PLASTICS DOWEL FOR LIGHT-WEIGHT-CONSTRUCTION MATERIALS

Abstract: 1. A plastic dowel (1) for anchoring screws in gypsum, aerated concrete or similar lightweight material, comprising an annularly closed neck (1a) and a substantially cylindrical spreader (1b) being divided into spreading segments (3) by radial longitudinal slots (2), the spreader carrying radially projecting longitudinal ribs (4), at least two longitudinal slots (2) extending centrally and in axial direction through longitudinal ribs (4), characterized in that the longitudinal ribs (4) containing a longitudinal slot (2) extend into the front portion of the spreader (1b), in that the longitudinal ribs (4) pass on the neck (1a) into one longitudinal edge (7) each which represents an intersection line of surface segments (8) of the neck (1a) that are directed uniformly in outward direction, and in that several axially spaced transverse ribs (10) bracing the longitudinal ribs (4) are formed on the spreading segments (3), the outer contour (12) of the transverse ribs (10) extending in parallel with the respective surface segments (8) of the neck (1a) when being regarded in the cross section of the dowel and tapering with its cross section toward the tip of the dowel in wedge-shaped manner.

Description: Kunststoffdübel für Leichtbaustoffe Die Erfindung bezieht sich auf einen Kunststoffdübel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es sind Kunststoffdübel dieser Gattung bekannt, die schraubenföimig an der Aussenfläche des Dübels verlaufende Längsrippen relativ grosser radialer Er streckung besitzen und deren Spreizkörper über die gesamte Länge durch einen verschraubten Diametralschlitz in zwei Spreizhäiften gespalten ist. Der Dübel wird bei der Montage mittels eines Hammers in den porösen Werkstoff geschlagen, wobei er sich durch die schneidenförmigen Rippen in die Wand schraubt. Die Aussenplofilierung stellt der Eintreibkraft ernen grossen Widerstand entgegen und das den Rippenflanken benachbarte Material wird in Dübel Eindrehrichung beim Einschlagen bereits auf Scheren belastet. Durch die grosse Induktilität des Leichtbaustoffs ist dadurch die Gefahr gegeben, dass das Material zwischen den Rippen ausbricht und die bei Eindrehen der Schraube erfolgende Aufspreizung des Dübels zu einer vollkommenen Zerstörung des den Dübel umgebenden Leichtbaustoffs führt, so dass der Dübel keinen ausreichenden Ausziehwiderstand der Schraube mehr gewährleisten kann. Dieser Effekt kann sich dadurch verstärken, dass der Spreizkörper beim Aufspreizen im wesentlichen einen Liniendruck auf die Lochwandung im Mauerwerk ausübt und die somit induzierten Kontaktspannungen den Werkstoff des.Mauerwerks überlasten. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Dübel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, dass beim Einsetzen des Dübels sichergestellt wird, dass das Mauerwerk oder dgl. nicht beschädigt wird und dass beim Aufspreizen den Dübels dafür Sorge getragen ist, dass bei ausreichender Verzahnung keine örtliche überbelastung des tragenden Mauerwerks auftritt. