DE2947752A1 - Kunststoffduebel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kunststoffdübel gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für die Verwendung als Befestigungsmittel für Bauteile an einer Wand aus Mauerwerk oder dgl.

Es sind Dübel der genannten Gattung bekannt, die eine bestimmt ausgeformte Dübelhöhlung besitzen, die im Bereich des Halses zylindrisch und weiter als der Schaftdurchmesser der Schraube, und im Bereich des Spreizkörpers enger als der Kerndurchmesser der Schraube ausgebildet ist. Der Dübel ist im Spreizkörper der Länge nach geschlitzt und kann sich deshalb beim Eindrehen der Schraube radial aufweiten. Der Spreizkörper wird durch den Schlitz in zwei Spreizhälften unterteilt, die jeweils an ihrer Außenseite profiliert sind und sich dadurch mit dem Mauerwerk oder dgl. verzahnen können. Die Dübelhöhlung wird bei einem Dübel herkömmlicher Bauart im Bereich des Spreizkörpers durch den im wesentlichen ebenen Schlitz gebildet, der auf seiner Innenseite keine Profilform aufweist.

IX/rs

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Wenn eine passende Schraube bei eingesetztem Dübel in diesen eingedreht wird, so wird sie anfangs mit ihrer Spitze nur durch einen kurz ausgebildeten Ubergangsabschnitt der Dübelhöhlung vom zylindrischen zum geschlitzten flachen Teil der Höhlung geführt. Wenn die Schraube im flachen, geschlitzten Bereich der Dübelhöhlung greift, wird sie durch das selbst geschnittene Gewinde im geschlitzten Bereich und im Ubergangsabschnitt geführt.

Diese bekannte Ausführungsform hat den Nachteil, daß eine schief angesetzte Schraube - das schiefe Ansetzen der Schraube ist leicht möglich, da die Dübelhöhlung im Hals wesentlich größer als der Durchmesser der Schraubenspitze ist - auch im Dübel schief verläuft, da keine Führungsflächen für sie vorgesehen sind und das einmal schief verlaufende Gewinde die Schraube führt. Die Spreizung der Spreizhälften erfolgt deshalb nicht in dem erforderlichen Ausmaß und die Befestigung wird unzureichend.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Kunststoffdübel zu schaffen, der einen Spreizkörper hat, der die zugehörige Schraube über einen langen Bereich führen kann ohne seine Spreizwirkung herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Schraube wird durch die erfindungsgemäße geschlossene Gestaltung des Spreizkörpers über einen langen Bereich geführt, wobei die Aufweitung des Führungsabschnitts und damit eine Verzahnung des Dübels mit dem Mauerwerk nicht behindert wird, da sich die Spreizsegmen-

te über die weichen und verformbaren Stege, die sie mit-

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einander verbinden, aufweiten können.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati· scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines bekannten Kunststoffdübels,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kunststoffdübels,

Fig. 3 einen Schnitt des in Fig. 1 dargestellten Dübels entlang der Linien III-III,

Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Dübels und
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Fig. 5 eine der Fig. 1 ähnliche Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Dübels.

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• Di.; Ki>> L /,ei^t, einen bekannten Dübel 1 mit einem HaLü Ja und einem Spreizkörper 1b. Der Hals 1a hat die Form eines Hohlzylinders, dessen Innenraum die Dübelhöhlung 2 darstellt. Der Hals 1a geht in den Spreizkörper 1b über, der durch einen Diametralschlitz 3 in zwei Spreizhälften 4a bzw. 4b unterteilt wird. Die zylindrische Dübelhöhlung 2 geht über den konischen Zwischenabschnitt 5 in den Schlitz 3 über. Wenn eine zugeordnete Schraube in den Dübel eingedreht wird, werden die Spreizhälften auseinandergedrückt und die profilierte Oberfläche des Spreizkörpers 1b verzahnt sich mit dem den Dübel unigebenden Werkstoff. Die zylindrische Bohrung des Halses, bzw. die Dübelhöhlung 2 hat einen größeren Durchmesser als die zugehörige Schraube, um im Halsab-

'5 schnitt des Dübels keine Sprengwirkung auf den äußeren Lochabschnitt auszuüben.

