CH656192A5

CH656192A5 - Spreizanker.

Info

Publication number: CH656192A5
Application number: CH6379/81A
Authority: CH
Inventors: Roland Maechtle
Original assignee: Maechtle Gmbh
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1981-10-05
Publication date: 1986-06-13
Also published as: GB2106209A; BE890756A; JPS5857512A; GB2106209B; DE3137226A1; FR2513331A1; DE3025816A1; JPH0250324B2; US4519735A; NL8104685A; FR2513331B1

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen Spreizanker anzugeben, bei welchem der Spreizkonus auch bei nachträglich im Bohrlochuntergrund sich ergebenden Ris2

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sen nicht durch den Riegelträger hindurchgezogen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Spreizanker der vorstehenden Art dadurch gelöst, dass der Spreizkonus mit einer zum rückwärtigen Ende des Ankers weisenden Anschlagfläche und der Riegelträger oder seine Riegel mit einer in den Auszugsweg des Spreizkonus ragenden, entgegengesetzt gerichteten Anschlagfläche versehen sind. Derartige Anschlagflächen lassen sich problemlos anbringen. Der Spreizkonus stützt sich selbst dann noch sicher an den Riegeln bzw. dem Riegelträger ab, wenn Risse zu einer radialen Erweiterung des Bohrloches geführt haben.

In einer ersten Ausführungsform weist der Spreizkonus an seiner durchmessergrösseren Stirnseite einen radial nach aussen vorspringenden, flanschförmigen Rand auf, der die freien Enden der Riegel im aufgespreizten Zustand hintergreift. Ein derartiger Spreizkonus kann, insbesondere bei geteilten Riegelträgern bzw. Spreizhülsen nicht zwischen den Riegeln hindurch ausgezogen werden.

In einer zweiten Ausführungsform kann an dem Riegelträger oder seinen Riegeln wenigstens eine nach radial innen einspringende, vor die durchmesserkleinere Stirnseite des Spreizkonus greifende Schulter vorgesehen sein. Auch diese Ausführungsformen sind insbesondere bei geteilten, aus mehreren Schalen aufgebauten Riegelträgern von Bedeutung, da solche Riegelträger durch Kaltschlagen auf einfache Weise mit der Anschlagschulter versehen werden können.

Die Riegel sind bevorzugt als Spreizlappen ausgebildet, die über eine als Klappgelenk wirkende Umfangsnut mit dem hülsenförmigen Riegelträger verbunden sind; solch ein Spreizanker kann nicht ohne Zerstörung der das Bohrloch enthaltenden Wand ausgezogen werden. Zustätzlich können die Riegel durch abklappbare Verlängerungen von Spreizlappen am vorangehenden Ende eines als Spreizhülse ausgebildeten hülsenförmigen Riegelträgers gebildet sein. Auf diese Weise wird die Haltekraft der Riegel noch durch die Spreizkräfte der beim Abklappen der Riegel im zylindrischen Bohrlochteil aufgespreizten Spreizlappen erhöht.

Die Klappwinkel der Riegel sollte möglichst gross sein. Die Riegel sollten deshalb im Axiallängsschnitt gesehen konstante Wandstärke haben. Neben der Wandstärkegestaltung der Riegel wird der Klappwinkel durch den Kegelwinkel des Spreizkonus beeinflusst. Der Kegelwinkel ist bevorzugt grösser als 5° und beträgt zweckmässigerweise etwa 8° bis 10°, insbesondere 9°, jeweils gemessen zwischen der Kegelachse und dem Kegelmantel.

Um die vollständig abgespreizten Riegel ganzflächig unterstützen zu können, ist der Kegelwinkel des Spreizkonus vorzugsweise etwa gleich dem Kegelwinkel der konusförmi-gen Erweiterung gewählt. Ebenso ist die Länge der Riegel etwa gleich der Mantellänge des Spreizkonus bemessen.

