Dübel

Als Dübel bezeichnet man ein Bauelement, das zur Befestigung einer Schraube oder eines Gegenstandes an einer Mauer, einer (Raum-) Decke, einem (Fuß-) Boden oder auch an sonstigen Flächen – z. B. im Freien – verwendet wird. Daneben wird das Wort Dübel auch allgemein für die Befestigung gleichartiger Teile durch spezielle Formen verwendet (siehe Holzdübel). Seit einiger Zeit werden Verbindungs- und Befestigungselemente, die Dübel und Schraube in sich vereinigen und vor allem für hohe Lasten verwendet werden (und eigentlich als Verbund-, Hinterschnitt- usw. -Anker bezeichnet werden), etwas irreführend auch als Dübel bezeichnet.

Dübel gibt es in verschiedenen Durchmessern und Längen. Der Durchmesser des Dübels muss zu dem des Bohrloches passen. Kriterien bei der Wahl des Dübels sind:

  • Baustoff des Untergrunds (z. B. Beton, Mauerwerk und Plattenbaustoffe)
  • homogen (z. B. eine unverputzte Kellerdecke) oder mehrschichtig (z. B. Oberputz, Unterputz, Kalksandstein)
  • Hohlräume im Untergrund (z. B. Rigips-Wand mit Isolierstoff dahinter) (dafür gibt es spezielle Klappdübel)
  • Kräfte, welche der Dübel aufnehmen bzw. von Schraube oder Haken auf den Untergrund übertragen muss
  • Dicke des Untergrunds (z. B. ist eine nicht-tragende Zwischenwand aus Kalksandstein in aller Regel 12,5 cm dick – der gewählte Dübel sollte nicht so lang sein, dass er im Nachbarraum aus der Wand herausragt)

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Ein Dübel mit Gewebeeinlage

Vor der Verwendung von Dübeln wurden an den entsprechenden Stellen Löcher gelassen oder mit dem Meißel geschlagen, in die ein Stück Holz eingegipst oder eingemörtelt wird. In dieses Holz kann die Schraube eingedreht werden. Eine andere Methode bestand darin, in ein Bohrloch ein abgespaltenes Stück Holz mit dem Hammer einzuschlagen und die Schraube einzudrehen.

Der erste industriell gefertigte Dübel wurde 1910 von John Joseph Rawlings erfunden und 1911 beim Patentamt in London angemeldet. Am 14. Januar 1913 erhielt er das Patent (22680/11). Der Dübel bestand aus Hanfschnur und einem Klebstoff aus Tierblut.

Der erste in Deutschland industriell gefertigte Dübel wurde 1926 von Upat aus Hamburg geliefert. Er bestand aus Hanfschnur, die in einer Blechhülse verpresst wurde.

Im Jahr 1928 wurde beim Reichspatentamt unter DRP 555384 das Patent für den „Hülsenspreizdübel“ auf den Namen von Ingenieur Fritz Axthelm – Gründer und Mitinhaber der Firma NIEDAX (gegr. 1920) – erteilt und beim staatlichen Materialprüfungsamt Berlin einer amtlichen Belastbarkeitsprüfung unterzogen. Der NIEDAX-Dübel wurde zunächst aus Metall gefertigt und nach dem Krieg aus Kunststoffmaterial.

Die ersten Kunststoff-Allzweckdübel wurden aus Nylon-Rundstäben gefertigt. Sie werden in ein Bohrloch gesteckt. Beim Eindrehen der Befestigungsschraube spreizt sich der Dübel und klemmt sich und die Schraube fest. (Erfinder: Oswald Thorsman, 1957 / Artur Fischer, 1958).

Moderne Dübel werden aus Kunststoff oder Metall gefertigt und sind in vielen Bauformen für die unterschiedlichsten Arten der Wände und Decken erhältlich.

Wirkprinzip

Funktionsweise eines Kunststoffspreizdübels.

