DE1475039A1

DE1475039A1 - Kunststoff-Duebel

Info

Publication number: DE1475039A1
Application number: DE19641475039
Authority: DE
Inventors: Rapata George Martin
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1963-02-08
Filing date: 1964-02-04
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3200694A; DE1475039B2; GB1057763A

Description

1475Ö39

DK.Α.-ΜΕΝΤΖΕί, * «r»™ath *.**».«. 3.1?ebrttar 1964

DIKU-ItfG. W. DAUI-KE ?HANKEifFORsa? is?

τέμνον: BENSBBKG am ₆ ₍{_2<y,

Illinois Tool Works Inc., Chicago 39, Illinois (USA)

Kunststoff - Dübel

Die Erfindung betrifft einen Dübel und insbesondere einen

elastischen üunststoffäübel einfacher For«, die die Benutzung

ο billiger ./ei-kzeugeinriciitungen aur Herstellung eines wirksamen

⁰⁵ DiXüela mit geringen Kosten ermöglicht. ο

αϊ Jiüher waren Dübel dieses allgemeinen Typs zur Befestigung

**· an eiziera .:iit löchern Terseheneri Werkstück entweder aus mehreren

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Teilen zusammengesetzt oder, erforderten komplizierte Werkzeugeinrichtungen für ihre Herstellung.

Diese Erfindung betrifft einen einstückigen Dübel, der vorzugsweise als spritzgegossenes, thermoplastisches Teil hergestellt wird. Die Vorrichtung besitzt eine glatte Außenoberfläche, die nach dem Einsetzen so deformiert wird, daß sie Wider lagerflächen zum Festhalten in einem mit Löchern versehenen Werkstück bildet. Dieser Effekt wird durch eine unterschiedliche Vandstärke, gemessen längs der Achse des Dübels, erreicht.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, einen einfachen, einstückigen Eunststoffdübei unterschiedlicher Wandstärke zu ernalten, wobei diese unterschiedliche Wandstärke die Deformation einer glatten Außenwand zur Erzeugung von Widerlager^lachen ermöglicht, um den Dübel in einem mit Löchern versehenen Werkstück festzuhalten.

Bin weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Kunststoffdübel zu erhalten mit einer ununterbrochenen Außenoberflache und einer längs der Achse des Dübels gemessenen unterschiedlichen Wandstärke, um in diesen Wänden eine unterschiedliche Festigkeit zu erhalten, damit das Deformieren dieser Wände an bestimmten Punkten erleichtert wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen mit Kopf versehenen -Kunststoffdübel mit hoiilem Innerem zu erhalten, welch

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letzteres durch eine durch den Kopf gehende Bohrung erzeugt wird, von der bestimmte Teile versenkt sind,- Die erwähnte geregelte Festigkeit der v/andteile kann durch eine solche Orientierung der Versenkungen bestimmt werden, daß die deformierbaren Wandteile an vorbestimmten Stellen zu liegen kommen»

Ein-weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen einteiligen Kunststoffdübel mit einfacher Konstruktion zu erhalten, die die Benutzung billiger «erkzeugeinrichtungen ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend in Ausfülirungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie 1-1 von !"ig. 4 durch einen Dübel, der die Kennzeichen der Erfindung aufweist;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in lig. 4,

gesehen durch dieselbe Vorrichtung nach Drehung um 90° um ihre Achse;

Pig. 3 eine Seitenansicht derselben Vorrichtung, jedoch in ein mit Löchern versehenes Werkstück eingesetzt;

Fiy. 4 eine Vorderansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2;

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Fig. 5 eine Vorderansicht entlang der linie 5-5 in

I¹Ig. 2; ■ . - -"■...-..

Fig.5A einen Schnitt einer Modifikation des dünnwandigen Teils eines Dübels, ähnlich, dem in Fig. 1-5

darg'e'stie linien ν Dübel; ,

Fig.5B einen Schnitt einer weiteren Modifikation des dünnwandigen Teils eines Dübels, ähnlich dem in J¹Ig. 1-5 dargestellten;

I¹Xg. 6 einen perspektivischen Teilschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Pig. 7 eine Ansicht des Kopfes der in Fig. .6 dargestellten zweiten Ausführüngsform der Erfindung;

Pig. 8 eine Seitenschnittansicht, die den Dübel von .Fig. 6 in eine Werkstücköffnung eingesetzt zeigt;

J¹Ig. 9 eine teilweise geschnittene Vorderansicht längs der Linie 9-9 in lig. 8;

eine teilweise geschnittene Seitenansicht, die den eingesetzten Dübel von Pig. 8 mit einem in seine Bohrung eingesetzten Schraubengewindeteil zeigt;

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Pig. 11 eine Schnittseitenansieht einer Modifikation des in Pig« 10 dargestellten Dübels mit dem Zusatz einer rohrförmigen Verlängerung zur Erleichterung des Einsehraubens der Schraube;

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, perspektivisch dargestellt, bei der ein glattes, sich aufweitendes ü?eil benutzt wird;

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht noch eines v/eiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig.13A eine vom Schaftende gesehene Torderansicht einer Modifikation des Ausführungsbeispiels von Fig. 13;'

Fig. 14 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Ausführimgsbeispiels der Erfindung, das sich zur Anwendung zusammen mit einer versenkten öffnung in einer Platte eignet;

Fig. 15 eine Sciinittseitenansicht längs der Linie 15-15 in Fig. 14;

Fig. 16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des · Dübels von Fig. 14- im eingesetzten Zustand und

Fig. 17 eine Kupplungsbuchse, die die Prinzipien der Erfindung enthält.