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch die Aufspaltung des Spreizkörpers durch Schlitze, die durch die Längsrippen gehen, wird der Spreizkörper nachgiebig und elastisch. Die Querrippen stabilisieren die so entstehenden Längs- bzw. Spreizsegmente, sie üben bei der Montage des Dübels eine sanfte und mit zunehmender Eintreibstrecke gesteigerte Räumfunktion aus und bringen die Dübelhöhlung auf den Arbeitsquerschnitt. Der Räumvorgang hat den Vorteil, dass nach der Montage die gesamte Querrippe am Mauerwerk anliegt und damit keine Linienbelastung des Mauerwerks mehr auftiitt. Die Form der Querrippen und des Dübelhalses sorgen dabei für eine wirksame und den Leichtbaustoff schonende Verzahnung, so dass eine stabile Drehsicherung gewähr leistet wird. Die zum Dübelhals hin zunehmende Stabilität des Dübels sorgt dafür, dass sich der Räumeffekt nicht negativ auf den Leichtbaustoff auswirkt, weil das Bohrloch allmählich freigeräumt wird. Beim Eindrehen der Schraube ist durch die Aussenkontur der Querrippen und des Dübelhalses für eine ausreichende Verdrehsicherung gesorgt und die Aufweitung des Spreizkörpers führt zu einer stufenweisen Kraftübertragung der Spreizkraft auf das Mauerwerk. Die Querrippen drücke sich durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung unter flächiger Anlage ihrer Aussenkontur schneidenartig zuerst in das Mauerwerk und stabilisieren so den Dübel. Erst später, wenn die Querrippen voll in das Mauerwerk eingedrungen sind, kann der Spreizkörper mit seinen Aussenflächen zur Anlage an der Mauerwerkbohrung kommen. Die Aufweitung des Spreizkörpers führt jedoch, nachdem die Querrippen in das Material eingedrungen sind, zunächst zu einer Verkeilung der Längsrippen und im Anschluss daran zu einer zusätzlichen Vorspannung des Dübels in Längsrichtung, so dass eine Linienbelastung des Mauerwerks weitestgehend vermieden ist. Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung gemäss Unteranspruch 2, da auf diese Weise die Raumfunktion, insbesondere im Bereich der Rippen-Randbereiche verstärkt wird. Der Dübelhals kann gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einer in der Verlängerung der Längsschlitze zusammenfallenden Aussparung versehen sein, umso die Nachgiebigkeit des Dübelhalses zu erhöhen und das Mauerwerk bzw. den Leichtbaustoff weitgehend zu schonen, wenn der von der Mauerwerksbohrung abweichende Querschnitt des Dübelhalses in die Mauer eindringt. Die Ausgestaltung des Dübelhalses gemäss Unteranspruch 5 hat den Vorteil, dass die Aufspreizwirkung des Dübels im empfindlichsten Abschnitt des Mauerwerks vermieden wird. Der sich zum Ende des Dübels hin verstärkende Dübelhals gemäss Unteranspruch 10 sorgt für einen festen Sitz des Dübels, auch wenn durch die Querrippen bereits aufgrund extremer Weichheit des Mauerwerks ein grösstmöglicher Querschnitt freigeräumt wurde. Ein den Dübelhals radial überragender Anschlagflansch hat den besonderen Vorteil, dass der Dübel beim Einschlagen nicht zu weit in das vorgebohrte Mauerwerk - Loch eindringt. Wenn drei im gleichen Abstand zueinander verlaufende Schlitze vorgesehen sind, kann die Spreizkraft der Schraube gleichmässig auf das Mauerwerk übertragen werden, ohne dass die Form des Dübels zu aufwendig und zu kompliziert wird. Die Ausgestaltung des vordersten Kopfbereichs des Dübels mit einem zylindrischen Zentrierabschnitt, dessen Durchmesser an die Mauerwerks-Bohrung angeglichen ist, sorgt für eine gute Zentrierung des Dübels bei der Montage. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen. Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kunststoffdübel, Fig. 2 ein Ansicht des Kunststoffdübels gemäss Fig. 1 mit Blickrichtung des Pfeils II, Fig. 3 eine Ansicht des Kunststoffdübels gemäss Fig. 1 mit Blickrichtung des Pfeils III, Fig. 4 einen Schnitt durch den Kunststoffdübel gemäss Fig. 1 entlang der Linie IV-IV, und Fig. 5 einen Schnitt durch den Kunststoffdübel gemäss Fig. 1 entlang der Linie V-V. Die Fig. 1 bis 5 zeigen einen Dübel 1 aus Kunststoff ode dgl. mit einem Halsabschnitt 1a und einem Spreizkörper 1b. Der Dübel besitzt drei in gleichmässigem Abstand stehende radiale Längsschlitze 2, die den Spreizkörper 1b in drei Längs- bzw. Spreizsegmente 3 unterteilen. Der Spreizkörper 1b weist radial nach aussen stehende Längsrippen 4 auf, die durch je einen Längsschlitz 3 in je zwei Längsrippenhälften 4a bzw. 4b unterteilt werden, deren radial aussen liegende Flächen abgeschrägt sind (Fig. 4). Die Weite S des Längsschlitzes 2 entspricht im wesentlichen einem Drittel der Breite R der Längsrippe 4 (Fig. 4). Der Dübel 1 besitzt eine Dübelhöhlung 5, die im gezeigten Ausführungsbeispiel kreisrund und im Durchmesser abgestuft ist. Im Bereich des Halses 1a weist die Dübelhöhlung einen Abschnitt 5a auf, dessen Durchmesser d dem Schaftdurchmesser der einzuschraubenden Schraube angepasst ist. Im vorderen Abschnitt des Dübels bildet die Dübelhöhlung einen Bereich 5b aus, dessen Durchmesser in der Grössenordnung der doppelten Schlitzweite S liegt. Zwischen diesen Bereichen liegt ein Ubergangsbereich 1c des Dübels 1, in dem eine konisch verlaufende Dübelhöhlung 5c ausgebildet ist. Der Spreizkörper 1b hat eine im wesentlichen zylin frische Aussenkontur. An der Spitze des Dübels ist ein Zentrierabschnitt 6 ausgebildet, dessen Aussendurchmesser DZ im wesentlichen der Dübelbohrung im Mauerwerk entspricht. Im übergangsbereich 1c weist der Spreizkörper entwa die gleiche Dicke Dü. auf, zwischen diesen Abschnitten 1c und 6 ist der Aussendurchmesser DM des Dübels 1 jedoch um ca. 20 % reduziert. Die Längsrippen 4 stehen vom Spreizkörper um ca. 40 bis 60 % in radialer Richtung vor, haben konstante radiale Erstreckung und gehen im Bereich des Halses 1a in Längskanten 7 über, welche Schnittgeraden ballig nach aussen gewölbter Halssegmentflächen 8 darstellen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Halsabschnitt im Querschnitt gesehen (Fig. 3 und Fig. 5) die Form eines Dreiecks mit balligen Seitenr deren Krümmung konstant sein kann und grösser ist als der Umkreis um dieses Dreieck. Der Hals 1a ist darüber hinaus auf seiner Aussenseite konisch ausgebildet, so dass die Steifigkeit zum Dübelkopf hin zunimmt. Der Hals 1a geht im Bereich des Dübelkopfs in einen Anschlagflansch 9 über, der zur axialen Positionierung des Dübels 1 dient. Dieser Anschlaglansch kann rund oder der Kontur des Halses folgend und an den Kanten abgerundet sein. In der gezeigten Ausführungsform geht der Längsschlitz 2 im Bereich des Dübelhalses 1a in eine schlitzförmige Aussparung 2a über, die zur leichteren Entformbarkeit beim Spritzgiessen leicht konisch ausgebildet sein kann. Im Bereich des Spreizkörpers 1b, d.h. hinter dem Zentrierabschnitt 9 und vor dem Hals 1b sind auf jedem Längssegment 3 mehrere in axialem Abstand zueinander stehende und senkrecht zur Dübelachse verlaufende Querrippen 10 so angeformt, dass sie die jeweiligen Längsiippenhälften 4a und 4b untereinander verbinden. Die Querrippen 10 erstrecken sich im Bereich des Anformungsabschnitts A an die Längsrippen 4 über diese in radialer Richtung hinaus, wodurch der Längsschlitz 2 in diesem Bereich keilförmig mit einem bevorzugten Keilwinkel XCvon 600 erweitert wird. In axialer Richtung des Dübels betrachtet folgt die Aussenkontur 12 der Querrippen 10 im wesentlichen de Kontur des Dübelhalses 1a, die Querrippen 10 bilden jedoch am Punkt ihrer grössten radialen Er streckung eine scharfe Rippenkante 11 aus. Der Querschnitt der Quer-- rippen 10 ist so gestaltet, dass zur Dübelspitze hin