Die Erfindung betrifft einen in ein Bohrloch im Unter¬ grund einsetzbaren Spreizdübel mit einer durch Längs- schlitzung in Lamellen unterteilten Spreizhülse, die durch wenigstens einen in das bohrungsinnere Ende der Spreizhülse, vorzugsweise zwei mit ihren verjüngten

Enden aufeinander zu weisend in die gegenüberliegenden Enden der Spreizhülse eingreifende(n) konische(n) Spreizkörper unter radialer Aufweitung aufspreizbar ist, indem ein mit seinem bohrungsinneren Ende in den bohrungsinneren Spreizkörper eingreifender _.

Gewindebolzen angezogen wird, der den gegebenenfalls vorgesehenen bohrungsmündungsseitigen Spreizkörper längsverschieblich durchsetzt und an dessen bohrungs- äußerem Ende ein Bolzenkopf bzw. eine Mutter angeordnet ist, welcher bzw. welche über eine den Gewindebolzen umgebende Distanzhülse an der Spreizhülse bzw. dem gegebenenfalls vorgesehenen bohrungsmündungsseitigen Spreizkörper abgestützt Iβt, wobei an der dem Unter¬ grund zugewandten Unterseite des Bolzenkopfs bzw. der Mutter eine ein zu befestigendes Werkstück auf der Oberfläche des Untergrundes aufspannende Unterlegscheibe und zwischen dem Bolzenkopf bzw. der Mutter und der Spreizhülse bzw. dem bohrungsmündazi sseitigen Spreizkörp

OMPI

ein hülsenföπniger Rohrabschnitt aus einem weichen Stahl mit ausgeprägter Fließgrenze (Quetschgrenze) vorgesehen ist, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß beim Auf¬ bringen einer dübelspezifischen Setzkraft in diesem Rohrabschnitt gerade Druckspannungen herrschen, welche gleich den bei Erreichen der Fließgrβnze (.Quetschgrenze) im Material des Rohrabschn te herrschenden Spannungen sind«

Wenn Werkstücke mit Dübeln auf oder an einem Untergrund befestigt werden sollen, wird die je Dübel erreichbare höchste Haltekraft, und damit auch die höchste Beanspruchbarkeit und Lebensdauer der Bβfestigungs- anordnung, ganz allgemein dann erreicht, wenn die für den jeweiligen Dübel charakteristische Setzkraft, d.h. die im Hinblick auf den jeweiligen Beanspruchungs— fall und die Querschnittsfläche des Gewindebolzens zulässige Zugkraft bzw. die zulässigen Zugspannungen im Gewindebolzen eingehalten werden. Dabei ist es aber für ein schlupffreies Setzen der Spreizhülse wichtig, daß beim Setzvorgang in den Dübel einmal eine dübel- spezifische maximal zulässige Setzkraft eingeleitet wird, die andererseits nicht überschritten werden darf, um den Gewindebolzen nicht zu überlasten. Da die im Gewindebolzen herrschende Kraft bzw. die Zugspannungen nicht direkt meßbar sind, schreiben die Dübelhersteller für den jeweiligen Dübel aufgrund der im Querschnitt des jeweiligen Gewindebolzens unter Berücksichtigung von dessen Materialfestigkeit zulässigen Zugspannung berechnete, an der auf dem Gewindebolzen aufge¬ schraubten Mutter bzw. dessen Bolzenkopf aufzubringende Anzugsmomente vor, deren Einhaltung mit Drehmomenten¬ schlüsseln leicht sichergestellt werden kann. In der