Die Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Kunststoff-

dübel 10, der ebenfalls einen Hals 10a und einen Spreiz-

körper 10b besitzt, der in einen geschlitzten Abschnitt 11b und in einen Ubergangsabschnitt 11a unterteilt ist. Der Hals 10a ist als Hohlzylinder ausgebildet und begrenzt den Bereich 12a der Dübelhöhlung 12. Der Durchmesser der Dübelhöhlung im Bereich des Halses ist aus

bekannten Gründen größer als der Schaftdurchmesser der zugehörigen Schraube. Der Spreizkörper 10b ist an seiner Spitze beginnend zur Hälfte diametral geschlitzt, wobei der Schlitz 13 den Spreizkörper 10b in einem Abschnitt 11b in zwei Spreizsegmente 14a bzw. 14b unterteilt.

Der gesamte Spreizkörper 10b ist an den Außenflächen profiliert, wodurch Vorsprünge 16 entstehen, die sich be auseinandergedrücktem Spreizkörper mit dem Mauerwerk oder dgl. verzahnen.

Die Vorsprünge 16 des Spreizkörpers bzw. der

Spreizsegmente haben eine radiale Erstreckung, die

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kleiner ist als der Radius des Halses 10a. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind auf jedem Spreizsegment 14a bzw. 14b im Bereich des Ubergangsabschnitts 11a neben der Profilierung zusätzliche Sperrzungen 19 ange-

5 ordnet, die zum Hals 10a hin ausgestellt sind. Diese Sperrzungen 19 erstrecken sich im ungespannten Zustand radial über den Hals hinaus nach außen. Die Sperrzungen

19 sind in einer Diametralebene des Dübels schwenkbar und kommen bei maximaler Verschwenkung in radial innerhalb der Sperrzungen vorgesehenen Längsaussparungen

20 zu liegen.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Dübels liegt eine Sperrzunge 19' ebenfalls im Ubergangsabschnitt 11a des Spreizkörpers 10b. Ähnlich wie in Fig. 2, erstreckt sich die Sperrzunge 19' vom profilierten Bereich aus radial und zum Hals ausgestellt nach außen. Ein sich nach außen erstreckender Abschnitt 19a der Sperrzunge mündet in einen weiteren Abschnitt 19b, der unter einem stumpfen Winkel zum Abschnitt 19a nach innen verläuft und im wesentlichen etwas kürzer als der Abschnitt 19a ausgebildet ist. Im entspannten Zustand, d. h. bei nicht eingebautem Dübel, berührt der Abschnitt 19b die Kontur des Spreizkörpers 10b nicht. Die Sperrzunge kragt frei aus, indem sie sich bogenförmig vom Ubergangsabschnitt 11a ausgehend zunächst nach außen über den Radius des Halses hinaus erstreckt. Die Sperrzungen 19' sind ebenfalls in einer Diametralebene des Dübels schwenkbar und kommen bei maximaler Verschwenkung in

™ radial innerhalb der Sperrzungen 19' ausgebildeten Taschen 20' zu liegen·

Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten herkömmlichen Dübel^ erstreckt sich der Schlitz 13 der erfin- 3$ dungsgemäßen Ausführungsform nicht über die gesamte Länge des Spreizkörpers 10b. Zwischen dem geschlitzten Ab-

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schnitt 11b und dem Hals 10a befindet sich der Ubergangsabschnitt 11a, der längsversetzte Durchbrüche 17 an den zur Schlitzebene senkrechten Seiten aufweist. Der Durchbruch 17a, der dem geschlitzten Abschnitt benachbart ist, ist mit dem Diametralschlitz 13 verbunden.

Im Bereich dieses Ubergangsabschnitts 11a entstehen durch die Durchbrüche 17 elastische Stege 18, die die profilierten Seiten des Spreizkörpers 10b miteinander verbinden.

Die Dübelhöhlung 12 hat im wesentlichen fünf Abschnitte: Im Bereich des Halses 10a, den zylindrischen Abschnitt 12a, im Anschluß daran einen konischen Ubergangsabschnitt 12b, der in den innerhalb des Ubergangsabschnitts liegenden Mittelabschnitt 12c mündet, der eine leichte Konizität hat und über einen weiteren konischen Abschnitt 12d mit dem Schlitz 13 in Verbindung steht.

