CN103429913B - 扩张销钉 - Google Patents

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Abstract

对于一种扩张销钉（1），其包括：带有扩张体（3）的锚栓（2），所述扩张体位于具有纵轴线（10）的所述锚栓（2）的第一端部区段（6）上；至少一个位于所述锚栓（2）的另外的第二端部区段（8）上的、用于承受负荷的作用件（20）；环绕所述锚栓（2）的扩张套筒（4），在该扩张销钉（1）制造成本较低的同时应该在扩张套筒（4）与混凝土之间产生一种良好的连接。此目的通过如下方式得以实现：所述扩张体（3）在径向外侧上在一过渡区（9）处针对所述纵轴线（10）上至少一个相同点而言到纵轴线（10）具有不同的距离。

Description

扩张销钉
技术领域
本发明涉及一种扩张销钉。
背景技术
扩张销钉带有锚栓、扩张体、作用件以及环绕锚栓的扩张套筒，用于将工件固定在建筑构件上。为此，要往建筑构件中、例如往混凝土墙壁或者混凝土屋顶中加工出钻孔，然后将扩张销钉插入该钻孔内。锥形的扩张体借助作用件在锚栓上运动，从而，通过这种方式使扩张体将扩张套筒径向向外挤压，由于扩张套筒或者扩张体与建筑构件如钻孔处混凝土之间的径向力而形成对扩张销钉的锚固。因此工件或者物品便可在扩张销钉上得以固定。
因而在扩张套筒与建筑构件上的孔壁之间，孔壁与扩张套筒之间的摩擦力便造成了对扩张销钉的锚固。锥形的扩张体构造成关于锚栓或者说扩张体的纵轴线旋转对称。
DE4116149A1披露了一种带有锚栓的扩张销钉，该锚栓的圆柱体形的杆部在沿安置方向的端部区域内具有一个扩大部并且在与这个扩大部背离的端部上具有用于承受负荷的作用件，其中，锚栓至少沿着其杆部的一部分被一个能与之相对移动的扩张套筒所环绕，该扩张套筒具有至少一个朝向安置侧端部开放的纵向槽口并且在其外轮廓上设有径向伸出的凸起。
发明内容
因此本发明的目的是：提供一种扩张销钉，其中，在该扩张销钉制造成本低的同时能够在扩张套筒与混凝土之间产生一种良好的连接。
为此，本发明提供一种扩张销钉，其包括：
-带有扩张体的锚栓，所述扩张体位于具有纵轴线的所述锚栓的第一端部区段上，
-至少一个位于所述锚栓的另外的第二端部区段上的、用于承受负荷的作用件，和
-环绕所述锚栓的扩张套筒，
-其中，所述扩张体在径向外侧上在一过渡区处针对所述纵轴线上至少一个相同点而言到纵轴线具有不同的距离，从而在所述过渡区上出现到纵轴线距离最大的点以及到纵轴线距离最小的点，
其特征在于：
-所述扩张套筒由至少一部分所述到纵轴线距离最大的点沿径向加载，其中，针对所述至少一个相同点而言到纵轴线的各所述距离相差至少1％。
上述目的通过这样一种扩张销钉得以实现，该扩张销钉包括：带有扩张体的锚栓，所述扩张体位于具有纵轴线的所述锚栓的第一端部区段上；至少一个位于锚栓的另外的第二端部区段上的、用于承受负荷的作用件；环绕锚栓的扩张套筒，其中，所述扩张体在径向外侧上在一过渡区处针对所述纵轴线上至少一个相同点而言到纵轴线具有不同的距离。
因此，锚栓的扩张体并不具有关于锚栓的纵轴线旋转对称的几何形状。与旋转对称的几何形状相比，根据本发明一方面是削弱了锥体在击入钻孔时损伤钻孔的倾向，从而根据本发明可降低安置能量以及特别是减少锤击的次数。而且，通过符合本发明的锥形设计减少了锚栓在施加安装扭矩时的随同旋转。另一方面，在扩张套筒利用扩张体胀开或者径向翻折开来时，扩张套筒沿扩张体上的切线方向出现不同的变形或者膨胀。因此扩张套筒或者扩张体可以逐点地(点状作用地)以很大的压力抓抠或者卡固在建筑构件内的钻孔壁上，从而通过这种方式使得扩张销钉可以承受特别大的力。基于扩张体的这种几何形状，制造精度对由扩张销钉在钻孔壁上可传输的力仅仅具有很小的影响，因此在制造扩张体时较低的制造精度就足够了并且因而可以节省制造成本。
特别是，至少过渡区构造成波浪状的或者锯齿状的，例如带有至少3、4或7个、优选7至9个波形或者齿形，和/或针对所述至少一个点而言到纵轴线的距离相差至少1％、2％、3％、4％、5％、10％、15％或20％。优选波形在其径向居于外面的波峰处通过修角(Radien)而倒圆。而齿形则可以构造成有角的。
在另一个设计中，波浪状或者锯齿状的过渡区沿轴向方向仅仅占据扩张体的一个部分区域。作为可选方案，整个扩张体都可以构造有波形或者齿形。