Praxis entspricht nun aber das berechnete (und vorgesch bene) Anzugsmoment nicht der im Hinblick auf die Belastbarkeit des Gewindebolzens zulässigen Setzkraft. Infolge von zwischen den Dübelbauteilen beim Setz— Vorgang auftretender Reibung wird nur ein Teil des ausgeübten Anzugsmoments in eine Spannung im Gewinde¬ bolzen umgesetzt. Wenn der Reibungsverlust bei Dübeln gleichen konstinaktiven Aufbaus jeweils in etwa glich wäre, könnte das einfach durch entsprechend höhere vorgeschriebene Anzugsmomente berücksichtigt werden, d.h. man könnte einen .Anzugs-Wirkungsgrad einführen. Leider schwankt aber die bei gleichartigen Dübeln mit gleicher Anzugskraft erzielte Setzkraft so stark, daß ihre korrekte Festlegung durch rechnerische Korrekt des Anzugsmoments nicht möglich ist. Es wurde daher bereits ein Dübel entwickelt (DE-OS 30 22 011), bei dem das Erreichen der vorgeschriebenen Setzkraft unbeeinflußt von den beim Anziehen des Dübels auf¬ tretenden unterschiedlichen Reibungswiderständen durch eine kugelabschnittsförmig gewölbte Unterleg¬ scheibe angezeigt wird, Durch geeignete Material- wahl und Bemessung weist diese Unterlegscheibe nämlich einen Verformungswiderstand auf, der bei axialen Verformungen aus der ursprünglichen Kugelschalen- abschnittsform zur eben lächigen Scheibe gerade der Größe der für den betreffenden Dübel vorgeschriebenen

Setzkraft entspricht, d.h. ein mit dieser Unterlegschei ausgerüsteter Dübel ist gerade dann mit der vorge¬ schriebenen Anzugskraft gesetzt, wenn die Unterlegschei aus ihrer Kugelschalenabschnittsform bis in satte ebenflächige Anlage an das zu befestigende Werkstück

- -

bzw. den Untergrund verformt ist. Die Setzkraftanzeige durch eine solche verforrabarβ Unterlegscheibe hat noch nicht voll befriedigt, weil einerseits die geringen Verformungsunterschiede der Unterlegscheibe kurz vor Erreichen der völlig ebenen Form nur schwer eindeutig wahrnehmbar sind, so daß nicht ganz aus¬ zuschließen ist, daß die Mutter bzw. der Bolzenkopf des Dübels mit zu geringer oder - was noch gefährlicher ist - mit zu höher Anzugskraft angezogen wird.

Demgegenüber wird bei einem Dübel gemäß einem älteren, nicht vorveröf en lich en Vorschlag des Erfinders die axiale Verformbarkeit eines hülsenförmigen Rohr¬ abschnitts aus (weichem) Stahl mit ausgeprägter Fließgrenze ausgenutzt, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß beim Aufbringen der dübelspezifischen Setzkraft in diesem Rohrabschnitt gerade Druckspannungen herrschen, welche gleich den bei Erreichen der Flie߬ grenze im Material des Rohrabschnitts herrschenden Spannungen sind. Der hülsenf rmige Rohrabschnitt fängt also bei Erreichen der vorgeschriebenen Setz— kraft an, sich deutlich sichtbar in Axialrichtung zu verformen, ohne daß hierbei eine weitere Erhöhung der Materialbeanspruchung auftritt. Um den axialen Anzugsweg zur Verfügung zu stellen und die Verformung des Rohrabschnitts bei Erreichen der vorgeschriebenen Setzkraft auch beobachten zu können, muß der Dübel so gesetzt werden, daß zwischen der Oberfläche des zu be estigenden Werkstücks und der dieser zugewandten Unterseite des Dübel-Bolz_enkop s bzw. der Mutter zunächst ein hinreichender Abstand herrscht. Bei dem Dübel gemäß dem älteren Vorschlag wird dies durch ein

leicht verformbares, am Dübel selbst gehaltenes Nach¬ laufelement erreicht, auf welches aber dann verzichtet werden kann, wenn der erforderliche Abstand beim An¬ setzen des Dübels durch eine zwischengeschobene Abstands- lehre eingestellt wird, die nach dem ersten Andrehen des Dübels wieder herausgezogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dübel gemäß dem älteren Vorschlag dahingehend zu verbessern, daß die beim Erreichen der vorgeschriebenen Setzkraft auftretende Verformung des Rohrabschnitte noch exakter auslösbar und durch das Montagepersonal eindeutig feststellbar ist.

