CH636678A5

CH636678A5 - Befestigungselement mit ankerbolzen und spreizkeil.

Info

Publication number: CH636678A5
Application number: CH386479A
Authority: CH
Inventors: Armin Herb; Gusztav Dr Lang
Original assignee: Hilti Ag
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1983-06-15
Also published as: FI791229A; ATA428479A; DE2829158C2; BE877333A; US4275637A; GB2024976A; IT1112310B; AU4748679A; FR2430536B1; IE48361B1; DE2829158A1; AU524910B2; AT359719B; ES244190U; JPS5514392A; NL184378B; FI68885C; IT7921915A0; SE7904610L; FR2430536A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit Ankerbolzen und Spreizkeil, wobei der Ankerbolzen im rückwärtigen Bereich mit einem als Flansch ausgebildeten Angriffsteil zur Lastaufnahme versehen ist und eine sich gegen den vorderen Bereich des Ankerbolzens dessen Umfangskontur nähernde Keilfläche aufweist, entlang welcher der Spreizkeil zur Verspreizung des Elementes verschiebbar ist und sich Ankerbolzen und Spreizkeil in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen.

Befestigungselemente der in Rede stehenden Art dienen insbesondere dem Abhängen von Zwischendecken, Verkleidungen, Gerüsten, Rohren, Leitungen und dergleichen. Es sind verschiedenartige Ausführungsformen bekannt. Da alle diese Elemente in grossen Stückzahlen Anwendung finden, wird daran insbesondere die Forderung gestellt, dass sie wirtschaftlich herstellbar sind und unter geringstem Zeitaufwand und ohne besondere Umtriebe hinsichtlich Werkzeugen gesetzt werden können. Aus Sicherheitsgründen wird von den

Elementen weiterhin ein gewisses Nachspreizverhalten unter Belastung gefordert.

Die für den genannten Zweck Anwendung findenden Elemente sind zumeist auf dem Keil-Spreizprinzip aufgebaut. Dabei ist der eine Teil des Elementes zumeist als Ankerbolzen ausgebildet, welcher zur Aufnahme der abzuhängenden Last vorgesehen ist. Entlang einer am Ankerbolzen angeordneten Keilfläche lässt sich bei den bekannten Elementen ein in der Regel keilförmiges Spreizelement verschieben. Diese bekannten Befestigungselemente sind meist derart aufgebaut, dass nach Erzeugen einer gewissen Vorspreizung zumindest das Element in der Aufnahmebohrung, beispielsweise einer Decke, festsitzt, und dass unter weiterem Kraftangriff am Ankerbolzen durch die abzuhängende Last eine Nachspreizung erfolgt.

So ist am Ankerbolzen eines bekannten Elementes eine Druckfeder angeordnet, welche mittels einem Verriegelungsteil spannbar ist. Dieses bekannte Element ist ferner mit einem gegenüber dem Ankerbolzen verschiebbaren Spreizkeil versehen, welcher so angeordnet ist, dass nach Lösen des Verriegelungsteiles die sich entspannende Druckfeder den Spreizkeil verschiebt und damit eine Vorspreizung herbeiführt, wenn das Element in die Aufnahmebohrung einer Decke oder dergleichen eingeführt ist. Das Element hat gegenüber weiteren bekannten den Vorteil, dass eine ausreichende Vorspreizung gegeben ist. Erhebliche Nachteile können aber nicht vermieden werden. So ist einerseits der Aufbau des Elementes derart aufwendig, dass die Wirtschaftlichkeit, insbesondere bei Serienanwendung, höchst fraglich ist. Ausserdem besteht die Gefahr, dass sich das Verriegelungselement vor Einführen des Elementes in die Aufnahmebohrung lösen kann, sodass sich der Spreizkeil gegenüber dem Ankerbolzen vorzeitig in seine der Vorspreizung dienende Stellung verschiebt. Dies kann für die Bedienungsperson eine erhebliche Verletzungsgefahr herbeiführen. Ausserdem kann das Nachspannen samt erneutem Positionieren des Verriegelungselementes nicht ohne zusätzlichen Werkzeugaufwand und besondere Fachkenntnisse durchgeführt werden.