扩张体适宜地具有一种锥形的几何形状，特别是在过渡区以外。
在一个补充的实施方式中，过渡区构造成基本上圆柱体形的，并且该圆柱体的纵轴线与锚栓的纵轴线同轴定向。基于圆柱体形的过渡区，扩张体在该过渡区处并不呈锥形构造。因此，在扩张套筒利用扩张体胀开时，过渡区以外的锥形扩张体处的扩张套筒首先径向胀开，而在锚栓的后部第一端部的区域中才出现过渡区。在过渡区的起始位置，以及同样在过渡区上，基于该过渡区的波浪状或者锯齿状的几何形状而在过渡区处表现出到纵轴线的不同的距离。因此，在扩张过程结束时扩张套筒径向不同程度地胀开。可以实现在建筑构件如混凝土墙壁或者混凝土屋顶的钻孔壁中对扩张套筒或者扩张体特别有效的锚固。因此，基于逐点出现的大的压力，可以传输特别大的摩擦力，另外还可以实现扩张套筒和/或扩张体在钻孔壁内的形状锁合的锚固。
作为可选方案可以规定：过渡区构造成基本上锥形的，其中，过渡区的张角优选小于扩张体在过渡区以外的张角。优选扩张体具有两个有不同张角的锥形区域，其中，这些区域之一包含带有波形或者齿形的过渡区。
优选地，在过渡区的横截面中，该过渡区的到纵轴线距离最大的各点通过一个假想的外接圆连起来，并且该外接圆的中点与纵轴线相符；和/或在过渡区的横截面中，该过渡区的到纵轴线距离最小的各点通过一个假想的内接圆连起来，并且该内接圆的中点与纵轴线相符。
传统的由现有技术中已知的扩张体构造成关于纵轴线旋转对称的。在一种变型方案中，扩张体在过渡区以外构造成锥形的或者截锥形的，并且，在过渡区处，假想的内接圆和/或外接圆具有基本上恒定的半径，也就是说，该过渡区为基本上圆柱体形的。在此，假想的外接圆的半径大于由现有技术中已知的扩张体的在径向外侧上到纵轴线的最大距离。在现有技术中已知的旋转对称的扩张体的应用中，基于扩张套筒的尺寸或者几何形状，该扩张套筒配置了一个确定的扩张体，并且这个由现有技术已知的旋转对称的扩张体的最大距离因此要小于外接圆的半径。因此，在扩张体胀开时，该扩张体在本发明的扩张销钉的应用中在到纵轴线的距离最大的点处局部径向的胀开程度要比在现有技术中已知的扩张体的应用中更大。在此，内接圆的半径小于或者基本上(也就是说具有10％、5％、3％、2％或1％的偏差)等于由现有技术已知的扩张体处的最大半径或者说到纵轴线的最大距离。特别是可以规定：外接圆的半径与内接圆的半径相差至少1％。因此，在本发明的扩张体的应用中，扩张体在到纵轴线距离最小的点上也同样径向胀开至较小的范围或者基本上相同的范围。
适宜地，假想的外接圆的半径具有小于20％、10％或5％的偏差，和/或假想的内接圆的半径具有小于20％、10％或5％的偏差。
在另一个实施方式中，所述至少一个作用件包括锚栓上的螺纹、垫圈或者有孔的垫板以及螺母。
特别是所述至少一个作用件构造在锚栓的第二端部区段上。
在另一个设计中，锚栓和/或扩张体和/或所述至少一个作用件至少部分地、特别是完全由金属例如钢构成。
在一个补充的设计中，锚栓具有一支承环并且扩张体支撑在该支承环上。在利用作用件例如螺母将锚栓旋出时，需要将扩张套筒轴向固定，从而便扩张套筒可以胀开。这一点借助摩擦锁合得以实现，例如通过如下方式，即，扩张套筒附加地设置有凸起。
在一个补充的变型方案中，扩张套筒一直延伸到垫圈的螺母为止，就是说，抵靠在一个作用件上，以及在旋出锚栓时并不是通过钻孔壁与扩张套筒之间的摩擦对扩张套筒进行轴向固定，而是通过如下方式，即，扩张套筒抵靠在至少一个作用件如垫圈上。
附图说明
下文将参照附图进一步阐述本发明的实施例。附图中示出：
图1为扩张销钉的侧视图；
图2为扩张销钉的过渡区的按照图1的A-A截面；和
图3为另一种扩张销钉的侧视图。
具体实施方式
在图1中示出的扩张销钉1用于将构件固定在建筑构件上。在建筑构件中(未示出)加工出一个钻孔，并且为了固定构件，需将扩张销钉1插入或者击入这个钻孔内。建构构件例如是建筑物的混凝土墙壁或者混凝土屋顶。
扩张销钉1包括一个锚栓2。该锚栓2具有一个带有第一端部区段6的第一端部5和一个带有第二端部区段8的第二端部7。在将扩张销钉1插入建筑构件的钻孔壁内时，例如借助锤子击入时，锚栓2的第一端部5被插入钻孔壁内而锚栓2的第二端部7或者还有第二端部区段8保留在钻孔壁之外。在第一端部区段6上一个锥形扩张体3与锚栓2构造成一体。在扩张体3与同锚栓2构造成一体的支承环15之间，围绕锚栓2同轴地设置有一个扩张套筒4。该扩张套筒4抵靠在支承环15上，从而，在将扩张销钉1击入钻孔壁时以及与此相关联地在钻孔壁与扩张套筒4之间作用有摩擦力的情况下，扩张套筒4由于抵靠在支承环5上而不会在锚栓2上朝第二端部7的方向移动。
