DE2508635A1

DE2508635A1 - Selbstbohrduebel

Info

Publication number: DE2508635A1
Application number: DE19752508635
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Hahner; Wilbert Reibetanz; Karl Dr Ing Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1976-09-09
Also published as: US4050345A; CH598500A5

Description

R. 2 5 8 1

11.2.1975 Vo/Ht

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 S t u t t g a r t

Selbstbohrdübel

Die Erfindung betrifft einen Selbstbohrdübel mit einem eine koaxiale Bohrung aufweisenden, im wesentlichen zylindrischen Dübelkörper, der an seinem Vorderende eine Bohrkrone und an seinem Hinterende ein insbesondere abtrennbares Mitnahmeteil trägt.

Selbstbohrdübel dieser Art werden durch Spezialwerkzeuge mit Bohrhämmern über Haltekegel gekoppelt und durch Drehschlagbewegungen in das Gestein gebohrt. Nach Erreichen der erforderlichen Bohrtie-

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fe, die durch das Spezialwerkzeug begrenzt ist, wird der Selbstbohrdübel in mit dem Bohrhammer gekoppeltem Zustand zusammen mit dem Werkzeug aus dem Bohrloch herausgezogen. Beim Bohren und dem darauffolgenden Reinigen des Bohrloches durch Ausblasen fällt sehr viel Staub .an, der den Bedienungsmann belästigt und sogar gefährdet. Die auftretenden Staubmengen liegen nämlich weit über den am Arbeitsplatz maximal zulässigen Konzentrationen, bei xirelchen Gesundheitsschädigungen des Bedienungsmannes nicht zu befürchten sind.

Es muß deshalb verhindert werden, daß der beim Bohren entstehende Staub in die Umgebungsluft gelangt. Dies kann durch eine geeignete Staubabsaugung erreicht werden. Es hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen, daß beim Bohren entstehende "Bohrklein" zusammen mit dem Bohrstaub durch die Mittelbohrung des Selbstbohrdübels abzusaugen.

Es ist ein Selbstbohrdübel mit einer koaxialen Bohrung bekannt, die über ihre gesamte Länge im wesentlichen einen gleich großen Querschnitt aufweist. An ihrer vorderen Ausmündung in der Bohrkrone weist die Bohrung sogar noch eine leichte Erweiterung auf. Die an der Stirnseite des Dübelkörpers liegenden Schneidkanten fallen zur Mitte des Dübels hin mehr oder minder steil ab. Es hat sich gezeigt, daß diese bekannte Dübelkonstruktion - obwohl sich die koaxiale Bohrung im Dübelkörper geradezu zum Abtransport des Bohrkleins anbietet - nicht zum staubabsaugenden Bohren geeignet ist: Beim Bohren werden aus dem zu bearbeitenden Gestein linsenförmige Gesteinsbrocken - sogenannte Gesteinslinsen - losgeschlagen. Diese Gesteinslinsen werden von dem Saugluftstrom in die Bohrung des Dübelkörpers hineingesaugt. Der Durchmesser der Linsen ist nahezu so groß oder nur wenig kleiner als der Durchmesser der an seiner Ausmündung in der Zahnkrone sogar noch erweiterten Bohrung. Dies führt dazu, daß die Gesteinslinsen in der Bohrung des Dübelkörpers hängen bleiben, was insbesondere zusammen mit dem

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übrigen Bohrklein schnell zu einer Verstopfung der Bohrung führt. Der Bohrstaubabsaugevorgang ist damit unterbrochen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Selbstbohrdübel der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der ein störungsfreies Absaugen des Bohrkleins ermöglicht.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Bohrung an ihrer vorderen Ausmündung in der Bohrkrone eine Verengung aufweist.

Das hat den Vorteil, daß die von der Bohrkrone losgeschlagenen Gesteinsbrocken maximal den Durchmesser der Verengung aufweisen. D:ä sich die Bohrung nach der Verengung im Dübelkörper auf ihren normalen Durchmesser erweitert, können sich etwa bildende Gesteinslinsen sich nicht in der Bohrung verklemmen und diese schließlich verstopfen.

