DE2256938B2

DE2256938B2 - Einsatzhülse für Gipswände o.dgl

Info

Publication number: DE2256938B2
Application number: DE2256938A
Authority: DE
Inventors: Adolf 7809 Denzlingen Bappert
Original assignee: Upat & Co 7830 Emmendingen GmbH
Current assignee: Upat & Co 7830 Emmendingen GmbH
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1979-12-13
Also published as: DE2256938A1; DK144806B; LU68819A1; SE398540B; DK144806C; BE807580A; IT999460B; NL169775B; FR2207546A5; NL169775C; US3911781A; NL7315901A; GB1452955A; DE2256938C3; AT331480B; CH595563A5; ATA929873A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einsatzhülse zum Eindrehen in eine Bohrung einer Wand aus einem Werkstoff von geringer Belastbarkeit, wobei die Einsatzhülse etwa zylindrisch sowie im wesentlichen aufweitungsfrei ausgebildet ist und ihr Außenmantel ein selbstschneidendes Außengewinde mit vergleichsweise großer Steigung und mit im Vergleich zum Kerndurchmesser erheblich größerem Außendurchmesser aufweist, das sich beim Eindrehen der Einsatzhülse in die Lochwandung einarbeitet, und wobei die Einsatzhülse mit einer Innenhöhlung zur Aufnahme eines Befestigungselements, z. B. einer Schraube, versehen ist.

Dübel herkömmlicher Bauart eignen sich nicht recht zum Anbringen in Wänden aus Gips od. dgl. Werkstoff von geringer Belastbarkeit; insbesondere bei größerer Belastung bröckelt der Wandwerkstoff im Laufe der Zeit langsam im Bereich der Bohrlochwandung aus. So kann beispielsweise nicht selten ein anfangs festsitzender Dübel nach einer gewissen Zeit zusammen mit dem ihn umgebenden Wandwerkstoff aus der zugehörigen Gipswand verhältnismäßig leicht herausgezogen werden. Schwerere Gegenstände wie z. B. Bücherregale, Hängeschränke und Waschbecken können daher selbst mit Dübel von größeren Abmessungen an derartigen Wänden nicht sicher dauerhaft angebracht werden. Andererseits besteht seit langer Zeit das Bedürfnis, auch an Wänden aus Gips od. dgl. Werkstoff von geringer Belastbarkeit schwere Gegenstände zu befestigen. Bisher hat man dazu in aufwendiger Weise beispielsweise durchgehende Verschraubungen angebracht, die vorzugsweise auf der dem zu befestigenden Teil gegenüberliegenden Wandseite mit einer tellerartigen Erweiterung verbunden worden sind.

Man kennt auch bereits Einsatzkörper zum Einschrauben in Bauteile und zur Aufnahme einer Maschinenschraube (vgl. z.B. DE-PS 8 08 510 und »Machine Design — The Fasteners Book« vom 29.9.1960, S. 108 u. S. 111). Derartige Einsatzkörper kann man zwar auch in Wände aus Gips od. dgl. einschrauben; die vorstehend angesprochenen Proble-

