CH691781A5 - Befestigungselement mit einem Ankerbolzen und einem Klemmkeil. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, bestehend aus einem Ankerbolzen und einem Klemmkeil, wobei am hinteren Ende des Ankerbolzens ein Abschnitt zum Halten eines Gegenstandes vorgesehen ist und wobei der Ankerbolzen und der Klemmkeil in ihrem jeweiligen vorderen Bereich mit zusammenwirkenden Flächen versehen sind, die bei einer Relativ-Verschiebung des Klemmkeils in Richtung zu dem vom Abschnitt entfernten vorderen Ende des Ankerbolzens eine Verspreizung von Ankerbolzen und Klemmkeil zueinander bewirken. 



  Derartige Befestigungselemente, die in der Praxis als Deckennägel bezeichnet werden, sind beispielsweise aus der DE 2 905 337 C, der EP 0 283 720 B und der DE 2 913 090 C bekannt. Der Flansch ist hierbei mit einer Durchgangs-Aussparung für den Klemmkeil versehen. Der Klemmkeil wird in ungespreiztem Zustand des Befestigungselements in der Aussparung des Flansches gehalten. Der Klemmkeil ist hierbei in der Regel etwa bis zur bündigen Lage mit dem Flansch in ein Bohrloch eintreibbar, sodass das freie Ende des Klemmkeils nicht oder nicht nennenswert über den Flansch vorsteht. Ausser ihrem einfachen Aufbau haben diese Deckennägel den Vorteil, dass sie nachspreizen, d.h. wenn sie sich etwas setzen, verschiebt sich der Klemmkeil weiter in Spreizrichtung gegenüber dem Ankerbolzen, sodass das Befestigungselement selber wieder festsitzt.

   Sie werden in der Weise verwendet, dass das an einer Decke zu befestigende Teil zwischen der Decke und dem Flansch eingespannt wird. Aus dem DE 9 319 680 U ist es weiterhin bekannt, auf dem Ankerbolzen einen Gewindering mit einem Aussengewinde gegenüber dem Ankerbolzen drehfest anzubringen, der gegen die dem vorderen Ende des Ankerbolzens vordere Stirnseite des Flansches anliegt. 



  Aus der EP 0 343 342 B1 ist weiterhin ein Befestigungselement bekannt, das aus einem Schaft mit einem Gewindeabschnitt oder einer entsprechenden Einrichtung zur Befestigung eines Gegenstandes und aus einem am Ende angeordneten Spreizkonus besteht. Der Spreizkonus geht in einen verjüngten Abschnitt des Schaftes über, an welchem eine als Federhülse ausgebildete Spreizhülse angeordnet ist, die in unbelastetem Zustand einen grösseren Aussendurchmesser aufweist als der Schaftdurchmesser. Die Spreizhülse hat an ihrer dem Spreizkonus abgewandten Seite nach innen unter einem stumpfen Winkel abgewinkelte Laschen, deren stirnseitige Ränder gegen eine Schulter gerichtet sind, die den Übergang zwischen dem verjüngten Abschnitt und dem Schaft bildet. Diese Laschen liegen beim Einschlagen des Befestigungselementes an einer Schulter des Schaftes an.

   Die Spreizhülse wird durch die nach innen gebogenen Laschen in diesem Bereich verjüngt, wodurch erreicht wird, dass auch bei unregelmässig verlaufenden Bohrlöchern die Spreizhülse nicht den angrenzenden Schulterbereich des Schaftes übergreift. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Befestigungselement der gattungsgemässen Art so auszugestalten, dass es in besonders einfacher Weise mit besonders geringem Aufwand herstellbar ist. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Ankerbolzen gegenüber einem kleinstmöglichen Bohrloch-Durchmesser Untermass und der vormontierte Ankerbolzen mit Klemmkeil gegenüber dem grösstmöglichen Bohrloch-Durchmesser ein Übermass von jeweils wenigen Zehntel Millimetern hat, und dass der Klemmkeil anschliessend an seinen durch ein Klemmteil gebildeten vorderen Bereich mit einem sich am Ankerbolzen in dessen Längsrichtung abstützenden, gegenüber dem Klemmkeil verjüngten Stauch-Steg versehen ist. Durch die erfindungsgemässen Massnahmen muss ein Rund material, aus dem der Ankerbolzen üblicherweise gebildet wird, nur im Bereich der vorderen Keilfläche und der sich hieran anschliessenden achsparallelen Flächen ausgestanzt werden. Die Standzeit der Stanzwerkzeuge ist dadurch sehr hoch.

