CH667687A5

CH667687A5 - Verankerungsvorrichtung.

Info

Publication number: CH667687A5
Application number: CH498885A
Authority: CH
Inventors: Arndt Bergner
Original assignee: Hilti Ag
Priority date: 1984-12-24
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1988-10-31
Also published as: DE3447414C2; DE3447414A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur formschlüssigen Verankerung in einem Aufnahmematerial, mit einem in eine Verankerungsbohrung einsetzbaren, wenigstens teilweise mit Gewinde versehenen Ankerbolzen und einem mit dem Ankerbolzen verbindbaren, in eine die Verankerungsbohrung kreuzende Hilfsbohrung einsetzbaren Riegel.

Formschlüssige Verankerungen werden hauptsächlich für Befestigungen in harten Aufnahmematerialien wie Beton,

Fels oder anderem Gestein eingesetzt, die hohen statischen oder dynamischen Belastungen ausgesetzt sind. Im Gegensatz zu den ebenfalls bekannten, durch Reibschluss verankerbaren Dübeln kann bei formschlüssiger Verankerung ein Versagen nur bei einer Zerstörung des Ankers oder bei einem Ausbruch des Aufnahmematerials erfolgen.

Formschlüssige Verankerungen werden im wesentlichen nach zwei unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Nach dem einen Verfahren wird ein im Inneren des Aufnahmematerials liegenden Bereich des Bohrloches mittels eines Spezialwerk-zeuges erweitert. Der in das Bohrloch einzusetzende, radial aufweitbare Bereich des Befestigungselementes stützt sich dann in axialer Richtung an der der Bohrlochmündung näher liegenden Schulter der Erweiterung ab. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die für das Herstellen der Erweiterung erforderlichen Spezialwerkzeuge sehr aufwendig und störungsanfällig sind.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung wird eine Verankerungsbohrung und eine diese meist unter einem spitzen Winkel kreuzende Hilfsbohrung hergestellt. Zur Herstellung der Verankerung wird in die Hilfsbohrung ein Riegel und in die Verankerungsbohrung ein Ankerbolzen eingesetzt und mit dem Riegel verbunden. Diese Verankerung weist den Vorteil auf, dass sie bei Bedarf auch ohne weiteres wieder lösbar ist.

Insbesondere Verankerungen, welche im Betrieb dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, werden beim Setzvorgang meist vorgespannt. Infolge von bisher nicht näher geklärten

Setzungserscheinungen des Aufnahmematerials sowie von im Aufnahmematerial entstehenden Rissen kann diese Vorspannung nach kürzerer oder längerer Betriebsdauer ganz oder teilweise abgebaut werden. Damit erfüllt die Verankerung die an sie gestellten Anforderungen nicht mehr. Um diesen Abbau der Vorspannung zu verhindern oder wenigstens zu verkleinern, ist es bekannt, zwischen dem Widerlager des Ankerbolzens und dem zu befestigenden Bauteil Federelemente anzuordnen. Aus Platzgründen werden dabei vorzugsweise Tellerfedern verwendet. Solche auf der Aussenseite der Befestigung angeordnete Federpakete wirken jedoch störend und sind ausserdem den äusseren Einflüssen, beispielsweise der Witterung oder Verschmutzung, ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine formschlüssige Verankerung zu schaffen, bei der der Abbau der Vorspannung ohne äussere störende Mittel verhindert wird.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Riegel blattfederartig mit in Lastrichtung des Ankerbolzens verlaufendem Federweg ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird das Federelement zur Erhaltung der Vorspannung somit ins Innere des Aufnahmematerials verlegt. Dort ist es vor äusseren Einflüssen geschützt und wirkt sich auch optisch nicht störend aus. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht ausserdem darin, dass für die Federung kein zusätzliches Element notwendig ist, sondern dass der ohnehin vorhandene Riegel durch entsprechende konstruktive Ausbildung federnde Eigenschaften besitzt. Voraussetzung dafür ist, dass der Riegel aus elastisch federndem Material besteht.

Die Vorspannkraft einer solchen Verankerung kann relativ gross sein. Um eine günstige Einleitung dieser Vorspannkräfte auf das Aufnahmematerial zu ermöglichen, weist zweckmässigerweise der Riegel in seinen Endbereichen etwa U-förmigen Querschnitt auf. Der Riegel kann sich somit in seinen Endbereichen der Wölbung der Hilfsbohrung anpassen, so dass hohe, das Aufnahmematerial zerstörende Spitzendrücke vermieden werden. Je nach Art der Verankerung und Grösse der auftretenden Belastung sind unterschiedliche Federeigenschaften des Ausgleichselementes notwendig. Für eine optimale Anpassung besteht der Riegel vorzugsweise aus mehreren parallel zueinander angeordneten Elementen.