扩张套筒4具有多个、例如三个或者五个沿锚栓2纵轴线10方向的纵向槽口16，因此，基于轴向的纵向槽口16，扩张套筒4具有多个扩张段17。在扩张套筒4上，特别是在所述扩张段17上构造有第一凸起18和第二凸起19。第一凸起18构造得比第二凸起19更靠近锚栓2的第一端部5。另外，优选第一和第二凸起18、19还具有不同的几何形状。
在锚栓2的第二端部区段8上设置有三个作用件20。所述作用件20为加工在锚栓2中的螺纹21、一个垫圈22和一个螺母23。该螺母23具有未示出的内螺纹，该内螺纹与锚栓2上的外螺纹21啮合。
扩张体3在其径向外侧上设置有一个过渡区9。该过渡区9在图1的剖面A-A中，也就是说在垂直于图1的绘图平面并垂直于锚栓2的纵轴线10的剖面中，构造成具有大量波形的波浪状。因此，扩张体3在过渡区9处具有到纵轴线10的不同的距离。因而，在过渡区9上的波峰上出现到纵轴线10距离最大的点11以及在波谷上出现到纵轴线10距离最小的点12。在此，距离最大的各点11连接成一个在图2中用虚线示出的假想的外接圆13以及到纵轴线10距离最小的各点12彼此连接成一个在图2中用虚线示出的假想的内接圆14。扩张体3在过渡区9以外构造成锥形的，也就是说根据垂直于图1的绘图平面的且垂直于纵轴线10(未示出)的剖面A-A的剖面因而描绘出一个半径朝着第一端部5的方向逐渐增加的圆。过渡区9在波形或者锯齿形状忽略不计的情况下基本上呈圆柱体状结构，也就是说优选具有小于20％、10％、5％或2％的偏差，从而，在根据垂直于图1的绘图平面的且垂直于过渡区9处纵轴线10的剖面A-A的剖面中，假想的外接圆和内接圆13、14在沿纵轴线的方向上的不同的剖面中具有恒定的半径。
为了将工件固定在扩张销钉1上，需将该扩张销钉1插入或者击入建筑构件的一个钻孔或者孔内。在将扩张销钉1插进这个钻孔之后，第一端部5布置在该钻孔之内而第二端部7布置在该钻孔之外。利用在其内螺母23与螺纹21旋紧的作用件20，锚栓2以及因此还有扩张体3沿着纵轴线10的轴向方向被向外旋出，从而，通过这种方式，由于扩张套筒4利用该扩张套筒4与钻孔壁之间的摩擦力被轴向固定，还由于同样能实现形状锁合式连接的凸起18、19，扩张套筒4便借助扩张体3在扩张段17处径向向外扩张，这样在扩张套筒4和/或扩张体3与钻孔壁之间便产生了摩擦力和预紧，用于将扩张销钉1轴向紧固在未示出的建筑构件的未示出的钻孔内。
由于在锚栓2的第一端部5的区域内，也就是说在锚栓2的第一端部区段6上，扩张体3的径向外侧上的过渡段9是波浪状的，故而产生了扩张体3和/或扩张套筒4与孔壁的不同的径向预紧或者抓抠。因此，在到纵轴线10距离最大的点11的区域内比在到纵轴线10距离最小的点12上产生局部明显更大的预紧力。在孔壁与扩张套筒4和/或扩张体3之间逐点地实现了一种较强力的抓抠以及还有形状锁合的连接。因此，即使是在困难的条件下扩张销钉1也能够承受非常大的轴向拉力，因为扩张套筒4和/或扩张体3能够承受很大的摩擦力并且在扩张套筒4和/或扩张体3以及钻孔壁之间还存在一种很好的形状锁合连接。
在图3中示出的是扩张销钉的另一个实施例。在图3中示出的实例与图1的实例的不同之处在于：根据图3，带有波形或者齿形的过渡区9构造成锥形的，其中，过渡区9内的张角α1小于过渡区9以外的张角α2。
总体上看，本发明的扩张销钉1带来了一些重要的优点。基于扩张体3上过渡区9的波浪状的几何形状，沿外接圆13或者内接圆14的圆周方向在钻孔壁上切向地产生不同的预紧或者抓抠。另外，用于击入销钉的安置能量能够有针对性地得到降低，并且锚栓的防旋转性能够得到提高。因此，由于扩张体3制造误差产生的不同尺寸仅仅还会对可由扩张销钉1传输的力产生非常小的影响，从而能够以较低的制造精度和利用可选的多种制造方法来更加经济地制造该扩张体3。

Claims (19)

1.扩张销钉(1)，其包括：
-带有扩张体(3)的锚栓(2)，所述扩张体位于具有纵轴线(10)的所述锚栓(2)的第一端部区段(6)上，