Ein weiteres in einfacher Weise aufgebautes Befestigungselement besteht ebenfalls aus einem Ankerbolzen und einem Spreizkeil, wobei sich diese beiden Teile in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen. Zum Angriff der Last weist der Ankerbolzen ein Aussengewinde mit Sechskant-Mutter auf. Während dieses Element gegenüber dem genannten mittels Federkraft vorspannbaren Element aufbaumässige Vorteile hat, ist es nicht einfach, den Spreizkeil zur Vorspreizung gegenüber dem Ankerbolzen zu verschieben, da rückseitig der Ankerbolzen den Spreizkeil überragt und in Achsrichtung gesehen, der Spreizkeil von der Projektion der zur Lastaufnahme vorgesehenen Sechskant-Mutter überdeckt wird. Aus diesem Grunde ist dieses Element für reine Abhängungen höchst ungeeignet und findet eher dann Anwendung, wenn ein zwischen Sechskant-Mutter und rückwärtiger Stirnseite des Spreizkeiles verspannbares Teil zur Verfügung steht, sodass unter Festziehen der Sechs-kant-Mutter eine ausreichende Vorspreizung erzielbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sich insbesondere für Abhängungen eignendes Befestigungselement zu schaffen, welches wirtschaftlich herstellbar und ohne besonderen Werkzeugaufwand setzbar ist und ausserdem ein ausreichendes Vor- und Nachspreizen gewährleistet.

Erflndungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das als Flansch ausgebildete Angriffsteil des Ankerbolzens eine der Führung des Spreizkeiles dienende Ausnehmung aufweist und der Spreizkeil die rückwärtige Stirnseite des Flansches dann überragt, wenn sich Ankerbolzen und Spreiz2

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keil in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen.

Das erfindungsgemässe Befestigungselement zeichnet sich insbesondere durch einen äusserst einfachen Aufbau aus. Ausserdem ist das Setzen denkbar einfach, indem lediglich das gesamte aus Ankerbolzen und Spreizkeil bestehende Element soweit in die Aufnahmebohrung eingeführt wird, bis der Flansch des Ankerbolzens an der Oberfläche, beispielsweise einer Decke, aufsteht. Mittels Hammerschlägen oder dergleichen wird der Spreizkeil eingetrieben, d.h. gegenüber dem Ankerbolzen soweit verschoben, bis die rückwärtige Stirnfläche des Spreizkeiles mit der rückwärtigen Stirnfläche des Flansches bündig ist. Die bündige Lage der beiden Teile gibt dahingehend eine Aussage, dass das Element eine ausreichende Vorspreizung erreicht hat. Aufgrund der sich in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzenden Teile, können Aufnahmebohrung und Element derart aufeinander abgestimmt sein, dass bereits durch die Vorspreizung ein hohes Mass an Verankerung erzielt wird. Es ist möglich, das Spiel zwischen Element und Wandung der Aufnahmebohrung äusserst gering zu halten, sodass auch in gespreiztem Zustand eine grosse Kontaktfläche zwischen Wandung der Aufnahmebohrung und Element besteht.

Die am Flansch angreifende Last des Ankerbolzens führt zu einer Nachspreizung. Zu diesem Zwecke ist es einerseits möglich, am Flansch direkt Haken, Ösen und dergleichen anzuordnen oder es können zwischen Flansch und Decke Aufnahmeteile in Form von Tragwinkeln und dergleichen eingefügt werden.

Zur Vereinfachung der Montage und Lagerhaltung ist es vorteilhaft, wenn der Spreizkeil in ungespreiztem Zustand mit dem Ankerbolzen lösbar verbunden ist. Dadurch bilden die zusammengehörenden Teile des Elementes bereits vor Einführen in die Aufnahmebohrung eine Einheit. Ausserdem wird das Setzen wesentlich erleichtert, indem beispielsweise lediglich durch leichte Hammerschläge auf den überstehenden Spreizkeil das Element in die Aufnahmebohrung einführbar ist. Sobald das Element soweit in die Aufnahmebohrung eingeführt ist, dass der Flansch an der Decke oder an einem zwischengefügten Teil aufsteht, wird unter Einwirken weiterer Hammerschläge die Verbindung gelöst, sodass sich der Spreizkeil gegenüber dem Ankerbolzen verschieben kann und dadurch der erwünschte Spreizeffekt zustande kommt.