Das Wirkprinzip ist ein Festklemmen der Schraube im Bohrloch, das dadurch zustande kommt, dass die Schraube beim Eindrehen den Dübel gegen die Bohrlochwandung spreizt und selbst im Dübel verkeilt. Weil der Bereich um den Dübel durch das nicht nachgiebige Material des Bohrlochs begrenzt ist, entsteht so eine sehr enge Verbindung und ein Druck von der Schraube über den Dübel auf die Wand, wobei der Dübel als elastisches, kraftverteilendes Element fungiert und vor allem ein lokales Abplatzen des spröden Mauerwerkstoffs verhindert. Je nach Betrachtung entsteht hier physikalisch ein Kraftschluss oder Formschluss oder beides. Günstig für eine sichere Dübelverbindung sind daher druckfeste Baustoffe mit dichtem Gefüge, die kaum Hohlräume aufweisen. Ungünstig sind dagegen Baustoffe mit porigem Gefüge, die eine geringere Druckfestigkeit aufweisen. Für solche Baustoffe sind Spezialdübel erforderlich, zum Beispiel mit langer Spreizzone. Die Druckkraft auf die Bohrlochinnenfläche bewirkt als Normalkraft im einfachsten Fall (z. B. glatte Bohrlochfläche) eine zu ihr senkrechte, ungefähr proportionale Haftreibungskraft. Bei rauhen, unregelmäßigen Bohrlochinnenflächen liegt eher ein Formschluss vor. Auch hier steigt prinzipiell die ‚Haltekraft‘ mit dem inneren ‚Klemmdruck‘.

Ausführungen

Kunststoffspreizdübel

Kunststoff- spreizdübel mit Schraube
Mehrzweckdübel
Nageldübel

Der sogenannte Schraubendübel besteht in der Regel aus Polyamid und ist von der Funktion her ein Spreizdübel. Der Innendurchmesser des Dübels ist kleiner als der Durchmesser der Schraube. Folge ist, dass die in den Dübel eingedrehte Schraube den Dübel auseinanderspreizt. Um diese Funktion zu ermöglichen, ist der Dübel längs geschlitzt. Eine neuere Entwicklung sind Nageldübel (auch: Schlagdübel), bei denen ein profilierter Nagel in die Kunststoffhülse geschlagen wird. Die Montage ist wesentlich schneller, jedoch sind sie nicht so tragfähig wie die ursprünglichen Schraubendübel.

Mit Hilfe der Schraubdübel können lösbare Schraubverbindungen speziell in Stein oder Beton, aber auch in sogenannten Trockenständerkonstruktionen hergestellt werden.

Mehrzweckdübel aus Nylon können sowohl als üblicher Spreizdübel als auch in Hohlwänden eingesetzt werden.

Metallspreizdübel

Metallspreizdübel M10

Bei diesen Dübeln wird die Klemmwirkung erzeugt, indem ein Konus (u. U. auch zwei, siehe Bild) in eine Spreizhülse eingetrieben und die Hülse dadurch auseinandergedrückt wird. Metalldübel sind tragfähiger und sicherer als Kunststoffdübel, da sie wesentlich höhere Spreizkräfte auf die Bohrlochwand übertragen können. Für Befestigungen an Decken sind in Deutschland derzeit nur Spreizdübel aus Metall zugelassen, da bei Kunststoff die Gefahr des ‚Fließens‘ (langsames plastisches Verformen durch Auszugskräfte) besteht. Metalldübel sind aus Feuerschutzgründen für bestimmte Anwendungen vorgeschrieben.[1]

Verbundanker

Die sogenannten Verbundanker sind im Regelfall bauaufsichtlich zugelassen und daher auch für höher belastete Verbindungen geeignet. Handelsüblich sind Zweikomponenten-Reaktionsharze in einer Glasampulle oder koaxialen Folienbeutel, der durch eine Ankerstange im Bohrloch zerstört und durch definiertes Drehen der Ankerstange vermischt wird. Hierfür werden meist spezielle Ankerstangen mit einer Schneide benötigt, um die Zerstörung der Folie oder des Glases zu garantieren. Der Mörtel füllt den Hohlraum zwischen Bohrloch und Ankerstange, dringt teilweise in die Poren des umgebenden Mauerwerks oder Betons, härtet zeit- und temperaturabhängig aus und bildet einen Formschluss zwischen der Ankerstange (Gewinde) und der Bohrlochwand (Mikrohinterschnitte). Der Hauptvorteil im Gegensatz zu mechanischen Ankern ist, dass keine Spreizkräfte beim Setzen in den Beton eingeleitet und somit hohe Spannungen vermieden werden. Neben dem Glaspatronensystem gibt es auch ein Injektionssystem, bei dem der Mörtel bestehend aus Harz und Härter mit einem Auspressgerät in das Bohrloch injiziert wird. Die Verwendung der genannten Systeme muss in den meisten Fällen gemäß den bauaufsichtlichen Zulassungen erfolgen. Es gibt auch Verbundanker, die in der gerissenen Zugzone eines Betonbauteils verwendet werden dürfen, da sie eine sog. Spreizreserve besitzen. Solche Anker bestehen aus vielen hintereinander gesetzten Konen, die bei Rissen durch Erdbeben etc. Kraftkomponenten in Bohrlochwandrichtung haben und somit den Mörtel gegen die Wand drücken. In der Praxis rutscht dieser Dübel bei Riss etwas nach und stabilisiert sich dann wieder durch die genannte Kräftekonstellation.

