DE19651697A1

DE19651697A1 - Fastening element with expansion element

Info

Publication number: DE19651697A1
Application number: DE19651697A
Authority: DE
Inventors: Artur Prof Dr Fischer
Original assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-04-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit am hinteren Ende angeordnetem Haltemittel zur Befestigung eines Gegenstandes an einem Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a fastener arranged at the rear end Holding means for attaching an object to a component according to the Preamble of claim 1.

Aus der DE 44 33 918 A1 ist ein Befestigungselement bekannt, das im Bereich seiner vorderen Stirnseite einen Spreizbereich hat, der durch einen Längsschlitz und einem auf der Grundfläche des Längsschlitzes verschiebbar aufsitzenden Spreizelement gebildet ist. Das Spreizelement liegt auf der zum vorderen Stirnende ansteigenden Grundfläche des Längsschlitzes auf, wobei die mit Zähnen versehene Außenfläche des Spreizelementes den Schaft des Befestigungselementes radial überragt. Tritt nach dem Verankern des bekannten Befestigungselementes durch Rißbildung eine Bohrlocherweiterung ein, verschiebt sich der Schaft des Befestigungselementes aufgrund einer an ihm angreifenden Zuglast gegenüber dem in der Wandung des Bohrloches festsitzenden Spreizelement, so daß durch die zum vorderen Stirnende ansteigende Grundfläche des Längsschlitzes die Bohrlocherweiterung ausgeglichen wird. Das bekannte Befestigungselement ist daher für eine Verwendung in der Zugzone geeignet, bei der durch Rißbildung Bohrlocherweiterungen eintreten können.From DE 44 33 918 A1 a fastening element is known which in the area of its front end has an expansion area through a longitudinal slot and one the base of the longitudinal slot slidably seated spreading element is. The expansion element lies on the base surface rising to the front end of the longitudinal slot, the toothed outer surface of the Spreading element projects radially beyond the shaft of the fastening element. Occurs after Anchoring the known fastener by cracking Borehole extension, the shaft of the fastener shifts due to a tensile load acting on it compared to that in the wall of the Borehole fixed expansion element, so that through to the front end rising base area of the longitudinal slot compensated for the expansion of the borehole becomes. The known fastener is therefore for use in the pull zone suitable, where cracks can occur due to crack formation.

Beim Eintreiben des bekannten Befestigungselementes in ein Bohrloch eines Bauteils muß sich das Spreizelement zur Vermeidung einer Vorspreizung am Schaft des Befestigungselementes abstützen. Zu diesem Zweck ist die zum hinteren Stirnende des Befestigungselementes weisende Begrenzung des Längsschlitzes als quer zur Längsachse stehende Anschlagfläche ausgebildet. Dadurch ist zum einen für das Einbringen des Längsschlitzes in den Schaft ein aufwendiges Fertigungsverfahren erforderlich, und zum anderen erfährt der Schaft des Befestigungselementes im Bereich der Anschlagfläche durch Kerbwirkung und entsprechende Tiefe des Längsschlitzes eine Schwächung, die zu einer Reduzierung des Haltewertes des bekannten Befestigungselementes führt. Ferner wird beim Eintreiben des Befestigungselementes durch die vordere und innerhalb des Längsschlitzes sich befindende Stirnkante des Spreizelementes Bohrmehl von der Wandung des Bohrloches abgeschabt, das in den Längsschlitz eindringt und das Spreizelement im Längsschlitz derart verklemmen kann, daß die Verschiebbarkeit und damit das Nachspreizen bei einer Bohrlocherweiterung durch Rißbildung nicht mehr gewährleistet oder beeinträchtigt ist.When driving the known fastener into a borehole of a component the spreading element must prevent the spreading of the shaft of the Support fastener. For this purpose, the rear end of the Fastener-pointing limitation of the longitudinal slot as transverse to Longitudinal axis standing stop surface formed. On the one hand, this is for that Introducing the longitudinal slot in the shaft a complex manufacturing process required, and on the other hand, the shaft of the fastening element experiences in the area the stop surface due to the notch effect and corresponding depth of the longitudinal slot a weakening that leads to a reduction in the holding value of the known Fastener leads. Furthermore, when driving in the fastener through the front and inside the longitudinal slot front edge of the Spreader element scraped scraped from the wall of the borehole in the Longitudinal slot penetrates and can jam the expansion element in the longitudinal slot in such a way that the displaceability and thus the re-spreading when expanding the borehole is no longer guaranteed or impaired by crack formation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Befestigungselement in der Weise zu verbessern, daß es einfacher und kostengünstiger herstellbar ist und ein sicheres Nachspreizen bei Bohrlocherweiterungen durch Rißbildung erreicht wird.The invention is based, the known fastener in the task Way to improve that it is easier and cheaper to manufacture and a safe re-spreading is achieved by expanding cracks.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Durch den kreisbogenförmigen Auslauf der Grundfläche des Längsschlitzes und der Auflagefläche des Spreizelementes werden Kanten vermieden, die das Gleiten des Spreizelementes behindern könnten. Die Herstellung des Längsschlitzes kann nun vorteilhafterweise durch einen Scheibenfräser erfolgen, dessen Radius dem Radius des Auslaufes entspricht.This object is achieved by the features specified in claim 1 reached. Through the circular arc-shaped outlet of the base of the longitudinal slot and the contact surface of the expansion element edges are avoided, the sliding of the Could hinder expansion element. The production of the longitudinal slot can now advantageously done by a side milling cutter, the radius of the radius of the Outlet corresponds.

