CH667687A5

CH667687A5 - ANCHORING DEVICE.

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: DE3447414A1; DE3447414C2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

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. The invention relates to a device for positive anchoring in a receiving material, with an anchor bolt that can be inserted into an anchoring hole, at least partially threaded, and a bolt that can be connected to the anchor bolt and that can be inserted into an auxiliary hole that crosses the anchoring hole.

Formschlüssige Verankerungen werden hauptsächlich für Befestigungen in harten Aufnahmematerialien wie Beton, Positive anchors are mainly used for fastenings in hard mounting materials such as concrete,

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. Rock or other rock used that are exposed to high static or dynamic loads. In contrast to the also known dowels that can be anchored by friction locking, a failure with a form-fitting anchorage can only occur if the anchor is destroyed or if the receiving material breaks out.

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. Interlocking anchorages are essentially produced using two different processes. According to one method, an area of the borehole lying in the interior of the receiving material is expanded by means of a special tool. The radially expandable region of the fastening element to be inserted into the borehole is then supported in the axial direction on the shoulder of the enlargement closer to the borehole mouth. The disadvantage of this solution is that the special tools required to manufacture the extension are very complex and prone to failure.

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. In a further known device, an anchoring hole and an auxiliary hole, which usually crosses it at an acute angle, are produced. To create the anchor, a bolt is inserted into the auxiliary hole and an anchor bolt into the anchor hole and connected to the bolt. This anchoring has the advantage that it can also be easily removed again if required.

Insbesondere Verankerungen, welche im Betrieb dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, werden beim Setzvorgang meist vorgespannt. Infolge von bisher nicht näher geklärten In particular, anchorages that are exposed to dynamic loads during operation are usually pre-stressed during the setting process. As a result of not yet clarified

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. Settling phenomena of the recording material and cracks arising in the recording material can be partially or completely reduced after a shorter or longer period of operation. The anchoring therefore no longer meets the requirements placed on it. In order to prevent or at least reduce this reduction in the preload, it is known to arrange spring elements between the abutment of the anchor bolt and the component to be fastened. For reasons of space, disc springs are preferably used. Such spring assemblies arranged on the outside of the fastening, however, have a disruptive effect and are also exposed to external influences, for example weather or dirt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine formschlüssige Verankerung zu schaffen, bei der der Abbau der Vorspannung ohne äussere störende Mittel verhindert wird. The invention has for its object to provide a positive anchoring, in which the reduction of the bias is prevented without external disruptive means.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der Riegel blattfederartig mit in Lastrichtung des Ankerbolzens verlaufendem Federweg ausgebildet ist. According to the invention, this is achieved in that the bolt is designed in the manner of a leaf spring with a spring travel extending in the load direction of the anchor bolt.

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. As a result of the design according to the invention, the spring element for maintaining the prestress is thus moved into the interior of the receiving material. There it is protected from external influences and does not have a visual impact. Another important advantage is that no additional element is required for the suspension, but that the bolt, which is already present, has resilient properties due to the corresponding design. The prerequisite for this is that the latch is made of resilient material.

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. The pretensioning force of such anchoring can be relatively large. In order to enable these pretensioning forces to be introduced favorably onto the receiving material, the latch expediently has an approximately U-shaped cross section in its end regions. The bolt can thus adapt to the curvature of the auxiliary bore in its end regions, so that high peak pressures which destroy the receiving material are avoided. Depending on the type of anchoring and the size of the load occurring, different spring properties of the compensating element are necessary. For optimal adaptation, the bolt preferably consists of several elements arranged parallel to one another.

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. These individual elements can be of the same design or have different lengths, widths or thicknesses. Virtually any spring characteristic curve can thus be put together with a few elements, as is known, for example, from the plate springs.

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. There are various options for connecting the anchor bolt to the bolt. In a simple embodiment, the bolt expediently has an internal thread corresponding to the thread of the anchor bolt. During the manufacture of the anchorage, the anchor bolt is screwed directly into the bolt thread. To connect the transom to the anchor bolt, the angle of inclination of the internal thread in the transom must essentially correspond to the angle between the anchoring hole and the auxiliary hole.

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. Another advantageous option for connecting the anchor bolt to the bolt is that the bolt has an essentially the outside diameter of the region of the anchor bolt to be connected to it. The anchor pin is inserted through the bolt. The connection can be made, for example, by means of cams on the anchor bolt which engage behind the bolt. If the passage opening is designed as an elongated hole, different angles between the anchoring hole and the auxiliary hole are also possible with this solution.