   Es können weiterhin für unterschiedlich lange Ankerbolzen identische Stanzwerkzeuge verwendet werden, da die Keilfläche und die sich anschliessende Fläche immer gleich ausgebildet sein können. Da das Stanzen der Keilfläche und der achsparallelen Fläche im Abstand vom Flansch geschieht, tritt dort keine Kaltversprödung ein, die durch Temperieren wieder ausgeglichen werden müsste. Da die Standzeiten der Stanzwerkzeuge aufgrund der Ausgestaltung des Ankerbolzens sehr hoch sind, können auch hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle für den Ankerbolzen eingesetzt werden. Der Klemmkeil muss nicht gehärtet werden. Der Klemmkeil kann aus einfachem Schraubenstahl hergestellt werden, muss also nicht aus härtbarem Kohlenstoffstahl bestehen.

   Das Befestigungselement kann mit dem Einschlagen, ohne Setzen und Nachspreizen, die volle geforderte Last aufnehmen, da wegen des Übermasses bereits beim Einschlagen ein Verkeilen im Bohrloch stattfindet. 



  Zahlreiche vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. 



  Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt: 
 
   Fig. 1 ein Befestigungselement in vormontiertem Zustand in Längs-Seiten-Ansicht, 
   Fig. 2 das Befestigungselement in einer Längs-Drauf-Sicht, 
   Fig. 3 einen Querschnitt durch das Befestigungselement gemäss der Schnittlinie III-III in Fig. 1, 
   Fig. 4 das Befestigungselement in in ein Bohrloch eingesetztem Zustand, 
   Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines Befestigungselements in Längs-Seiten-Ansicht und 
   Fig. 6 das zweite Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes in Längs-Drauf-Sicht. 
 



  Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Befestigungselement weist einen Ankerbolzen 1 und einen Klemmkeil 2 auf. Der Ankerbolzen 1 besteht in seinem Grundaufbau aus einem massiven Kreis-Zylinder mit einer Mittel-Längs-Achse 3, die der Einfachheit halber auch als Mittel-Längs-Achse 3 des gesamten Befestigungselementes bezeichnet wird. Der Ankerbolzen 1 weist an seinem hinteren Ende 4 einen ringförmigen, radial deutlich nach aussen vorstehenden tellerartigen Flansch 5 auf, der einstückig mit dem Ankerbolzen 1, beispielsweise durch entsprechende Verformung eines als Grundmaterial für den Ankerbolzen 1 dienenden Rundmaterials, ausgebildet ist.

   Etwa von der Mitte des Ankerbolzens 1 verläuft über etwa 1/6 seiner Gesamtlänge L eine Fläche 6 parallel zur Achse 3, und zwar in deren Nähe, sodass sich die Zylinderfläche 7 des Ankerbolzens 1 in diesem Bereich nur über etwa 190 bis 200 DEG  Umfangswinkel erstreckt. Im vorderen Bereich des Ankerbolzens 1 erstreckt sich - ausgehend von der Fläche 6 - eine Keilfläche 9 über gut 1/3 der Länge L des Ankerbolzens 1. Sie ist also vom vorderen Ende 10 des Ankerbolzens 1 zur Achse 3 hingeneigt. Am vorderen Ende 10 nähert sich der Querschnitt des Ankerbolzens 1 wieder einem - allerdings noch nicht vollständigen - Kreisprofil, wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist. Die Keilfläche 9 und die Fläche 6 sind eben, müssen dies aber nicht sein. Am Übergang von der Fläche 6 in den hinteren Bereich 11 des Ankerbolzens 1 ist in diesem eine Ausnehmung 12 ausgebildet. 



