Ringdübel-Verbindung

Abstract

 Auf Scherung beanspruchte Verbindung zweier aneinanderliegender Bauteile (16, 22), von denen mindestens eines (16) aus Holz besteht, mit einer sich durch beide Bauteile erstreckenden und diese verspannenden Kopfschraube (20), um die im Holzbauteil mit konzentrischem Abstand eine mindestens 1,5 bis 2,0 mm breite Ringnut (14) verläuft, deren axiale Tiefe etwa 1/5 ihres Durchmessers entspricht, wobei in die Nut eine deren Abmessungen angepaßte Metallhülse (10) zwangsfrei eingeführt ist und wobei der Flächenbereich im Holzbauteil zwischen Schraube (20) und Nut um 2 bis 3 mm vertieft ist und die Vertiefung eine dem Innendurchmesser der Metallhülse (10) angepaßte und darin kräftefrei einführbare Metallscheibe (12) mit zentrischer Öffnung (24) enthält.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ringdübel-Verbindung, die zur Aufnahme von Scherkräften bei flächig aneinanderliegenden Bauteilen dient, wobei mindestens eines der Bauteile aus Holz besteht.

[0002] Aus DIN 1052 sind zur Verbindung von zwei Holzbauteilen aus einer Hülse bestehende Ringdübel bekannt, die konzentrisch zu einer Verbindungsschraube in die Holzbauteile eingepreßt werden, wobei zur Aufnahme der Hülse in jedem Holzbauteil auch eine Nut vorgesehen sein kann. Diese Ringdübel werden bei noch feuchtem Bauholz oder weichen Nadelhölzern eingesetzt, da sich dann noch eine Verdrängung des Holzes beim Einpressen der Hülse erzielen läßt.

[0003] Mit der zentralen Verbindungsschraube werden die flächig aneinanderliegenden Bauteile gegeneinander vorgespannt. Ohne Einsatz eines Ringdübels werden alle Querkräfte durch die Verbindungsschraube zwischen den Bauteilen übertragen. Durch die geringe Querschnittsfläche der Verbindungsschraube kommt es im Bereich der Durchgangsbohrung aufgrund des großen Lochleibungsdruckes schnell zu Verformungen und Rißbildung im Holz. Mit Verwendung eines in die Holzbauteile eingreifenden Ringdübels wird die Übertragung der zwischen den Bauteilen auftretenden Scherkräfte verbessert, da einerseits die Verbindungsschraube nur noch auf Zug belastet ist und andererseits der größte Anteil Scherbeanspruchung durch die wesentlich größere Ringfläche der Hülse zwischen den Bauteilen übertragen werden kann, was einem geringeren Lochleibungsdruck entspricht. Der Ringdübel wirkt somit Verformungen, Rißbildung und Aufsplittern des Holzes durch die Verbindungsschraube entgegen.

[0004] Nachteile entstehen bei den bekannten Ringdübeln vor allem bei größeren Scherbelastungen. Die Hülsen verformen sich bei zunehmender Querkraft zu ovalen Querschnitten, wobei das eingeschlossene und angrenzende Holz verformt und beschädigt wird. Nachteilig ist zudem, daß mit bekannten Ringdübeln nur zwei Holzbauteile miteinander verbunden werden können, nicht jedoch ein Holzbauteil z.B. mit einem Metall- oder Betonbauteil.

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ringdübel der vorgenannten Art derart zu verbessern und auszugestalten, daß seine Querschnittsform auch bei großen Querbelastungen erhalten bleibt, damit eine sichere Querverbindung bei geringerem Lochleibungsdruck im Holzbauteil gewährleistet ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0007] Der erfindungsgemäße Ringdübel ist vorwiegend bei trockenen harten Hölzern verwendbar, kann aber ebenso bei den üblichen Bau- und Nadelhölzern eingesetzt werden. Die Hülse kann sich in jeder Richtung auf dem Umfang der zwischen den Bauteilen innerhalb der Hülse angeordneten Scheibe abstützen und kann sich bei Querbelastungen nicht mehr oval verformen; sie bleibt daher auch bei sehr hohen Querkräften formstabil und gewährleistet eine sichere großflächige Übertragung der Scherkräfte. Im Unterschied zu den vorgenannten Verbindungen werden die Scherkräfte bei der erfindungsgemäßen Ringdübelverbindung mit der Verbindungsschraube über die Scheibe auf die Hülse und somit zwischen den Bauteilen übertragen. Es ist somit möglich, ein mit einer Nut versehenes Holzbauteil mit einem aus Metall bestehenden Bauteil ohne Nut zu verbinden. Der auftretende höhere Lochleibungsdruck wird in keinem Fall auf das Holz übertragen, sondern von der Scheibe aufgenommen, die eine wesentlich höhere Festigkeit als Holz aufweist und somit dem größeren Lochleibungsdruck der Verbindungsschraube standhält.

