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In einem Bohrloch einer Wand verankerbares Befestigungselement
Die Erfindung betrifft ein in einem Bohrloch .einer Wand oder dergl. mittels einer
Spreizhülse verankerbares bolzenförmiges Befestigungselement, das im Bereich seines
in das Bohrloch ragenden Teiles mit einem sich zum Ende des Befestigungselementes
hin verjüngenden Konus versehen ist, auf den die Spreizhülse aufziehbar ist.
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Aus der schweizerischen Patentschrift 200 616 ist ein solches Befestigungselement
bekannt. Es weist in dem in das Bohrloch einer Wand ragenden Bereich einen Konus
auf. Auf einen sich daran anschließenden Gewindeabschnitt ist eine Hiilse aufschraubbar.
Sie wird durch den Konus aufgespreizt. Durch dieses Aufziehen wird dann das Befestigungselement
in dem Bohrloch verankert. Das bekannte Befestigungselement weist einschließlich
seiner Spreizhülse vor seinem Verankern einen über seine ganze Schaftlänge gleichbleibenden
Außendurchmesser auf. Dadurch ist eine zeitsparende Durchsteckmontage,möglich. Dabei
wird in das zu befestigende Bauteil und in die Wand, an der das Bauteil befestigt
werden soll, in einem Arbeitsgang ein Bohrloch eingebracht. Sein Durchmesser entspricht
dem Außendurchmesser des Schaftes des Befestigungselementes.
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Ein wirksames Verankern des bekannten Befestigungselementes .ist in
harten Ggstein oder Beton oft nicht oder nur sehr
schwer möglich.
Durch Drehen des Befestigungselementes
wirc die Hülse zum Konus hin bewegt
und über diesen
auffespreizt. Dabei weitet sich die Hülse auf und bei
fortschreitendem
Drehen des Befestigungselementes
verEuchen sich Teile der Hülse in die Wandung
des
Bohrloches einzugraben. Bei hartem Gestein oder Beton
wir( diesem
Eingraben ein sehr hoher Widerstand entgeg(ngesetzt. Es besteht dabei die
Gefahr, daß die
Gew.ndegänge des Befestigungselementes die Gewindegänge
der
Hülse überspringen. Ein weiteres Aufziehen der
Hülse wäre dann ausgeschlossen.
Eine Pressung, der
Hülse im Bereich der Gewinde erfolgt nicht, wodurch
das Überspringen verhindert werden könnte.
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Schließlich kann auch ein Stauchen der Hülse eintreten.
Dabei
stellen sich um die Hülse verlaufende Ausbuch-
tungen ein. Diese bringen
aber eine schlechte Haftung mit sich, da keine gleichmäßige Pressung im Bereich
der
Hülsenoberfläche vorhanden-ist. Außerdem können
sie!. die Ausbuchtungen
bei Zugbelastung des Befesti-
gungselementes wieder strecken, so daß jegliche
Ver-
ankerung wieder rückgängig gemacht werden würde.
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Beim Beginn des Aufspreizens der Hülse ist oft die
Reibung
zwischen Hülse und Befestigungselement größer als zwischen Hülse und
Bohrlochwandung. Die Hülse
dreht sich infolgedessen mit dem Befestigungselement
mit.
Ein Aufspreizen kann dabei gar nicht eintreten." Der Schaft des Befestigungselementes
ist im gewinde-
losen Bereich dicker oder durch eine aufgesetzte Hülse
verstärkt. Der dickere Schaft trägt aber zur Erhöhung
der Festigkeit des
Elementes nicht bei: Diese.hängt vielmehr vom geringsten Querschnitt ab,
der aber im
Bereich des Gewindes liegt. Die Auszugswerte en`ei#* ` guten
und wirksamen Verankerung können aber so hoch
sein, daß sie die Festigkeitswerte
einer r-hr#"tube Obertreffen
können. Die infolge des dickeren
Schaftquerschnittes mögliche höhere Festigkeit kann aber nicht ausgenutzt werden.