Diese einzelnen Elemente können gleich ausgebildet sein oder unterschiedliche Länge, Breite oder Dicke aufweisen. Somit kann mit wenigen Elementen praktisch jede beliebige Federkennlinie zusammengestellt werden, wie dies beispielsweise von den Tellerfedern her bekannt ist.

Zur Verbindung des Ankerboïzens mit dem Riegel bestehen verschiedene Möglichkeiten. Bei einer einfachen Ausführung weist der Riegel zweckmässigerweise ein dem Gewinde des Ankerbolzens entsprechendes Innengewinde auf. Bei der Herstellung der Verankerung wird dabei der Ankerbolzen direkt in das Gewinde des Riegels eingeschraubt. Für das Verbinden des Riegels mit dem Ankerbolzen muss der Neigungswinkel des Innengewindes im Riegel im wesentlichen dèm Winkel zwischen der Verankerungsbohrung und der Hilfsbohrung entsprechen.

Eine weitere vçrteilhafte Möglichkeit zur Verbindung des Ankerbolzens mit dem Riegel besteht darin, dass der Riegel eine im wesentlichen dem Aussendurchmesser des damit zu verbindenden Bereiches des Ankerbolzens aufweist. Der Ahkerbolzen wird dabei durch den Riegel hindurchgesteckt. Die Verbindung kann beispielsweise mittels den Riegel hintergreifender Nocken am Ankerbolzen erfolgen. Falls die Durchtrittsöffnung als Langloch ausgebildet ist, sind bei dieser Lösung auch unterschiedliche Winkel zwischen der Verankerungsbohrung und der Hilfsbohrung möglich.

Zusammen mit einem eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Riegel ist es zweckmässig, wenn auf der in Lastangriffs2

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richtung abgewandten Seite des Riegels ein mit einem dem Gewinde des Ankerbolzens entsprechenden Innengewinde versehenes Gegenlager am Riegel anliegt. Ein solches Gegenlager kann als einfache Gewindebüchse mit dem Neigungswinkel der Hilfsbohrung entsprechend geneigter Auflageflä-che für den Riegel ausgebildet werden. Ein Mitdrehen des Gegenlagers beim Anziehen des Ankerbolzens wird durch die Neigung des Riegels vermieden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemässen Verankerung;

Fig. 2 eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Verankerung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Verankerung entlang der Linie III-III.

Die aus Fig. 1 ersichtliche, erfindungsgemässe Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Aufnahmematerial eingesetzten Ankerbolzen 2 und einem insgesamt mit 3 bezeichneten, mit dem Ankerbolzen 2 verbundenen Riegel. Der Ankerbolzen 2 ist in eine im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Aufnahmematerials 1 verlaufende Verankerungsbohrung la eingesetzt. Eine ebenfalls von der Oberfläche des Aufnahmematerials 1 ausgehende Hilfsbohrung lb kreuzt die Verankerungsbohrung la unter einem Winkel von etwa 45°. Die Verbindung des Riegels 3 mit dem Ankerbolzen 2 erfolgt über ein dem Gewinde des Ankerbolzens 2 entsprechendes Innengewinde 3a des Riegels 3. Zwischen dem Kopf des Ankerbolzens 2 und dem zu befestigenden Bauteil 4 ist eine Unterlagscheibe 5 angeordnet. Der Riegel 3 ist nach Art einer Blattfeder ausgebildet, die vorzugsweise in Richtung des Ankerbolzens 2 federnd ist. Beim Setzvorgang wird zunächst der Riegel 3 in die Hilfsbohrung lb eingesetzt und beispielsweise mittels eines Hilfswerkzeuges gegenüber der Verankerungsbohrung la ausgerichtet. Sodann wird der Ankerbolzen 2 durch dias zu befestigende Bauteil 4 hindurch in die Verankerungsbohrung la ragenden Riegel 3 eingeschraubt. Beim Vorspannen der Verankerung durch Aufbringen eines Drehmomentes am Ankerbolzen 2 wird der blattfederartig ausgebildete Riegel 3 elastisch verformt. Bei einem anschliessenden Sichsetzen des Aufnahmematerials 1 kann der Riegel 3 ausgleichen und einen wesentlichen Abbau der Vorspannung der Verankerung verhindern.