[0008] Indem die Nuttiefe Übermaß hat gegenüber der Hülsenlänge, so ist damit gewährleistet, daß die Bauteile durch Reibschluß sicher miteinander verbunden sind. Wäre die axiale Erstreckung der Hülse auch nur geringfügig größer als die Tiefe der Nut, könnten die beiden Bauteile, insbesondere bei Verwendung von harten und trockenen Hölzern, durch die Verbindungsschraube nicht mehr ausreichend gegeneinander verspannt werden und es würden Risse und Verformungen im Holz entstehen. - Da die Ausnehmung Übermaß hat gegenüber Scheibendicke, wird die Verspannung der Bauteile gegeneinander durch die Verbindungsschraube nicht behindert.

[0009] Aufgrund angefaster Kanten der Hülse läßt sich diese kräftefrei und sehr einfach in die Ringnut einführen, bei zweiseitiger Ausführung gilt entsprechendes.

[0010] Wenn zur Verbindung von zwei Holzbauteilen eine doppelte Hülsenlänge vorgesehen ist, können die auftretenden Scherkräfte zwischen den beiden Bauteilen direkt über die Hülse übertragen werden, wodurch die Verbindungsschraube entlastet und hauptsächlich nur noch auf Zug belastet ist.

[0011] Durch das nur geringe Übermaß der zentrischen Scheibenöffnung wird erreicht, daß die Verbindungsschraube bei der Montage leicht durch die Öffnung ohne zu Verkanten durchgesteckt werden kann. Da das Übermaß nur gering ist, kann die Schraube schon bei geringer Biegung die Scherkräfte auf die Scheibe und somit auf die Hülse übertragen.

[0012] Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ringdübel-Verbindung ausführlich erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

Drauf- und Seitenansicht einer in der Dübelverbindung verwendeten Ringhülse und einer Scheibe,

Fig. 2

einen Schnitt durch eine einseitig ausgeführte Ringdübel-Verbindung und

Fig. 3

einen Schnitt durch eine zweiseitig ausgeführte Ringdübelverbindung.

[0013] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ringhülse 10 in der einseitigen Ausführung 10a mit axialer Erstreckung B2 und der zweiseitigen Ausführung 10b mit axialer Erstreckung B1 wiedergegeben, sowie eine Scheibe 12 mit einer konzentrischen Öffnung 24 und einer Dicke S, deren Außendurchmesser Di' nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser Di der Ringhülse 10, so daß die Scheibe 12 ohne Spiel in die Hülse 10 einführbar ist.

[0014] In Fig. 2 ist eine einseitige Ringdübel-Verbindung dargestellt, mit der ein Holzbauteil 16 mit einem Bauteil 22, z.B. aus Metall oder Beton, flächig aneinanderliegend verbunden ist. Die einseitige Ringhülse 10a ist in einer konzentrisch zu einer Durchgangsbohrung 26 angeordneten Nut 14 eingeführt, die im Holzbauteil in einer Tiefe z.B. eingefräst ist, die etwas größer ist als die axiale Erstreckung B2 der Hülse 10a ist.

[0015] Die Scheibe 12 ist in einer im Holzbauteil 16 konzentrisch zur Durchgangsbohrung 26 angeordneten kreisförmigen Ausnehmung 18 untergebracht, die bezüglich der Dicke S der Scheibe 12 ein leichtes Übermaß besitzt.

[0016] Mit Hilfe einer Verbindungsschraube 20 werden die beiden Bauteile 16 und 22 gegeneinander verspannt. Aufgrund der Luft zwischen Ausnehmung 18 und Scheibe 12, sowie zwischen Nut 14 und Hülse 10a liegen die Bauteile 16 und 22 aneinander und sind reibschlüssig miteinander verbunden.

[0017] Wirkt z.B. auf das Holzbauteil 16 eine Querkraft, d.h. eine Kraft quer zur Längsachse der Verbindungsschraube 20, dann wird diese über die Hülse 10a auf die Scheibe 12, von dort auf die Verbindungsschraube 20 und somit auch auf das Bauteil 22 übertragen. Die Scheibe 12 verteilt die Kraft auf den gesamten Hülsenumfang und verhindert eine Verformung der Hülse 10a. Der Druchmesser der Durchgangsbohrung 26 ist bezüglich des Schraubendurchmessers in Fig. 2 übertrieben dargestellt, damit das beabsichtigte geringe Spiel zwischen der Scheibenöffnung 24 und der Verbindungsschraube 20 erkennbar ist.