Die Stege 18 des Ubergangsabschnitts sind so ausgebildet, daß sie sich unter Streckbeanspruchung verformen können, bzw. bei kleinstmöglicher Maximalspannung einer möglichst großen Verformung standhalten. Der Verformungs-Mechanismus entspricht dabei z. B. dem eines eingespannten Biegebalkens, der an seinem auskragenden Ende belastet wird, wodurch eine große Durchbiegung bei kleiner Belastung des Einspannungsquerschnitts erreicht wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gestaltung des Ubergangsabschnitts, insbesondere der Stege 18 und der Dübelhöhlung 12c. Die Dübelhöhlung 12c ist dabei in Form eines konischen Prismas 21 ausgebildet, dessen Querschnitt

quadratisch ist. Das Prisma 21 liegt, im Schnitt gemäß

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] Fig. 3 gesehen, so innerhalb des Dübels, daß zwei Seiten parallel zur Schlitzebene verlaufen. Die Durchbrüche 17 liegen in den beiden anderen Seitenflächen, so daß Stege 18 entstehen, die eine runde, den Ubergangsabschnitt 11a angepaßte Außenkontur und eine glatte, vom Prisma 21 geformte Innenkontur haben. Die Durchbrüche 17 trennen streckbare, symmetrisch zur Schlitzebene verlaufende Stege 18 voneinander, die die Form eines zum Hals hin geöffneten V haben, und deren maximaler Schenkelabstand der benachbarten Weite W der Dübelhöhlung im Mittelabschnitt 12c entspricht. Das Prinzip des Biegebalkens, in seiner Anwendung auf die Funktion der Stege 18, ist in dieser Ausführungsform symmetrisch angewendet. Der V-förmige Steg arbeitet dabei als gebogene Biegefeder, die in den Spreizsegmenten 14a und 14b eingespannt ist.

Wie bereits erwähnt, ist die Dübelhöhlung im Fall der Erfindung gemäß Fig. 2 so ausgebildet, daß sie fünf Abschnitte hat, von denen der Abschnitt 12ä dem Abschnitt 2 und der Abschnitt 13 dem Abschnitt 3 eines herkömmlichen Dübels entspricht. Der Abschnitt 5 der Dübelhöhlung gemäß Fig. 1 wird durch die Abschnitte 12b, 12c und 12d ersetzt.

Der wesentliche Abschnitt ist dabei der Mittelabschnitt 12c, der über die konischen Abschnitte 12b und 12d mit den Endabschnitten der Dübelhöhlung 12a bzw. 13 verbunden ist. Dieser Abschnitt ist in seiner Weite W so gestaltet, daß er maximal die Weite des Kerndurchmessers der zugehörigen Schraube besitzt. Die Länge dieses Abschnitts ist so groß gewählt, daß eine ausreichende Führung der Schraube gewährleistet ist, bevor ein Auf-

^OJ weiten des geschlitzten Abschnitts 11b des Spreizkörpers 10b erfolgt.

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Wenn der erfindungsgemäße Dübel in ein Loch einer Wand aus Mauerwerk oder dgl. vom Durchmesser des Dübelhalses eingesetzt wird, so klappen zunächst die beschriebenen Sperrzungen 19 unter Biegevorspannung nach hinten und kommen dabei in den Längsaussparungen 20 zu liegen. Durch die dadurch erzeugte Vorspannung der Sperrzungen 19 entsteht ein Druck der Sperrzungenspitzen auf das Mauerwerk, der groß genug ist, den Dübel beim Ansetzen der Schraube gegen Mitdrehen zu sichern.

In einer beschriebenem Weiterbildung der Erfindung gemäß Fig. 4 wird diese Sperrwirkung durch die Gestaltung der Sperrzunge und die Lage dieser noch sicherer und effektiver erreicht. Bei dieser Ausführung legen sich beim Einführen des Dübels in das Loch der Mauer die Sperrzungen 19' unter Vorspannung an den Spreizkörper an, wobei sie in den innerhalb der Sperrzunge ausgebildeten Taschen 20' Platz finden. Dabei wird zunächst der Abschnitt 19a unter Biegespannung nach innen in Richtung der Tasche 20' geklappt. Bei einem gewissen Verschwenkungsgrad des Abschnitts 19a berührt der Abschnitt 19b die Tasche 20' des Dübels, wodurch eine Bogenfeder gebildet wird. Der Druck, der durch diese Bogenfeder auf die Innenoberfläche des Lochs ausgeübt werden kann, ist dabei wesentlich größer als im Fall der als einfache Blattfeder ausgebildeten Sperrzunge 19. Die Verdrehsicherung wird dadurch verstärkt.

