EXPANSION DOWEL WITH AN AXIALLY DEFORMABLE ZONE

Abstract: 1. Expansion anchor intended for being secured in a bore hole by means of an anchor sleeve, which is adapted to expand at least at its end towards the hole bottom, comprising a threaded spindle or bolt extending through the sleeve, which carries an expanding cone acting on the expansion portion of the sleeve, and a support at its end opposite to the expanding cone, whereby expansion of the expansion portion is effected by reducing the distance between the expanding cone and the support, and also comprising an axial deformation zone having the form of a groove-like reduction of wall thickness at the inner circumference of the sleeve, which comes to effect as a reduction of sleeve length after the initial grip of the expansion portion of the sleeve at the wall of the bore hole, characterized in that the reduction of wall thickness consists at least of a recess, which opens at its front face (25) towards the entrance side of the bore hole and also towards the inner circumference of the sleeve (18), such that the wall portion (22) of the sleeve, which by the recess is of reduced thickness and abuts the support (10 or 26) will radially expand during the process of length reduction of the sleeve, and in that the recess is worked out of the sleeve wall at an amount of length corresponding to the intended length of said axial deformation zone.

Description: Spreizdübel mit axialer Verformungszone Die Erfindung betrifft einen Spreizdübel zur Befestigung in einer Verankerungsbohrung mittels einer wenigstens bohrlochgrundseitig aufweitbaren Dübelhülse, mit einer die Hülse längs durchsetzenden Schraube oder einem Gewindebolzen, der einen am Spreizabschnitt der Hülse angreifenden Spreizkonus sowie an seinem dem Spreizkonus gegenüberliegenden Ende.ein Widerlager trägt, wobei das Aufweiten des Spreizabschnittes durch Verkürzen des zwischen Spreizkörper und Widerlager vorgegebenen Abstandes erfolgt, und mit einer durch eine Umfangsnut der Dübelhülse gebildeten axialen Verformungszone, die nach anfänglichen Greifen des Dübels an der Bohrlochwandung mit einer Verkürzung der Hülsenlänge zur Wirkung kommt. Bei einem aus der DE-OS 3 137 226 bekannten Spreizdübel der eingangs bezeichneten Art ist die axiale Verformungszone in Form einer Umfangsnut am Innenumfang einer Dübelhülse zwischen den Hülsenenden vorgesehen, und zwar entweder unmittelbar am Innenmatel der Dübelhülse oder am Innenmantel einer dei Dübelhülse zur Bohrlochmündung hin verlängernden Distanzhülse. Dieser durch Wandstärkenschwä chung gebildeten Verformungszone der Dübel- oder Distanzhülse kommt insofern grosse Bedeutung zu, als bei schon im Bohrloch festsitzendem Dübel oder Schwerlastanker der vorne gegen die das Bohrloch enthaltende Wand anzupressende und eigentlich zu befestigende Gegenstand überhaupt erst wirksam gegen diese Wand festgezogen werden kann. Die Verformungszone sorgt folglich dafür, dass bei bereits in der Wandbohrung festsitzendem Dübel und nicht stärker aufweitbarem Spreizabschnitt der Dübelhülse bei weiterem Anziehen der Schraubmutter oder eines Schraubkopfes des Gewindeankers noch eine zusätzliche Verkürzung der Hülsenlänge stattfinden kann längs der dann die Anpresskraft für den an der Wand zu befestigenden Gegenstand aufgebracht wird, um Ungleichmässigkeiten an der Wand oder vorspringende Grate am Gegenstand einzuebnen und eine verteilte Flächenpressung zu erreichen. Die gleiche Funktion wie eine Umfangsnut der vorbeschriebenen Art erfüllt auch ein axial nachgiebiges Distanzelement, beispielsweise eine Kunststoffhülse oder ein elastischer Ring, der zwischen der Dübelhülse und einer Distanzhülse angeordnet sein kann oder sich auch am bohrlocheingangsseitigen Ende der Dübelhülse zur Anlage am zu befestigenden Gegenstand oder einer Unterlegscheibe vorgesehen ist, die zunächst das Widerlager beim Spreizvorgang bilden. Der bekannte elastische Ring oder eine andere Runststoffeinlage gewährleisten zwar eine axiale Verformung im Anschluss an das erste Greifen der sich im bohrlochauf spreizenden Dübelhülse, erfordert jedoch verhältnismässig grossen Aufwand bei der Herstellung