CN104081067A - 锚固系统、尤其是背切锚固系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锚固系统、例如背切锚固系统(1)，其具有包括撑开体(4)的锚固栓(3)、优选至少一个用于承受载荷的作用机构(13)、包围锚固栓(3)的撑开套(5)、用于在撑开套(5)的张开和轴向运动时检测撑开套(5)在撑开体(4)上的轴向的终端位置的器件(20)，应该可以精确检测撑开套(5)的轴向的终端位置。该任务如下解决，即，所述器件具有用于检测轴向的终端位置的传感器(21)。

Description

锚固系统、尤其是背切锚固系统
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的锚固系统、尤其是行程控制撑开的锚固系统、例如背切锚固系统以及一种按照权利要求11的前序部分所述的用于紧固背切锚固系统的方法。
背景技术
包括具有撑开体的锚固栓和作用机构的背切锚以及包围锚固栓的撑开套用于将构件紧固在建筑物或岩石上。为此将孔制出到建筑物、例如混凝土壁或混凝土盖板中并且随后背切锚插入所述孔中。
在将背切锚插入所述孔中之后，撑开套借助安装仪器被置于旋转运动中并且附加地轴向压力朝撑开体的方向施加到撑开套上。基于所述轴向压力，在撑开套的端部上在撑开体的区域中撑开套被张开，也就是说径向向外运动，并且附加地通过撑开套的旋转运动去除或铣去构件的材料。由此可以借助张开的撑开套产生在构件的材料上的背切并且由此产生张开的撑开套和构件的材料之间的形锁合的连接。基于撑开套的张开，撑开套实施相对于锚固栓朝撑开体的方向的轴向运动。在此撑开套应当仅以预定的尺寸或预定的长度朝撑开体的方向运动直到轴向的终端位置。为此，锚固栓设有在撑开套的导入和张开之前被遮盖的标记部。在撑开套朝撑开体的方向插入时，在轴向的终端位置标记部出现并且借此对于使用者可见。在该标记部可见时应中断背切锚的安装过程，也就是说，应切断安装仪器并且应当不再有轴向压力施加到撑开套上。撑开套的过远的轴向插入对于背切锚的直立和承载能力有负作用。出于这个原因在安装背切锚时强制需要的是，由使用者以耗费的方式准确监控轴向的终端位置的达到，也就是说，要持续检验，标记部在撑开套的轴向插入时是否可见。
DE 37 31 819 A1示出包括锚固栓的膨胀塞或背切锚，圆锥形的加宽部沿安装方向连接到锚固栓的圆柱形的轴上并且所述轴在背离该加宽部的端部上带有用于载荷承受的作用机构，其中，锚固栓由相对于其可移动的、至少部分从安装方向侧的端部纵向开槽的撑开套包围，该撑开套的内径对应于轴的外径并且撑开套在其沿安装方向前面的端部上具有环绕的切牙。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种锚固系统、例如背切锚固系统和一种用于紧固背切锚固系统的方法，其中，可以精确和可靠地检测撑开套的轴向的终端位置。
该任务利用一种锚固系统、例如背切锚固系统解决，所述锚固系统具有包括撑开体的锚固栓、在锚固栓上或在撑开套上的优选至少一个用于载荷承受的作用机构、包围锚固栓的撑开套、用于在撑开套的张开和轴向运动时检测撑开套在撑开体上的轴向的终端位置的器件，其中，所述器件具有用于检测轴向的终端位置的传感器。以有利的方式借此在安装锚、尤其是背切锚时不再需要视觉地以使用者的眼睛监控轴向的终端位置的达到，而是轴向的终端位置可以由传感器检测。由此轴向的终端位置的特别精确的检测是可能的并且可以允许锚的特别安全和可靠的安装。
锚固系统优选是背切锚固系统、尤其是自攻的背切锚固系统，亦即锚本身可以在钻孔中产生背切的系统。但也可以设置非自攻的背切锚固系统，其中锚引入已经背切被钻孔的钻孔中。原则上本发明可以包括所有行程控制地撑开的锚。据此，所述锚固系统也可以是打入锚固系统。