Die Verbindung zwischen den beiden Teilen kann in verschiedenartiger Weise erfolgen. So wird gemäss Erfindung beispielsweise vorgeschlagen, die beiden Teile über Rastmittel miteinander zu verbinden. Als Rastmittel eignen sich die Flanken der Ausnehmung am Flansch, welche in entsprechende Vertiefungen am Spreizkeil eingreifen können. Die Lösung dieser Verbindung erfolgt dadurch, dass die Vertiefungen des Spreizkeiles aus dem Bereich der Flanken des Flansches ausgerückt werden. Weitere Verbindungsmöglichkeiten bestehen beispielsweise durch Anbringen von Schweisspunkten oder Klebestellen zwischen den beiden in Frage kommenden Teilen. In diesen Fällen werden die Verbindungsstellen bei Kraftein wirkung auf den Spreizkeil in bekannter Weise abgeschert.

Zweckmässigerweise ist der Spreizkeil in seinem vorderen, bohrlochtiefsten Bereich mit einer Querschnittserweiterung versehen. Dadurch werden die grössten Spreizkräfte in den bohrlochtiefsten Bereich verlegt, sodass insbesondere in jenem Bereich erhöhte Spannungen auftreten. Ausplatzungen an der Oberfläche der Decke werden dadurch vermieden. Der selbe Effekt kann beispielsweise auch mit einer Verzahnung im vorderen Bereich des Spreizkeiles erzielt werden, wobei die Möglichkeit besteht, die Oberfläche des Spreizkeiles von den Spitzen der Zähne überragen zu lassen. Ausserdem hat eine Verzahnung den Vorteil, dass einem allfälligen Schlupf des Spreizkeiles weiterhin entgegengewirkt wird, was die Sicherheit einer wirkungsvollen Nachspreizung verbessert.

Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Keilfläche des Ankerbolzens von zwei unter einem stumpfen Winkel zueinander stehenden Längshälften gebildet sein. Es ist dabei unerheblich, ob Ankerbolzen oder Spreizkeil den konkaven Teil bilden. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass sich das eine konkave Form aufweisende Teil auch radial erweitert, sodass sich die Auflagefläche an der Wandung der Aufnahmebohrung unter Spreizbedingungen ver-grössert, was zu einer weiteren Erhöhung der Verankerungswerte führt. Zur Verbesserung dieser radialen Verformbarkeit kann das eine konkave Form aufweisende Teil im Scheitelbereich eine Querschnittsschwächung in Form eines Längsschlitzes aufweisen. Ebenso wird durch die konkave oder konvexe Querschnittsausbildung des Spreizkeiles dessen Steifigkeit gegen ein allfälliges Ausknicken beim Einschlagen erhöht.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Darstellung des erfindungsge-mässen, aus Ankerbolzen und Spreizkeil bestehenden Befestigungselementes,

Fig. 2 das Befestigungselement der Fig. 1 in montagefertigem Zustand,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 das Befestigungselement der Fig. 1 in fertiggesetzter Stellung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Befestigungselementes gemäss Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt analog der Schnittführung III-III, einer weiteren Ausführungsform eines Befestigungselementes gemäss Erfindung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Befestigungselementes gemäss Erfindung in fertiggesetzter Stellung.

Wie insbesondere die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht das erfindungsgemässe Befestigungselement aus dem insgesamt mit 1 bezeichneten Ankerbolzen und dem insgesamt mit 2 bezeichneten Spreizkeil. Der Ankerbolzen 1 weist im rückwärtigen Bereich einen Flansch 3 auf. Der Flansch 3 weist eine Ausnehmung 4 auf, welche der Führung des gegenüber dem Ankerbolzen 1 verschiebbaren Spreizkeiles 2 dient. Vom Flansch 3 gegen das vordere Ende ist der Ankerbolzen 1 mit einer Abflachung 5 versehen, an welche sich eine Keilfläche 6 anschliesst. Die Keilfläche 6 ist derart geneigt, dass sie sich gegen das vordere Ende des Ankerbolzens dessen Umfangskontur nähert. Der Spreizkeil 2 ist in seinem rückwärtigen Bereich abgeflacht und verjüngt sich gegen das vordere Ende hin. Wie insbesondere die Fig. 2 und 3 zeigen, ist der Spreizkeil 2 derart abgeflacht und verjüngt, dass sich Ankerbolzen 1 und Spreizkeil 2 in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen.