Um die Spreizwirkung des Spreizkonus möglichst gut ausnutzen zu können, soll die radiale Dicke der Riegel dem radialen Spreizvermögen des Spreizkonus möglichst gut ange-passt sein. Optimale Verhältnisse erhält man, wenn im nichtgespreizten Zustand der grösste Durchmesser des Spreizkonus etwa gleich dem Durchmesser des Aussenumfangs der um den Spreizkonus herum angeordneten Riegel ist und der Durchmesser der durchmesserkleineren Stirnseite des Spreizkonus etwa gleich dem Durchmesser des Innenumfangs der dem Spreizkonus zugewandten Stirnseite der Riegel ist. Der grösste Durchmesser des Spreizkonus soll so gross gewählt sein, dass er gerade noch zusammen mit dem Riegelträger in den zylindrischen Teil des Bohrlochs eingeführt werden kann. Die grösstmögliche Aufweitung ergibt sich, wenn im wesentlichen die gesamte Konushöhe für den Spreizvorgang der Riegel zur Verfügung steht, also keine über beträchtliche axiale Längen der Riegel sich erstreckende Innenkonusflächen an den Riegeln vorgesehen sind. Die Riegel haben bevorzugt über ihre gesamte Länge gleiche Dicke.

Der Riegelträger stützt sich bevorzugt unmittelbar oder über eine Distanzhülse an dem zu befestigenden Bauteil oder 5 einem ausserhalb des Bohrlochs gelegenen Kopf des Gewindeankers ab. Für den Distanzausgleich beim Spannen des Spreizankers kann zwischen dem Riegelträger und einer bohrlochmündungsseitigen Distanzhülse eine zusätzliche Konushülse angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausfüh-io rungsform durchsetzt der Gewindeanker ein zwischen dem Spreizkonus und der Bohrlochmündung angeordnetes, mit einer Umfangsnut versehenes Hülsenteil, dessen Wandstärke im Bereich der Umfangsnut soweit verringert ist, dass es sich nach dem anfänglichen Greifen des Spreizankers im Bohr-i5 loch axial verformt. Das insbesondere aus Metall bestehende Hülsenteil nimmt axiale Kräfte beim Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch problemlos auf. Die Umfangsnut ist vorzugsweise am Innenmantel des Hülsenteils vorgesehen, da sich dann der beim Spannen des Spreizankers deformierende 20 Boden der Umfangsnut nicht bis zum Gewindeanker hin verformen und die Spannbewegung des Gewindeankers behindern kann. Eine derartige Umfangsnut ist nicht nur bei dem vorstehend erläuterten Spreizanker von Bedeutung, sondern kann auch bei anderen Ausführungsformen von Spreizankern 25 und Dübeln vorgesehen werden. Die Umfangsnut kann an einer gesonderten, beispielsweise als Distanzhülse dienenden Hülse vorgesehen sein. Der Ausdruck Hülsenteil soll aber auch aus mehreren Schalen zusammengesetzte Hülsen umfassen. Die Umfangsnut hat vorzugsweise etwa Rechteckquer-3o schnitt, wobei der Nutboden etwa parallel zur gegenüberliegenden Hülsenwand ist.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Er zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Axialschnitt durch eine erste Aus-35 führungsform eines in ein Bohrloch eingesetzten Spreizankers und

Fig. 2 eine Teildarstellung einer anderen Ausführungsform eines Spreizankers.

Zur Verfestigung eines Bauteils 1 ist in Fig. 1 in Durch-40 steckmontage ein Spreizanker 3 in ein zylindrisches Bohrloch 5 eingesetzt, welches im Bereich seines Bohrlochgrunds 7 eine zur Bohrlochmündung hin konisch sich verjüngende Erweiterung 9 aufweist. Die konische Erweiterung 9 ist mittels eines aufspreizbaren Fräs- oder Schleifwerkzeugs nachträglich in 45 die Wand des zylindrischen Bohrlochs 5 eingearbeitet worden.