Ein erfindungsgemäßer Dübel, mit der Ziffer 10 bezeichnet, umfaßt einen¹ Schaft 12 und einen Kopf 14. Der Schaft hat eine allgemein rohrförmige Gestalt mit einer glatten Außenwandoberfläche 16 und einer ,inneren Bohrung 18. Im vorliegenden Beispiel ist das dem Kopf 14 entgegengesetzte Ende des Schaftes 12 leicht konisch, um das Einsetzen in die Öffnung eines ¥/erkstücks zu erleichtern. Die innere Bohrung 18 geht durch den Kopf 14. Der Schaft kann so aus zwei Teilen aufgebaut sein, daß sich der erste Teil angrenzend an das Eintritts ende gegenüber dem Kopf 14 befindet, während sich der zweite Teil zwischen dem ersten Teil' und dem Kopf erstreckt. Die allgemein mit 22 bezeichnete Bohrung im ersten Teil hat im vorliegenden Falle eine etwa kreisrunde Querschnittsform, wie man es am besten in den Figuren 4 und 5 sehen kann, während die allgemein mit 24 bezeichnete Bohrung im zweiten Teil entweder eine ovale oder eine elliptische Form haben kann. Die Außeiioberf lache 16 des Schaftes hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, quer zur Achse gesehen, eine ebenfalls ovale Querschnittsform. Der Eintritts-endteil des hohlen Schaftes ist also innerhalb des Teiles 22 mit einer bestimmten Yfandstärke versehen; zwischen dem Kopf 14 und dem ersten Teil 22 ist eine dem Teil 24 entsprechende, zweite Wandstärke vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel führt also die kreisrunde Form des Teils 22 der Bohrung zusammen mit einer ovalen Außenform zu verschieden dicken, in Fig. 2 allgemein mit 26 bezeichneten ¥andteilen. Es sei aber darauf hingewiesen, daid natürlich die äußere Oberfläche zylindrisch sein kann, während die Form der Bohrung 18 unter Kreisen, Ovalen oder Elipsen, um die gewünschten dicken und dünnen Wandteile zu erhalten, gewählt wird. COPY

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Beim vorliegenden Beispiel ist der Kopf 14 zum Eintrittsende des Schaftes 12 zu konkav gewölbt, der in eine feine Kante 28 übergeht, die sich zum Abdichten der Öffnung eines Viferkstückes eignet. Ein typisches Beispiel für den Einbau eines Dübels des beschriebenen Typs zeigt Pig. 3. Der Dübel 10 ist in axialer Richtung teleskopartig durch zwei kreisrunde Öffnungen 30 und 32 in den Werkstücken 34 bzw. 36 gedrückt. Die elliptische form der Außenoberfläche -16 ist so gewählt, daß die längere Achse größer ist als der Durchmesser der Werkstücköffnungen 50 und 32, während die kürzere Achse kleiner ist als der Durchmesser dieser Werkstücköffnungen.

Wird daher das konische Eintrittsende in die Öffnungen im Werkstück eingesetzt, so wird die längere Achse des Dübels zusammengedrückt, woraus sich eine entsprechende Erhöhung der Abmessung des Dübels längs der kleineren Achse ergibt. Die auf der längeren Achse liegenden, dickeren Teile 26 bewegen sich aufeinander zu, bis der Teil 22 der Bohrung eine Strecke von der Dicke des Werkstücks zurückgelegt hat. Zu diesem Zeitpunkt dehnen sich die verdickten Teile·26 seitlich nach außen aus, während der der längeren Achse entsprechende Teil des inneren Wandteils 24,zusammengedrückt bleibt, Diese Aufweitung nach außen, erzeugt Widerlagerflächen 38 (Fig. 3)> die geeignet sind, gegen die Unterseite des Werkstücks oder der Platte 36 zu drücken, während sich der Kopf 14 in Berührung mit der entgegengesetzten Seite des Werkstücks, nämlich der Platte 34 befindet. Diese Wirkung läßt sich dadurch regulieren, daß man den Unterschied der Wandfestigkeit zwischen den Teilen 22 und 24 verändert. Die verdickte Wand im axialen Teil 22·