Ausgehend von einem Dübel der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohrabschnitt in dem sich bei Erreichen der dübelspezifischen Setzkraft in Axialrichtung verformen¬ den Bereich in einer dünnen Oberflächenschicht gehärtet ist. Die Härteschicht erhöht die Druckfestigkeit des axial verformbaren Rohrabschnitts, so daß sein Verformung querschnitt also verringert werden kann. Bei Erreichen der vorgeschriebenen Setzkraft bricht die dünne Härte¬ schicht spröde und vermag dann keinen Anteil mehr zur Druckübertragung in Axialrichtung zu geben. Das nicht gehärtete, weiche Restmaterial kann nun mit erheblich verringerter Kraft plastisch verformt werden, d.h. nach dem Bruch der Härteschicht fällt die zum Setzen des Dübels erforderliche Axialkraft stark ab und bei dieser verringerten Axialkraft ist eine relativ starke axiale

OMPI

^*

Stauchung möglich, so daß das Erreichen der vorge¬ schriebenen Setzkraft des Dübels also durch die auf¬ tretende starke axiale Stauchung bei verringerter erforderlicher Anzugskraft erkennbar wird.

Der Rohrabschnitt wird vorzugsweise aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt hergestellt, in dessen zu härtenden Oberflächenbβreiche vor der Härtung Kohlen¬ stoff entsprechend der Dicke der zu erzielenden Härte- schicht eindiffundiert ist. Da der für die Härtung er¬ forderliche Kohlenstoff dann nur in der dünnen Ober¬ flächenschicht vorhanden ist, ist ein versehentliches Durchhärten des Rohrabschnitte nicht möglich.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Rohrabschnitt von wenigstens einer, vorzugsweise zwei oder mehr in Axialrichtung zueinander versetzten um¬ laufenden Eindrehungen in einem gesondert zwischen der Distanzhülse und der Spreizhülse bzw. dem bohrungs- mündungssei igen Spreizkörper angeordneten Hülsenabschnit gebildet, wobei der Hülsenabschnitt zweckmäßig insgesamt auf seiner Außen— und Innenseite oberflächengehärtet ist.

Alternativ kann der Rohrabschnitt auch von wenigstens einer, vorzugsweise zwei oder mehr in Axialrichtung versetzten umlaufenden Eindrehungen in der Distanzhülse selbst gebildet werden, die dann ebenfalls auf ihrer Außen- und Innenfläche oberflächengehärtet ist.

OMPI

Um den erforderlichen Verformungsweg des RohrabSchnitts zu gewährleisten, empfiehlt es sich - wie beim Dübel gemäß dem älteren Vorschlag - zwischen der Unterseite des Bolzenkopfs bzw. der Mutter und dem zu befestigende Werkstück ein unter Einfluß einer in Axialrichtung wirkenden relativ geringen Kraft um das Maß der axialen Stauchung des RohrabSchnitts bei Erreichen der dübel¬ spezifischen Setzkraft in Axialrichtung zusammendrück¬ bares Nachlaufele ent anzuordnen.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt bzw. zeigen i

Fig. 1 und 2 jeweils eine Schnit ansieht durch eine unter Verwendung eines in der erfindu gemäßen Weise ausgebildeten Dübels herge¬ stellte Dübel-Befestigungsanordnung, bei welcher ein Werkstück mit einem teilweise geschnitten dargestellten doppelt spreizend

Dübel auf einer Unterlage befestigt wird, wobei _3.g. 1 den Dübel in lose angesetztem Zustand und Fig. 2 den fertig gesetzten Dübel zeigt; und

Fig. 3 und jeweils eine im Halbschnitt gezeigte

Seitenansicht des beim Dübel gemäß den Fig. und 2 vorgesehenen, in Axialrichtung ver¬ formbaren Hülsenabschnitts in unverformtem Ausgangszustand einerseits bzw. in dem nach

Setzen des Dübels mit der vorgeschriebenen Setzkraft eingedrehten und verformten Zusta andererseits .