在一种附加的实施形式中，所述传感器是光学的、磁性的、机械的、电感式的或电容式的传感器和/或所述器件具有处理器、例如微控制器和/或数据存储器。借助所述处理器，由传感器或用于读取标识装置的设备检测到的数据可以被处理并且利用数据存储器可以存储这些数据，例如用于后来的读取或用于监控不同的锚的安装过程。
在一种补充的变型方案中，在锚固栓上设置有能被传感器检测的传感元件。
在一种附加的实施形式中，所述传感元件在光学的传感器中为标记部或代码，或在磁性的传感器中为永磁体，或在机械的传感器中为能机械检测的几何结构、例如空隙，或在电容性的传感器中为电容器的一个极板。在标记部或代码作为传感元件的情况下，只有在锚固栓上的所述标记部或代码不被锚固套遮盖时，该标记部或代码才由光学的传感器可检测。例如在永磁体中由传感器检测至永磁体的距离并且在低于预定的与永磁体的距离时达到轴向的终端位置，尤其是如果传感器设置或构成在安装仪器上。
在一种附加的实施形式中，所述锚固系统具有传感仪器并且所述器件设置在分开的传感仪器上。所述传感仪器是附加的、尤其是可容易携带的附加于锚的构件，借助该构件独立于安装仪器可以由使用者检查和监控轴向的终端位置。为此传感仪器优选也具有能量存储单元、例如电池，以用于运行传感器和优选处理器以及传感仪器中的数据存储器。
在一种附加的变型方案中，所述锚固系统具有安装仪器并且所述器件设置在所述安装仪器上。由此不需要附加的构件、如传感仪器并且所述器件集成到安装仪器中。安装仪器尤其是在此可以如下构成，使得在达到轴向的终端位置时，安装仪器自动或自主地切断并且由此排除撑开套超过轴向的终端位置的轴向运动。
在一种附加的构造中，锚、尤其是背切锚具有锚固栓和撑开套并且所述锚、尤其是锚固栓或撑开套具有标识装置、例如条形码或RFID芯片。借助标识装置可以标识不同的锚并且由此可能的是，借助安装仪器或传感仪器存储关于对应标识的锚的由传感器检测到的数据。这能够实现，对应地记录安装过程并且由此必要时通过检验员避免锚的安装过程的减少。工作者或使用者可以在安装过程期间电子地存储安装过程，从而由此基于存储的数据可证实安装锚直到轴向的终端位置的安全和可靠的安装。
在一种补充的实施形式中，带有所述器件的传感仪器或安装仪器具有用于读取标识装置的设备。在锚的安装之前通常借助所述装置读取标识装置。所述设备在条形码的情况下例如是光学的传感器并且在RFID芯片的情况下是RFID应答器。
适宜地，借助撑开套相对于撑开体的轴向运动基于撑开体的圆锥形的几何结构撑开套能张开和/或基于撑开套的旋转运动在钻孔处的材料借助张开的撑开套能去除。只要所述锚固系统是背切锚固系统，则撑开套相对于撑开体的轴向运动优选如下引起，即撑开套被推动经过轴向固定的撑开体。如果锚固系统是打入锚固系统，则撑开套相对于撑开体的轴向运动可以优选如下引起，即锚固栓以撑开体较深地压入轴向固定的撑开套中。在背切锚固系统中，用于紧固构件的作用机构适宜地通过制出到锚固栓中的螺纹、尤其是外螺纹形成。与之相反，在打入锚固系统中，用于紧固构件的作用机构优选通过制出到撑开套中的螺纹、尤其是内螺纹形成。
在一种补充的构造中，所述锚固栓和/或所述撑开体和/或所述至少一个作用机构至少部分地、尤其是完全由金属、例如钢制成，和/或利用所述锚固系统可实施在该专利申请中说明的方法。
按照本发明的用于紧固背切锚固系统、尤其是在该专利申请中描述的背切锚固系统的方法，包括如下步骤：将背切锚导入钻孔中；将背切锚与安装仪器连接；利用安装仪器施加转矩到撑开套上，从而撑开套被置于旋转运动中；将轴向的压力施加到撑开套上，从而撑开套轴向朝撑开体的方向运动并且撑开套被撑开体张开；当达到撑开套相对于锚固栓的预定的轴向的终端位置时，中断撑开套的轴向运动和旋转运动，其中，利用传感器检测所述轴向的终端位置。
尤其是利用传感器尤其是光学、磁性、机械、电感式或电容式地检测在锚固栓上的传感元件和/或以电流运行传感器。