Die aus den Fig. 2 und 3 ersichtliche Vorrichtung entspricht funktionsmässig weitgehend derjenigen gemäss Fig. 1. In einem insgesamt mit 11 bezeichneten Aufnahmematerial befinden sich eine im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 5 des Aufnahmematerials 11 verlaufende Verankerungsbohrung IIa sowie eine diese kreuzende Hilfsbohrung 1 lb. In die Verankerungsbohrung IIa ist ein Ankerbolzen 12 eingesetzt. In der Hilfsbohrung 1 lb befindet sich ein insgesamt mit 13 bezeichneter Riegel. Der Riegel 13 besteht aus zwei parallel io zueinander angeordneten Teilen 13a, 13b. Durch diese Ausbildung ist der Riegel 13 relativ einfach und wirtschaftlich durch Stanzen herstellbar.

Wie der in Fig. 3 dargestellte Querschnitt zeigt, sind die Endbereiche des Riegels 13 etwa U-förmig ausgebildet. Somit 15 entsteht eine günstige Auflagefläche des Riegels 13 an der Wandung der Hilfsbohrung 1 lb. Der Ankerbolzen 12 ist durch ein zu befestigendes Bauteil 14 hindurch in die Verankerungsbohrung IIa eingesetzt. Zwischen dem Kopf des Ankerbolzens 12 und dem Bauteil 14 ist eine Unterlag-20 scheibe 15 angeordnet. Eine Hülse 16 dient der Aufnahme von Querkräften sowie dem Zentrieren des Ankerbolzens 12. Der Riegel 13 weist eine im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Ankerbolzens 12 entsprechende Durchtrittsöffnung 13c auf. Das Ende des Ankerbolzens 12 ist in ein in die 25 Verankerungsbohrung 1 la eingesetztes, hülsenförmiges Gegenlager 17 eingeschraubt. Das Gegenlager liegt auf der in Lastangriffsrichtung abgewandten Seite des Riegels 13 am Teil 13b des Riegels 13 an. Zu diesem Zweck ist das Gegenlager 17 mit einer der Neigung der Hilfsbohrung 1 lb entspre-30 chenden Auflagefläche versehen. Bei der Montage der Vorrichtung wird zunächst das Gegenlager 17 bis zum Grund der Verankerungsbohrung 1 la eingeführt. Sodann wird der Riegel 13 in die Hilfsbohrung IIb eingesetzt. Schliesslich wird der Ankerbolzen 12 samt der Hülse 16 durch das zu befesti-35 gende Bauteil 14 hindurch in die Verankerungsbohrung IIa eingeführt und durch den Riegel 13 hindurch in das Gegenlager 17 eingeschraubt. Beim Vorspannen der Verankerung wird auch hier der Riegel 13 in Lastangriffsrichtung des Ankerbolzens 12 verformt. Durch die mehrteilige Ausbildung 4o des Riegels 13 kann dessen Federkennlinie den entsprechenden Verhältnissen angepasst werden. Nach dem Einsetzen des Riegels 13 in die Hilfsbohrung 1 lb kann diese beispielsweise mittels eines Pfropfens oder mittels einer aushärtenden Masse verschlossen werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zur formschlüssigen Verankerung in einem Aufnahmematerial, mit einem in eine Verankerungsbohrung einsetzbaren, wenigstens teilweise mit Gewinde versehenen Ankerbolzen und einem mit dem Ankerbolzen verbindbaren, in eine die Verankerungsbohrung kreuzende Hilfsbohrung einsetzbaren Riegel, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (3, 13) blattfederartig mit in Lastangriffsrichtung des Ankerbolzens (2,12) verlaufendem Federweg ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (3,13) in seinen Endbereichen etwa U-förmi-gen Querschnitt aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (13) aus mehreren parallel zueinander angeordneten Elementen (13a, 13b) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (3) ein dem Gewinde des Ankerbolzens (2) entsprechendes Innengewinde (3a) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riegel (13) eine im wesentlichen dem Aussendurchmesser des damit zu verbindenden Bereiches des Ankerbolzens (12) entsprechende Durchtrittsöffnung (13c) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der in Lastangriffsrichtung abgewandten Seite des Riegels (13) ein mit einem dem Gewinde des Ankerbolzens (12) entsprechenden Innengewinde versehenes Gegenlager (17) am Riegel (13) anliegt.