Hinterschnittanker

Neben den Verbundankern gibt es für Beton auch verschiedene bauaufsichtlich zugelassene Hinterschnittanker. Bei diesen wird ein Formschluss dadurch erreicht, dass durch einen Spezialbohrer das Bohrloch an seinem Grund aufgeweitet wird. Durch eine Keilkonstruktion o. Ä. wird erreicht, dass der Hinterschnittanker dieses aufgeweitete Bohrloch vollständig ausfüllt. Hinterschnittanker werden häufig für die Schwermontage verwendet. Sie tragen weitaus höhere Lasten als Spreizdübel, was teilweise mit dem erwähnten Formschluss zusammenhängt, aber auch damit, dass sie die Lasten weiter von der Oberfläche entfernt definiert einleiten. Es gibt auch Hinterschnittanker, die in der gerissenen Zugzone eines Betonbauteils verwendet werden dürfen.

Schraubdübel (Betonschraube)

Schraubdübel (besser bekannt als Betonschrauben) sind ein relativ neues Befestigungssystem. Der Dübel wird in ein vorgebohrtes zylindrisches Bohrloch eingeschraubt. Das Spezialgewinde des Dübels schneidet beim Einschrauben ein Innengewinde in den Verankerungsgrund. Die Verankerung erfolgt durch den Formschluss des Spezialgewindes. Ob das Objekt mit Schraubdübeln befestigt werden darf, hängt deshalb vor allem vom Verankerungsgrund ab. Betonschrauben sind je nach Zulassung zur Schwerlastbefestigung im gerissenen oder ungerissenen Beton im Innen- oder Außenbereich (in diesem Fall nur in Edelstahl A4) zugelassen und werden teils auch im System mit Mörtel verarbeitet. Typische Einsatzgebiete sind Geländer- und Lärmschutzbefestigungen auf Straßen und Brücken oder die Verankerung von Hochregalen im Innenbereich.

Gipskartondübel

Kunststoff-Gipskartondübel mit Setzwerkzeug aus Metall (unten)
Metalldübel für höher belastbare Montagen an Hohlraumwänden

Für gering belastete Befestigungen wurden spezielle Gipskartondübel entwickelt, die mit einer Montagehilfe, die gleichzeitig das erforderliche Bohrloch erstellt, direkt in handelsübliche Gipskartonplatten eingedreht werden können. Sie sind ausschließlich für Hohlraumbefestigungen geeignet. Für höher belastete Montagen an Hohlraumwänden wurden spezielle Metall- und Kunststoffdübel entwickelt.

Dämmstoffdübel

Die grundlegende Problematik besteht darin, dass Dübel auf Dämmstoff, Dämmstoffplatten oder in Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) nicht gut halten, da geschäumte Kunststoffe geringe Dichte aufweisen und sich Dübel leicht lösen.

Daher werden für Befestigungen auf Dämmstoffen und Dämmstoffplatten aus Polystyrol (umgangssprachlich: Styropor) oder Polyurethan spezielle spiralförmige Dübel verwendet, die sich formschlüssig in das Material einschneiden und gut halten.

Überwiegend sind Dämmstoffdübel aus Kunststoff (meist aus Polyethylen oder Polyamid), bestehend aus einer groben Gewindespirale mit Flachkopf und einer Schraubenaufnahme.

Ferner gibt es Dämmstoffdübel aus Metall, die aus einer Gewindespirale mit abgeschrägtem Ende und einer Öse zur Aufnahme der Befestigungsschraube bestehen. Der Dämmstoffdübel „Styrofix“ lässt sich leicht in Dämmstoffe eindrehen und verletzt dabei kaum den Dämmstoff.

Dämmstoffdübel werden in Längen von 50 mm bis 155 mm angeboten.

Holzdübel

Holzdübel D10 mm x L50 mm

Der Holzdübel (auch: Dolle) ist ein runder hölzerner Verbindungsstift. Handelsüblich ist heute ein an der Längsseite geriffeltes Hartholzstäbchen (Zylinder), das meistens in Verbindung mit Holzleim dazu verwendet wird, Holzteile zu verbinden. Diese Holzdübel werden vom Schreiner beim Bau von Möbelstücken verwendet, ähnlich auch beim traditionellen Holzschiffbau oder auch in weit größeren Dimensionen von Zimmerleuten zum Beispiel beim Fachwerkbau. Für letzteres ist auch der Begriff Holznagel gebräuchlich.

Eine andere für Holzverbindungen verwendete Dübelart ist der Flachdübel.

