FASTENING ELEMENT WITH A PLASTICS EXPANDING SLEEVE AND EXPANDING SCREW

Abstract: 1. A fastening element comprising a plastics expansible sleeve (1) and an expansion screw (2), in which respect the expansible sleeve (1) has a longitudinal bore (9) which tapers in the insertion direction at least in its region towards the insertion direction end, as well as a longitudinal slot (8) which extends from the insertion direction end, and the expansion screw (20), at least in that region of its shaft which is towards the insertion direction end, is provided with a thread (11) which narrows in the insertion direction, in which respect the thread flank (11a) pointing in the insertion direction is convexly arched in the manner of a round thread, characterised in that the counter-flank (11b) to the convexly arched thread flank (11a) extends rectilinearly and forms an angle of 90 degrees to 60 degrees relative to the screw axis, and in that a rectilinear ridge (11c) is provided between the arched thread flank (11a) and the counter-flank (11b).

Description: Befestigungselement mit Kunststoffspreizhülse und Spreizschraube Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit Kunststoffspreizhülse und Spreizschraube, wobei die Spreizhülse wenigstens im einführrichtungsseitigen Bereich eine sich in Einführrichtung verjüngende Längsbohrung sowie einen sich vom einführrichtungsseitigen Ende her erstreckenden Längsschlitz aufweist, und die Spreizschraube wenigstens im einführrich tungsseitigen Bereich des Schaftes ein sich in Einführrichtung verjüngendes Gewinde trägt. Bekannte Befestigungselemente werden durch Eindrehen einer Spreizschraube in eine Kunststoffspreizhülse in einer untergrundseitigen Aufnahmebohrung verankert. Die Spreizschraube ist in der Regel als Holzschraube ausgebildet, deren Gewinde ein Spitzprofil aufweist. Beim Eindrehen dieser Spreizschraube schneiden sich die Gewindespitzen in die Wandung der Längsbohrung der Spreizhülse und spreizen dabei die Hülse gegen die Wandung der Aufnahmebohrung. Dies trifft in erhöhtem Masse für den vorderen, in Einführrichtung weisenden Bereich der Spreizhülse zu, da hier die Längsbohrung einen sich nach vorne verjüngenden Ausgangsquerschnitt aufweist. Das Einschneiden des Spitz gewindes in die Spreizhülse hat eine Schwächung des Hülsenguerschnittes zur Folge und erfordert auch ein sehr hohes Eindrehmoment, das vom Handhabenden aufzubringen ist. Zudem können mit diesen bekannten Befestigungselementen nur relativ niedere Haltewerte erreicht werden, da das erfahrungsgemäss sehr tiefe Einschneiden der Gewindespitzen in die Wandung der Spreizhülse auf Kosten ausreichenden radialen Weitens der Spreizhülse erfolgt. Aufgrund des hohen Anteils plastischer Verformung der Spreizhülse beim Eindrehen der Spreizschraube mit Spitzgewinde tritt eine ungünstige Spannungsverteilung gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung ein. Es wurde auch ein Befestigungselement mit Kunststoffspreizhülse und Rundgewinde-Spreizschraube bekannt. Diese Gewindeart zeichnet sich durch ein vergleichsweise kleineres Eindrehmoment aus, da die im Querschnitt runden Gewindegänge mit erheblich geringerer spezifischer Flächenpressung als bei Spitz gewinden gegen die Wandung der Spreizhülse drücken und sich folglich vergleichsweise wenig in die Wandung der Spreizhülse eingraben. Das Rundgewinde wirkt sich in bezug auf den Ausziehwert der Spreizschraube in der Spreizhülse nachteilig aus, da die entgegen der Einführrichtung weisende Flanke sinusartig verläuft und somit als Abstützschulter nur relativ geringe Kräfte abzustützen vermag. Die Ursache dessen liegt in der pflugartigen Wirkung dieser Flankenform gegen über der Spreizhülse bei Ausziehbelastung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement zu schaffen, das sich durch geringes Eindrehmoment der Spreizschraube und hohe Haltewerte auszeichnet. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die in Einführrichtung weisende Gewindeflanke der Spreizschraube nach Art eines Rundgewindes konvex gewölbt ist und die Gegenflanke gradlinig, unter einem spitzen Flankenwinkel verläuft. Durch konvexe Ausbildung der in Einführrichtung weisenden Gewindeflanke wird ein geringes Eindrehmoment der Spreizschraube erzielt, da es so nicht zum Einschneiden des Gewindes in die Wandung der Spreizhülse kommt. An den Scheitel dieser Gewindeflanke schliesst eine entgegen der Einführrichtung weisende geradlinige Gegenflanke an, die gegenüber der Schraubenachse unter einem einschliessenden Winkel von höchstens 900 und wenigstens 600 zum Kernquerschnitt der Spreizschraube hin verläuft. Eine dieserart ausgebildete bzw angeordnete Gegenflanke schafft eine gute Abstützung der Spreizschraube in der Spreizhülse in Auszugsrichtung, so dass ein hoher Haltewert erzielt wird. Um das radiale Auslenken der Spreizhülse gegen die Wandung der Aufnahmebohrung weitergehend zu begünstigen, erstreckt sich zwischen der gewölbten Gewindeflanke und der Gegenflanke vorzugsweise ein geradliniger Rücken. Der etwa in den Scheitel der konvex gewölbten Gewindeflanke verlaufende Rücken bildet eine grosse Anlagefläche der Gewindegänge an der Wandung der hülsenseitigen Längsbohrung, so dass die Gewindegänge die Spreizhülse unter Nutzung der elastischen Verformbarkeit schraubenlinienförmig ausbauchen. Maximales radiales Aufweiten der Spreizhülse wird mit Vorteil durch einen sich-parallel zur Schraubenachse erstreckenden Rücken erzielt. Das Eingraben des Gewindes in die Wandung der Hülse und damit das Eindrehmoment wird dank der durch den Rücken gebildeten grossen Anlagefläche minimiert. Der Auszugswert der Spreizschraube kann noch erhöht werden, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der Rücken in Einführrichtung der Spreizschraube sich der Schraubenachse nähernd geneigt ist. Die Neigung des Rückens gegenüber der Schraubenachse übersteigt vorzugsweise 150 nicht, um das schneid freie radiale Verdrängen der Spreizhülse sicherzustellen. Der vorschlagsgemäss geneigte Rücken bildet zusammen mit der Gegenflanke eine Art Sägezahn, der sich bei Auszugsbelastung der Spreizschraube in der Spreizhülse widerhakenartig verkrallt. Die Erfindung sei nachstehend anhand einer Zeichnung, die Ausführungsbeispiele beinhaltet, näher erläutert. Der Fig. 1 ist ein Befestigungselement im Montageeinsatz, der Fig. 2 ein Gewindeausschnitt der in Fig. 1 gezeigten Spreizschraube, in vergrösserter Darstellung, der Fig. 3 ein Gewindeausschnitt einer weiteren Ausbil dungsform einer Spreizschraube, in vergrösser ter Darstellung, entnehmbar. Das in Fig. 1 dargestellte Befestigungselement besteht aus einer insgesamt mit 1 bezeichneten Kunststoff spreizhülse und einer insgesamt mit 2 bezeichneten Spreizschraube. Das Befestigungselement ist in eine Aufnahmebohrung 3 eines Untergrundes 4 eingesetzt und dient dem Anbringen einer Holzlatte 5 am Untergrund 4. Die Holzlatte 5 ist hierzu vom -Befestigungselement durchgriffen und wird vom Kopf 6 der Spreizschraube 2, unter Zwischenlage einer Beilegscheibe 7, gegen den Untergrund 4 gespannt. Um das radiale Weiten der Spreizhülse 1 zu erleichtern, weist diese Längsschlitze 8 auf. Zum Spreizvorgang wird die Spreizschraube 2 in die Längsbohrung 9 der Spreizhülse 1 eingedreht. Da die Längsbohrung 9 im einführrichtungsseitigen Endabschnitt in Ursprungs stellung der Spreizhülse 1 sich in Einführrichtung konisch verjüngend ausgebildet ist, kommt es in diesem Hülsenabschnitt zu der erkennbaren grösseren radialen Weitung. Die Spreizschraube 2 weist ein Gewinde 11 auf, das sich über den vorderen Teil des Schraubenschaftes sowie über den spitzen Auslauf des Schraubenschaftes erstreckt. Die Gewindegänge drücken beim Eindrehen der Spreizschraube 2 die gewindenahen Zonen der Spreizhülse 1 radial nach aussen und verspreizen so die Spreizhülse kraft- und formschlüssig in der Aufnahmebohrung 3. Dank der erfindungsgemässen Ausgestaltung des Gewindes 11 schneiden sich die Gewindegänge dabei nicht in die Wandung der Spreizhülse 1 ein, so dass die Spreizschraube 2 mit relativ kleinem Eindrehmoment vorgetrieben werden kann. Der in Fig. 2 gezeigte vergrösserte Längsschnitt durch einen Gewindegang der Spreizschraube 2 zeigt, dass die in Einführrichtung weisende Gewindeflanke lla bogenförmig konvex gewölbt ist und die Gegenflanke lib unter einem Winkel von 900 zur Schraubenachse verläuft. Von einer zur anderen Flanke erstreckt sich parallel zur Schraubenachse ein geradliniger Rücken llc. Das in Fig. 3 verdeutlichte Gewinde 11 weist ebenso eine in Einführrichtung weisende konvex gewölbte Gewindeflanke lla auf. Ferner ist eine Gegenflanke lib vorgesehen, die allerdings unter einem geringfügig weniger als 900 betragenden spitzen Winkel zur Schraubenachse verläuft. Zwischen den beiden Flanken erstreckt sich wiederum ein Rücken llc, der zur Schraubenachse in einem Winkel von etwa 100 geneigt ist.