Zusammen mit einem eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Riegel ist es zweckmässig, wenn auf der in Lastangriffs2 Together with a bolt having a passage opening, it is expedient if the load attack 2

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

667 687 667 687

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. Direction facing away from the bolt an abutment provided with an internal thread corresponding to the thread of the anchor bolt rests on the bolt. Such a counter bearing can be designed as a simple threaded bushing with the inclination angle of the auxiliary bore correspondingly inclined support surface for the bolt. The inclination of the bolt prevents the counter bearing from turning when the anchor bolt is tightened.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings, for example. Show it:

Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemässen Verankerung; 1 shows a first embodiment of an anchoring according to the invention;

Fig. 2 eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Verankerung; 2 shows a further embodiment of an anchoring according to the invention;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Verankerung entlang der Linie III-III. Fig. 3 shows a cross section through the anchor shown in Fig. 2 along the line 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. The device according to the invention shown in FIG. 1 essentially consists of an anchor bolt 2 inserted into a receiving material, generally designated 1, and a bolt, generally designated 3, connected to the anchor bolt 2. The anchor bolt 2 is inserted into an anchoring hole 1 a that runs essentially perpendicular to the surface of the receiving material 1. An auxiliary bore 1b also extending from the surface of the receiving material 1 crosses the anchoring bore la at an angle of approximately 45 °. The bolt 3 is connected to the anchor bolt 2 via an internal thread 3a of the bolt 3 corresponding to the thread of the anchor bolt 2. A washer 5 is arranged between the head of the anchor bolt 2 and the component 4 to be fastened. The bolt 3 is designed in the manner of a leaf spring, which is preferably resilient in the direction of the anchor bolt 2. During the setting process, the bolt 3 is first inserted into the auxiliary bore 1b and aligned with the anchoring bore 1a, for example by means of an auxiliary tool. Then the anchor bolt 2 is screwed through the component 4 to be fastened into the anchoring hole la projecting bolt 3. When the anchoring is pretensioned by applying a torque to the anchor bolt 2, the leaf spring-like latch 3 is elastically deformed. When the receiving material 1 is subsequently seated, the bolt 3 can compensate and prevent a substantial reduction in the pretensioning of the anchoring.

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. The device shown in FIGS. 2 and 3 corresponds functionally largely to that according to FIG. 1. In a receptacle material, generally designated 11, there is an anchoring hole IIa running essentially perpendicular to the surface 5 of the receptacle material 11 and an auxiliary hole 1 lb crossing it. An anchor bolt 12 is inserted into the anchoring hole IIa. In the auxiliary hole 1 lb there is a bolt designated 13 in total. The bolt 13 consists of two parts 13a, 13b arranged parallel to one another. With this design, the bolt 13 is relatively simple and economical to produce by punching.

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. As the cross section shown in FIG. 3 shows, the end regions of the bolt 13 are approximately U-shaped. Thus 15 creates a favorable contact surface of the bolt 13 on the wall of the auxiliary hole 1 lb. The anchor bolt 12 is inserted through a component 14 to be fastened into the anchoring hole IIa. Between the head of the anchor bolt 12 and the component 14, a washer 20 disc 15 is arranged. A sleeve 16 serves to absorb transverse forces and to center the anchor bolt 12. The bolt 13 has a passage opening 13c which corresponds essentially to the outside diameter of the anchor bolt 12. The end of the anchor bolt 12 is screwed into a sleeve-shaped counter-bearing 17 inserted into the 25 anchoring bore 1a. The counter bearing rests on the side of the bolt 13 facing away from the load application direction on the part 13b of the bolt 13. For this purpose, the counter bearing 17 is provided with a support surface corresponding to the inclination of the auxiliary bore 1 lb. When installing the device, the counter bearing 17 is first introduced to the bottom of the anchoring hole 1 la. The bolt 13 is then inserted into the auxiliary hole IIb. Finally, the anchor bolt 12 together with the sleeve 16 is inserted through the component 14 to be fastened into the anchoring bore IIa and screwed through the bolt 13 into the counter bearing 17. When pretensioning the anchoring, the bolt 13 is deformed in the load application direction of the anchor bolt 12. Due to the multi-part design 4o of the bolt 13, its spring characteristic can be adapted to the corresponding conditions. After the bolt 13 has been inserted into the auxiliary bore 11b, this can be closed, for example, by means of a plug or by means of a hardening compound.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

667 687 PATENT CLAIMS

1. Device for positive anchoring in a receiving material, with an anchor bolt that can be inserted into an anchoring hole, at least partially provided with thread, and a bolt that can be connected to the anchor bolt and that can be inserted into an auxiliary hole that crosses the anchoring hole, characterized in that the bolt (3, 13) is designed like a leaf spring with spring travel extending in the direction of load application of the anchor bolt (2, 12).

2. Device according to claim 1, characterized in that the bolt (3, 13) has an approximately U-shaped cross section in its end regions.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the bolt (13) consists of several elements (13a, 13b) arranged parallel to one another.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bolt (3) has an internal thread (3a) corresponding to the thread of the anchor bolt (2).

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bolt (13) has a passage opening (13c) substantially corresponding to the outer diameter of the region of the anchor bolt (12) to be connected therewith.

6. The device according to claim 5, characterized in that on the side facing away from the load application direction of the bolt (13) with a corresponding to the thread of the anchor bolt (12) corresponding internal thread bearing (17) abuts the bolt (13).