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Hintergrund: Wie ein Kunststoff-Spreizdübel funktioniert

Kunststoffdübel kennt jeder, der zu Hause schon mal ein Regal oder einen Hängeschrank an der Wand befestigt hat. Wann immer eine Last zu schwer ist, um sie einfach mit einem Nagel zu fixieren, kommen sie zum Einsatz, in der Regel zusammen mit einer Holzschraube. Solange der Untergrund fest genug ist – so wie bei Beton oder Mauerwerk aus Vollsteinen – eignen sie sich als sicheres und zugleich kostengünstiges Befestigungsmittel.

Fischer-Dübel

Klassischer „Fischer-Dübel“ mit einer Auswahl an passenden Schrauben.
Foto: Media Service Online Unternehmensgruppe fischer

Der Begriff Dübel ist eigentlich schon sehr alt, aber seine Bedeutung hat sich im Laufe der Zeit verändert. Wenn wir das Wort heute verwenden, meinen wir meist industriell gefertigte Dübelhülsen, die in ein Bohrloch gesteckt und anschließend mithilfe einer Schraube gespreizt werden. Doch diese Art von Spreizdübeln gibt es erst seit rund 100 Jahren.

Davor waren „Dübel“ nichts anderes als Holzstücke, die mithilfe von Mörtel fest in ein Wandloch eingeklebt wurden. Der Vorteil: Hatte man erst einmal das Loch hergestellt und das Holz vermörtelt, dann konnte man in diesen Untergrund mithilfe von Holzschrauben relativ einfach Lasten befestigen.



    • Vom Holzdübel zum Kunststoff-Spreizdübel

      Allerdings war diese Methode zeitaufwändig, der Mörtel musste schließlich immer erst austrocknen. Insofern war es für die Befestigungstechnik ein großer Fortschritt, als der Engländer John Joseph Rawlings 1911 das erste Patent für einen Spreizdübel einreichte. Dabei handelte es sich um einen dünnen Dorn, der mit Hanfschnur umwickelt wurde, die man wiederum zuvor in Schweineblut getränkt hatte, wodurch sie fest zusammenklebte. Dieses verklebte Schnurmaterial wurde anschließend in ein dünnes Röhrchen gepresst – und fertig war der Dübel. Man konnte ihn in ein Bohrloch drücken und dann eine Schraube hineindrehen, ganz so wie bei unseren heutigen Dübeln. Durch das Eindringen der Schraube wurde die Hanfschnur gespreizt, sodass das Röhrchen zerbrach. Hanf und Röhrenmaterial wurden also als nach außen verdrängt und fest gegen die Innenwand des Bohrlochs gedrückt.

      Eine ähnliche Bauweise wie die Dübel von Rawlings hatten auch die ersten Dübel der Firma Niedax, die Mitte der 1920er-Jahre auf den Markt kamen. Dabei handelte es sich um Hanfschnüre, die in eine Blechhülse gepresst wurden. Bis zur Erfindung moderner Kunststoffdübel sollten dagegen noch einige Jahre ins Land gehen. Man verbindet damit heute vor allem den Namen des Erfinders Artur Fischer, der 1958 den ersten Spreizdübel aus Polyamid auf den Markt brachte („Fischer-Dübel“). Den Kunststoff Polyamid wählte er, weil dieses Material trotz seiner Elastizität eine hohe Festigkeit aufweist und sehr widerstandsfähig gegen Chemikalien ist.

      Zu einer Befestigung mit Dübeln gehört natürlich nicht nur der eigentliche Dübel, sondern auch die Schraube. Dass wir über diese bisher kaum gesprochen haben, hat einen guten Grund. Während sich die Dübelhülsen in den letzten hundert Jahren stark verändert haben, ist das Schraubmaterial im Wesentlichen dasselbe geblieben. Auch in moderne Kunststoffdübel werden nach wie vor Holzschrauben gedreht, wie man sie bereits beim guten alten Holzdübel verwendet hat. Wichtig ist, dass der Durchmesser der Schrauben etwas größer gewählt wird als der Innendurchmesser des Kunststoffdübels – nur dann kommt es zur gewünschten Spreizung.

Kunststoffdübel

Spreizung eines Kunststoffdübels in Porenbeton.
Foto: Media Service Online Unternehmensgruppe fischer

Funktionsprinzip des Spreizdübels

Rawlings Dübel mit der in Schweineblut getränkten Hanfschnur erscheint uns heute skurril. Im Grunde funktionierte seine Erfindung aber bereits nach demselben Prinzip wie unsere modernen Dübel. Bei allen Spreizdübeln wird die Festigkeit der Verbindung dadurch hergestellt, dass zwischen der Schraube und der Bohrlochwandung ein Füllmaterial „eingeklemmt“ ist. Durch die Dübelspreizung werden Hanfschnur, Blechhülse oder – bei heutigen Dübeln – eben der Kunststoff gegen die Innenwand des Bohrlochs gepresst.

Bei druckfesten Untergründen wie Beton oder Vollsteinen (Ziegel, Kalksandstein) kommt es dabei nicht zur Verdrängung von Wandmaterial durch den Dübel. Dessen Tragfähigkeit wird vielmehr durch die Haftreibungskraft sichergestellt. Die auf den Dübel einwirkenden äußeren Zuglasten werden also allein durch Reibung gehalten. Man bezeichnet das Funktionsprinzip von Spreizdübeln daher als Reibschluss (alternativ: Kraftschluss). Der Dübel versagt erst dann, wenn die äußere Kraft, die von dem zu befestigenden Gegenstand ausgeht, größer ist als die Haftreibung zwischen Dübel und Bohrlochwandung.

Kunststoffdübel im Detail

Damit die Montage problemlos funktioniert, darf sich der Kunststoffdübel beim Eindrehen der Schraube nicht mitdrehen. Das wird garantiert durch die Sperrzungen (Flügel) am Dübelhals. Beim klassischen Fischer-Dübel (siehe Abbildung) wird die Verkrallung mit der Bohrlochwandung zudem durch tiefe Zähne im Dübel optimiert. Der Spreizspalt erleichtert zudem die Verformung des Dübelmaterials nach außen. Zu beachten ist dabei, dass der Dübel nur teilweise längs geschlitzt ist. Im Bereich des Dübelhalses gibt es keinen Spreizspalt, er wird beim Schraubeneindrehen auch nicht auseinander gebogen. Das ist wichtig, weil sonst die Gefahr bestünde, dass es an der Wandoberfläche rund um das Bohrloch zu Abplatzungen von Mauerwerk, Putz oder auch Fliesen kommt.

Spreizdübel aus Kunststoff sind heute – zumindest im häuslichen Bereich – das am häufigsten benutzte Befestigungsmittel für mittelschwere Lasten. Anders sieht es aus, wenn man den Bereich der Schwerlasten betrachtet oder wenn es darum geht, Lasten an problematischen Untergründen wie Lochbausteinen zu befestigen, in denen Spreizdübel keinen ausreichenden Halt finden. Für solche Anwendungen gibt es Spezialprodukte wie Hohlraum- und Schwerlastdübel oder auch chemische Verbunddübel. Zu diesen Produkten findet Ihr an dieser Stelle in Kürze weitere Fachwissen-Beiträge.



Über den Autor Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für baustoffwissen.de. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin "baustoffmarkt" und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift "baustoffpraxis". Kontakt: rgrimm1968@aol.com