VerKaufsPraktikum
Die Inhalte dieser Homepage sind ausschließlich für den Unterricht an der LBS Hartberg gedacht!
Dübel
Bei der Planung und bei der Montage, aber auch im Verkauf und bei der Kundenberatung ist es wichtig, die Rahmenbedingungen zu kennen, die den Einsatz und die Auswahl von Dübeln beeinflussen. Deshalb soll hier in knapper Form das nötige Fachwissen angesprochen werden.
Ankergrund (Baustoff)
Die Art und Beschaffenheit des Baustoffes, in dem verankert werden soll, bestimmt ganz entscheidend die Auswahl des Dübelsystems.
Beton
Zu Beton gehören die beiden Untergruppen Leichtbeton und Normalbeton. Leichtbeton unterscheidet sich durch die Leichtzuschläge wie z.B. Bims, Blähton, Styropor etc. von Normbeton. Das Bindemittel Zement ist bei beiden vorhanden. Durch die Leichtzuschläge, die häufig eine geringere Druckfestigkeit aufweisen als der Kies in Normalbeton, entstehen zum Teil ungünstigere Verhältnisse für das Verankern von Dübeln. Die Ziffern in den Kurzbeschreibungen der Baustoffe kennzeichnen die Druckfestigkeit. Z.B. bedeutet B35, dass ein Beton mit der Druckfestigkeit 25N/mm2 vorhanden ist. Die ist die am häufigsten vorkommende Betonfestigkeit. Die Höhe der Tragkraft eines Schwerlastdübels (meistens Stahldübel) hängt unter anderem von der Betonfestigkeit ab.
Bild: Betonwand
Fabsits
Mauerwerksbaustoffe
Ein Mauerwerk ist ein Verbundwerkstoff aus Steinen und Mörtel. Dabei ist die Druckfestigkeit der Steine bei Altbaumauerwerk oft höher als die des Mörtels. Eine Verankerung sollte deshalb möglichst im Mauerwerkstein erfolgen. Es werden vier Gruppen von Mauerwerksteinen unterschieden:
Vollbausteine mit dichtem Gefüge
Diese Baustoffe sind sehr gut zur Verankerung von Dübeln geeignet, da sie überwiegend keine Hohlräume haben und sehr druckfest sind. (Steine mit bis zu 15 % Lochflächenanteil, z.B. Grifftasche, gelten als Vollsteine.)
Bild: Klinker
Lochbaustoffe mit dichtem Gefüge (Loch- und Hohlkammersteine)
Sie sind meist aus den gleichen druckfesten Materialien wie die Vollsteine hergestellt, jedoch mit Hohlräumen versehen.
Werden höhere Lasten an diesen Baustoffen befestigt, sollten spezielle Dübel verwendet werden, die Hohlräume überbrücken oder ausfüllen.
Bild: Hohlblock-Lochziegel
Fabsits
Lochbausteine mit porigem Gefüge (Leicht-Lochsteine)
Sie haben eine geringe Druckfestigkeit, Hohlräume und Poren. Bei diesen Baustoffen ist der richtige Dübel besonders sorgfältig zu wählen und zu montieren. Geeignet sind Dübel mit langer Spreizzone oder formschlüssig wirkende Injektionsanker.
Bild: Hohlloch-Zwischenwandstein
Bild: Glas
Abbildung: Zusammenhang Rohstoffe, Werkstoffe, Hilfsstoffe
Vollbaustoffe mit porigem Gefüge
Diese Baustoffe haben meist eine geringe Druckfestigkeit und sehr viele Poren. Auch hier gilt: für optimale Befestigung Spezialdübel anwenden, z.B. solche mit langer Spreizzone oder stoffschlüssige Dübel.
Bild: Ytong
Platten und Tafeln (Plattenbauelemente)
Zu dieser Gruppe gehören dünnwandige Baustoffe, die häufig eine geringe Festigkeit aufweisen (z.B. Gipskartonplatten, Gipsfaserplatten, Spanplatten, Hartfaserplatten, Sperrholz usw.) Hier sind Dübel zu wählen, die die Kräfte formschlüssig einleiten, d.h. meistens direkt an der Plattenrückseite im Hohlraum verankern. Die dafür geeigneten Dübel werden üblicherweise als Hohlraumdübel bezeichnet. Diese Baustoffe haben meist eine geringe Druckfestigkeit und sehr viele Poren. Auch hier gilt: für optimale Befestigung Spezialdübel anwenden, z.B. solche mit langer Spreizzone oder stoffschlüssige Ziegel.