Wie bereits erwähnt, zeigt Fig. 2 das Befestigungselement in ungespreizter Stellung, und zwar in vormontiertem Zustand. Zum Zwecke dieser Vormontage weist der Spreizkeil 2 Vertiefungen 7 auf, in welche die Flanken 4a der Ausnehmung 4 einrasten können.

Fig. 4 zeigt das Befestigungselement der Fig. 1 bis 3 in fertiggesetztem Zustand, wobei mit dem Element ein Tragwinkel 8 befestigt worden ist. Das Befestigungselement ist demnach in seiner vormontierten Stellung durch den Tragwinkel 8 hindurch in eine Aufnahmebohrung 9 einer Decke . 10 eingeführt worden. Dieses Einführen kann beispielsweise unter Einwirken von Hammerschlägen auf den in unges

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spreizter Stellung die rückwärtige Stirnseite des Flansches 3 überragenden Spreizkeil erfolgen. Sobald der Flansch 3 des Ankerbolzens 1 unter Zwischenlage des Tragwinkels 8 an der Decke 10 zur Anlage gekommen ist, haben die weiteren Hammerschläge ein Versetzen der Vertiefungen 7 gegenüber der Ausnehmung 4 bewirkt, sodass sich der Spreizkeil 2 gegenüber dem Ankerbolzen 1 verschoben hat. Durch die Relativverschiebung der beiden Teile ist eine Vorspreizung zustande gekommen. Die bündige Lage der rückwärtigen Stirnflächen von Spreizkeil 2 und Flansch 3 ist ein Mass dafür, dass eine ausreichende Vorspreizung vorhanden ist. Das Angreifen einer Last am Tragwinkel 8, beispielsweise unter Ausnutzung der Öffnung 8a, hat die geforderte Nachspreizung zur Folge.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Befestigungselementes mit einem insgesamt mit 11 bezeichneten Ankerbolzen und einem insgesamt mit 12 bezeichneten Spreizkeil. Der Ankerbolzen 11 weist im rückwärtigen Bereich wiederum einen Flansch 13 auf, dessen nicht sichtbare Ausnehmung der Führung des Spreizkeiles 12 dient. Zur Vormontage sind Ankerbolzen 11 und Spreizkeil 12 beispielsweise mittels einem Schweisspunkt 14 miteinander verbunden. Diese Verbindungsstelle, welche gemäss einem weiteren Vorschlag auch als Klebestelle ausgebildet sein kann, wird beim Setzen des Befestigungselementes analog der vorgängig beschriebenen Rastverbindung gelöst. Wie Fig. 5 weiter zeigt, weist der Spreizkeil am vorderen Ende eine Querschnittserweiterung 15 auf. Diese Querschnittserweiterung 15 hat zur Folge, dass die grössten Spreizkräfte ins Bohrlochtiefste verlegt werden. Im übrigen ist das Befestigungselement gemäss der vorgängig erläuterten Ausführungsform ausgebildet.

Fig. 6 zeigt den Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines aus Ankerbolzen 16 und Spreizkeil 17 gebildeten Befestigungselementes. Bei dieser Ausführungsform ist die Keilfläche des Ankerbolzens 16 nicht plan ausgebildet, sondern besteht aus zwei, unter einem stumpfen Winkel zueinander gerichteten Längshälften 18. Beim Verschieben des Spreizkeiles 17 gegenüber dem Ankerbolzen 16 erfolgt dank der speziellen Ausbildung der Keilfläche auch eine radiale Aufweitung des Ankerbolzens 16. Diese Aufweitung kann durch Querschnittsschwächungen, beispielsweise in Form eines Längsschlitzes 19, erleichtert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Längshälften l8 der Keilfläche des Ankerbolzens 16 so gegeneinander auszurichten, s dass sich der Spreizkeil 17 radial aufweitet. Auch in diesem Falle kann eine Erleichterung der Aufweitung durch Anbringen von Querschnittsschwächungen erzielt werden.