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des Dübels erfordert eine gewisse radiale Kraft, um beim Einsetzen deformiert zu werden und übt infolge der Elastizität des Materials nach Durchstoßen des mit Öffnungen versehenen Werkstücks bei ihrer Echckehr in die ursprüngliche Position eine ähnliche Kraft aus. Die zur Deformation des dünneren, den zweiten Teil 24 4^es Schaftes 24 bildenden Wandteils erforderliche Kraft ist wesentlich geringer als die zum Deformieren des ersten Teils 22 erforderliche Kraft, bei dem die äußeren Widerlager 38 gebildet werden. Die Wöbung des Kopfes 14 erfüllt einmal den Zweck, Fertigungstoleranzen als Folge von Unterschieden der Dicke zwischen den Platten 34 und 36 aufzufangen und trotzdem die Bildung von Widerlagern 38 zu ermöglichen, und zum anderen bildet die Berührungslinie zwischen Werkstück 34 und der Umfangskante 28 des Kopfes 14 eine Abdichtung zwischen dem Dübel und dem Werkstück, die das Bindringen von Wasser oder anderen Substanzen um den Zapfen herum und in die öffnung verhindert. Während im vorliegenden Beispiel die Bohrung 18 durch den ganzen Schaft hindurchgeht, kann man anhand der anderen, weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele erkennen, daß das Eintrittsende verschlossen werden kann, um einen vollständigen Verschluß oder eine Abdichtung zu bilden.

Bin Dübel des beschriebenen Typs sollhalbstarr und dennoch elastisch sein und kann im Spritzgußverfahren aus thermoplastischen Werkstoffen, wie Polyamid oder einem Apetalhars hergestellt werden. Ss ist ein wichtiges Kennzeichen dieses Dübels, daß er islt einer einfachen zweiteiligen Form ohne irgendeinen Seitenschieber od»dgl. gefertigt werden kann.

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Abänderungen des dünnen randteile dieses ersten Ausführungsbeispiels zeigen die Figuren 5A und 5B auf dem zweiten Zeichnungsblatt, jjiese beiden Modifikationen sind als Querschnitte durch den dünnwandigen Teil, in Richtung auf den Kopf gesehen, dargestellt, wobei entsprechende Teile auch durch gleiche Bezügeziffern, mit Zusatz der Indexe "x" und "I", bezeichnet werden.

Die in Fig. 5A dargestellte Modifikation hat im Teil, 24 x einen Doppel-"D"- oder rechteckigen Querschnitt. Die Vorrichtung ist vorzugsweise mit zwei gegenüberliegenden geraden Seitenwänden 23 versehen, die durch gegenüberliegende, leicht gekrümmte Wände 25 miteinander verbunden sind. Die gekrümmten Wände haben gegenüber den Wänden 23 eine geringere Dicke und können, nach innen zusammengedrückt warden, um ein Widerlager ähnlich dem Widerlager 38 des ersten Ausführungsbeispiels zu bilden. Dieser Dübel eignet sich besonders gut für eine quadratische öffnung in einem Werkstück. Die verdickten Seitenwände 23 geben ihm eine erhöhte Festigkeit gegenüber Kräften, die ihn auf Zug und/oder Torsion beanspruchen. Zusätzlich ist das Anbringen von - gestrichelt gezeichneten inneren Längsrippen 27 zur Vergrößerung der Querschnittsfläche der Wand und damit zur Erhöhung des Widerstandes gegen Torsion und/oder Zug möglich, ohne dadurch die Steifigkeit während des Einbaus zu erhöhen.

Die andere, in Jig. 5B dargestellte Modifikation enthält gegenüberliegende Seitenwände 23y, die durch dünnere Bndwänd· 25y

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verbunden sind, die im Querschnitt gesehen zwei konzentrische Ovale bilden. Die Bndwände 25y haben eine sich verjüngende Wandstärke, so daß der dünnste, durch entsprechend unterschiedliche Radien gebildete feil in der längeren Achse des Ovals liegt, ^iese verdünnte Wand wirkt sich dahingehend aus, daß sie die die Wand de-, formierenden Kräfte so konzentriert, daß an vorgewählten, gegenüberliegenden Stellen die Widerlager gebildet werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel mit Anwendung der Prinzipien dieser Erfindung ist in den Figuren 6-10 dargestellt, wobei wieder gleiche Teile durch gleiche Ziffern mit dem Index "a" bezeichnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die offensichtlichen Differenzen zwischen den Zapfenteilen in den Zeichnungen sogar noch stärker ausgeprägt als beim ersten Beispiel. Der Kopf 14a hat eine nicht-kreisförmige äußere Gestalt, die Schlüsselansatzflächen 42 bildet, deren Zweck weiter unten beschrieben werden wird.

Der Schaft 12a hat eine Außenoberfläche 16a, die praktisch ohne Unterbrechung und glatt ist und zunächst einen etwa ovalen Querschnitt hat. Sein erster Teil 22a verjüngt sich nach dem Eintrittsende zu und hat eine ovale Bohrung, wobei die längere und die kürzere Achse der Bohrung gegenüber den entsprechenden Achsen der Außenoberfläohe 16a um 90° gedreht sind.