Wenn der Dübel eingesetzt ist, kann die Schraube angesetzt v/erden. Dabei greifen die Gewindegänge der Schraubenspitze zunächst in den Ubergangsabschnitt 12b der Dübelhöhlung ein. Der Ubergangsabschnitt 12b hat eine relativ geringe axiale Erstreckung, so daß die

Schraube nach wenigen Umdrehungen bereits in den Mitteioc
^OJ abschnitt 12c der Dübelhöhlung eindringt. Da die Spreiz-

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segroente 14a bzw. 14b, die den Mittelabschnitt 12c der Dübelhöhlung im Bereich des Ubergangsabschnitts 11a umfassen, durch die Stege 18 miteinander verbunden sind, kann sich der Spreizkörper im Bereich des Ubergangsabschnitts 11a gerichtet aufweiten, ohne der Schraube die Führung zu nehmen. Der Verformungswiderstand des Spreizabschnitts wird durch den Verformungswiderstand der Stege 18 geprägt, der so klein gehalten ist, daß die Kraft zur Drehung der Schraube nicht übermäßig erhöht und das Anpressen des Dübels im Bereich des Ubergangsabschnitts 11a nicht erschwert wird. Durch die durchgehende Profilierung des Spreizkörpers 10b wird bei Aufweitung des Spreizkörpers die Verzahnung des Dübels mit dem Mauerwerk oder dgl. bei wesentlich besserer Führung der Schraube gewährleistet. Unter Ausnützung des oben beschriebenen Prinzips, werden die Stege beim Aufweiten des Mittelabschnitts 12c, ohne auf die Spreizsegmente große Zugkräfte auszuüben, gestreckt, wobei sich bei der beschriebenen besonderen Ausführungsform der Stege.der Winkel zwischen den Schenkeln unter Biegebeanspruchung vergrößert. Die beschriebene Ausführungsform sorgt damit für eine sehr lange Führung der Schraube, ohne die Verzahnungswirkung des Dübels in der Mauer zu beeinträchtigen. Sie hat den weiteren Vorteil, daß, bedingt durch die oben beschriebene unterschiedliche Gestaltung der Innen- und der Außenoberfläche der Stege symmetrische Verwölbungen dieser auftreten, die den Dübel mit ihren Spitzen auch seitwärts und von beiden Seiten gleichmäßig mit dem

™ Mauerwerk verzahnen. Wenn die Schraube in den Schlitz 13 eindringt, ist sie bereits über einen großen Bereich geführt und kann dann aus dem Schlitz 13 nicht mehr ausweichen. Die Durchbrüche 17 können ferner dafür sorgen, daß die Gewindegänge der Schraube beim Eindrehen einen besseren Halt bekommen.

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Die Länge der Abschnitte von Hals 10a, Ubergangsabschnitt 11a und geschlitztem Abschnitt 11b kann entsprechend den Weiterbildungen der Erfindung je nach dem Einsatzgebiet des Dübels -z.B. für Fassaden oder für Hohlblocksteine - variieren.

Für einen Dübel, der zur Befestigung von Fassaden verwendet wird, kann z. B. der geschlitzte Abschnitt 11b und der Ubergangsabschnitt 11a gleich lang, der Hals 10a jedoch wesentlich verlängert ausgebildet werden.

Für die Befestigung von Bauteilen an Wänden aus Hohlblocksteinen oder dgl. Ziegeln mit großen Luftkammern, kann der Ubergangsabschnitt 11a im Verhältnis zum Hais 10a und zum geschlitzten Abschnitt 11b wesentlich verlängert ausgebildet werden, um eine Befestigung an einer Querrippe des Steins sicherzustellen. Der Ubergangsabschnitt 11a kann in dieser Ausführungsform gemäß Fig. 5 in zwei Abschnitte 31a und 31b unterteilt werden, von denen jeder mit den Durchbrüchen 17 versehen ist. Um auch den zwischen den Abschnitten 31a und 31b liegenden Bereich 31c elastisch zu gestalten, ist der Spreizkörper in diesem Abschnitt diametral so

^5 geschlitzt, daß die benachbarten Durchbrüche 17b und 17c der beiden Abschnitte 31a und 31b durch einen Schlitz 3 2 verbunden werden.

Die Erfindung ist nicht an die beschriebene Ausführungsform des Dübels gebunden.

So kann z. B. der zylindrische Abschnitt 12a der Dübelhöhlung in einen anders profilierten Mittelabschnitt 12c übergehen, der sich auch in den geschlitzten Bereich 11b bzw. in den Schlitz 13 hinein erstrecken kann.