me lassen sich mit derartigen Einsatzkörpern jedoch nicht lösen. Bei den vorbekannten Einsatzkörpern läuft nämlich der dem Einsteckende benachbarte Gewindegang im Außendurchmesser abnehmend zum Außenmantel bzw. zum Kern des Außengewindes hin aus. Eine solche Ausbildung ist für die Anwendung bei Gipswänden od. dgl. ungeeignet, weil nicht sofort ein genügend weites Einschneiden und Abräumen des Wandwerkstoffes, sondern zumindest zu Anfang auch eine erhebliche Materialvnrdrängung erfolgt Diese belastet den Wandwerkstoff insbesondere in demjenigen Bereich erheblich, in dem mittels des Außengewindes des Einsatzkörpers Kräfte in den Wandwerkstoff eingeleitet werden sollen. Diese Materialverdrängung kann sogar zur Zerstörung der Struktur des Wandwerkstoffes in diesem Bereich führen; sie bringt auch in der Regel eine Erhöhung des Eindrehwiderstandes mit sich. Teilweise ist bei den vorbekannten Einsatzkörpern sogar ein radiales Aufspreizen und damit eine M&<erialverdrängung des Wandwerkstoffes beim Eindrehen des zugehörigen Befestigungselementes vorgesehen oder wird in Kauf genommen (vgl. insbesondere DE-PS 8 08 510). Diese vorbekannten Einsatzkörper sind deshalb als Befestigungsmittel zum Eindrehen in Wände aus Gips od. dgl. Werkstoff von geringer Belastbarkeit praktisch ungeeignet, namentlich, wenn schwerere Gegenstände befestigt werden sollen.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Einsatzhülse zum Eindrehen in eine Bohrung einer Wand aus Gips od. dgl. Werkstoff zu schaffen, welche unter Vermeidung der Nachteile der vorerwähnten Befestigungselemente leicht anbring- sowie stärker belastbar ist und dabei über längere Zeiträume eine gleichbleibend feste Verankerung in der Gipswand ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einer Einsatzhülse der eingangs erwähnten Art zumindest der dem Einsteckende der Einsatzhülse benachbarte Außengewindegang-Abschnitt ausgespart ist derart, daß sich wenigstens an dem dem Einsteckende benachbarten Ende des verbleibenden Außengewindeganges eine Stirnfläche bildet, deren Ränder zusammen mit den ihr benachbarten Gewindeflanken Schneidkanten bilden, die zumindest in etwa der Querschnittsform des Außengewindes entsprechen. Mit einer solchen Einsatzhülse kann man sofort beim ersten Eindringen seines Außengewindes in den Wandwerkstoff dort einschneiden und diesen Wandwerkstoff abräumen, ohne daß eine ins Gewicht fallende Beschädigung des dem Außengewindegang der Einsatzhülse benachbarten Wandwerkstoffes erfolgt. Auch das spätere Eindrehen eines Befestigungselementes, z. B. einer Schraube, in die Einsatzhülse führt nicht zu einer zusätzlichen Belastung des Wandwerkstoffej

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Deren Merkmale bieten vor allem folgende Vorteile: Die Maßnahme nach Anspruch 2 ermöglicht eine vergleichsweise billige Herstellung einer Einsatzhülse, die auch korrosionsfrei ist. Außerdem kann man in eine Kunststoff-Einsatzhülse gut als Befestigungselement eine H> >lzschraube eindrehen, was im Baubetrieb erwünscht ist. Die Merkmale des

3. Anspruches begünstigen ebenfalls eine leichte Herstellbarkeit der Einsatzhülse und schaffen gleichzeitig einen gewissen Platz für den abgeräumten Wandwerkstoff vor den Schneidkanten. Durch die Merkmale des

4. Anspruches wird bei einem zur Aufnahme des Wandwerkstoffes vorgeselienen Schlitz verhindert, daß dieser die Formbeständigkeit der Einsatzhülse insbesondere beim Eindrehen erheblich schwächt Ein unerwünschtes Verformen bzw. Aufweiten der Einsatzhülse und eine dadurch bedingte Belastung des Wandwerkstoffes werden durch das am Einsteckende der Einsatzhülse geschlossene Langloch praktisch verhindert Im gleichen Sinne wirken die Merkmale des 5. Anspruches formstabilisiarend für die Einsatzhülse.

Durch die Merkmale des 6. Anspruches kann man auf einfache Weise den Aufnahmeraum für den zerspanten Wandwerkstoff vergrößern.

Die Praxis hat gezeigt, daß Einsatzhülsen mit Durchmesser-Verhältnissen und gegebenenfalls Steigungen des Außengewindes entsprechend dem Z.Anspruch gut in Wänden aus Gips od. dgl. Leichtbaustoffen halten. Durch die Merkmale des 8. Anspruchs wird das Eindrehen der Einsatzhülse erleichtert; auch eine tiefer in die Gipswand od. dgl. eindringende Einsatzhülse kann noch mit in etwa gleichbleibender Eindrehkraft eingebracht werden und sie erhält einen festen Sitz in ihrer Endposition.

Durch die Merkmale des 9. Anspruchs erreicht man, daß die Schneidkanten sofort ein Gewinde mit vergleichsweise großer lichter Weite einschneiden. Dadurch wird die Gefahr vermindert, daß die Gewindeflanken des Außengewindes der Einsatzhülse bei deren Eindrehen einen unerwünschten Druck auf den Wandwerkstoff ausüben. Insbesondere wird auch im Bereich der äußeren Schicht der die Einsatzhülse aufnehmenden Wand die Gefahr einer zu großen Druckbeanspruchung weitgehend vermieden.