  Der Klemmkeil 2 weist einen vorderen Klemmteil 13 und einen hinteren Stauch-Steg 14 auf. Der Stauch-Steg 14 erstreckt sich über den Längsbereich der Fläche 6 und ist mit seinem Ende in der Ausnehmung 12 aufgenommen, in der er seitlich festgelegt ist. Der Stauch-Steg 14 liegt nicht auf der als Fläche 6 auf, sondern erstreckt sich in geringem Abstand a von dieser. Das vordere Klemmteil 13 weist eine Spreizfläche 15 auf, die in ungespreiztem Zustand des Befestigungselementes zumindest teilweise an der Keilfläche 9 des Ankerbolzens 1 anliegt. Wie Fig. 1 entnehmbar ist, steht die Aussenfläche 16, und zwar sowohl die Aussenfläche des vorderen Klemmteils 13 als auch die Aussenfläche des Stauch-Steges 14 radial um ein geringes Übermass b, d.h. um einige Zehntel Millimeter über die Zylinderfläche 7 des Ankerbolzens 1 vor. Es gilt 0 < a - b < 0,2 mm.

   Das vordere Ende 17 des Klemmkeils 2 schliesst etwa bündig mit dem vorderen Ende 10 des Ankerbolzens 1 ab. 



  Im Bereich der Fläche 6 des Ankerbolzens 1, und zwar unmittelbar am Übergang zur Keilfläche 9, sind zwei als Halteelemente 18 dienende Vorsprünge 19 aus dem Material des Ankerbolzens 1 in der Art herausgedrückt, dass sie etwa senkrecht zur Fläche 6 und von dieser weg aus dem Ankerbolzen 1 vorragen. Entsprechend sind in diesem Bereich in der Zylinderfläche 7 des Ankerbolzens 1 zwei Vertiefungen 20 ausgebildet. Die beiden Vorsprünge 19 nehmen den Stauch-Steg 14 zwischen sich auf und sind jeweils seitlich gegen diesen gedrückt, wie insbesondere Fig. 3 entnehmbar ist. Sie dienen als Transport- und Montagesicherung, um den Klemmkeil 2 in seiner Montagestellung am Ankerbolzen 1 zu halten. 



  Die Montage eines solchen Befestigungselementes geht wie folgt vonstatten, wobei darauf hingewiesen sei, dass derartige Befestigungselemente bevorzugt als sogenannte Deckennägel, also zum Befestigen von Lasten an Beton-Decken, eingesetzt werden. 



  In eine Decke 21 wird ein Bohrloch 22 eingebracht, dessen Durchmesser geringfügig grösser ist als der Durchmesser des Ankerbolzens 1. Wenn also das Befestigungselement einen Nenndurchmesser von 6 mm hat, dann weist der Ankerbolzen 1 beispielsweise einen Durchmesser von 5,75 mm auf. Der Durchmesser des Ankerbolzens 1 mit Klemmkeil 2 im vorderen Bereich 8 beträgt in der in Fig. 1 dargestellten Stellung etwa 6,4 bis 6,5 mm. Der Durchmesser des Bohrloches 22 beträgt etwa 6,0 bis 6,2 mm. Nach dem Bohren des Bohrloches 22 wird das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte ungespreizte Befestigungselement in das Bohrloch 22 mit einem Hammer eingeschlagen.

   Da das Befestigungselement durch den Überstand des Klemmkeils 2 über den Ankerbolzen 1 Übermass gegenüber dem Bohrloch 22 hat, wird das Befestigungselement beim Einschlagen bereits im Bohrloch 22 gegenüber der Bohrlochwandung 23 verkeilt. Der Bohrlochdurchmesser unterschiedlicher Bohrlöcher 22 differiert je nach dem Zustand des Betons und dem Zustand des verwendeten Bohrers um einige Zehntel Millimeter. Des Weiteren ist der das Bohrloch 22 begrenzende Beton unterschiedlich hart. Das relative Übermass des Befestigungselementes - gemäss der Darstellung in Fig. 1 - gegenüber dem Bohrloch 22 differiert also von Bohrloch 22 zu Bohrloch 22.