Auf einer Gewindespindel 11 sitzen der Reihe nach eine Sechskantmutter 13, eine Beilagscheibe 15, eine Distanzhülse 17, eine Spreizhülse 21 und eine Konusmutter 23. Die Spreiz-5o hülse 21 besteht aus mehreren, in Umfangsrichtung voneinander getrennten Schalen, die mittels eines Federrings 25 im Bereich des bohrlochmündungsseitigen Endes zusammengehalten werden. Im Bereich des durchmesserkleineren Übergangs zwischen zylindrischer Bohrung 5 und konischer 53 Erweiterung 9 sind die Schalen der Spreizhülse 21 mit einer am Aussenmantel umlaufenden Ringnut 29 versehen. Die von der Umfangsnut 29 zum Bohrlochgrund 7 hin abstehenden Abschnitte der Schalen bilden Riegel 31, die mittels der Konusmutter 23 in die konische Erweiterung 9 hinein abge-fco klappt werden, wenn der Spreizanker 3 gespannt wird. Die Riegel 31 hintergreifen somit den bohrlochmündungsseitigen Teil des zylindrischen Bohrlochs 5, so dass der Spreizanker 3 nur unter Zerstörung der Bohrlochwand ausgezogen werden kann.

65 Die Konusmutter 23 verjüngt sich zur Bohrlochmündung hin. Ihr Konuswinkel beträgt etwa 8° bis 10° und ist etwa gleich dem Konuswinkel der Erweiterung 9. Die Riegel 31 haben in axialer Richtung gleichbleibende Wandstärke, um

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einen möglichst grossen Spreizwinkel zu erzielen. An der durchmessergrösseren Stirnseite der Konusmutter 23 ist ein radial nach aussen vorspringender Ringflansch 33 vorgesehen, der den bohrlochgrundseitigen freien Rand 32 der Riegel 31 hintergreift. Selbst bei mit Übermass gebohrtem Bohrloch kann die Konusmutter 23 nicht durch die Spreizhülse 21 hindurch ausgezogen werden. Der Aussendurchmesser des Ringflansches 33 entspricht etwa dem Aussendurchmesser der Riegel 31 bzw. der Spreizhülse 21 im nichtgespannten Zustand. Der Durchmesser der durchmesserkleineren Stirnseite der Konusmutter 23 ist etwa gleich dem Innendurchmesser der Riegel 31 im Bereich ihrer freien Stirnseite gewählt. Damit steht fast die gesamte Konushöhe der Konusmutter 23 für den Auslenkvorgang der Riegel 31 zur Verfügung. Die radiale Höhe des Ringflansches 33 ist kleiner als die halbe radiale Dicke der Riegel 31. Die aus Metall bestehende Distanzhülse 17 ist an ihrem Innenmantel mit einer rechteckför-migen, umlaufenden Ringnut 34 versehen, die ein Distanzausgleichselement bildet. Der Spreizanker kann ohne Deformation des durch die Ringnut 34 geschwächten Wandabschnitts der Distanzhülse 17 stramm sitzend in das Bohrloch 7 eingetrieben werden. Die verbleibende Wandstärke der Distanzhülse 17 im Bereich der Umfangsnut 34 ist so gewählt, dass die Distanzhülse 17 beim Spannen des Spreizankers erst dann deformiert wird, wenn die Riegel 31 zumindest teilweise bereits in die Erweiterung 9 hinein ausgeklappt worden sind. Die Umfangsnut 34 kann auch, was nicht näher dargestellt ist, in den Schalen der Spreizhülse 21 vorgesehen sein.

Anstelle der Umfangsnut 34 kann auch ein anderes axial nachgiebiges Distanzelement, beispielsweise ein elastischer Ring oder dergleichen zwischen der Distanzhülse 17 und der Spreizhülse 21 angeordnet werden. Ebenso kann anstelle einer aus mehreren Schalen gebildeten Spreizhülse eine einstückige, durch axiale Längsschlitze im Spreizlappen unterteilte Spreizhülse vorgesehen sein. Die Riegel 31 können darüber hinaus durch getrennte Bauteile gebildet sein, die durch 5 Klappgelenke oder Steckorgane mit einem hülsen- oder ringförmigen Riegelträger verbunden sind.

