DE2421258A1

DE2421258A1 - Duebel

Info

Publication number: DE2421258A1
Application number: DE2421258A
Authority: DE
Inventors: Sozzi Dante
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1975-11-13
Also published as: US4026184A; JPS5124450A; GB1464683A

Description

D". BERQ D I P L. = I N Θ. ST A R F DIPL.-ING. SQHWAP^ DR. DR. SANC-AiR

PATEMTAiiWÄLTS 8 MÖNCHEN 80 > MAygfiiK|R§HERSTfl.45

Anwalts akte 25 045 ·,„.-«-, 2. Mai 1974

HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)

Dübel

Die Erfindung betrifft einen Dübel mit im wesentlichen zylindrischen Bolzenkörper, dessen hinteres Ende mit einem Gewinde versehen ist und dessen vorderes Ende einen sich nach vorne konisch erweiternden Kopf aufweist, wobei der Bolzen- körper von einer verformbaren Hülse umgeben ist, deren Innendurchmesser höchstens gleich dem grössten Durchmesser des Kopfes vom Bolzenkörper ist.

509846/0181

Es sind Dübel bekannt, bei denen ein zylindrischer Bolzenkörper, welcher an seinem hinteren Ende ein Gewinde aufweist, von einer verformbaren Hülse umgeben ist. Zumeist weisen diese Dübel am Bolzenkörper einen sich nach vorne konisch erweiternden Kopf auf oder es ist beispielsweise mittels einem Gewinde ein separates Kopfstück auf dem Bolzenkörper angeordnet. Nach dem Einschieben dieser bekannten Dübel in vorbereitete Bohrungen in Gestein, Mauerwerk oder dergleichen Materialien wird zur Herstellung der Verankerung der Bolzenkörper relativ zur Hülse verschoben. Dies geschieht meist in der Weise, dass am Gewinde des Bolzenkörpers eine Mutter oder eine Gewindebuchse angreift, durch welche bei deren Festziehen der Bolzenkörper entgegen der Einführungsrichtüng verschoben wird und sich dabei relativ zur feststehenden, sich üblicherweise auf der Mutter, der Gewindebuchse oder mit diesen Teilen zusammenwirkenden Unterlagsscheiben oder Distanzhülsen abstützt. Diese Relativ-Bewegung zwischen Hülse und Bolzenkörper hat zur Folge, dass der sich nach vorne konisch erweiternde Kopf in die Hülse hineingezogen wird und diese aufweitet. Dadurch wird die Hülse gegen die Wandung der Bohrung gepresst, sodass die erwünschte Verankerung zustande kommt.

Die Verankerungskraft dieser bekannten Dübel wird somit durch die zwischen Hülse und Wandung der Bohrung erzeugte reibschlüssige Verbindung bestimmt. Zur Erzielung hoher Verankerungswerte ist demnach darauf zu achten, dass die an der Wandung der Bohrung aufliegende und damit tragende Fläche der Hülse möglichst gross gehalten wird.

Es hat sich nun aber gezeigt, dass bei diesen herkömmlichen Dübeln kaum so grosse tragende Flächen der Hülse vorhanden sind, dass mit den Dübeln zufriedenstellende Auszugswerte erzielt werden. Insbesondere ist die Beschaffenheit des Aufnahmematerials von massgebender Bedeutung, das heisst, das ganze Verankerungs-

50 9846/0181

verhalten wird wesentlich gestört, wenn es sich um ein sehr unhomogenes Aufnahmematerial handelt und beispielsweise Kiesel oder dergleichen harte Körper das Spreizverhalten der Hülse stören. Zudem wird die Hülse nie auf ihrer ganzen Länge als Spreizelement ausgenutzt, da lediglich nur immer der vorderste Teil gespreizt wird und dadurch ein nur kleiner Teil für die Verankerung massgebend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dübel mit Bolzenkörper und diesen umgebende Hülse zu schaffen, bei welchem die Hülse zumindest über einen Grossteil ihrer Länge als Spreizelement wirkt.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Aussenmantel des Bolzenkörpers und dem Innenmantel der Hülse ein mit einer Anzahl kleiner, aus hartem Material gefertigter Kugeln angefüllter, allseitig verschlossener Hohlraum vorgesehen ist.