eine Fläche 10a gebildet wird, die unter einem Neiqungswinkel #, der bevorzugterweise bei 45 liegen kann, zur Dübelachse hin geneigt ist. Zum Hals des Dübels fällt die Querrippe 10 steil ab und im Bereich ihrer Aussenkontur 12 besitzt sie eine Abflachung 13. In der gezeigten AusführungsfoLm haben alle Querrippen 10 die gleiche radiale Erstreckung, sie können jedoch durchaus auch zueinander radial abgestuft ausgebildet sein. Ferner sind in der gezeigten Ausführungsform die Längsrippen 4 mit unveränderter radialer Erstreckung und gleicher Breite R gezeigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass sich die Längsrippen 4 zur Spitze hin sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung verjüngen. Darüber hinaus ist die Dübelhöhlung nicht auf eine kreisrunde Form beschränkt. Sie kann auch prismatisch ausgebildet sein. Zur Montage des Dübels wird dieser mittels eines Hammers in ein zylindrisch vorgebohrtes Bohrloch des Mauerwerks getrieben. Dabei räumen die Querrippen 10 unter Aneinan zerdrücken der Längssegmente 3 mit ihren Rippenkanten 11 und ihren Aussenflächen 12 mit zunehmender Kraft eine Fläche frei, die konzentrisch zur Hals-Aussenfläche 8 verläuft. Die Ripenkanten 11 und die Aussenkontur 12 der Querrippen 10 sowie des Halses 1a formen die Mauer werkbohrung so um, dass der Dübel nicht mehr verdreht werden kann und dieset mit den Aussenseiten der (Quer- rippen flächig an dem neu entstehenden Mauerwerkloch anliegt. Beim Eindrehen einer Befestigungsschraube schneiden sich die Querrippen 10 in das Mauerwerk, wobei die vorderen Querrippen für die wirksamste Ve- zahnung sotgen. Im Anschluss daran spreizen sich die Längsrippen bei weiterem Eindrehen dei Befestiqunqsschraube in die von der Rippenkante freigeräumte Höhlung, und ei st wenn dei Dübel ausi eichend mit dem Mauerwerk verzahnt ist, kommt de Spreizkörper selbst zum tragen. Die Belastung des Mauerwerks erfolgt somit exakt abae- stuft und gleichmässig verteilt, so dass schlagartige Uberbeanspruchungen des Leichtbaustoffs ausgeschlossen werden können. Es wird ein Kunststoffdübel zur Verankerung von Schrauben in Gips, Gasbeton oder dergl. Leichtbaustoffen beschrieben, der einen ringförmig geschlossenen Hals und einen durch radiale Längsschlitze in Spreizsegmente unterteilten zylindrischen Spreizkörper besitzt, der radial vorstehende Längsrippen trägt. Durch die Längsrippen, die am Hals in jeweils eine Längskante übergehen, welche eine Schnittgerade von gleichförmig nach aussen gewölbten Oberflächensegmenten des Halses darstellt, verlaufen mittig und in axialer Richtung mindestens zwei Längsschlitze. An die Spreizsegmente sind mehrere, in axialem Abstand stehende und die Längsrippen versteifende Querrippen angeformt, deren Aussenkontur im Querschnitt des Dübels betrachtet parallel zu den jeweiligen Oberflächen segmenten des Halses verläuft. Der Querschnitt der Ober flächensegmente verjüngt sich zur Dübelspitze hin keil förmift;; und diese Oberflächensegmente sind im Bereich des Ubergangs von Quer- und Längsrippe so ausgebildet, dass sie die Längsrippen unter keilförmiger Erweiterung des Längsschlitzes radial Uberragen und im Punkt ihrer grössten radialen Erstreckung eine scharfe Rippenkante ausbilden. Mit dieser Ausgestaltung des Dübels wird sichergestellt, dass das Mauerwerk bzw. der Leichtbaustoff beim Einsetzen des Dübels nicht beschädigt wird und dass beim Aufspreizen des Dübels dafür Sorge getragen ist, dass bei ausreichender Verzahnung keinerlei örtliche Überbelastung des tragenden Mauerwerks auftritt.