des Dübels und bei seinem Zusammenbau bzw. bei seiner Komplettierung, weil dabei mehrere einzelne Bauteile getrennt hergestellt werden und zusammengesetzt werden müssen, wie dies beispielsweise im DE-GM 81 07 860 gezeigt und beschrieben ist. Die eingangs beschriebene bekannte Umfangsnut innerhalb der Dübelhülse oder einer Distanzhülse trägt demgegen über zwar zu einer gewissen Einfachung bei Herstellung und Zusammenbau eines entsprechenden Spreizdübels bei; dennoch ist eine verhältsnismässig schwierige spanende Bearbeitung erforderlich, da die Umfangsnut auf einer Drehmaschine schwer zugänglich ist und von innen mit Radialhub nach aussen eingestochen werden muss. Eine solche Verarbeitung erfordert nicht nur aufwendigere Drehmaschinen sondern auch eine längere Herstellungsdauer, was bei Serienprodukten wie Schwerlastanker oder Massenprodukten, wie Spreizdübel für einfachere Anwendungszwecke eine ins Gewicht fallende Verteuerung mit sich bringt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Spreizdübel der eingangs bezeichneten Art die Herstellung der axialen Verformungszone zu vereinfachen und den axialen Verformungsvorgang dahingehend abzusichern, dass er im wesentlichen unbehindert dem Spannelement, d.h. der auf dem Gewindeanker sitzenden Schraubmutter oder dem mit dieser verbundenen Schraubenkopf wirksam weitergegeben werden kann. Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass sich die Umfangsnut von der an der Bohrlochmündung befindlichen oder in deren Richtung weisenden Stirnseite der Dübelhülse aus über ein der beabsichtigten Länge der axialen Verformungszone entsprechendes Tiefenmass erstreckt und der Stirnfläche eines als Widerlager dienenden, am Gewindebolzen abgestützten Bauteils gegen überwiegt. Eine von der Stirnfläche der Dübelhülse oder Distanzhülse ausgehende Umfangsnut lässt sich mit wesentlich einfacheren Werkzeugen und auch auf einfacheren und schneller arbeitenden Maschinen bzw. Drehautomaten fertigen, indem die Umfangsnut am bohrlochmündungsseitigen Ende der Dübel- oder Distanzhülse von der Stirnseite her eingestochen oder eingebohrt wird. Damit erübrigen sich die bisher notwendigen zeitaufwendigen maschinellen Handhabungen beim Einfahren des Drehstahls in die Dübel- oder Distanzhülse. Andererseits ermöglicht die günstige einteilige Ausführungsform d.h. die Integrierung der axialen Verformung zone in die Hülse selbst einen einfachen Komplettierungsvorgang des gesamten Spreizdübels. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Bauweise besteht darin, dass die axiale Verformung, d.h. das Verbiegen der durch die Umfangsnut geschwächten Wandung unmittelbar dem Widerlager, z.B. der Beilagscheibe gegenüber erfolgt, also an einer Stelle die am Bohrlocheingang liegt, so dass von der Bohrloch wandung her praktsich keine Behinderung auf den radialen Aufweitvorgang der Verformungszone ausgeübt wird. - Im Gegensatz dazu setzt die Längsverkürzung der Dübelhülse bei einer etwa mittig in der Innenwandung angeordneten Umfangsnut nach dem Stand der Technik voraus, dass der zwischen Widerlager und Verformungszone befindliche Hülsenabschnitt sich innerhalb des Bohrloches realtiv frei verschieben lässt, was aufgrund der vorhandenen Reibwerte und der zumindest teilweise erfolgten Aufweitung der Dübelhülse nicht ohne weiteres der Fall ist. Wenn die Dübelhülse aus einer Spreizhülse und einer bohlochmündungsseitig den Gewindebolzen umfassenden Abstandshalterhülse besteht, geht zweckmässigerweise die Umfangsnut in Längs- oder Tiefenrichtung von der bohrlochmündungsseitigen Stirnseite der Abs tandshalterhülse aus. Um den in dieser Anmeldung angewendeten Begriff "Umfangs- nut"klarzustellen und hinsichtlich der damit beabsichtigten Wirkungen zu definieren, besteht die axialen Verformungszone aus einer von der Stirnseite der jeweiligen Hülse ausgehenden und sich über das erforderliche Tiefenmass erstreckenden Wandstärkenverringerung der Hülse. Dabei kann die Wandstärke der Hülse vom Innendurchmesser oder vom Aussendurchmesser aus oder von beiden Seiten aus verringert sein. Da während der axialen Verformung der in der Wandstärke verringerte Stirnabschnitt der jeweiligen