Wird bei einem derartigen Dübel der Bolzenkörper relativ zur Hülse verschoben, ändert sich die Form des mit kleinen Kugeln angefüllten Hohlraumes, während das Volumen dieses Hohlraumes aufgrund der darin enthaltenen Kugeln aber nicht verkleinert werden kann. Dies hat zur Folge, dass aufgrund der durch das Verschieben des Bolzenkörpers erwirkten Verkürzung des Hohlraumes dieser im Durchmesser zunimmt. Dadurch wird die verformbare Hülse auseinander geweitet, und zwar - da die Kugeln ähnlich einer Flüssigkeit wirken - auf ihrer gesamten Länge gleichmässig. Falls die Aufnahmebohrung vorstehende Kiesel oder unerwünschte .Hohlräume aufweist, passt sich die Hülse aufgrund des auftretenden, allseitig gleichgrossen Druckes solchen Unebenheiten an. Damit wird nicht nur eine reibschlüssige sondern eine überwiegend formschlüssige Verbindung erzielt, welche zu einer ganz erheblichen Erhöhung der Verankerungswerte

509846/0181

führt.

Als Material für die Hülse kann beispielsweise Blech aus Stahl oder weiteren Metallen Anwendung finden. Ebenfalls geeignet ist aber beispielsweise auch eine Hülse aus Kunststoff.

Zur Erzielung der Relativbewegung zwischen Bolzenkörper und Hülse steht vorzugsweise das rückwärtige Ende der Hülse mit dem am Gewinde des Bolzenkörpers angreifenden Widerlager in Verbindung. Als Widerlager kann bei der einfachsten Ausführungsform eine Mutter Anwendung finden. Zwischen Hülse und Widerlager können jedoch auch je nach Anwendungsfall beliebig TJnterlagsscheiben, Distanzringe oder dergleichen Elemente Anwendung finden. Wird beispielsweise zwischen Hülse und Widerlager ein verformbarer Kunststoffring angeordnet, können dadurch unter Verformung dieses Ringes gewisse Längentoleranzen ausgeglichen werden. Um einen !Dübel mit einem Innengewinde zu schaffen, kann das Widerlager in einfacher Weise als Gewindebuchse mit Innengewinde ausgebildet sein. Das Gewinde dient in diesem Falle sowohl zur Herstellung der Verankerung des Dübels als auch zum Angriff der mit dem Dübel zu verbindenden Teile.

Zur Sicherstellung des allseitig verschlossenen Hohlraumes ist zweckmässigerweise wenigstens an einem Ende der Hülse ein mit dem zylindrischen Bereich des Bolzenkörpers korrespondierender Bund angeordnet. Dieser Bund kann den Hohlraum beispielsweise nur an einer Stirnseite verschliessen, während der Verschluss an der anderen Seite durch das Zusammenwirken der Hülse mit dem sich konisch erweiternden Kopf des Bolzenkörpers sichergestellt wird.

Da bei diesen Dübeln im wesentlichen die Eigenschaften der allseitig gleichmässigen Druckverteilung, wie sie bei einer Flüssigkeit, vorkommt, ausgenutzt wird, hat es sich gezeigt, dass die

509846/0181

sr

besten Ergebnisse mit Dübeln erzielt werden, wo die Kugelgrösse in einer bestimmten Relation zum Durchmesser des Bolzenkörpers steht. Vorzugsweise beträgt dabei der Durchmesser der Kugeln etwa ein Zwanzigstel bis etwa ein Zehntel des Durchmessers vom zylindrischen Bereich des Bolzenkörpers. Mit Kugeln dieses Grossenverhältnisses wird sichergestellt, dass bei jeder Dübelgrösse eine günstige Verformung und dadurch ein die Verankerungswerte erhöhender optimal Formschluss entsteht. Als Werkstoff für die Kugeln können an sich beliebige Materialien ausreichender Härte Anwendung finden, jedoch hat es sich gezeigt, dass Stahlkugeln ein vorteilhaftes Verhalten zeigen.

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

Fig 1 einen Dübel gemäss Erfindung als Aussengewindeanker

Fig 2 einen Dübel gemäss Erfindung als Innengewindeanker

Aus. Fig 1 ist ein im wesentlichen aus einem Bolzenkörper 1 und' einer Hülse 2 bestehender Dübel ersichtlich. Während am vorderen Ende des Bolzenkörpers 1 ein sich gegen vorne konisch erweiternder Kopf 3 angeordnet ist, weist das rückwärtige Ende des Bolzenkörpers 1 ein Gewinde 4 auf. Mit dem Gewinde 4 steht eine Mutter 5 in Eingriff, welcher zur Verbesserung der Auflage eine Unterlagescheibe 6 zugeordnet ist. Die den Bolzenkörper 1 umgebende Hülse 2 weist in ihrem vorderen Bereich eine nur sehr dünne Wandung auf, sodass zwischen der Hülse 2 und dem Bolzenkörper 1 ein Hohlraum 7 entsteht, welcher mit kleinen Kugeln 8 angefüllt ist. Gegen das rückwärtige Ende des Dübels hin, wird dieser Hohlraum 7 durch einen Bund 9 verschlossen, welcher einen mit dem Durchmesser des Bolzenkörpers 1 korrespondierenden In-