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Auf diese Art und Weise kann die Elastizität des Spreizkörpers individuell für den Verwendungszweck gesteuert werden. Ferner ist die Dübelhöhlung des Mittelabschnitts 12c nicht auf eine rechteckige prismatische Form beschränkt und die Anzahl der Spreizsegmente kann variieren.

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Claims (16)

T.EDTKE - BüHL.NG - KlNNE Grupe - Pellmann ..: 2 9 A 7 7 5 2 Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 0 89-53 96 53 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 27. November 1979 DE 0051 Patentansprüche <L

1. Kunststoffdübel für Holzschraube^ aus einem zylindrischen Hals mit anschließendem Spreizkörper aus mehreren, an der Außenseite profilierten Spreizsegmenten, die mindestens an ihrem dem Hals abgewandten Ende durch Schlitze getrennt sind und zwischen sich eine Dübelhöhlung begrenzen, die über einen konischen Ubergangsabschnitt in eine zylindrische Bohrung übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß im Ubergangsabschnitt (11a) jeder Schlitz

(13) durch längsversetzte Durchbrüche (17) ersetzt ist, zwischen denen quer zur Schlitzebene streckbare Stege (18) die Spreizsegmente (14) verbinden.

2. Kunststoffdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübelhöhlung (12) im Ubergangsabschnitt im Bereich der Durchbrüche (18) einen schwach konischen Mittelabschnitt (12c) hat.

3. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) durch Biegung streckbar sind.

4. Kunststoffdübel· nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) symmetrisch zur Längsmittelebene der zugehörigen Schlitze (13) sind und gegenüber dieser Ebene geneigt sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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5. Kunststoffdübel nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) V-förmig mit zum Schlitz weisender Spitze sind.

6. Kunststoffdübel nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Schenkelabstand der Stege (18) im wesentlichen gleich der benachbarten Weite der Dübelhöhlung (12) ist.

7. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübelhöhlung (12) im Ubergangsabschnitt (12c) das Längsprofil eines konischen Prismas hat, dessen größte Weite (W) höchstens gleich dem Kerndurchmesser der zugeordneten Holzschraube ist und daß die Durchbrüche (17) senkrecht auf den Flächen des Prismas stehen.

8. Kunststoffdübel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Prismas quadratisch ist und der Spreizkörper im geschlitzten Bereich (11b) durch einen Diametralschlitz (13) in zwei Hälften unterteilt ist, wobei zwei Seiten des Prismas parallel zur Schlitzebene verlaufen.

9. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsabschnitt dia) auße.n auf den zum Längsschlitz parallelen Seiten mindestens je eine gegen den profilierten Mantel der Spreizhälfte (14) zum Hals (10a) hin ausgestellte Sperrzunge (19)

hat.

10. Kunststoffdübel insbesonders nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzungen (19')frei . auskragend quer zur Dübellängsachse verschwenkbar sind und ein zum Hals (10a) hin abgeknicktes Ende (19b) haben, für das an der Spreizhälfte (14') eine in der

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Mantelfläche liegende axiale Tasche (20') vorgesehen ist.

11. Kunststoffdübel nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet, daß die Tasche (20') als radiale Vertiefung axial bis zum Sperrzungenansatz verlängert ist.

12. Kunststoffdübel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsabschnitt (11a) und der geschlitzte Abschnitt (11b) etwa gleiche Länge haben, und der Hals (10a) kürzer als der Ubergangsabschnitt (11a) ist.

13. Kunststoffdübel als Rahmendübel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsabschnitt (11a) und der geschlitzte Abschnitt (11b) etwa gleiche Länge haben, und der Hals (10a) wesentlich länger als der Ubergangsabschnitt (11a) ist.

14. Kunststoffdübel als Dübel für Hohlblocksteine nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsabschnitt (11a) gegenüber dem Hals (10a) und dem geschlitzten Abschnitt (11b) wesentlich verlängert

ist.
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15. Kunststoffdübel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsabschnitt (11a) zwei im Axiaiabstand stehende Reihen von Durchbrüchen (17) hat, und die benachbarten Durchbrüche (17b und 17c)

der beiden Reihen durch einen Diametralschlitz (32) verbunden sind.

16. Kunststoffdübel nach Anspruch 13 bis 15, dadurch

gekennzeichnet, daß sich die prismatische Dübelhöhlung

(21) des Ubergangsabschnitts (11a) in den geschlitzten Bereich (11b) erstreckt.

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