, 19') aufweisen.

9. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrzungen (19') quer zur Dübellängsachse biegbar sind und ein zum Hals (10a) hin abgeknicktes Ende (19b) haben, für das im betreffenden Segment (14a) eine axiale Tasche (20') vorgesehen ist.

10. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (20') als radiale Vertiefung axial bis zum Ansatz der Sperrzunge (19') am Segment (14a) verlängert ist.

11. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (IIa) und der Endabschnitt (IIb) des Spreizkörpers (10b) etwa gleiche Länge haben und der Hals (10a) kürzer als der Übergangsabschnitt (IIa) ist.

12. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (1 la) und der Endabschnitt (IIb) des Spreizkörpers (10b) etwa gleiche Länge haben und der Hals (10a) länger als der Übergangsabschnitt (IIa) ist.

13. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (IIa)

gegenüber dem Hals (10a) und dem Endabschnitt (1 lb) des Spreizkörpers ( 1 Ob) länger ist.

14. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsabschnitt (IIa) jeweils zwei im Axialabstand voneinander stehende Reihen von Durchbrüchen (17) hat und die in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Durchbrüche (17b, 17c) der unterschiedlichen Durchbruch-Reihen durch einen Längsdurchbruch (32) miteinander verbunden sind.

15. Kunststoffdübel nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die pyramidenstumpfför-mige Gestaltung der Höhlung (12) des Übergangsabschnitts (1 la) in den Endabschnitt (IIb) des Spreizkörpers (10b) fortsetzt.