Der zweite Teil 24a hat eine Bohrung, die ebenfalls oval ist, deren längere und kürzere Abmessungen Jedoch mit den entsprechenden Achsen der Auenoberfläohe 16a übereinetimmen. Die durch den zwei-

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ten Teil 24a hindurchgehende Bohrung erstreckt sich durch den Kopf des Dübels, und zwar aus Gründen, die weiter unten noch auseinandergesetzt werden. Die Abmessung oder Größe der längeren Achse der Bahrung im ersten Teil 22a ist vorzugsweise gleich der oder kleiner als die Abmessung der kürzeren Achse der ovalen Bohrung im zweiten Teil 24a. Die Bohrung im zweiten Teil 24a, die zur Außenoberfläche 16a symmetrisch angeordnet ist, bildet eine praktisch gleichmäßig dünne Wand zwischen dem Kopf und dem ersten Teil 22a. Es sind daher zwei gegenüberliegende verdickte Teile 26a vorhanden, ähnlich denen des ersten Ausführungebeispiels. Die Bohrung des ersten Teils 22a kann an-dhrer Verengung beim Eintritt in die Bohrung des zweiten Teils 24a ebenfalls mit einer leichten.Abschrägung versehen werden.

Wird der Schaft 12a in eine kreisrunde Werkstücköffnung eingesetzt, so wird er nach innen so zusammengedrückt, daß sich die verdickten Teile 26a^ae4lnander zu bewegen, während die Wandteile auf der längeren Achse etwas nach außen abgeschrägt werden. Nachdem der Dübel teleskopartig in die Werkstücköffnung 30a des Werkstücks 34a hineingeschoben worden ist, weiten sich die verdickten Teile nach außen auf und nehmen dabei praktisch ihre ursprüngliche Form wieder an. Der dünnwandige Teil 24a wird dabei deformiert und bildet Widerlagerfläohen 38a, wie man es am besten in den Figuren 8 und 9 sehen kann.

Es kann ein Dübel des oben beschriebenen Typs zwar auch

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dazu benutzt werden, mehrere Platten miteinander zu verbinden, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall war, sie ist aber in ihrem vorliegenden beschriebenen Zustand ideal als VerankerungsteiJ. für einen zweiten Zapfen, wie etwa eine Schraube 46 geeignet. Wie Fig. 10 zeigt, kann eine Schraube 46 mit vorbestimmtem Durchmesser in die kleinere Bohrung im ersten Teil 22a eingeschraubt werden. Im vorliegenden Beispiel ist die Schraube 46 eine Schraube des gewindeschneidenden Typs, der sich die G-ewindegänge in der Bohrung selbst formt. In ähnlicher Weise wird der Durchmesser der Schraube so gewählt, daß sie den verdickten Teil 26a zwingt, sich seitlich nach außen zu erweitern und dadurch die Querabmessung der Widerlageroberflächen 38a zu vergrößern, die dann die Platte 34a fester von unten erfassen. Es kann dann ein zweites Arbeitselement 48 - gestrichelt gezeichnet - am Werkstück 34a befestigt werden. Die Schlüsselansatzflächen 42 können geeignete Einrichtungen zur Verhinderung der Drehung des Dübels aufnehmen, wenn die Schraube 46 in die Bohrung eingeschraubt wird,,

Eine weitere Modifikation der Erfindung ist durch den in Fig. 11 gezeigten Dübel ins Auge gefaßt, wobei auch wieder gleiche Teile durch gleiche Ziffern unter Hinzufügung des Index' "b" bezeichnet werden. Bei dieser Vorrichtung ist die Außenoberfläche 16b des Schaftes über seine ganze Länge zwischen seiner einstückigen Verbindung mit dem Kopf 14b und dem entgegengesetzten Eintrittsende verjüngt. Die durch die Bohrung im ersten Teil 22b und die Bohrung* im zweiten Teil 24b festgelegten verdickten Teile 26b sind in der Mitte der axialen Länge des Schaftes angeordnet. Bei diesem-

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Ausfiihrungsbeispiel hat die Bohrung des ersten Teils 22b quer zur Achse des Dübels gesehen einen praktisch kreisrunden Querschnitt, während die Bohrung im zweiten Teil 24b praktisch oval oder elliptisch ist und sich nach außen durch den Kopf hindurch verjüngt, um für die unten beschriebenen Zwecke einen praktisch gleichmäßig dünnen Wandabschnitt zu erhalten.

Bei dem vorliegenden Dübel wird die Bohrung 22b über die verdickten Teile 26b durch eine rohrförmige Verlängerung 52 fortgesetzt, die eine abgeschrägte Öffnung 54, geeignet zur Aufnahme einer Schraube 46b, aufweist. Die Handhabung des Dübels ist praktisch identisch mit der des anderen, vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels, mit der Ausnahme, daß die rohrförmige Verlängerung 52 mit ihrer abgeschrägten öffnung 54 die Fixierung und das Einsetzen des Gewindeteils 46b vereinfacht.