Wegen des dickeren Schaftes ist aber das bekannte Befestigungselement teurer. ohne
daß als Ausgleich eine höhere Festigkeit erzielt werden könnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement
zu schaffen, das in einem Fohrloch einer Wand sicher und wirksam verankert werden
kann. Dabei soll das Befestigungselement nach der Durchsteclmontage angebracht werden
können. Weiterhin soll bei einfachem Aufbau eine möglichst gleichmaßi f e Pressung
im Bereich der Spreizhülse erzielbar sein. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
dag der Konus ein Gewinde trügt und die Spreizhülse ein sich in Bezug auf den Konus
des Befestigungselerentes 'in gleicher Richtung verjüngenden Innenkonus aufweist,
dessen Grad der Verjüngun- ein anderer ist als beim Konus des Befestigungselementes.
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Das am Konus des Befestigungselerr.Pntes angeordnete newinde schneidet
sich sein Gewinde in den Innenkonus der Spreizhülse selber ein. Lurch den unterschiedlicher,
Grac1 der Verjüngung erfat das Gewinde des Konus des Befestigungselementes die Hülse
zunächst nur ar, einer Stelle. Dadurch bleibt die Reibung zwischen. Befestigungselement
und Hülse zunächst kleiner als zwischen Hülse und'Bohrung. Ein tiitdrrhen der Sprezh=.ilst-
;st dadurch vermieden. Augerdem erfolgt schon nach weniger. Umdrehungen eine verhältnismMAig
starke Spreizung der Spreizhülse, wodurch die Verankerung gegen Mitdrehen noch erhöht
wird.
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Bei weiterem Eindrehen des Befestigungselementes f-rfaMt dessen Konus
dann den Innenkonus der Spreizhülse allmählich in seiner gesanten Erstreckung. Ein
gleichmäßiges
Anpressen der Spreizhülse an die Bohrlochwandung
ist sichergestellt und ein Stauchen in Längsrichtung ausgeschlossen. Da eine starke
Pressung zwischen Hülse und Befpstigungselement im Bereich der Gewinde eintritt,
ist ein Überspringen von Gewindegängen ausgeschlossen. Ein festes Anziehen des Befestigungselementes
und damit pinn festes Anklemmen des zu befestigenden Bauteiles an die Wand wird
ebenfalls erreicht. Schließlich stellt sich zischen Befestigungselement und Hülse
eine innige Verbindung ein. Es ergibt sich dadurch im Bereich der Spreizhülse eine
Zugfestigkeit, die nur geringfügig kleiner ist, als die Zugfestigkeit des übrigen
Schaftes des Befestigungselementes.
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Da3 Eefestigungselement ist ein einfach herzustellendes Teil. Es kann
z. B. aus einem handelsüblichen Bolzen, mit Kopfgewinde oder mit einem Sechskantkopf
bestehen. An dessen vorderes Ende ist der Konus mit Gewinde z. B. durch KaltflieMpressen
angeformt. Befestigungsel.=ment und Spreizhalse kennen aln einheitliches Element
vertrieben werden. Dazu ist es lediglich n%`ig, daß die Spreizhülse etwas auf das
Gewinde aufge schraubt ist. Eine Viertelumdrehung kann schon penü;en, um eine vorläufige
und für Transportzwecke geei;nete Einheit zu erhalten.
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Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn nach einem zusätzlichen
Merkmal der Erfindung der Grad der Verjüngung des Innenkonus der Hülse größer ist,
als der des Konus des Befestigungselementes. Das Befestigungselement greift hierbei
mit seinem Gewinde in der Hülse an deren derr. Fohrlochgrund zugewandten Ende an.
Dadurch ergibt sich in diesem Bereich ein starkes Aufspreizen, was sofort eine Verankerung,
gegen Mitdrehen erbringt. Schließlich wird auch das Gewinde des Befestigungselementes
in diesem Bereich st:-irker eingreifen. Der Querschnitt der H;ilse ist an dieser
Stelle
am größten, so daß er durch das eingreifende Gewinde verhältnismäßig wenig geschwächt
wird. Die Zugfestigkeit der Hülse wird somit durch das eingreifende Gewinde am wenigsten
beeinflußt.