Hülse, gleiche Pressung über die gesamte am Widerlager anliegende Fläche vorausgesetzt, durch Umbiegung bzw. radiale Aufweitung stattfindet, sollten von vorneherein solche Verhältnisse berücksichtigt werden, bei denen in der Wandbohrung oder bei Durchsteckmontage in der Bohrung des zu befestigenden Gegenstandes genügend Platz verbleibt, in dem sich die beschriebene theoretische radiale Aufweitung vollziehen kann. Dies gilt auch für die Fälle, wo von vorneherein feststeht, dass ein verhältnismässig grosser axialer Verformungsweg benötigt wird, um die vorgeschriebene Befestigung des Gegenstandes mit Hilfe des Dübels durchzuführen. In diesen Fällen kann es folglich zweckmässig sein, insbesondere bei engeren Toleranzen der Wandbohrung und auch der Durchgangsbohrung im zu bestigenden Gegenstand, wenn die Wandstärke der HUlse vom Aussendurchmesser aus verringert wird, um so wenigstens einen gewissen äusseren Aufweitraum zu schaffen. In der Praxis sind allerdings in den seltensten Fällen solche Symmetrieverhältnisse vorhanden, dass auf die gesamte Ringstirnfläche des in der Wandstärke verringerten stirnseitigen Hülsenabschnitte gleich grosse Axialkräfte wirken, und infolgedessen kann erwartet werden, dass unter bestimmten Voraussetzungen auch eine radial einwärts gerichtete Umbiegung bzw. ein Einrollen stattfindet. Eine solche oder eine entgegengesetzte Verformungsrichtung kann begünstigt bzw. eingeleitet werden durch entsprechende Anfasungen von der Aussenkante oder Innenkante der Stirnseite der Hülse oder durch entsprechende Verjüngungen. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen von Spreizdübeln nach der Erfindung. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Spreizdübel mit einteiliger Dübelhülse und Fig. 2 in ähnlicher Darstellung einen Spreizdübel mit mehrteiligem Hülsenaufbau. Entsprechend Fig. 1 ist zur Befestigung eines Bauteils 10 an einer Wand 9 ein Spreizdübel in ein zylindrisches Bohrloch 11 eingeführt. Auf einer Gewindespindel 12 ist eine Konusmutter 14 aufgeschraubt, und auf dem rückwärtigen, äusseren Teil der Gewindespindel sitzen eine von aussen an dem Bauteil 10 anliegende Beilagscheibe 28 sowie eine Schraubmutter 26. Der Bauteil 10 enthält eine Befestigungsbohrung 15, deren Durchmesser für den Durchgang des Gewindebolzens 12 ausreicht. Grundsätzlich könnte der Bauteil auch eine im Durchmesser grössere Befestigungsbohrung 15 aufweisen, beispielsweise entsprechend dem Bohrloch 11, so dass dann der Dübel in sog. Durchsteckmontage durch den zu befestigenden Bauteil 10 in das Bohrloch hineingesteckt werden kann. Zwischen Konusmutter 14 und dem entsprechend Fig. 1 einen äusseren Randbereich der Bohrlochöffnung abdeckenden Bauteil 10 ist eine Spreizhülse 18 gehalten, die im vorliegenden Fall aus mehreren, z.B. mittels einer Ringfeder 17 zusammengehaltenen Schalen oder Segmenten besteht. Diese Hülsensegmente sind an ihrem bohrlochgrundseitigen Ende mit Innenkonusflächen 19 versehen, deren Kegelwinkel etwa demjenigen des Spreizkonus 14 entspricht. Am bohrlochmündungsseitigen Ende der Spreizhülse 18 befindet sich eine innere Umfangsnut bzw. ein in der Wandstärker verringerter Wandabschnitt 22, dessen Tiefe 24 sich nach der erforderlichen Länge der gewünschten axialen Verformungszone richtet. Zwischen der so gebildeten axialen Verformungszone 22 und der ungeschmälerten Wandstärke der Spreizhülse 18 bzw. deren Schalen ist ein allmählicher Ubergang 24 vorgesehen. Wenn beim Festziehen der Schraubmutter 26 zunächst die Spreizhülse 18 im Bereich der Konusmutter 14 aufgeweitet wird, findet ein die Haltekraft des Spreizdübels im wesentlichen bestimmender Eingriff zwischen dem Umfang der Spreizhülse und der Wandung des Bohrloches 11 statt. Wenn bei weiterem Anziehen der Schraubmutter 26 sich die Spreizhülse nicht mehr aufweiten lässt und infolgedessen der Konus auch nicht näher an den das Widerlager bildenden Bauteil 10 herangezogen werden kann, verbiegt sich die mit der Stirnfläche 25 am Widerlager anliegende axiale Verformungszone, gegebenenfalls unter Aufrollung, nach aussen, so dass der Bauteil 10 dichter an den aufgeweiteten Haltebereich des Spreizdübels herangebracht