O PI

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbei- spiel zeigt eine Befesti ungsanσrdnung eines Werk¬ stücks 10 auf einem Untergrund 12, der beispiels¬ weise ein Betonboden sein möge. Die Befestigung erfolgt in diesem Fall mittels eines sogenannten doppelt spreizenden Dübels 14, der in Durchsteckmontage durch die Befestigungsbohrung 16 im Werkstück 10 in ein Bohrloch 18 im Untergrund 12 eingeschoben ist. Der Dübel 1 weist als Verankerungsbautβil eine Spreizhülse 20 auf, die vom bohrungsinneren Ende her durch eingearbeitete Längsschlitze 22 in einzelne lamellβnartige Abschnitte unterteilt ist. Die Schlitze 22 sind nicht ganz bis zum oberen Ende der Spreizhülse geführt, so daß die Spreizhülse also am oberen Ende durch die verbleibenden Reststege 24 zusammengehalten wird, die als Sollbruchstege dienen, welche erst während des Setzvorgangs aufbrechen.

In die Enden der Spreizhülse 20 sind jeweils die ver— jungten Enden von kegelstumpfförmigen Spreizkörpern

26 un 28 eingesetzt, wobei ein den Dübel 14 über seine gesamte Länge durchsetzender Gewindebolzen 30 in eine Gewindebohrung im bohrungsinneren Spreizkörper 26 eingeschraubt ist. Im anderen Spreizkörper 28 ist eine glatte Durchgangsbohrung vorgesehen, durch welche der

Gewindebolzen 30 mit Spiel hindurchtritt. Auf den ober¬ halb des letzterwähnten Spreizkörpers 28 liegenden Abschnitt des Gewindebolzens 30 ist eine Distanzhülse 32 aufgesetzt, welche die Spannkraft eines am äußeren Ende des Gewindebolzens 30 angestauchten Bolzenkopfs 32

auf den Spreizkörper 28 überträgt, wobei zwischen der Stirnfläche am unteren Ende der Distanzhülse 3 und der zur Bohrungsmündung weisenden Stirnfläche des Spreizkörpers 28 noch ein Hülsenabschnitt 36 aus weiche Stahl, d.h. einem Stahl mit ausgeprägter Fließgrenze angeordnet ist, der - wie im folgenden in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 noch näher erläutert wird - auf seiner Oberfläche in einer dünnen Schicht gehärtet ist. Der in seinem Durchmesser und der Wandstärke etwa der Distanzhülse entsprechend bemessene Hülsen¬ abschnitt 36 weist zwei axial versetzte, umlaufende Eindrehungen 37 auf, deren Tiefe jeweils so bemessen ist, daß im verbleibenden Materialquerschnitt 37* beim Anziehen des Gewindebolzens 0 mit der für den Dübel 14 vom Hersteller vorgeschriebenen Setzkraft die einwirkende Axialkraft Druckspannungen hervorruft, welche so hoch sind, daß der Hülsenabschnitt sich im Bereich der Eindrehungen 37 axial zusammendrückt. Der Rohrabschnitt 6 verformt sich also im Bereich der Eindrehungen unter axialer Verkürzung plastisch in die in Fig. 2 schematisch angedeutete Gestalt, ohne daß die Anzugskraft über die zulässige Setzkraft hinausgesteige werden müßte, wenn der Materialquerschnitt 37' im Bereich der Eindrehung 37 unter Berücksichtigung der Festigkeitssteigerung durch die Ober lächen-Härte- schiebt so bemessen ist, daß die Härteschicht spröde aufbricht und der Materialquerschnitt dann über die materialspezifische Fließgrenze ( uetschgrenze) hinaus beansprucht ist. Diese beim Anziehen des Dübels gerade bei Erreichen der Setzkraft auftretende, vorbestimmbare axiale Stauchung a des RohrabSchnitts 36 ist - abhängig von der axialen Erstreckung der Eindrehungen 37 -