Als sehr vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Bohrkrone an der Stirnseite des Dübelkörpers liegende.Schneidkanten hat, die unter einem spitzen V/inkel χ* von 120 ° bis l60 ° zueinander stehen. Dadurch, daß die Schneidkanten nach außen abfallen, kommen beim Anbohren im Gestein die innenliegenden Schneidkanten zuerst zum Eingriff und erleichtern - da sie die Bildung von kleineren Gesteinsbrocken begünstigen - den Abtransport des Bohrkleins durch die Axialbohrung des Dübelkörpers. Außerdem hat sich gezeigt, daß sich durch die Schneidkantenkonstruktion der Dübel beim Anbohren leichter zentriert. Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, daß das Mitnahmeteil, das durch an den ringnutartigen Einstich an der Mantelfläche gegenüber dem Dübelkörper abgegrenzt ist, vorzugsweise an seiner Mantelfläche Mittel aufweist, die eine formschlüssige Drehmitnahme im entsprechend angepaßten Dübelhalter eines Bohrhammers ermöglichen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsge-

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genstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Selbstbohrdübel im Teillängsschnitt; Fig. 2 einen zugehörigen Spreizkegel;

Fig. 3 eine Ansicht gemäß III auf die Stirnfläche des Mitnahmeteils des Dübels;

Fig. H eine Ansicht auf die die Schneidkante tragende Stirnfläche des Dübels und

Fig. 5 einen in eine Bohrung eingesetzten Dübel mit noch nicht abgetrenntem Mitnahmeteil.

Der in Fig. 1 dargestellte Selbstbohrdübel hat einen zylindrischen Dübelkörper 1, dessen äußere Mantelfläche keine Rillen oder Einschnitte aufweist. An seinem Vorderende trägt der Dübel eine Bohrkrone 2. Die Bohrkrone 2 besteht aus keilförmigen, in die vordere Stirnseite des Dübelkörpers 1 eingearbeiteten Zähnen 3· Die dabei an der Stirnseite des Dübelkörpers liegenden, im wesentlichen radial verlaufenden Schneidkanten schließen einen spitzen Winkel von 120 bis 160 ° ein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der''Spitzenwinkel v^ 155 °. Auch die am Zahngrund vom jeweils zwei benachbarten Zähnen 3 gebildeten Verschneidungskanten der Zahnflanken stehen ebenfalls unter einem hier dem Spitzenwinkel gleichen Winkel rf* von 120 - l60 ° - zueinander.

An seinem Hinterende trägt der Dübelkörper 1 ein zylindrisches Mitnahmeteil ¹J, dessen Außendurchmesser dem des Dübelkörpers 1 ent spricht. Das Mitnahmeteil 4 ist gegenüber dem zylindrischen Dübelkörper 1 durch einen ringnutartigen Einstich 5 in der Mantelfläche gegenüber dem Dübelkörper 1 abgegrenzt. Der Einstich 5 bildet eine

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Sollbruchstelle, an der das Mitnahmeteil 4 von dem Dübelkörper 1 abtrennbar ist. An seiner Mantelfläche weist der Mitnahmekörper 4 Mittel 6 auf, die eine formschlüssige Drehmitnahme des Dübels in einen, entsprechend angepaßten, in der Zeichnung nicht dargestellten Dübelhalter eines Bohrhammers, ermöglichen. Die Mittel zur Drehmitnahme bestehen aus vier mindestens jedoch eines an der kreiszylindrischen Mantelfläche des Mitnahmeteils 4 angeordneten Steilgewindenuten 7· Die symmetrisch am Umfang des Mitnahmeteils 4 angeordneten Steilgewinde nuten 7 verlaufen über die gesamte Länge des Mitnahmeteils und enden im Einstich 5· Wie die Figuren 1 und 3 erkennen lassen, haben die Steilgewindenuten 7 einen etwa trapezförmigen Querschnitt.

Durch den zylindrischen Dübelkörper und das Mitnahmeteil 4 erstreckt sich eine koaxiale Bohrung 8, die zum Abtransport des beim Bohren des Dübels im Mauerwerk losgeschlagenen Bohrkleins dient. An ihrer vorderen Ausmündung in der Bohrkrone 2 weist die Bohrung 8 eine Verengung 9 auf, deren Durchmesser um etwa 20 % geringer ist als der Durchmesser der Bohrung 8. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser der Bohrung 8-10 mm, der Durchmesser der engsten Stelle der Verengung 9-8 mm. Zumindest in ihrem hinteren, dem Mitnahmeteil 4 zugewandten Bereich ist die Bohrung 8 mit einem Gewinde 10 versehen. Besonders geeignet ist der dargestellte Dübel zur Vervrendung in einem Bohrhammer mit Bohrstaubabsaugung. Das beim Bohren losgeschlagene Bohrklein wird dabei durch die zentrale Bohrung 8 des Dübels abgesaugt. Der Bohrhammer ist dazu mit einem geeigneten Sauggebläse verbunden. Der Dübel wird bei eingeschaltetem Sauggebläse in Dübelhalter des Bohrhammers eingesetzt. Der Dübelhalter besteht aus .einer zylindrischen Sackbohrung, an deren Boden die mit dem Sauggebläse verbundene Leitung mündet. An der zylindrischen Innenwandung der Sackbohrung sind vier Schraubenförmig verlaufende Vorsprünge angeordnet, die in die entsprechenden Steilgewindenuten 7 des Mitnahmeteils 4 des Dübels eingreifen. Der Dübel wird in den Dübelhalter hineingedreht, bis die hintere Stirnfläche des Mitnahmeteils 4 auf den Grund der Sackbohrung des Dübelhalters aufsitzt. Bei noch nicht an das zu bohrende Gestein