在一种补充的变型方案中，利用张开的旋转的撑开套去除在钻孔处的建筑材料并且由此将背切制出到建筑材料中。
适宜地，一方面张开的撑开套和/或撑开体和另一方面背切处的建筑材料之间产生形锁合的连接。
在一种补充的变型方案中，传感器与安装仪器处于作用连接并且在达到撑开套相对于锚固栓被传感器检测到的预定的轴向的终端位置时自动切断安装仪器。因此，在安装过程和撑开套的插入时在达到轴向的终端位置时自动切断安装仪器，从而由此不再有在建筑物上的材料或原料可以被去除并且由此阻止撑开套相对于锚固栓的进一步的轴向移动。由此避免撑开套超过轴向的终端位置的运动，从而由此基本上排除在安装背切锚时基于撑开套的过远的插入的误差。
在一种补充的变型方案中，在背切锚上的标识装置、例如条形码或RFID芯片被设备读取并且依赖于被读取的数据评估被传感器检测到的数据。
适宜地，存储对于借助标识装置标识的背切锚的被传感器检测到的数据、尤其是关于预定的轴向的终端位置的数据，例如存储在传感仪器或所述安装仪器的数据存储器中。由传感器检测到的尤其是关于轴向的终端位置的数据可以存储在数据存储器中并且尤其是如下进行，使得这些数据按照借助标识装置的配属关系配属给对应的背切锚。由此可以由使用者借助安装仪器或传感仪器电子地记录背切锚的安全的安装。
在另一种实施形式中，所述至少一个作用机构具有在锚固栓上的螺纹和/或调整垫和/或螺母。
尤其是所述至少一个作用机构在锚固栓的第二端部的区域中构成。
在另一种实施形式中，锚固栓和撑开套相对彼此同轴地定向。
在一种补充的变型方案中，撑开套的旋转运动的旋转轴线对应于锚固栓的纵轴线。
附图说明
接着参考附图进一步说明本发明的实施例。附图示出：
图1背切锚的纵剖面；
图2在插入孔中之后并且在撑开套张开之后的按照图1的背切锚；
图3在构件紧固之后的按照图1的背切锚；
图4在插入孔中之前带有安装仪器的按照图1的背切锚；
图5在利用安装仪器张开撑开套之后的按照图1的背切锚；以及
图6背切锚和传感仪器的部分透视图。
具体实施方式
在图1至6中示出的背切锚2用于将构件17紧固在建筑物32上。在建筑物32中制出孔18或钻孔18，并且为了紧固构件17，背切锚1要导入孔18中。建筑物32例如是建筑物的混凝土壁或混凝土盖板。
背切锚1具有锚固栓3。锚固栓3具有第一端部6和第二端部7。在背切锚2导入建筑物32的钻孔18中时，第一端部5导入钻孔18中并且锚固栓3的第二端部7保持在钻孔18外(图2)。与锚固栓3一件式地在第一端部6上构成有圆锥形的撑开体4。在锚固栓3上同轴地设置包围锚固栓3的撑开套5。撑开套5在锚固栓3的第一端部6的区域中具有沿锚固栓3的纵轴线9的方向的纵向缝隙10，从而基于轴向的纵向缝隙10，撑开套5具有撑开部段11(图4和5)。
在锚固栓3的第二端部7的区域中设置用于在背切锚2在钻孔18中紧固之后紧固构件17的三个作用机构13。所述作用机构13是制出到锚固栓3中的螺纹14、调整垫15和螺母16。螺母16具有未示出的嵌接到锚固栓3上的外螺纹14中的内螺纹。
为了安装背切锚2，首先借助钻孔器以准确预定的长度将钻孔18制出到建筑物32中。随后通常借助压缩空气净化钻孔18并且将在图1中示出的背切锚2插入孔18中(图2)。借助在图4和5中只部分地示出的安装仪器26随后撑开套被置于围绕旋转轴线8的旋转运动中，其中，旋转轴线8对应于锚固栓3和撑开套5的纵轴线9。附加地，压力朝钻孔基础19或圆锥形的撑开体4的方向施加到撑开套5上。基于该轴向的压力，撑开套5在撑开体4的区域中张开，也就是说径向向外变形。在此，撑开套5具有多个纵向缝隙10，从而各单独的撑开部段11张开。此外，撑开部段11设有切牙12(只在图1至3中示出)。基于撑开套5的旋转运动，切牙12或撑开部段11可以进入建筑物32的材料中并且铣去所述材料，从而在建筑物32上在切牙12和撑开部段11的区域中产生背切并且由此在撑开套5和建筑物32的材料之间产生形锁合的连接。在此，撑开套5应当只以预定的尺寸或以预定的长度在安装时沿轴向方向相对锚固栓3运动。为此，锚固栓3具有代码24或标记部23作为也形成器件20的传感元件22。在背切锚2导入钻孔18中之前这些标记部23被撑开套5遮盖。标记部23因此不可见。只有在撑开套5相对于锚固栓3轴向运动时标记部23才可见。