Bild: Gipskartonplatte
Fabsits
Richtiges Bohren
Auch beim Bohren ist der Baustoff entscheidend: 4 Verfahren sind zu unterscheiden: Drehbohren; Drehen und große Zahl leichter Schläge mit der Bohrmaschine; Drehen und kleinere Zahl von Schlägen, diese jedoch mit hoher Schlagenergie. Die entsprechende Maschine ist der elektropneumatische Bohrhammer. Ein weiteres Bohrverfahren ist das Diamant- oder Kernbohrverfahren, das hauptsächlich bei größerem Bohrlochdurchmesser oder bei starker Bewehrung verwendet wird.
Bohrverfahren
Der Baustoff bestimmt das Bohrverfahren. Grundsätzlich gilt: Vollbaustoffe mit dichtem Gefüge: Schlag- und Hammerbohren; Lochsteine, Baustoffe mit geringer Festigkeit und Porenbeton nur im Drehgang bohren, damit das Bohrloch nicht zu groß wird und in Lochsteinen die Stege nicht ausbrechen. Beim Bohren ohne Schlag kann auch ein Hartmetallbohrer der ähnlich wie ein Stahlbohrer angeschliffen ist verwendet werden, da dieser schneller bohrt.
Bild: Bohrverfahren
Fabsits
Rand- und Achsabstand, Bauteildicke
Um ein Abplatzen des Baustoffs oder Rissbildung zu vermeiden, und um die erforderliche Last mit Dübel übertragen zu können, müssen Rand- und Achsabstände sowie die erforderliche Bauteilbreite und Bauteildicke nach Vorschrift eingehalten werden. Bei Kunststoffdübeln, die hier nicht ausführlich behandelt werden, kann üblicherweise von einem Randabstand 2 x hv (hv = Verankerungstiefe) und einem Achsabstand 4 x hv ausgegangen werden.
Bohrlochtiefe
Die Bohrlochtiefe muss bis auf wenige Ausnahmen größer sein als die Verankerungstiefe. So ist für die bei Kunststoffdübeln aus der Dübelspitze austretende Schraube genug Platz vorhanden und die Funktionssicherheit gewährleistet.
Bild: Bohrtiefe
Bohrlochreinigung
Beim oder nach dem Bohren muss das Bohrmehl entfernt werden. Ein ungesäubertes Bohrloch reduziert die Haltewerte. Das Bohrmehl wirkt wie Rollsplitt auf der Straße.
Montagearten
Vorsteckmontage
Der Dübel schließt hier meist bündig mit der Baustoffoberfläche ab. Das Bohrloch im Verankerungsgrund ist größer als das Montageloch im anzuschließenden Bauteil.
Montageablauf: Die Lochabstände des anzuschließenden Bauteils werden auf den Verankerungsgrund übertragen. Danach wird das Bohrloch erstellt, der Dübel angesetzt und der Montagegegenstand angeschraubt. Bei Montagegegenständen mit 3 und mehr Dübeln kann es oft einfacher sein, Durchsteckdübel zu verwenden.
Durchsteckmontage
Bei Serienmontagen und besonders bei mehr als zwei Dübeln pro Montagegegenstand wird meist nur mit der Durchsteckmontage gearbeitet. Die Löcher im anzuschließenden Bauteil können als Bohrschablone benutzt werden, da der Bohrlochdurchmesser im anzuschließenden Bauteil mind. gleich groß wie im Baustoff ist. Neben einer Montageerleichterung wird eine gute Passgenauigkeit der Dübellöcher erreicht. Der Dübel wird durch den Montagegegenstand ins Bohrloch gesteckt und dann verspreizt.
Abstandmontage
Das anzuschließende Bauteil soll hier in einem bestimmten Abstand zur Verankerungsoberfläche druck- oder zugfest fixiert werden. Dazu werden meist Metallanker mit metrischem Innengewinde zur Aufnahme von Schrauben oder Gewindestangen mit Kontermuttern oder Abstandsdübel verwendet.
Bild: Montagearten
Nutzlänge
Die Nutzlänge entspricht meist der Dicke des befestigten Montagegegenstandes. Bei Innengewindeankern kann dies durch die Wahl der Schraubenlänge variiert werden. Bei der Durchsteckmontage und bei Bolzenankern ist jedoch die maximale Nutzlänge durch den Dübel vorgegeben. Die neue Generation der Bolzenanker bietet wegen ihren zwei unterschiedlichen zugelassenen Verankerungstiefen eine größere Vielfalt an Nutzlängen. Ist der Ankergrund mit Putz oder Isoliermaterial verkleidet, müssen Schrauben oder Dübel gewählt werden, deren Nutzlänge mindestens der Putzstärke und der Dicke des Montagegegenstandes entsprechen.