Claims: Patentansprüche 1. Kunststoffdübel zur Verankerung von Schrauben in Gips, Gasbeton oder dgl. Leichtbaustoffen, mit einem ringförmig geschlossenen Hals und einem durch radiale Längsschlitze in Spreizsegmente unterteilten, im wesentlichen zylindrischen Spreizkörper, der radial vorstehende Längsrippen trägt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Längsschlitze (2) mittig und in axialer Richtung durch die Längsrippen (4) verlaufen, die am Hals (la) in jeweils eine Längskante (7) übergehen, die eine Schnittgerade von gleichförmig nach aussen gewölbten Oberflächensegmenten (8) des Halses (la) darstellt, und dass an die Spreizsegmente (3) mehrere in axialem Abstand stehende und die Längsrippen (4) versteifende Querrippen (10) angeformt sind, deren Aussenkontur (12) im Querschnitt des Dübels betrachtet parallel zu den jeweiligen Oberflächensegmenten (8) des halses (la) verläuft und deren Querschnitt sich zur Dübe-lspitze hin keilförmig verjüngt. 2. Kunststoffdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querrippen (10) im Bereich (A) ihres Übergangs in die Längsrippen (4) so ausgebildet sind, dass sie die Längsrippen (4) unter keilförmiger Erweiterung des Längsschlitzes (2) radial überragen und im Punkt ihrer grössten radialen Erstreckung eine scharfe Rippenkante (11) ausbilden. 3. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze in eine Aussparung (2a) dës Dübelhalses (la) übergehen. 4. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhöhlung (5) kreisrund und im Durchmesser abgestuft ist. 5. Kunststoffdübel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhöhlung (5) im Hals (la) und im geschlitzten vorderen Abschnitt (lb) zylindrisch und im Übergangsbereich (lc) der oben genannten Abschnitte konisch ausgebildet ist, und dass sie im Bereich des Halses (la) einen Durchmesser (d) besitzt, der grösser als der Schaftdurchmesser der zum Dübel gehörigen Schraube ist. 6. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (2) eine Weite (S) besitzt, die im wesentlichen einem Drittel der Breite (R) einer Längsrippe (4a, 4d) entspricht. 7. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrippenhälften (4a, 4b) unter gegenseitiger Annäherung der Spreizsegmente (3) gegeneinander drückbar sind. 8. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhöhlung (5) bei vorgespannten Spreizsegmenten (3) auf ihren Arbeitsquerschnitt reduziert ist, der auf die GEometrie der einzudrehenden Schraube abgestimmt ist. 9. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dübelhals (la) in einen radial weiter ausgreifenden Anschlagflansch (9) übergeht. 10. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (lb) im Übergangsbereich (lc) einen grösseren Aussendurchmesser (Dü) besitzt als im vorderen Kopfbereich (6) und dass der Dübelhals (la) einen sich zum Anschlagflansch hin verstärkenden Aufbau besitzt. 11. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass drei in gleichem Abstand zueinander verlaufende Längsrippen (4) vorgesehen sind. 12. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhöhlung (5) im Bereich des Dübelhalses (la) auf 80 sÓ und im Bereich des vorderen Spreizkörpers (lb) auf 50 Ó der ursprünglichen Weite zusammendrückbar ist. 13. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (lb) einen Aussendurchmesser (Dz, DÜ) besitzt, der im entspannten Zustand im wesentlichen dem Lochdurchmesser der Mauerwerk Bohrung entspricht. 14. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsrippen (4) den Spreizkörper (lb) in radialer Richtung um 40 bis 60 oÓ und die Querrippen (10) die Längsrippen (4) um bis zu 20 Ó überragen, wobei sie sich mit zunehmendem Abstand von der scharfen Rippenkante (11) an die radiale Erstreckung der Längsrippen (4) annähern. 15. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilwinkel ( ) des Längsschlitzes (2) 600 und der Neugungswinkel ( 9 ) der nach vorne abfallenden Ouerrippenfläche (JDa 450 beträgt. 16. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkörper (lb) im vorderen Kopfbereich vor der vordersten Querrippe (10) einen Aussendurchmesser (Dz) besitzt, der dem Bohrlochdurchmesser des Mauerwerks entspricht, und dass der Hals (la) eine Weite besitzt, die um 40 ,aÓ grösser ist als der oben genannte Durchmesser des Mauerwerk-Bohrlochs. 17. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizsegmente (3) jeweils eine Aussenfläche besitzen, von der die Querrippen (10) um ein im wesentlichen konstantes Mass vorstellen.

Inventors: BERGER, XAVER
Applicants: M. MEISINGER KG
Application year: 1982
Main classification: F16B13
IPC codes: F16B13