[0018] Bei einer in Fig. 3 dargestellten Verbindung zwischen zwei Holzbauteilen 16 und 30 ist auch im Holzbauteil 30 eine Nut 28 konzentrisch zur Durchgangsbohrung 26 und der Nut 14 gegenüberliegend angeordnet. Die doppelt lange Ringhülse 10b erstreckt sich in beide Nuten 14 und 28 hinein, wobei auch hier die gesamte Nuttiefe größere ist als die axiale Länge B1 der Hülse 10b. Die Ausnehmung 18 für die Scheibe 12 im Bauteil 16 könnte alternativ im Bauteil 30 vorgesehen sein, denn zur radialen Abstützung (Formhaltigkeit) der Ringhülse 10b reicht eine Scheibe 12 aus, die in jedem Fall im Bereich der Anlageflächen beider Bauteile 16, 30 angeordnet ist.

[0019] Ein Unterschied besteht jedoch in der Art und Weise, wie die Querkräfte übertragen werden. Wirkt z.B. auf Bauteil 16 eine Querkraft, dann wird diese von der Hülse 10b aufgenommen und direkt auf Bauteil 30 weitergeleitet. Auch hier verteilt die Scheibe 12 die Kraft auf dem gesamten Hülsenumfang in alle Richtungen und verhindert, daß sich die Hülse 10b verformt. Nur ein sehr geringer Kraftanteil wird von der Verbindungsschraube 20 aufgenommen.

[0020] Ein wesentlicher Gesichtspunkt der erfindungsgemäßen Dübelverbindung ist, daß trotz großer Kräfte nur sehr geringe Verformungen der Ringhülse 10 auftreten und dadurch über die von der Scheibe 12 stabilisierte Ringhülse 10 gerade das innerhalb der Hülse 10 stehen bleibende Holz zur Aufnahme von Kräften zur Verfügung steht. Daraus entsteht die Möglichkeit, eine hochbelastbare Verbindung insbesondere auch in solchen Fällen einzurichten, in denen die Holzüberdeckung außerhalb der Hülse 10 aufgrund der Bauteilmaße sehr gering ist, beispielsweise bei Treppenstufen aus Holz.

Ansprüche

1. Verbindung zweier flächig aneinanderliegender Bauteile, von denen mindestens eines aus Holz besteht, mit

a) einer sich durch Bohrungen beider Bauteile erstreckenden und diese mittels einer Mutter gegeneinander verspannenden Kopfschraube,

b) einer Ringnut in jedem Holzbauteil, die in einem konzentrischen Abstand zur Bohrung verläuft,

b1) der etwa dem ein- bis zweifachen Bohrungsdurchmesser entspricht,

b2) wobei ihre von der Anlagefläche ausgehende axiale Tiefe gering ist und im allgemeinen etwa 1/5 ihres Durchmessers entspricht und

b3) ihre radiale Breite mindestens etwa 1,5 bis 2,0 mm beträgt,

c) einer den Abmessungen der Nut(en) weitestgehend angepaßten und in diese zwangsfrei einführbaren Metallhülse,

d) ferner mit einem zwischen Bohrung und Nut um ca. 2 bis 3 mm eben vertieften Flächenbereich in einem der Holzbauteile

e) und einer der Vertiefung sowie dem Innendurchmesser der Metallhülse angepaßten und darin kräftefrei einführbaren Metallscheibe, die eine zentrische Schraubendurchgangsöffnung enthält.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flach vertiefte Flächenbereich des einen Holzbauteils gegenüber der Dicke der Metallscheibe ein geringfügiges Übermaß besitzt.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Tiefe der Ringnut mit geringem Übermaß bezüglich der Länge der Metallhülse ausgeführt ist.

4. Metallhülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Längsabschnitt eines Rundrohres besteht und an ihren Stirnseiten zum zwangsfreien Einführen in die Ringnut bzw. zur zwangsfreien Aufnahme der Metallscheibe am Innen- und Außenumfang jeweils abgegratet oder mit gebrochenen Kanten versehen ist.

5. Metallhülse nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Fall zweier aneinanderliegender Holzbauteile höchstens doppelt so lang ist wie die axiale Tiefe einer Ringnut.

6. Metallscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß ihre zentrische Öffnung gegenüber dem Schraubendurchmesser mit geringsten Toleranzen versehen ist.

Zeichnung