und damit fest gegen die Vorderseite der das Bohrloch 11 enthaltenden Wand 9 angepresst wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind der Einfachheit halber der an der Wand zu befestigende Bauteil und die Beilagscheibe unter der Schraubmutter 26 als ein einheitlicher Bauteil 27 dargestellt. Auf dem Gewindebolzen 12 des Spreizdübels ist eine Dübelhülse 30 angeordnet, deren dem Bohrlochgrund zugekehrtes Ende Längsschlitze 32 enthält, die einen Spreizabschnitt definieren, der am inneren Ende wie beim vorangehend beschriebenen Ausfürhungsbeispiel mit der Konusmutter 14 zusammenwirkende Konusflächen aufweist. Da die die den Spreizabschnitt aufweisende Dübelhülse 30 für die vótgesehene Tiefe der Bohrung 12 nicht ausreicht, ist eine den Abstand bis zum Widerlager bzw. Bauteil 27 durch eine Abstandshalterhülse 36 überbrückt, die in Wandstärke und Durchmesser der Dübelshülse 30 etwa entspricht. Wie zuvor ist am bohrlochmündungsseitigen Ende, dem Widerlager bzw. dem Bauteil 27 gegenüber in der Abstandshalterhülse 36 eine Umfangsnut vorgesehen, die im vorliegenden Fall aus einer von aussen her vorgenommenen Wandstärkenverringerung entspricht. Es entsteht somit auch hier eine durch Wandstärkenverminderung geschaffene axiale Verformungszone 22, deren Länge von dem erforderlichen Verformungsmass abhängt. Zwischen der axialen Verformungszone und der ungeschmälerten Wandstärke der Distanzhülse 36 ist ein allmählicher Übergang 23 vorgesehen, der als Anfasung an der Aussenseite der Distanzhülse 36 erkennbar ist.

Claims: A n s -P r ü c h e 1. Spreizdübel zUr Befestigung in einer Verankerungsbohrung mittels einer wenigstens bohrlochgrundseitig aufweitbaren Dübelhülse, mit einer die Hülse längs durchsetzenden Schraube oder einem Gewindebolzen, der einen am Spreizabschnitt der Hülse angreifenden Spreizkonus sowie an seinem dem Spreizkonus gegenüberliegenden Ende ein Widerlager trägt, wobei das Aufweiten des Spreizabschnittes durch Verkürzen des zwischen Spreizkonus und Widerlager vorgegebenen Abstandes erfolgt, und mit einer durch eine Unfangsnut der Dübelhülse gebildeten axialen Verformungszone, die nach anfänglichem Greifen des Dübels an der Bohrlochwandung mit einer Verkürzung der Hülsenlänge zur Wirkung kommt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umfangsnut (22) von der an der Bohrlochmündung befindlichen Stirnseite der Dübelhülse (18) aus über ein der beabsichtigten Länge der axialen Verformungszone entsprechendes Tiefenmass (24) erstreckt und der Stirnfläche eines als Widerlager dienenden, am Gewindebolzen (12) abgestützten Bauteils (z.B. 10) gegenüberliegt. 2. Spreizdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübelhülse aus einer Spreizhülse und einer bohrlochmündungsseitig den Gewindebolzen umfassenden Abstandshalterhülse besteht, und dass die Umfangsnut in Längsoder Tiefenrichtung von der bohrlocheingangsseitigen Stirnseite der Abstandshalterhülse ausgeht. 3. Spreizdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verformungszone aus einer von der Stirnseite der Hülse ausgehenden und sich über das erforderliche Tiefenmass erstreckenden Wandstärkenverringerung der Hülse besteht. 4. Spreizdübel nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Hülse vom Innendurchmesser der Hülse aus verringert ist. 5. Spreizdübel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Hülse vom Aussendurchmesser aus verringert ist. 6. Spreizdübel nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verformungszone aus einer sowohl vom Innen- als auch vom Aussendurchmesser her erfolgte Wandstärkenverringerung der Hülse besteht. 7. Spreizdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der axialen Verformungszone und der ungeschmälerten Wandstärke der Hülse ein allmählicher Übergang vorgesehen ist. 8. Spreizdübel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die axiale Verformungszone bildende Bereich verringerter Wandstärke in Richtung auf seine Stirnseite verJüngt ausgebildet ist.

Inventors: MACHTLE, DANIEL, MACHTLE, ROLAND, Mächtle, Daniel , Mächtle, Roland
Applicants: MAECHTLE FRITZ GMBH & CO KG
Application year: 1984
Main classification: F16B13
IPC codes: F16B13