   Dies wird beim Einschlagen des Befestigungselements in das jeweilige Bohrloch 22 dadurch ausgeglichen, dass der Klemmkeil 2 mit seiner Spreizfläche 15 auf der Keilfläche 9 des Ankerbolzens 1 in Richtung zu dessen hinterem Ende 4 verschoben wird, wobei der Stauch-Steg 14 gestaucht wird. Diese Verschiebung des Klemmkeils 2 relativ zum Ankerbolzen 1 erfolgt also nur bei einer entsprechend grossen Gegenkraft von der Bohrlochwandung 23 auf den Klemmkeil 2, d.h. wenn diese Kraft so gross ist, dass der Stauch-Steg 14 durch Stauchen verformt wird. Das Befestigungselement sitzt also nach dem Einschlagen fest verkeilt im Bohrloch 22. Selbst wenn es sich einmal setzen sollte, erfolgt sofort ein Nachspreizen durch Verschieben des Klemmkeils relativ zum Ankerbolzen 1 in Richtung zu dessen vorderem Ende 10.

   Beim Eintreiben des Befestigungselementes in das Bohrloch 22 wird ein Bauteil 24 an der Decke 21 befestigt. 



  Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Befestigungselement unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Befestigungselement nur durch die Ausgestaltung des Halteelements 18 min . Identische Teile werden daher in der Zeichnung mit identischen Bezugsziffern und funktionell gleiche, konstruktiv aber geringfügig abgeänderte Teile mit derselben Bezugsziffer mit einem hochgesetzten Strich bezeichnet, ohne dass es in dem einen oder anderen Fall einer erneuten Beschreibung bedürfte. Bei dieser Ausführungsform eines Befestigungselements sind keine Vorsprünge vorgesehen. Vielmehr ist im Bereich des vorderen Klemmteils 13 min  eine dessen Aussenfläche 16 min und die Zylinderfläche 7 min  des Ankerbolzens 1 min  durchsetzende Ringnut 25 ausgebildet.

   In diese Ringnut 24 ist ein offener Federring 26 eingesetzt, der nicht über die Zylinderfläche 7 min  und die Aussenfläche 16 min  vorsteht und der den Ankerbolzen 1 min und den Klemmkeil 2 min  zusammenhält, gleichzeitig aber Verschiebungen des Klemmkeils 2 min  gegenüber dem Ankerbolzen 1 min  zulässt. 



  Die Klemmkeile 2 bzw. 2 min  und die durch Stanzen aus dem vollen Material des Ankerbolzens 1 bzw. 1 min  herausgeschnittenen Flächen 6 mit Keilflächen 9 können für Befestigungselemente unterschiedlicher Gesamt-Länge L des Ankerbolzens 1, 1 min gleich ausgebildet sein, d.h. stets die gleiche Länge 1 aufweisen, sodass einheitliche Stanzwerkzeuge zur Herstellung der Fläche 6 und der Keilfläche 9 und einheitliche Werkzeuge zur Herstellung der Klemmkeile 2 bzw. 2 min  eingesetzt werden können. Da verhältnismässig wenig Material aus dem Ankerbolzen 1 bzw. 1 min  herausgeschnitten werden muss, ist die Standzeit der Stanzwerkzeuge sehr hoch; aus diesem Grunde können die Ankerbolzen 1 bzw 1 min  auch aus nichtrostendem Stahl, beispielsweise also aus hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl, hergestellt werden. Entsprechendes gilt für die Klemmkeile 2 bzw. 2 min .

   Wenn für die Herstellung der Ankerbolzen 1 bzw. 1 min  und der Klemmkeile 2 bzw. 2 min  normaler Schraubenstahl eingesetzt wird, dann muss dieser nicht gehärtet werden. Da das Stanzen der Fläche 6 und der Keilfläche 9 mit erheblichem Abstand zum durch den Flansch 5 gebildeten Kopfbereich des Befestigungselementes stattfindet, findet im Ansatzbereich des Flansches 5, also im Kopfbereich, keine Kaltversprödung des Stahls ein, zu deren Beseitigung ein Temperieren bei 500 bis 550 DEG  C notwendig wäre. 