Um zu verhindern, daß sich das Spreizelement beim Eintreiben des Befestigungselementes in das Bohrloch in Richtung zum hinteren Stirnende hin verschiebt und damit eine Vorspreizung auslöst, weist das Spreizelement einen Anschlag auf, der am vorderen Stirnende des Befestigungselementes anliegt. Durch diese Gestaltung liegt die Schabkante außerhalb des Längsschlitzes, so daß kein oder nur geringe Mengen Bohrmehl beim Eintreiben des Befestigungselementes in den Längsschlitz eindringt und unter Umständen das Spreizelement im Längsschlitz verkeilt. Durch die Abstützung des Spreizelementes über den an der vorderen Stirnseite des Befestigungselementes anliegenden Anschlag wird ferner eine Stauchung des Spreizelementes beim Eintreiben in das Bohrloch vermieden, was einen höheren Eintreibwiderstand verursachen würde.To prevent the spreading element when driving the Fastener in the borehole towards the rear end moves and thus triggers a pre-expansion, the expansion element has one Stop on, which rests on the front end of the fastener. By this design is the scraping edge outside the longitudinal slot, so that no or only small amounts of drilling dust when driving the fastener into the Longitudinal slot penetrates and under certain circumstances the expansion element wedged in the longitudinal slot. By supporting the expansion element on the front end of the Fastener adjacent stop is also a compression of the Spreading element avoided when driving into the borehole, resulting in a higher Driving resistance would cause.

Zur besseren Verkrallung des Spreizelementes in der Wandung des Bohrloches kann die Außenfläche des Spreizelementes mit Zähnen versehen sein, die den Schaft radial überragen.For better clawing of the expansion element in the wall of the borehole the outer surface of the expansion element may be provided with teeth that the shaft radially tower over.

Über ein verschiebbares Halteelement, beispielsweise einen Kunststoffclip, wird das Spreizelement im Längsschlitz festgehalten, um ein unbeabsichtigtes Herausfallen des Spreizelementes aus dem Längsschlitz zu vermeiden. Der Kunststoffclip umgreift mit seinen beiden Schenkeln geringfügig den Halbkreisquerschnitt des Schaftes, so daß über die Schenkel die Haltefunktion für das Spreizelement erreicht wird. Um ein Verdrehen des Halteelementes auf dem Schaft zu verhindern, ist in weiterer Ausgestaltung im Zenit des Kunststoffclips und an seiner Innenfläche eine das Spreizelement umfassende Längsnut angeordnet.About a sliding holding element, such as a plastic clip, the Spreading element held in the longitudinal slot to prevent the Avoid spreading element from the longitudinal slot. The plastic clip encompasses his two legs slightly the semicircular cross section of the shaft, so that The holding function for the expansion element is achieved via the legs. To a Preventing twisting of the holding element on the shaft is further Design in the zenith of the plastic clip and on its inner surface a Longitudinal spreader element arranged.