Eine andere Form der Erfindung ist perspektivisch in Pig.12 dargestellt, wobei wieder gleiche Teile durch gleiche Ziffern unter Zusatz des Index "c" bezeichnet werden. Bei diesem Ausführungebeispiel hat die Außenoberfläche 16c des Schaftes 12c, im Querschnitt quer zur Längsachse des Dübels gesehen, eine allgemein ovale Form. Auch die inneren Bohrungen und versenkten Bohrungen des ersten 'eils 22c bzw. des zweiten Teils 24c sind oval, wobei die längeren and kürzeren Achsen der Bohrung des ersten Teils 22c gegenüber den längeren und kürzeren Achsen der Außenoberfläche 16c und der Bohrung 24c us 90° gedreht sind. Wie auch bei dem in den Figuren 6-10 dargestellten Dübel ist der vorliegende eo eingerichtet,

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daß die längere Achse der Bohrung im ersten Teil 22c praktisch gleich oder kleiner als die kürzere Achse der Bohrung 24c ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurde eine Schraube 46 als sekundäres AufWeitungsmittel benutzt. Bei dem vorliegenden Dübel wird dagegen vorgeschlagen, daß ein konischer Stift 56, der am stärkeren Ende seines Konus einen größeren Durchmesser als die kürzere Achse der Bohrung 22c hat, zum Auf v/eiten benutzt. Nachdem der Dübel 10c in eine geeignete, kreisrunde Öffnung in einem Werkstück eingesetzt worden ist, weitet sich der Teil mit dem verdickten Wandquerschnitt 26c hinter dem werkstück auf und durch das teleskopartige Einschieben des konischen Stiftes in die Bohrung werden die durch das Festigkeits-G-efälle des dünnwandigen Teils erzeugten Widerlagerflächen weiter aufgeweitet und halten den Dübel mehr zwangsläufig fest.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Pig.13 dargestellt, wobei auch wieder, gleiche Teile durch gleiche Ziffern unter Hinzufügung des Index¹"d" bezeichnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schaft 12d mit einer konischen Außenoberfläche I6d versehen, die praktisch eine ovale Form hat. Der erste Teil 22d des Schaftes, angrenzend an sein Eintrittsende, ist mit einer ovalen Bohrung versehen, deren Achsen gegenüber denen der ovalen Außenoberfläche I6d um praktisch 90° gedreht sind. Der zweite Teil 24d des Schaftes zwischen dem Eintrittsende und dem Kopf Hd hat einen ovalen Querschnitt, dessen Achsen in derselben Ebene wie die Achsen der JLußenoberflacht liegen.

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g 0 S e ß I / ö 6 2 A ^_{0 0F},_&*tt!.

" Es ist ein Aufweitstift 56d vorgesehen, der durch den Kopf eingedrückt wird und der, wenn es wünschenswert erscheint, als ein Stück mit dem oberen Ende des Kopfes geformt werden kann, wobei er mit dem letzteren durch einen beim Gebrauch wegbrechenden Teil 58 ■verbunden ist. Die äußere Form des Querschnitts des Aufweitstiftes 56d ist praktisch komplementär zur Bohrung 24d, die durch den Kopf 14d und den zweiten Teil 24d des Schaftes 12d hindurchgeht. Bei diesem Ausführungsbeispiel geht die Bohrung im zweiten Teil 24d über und verjüngt sich zur Form der Bohrung 22d, im Gegensatz zur scharfen oder deutlich ausgeprägten Trennungslinie, die die anderen Ausführungsbeispiele aufweisen. Vorzugsweise ist die Bohrung eine Fläche, deren Umfang in jedem Schnitt quer zur Achse des Dübels konstant bleibt.

Der Gebrauch eines solchen Dübels erfolgt natürlich auf ähnliche Weise» indem das Einsetzen des Schaftes 12d in eine kreisrunde Öffnung in einem Werkstück dazu führt, daß der Schaft längs der längeren Achsen der Außenoberfläche I6d zusammengedrückt wird, bis die verdickten Teile der die Bohrung 22d umgebenden Wand durch die Viferkstücköffnung hindurchgedrungen sind und sich dann innerlich hinter dem Werkstück aufweiten. Ein kräftiger Schlag auf den Stift 56d läßt dann die Abbrechverbindung 58 zerbrechen und treibt den Stift 56d in die Schaftbohrung in den Teilen 24 bzw. 22d. Dadurch wird der Schaft längs der längeren Achse seiner Außenoberfläche I6d noch stärker aufgeweitet, wodurch die hervortretenden oder Widerlageroberflächen hinter einem geeigneten Werkstück vergrößert und eine zwangsläufige Befestigung gewährleistet wird.

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Eine Modifikation des in Fig. 13 dargestellten Dübels kann man am besten in Fig. 13A sehen, wobei wieder gleiche Teile durch gleiche Ziffern unter Hinzufügung des Index¹ "z" bezeichnet werden. Diese Modifikation, die vom freien Ende des Zapfens in Richtung auf den Kopf gesehen dargestellt ist, hat eine ovale Bohrung, die am freien Ende am Teil 22z in horizontaler Haltung angeordnet ist und am Kopfende im Teil 24 ζ in vertikaler Haltung. Bei dieser Modifikation ist die ovale Bohrung keine Mantelfläche des in Fig. 13 dargestellten Typs, sondern ein gleichmäßiges Oval, das schraubenförmig verdrillt ist, wie es die gestrichelten Linien 60 andeuten. Das ermöglicht die Benutzung eines einteiligen Kernstiftes in der Form, der beim Herausziehen nach der Fertigstellung des Teils um 90° gedreht wird.