Bild: Nutzlänge
Verankerungstiefe
Die Verankerungstiefe hv entspricht bei Kunststoff- und Stahldübeln der Distanz zwischen Oberkante des tragenden Bauteiles bis zur Unterkante des Spreizteiles.
Korrosionsschutz
Dübel aus galvanisch verzinktem Stahl werden zur Befestigung von Anbauteilen in geschlossenen Räumen, z.B. Wohnungen, Büroräumen, Schulen, Krankenhäusern, Verkaufsstätten – mit Ausnahme von Feuchträumen verwendet. Die gelbe Farbe der mit einer Schichtdicke von 5 µm verzinkten Dübel entsteht durch eine gelbe, die blaue Farbe durch eine blaue Chromatierung.
In Feuchträumen und im Freien, aber auch in Industrieatmosphäre und in Meeresnähe, finden Dübel aus nichtrostendem Stahl ihren Einsatzbereich, sofern nicht noch weitere Korrosionsbelastungen auftreten.
In chlorhaltiger Atmosphäre, z.B. über gechlortem Wasser in Schwimmhallen können sich auf den Oberflächen von Bauteilen aus nichtrostendem Stahl Korrosionsbelastungen entwickeln, die zu Spannungsrisskorrosion führen. Dies ist überall dort der Fall, wo die Bauteile nicht direkt vom Wasser umspült werden. Weitere Einsatzbereiche, die denen kritisch geprüft werden muss, ob der Einsatz von nichtrostendem Stählen einen ausreichenden dauerhaften Korrosionsschutz bietet, sind Straßentunnel, Kraftwerke und Kläranlagen.
Größe und Art der Belastung
Ebenso wichtig wie die Abmessungen des Ankergrundes sind für die Dübelauswahl die Lasten bzw. Kräfte, die bei der Befestigung eines Gegenstandes auftreten. Diese Kräfte werden unterschieden nach Größe, Richtung und Angriffspunkt.
Ankereinteilung und Wirkungsweise von Dübeln
Um Kräfte sicher in den Untergrund leiten zu können, müssen verscheiden Tragmechanismen ausgenutzt werden.
Reibschluss
Das Spreizteil des Dübels wird an die Bohrlochwandung gepresst und trägt durch Reibung die äußeren Zuglasten
Formschluss
Die Dübelgeometrie passt sich der Form des Untergrundes bzw. des Bohrloches an.
Stoffschluss
Mörtel, Kunstharz oder Spezialkleber verbindet sich mit Dübel und Ankergrund
Bild: Verschiedene Schlüsse
Versagensarten
Überbeanspruchung von Ankerpunkten, falsche Montage und nicht ausreichend tragfähiger Untergrund können zum Versagen von Dübelsystemen führen.
Bruch des Anker-grundes
zu hohe Last; zu geringe Festigkeit des Ankergrundes; zu geringe Setztiefe
Spalten des Bau-teiles
zu geringe Bauteilabmessung-en; Rand- und Achsabstände nicht eingehalten; Spreiz-druck zu hoch
Herausziehen des Dübels
Reib- oder Stoffschluss versagt durch zu hohe Last oder fehlerhafte Montage
Stahlbruch
Dübel- bzw. Schraubenfestigkeit zu gering für angehängte Last
Entstehung von Rissen
Risse sind überall im Beton zu erwarten. Sie können durch Belastungen, teilweise aber auch durch Schwinden des Betons und durch äußere Einflüsse wie Erdbeben entstehen. Alle Arten von Lasten (Eigengewichts-, Verkehrs-, Windlasten etc), die auf Bauteile einwirken, haben Kräfte, Spannungen und Verformungen zu Folge.
Risstaugliche Stahldübel
Dübel, die formschlüssig in ein hinterschnittenes Bohrloch eingesetzt werden. (z.B. Zykon-Anker) Bei diesen Ankern verhindert das Übermaß des konischen Teiles das Herausziehen des Ankers selbst bei aufgehendem Riss. Dieser Anker ist auch optimal für Schockbelastung geeignet.
Dübel, die sich automatisch der Erweiterung des Bohrloches anpassen, die durch den Riss entstehen kann. Der Konus wandert tiefer in das Spreizteil hinein und vergrößert dadurch den Spreizteildurchmesser (z.B. Ankerbolzen). Diese Dübel sind auch für die Aufnahme von Schocklasten geeignet.
Bild: Stahldübel