Claims: Patentansprüche 1. Befestigungselement mit Kunststoffspreizhülse und Spreizschraube, wobei die Spreizhülse wenigstens im einführrichtungsseitigen Bereich eine sich in Einführ richtung verjüngende Längsbohrung sowie einen sich vom einführrichtungsseitigen Ende her erstreckenden Längs schlitz aufweist, und die Spreizschraube wenigstens im einführrichtungsseitigen Bereich des Schaftes ein sich in Einführrichtung verjüngendes Gewinde trägt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die in Einführrichtung weisende Gewindeflanke (lla) der Spreiz schraube (2) nach Art eines Rundgewindes konvex gewölbt ist und die Gegenflanke (llb) geradlinig, unter einem spitzen Flankenwinkel verläuft. 2. Befestigungselement nach Anspruch'l, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen der gewölbten Gewindeflanke (lla) und der Gegenflanke (leib) ein geradliniger Rücken (llc) vorgesehen ist. 3. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass sich der Rücken (llc) parallel zur Schraubenachse erstreckt. 4. Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rücken (llc) in Einführrichtung der Spreizschraube (2) sich der Schraubenachse nähernd geneigt ist.

Inventors: LANG, GUSZTAV, DR., DIPL.-ING., STAAB, PETER, ING.
Applicants: HILTI AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: F16B13
IPC codes: F16B13, F16B33