Durch die Merkmale des 10. Anspruches erhält man nicht nur eine Verstärkung der Einsatzhülse im Bereich ihres äußeren Endes, sondern auch dort eine größere stirnseitige Anlagefläche für den zu befestigenden Gegenstand und es können auch Ausbruch-Stellen od. dgl. Beschädigungen am Rand der Wand-Bohrung abgedeckt werden. Deren entsprechende Aufweitung zur Aufnahme der kegelstumpfförmigen Verstärkung ist auch vergleichsweise einfach herstellbar, zweckmäßigerweise mit einer an dieser kegelstumpfförmigen Verstärkung vorgesehenen selbstschneidenden Kante. Die größere Anlagefläche begünstigt, daß die vom Befestigungselement aufgebrachten Haltekräfte nur zwischen diesem und der Einsatzhülse wirken; ein Einleiten dieser Haltekräfte in die Gipswand od. dgl. wird weitestgehend vermieden. Schließlich erleichtern die Maßnahmen des 11. Anspruches das Einbringen der Einsatzhülse mittels eines Hilfswerkzeuges.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Einsatzhülse in perspektivischer Darstellung,

Fig. la eine teilweise Rückansicht auf einen Abschnitt des Außengewindes gemäß der Blickrichtung Z in F i g. 1 ebenfalls in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 einen Teilquerschnitt der Einsatzhülse gemäß der Schnittlinie II-II in F i g. 1,

F i g. 3 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht der Einsatzhülse gemäß F i g. 1,

Fig.4 eine Stirnansicht der Einsatzhülse entsprechend der Blickrichtung £in F i g. 3 sowie

Fig.5 einen Querschnitt durch die Einsatzhülse gt.näß der Schnittlinie V-V von F i g. 3 im verkleinerten Maßstab.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Einsatzhülse besitzt ein über den größeren Teil seiner Länge sich erstreckendes Außengewinde 2 (F i g. 1 und 3). Im Querschnitt dieses Außengewindes 2 ist eine Ausspa-

rung Sp vorgesehen (F i g. 1 und 2). Diese wird einerseits von einer in Längsrichtung der Einsatzhülse 1 orientierten Ebene L begrenzt. Erfindungsgemäß ist nun wenigstens der dem Einsteckende 7 der Einsatzhülse 1 benachbarte Außengewindegang-Abschnitt derart ausgespart, daß sich wenigstens an dem dem Einsteckende 7 benachbarten Ende des verbleibenden Außengewindeganges 2a eine Stirnfläche bildet, deren Ränder zusammen mit den ihr benachbarten Gewindeflanken 9 Schneidkanten 3 bilden, die zumindest in etwa der Querschnittsform des Außengewindes 2 entsprechen. Die Einsatzhülse 1 besteht aus einem formbeständigen Kunststoff, kann gegebenenfalls aber auch aus Metall gefertigt sein. Bei der besonders aus F i g. 1 u. 3 gut erkennbaren Ausführungsform der Einsatzhülse 1 ist deren Außengewinde 2 nahezu über dessen gesamte axiale Erstreckung mit der Aussparung 5p versehen. Dadurch sind am Außengewinde 2 zahlreiche Schneidkanten 3 gebildet worden. Die segmentartige Aussparung 5p beginnt beim Einsteckende 7 der Einsatzhülse 1. Aus F i g. 1 und 3 erkennt man gut, daß eine Flanke dieser Aussparung Sp in der Ebene L aller Schneidkanten 3 bzw. 3a liegt und die andere Flanke der Aussparung Sp in Umfangsrichtung der Einsatzhülse 1 gegenüber dieser in der Ebene L liegenden Flanke in Eindrehrichtung der Einsatzhülse 1 verschwenkt angeordnet ist. Der Winkel zwischen diesen beiden Flanken beträgt 90 Grad (vgl. F i g. 2). Unmittelbar vor den selbstschneidenden Kanten 3 bzw. Za liegt ein als Schlitz ausgebildeter Aufnahmeraum für den geräumten Wandwerkstoff. Der Schlitz ist dabei in Weiterbildung der Erfindung als am Einsteckende 7 der Einsatzhülse 1 geschlossenes Langloch 4 ausgebildet. Gegebenenfalls kann eine Einsatzhülse 1 auch mehrere, z. B. zwei sich gegenüberliegende Langlöcher 4 besitzen. Wie gut aus F i g. 2 erkennbar, erstreckt am Ausführungsbeispiel das Langloch 4 in radiale Richtung nach innen bis zu einer axialen Einsatzhülsen-Innenhöhlung 5. Diese dient zur Aufnahme eines Befestigungselementes, z. B. einer (nicht dargestellten) Schraube. Das Langloch 4 ist von mehreren Querstegen 14 unterbrochen, so daß sich mehrere, kürzere Schlitzabschnitte ergeben (Fig. 1 und 3). Dadurch wird die Form der Einsatzhülse 1, insbesondere bei ihrer Belastung beim Eindrehen in den Wandwerkstoff, stabilisiert. Als zusätzlicher Aufnahmeraum für den zerspanten Wandwerkstoff ist bei der Einsatzhülse 1 an deren Außenmantel eine gewindeförmige Vertiefung 15 vorgesehen. Der Außendurchmesser D des Außengewindes 2 ist etwa doppelt so groß wie der Außengewinde-Kerndurchmesser d, der dem Außenmantel des eigentlichen Hülsenteiles 11 entspricht Dabei beträgt die Steigung des Außengewindes 2 etwa 10 mm bis 15 mm. Der Durchmesser des Außengewindes 2 nimmt in Richtung des äußeren Endes 6 der Einsatzhülse kontinuierlich zu, so daß der dortige Außengewinde-Außendurchmesser D1 ein wenig größer ist als der Außengewinde-Außendurchmesser D am Einsteckende 7 der Einsatzhülse 1 (F i g. 3).