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Geht man von einem ,gleichen Außendurchmesser bei Befestigungselement
und Hülse aus, so ist der Konus des Befestigungselementes länger als der Innenkonus
der Hülse. Das Befestigungselement kann dadurch in die Hülse sehr weit eingedreht
werden, ohne daß Teile der Hülse in die Bohrlochwandung eingreifen müßten. Ein solches
Eingreifen wäre bei Beton oder hartem Gestein kaum m5glich und ein Stauchen der
Hülse* nicht auszuschließen.
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Nach einem ergänzenden Merkmal der Erfindung kann sich an den Innenkonus
der Hülse nach seiner engsten Stelle ein zylindrischer Abschnitt anschließen. Es
kann damit ein besserer Eingriff des Gewindes in die Hülse im Bereich der sich durch
diese Ausgestaltung bildenden Kante bei Beginn des Eindrehens des Befestigungselementes
in die Hülse erreicht werden.
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Schließlich kann es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßig
sein, den Konus des Befestigungselementes an dessen in das Bohrloch ragenden Ende
anzuordnen. Bei. dieser Anordnung ragen in Längsrichtung der Hülse über diese keine
Teile des Befestigungselementes mehr hinaus. Ein tieferes Bohrloch, als es zur unmittelbaren
Verankerung notwendig wäre, ist daher nicht mehr erforderlich. Vielmehr kann die
Hülse nun auch am Bohrlochgrund aufgesetzt werden. Beim Eindrehen des Befestigungselementes
in die Hülse kann es zwar sein, daß es geringfügig über die HIlse hinausragt. Da
aber (:in Bohrloch in der Regel an ;einem Grund keglig ausgebildet ist, hat die
Spitz? des Befestigungselementes in dieser kegeligen Ausbiidung noch genügend Platz.
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Um hohe Zugkräfte aufnehmen zu können, kann nach einem
erg:
nzenden Merkmal der Erfindung das Gewindesäge" zahj förmig ausgebildet
sein, wobei die rechtwinklig zur Längsachse verlaufenden Gewindeflanken am Ende
des Befestigungselementes abgekehrt sind.
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Um eine gute Spreizung auch dann zu erreichen,
wenn
die Hülse aus Aluminium, einer Zinklegierung oder! der,-,1. besteht,
kann nach ,einem anderen Merkmal der Erfindung die Hülse einen Schlitz aufweisen,
der sich vorzugsweise über ihre ganze Länge erstreckt. Zur Erhöhung der vorläufigen
Verankerung gegen Mit-
drehen der Hülse kann diese nach der Erfindung
am Außenmantel in Längsrichtung verlaufende Rippen aufweisen. Diese können angeprägt
oder bei Herstellung durch Spritzgießen mitangegossen sein.
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In Ergänzung hierzu kann es nach der Erfindung zweckmäßig sein, daß
die Rippen im Bereich der Berührungsstelle des Konus des Befestigungselementes
mit dem Innenkonus der ungespreizten Hülse angeordnet sind. In diesem Bereich
erfolgt die erste Spreizung der Hülse, so daß die Rippen sofort an die Bohrrloehwähdung
angepreßt werden und die t*eheichei@ung werstärken. Schließlich kann es nach
einem letzten Merkmal der Erfindung bei einem Befegtigungselemeht der eingangs beschriebenen
Art zweckmäßig sein, darß _ zwischen dem Anschlagmittel und dem zu befestigehdeh
Gegenstand ein zusammendrückbares gwischenstbok leihgesetzt ist, dessen
in Längsrichtung des gefestigungselementes gemessene Dicke dem Maß entspricht,
um den das Befestigungselement zu seinen Verankerung in die Spreizhülse einschraubbar
ist.
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Zum Befestigen eines Gegenstandes an einer Wähd werd
das erfindungsgemäße Befeetigungmtle«eht ih das -füvor gebc hrte Bohrloch
im Gegenstand und in der Wcn 3 s6#: wei- eingesetzt, bis es mit seinem
Zwischeustück an
der ')berfläche des Gegenstandes anliegt. Beim
Verdrehen des iefestigungselementes schraubt sich dieses in die Spreizhülse ein.
Gleichzeitig wird dabei das Zwischenstüc: verformt. Wenn die Verankerung des BPfestigungselem3ntes
in der Wand vollendet ist, ist gleichzeitig auch der Gegenstand an der Wand festgeklemmt.