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angesetzten Dübel wird dieser durch den an der Verengung 9 angreifenden Außendruck - in der Bohrung 8 herrscht der vom Sauggebläse erzeugte Unterdruck - gehalten, so daß er nicht aus dem Dübelhalter herausfällt. Durch die Ausbildung der Zahnkrone 2 mit nach außen abfallenden Schneidkanten kommen beim Anbohren im Gestein die innenliegenden Schneidkanten zuerst zum Eingriff und erleichtern so das Zentrieren des Dübels. Das zuerst innen losgeschlagene Gestein wird durch die Bohrung 8 vom Sauggebläse abgesaugt. Da unter Umständen entstehende "Gesteinslinsen" maximal nur fast den Durchmesser der Verengung 9 haben können, können diese sich nicht in der Bohrung 8 verklemmen und so zum Verstopfen der Bohrung führen.

Auch wenn ohne Absaugung gebohrt xtfird, verklemmt der Dübel nicht im Gestein. Die abgeschlagenen Gesteinsteile sind nämlich durch die gewählte Schneidengeometrie und die Verengung 9 relativ klein und werden durch die Dübelbohrung 8 hindurchgetrieben.

Die Drehbewegung wird vom Dübelhalter auf das Mitnahmeteil 4 durch Formschluß übertragen. Der Schlag erfolgt auf die eben im Dübelhalter aufliegende hintere Stirnfläche des Mitnahmeteils ¹J. Die schon oben beschriebene, vom Sauggebläse herrührende Druckkraft und die am Dübel angreifende Reibkraft zwischen der Außenwandung des zylindrischen Dübelkörpers 1 und der Wandung der Bohrung im Gestein, wodurch das Mitnahmeteil 4 gewissermaßen in den Dübelhalter hineingeschraubt wird, halten den Dübel beim Bohren und Herausziehen aus dem Bohrloch im Dübelhalter.

Zum Setzen des Selbstbohrdübeis wird zunächst mit dem Dübel in der beschriebenen Art und Weise in einem Mauerwerk 11 (Fig. 5) eine Dübelbohrung 12 gebohrt. Die Bohrung wird dabei zweckmäßigervjeise so tief gebohrt, bis der Einstich 5, welcher den Mitnahmeteil 4 gegenüber dem zylindrischen Dübelkörper 1 abgrenzt, etwa bis zur Hälfte seiner axialen Länge in der Bohrung verschwunden ist. Danach wird der Dübel wieder aus der Bohrung herausgezogen. In die .sich

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nach vorne konisch etwas wieder erweiternde Verengung 9 der Bohrung 8 wird darauf ein Spreizkegel 13 (Fig. 2) eingesetzt. An dem dicken, dem in die Verengung 9 der Bohrung 8 des Spreizdübels einzusetzenden abgewandten Ende des Spreizkegels 13 ist ein scheibenförmiger Ansatz 14 angeordnetet, dessen Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser des Spreizkegels 13_} der aber geringer bzw. höchstens gleich groß ist wie derjenige des zylindrischen Dübelkörpers 1. Danach wird der Dübel zusammen mit dem Spreizkegel 13 wieder in die Bohrung 12 eingeführt. Durch Schlagen wird der Dübel über den am Bohrlochgrund aufsitzenden Spreizkegel 13 getrieben bis die Zähne 3 den Ansatz 14 berühren. Bei diesem Vorgang wird der Vorderteil des zylindrischen Dübelkörpers 1 radial aufgeweitet, wodurch der Dübel in der Bohrung 12 verankert wird. Durch den scheibenförmigen Ansatz 14 wird verhindert, daß der Spreizkegel 13 beim Spreizen des Dübels in den Bohriochgrund eindringt.