Eine etwas abgewandelte Ausführung der Einsatzhülse 1 ist aus Fig.la zu erkennen. Dort stehen die Schneidkanten 3a axial etwas über die zugehörigen Gewindeflanken 9 vor. Man erkennt diese Ausbildung der Einsatzhülse 1 auch an den drei linken Gewindegängen von F i g. 1 (vgl. auch F i g. 1 a und Blickrichtung A in F i g. 1). Bei dieser Ausführung sind die Gewindeflanken 9 des Außengewindes 2 unmittelbar bei den selbstschneidenden Kanten etwas axial verbreitert. Dabei gibt die gestrichelte Linie 10 in F i g. 1 den Ansatz der sich hinter dieser Schneidkante anschließenden Gev inde -flanke 9 des Gewindes wieder.

Nach einer anderen, etwas abgewandelten AuHührungsform besitzt die Einsatzhülse 1 an ihrem äußeren Ende 6 eine kegelstumpfförmige Verstärkung (F i g. 3 bis 5). Dort sind zwei Aussparungen 32 (F i g. 3 und 5) vorgesehen, die je eine auf die Eindrehrichtung des

is Außengewindes 2 abgestimmte seibstschneidende Kante 30 besitzen. Dabei reicht diese in der kegelstumpfförmigen Verstärkung 12 untergebrachte Aussparung 32 axial in Richtung des äußeren Endes 6 der Einsatzhülse nur von innen her an eine dünne Stirnwand 33. Dadurch bleibt die Einsatzhülsen-Frontfläche 31 geschlossen und bildet eine saubere Sichtfläche. Andererseits schafft man durch diese Aussparung 32 in der kegelstumpfförmigen Verstärkung 12 eine seibstschneidende Kante 30, mit der man den Rand der Wandbohrung entsprechend der kegelstumpfförmigen Verstärkung 12 aufweiten kann, wenn man dies nicht mittels eines separaten Werkzeuges tun will.

Aus F i g. 1 und 4 ist gut zu erkennen, daß die Einsatzhülse 1 Eindrehhilfselemente in Form von Mitnehmernuten 13 im Bereich der Innenhöhlung 5 aufweist In Fig. 1 bis 3 erkennt man noch, daß die Aussparung 5p auf der den Schneidkanten 3 bzw. 3a abgewandten Flanke von Unterbrechungs-Flächen 8 des Außengewindes 2 begrenzt ist. F i g. 2 zeigt gut, daß die die Schneidkanten 3 bzw. 3a bildenden Stirnflächen der Abschnitte des Außengewindes 2 unmittelbar und eben in die diesen Stirnflächen benachbarte Seitenwand 4a des Langloches 4 übergehen.