Das verformbare Zwischenstück gewährleistet somit, daß .der Gegeistand bei vollendeter
Verankerung des Befestigungselerrsntes auch tatsächlich an der Wand festgeklemmt
ist. Dies kann deshalb erreicht werden, weil durch das Zwischenstück das Befestigungselement
um ein immer gleiches Maß auf den Gegenstand zubewegt werden kann. Dieses Maß entspri2ht
dem Maß, um den das Befestigungselement in die Hülse zur Erzielung einer optimalen
Spreizung eingeschriubt werden muß. Das Einsetzen des Zwischenstückes eignet sich
besonders dann, wenn das Anschlagmittel mit dem Befestigungselement fest verbunden
ist. Es kann aber Auch dann angewendet werden, wenn dieses Anschlap,-mitt!l gegenüber
dem Befestigungselement in Längsrichtung vers -ellbar ist.
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In zdeckmIßiger Ausgestaltung fer Erfindung kann. das Zwis2henstück
als 'Lopf ausgebildet sein, dessen Finder in eine Ebene mit dem Topfboden nach außen
weisend umfo^r-bar sind. Das Zwischens' ück ist dann nach seiner Umfo -mung gleichzeitig
Unterlogscheibe. Je nach der. verw=ndeten Werkstoff kann es auch Dichtelement s-ein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In d-=r Wand I ist ein PPohrloch 2 vorhanden, in das das Befeitigungselement
3 eingesetzt ist. Es weist an seinem über die Wand I hinausragender: Ende ein Anschlagmittel
4, zum 3eispiel einen Sechskantkcpf, auf. Das andere in die Bohrung 2 hineinragende
Ende =st mit einem sich zu dieser Ende hin verjüngenden Konus 5 ausgestattet. Er
ist mit eine-a sggezahnförmigen :@=ewindt 6 versehen, dessen rechtwinklig
zur
Längsachse verlaufende Gewindeflanken 7 von diesem Ende wegweisen. Auf den Konus
ist.eine Hülse 8 aufgesetzt, die mit dem Innenkonus 9 versehen ist, der sich im
gleich-n Sinne verjüngt, wie der Konus 5. Der Crad der Verjüngung des Innenkonus
9 der Hülse 8 ist jedoch größer als der des Konus. Dadurch liegt der Konus 57 vor
Alifspreizen der Spreizhülse zunächst nur am kleinsten Querschnitt des Innenkonus
der Hülse an. Anschließend an diesen kleinsten Querschnitt weist die Hülse 8 einen
zylindrischen Teil 10 auf, der mit dem Innenkonus eine Kante 11 bildet. Diese Kante
erleichtert das Einschneidendes sügezahnförmigen Gewindes 6 des Konus. Der eine
nichtschraffierte Teil der Ouerschnittsfläehe der Hülse zeigt, daß diese über ihre
ganze Länge geschlitzt ist. Im Bereich der Kante 11 weist die Hülse an ihrem Außenunfang
über diesen hinausragenden kurze in Längsrichtung verlaufende Rippen 12 auf, die
eine erht@hte Drehsichrrheit bieten.
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Zwischen dem Anschlagmittel 4 und einem an der Wand 1 zu befestigenden
Gegenstand 13 ist ein verformbares Zwischenstück 14 angeordnet. Es kann beispielsweise
aus Kunststoff bestehen. Die in Längsrichtung gemessene Dicke des verformbaren Teiles
des Zwischenstückes entspricht dem Mai, um den das Befestigungselement zu seiner
Verankerung in die Spreizhülse eingeschraubt werden rann. Das Zwischenstück 14 kann
topfförmig ausgebildet sein. Beim Eindrehen des Befestigungselementes 3 in die Spreizhülse
8 we*Cht der Fand '_5 des Zwischenstückes 14 nach außen aus. Dadurch entsteht Eine
Unterlagseheibe, die je nach dem dafür verwenceten Material auch als Dichtelement
dienen kann. Daf Zwischenstück kann auaer der dargestellten Form jede andere Form
aufwe _sen, die ein Verformen um das vorgenannte MiA ern#3glicht. Es kann mit dem
I nschla?nittel einstöckig verbu7,den oder nachtr'If-lich daran angesetzt sein.