Beim Anbringen dieses Teils in einem Werkstück wird ein komplementärer Treibstift 56z axial in den Dübel hineingetrieben. Da das Ausrichten des Stiftes 56z durch den Teil 24z am Kopfende begrenzt wird, hat die schraubenartige Anordnung der Bohrung zur Folge, daß der Schaft 12z in seinem freien Endteil 22z verdrillt wird, um den letzteren Teil 24z in Übereinstimmung zu bringen. Durch das Verdrillen wird der Schaft 12z verkürzt und die Haltekraft des Dübels wird erhöht, und zwar durch Vergrößerung des nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren im Teil 24z gebildeten Widerlagers.

Noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den .' Figuren 14-16 dargestellt, wobei wieder gleiche Teile durch

^{: V/} ^i:' 909808/0624 " ¹⁷ "

gleiche Ziffern unter Hinzufügung des Index¹ "e" bezeichnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Schaft 12e mit einer Außenoberfläche I6e versehen, die mit der in Fig. 6-9 dargestellten praktisch identisch ist·

Auch' die inneren Bohrungen in den Teilen 22e bzw. 24e in den ersten bzw,' zweiten Teilen des Schaftes sind Ovale mit um 90 gedrehter bzw. in derselben Ebene liegender Orientierung. Im vorliegenden Beispiel ist der Dübel 1Oe mit einem Kopf 14e versehen, der eine konische untere Fläche 62 mit einem vorbestimmten eingeschlossenen Winkel hat. Die konische Oberflache 62 wird durch den versenkten Teil 64 der im Werkstück 34e befindlichen uffnung 30e aufgenommen. Wie man am besten in Fig. 16 sehen kann, führt das teleskopartige Einschieben des Dübels 1üe in das mit versenkten Löchern versehene Werkstück 34e zu einer glatten Oberfläche der Platte. Die Kante der Öffnung 3Oe drückt den Teil 22e zusammen, bis dieser erste Teil vollständig in die Werkstücköffnung eingeführt ist und sich dann nach außen aufweitet, um die Widerlager 38e zu bilden, die dann hinter dem 'Werkstück gegenüber dem Kopf 14e liegen. '.Yie es am besten Fig« 16 zeigt, kann der versenkte Teil des Werkstücks 34e mehrere, auf Fertigungstoleranzen zurückzuführende eingeschlossene Winkel enthalten; es wird aber trotzdem der Dübel 1Oe immer noch durch die Bewegung der Widerlager 38e längs der Längsachse des Dübels wirksam festgehalten. Auch dieses Ausführungsbeispiel eignet sich zur Aufnahme eines mit Gewinde versehenen Befeetigungsteils in der oben für ein anderes Aua-

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führungsbeispiel beschriebenen Weise und kann zur Befestigung mehrerer Werkstückplatten benutzt werden, wenn die Länge des Teils 24e entsprechend gewählt wird»

Die Vorzüge der Erfindung lassen sich auch auf andere Arten der Befestigung als die vorstehend beschriebenen anwenden. Fig. 17 zeigt eine nach diesem Prinzip aufgebaute Verbindungsbuchse, wobei wieder gleiche Teile durch gleiche Ziffern unter HinzufLigung des Index¹ "f" bezeichnet werden.

Die Buchse hat einen Kopf 14f» einen Schaft 12f mit glatter Außenseite und eine durchgehende Bohrung 18f. Diese Bohrung 18f hat am freien oder Eintrittsende - das mit Teil 24f bezeichnet ist einen kleineren Querschnitt und daher am Sintrittsende einen steiferen, verdickten Wandteil„ Das führt zu einer Verformung des Teiles 24f, bei der Widerlager 38f entstehen, wenn die Buchse in eine Öffnung 3Of des Werkstückes 34f eingesetzt wird«

An der Verbindungsstelle zwischen den Teilen 22f und 24f ist die Buchse mit einerjiach innen gerichteten Rippe 70 versehen. Die Rippe 70 greift in eine Nut 74 im Stab 72 ein, wenn der letztere axial und teleskopartig in die Bohrung der Buchse eingeführt wird_e Durch das Einführen des Stabes 72 in die Bohrung 18f werden der Teil 22f und die daran angrenzende Rippe 70 aufgeweitet und nehmen dabei eine Form an, die gestrichelt dargestellt isz.

Sie Buchse kann eint glatte und runde, orale oder rechteckige

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Außenoberfläche haben und eine ovale oder kreisrunde innere Bohrung. Die Hippe 70 hat sich mit einer ovalen Gestalt als vorzugsweise geeignet erwiesen. ν

Ss sind einige dieser Ausführungsbeispiele mit geschlossenen j£nden und einige mit offenen Enden dargestellt worden. Dadurch soll die diesem Dübel eigentümliche einfache Konstruktion dargetan werden, weil ein als Abdichtung wirkender Dübel ohne größere Veränderungen der Spritzgußform hergestellt werden kann. Mit dem anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele erläuterten Grundgedanken der Erfindung soll eine unterschiedliche Festigkeit der Wand - gemessen längs seiner axialen Länge - erreicht werden.