  An Stelle des Flansches 5 kann naturgemäss auch ein Gewinde-Abschnitt vorgesehen sein, wie es aus der EP 0 343 342 B1 bzw. der DE 9 319 680 U bekannt ist.

Claims (10)

1. Befestigungselement, bestehend aus einem Ankerbolzen (1, 1 min ) und einem Klemmkeil (2, 2 min ), wobei am hinteren Ende (4) des Ankerbolzens (1, 1 min ) ein Abschnitt zum Halten eines Gegenstandes (24) vorgesehen ist und wobei der Ankerbolzen (1, 1 min ) und der Klemmkeil (2, 2 min ) in ihrem jeweiligen vorderen Bereich (13, 13 min ) mit zusammenwirkenden Flächen versehen sind, die bei einer Relativ-Verschiebung des Klemmkeils (2, 2 min ) in Richtung zu dem vom Abschnitt entfernten vorderen Ende (10) des Ankerbolzens (1, 1 min ) eine Verspreizung von Ankerbolzen (1, 1 min ) und Klemmkeil (2, 2 min ) zueinander bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerbolzen (1, 1 min ) gegenüber einem kleinstmöglichen Bohrloch-Durchmesser Untermass und der vormontierte Ankerbolzen (1, 1 min ) mit Klemmkeil (2, 2 min )

gegenüber dem grösstmöglichen Bohrloch-Durchmesser ein Übermass von jeweils wenigen Zehntel Millimetern hat und dass der Klemmkeil (2, 2 min ) anschliessend an seinen durch ein Klemmteil (13, 13 min ) gebildeten vorderen Bereich mit einem sich am Ankerbolzen (1, 1 min ) in dessen Längsrichtung abstützenden, gegenüber dem Klemmkeil (2, 2 min ) verjüngten Stauch-Steg (14) versehen ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenwirkenden Flächen durch eine Keilfläche (9) am Ankerbolzen (1, 1 min ) und eine Spreizfläche (15) am Klemmkeil (2, 2 min ) gebildet sind.

3.

Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerbolzen (1, 1 min ) anschliessend an die Keilfläche (9) eine parallel zu seiner Mittel-Längs-Achse (3) verlaufende Fläche (6) aufweist, parallel zu der der Stauch-Steg (14) verläuft.

4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauch-Steg (14) in einer Ausnehmung (12) des Ankerbolzens (1, 1 min ) in Letzterem abgestützt ist.

5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerbolzen (1, 1 min ) im Bereich zwischen der Fläche (6) und der Ausnehmung (4) über einen wesentlichen Teil seiner Gesamtlänge (L) etwa kreiszylindrisch ausgebildet ist.

6.

Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stauch-Steg (14) einen Abstand (a) von der Fläche (6) des Ankerbolzens (1, 1 min ) aufweist, der etwa dem Übermass (b) des vormontierten Ankerbolzens (1, 1 min ) mit Klemmkeil (2, 2 min ) gegenüber dem Durchmesser des Ankerbolzens (1, 1 min ) entspricht oder geringfügig grösser ist.

7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Transportsicherung dienendes, den Ankerbolzen (1, 1 min ) und den Klemmkeil (2, 2 min ) zusammenhaltendes Halteelement (18, 18 min ) vorgesehen ist.

8. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18) durch zwei an einem Teil von Ankerbolzen (1) und Klemmkeil (2) gebildeten Teil ausgebildete, das andere Teil zumindest teilweise umgreifende Vorsprünge (19) gebildet ist.

9.

Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (18 min ) durch einen in den Ankerbolzen (1 min ) und den Klemmkeil (2 min ) eingreifenden Federring (25) gebildet ist, der nicht über die Aussenfläche (16 min ) des Klemmkeils (2) und die Aussenfläche des Ankerbolzens (1 min ) vorsteht.

10. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerbolzen (1, 1 min ) und/oder der Klemmkeil (2, 2 min ) aus ungehärtetem Stahl bestehen.