Fig. 7 zeigt ein Befestigungselement gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung in fertiggesetztem Zustand, wobei io mit dem Element eine Lasche 25 an einer Decke 26 befestigt worden ist. Das Befestigungselement besteht wiederum aus einem insgesamt mit 21 bezeichneten Ankerbolzen und einem insgesamt mit 22 bezeichneten Spreizkeil. Zur Halterung der Lasche 25 weist der Ankerbolzen 21 am rückwärtigen Ende 15 einen Flansch 23 auf. Der Flansch 23 ist mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Ausnehmung zur Führung des Spreizkeiles 22 versehen. Der Spreizkeil 22 weist im vorderen Bereich eine Verzahnung 24 auf. Einerseits kann diese Verzahnung 24 der Verhinderung eines allfälligen Schlupfes des Spreizkeiles 22 dienen. Bei geeigneter Ausbildung können die einzelnen Zähne der Verzahnung leicht federn, sodass andererseits die Verzahnung 24 dazu geeignet ist, Abmessungstoleranzen im Durchmesser der Aufnahmebohrung 28 auszugleichen. Die Verzahnung 24 kann, wie die Figur zeigt, beispielsweise als Sägeverzahnung ausgebildet sein, oder sie kann auch lediglich aus einem einzelnen Vorsprung bestehen. Die Vormontage des Befestigungselementes kann beispielsweise über eine Verrastung in vorbeschriebener Weise erfolgen, wobei zu diesem Zwecke der Spreizkeil Vertiefungen 27 aufweist, in welche Teile des Flansches 23 eingreifen können. Wie die Figur ferner zeigt, ist der rückwärtige Bereich des Spreizkeiles 22 mit einer Verjüngung 29 versehen. Diese Verjüngung 29 verhindert eine Verklemmung des Spreizkeiles mit der Lasche 25 oder mit dem Ankerbolzen 21, sodass die Nachspreizung des Befestigungselementes nicht nachteilig beeinflusst wird. Der Umstand, dass die Führung des Spreizkeiles 22 aufgehoben wird, wenn sich die Verjüngung 29 im Bereich des Flansches 23 befindet, ist unerheblich, da beim Spreizvorgang in dieser Phase der Spreizkeil 22 bereits ausreichend in der Aufnahmebohrung 28 geführt ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

636 678 PATENTANSPRÜCHE

( 1,11,21 ) und Spreizkeil (2,12,22) in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen.

1. Befestigungselement mit Ankerbolzen und Spreizkeil, wobei der Ankerbolzen im rückwärtigen Bereich mit einem als Flansch ausgebildeten Angriffsteil zur Lastaufnahme versehen ist und eine sich gegen den vorderen Bereich des Ankerboizens dessen Umfangskontur nähernde Keilfläche aufweist, entlang welcher der Spreizkeil zur Verspreizung des Elementes verschiebbar ist und sich Ankerbolzen und Spreizkeil in ungespreiztem Zustand zu einem kreisrunden Querschnitt ergänzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (3,13) des Ankerbolzens (1,11,21) eine der Führung des Spreizkeiles (2,12,22) dienende Ausnehmung (4) aufweist und der Spreizkeil (2,12,22) die rückwärtige Stirnfläche des Flansches (3,13,23) dann überragt, wenn sich Ankerbolzen
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkeil (2,12,22) zur Verspreizung gegenüber dem Ankerbolzen (1,11,21) mindestens soweit verschiebbar ist, bis die rückwärtige Stirnfläche des Spreizkeiles (2,12,22) bündig mit der rückwärtigen Stirnfläche des Flansches (3,13,23) ist.
3. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkeil (2,12,22) in ungespreiztem Zustand mit dem Ankerbolzen (1,11,21) lösbar verbunden ist.
4. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkeil (2,22) mittels Rastelementen (7,27,4a) mit dem Ankerbolzen (1,21) verbunden ist.
5. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkeil (12) mittels eines oder mehrerer Schweisspunkte (14) mit dem Ankerbolzen (11) verbunden ist.
6. Befestigungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkeil mittels Klebestellen mit dem Ankerbolzen verbunden ist.
7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich des Spreizkeiles (12) eine Querschnittserweiterung (15) aufweist.
8. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Bereich des Spreizkeiles (22) eine Verzahnung (24) aufweist.
9. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilfläche des Ankerbolzens (16) von zwei unter einem stumpfen Winkel zueinander-stehenden Längshälften (18) gebildet ist.