509846/01

- «er -

nendurchmesser aufweist. ' ■

Die Fig 1 zeigt einen beispielhaften Dübel gemäss Erfindung, welcher bereits in eine Bohrung 10 eingesetzt ist, jedoch noch in unverankertem Zustand- Wird nun die Mutter 5 zur Verankerung des Dübels festgezogen, so verschiebt sich der Bolzenkörper 1 relativ zur Hülse 2. Dadurch wird die Länge des Hohlraumes 7 verkürzt, was aber aufgrund der darin enthaltenen Kugeln 8 zur Folge hat, dass die Hülse 2 in ihrem Durchmesser eine Aufweitung erfährt und dadurch gegen die Wandung der Bohrung 10 gepresst wird. Dadurch entsteht zwischen Hülse 2 und Wandung der Bohrung 10 eine formschlüssige Verbindung.

Fig 2 zeigt einen im wesentlichen aus Bolzenkörper 11, Hülse 12 und Gewindebuchse 13 bestehenden Dübel. Während wiederum das vordere Ende des Bolzenkörpers 11 einen sich gegen vorne konisch erweiternden Kopf 14 aufweist, ist am rückwärtigen Ende des Bolzenkörpers 11 ein Gewinde 15 angeordnet. Der vordere Bereich der Hülse 12 ist wiederum sehr dünnwandig ausgebildet, so dass zwischen Innenwandung und Bolzenkörper 11 ein Hohlraum 16 vorhanden ist, welcher mit Kugeln 17 angefüllt ist. Gegen das rückwärtige Ende des Dübels hin, ist dieser Hohlraum durch einen Bund 18 verschlossen, welcher einen Innendurchmesser hat, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser 11 entspricht. Am vorderen Ende des Dübels ist der Hohlraum 16 durch den Kopf 14 des Bolzenkörpers 11 verschlossen.

Die Fig 2 zeigt wiederum den beispielhaft dargestellten Dübel in unverankerter Stellung, jedoch bereits in eine Bohrung 20 eingeführt. Zur Verankerung wird wiederum der Bolzenkörper 11 relativ zur Hülse 12 verschoben. Dies geschieht im dargestellten Beispiel dadurch, dass der Bolzenkörper 11 gegenüber der Gewindebuchse 13, mit welcher dieser in Verbindung steht verdreht wird. Zu diesem Zweck ist beispielsweise am rückwärtigen

50B846/0181

- Sh-

Ende des Bolzenkörpers 11 eine Nut 19 zum Eingriff von entsprechenden Werkzeugen vorgesellen. Anstelle dieser Nut 19 sind jedoch auch anderweitige Angriffsmittel möglich, beispielsweise ein Innensechskant. Durch die erwähnte Relativbewegung zwischen Hülse 12 und Bolzenkörper 11 .wird wiederum der Hohlraum 16 verkürzt, was zur Folge hat, dass die Hülse 12 eine Aufweitung erfährt, da das Volumen des Hohlraumes 16 nicht verkleinert werden kann. Aufgrund dieser Aufweitung der Hülse 12 entsteht mit der Wandung der Bohrung 20 eine formschlüssige Verbindung, welche zu äusserst hohen Verankerungswerten führt.

509846/0181

Claims

Ansprüche

Dübel mit im wesentlichen zylindrischen Bolzenkörper» dessen hinteres Ende mit einem Gewinde versehen ist und dessen vorderes Ende einen sich nach vorne konisch, erweiternden Kopf aufweist, wobei der Bolzenkörper von einer . verformbaren Hülse umgeben ist, deren Innendurchmesser höchstens gleich dem grössten Durchmesser des Kopfes vom Bolzenkörper ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Aussenmantel des Bolzenkörpers (1, 11) und dem Innen— mantel der Hülse (2, 12) ein mit einer Anzahl kleiner Kugeln (8, 17) angefüllter, allseitig verschlossener Hohlraum (7, 16) vorgesehen ist.
2. Dübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rückwärtige Ende der Hülse (2, 12) mit einem am Gewinde (4, 15) des Bolzenkörpers (1, 11) angreifenden Widerlager (5, 13) in Verbindung steht.
3. Dübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschluss des Hohlraumes (7, 16) wenigstens an einem Ende der Hülse (2, 12) ein mit dem zylindrischen Bereich des Bolzenkörpers (1, 11) korrespondierender Bund (9, 18) angeordnet ist.
4- Dübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Kugeln (8, 17) ein Zwanzigstel bis ein Zehntel des Durchmessers vom zylindrischen Bereich des Bolzenkörpers (1, 11) beträgt.
5. Dübel nach einem der Ansprüche1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (8, 17) aus Stahl gefertigt sind..

509846/0181