Zusätzlich oder anstelle der das Klappgelenk der Riegel 31 bildenden Nut 29 können in die Schalen der Spreizhülse 21 im Umfangsrichtung verlaufende Schlitze eingearbeitet io sein, wie sie in Figur 1 bei 35 gestrichelt eingezeichnet sind. Die Schlitze 35 verlaufen vorzugsweise von den Längskanten der Schalen symmetrisch zur Mitte der Schale hin und belassen in der Mittellängsebene der Schale einen als Klappgelenk wirkenden Steg, mit dem der Riegel 31 einstückig an der 15 Schale gehalten ist. Ein solcher Steg ist in Figur 1 bei 37 angedeutet. Die letztgenannte Ausführungsform erlaubt in Umfangsrichtung relativ breite Riegel, die aufgrund ihrer Wölbung in definierter Lage in die konische Erweiterung 9 des Bohrlochs hineingeklappt werden können.

20 Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Spreizankers, die sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 lediglich durch die Anordnung der Anschläge unterscheidet, die das Herausziehen der in Fig. 2 mit 39 bezeichneten Konusmutter aus der mit 41 bezeichneten Spreizhülse verhindert. Die wie-25 derum aus mehreren axial geteilten Schalen aufgebaute Spreizhülse trägt an ihrem Innenmantel einen radial nach innen vorspringenden Ringbund 43, der in den Auszugsweg der durchmesserkleineren Stirnfläche 45 der Konusmutter 39 ragt. Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die gesamte 30 axiale Länge der Konusmutter zum Aufspreizen der Riegel 47 zur Verfügung steht, womit sich besonders gute Spreizwerte ergeben.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Spreizanker zur Befestigung in einem Bohrloch, das eine sich in Richtung des Bohrlochgrundes konisch vergrös-sernde Erweiterung aufweist, mit einem hülsen- oder ringförmigen Riegelträger, der am vorangehenden Ende wenigstens zwei über den Umfang verteilt angeordnete, vom Riegelträger abstehende, ausschwenkbare Riegel aufweist, mit einem den Riegelträger durchsetzenden Gewindeanker und mit einem auf den Gewindeanker aufgeschraubten, sich zum rückwärtigen Ende des Ankers verjüngenden Spreizkonus, um die Riegel vom vorangehenden Ende her auszuschwenken, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkonus (23,39) mit einer zum rückwärtigen Ende des Ankers weisenden Anschlagfläche und der Riegelträger (41) oder seine Riegel mit einer in den Auszugsweg des Spreizkonus (23,39) ragenden, entgegengesetzt gerichteten Anschlagfläche (32) versehen sind.

2. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizkonus (23) an seiner durchmessergrösseren Stirnseite einen radial nach aussen vorspringenden, flansch-förmigen Rand (33) aufweist, der die freien Enden der Riegel (31) im aufgespreizten Zustand hintergreift.

3. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegelträger (41) oder seine Riegel wenigstens eine nach radial innen einspringende, vor die durchmesserkleinere Stirnseite des Spreizkonus (39) greifende Schulter (43) aufweisen.

4. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel (31) als Spreizlappen ausgebildet sind, die über eine als Klappgelenk wirkende Umfangsnut (29) mit dem hülsenförmigen Riegelträger (21) verbunden sind.

5. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel (31) als Spreizlappen ausgebildet sind, die jeweils über wenigstens einen als Klappgelenk wirkenden, durch Umfangsschlitze in der Hülsenwand gebildeten Steg (37) mit den hülsenförmigen Riegelträgern verbunden sind.

6. Spreizanker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (37) in der Längsmittelebene der Spreizlappen verlaufen.

7. Spreizanker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel (31) durch abklappbare Verlängerungen von Spreizlappen am vorangehenden Ende eines als Spreizhülse ausgebildeten hülsenförmigen Riegelträgers (21) gebildet sind.

8. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegel (31) im Axiallängsschnitt gesehen konstante Wandstärke haben.

9. Spreizanker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel des Spreizkonus (23) im Bereich zwischen 7° bis 11° liegt.

10. Spreizanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel des Spreizkonus (23) etwa 9° beträgt.

11. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Riegel (31) etwa gleich der Mantellänge des Spreizkonus (23) ist.