Wenn man die Einsatzhülse 1 in eine dafür

vorgesehene Bohrung einer Wand aus Gips od. dgl. Werkstoff geringer Belastbarkeit einbringt kann der beim Einschneiden des Außengewindes 2 abgeräumte Wandwerkstoff in der Aussparung 5p, nötigenfalls auch leicht in das Langloch bzw. die Langlöcher 4, gegebenenfalls in die Innenhöhlung 5 und/oder die Vertiefung 15 der Einsatzhülse 1 Platz finden; dies auch, wenn im Interesse großer Kraftübertragungsflächen und einem entsprechend groß ausgebildeten Außengewinde 2 verhältnismäßig große Wand-Volumina abge- tragen werden müssen. Es hat sich gezeigt daß der abgetragene Wandwerkstoff bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einsatzhülse 1 weder deren Eindrehen m die Wand merkbar behindert noch zu einer praktisch ins Gewicht fallenden Zusatzbelastung für den die Einsatzhülse 1 umgebenden Wandbereich wird. Man erhält eine formschlüssige Verbindung zwischen Einsatzhülse 1 und der sie umgebenden Wand, ohne daß diese beim Einschrauben und/oder Festlegen der Einsatzhülse 1 in störender Weise zusätzlich belastet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einsatzhülse zum Eindrehen in eine Bohrung einer Wand aus einem Werkstoff von geringer Belastbarkeit, wobei die Einsatzhülse etwa zylindrisch sowie im wesentlichen aufweitungsfrei ausgebildet ist und ihr Außenmantel ein selbstschneidendes Außengewinde mit vergleichsweise großer Steigung und mit im Vergleich zum Kerndurchmesser erheblich größerem Außendurchmesser aufweist, das sich beim Eindrehen der Einsatzhülse in die Lochwandung einarbeitet, und wobei die Einsatzhülse mit einer Innenhöhlung zur Aufnahme eines Befestigungselementes, z.B. einer Schraube, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der dem Einsteckende (7) der Einsatzhülse (1) benachbarte Außengewindegang-Abschnitt ausgespart ist derart, daß sich wenigstens an dem dem Einsteckende benachbarten Ende des verbleibenden Gewindeganges (2a) eine Stirnfläche bildet, deren Ränder zusammen mit den ihr benachbarten Gewindeflanken (9) Schneidkanten (3; 3a) bilden, die zumindest in etwa der Querschnittsform des Außengewindes (2) entsprechen.

2. Einsatzhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie (1) aus Kunststoff besteht.

3. Einsatzhülse nach Anspruch 1 oder 2, bei der zumindest das Außengewinde, gegebenenfalls über den größeren Teil seiner axialen Erstreckung, zwecks Bildung von zahlreichen selbstschneidenden Schneidkanten unterbrochen beziehungsweise die Einsatzhülse dort ausgespart ist, wobei diese eine in Richtung ihrer Längsachse orientierte, am Einsteckende der Einsatzhülse beginnende Wandwerkstoff-Aufnahmeräume bildende, segmentartige Aussparung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flanke dieser Aussparung (Sp) in der Ebene (L) der Schneidkanten (3; Za) liegt und deren andere Flanke in Umfangsrichtung der Einsatzhülse (1) gegenüber der einen Flanke verschwenkt angeordnet ist, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 90 Grad verschwenkt.

4. Einschraubhülse nach Anspruch 1 bis 3, bei der wenigstens ein als Schlitz ausgebildeter Aufnahmeraum unmittelbar vor den selbstschneidenden Kanten liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz beziehungsweise die Schlitze als am Einsteckende (7) der Einsatzhülse (1) geschlossenes Langloch (4) ausgebildet ist (sind).

5. Einsatzhülse nach Anspruch 4, bei der sich gegebenenfalls zwei Langlöcher gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die als Aufnahmeräume ausgebildete(n) Langloch (Langlöcher) (4) ein oder mehrere Querstege (14) aufweist (aufweisen).

6. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum wenigstens teilweise von zumindest einer am Außenmantel des Hülsenteiles (11) vorgesehenen, vorzugsweise gewindeförmigen Vertiefung (15) gebildet ist.

7. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (D) des Außengewindes (2) etwa doppelt so groß ist wie der Außengewinde-Kerndurchmesser (d), und daß die Steigung des Außengewindes vorzugsweise etwa 10 mm bis 15 mm beträgt.

8. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Außengewinde (2) in Richtung des äußeren Endes (6) der Einsatzhülse (1) im Durchmesser (D; Di) zunimmt, verzugsweise kontinuierlich zunimmt

9. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 8, bei der wenigstens eine selbstschneidende Schneidkante einerseits von der (den) Zahnflanke^) sowie andererseits von der Stirnfläche einer Aussparung (Sp) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante^) (3a) axial etwa über die zugehörige(n) Gewindeflanke(n) (9) vorsteht (vorstehen).

10. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 9, die an ihrem äußeren Ende im Querschnitt verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und daß gegebeis nenfalls dieses verstärkte Ende zumindest eine, zweckmäßigerweise bis an eine dünne Stirnwand (33) der Einsatzhülsen-Frontfläche (31) reichende Aussparung (32) aufweist, die eine auf die Eindrehrichtung des Außengewindes (2) abgestimmte, selbstschneidende Kante (30) besitzt

11. Einsatzhülse nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es Eindrehhilfselemente in Form von Mitnehmernuten (13) im Bereich der Innenhöhlung (5) aufweist.