-至少一个位于所述锚栓(2)的另外的第二端部区段(8)上的、用于承受负荷的作用件(20)，和
-环绕所述锚栓(2)的扩张套筒(4)，
-其中，所述扩张体(3)在径向外侧上在一过渡区(9)处针对所述纵轴线(10)上至少一个相同点而言到纵轴线(10)具有不同的距离，从而在所述过渡区(9)上出现到纵轴线(10)距离最大的点(11)以及到纵轴线(10)距离最小的点(12)，
其特征在于：
-所述扩张套筒(4)由至少一部分所述到纵轴线(10)距离最大的点(11)沿径向加载，其中，针对所述至少一个相同点而言到纵轴线(10)的各所述距离相差至少1％。
2.如权利要求1所述的扩张销钉，其特征在于：至少所述过渡区(9)构造成波浪状或者锯齿状。
3.如权利要求2所述的扩张销钉，其特征在于：波浪状或者锯齿状的所述过渡区(9)具有至少3或4个波形或者齿形。
4.如权利要求2所述的扩张销钉，其特征在于：波浪状或者锯齿状的所述过渡区(9)具有7至9个波形或者齿形。
5.如权利要求3或4所述的扩张销钉，其特征在于：各波形在其径向居于外面的波峰处通过修角而倒圆。
6.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述扩张体(3)具有锥形的几何形状。
7.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述扩张体(3)在所述过渡区(9)以外具有锥形的几何形状。
8.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述过渡区(9)构造成基本上圆柱体形的，并且该圆柱体的纵轴线(10)与所述锚栓(2)的纵轴线(10)同轴地定向。
9.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述过渡区(9)构造成基本上锥形的。
10.如权利要求9所述的扩张销钉，其特征在于：所述扩张体(3)在所述过渡区(9)以外具有锥形的几何形状，其中，该过渡区(9)的张角(α1)小于所述扩张体(3)在过渡区(9)以外的张角(α2)。
11.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：在所述过渡区(9)的横截面中，该过渡区(9)的到纵轴线距离最大的各点通过一假想的外接圆(13)相连接，并且该外接圆的中点与所述纵轴线(10)相符；和/或在所述过渡区(9)的横截面中，该过渡区(9)的到纵轴线(10)距离最小的各点通过一假想的内接圆(14)相连接，并且该内接圆的中点与所述纵轴线(10)相符。
12.如权利要求11所述的扩张销钉，其特征在于：所述外接圆(13)的半径与所述内接圆(14)的半径相差至少1％。
13.如权利要求11所述的扩张销钉，其特征在于：所述扩张体(3)在所述过渡区(9)以外构造成锥形的，并且在所述过渡区(9)处，所述假想的内接圆(14)和/或外接圆(13)具有基本上恒定的半径。
14.如权利要求13所述的扩张销钉，其特征在于：所述假想的外接圆(13)的半径具有小于10％的偏差；和/或所述假想的内接圆(14)的半径具有小于10％的偏差。
15.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述至少一个作用件(20)包括在所述锚栓(2)上的螺纹(21)并包括垫圈(22)和螺母(23)。
16.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述至少一个作用件(20)构造在所述锚栓(2)的第二端部区段(8)上。
17.如权利要求1至4之任一项所述的扩张销钉，其特征在于：所述锚栓(2)和/或所述扩张体(3)和/或所述至少一个作用件(20)至少部分地由金属构成。
18.如权利要求17所述的扩张销钉，其特征在于：所述锚栓(2)和/或所述扩张体(3)和/或所述至少一个作用件(20)至少部分地由钢构成。
19.如权利要求17所述的扩张销钉，其特征在于：所述锚栓(2)和/或所述扩张体(3)和/或所述至少一个作用件(20)完全由金属构成。
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