12. Spreizanker nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass im nicht gespreizten Zustand der grösste Durchmesser des Spreizkonus (23,47) etwa gleich dem Durchmesser des Aussenumfangs der um den Spreizkonus (23,39) herum angeordneten Riegel (31,47) und der Durchmesser der durchmesserkleineren Stirnseite des Spreizkonus (23.39) etwa gleich dem Durchmesser des Innenumfangs der dem Spreizkonus (23,39) zugewandten Stirnseite der Riegel (31,47) ist.

13. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeanker (11) ein zwischen dem Spreizkonus (23) und seinem rückwärtigen Ende angeordnetes, mit einer Umfangsnut (34) versehenes Hülsenteil (17) durchsetzt, dessen Wandstärke im Bereich der Umfangsnut (34) soweit verringert ist, dass es sich nach dem anfänglichen Greifen des Spreizankers axial verformt.

14. Spreizanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (34) am Innenmantel des Hülsenteils (17) vorgesehen ist.

15. Spreizanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (34) an einem zwischen dem Riegelträger (41) und dem rückwärtigen Ende des Ankers angeordneten Hülsenteil (17) vorgesehen ist.

16. Spreizanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut an dem Riegelträger vorgesehen ist.

17. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegelträger (21) aus mehreren, im Umfangsrich-tung von einander getrennten Schalen besteht, die durch einen elastischen Ring (25) zusammengehalten sind.

Herkömmliche Spreizanker umfassen eine Spreizhülse, einen durch die Spreizhülse hindurchtretenden Gewindeanker, der die zu befestigende Last hält sowie einen auf den Gewindeanker aufgeschraubten Spreizkonus, der die Spreizhülse radial aufweitet und deren Spreizlappen gegen die Wand des zylindrischen Bohrlochs presst. Es hat sich jedoch gezeigt, dass in vielen Anwendungsfällen, insbesondere im Reaktorbau, die mit derartigen Spreizankern erzielbaren Haltekräfte nicht ausreichen.

Aus der DE-OS 28 19 289 ist ein Spreizanker bekannt, der zusätzlich zu einer durch den Spreizkonus aufweitbaren Spreizhülse einen ringförmigen Riegelträger für drei radial abklappbare Riegel aufweist, die mittels eines zusätzlichen Spreizkonus beim Spannen des Spreizankers mittels eines durch die Spreizhülse, die beiden Spreizkonen und den Riegelträger hindurchtretenden Gewindeankers abgeklappt werden können. Das ansonsten zylindrische Bohrloch ist mit einer durchmessergrösseren, ebenfalls zylindrischen Erweiterung versehen. Die abgeklappten Riegel hintergreifen die bohrlochmündungsseitige Schulter der Erweiterung. Der Kegelwinkei des die Riegel aufspreizenden Spreizkonus ist grösser als der Kegelwinkel der Spreizhülse, so dass beim Spannen des Spreizankers zunächst die Spreizhülse aufgespreizt und dann erst die Riegel abgeklappt werden. Die mit ihren freien Enden zur Bohrlochmündung weisenden Riegel sind einzeln durch Gelenke mit dem Riegelträger verbunden. Da die aufgeklappten Riegel des bekannten Spreizankers jedoch lediglich entlang ihrer Kanten an den Wänden der Erweiterung des Bohrlochs anliegen, können sie, insbesondere bei ungleichmässig gebohrten und erweiterten Bohrlöchern aus dem Riegelträger ausbrechen, womit der Spreizanker aus dem Bohrloch gezogen werden könnte.

Ein anderer Spreizanker ist aus der DE-OS 23 31 467 bekannt. Er weist einen hülsenförmigen Riegelträger auf, von dem zum Bohrlochgrund hin Spreizlappen abstehen. Ein mittels eines Gewindebolzens zwischen die Spreizlappen eingezogener Spreizkonus drückt die Spreizlappen in flächige Anlage einer konusförmigen Erweiterung des Bohrlochs. Um zu verhindern, dass der Spreizkonus durch den Spreizlappen hindurch ausgezogen wird, wenn im Untergrund durch das Bohrloch laufende Risse entstehen sollten, ist der Riegelträger als einstückige Hülse ausgebildet und der Spreizkonus einstückig bis an die Bohrlochmündung reichenden Verlängerungshülse versehen. Derartige Massnahmen sind konstruktiv aufwendig.