Stabdübel

Logo des Deutschen Instituts für Normung DIN EN 14592
Bereich Holzbauwerke
Titel Holzbauwerke - Stiftförmige Verbindungsmittel - Anforderungen
Kurzbeschreibung: Stabdübel
Letzte Ausgabe 2009-02
ISO -

Stabdübel sind, wie Holzdübel, stiftförmige Verbindungsmittel, aber aus Metall und nach EN 14592 genormt.

Sie sind in der Regel an den Enden angefast, zylindrisch, mit glatter Oberfläche und geringer Dickentoleranz. Ihr Durchmesser ist begrenzt zwischen 6 und 30 mm.

Stabdübel dienen der Herstellung tragender Verbindungen zwischen Holz und Stahlblech sowie zwischen Holz und Holz. Stabdübel werden senkrecht zur Scherfläche angeordnet und überwiegend auf Biegung beansprucht.

Vorzugsweise werden Stabdübel aus Stahl S235JR, S275JR oder S355J2 nach EN 10025 gefertigt. Im Holz werden die Bohrlöcher 0,2-0,5 mm kleiner als der Dübeldurchmesser gebohrt, wogegen das Bohrloch im Stahl bis zu 1 mm größer ist.

Sicherheitsaspekte

Bauaufsichtliche Zulassung

Besonders wenn das Versagen einer Bauteilverbindung zu einer Gefahr für Leben oder Gesundheit von Menschen oder erheblichen wirtschaftlichen Folgen führen kann, sollten grundsätzlich Dübel nach Zulassung bemessen und befestigt werden.

Viele der im Handel befindlichen Kunststoffdübel sind bauaufsichtlich nicht zugelassen und dürfen somit nicht für sicherheitsrelevante Befestigungen benutzt werden. Jeder Packung bauaufsichtlich zugelassener Dübel liegt entweder ein Beipackzettel mit der Montageanleitung bei, oder die Anleitung ist auf der Verpackung abgebildet. Die bauaufsichtliche Zulassung ist über den Hersteller zu beziehen und in der Regel auf der Homepage des Herstellers als PDF-Datei abzurufen. Der Zulassung ist Folge zu leisten. Sie regelt alles, von der Bemessung der Verankerung, über die Erstellung des Bohrlochs, bis zum korrekten Einbau der Dübel. Dieses Schriftstück ist rechtlich relevant und muss vom Bauherrn zu den Bauakten genommen werden.

Technische Daten

Bei Dübeln oder Ankern sind die technischen Angaben üblicherweise der bauaufsichtlichen Zulassung, bei nicht bauaufsichtlich zugelassenen Produkten der Gebrauchsanleitung des Herstellers zu entnehmen. Typische Daten sind dabei die effektive Verankerungstiefe, der Mindestachsabstand der Dübel voneinander, der Mindestrandabstand der Dübel, die minimale Bauteildicke und die zulässige Belastung.

Sonstiges

Bei sicherheitsrelevanten Verankerungen im Beton, wo mit Rissen im Verankerungsbereich zu rechnen ist, welche die Tragfähigkeit der Dübel beeinflussen, sollten grundsätzlich risstaugliche Dübel verwendet werden. Ansonsten müsste ein Nachweis erbracht werden, dass der Beton im Einbaubereich während der Nutzungsdauer ungerissen bleibt.

Bei Befestigungen auf Putz zählt die Dicke des Putzes mit zur Dicke des Anbauteils.

Korrosionen (durch Spannungsrisse und an Bauteilverbindungen) sind grundsätzlich zu vermeiden. Zur Vermeidung einer Kontaktkorrosion dürfen zum Beispiel Edelstähle nicht mit verzinkten Schrauben befestigt werden. Während gewöhnliche Stahldübel mit einer galvanischen Verzinkung nur in trockenen Innenräumen verwendet werden dürfen, kommen für Befestigungen im Außenbereich (Feuchträume, Industrieatmosphäre) in der Regel Dübel aus nichtrostendem Stahl (A4) zum Einsatz. Bei besonders aggressiven Umgebungen (chlorhaltige Atmosphäre, Straßentunnels oder bei direktem Meerwasserkontakt) sollten Dübel mit Speziallegierungen verwendet werden.

Eine Reinigung des Bohrloches nach dem Bohren, z.B. durch Ausblasen oder Aussaugen wird empfohlen, da das Bohrmehl die Haftung des Dübels im Bohrloch negativ beeinträchtigen kann. Fehlbohrungen dagegen sind in der Regel zu vermörteln.

Einzelnachweise

  1. Peter Nause: Brandverhalten von Befestigungssystemen in der Installationstechnik. Auf: wuerth.de

Weblinks

 Commons: Dübel – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: Dübel – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

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