relativ stark, kann aber nur dann beobachtet werden, wenn das bohrungsmündungssei ige Ende der Distanz¬ hülse 32 um dieses Stauchungsmaß a über die Oberseite des Werkstücks 10 bzw. einer auf dem Werkstück auf- sitzenden ebenflächigen Unterlegscheibe 38 übersteht. Um diesen, dem axialen Stauchungsmaß a entsprechenden Überstand der Distanzhülse 3 beim Setzen des Dübels zwangsläufig zur Verfügung zu stellen, ist zwischen der Unterseite des Bolzenkopfs 3"- ttznά. der bohrungsmündungsseitigen Stirnfläche der Distanz¬ hülse 32 ein mit relativ geringen Kräften axial verforrabares Nachlaufelement 40 angeordnet, welches beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer aus dünnem Blech geprägten kugelkalottenfδrmigen Schale mit mittiger DurchgangsÖffnung 42 für den Gewindebolzen 30 hat, deren konkaver Hohlraum zum Werkstück 10 bzw. der ebenflächigen Unterlegscheibe 38 weist und in Axialrichtung so tief bemessen ist, daß die Distanzhülse 32 bei auf dem Werkstück bzw. der Unter legscheibe abgestütztem freiem Rand des Nachlaufelements 40 um das Maß a in diesen Hohlraum vortritt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das Nachlaufelement kann aber auch entfallen, wenn beim Setzen des Dübels zwischen die Unterseite des Bolzenkopfs 34 und die Unterlegscheib 38 eine gabelförmige Abstandslehre mit dem Dickenmaß a eingeschoben wird, die es ermöglicht, den Dübel mit um das Maß a überstehender Distanzhülse 32 anzusetzen, und die nach leichtem Spannen des Dübels wieder heraus¬ gezogen wird.

O PI.

Beim Anziehen des zunächst in der in Fig. 1 gezeigten Weise lose angesetzten Dübels wird zunächst der bohrungsinnere Spreizkörper 26 in das zugeordnete Ende der Spreizhülse 20 hineingezogen, so daß diese sich aufweitet und an der Umfangswandung des Bohr¬ lochs 18 zur Anlage kommt. Die Spreizhülse wird dadurch in Axialrichtung im Bohrloch 18 fixiert und be weiterem Anziehen schraubt sich zwangsläufig der Gewindeschaft 30 in die Bohrung hinein, wobei die Unterseite des Bolzenkppfs unter Verformung des Nach- laufelements 40 die Distanzhülse 3 ins Bohrloch- innere schiebt. Über den Hülsenabschnitt 3 wird diese Verschiebung auf den Spreizkörper 28 übertragen, der einen oder mehrere der Stege 24 der Spreizhülse 20 sprengt und anschließend auch das bohrungsmündungs- seitige Ende der Spreizhülse aufweitet, wodurch sie sich in der in Fig. 2 veranschaulichten Weise satt an der Wandung des Bohrlochs anle t. Bei weiterer Drehung des Gewindebolzens 30 steigt dann die Anzugskraft schnell, bis sie eine solche Größe hat, . daß die Druckspannungen in den im Bereich der Eindrehungen 37 verbleibenden Materialquerschnitten 37 die Höhe der für das Material des Hülsenabschnitts 36 charakteristischen FließSpannungen überschreiten, ^■ nachdem die Oberflä-chen-Härteschiebt spröde aufge¬ brochen sind. Dann staucht sich der Rohrabschnitt 36 in der bereits beschriebenen Weise, wobei der Gewindebolzen mit merklich verringerter Anzugskraft soweit anziehbar ist, bis das Nachlau element 4θ flachgedrückt ist und eben auf der Unterlegscheibe 38