Das ermöglicht eine einfache Form des Dübels mit glatter, ununterbrochener Außenwand und unterschiedlicher innerer Bohrung zur Veränderung der Wandstärke längs der Längsachse des Dübels. Diese Wandstärken liefern den Pestigkeitsunterschied und lassen sich durch die Orientierung von Bohrung und versenkter Bohrung im Schaft - vorstehend als erster bzw. zweiter Teil bezeichnet regulieren. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war zwar eine Außenoberfläche mit im Querschnitt ovaler Form zusammen mit kreisrunden Offnungen in Werkstücken vorgesehen; man kann aber entsprechende Dübel herstellen, bei denen es sich umgekehrt verhält.

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Claims

Patentansprüche

Einstückiger Kunststoffdübel zur Verwendung in der Öffnung eines Werkstückes, der einen Schaft und einen sich seitlich erstreckenden Kopf umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft eine sich axial erstreckende Bohrung aufweist und die Vtände des Schaftes mehrere, unterschiedliche Y/andstärken in längs des ■ Schaftes verteilten Querschnitten haben.

Dübel nach Anspruch"1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung durch den Kopf hindurch erstreckt und daß sich der dünnste Wandteil unmittelbar unter dem Kopf, der dickste Wandteil dagegen an dem dem Kopf abgewandten Schaftende befindet.

Dübel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen· fläche des Schaftes die Ergänzung zu der sich an den dünnsten Wandteil anschließenden Bohrung ist, wobei diese Außenfläche im Querschnitt entweder einen Kreis oder eine Ellipse darstellt, während die Werkstücköffnung eine vom Schaftquerechnitt abweichende Form hat und geeignet ist, den dünnsten Wandteil einzuengen, um gegenüber dem Kopf liegende Absätze auf der Oberfläche eu bilden.

Dübel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung durch den Kopf hinduroh erstreckt und durch den Kopf hin-

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durch für eine beträchtliche Strecke in den Schaft hinein versenkt ist, wodurch der Schaft in längs seiner Achse verteilten Querschnitten einen an den Kopf angrenzenden dünnwandigen Teil und einen an sein Eintrittsende entgegengesetzt dem Kopf angrenzenden Teil mit dickerer Wand aufweist, so daß die Werkstücköffnung beim Einsetzen den Teil mit dickerer Wand verformen kann und den dünnwandigen Teil zur Bildung von Pesthalteabsätzen verformen kann, wenn der dickwandigere Teil nach Durchqueren der Öffnung wieder in seinen ursprüngliche Zustand zurückkehrt.

Dübel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im ersten, anschließend an das Sintrittsende und entgegengesetzt dem Kopf angeordneten Teil einen kreisrunden Querschnitt hat, während die Bohrung im zweiten, zwischen dem Kopf und dem ersten Teil liegenden Teil des Schaftes einen etwa elliptischen Querschnitt hat, wobei die kleinere Achse der Ellipse gleich oder größer als der Durchmesser der kreisrunden bohrung ist, so daß ein dünnwandiger Teil entsteht, wobei eine kreisrunde Werkstücköffnung einen Durchmesser hat, der praktisch gleich der Außerioberfläche des Schaftes - gemessen auf der kleineren Achse der elliptischen Bohrung - ist, und wobei der zweite Teil beim Einsetzen in die Werkstücköffnung veranlaßt, daß der dünnwandige Teil nach innen zusammengedrückt wird und dabei Absätze auf der Außenoberfläche zum Festhalten des Dübels in eingebautem Zustand am Y/erkstück bildet.

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Dübel nach Anspruch 1 biß 5, dadurch gekennzeichnet, daß er einen mit praktisch glatter und ununterbrochener Außenoberflache versehenen Schaft und einen sich an einem Ende des Schaftes seitlich erstreckenden Kopf hat, wobei dieser Schaft einen ersten, anschließend an sein 'i'irttrittsende und entgegengesetzt dem Kopf angeordneten Teil und einen zweiten Teil zwischen dem Kopf und dem ersten Teil, sowie eine durch den Kopf und praktisch durch den ganzen Schaft längs der Acuse des Dübels hindurchgehende Bohrung aufweist, wobei diese Bohrung im Schaft und im zweiten Teil eine - quer zur Achse gemessen - größere Querschnittsfläche als die Bohrung im ersten Teil hat, so daß der zweite Teil einen dünneren Wandquersehnitt als die Wand im ersten Teil erhält, damit der erste Teil beim Einschieben in ein geeignetes, mit Öffnungen versehenes Werkstück nach innen gedrückt wird, und nach dem völligen Durchstecken durch das Werkstück seine ursprüngliche Gestalt wieder annehmen kann, um Absätze zu bilden, die mit einer S-eite des Werkstücks gegenüber dem Kopf auf der anderen Seite des Werkstücks in Berührung stehen.

Dübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Schaftes eine etwa elliptische Querachnittsform hat, die Bohrung im ersten Teil einen praktisch kreisrunden Querschnitt hat, und die Bohrung im zweiten Teil einen ellip-' tischen Querschnitt hat, wobei die kleinere Achse der Ellipse gleich oder großer als der Durchmesser der kreisrunden Bohrung

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ist, und wobei sich dieser Dübel zum Einsetzen in eine kreisrunde Öffnung eignet, deren Durchmesser mindestens gleich der kürzeren Achse, aber auch kleiner als die größere Achse der die Außenfläche des Schaftes bildenden Ellipse ist«,

Dübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Schaftes und die Bohrung im ersten Teil im Querschnitt etwa ein Oval darstellen, wobei die längere und kürzere Achse der Bohrung gegenüber den Achsen der Außenfläche um 90° gedreht sind, während die Bohrung im zweiten Teil im Querschnitt ein Oval darstellt, dessen längere und kürzere Achse mit den Achsen der Außenoberfläche praktisch übereinstimmen.

Dübel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Achse der Bohrung im zweiten Teil mindestens gleich oder größer als die größere Achse der Bohrung im ersten Teil ist.

Dübel nach Anspruch 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß eich der erste Teil des Schaftes zum Eintrittsende hin verjüngt.

Dübel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung im ersten Teil nach dem Eintritteende hin verjüngt.

Dübel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet« daß die Außenoberfläche des Schaftes im Querschnitt etwa rechteckig ist, wobei die Bohrung im ersten und im zweiten Teil im ^uerechnitt entsprechend abgeänderte Rechtecke darstellen und

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und wobei der Dübel in eine etwa quadratische Öffnung eingesetzt werden' kann, deren Seiten kleiner sind, als die längere Seite der rechteckigen Äußenoberflache.

Dübel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die kürzere Seite des Rechtecks bildenden Endwände auswärts ge-J bogen und wesentlich dünner sind, als die die längere Sei-

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I te dieses Rechtecks bildenden Seitenwände«

I Dübel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ielliptische Bohrung im zweiten Teil längs⁴ ihrer längeren Achse größere Abmessungen hat, als längs der kürzeren Achse, so daß

praktisch gegenüberliegende dünnwandige Teile auf der längeren ι

Achse der elliptischen Formen gebildet werden.

Dübel naoh Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Bohrungen sowohl im ersten als auch im zweiten Teil um im Querschnitt etwa identische Ovale handelt, die miteinander durch eine schraubenförmig angeordnete Bohrung verbunden werden, die denselben Querschnitt wie die Bohrungen im ersten und zweiten Teil hat.

Dübel naoh Anspruch a- 15» dadurch gekennzeichnet, daß eine praktisch starre, zweite Einrichtung mit komplementärerer ovaler Form Bum Eintreiben in die Bohrung vorgesehen ist, wodurch der * erste Teil des des Schaftes infolge der schraubenförmigen Anordnung.der mit der zweiten Einrichtung zusammenwirkenden

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Bohrung verdrillt und gedreht wird, so daß die Achsen der Bohrung im ersten Teil schließlich in praktischer Übereinstimmung mit den Achsen des zweiten Teils angeordnet sind.

Dübel nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querabmessung der zweiten Einrichtung größer ist ^Is die kürzere Achse der Bohrung im ersten Teil, wobei diese Einrichtung teleskopartig in den ersten Teil hineingeschoben wird und dadurch den ersten Teil seitlich auseinanderspreizen kann, um dadurch zur Bildung der Absätze im zweiten Teil beizutragen.

Dübel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Schraube ist, die ihr Gewinde in den ersten Teil selbst einschneiden kann,

Dübel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung ein konischer Stift ist.

Dübel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung im zweiten Teil so verjüngt, daß sie an der Verbindungasteile glatt in die Bohrung im ersten Teil übergeht, und daß eine zweite Einrichtung vorgesehen ist, deren Querabmessung großer als die entsprechende Abmessung der Bohrung ist und die in

den ersten Teil teleskopartig eingeschoben werden und den letzteren aufweiten kann, um dadurch zur Bildung der Absätze im zweiten Teil beizutragen.

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Dübel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung ein Stift ist, der an einem seiner Enden mit Hilfe eines abbrechbaren Teils einstückig an den Kopf angeform ist, wobei dieser abbrechbare Teil bricht, wenn der Stift von einem Schlag getroffen und in die Bohrung hineingetrieben wjrd.

,Dübel nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf auf der Schaftseite konisch ist und in einer Ver- . Senkung um die Werkstücköffnung herum untergebracht werden kann.

Dübel nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sich angrenzend an den ersten Teil Rippen nach innen in die Bohrung hinein erstrecken und daß ein genuteter Zapfen, der mit in der Nut sitzender Rippe in die Bohrung eingeführt und in ihr festgehalten werden kann, vorgesehen ist, der den ersten Teil des Schaftes weiter aufweiten kann, um dadurch weiterhin durch zusätzliche Verformung des zweiten Teils zur zwangsläufigen Bildung der Absätse beizutragen»

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