Wird der Dübel durch Schläge über den Spreizkegel 13 getrieben, so entstehen im Bereich der Bohrkrone Längsrisse 15, die vom Zahngrund ausgehen. Die sich dabei bildenden Streifen biegen sich nach aussen auf und erzeugen je nach der Festigkeit des Gesteins einen mehr oder weniger starken Formschluß. Wie schon oben erwähnt, ist bei dem erfindungsgemäßen Selbstbohrdübel - bei bekannten Selbstbohrdübeln verwendeten - Längs- oder Querrillen verzichtet worden. Dies konnte geschehen, da der Selbstbohrdübel aus einem Stahl mit infolge Gefügeschwachstellen erhöhter Längsrißempfindlichkeit besteht. Die Gefügeschwachstellen im Stahl werden von sogenannten Mangansulfitzeilen gebildet. Diese Mangansulfitzeilen, die sich beim Walzen des Stahls in Längsrichtung gestellt haben, begünstigen die Ausbildung von Längsrissen. Ein für diesen Zweck besonders geeigneter Stahl Weist 0,21 - 0,34 %. Schwefel und 0,86 - 1,36 % Mangan auf.

Nachdem der Dübel auf die beschriebene Art und Weise in der Bohrung 12 verankert worden ist, wird der Mitnahmeteil 4, der aus

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dem Bohrloch vorragt, an dem vorhandenen Einstich 5 abgebrochen, so daß der Dübel mit der Oberfläche des Mauerwerks 11 bündig, abschließt. Das Ende der Bohrung 8 des Dübels geordnete Gewinde 10 ist nun zur Befestigung frei. Das abgebrochene Kitnahmeteil ^, welches sich noch im Dübelhalter befindet, kann nun leicht ausgeworfen werden, weil die Luft nun durch den vergrößerten Querschnitt der Bohrung 8 durch den Mitnahmeteilggesaugt wird. Eine den Mitnahmeteil 4 im Dübelhalter des Bohrhammers haltende Druckkraft kann sich nicht aufbauen. Wenige Querschläge des Bohrhammers genügen, um das abgebrochene Mitnahmeteil ohne Hilfswerkzeug aus dem Dübelhalter auszustoßen.

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Claims

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Ansprüche

(1.j Selbstbohrdübel mit einem eine koaxiale Bohrung aufweisenden im wesentlichen zylindrischen Dübelkörper, der an seinem Vorderende eine Bohrkrone und an seinem Hinterende ein insbesondere abtrennbares Mitnahmeteil trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (8) an ihrer vorderen Ausmündung in der Bohrkrone (2) eine Verengung (9) aufweist.

2. Selbstbohrdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (2) an der Stirnseite des Dübelkörpers (1) liegende Schneidkanten hat, die unter einem Spitzenwinkel y von 120 - l60 °, insbesondere 155 °, zueinander stehen.

3. Selbstbohrdübel mit einer im wesentlichen keilförmigen zähneenthaltenden Bohrkrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Zahngrund von jeweils zwei benachbarten Zähnen (3) gebildeten Verschneidungskanten der Zahnflanken ebenfalls unter einem, vorzugsweise dem Spitzenwinkel der Schneidkanten gleichen Winkel von 120 - 160 ° zueinander stehen.

k. Selbstbohrdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche des Dübelkörpers (1) über ihre ganze Länge ununterbrochen kreiszylindrisch, d. h. ohne an sich bekannte Längs- oder Querrillen ausgebildet ist.

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5. Selbstbohrdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmeteil (4), das durch einen ringnutartigen Einstich (5) in der Mantelfläche gegenüber dem Dübelkörper (1) abgegrenzt ist, vorzugsweise an seiner Mantelfläche Mittel (6) aufweist, die eine formschlüssige Drehmitnahme im entsprechend angepaßten Dübelhalter eines Bohrhammers ermöglichen.

6. Selbstbohrdübel nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (6) durch mindestens zwei, vorzugsweise vier, an der kreiszylindrischen Mantelfläche des Mitnahmeteils (4) angeordnete Steilgewindenuten (7) gebildet werden.

7. Selbstbohrdübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilgewindenuten (7) einen Steigungswinkel von 45 haben.

8. Selbstbohrdübel zur Verwendung in einem Bohrhammer mit Bohrstaubabsaugung durch die Bohrung des Selbstbohrdübels nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung (8) im Mitnahmeteil (4), vorzugsweise um 25 % grosser ist, als derjenige der Bohrung (9)·

9. Selbstbohrdübel nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem zugehörigen Spreizkegel, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dicken, dem in die Verengung (9) der Bohrung (8) des Spreiz-

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dübeis (1) einzutreibenden Ende, abgewandten Ende des Spreizkegels (13) ein scheibenförmiger Ansatz (I¹O angeordnet ist, dessen Durchmesser geringer ist, als derjenige des Spreizdübels (1).

10. Spreizdübel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einem Stahl mit infolge Gefügeschvrachstellen erhöhter Längsrißempfindlichkeit besteht.

11. Spreizdübel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefügeschwachstellen im Stahl von Mangansulfitzeilen gebildet werden.

12. Selbstbohrdübel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl 0,21 - 0,34 % Schwefel und 0,86 - 1,36 % Mangan enthält.

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