Um die leichte Verschiebbarkeit des Spreizelementes auch bei Extrembedingungen sicherzustellen, kann auf der Grundfläche des Längsschlitzes und/oder auf der Auflagefläche des Spreizelementes ein Gleitmittel aufgebracht sein.The easy displacement of the expansion element even under extreme conditions ensure can on the base of the longitudinal slot and / or on the Contact surface of the expansion element a lubricant can be applied.

Gute Gleiteigenschaften sind auch dadurch erreichbar, daß das Spreizelement aus einem härteren Werkstoff als der Schaft besteht.Good sliding properties can also be achieved in that the spreading element a harder material than the shaft.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 das Befestigungselement mit in einem Längsschlitz einliegendem Spreizelement, Fig. 1, the fastening element with the document inserted in a longitudinal slot expanding element,

Fig. 2 einen Querschnitt des Befestigungselementes im Bereich des Halteelementes entsprechend der Schnittlinie A-A Fig. 2 shows a cross section of the fastening element in the region of the holding element according to the section line AA

Fig. 3 einen Teillängsschnitt des Befestigungselementes von Fig. 1, und Fig. 3 is a partial longitudinal section of the fastener of Fig. 1, and

Fig. 4 das im Bohrloch verankerte Befestigungselement. Fig. 4 shows the fastener anchored in the borehole.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Befestigungselement 1 hat einen Schaft 2 mit einem Außengewinde 3 am hinteren Ende 4 und einen Spreizbereich, der durch einen Längsschlitz 5 und einem in diesem Längsschlitz ein liegenden Spreizelement 7 gebildet ist. Die Grundfläche 6 des Längsschlitzes 5 sowie die Auflagefläche des Spreizelementes 7 weisen einen kreisbogenförmigen Auslauf aus. Der vordere Bereich des Spreizelementes 7 ist zur Bildung des Anschlages 10 hakenförmig ausgebildet und liegt am vorderen Stirnende 11 des Befestigungselementes 1 an. Das in dem Längsschlitz 5 einliegende Spreizelement 7 wird durch ein verschiebbares Halteelement 12 gehalten. Das Halteelement 12 ist als Kunststoffclip ausgebildet, dessen Schenkel den Schaft 2 des Befestigungselementes über den Halbkreisquerschnitt hinaus umgreifen. Zur Arretierung des Clips gegen Verdrehen weist dieser eine den Überstand des Spreizelementes 7 umfassende Längsnut 19 auf.The fastening element 1 illustrated in FIGS. 1 to 3 has a shaft 2 with an external thread 3 at the rear end 4 and an expansion zone which is formed in this and a longitudinal slot an expansion element 7 located through a longitudinal slit 5. The base 6 of the longitudinal slot 5 and the contact surface of the expansion element 7 have an arcuate outlet. The front region of the expansion element 7 is hook-shaped to form the stop 10 and bears against the front end 11 of the fastening element 1 . The spreading element 7 lying in the longitudinal slot 5 is held by a displaceable holding element 12 . The holding element 12 is designed as a plastic clip, the legs of which encompass the shaft 2 of the fastening element beyond the semicircular cross section. To lock the clip against twisting, it has a longitudinal groove 19 which surrounds the projection of the expansion element 7 .