OMPI

au sitzt. Infolge der vorausgesetzten Bemessung der Eindrehungen 37 is* die höchste Anzugskraft, bei welcher die Materialquerschnitte 37' sich zu verformen beginnen, aber gerade gleich der vorgeschriebenen Setzkraft.. D.h. wenn der Bolzenkopf 34 bis zur ebenflächigen Auf¬ lage des Nachlaufelements 4θ auf die Unterlegscheibe 38 angezogen ist, ist der Dübel vorschriftsmäßig gesetzt, d.h. seine vorgeschriebene Setzkraft ist wenigstens einmal erreicht worden, bevor sie bei der axialen Verformung des Hülsenabschnitts 36 im Bereich der Ein¬ drehungen 37 ziun Teil wieder abgebaut wurde. Der gleiche Effekt wird natürlich auch dann erreicht, wenn der Gewindebolzen 30 ein durchgehender Gewindebolzen ist, auf welchen anstelle des angestauchten Bolzenkopfs 3 eine Mutter aufgeschraubt ist. Da die Distanzhülse sich beim Setzen des Dübels durch die Mittelbohrung 44 der Unterlegscheibe 38 verschieb-t, muß der Durchmesser der Bohrung 44 der Unterlegscheibe also etwas größer als der Außendurchmesser der Distanzhülse 32 bemessen sein. Eine lose auf den Dübel aufgesetzte Unterleg¬ scheibe könnte also vom Dübel abgestreift werden und verlorengehen. Aus diesem Grund ist der auf der Ober¬ seite der Unterlegscheibe 38 aufruhende Rand des Nach¬ laufelements 40 mit der Unterlegscheibe 38 verklebt oder in anderer Weise verbunden, so daß sie durch das zwischen der Distanzhülse 32 und dem Bolzenkopf 34 gehaltene Nachlaufelement 40 unverlierbar mit dem Dübel verbunden ist. Wenn die Verklebung beim Setzvorgang dann gesprengt wird, ist dies nicht mehr schädlich, weil ein Verlust der Unterlegscheibe dann nicht mehr möglich ist.

OMPI

In Figur 1 ist in dem zwischen der Oberseite der Unter¬ legscheibe und der Innenfläche des schalenförraigen Nachlaufelements gebildeten Hohlraum eine mit einer eingefärbten, fließfähigen Masse 46 gefüllte, zer- brechbare Kapsel angeordnet, die beim Setzen des

Dübels durch das sich flachdrückende Nachlaufelement 4θ zerbrochen wird, wobei die fließfähige Masse verdrängt wird und durch Austritt am Umfangsspalt zwischen der Unterlegscheibe 38 und dem Nachlaufelement 4θ zusätzlich anzeigt, daß das Nachlaufelement 40 die ebenflächige Form angenommen hat, d.h. die vorge¬ schriebene Setzkraft erreicht ist.

In den Figuren 3 'u d 4 ist der Hülsenabschnitt 36 mit den Eindrehungen 37 vor und nach dem Setzen des

Dübels gezeigt, wobei die durch eindiffundierten Kohlen stoff aufgekohlte und anschließend gehärtete dünne Oberflächenschicht 48 jeweils in der rechten, im Schnit dargestellten Hälfte des Hülsenabschnitts 36 angedeutet ist. Dabei ist ersichtlich, daß die gehärtete Schicht 4 allseitig, d.h. auf der mit den Eindrehungen 37 versehenen Außen- und der zylindrischen Innenfläche ebenso wie den Stirnflächen auf dem Hülsenabschnitt angebracht ist. Die Ausbildung von zwei (oder mehr) Eindrehungen 37 im Hülsenabschnitt 36 anstelle einer in Axialrichtung entsprechend höheren einzigen Eindrehung oder auch der Verwendung eines Rohrab¬ schnitts entsprechender Länge mit verringerter Wandstär - was grundsätzlich ebenfalls möglich wäre - bezweckt die Unterteilung der verformbaren Abschnitte um

- TJRHX

OMPI

ungleichmäßige Verformungen des HülsenabSchnitts und dadurch mögliche Funktionsstörungen zu ver¬ meiden.

Es ist ersichtlich, daß im Rahmen des Erfindungs¬ gedankens Abwandlungen und Weiterbildungen des vor¬ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiels verwirk¬ lichbar sind. So ist die Bestimmung der Setzkraft durch einen entsprechend bemessenen Hülsenabschnitt auch bei einfach oder konisch vom bohrungsinneren Ende her spreizenden Dübeln möglich, wobei der Hülsen¬ abschni t dann - wenn er gesondert hergestellt ist - zweckmäßig zwischen dem bohrungsinneren Ende der Distanzhülse und der Spreizhülse angeordnet wird, oder die Distanzhülse selbst wird abschnittswe se durch Abdrehen von Material mit dem oder den setz- kraftanzeigenden Eindrehungen versehen. In diesen Fällen ist dann zweckmäßig die gesamte Distanzhülse in der beschriebenen Weise oberflächengehärtet.