Das Spreizelement 7 weist an seiner Außenfläche sägezahnförmig ausgebildete Zähne 8 auf. Die Zähne 8 überragen etwa um die Zahnhöhe den Schaft 2. Auf der Grundfläche 6 des Längsschlitzes 5 und/oder auf der Auflagefläche des Spreizelementes 7 kann ein Gleitmittel aufgebracht sein. Dieses Gleitmittel sorgt auch bei extremen Bedingungen für eine Verschiebbarkeit zwischen dem Spreizelement 7 und dem Schaft 2 des Befestigungselementes 1. Ein günstiges Gleitverhalten kann auch dadurch erreicht werden, daß das Spreizelement 7 aus einem härteren Werkstoff, beispielsweise Stahl, als der Schaft 2 besteht.The expansion element 7 has saw-tooth-shaped teeth 8 on its outer surface. The teeth 8 protrude about the tooth height of the shaft 2 . A lubricant can be applied to the base surface 6 of the longitudinal slot 5 and / or on the support surface of the expansion element 7 . This lubricant ensures that the expansion element 7 and the shaft 2 of the fastening element 1 can be displaced even under extreme conditions. Favorable sliding behavior can also be achieved in that the expansion element 7 consists of a harder material, for example steel, than the shaft 2 .

Fig. 4 zeigt das in einem Bohrloch 15 eines Bauteils 16 verankerte Befestigungselement 1, auf dessen Gewinde 3 zur Befestigung des Gegenstandes 14 eine Mutter 17 aufgeschraubt ist. Unter der Mutter 17 ist eine Unterlagscheibe 18 angeordnet. Durch das Aufschrauben entsteht eine auf das Befestigungselement 1 wirkende Zugkraft, die das Spreizelement 7 mit dem Schaft 2 im Bohrloch durch die dabei auftretende axiale Verschiebung verkeilt. Eine axiale Verschiebung mit dem gleichen Effekt tritt auch ein, wenn durch Rißbildung eine Bohrlocherweiterung entsteht. Durch die zunehmende radiale Verkeilung des Spreizelementes wird die Bohrlocherweiterung ausgeglichen. FIG. 4 shows the fastening element 1 anchored in a borehole 15 of a component 16 , on the thread 3 of which a nut 17 is screwed for fastening the object 14 . A washer 18 is arranged under the nut 17 . As a result of the screwing on, a tensile force acts on the fastening element 1 , which wedges the expansion element 7 with the shaft 2 in the borehole due to the axial displacement that occurs. An axial displacement with the same effect also occurs if an expansion of the borehole occurs due to crack formation. The expansion of the borehole is compensated by the increasing radial wedging of the expansion element.

Claims

1. Fastening element ( 1 ) with holding means ( 3 ) arranged at the rear end ( 4 ) for fastening an object to a component and a spreading area extending from the front end ( 11 ) and extending in the longitudinal direction over part of the length of its shaft ( 2 ) , which is formed by a longitudinal slot ( 5 ) and a spreading element ( 7 ) slidably seated on the base surface ( 6 ) of the longitudinal slot, characterized in that the spreading element ( 7 ) has a stop ( 10 ) which is at the front end ( 11 ) of the fastening element ( 1 ).

2. Fastening element according to claim 1, characterized in that the stop ( 10 ) on the expansion element ( 7 ) is hook-shaped.

3. Fastening element according to claim 1, characterized in that the outer surface of the expansion element ( 7 ) is provided with teeth ( 8 ) which project radially beyond the shaft ( 2 ).

4. Fastening element according to claim 1, characterized in that on the expansion element ( 7 ) engages a displaceable holding element ( 12 ) which holds the expansion element in the longitudinal slot ( 5 ).

5. Fastening element according to claim 4, characterized in that the holding element ( 12 ) is designed as a plastic clip, the legs of which encompass the shaft of the fastening element beyond the semicircular cross section.

6. Fastening element according to claim 5, characterized in that in the zenith of the plastic clip ( 12 ) and on its inner surface a spreader element ( 7 ) comprising longitudinal groove ( 19 ) is arranged.

7. Fastening element according to claim 1, characterized in that on the base ( 6 ) of the longitudinal slot ( 5 ) and / or on the bearing surface of the expansion element ( 7 ), a lubricant is applied.

8. Fastening element according to claim 1, characterized in that the expansion element ( 7 ) consists of a harder material than the shaft ( 2 ).