作为可携带的构件的传感仪器25(图2和6)具有用于能量供应的蓄电池、用于处理数据的处理器和数据存储器。此外，传感仪器25设有作为用于检测撑开套5的轴向的终端位置的器件20的光学的传感器21。如果标记部23完全处于撑开套5外，则撑开套5处于轴向的终端位置中。该轴向的终端位置可以借助光学的传感器21检测并且随后借助显示装置30、例如光学的和/或声学的显示装置30输出信号。例如由显示装置30发射红色的闪光信号以及作为警告音的声学的音调。在利用安装仪器26的安装过程期间，可以借此非常精确地借助传感仪器25检测撑开套5的轴向的终端位置。在达到轴向的终端位置时，由使用者切断安装仪器26，也就是说中断撑开套5的旋转运动并且此外应当也不再有轴向的压力施加到撑开套5上。背切锚2的安装过程借此按照规定地结束和终结。在此，背切锚2与传感仪器25一起形成背切锚固系统1。
在安装过程结束之后，要紧固的构件可以借助螺母16和调整垫15紧固在锚固栓3上。在此，基于施加到锚固栓3上的轴向的牵引力，撑开体4轻微地从钻孔基础19运动离开(图3)并且撑开体4与张开的撑开套5或撑开部段11一起将铣出的背切撑开在建筑物32上，从而由此产生背切锚2和建筑物32之间的非常安全和可靠的形锁合的连接。
在图4和5中示出背切锚固系统1的第二实施例。接着基本上只说明与按照图2中的第一实施例的背切锚固系统1的不同。光学的传感器21和显示装置30不在分开的传感仪器25上集成或装入，而是装入安装仪器26中。在此，在用于检测轴向的终端位置的器件20、也就是说光学的传感器21、处理器和数据存储器之间存在作用连接。在达到轴向的终端位置时，自主切断安装仪器26。由此可以以有利的方式避免安装过程期间的故障，在所述故障时撑开套5以不允许的方式超过轴向的终端位置插入。在切断安装仪器26时，撑开套5的旋转运动结束并且由此撑开套5基本上也不再可以轴向朝钻孔基础19的方向运动或移动，因为建筑物32的材料不再可以被铣去。安装仪器26此外也具有用于数据传输的通讯单元31。如果借助安装仪器26安装不同的背切锚2，则借助光学的传感器21检测到的数据不仅可以存储在安装仪器26中，而且借助通讯单元31也可以传输和存储在其他电子的单元、例如笔记本电脑上。这样的通讯单元31也可以包括具有相同的工作原理的传感仪器25。
在图6中示出背切锚2的一种附加的实施例。背切锚2在第二端部7上具有作为条形码28构成的标识装置27。借助条形码28和用于读取条形码28或标识装置27的设备29可以检测背切锚2和/或背切锚2的类型并且在传感仪器25中存储。在此用于读取标识装置27的设备29同时也是光学的传感器21。与此不同，光学的传感器21和设备29也可以是分开的元件(未示出)。以与在图6中示出的传感仪器25类似的方式，安装仪器26也可以设有设备29且传感仪器25的接着所述的工作原理也可以在安装仪器26上实施。
在背切锚2安装之前，借助设备29检测背切锚2的类型或背切锚2并且随后在传感仪器25的数据存储器中存储安装过程，也就是说，由光学的传感器21检测的数据关于标识的背切锚2被存储。由此可以以电子的形式记录安装过程并且也对应记录轴向的终端位置的达到。此外可以在数据存储器中对于不同的背切锚2或背切锚2的不同类型关于轴向的终端位置存储对应的数据并且由此可能的是，由光学的传感器21检测到的数据与在数据存储器中存储的数据比较，以便实现背切锚2的轴向的终端位置的优化的计算和检测。借助通讯单元31，可以关于对应的背切锚2读取多个和/或不同的以安装仪器26安装的背切锚2的存储的数据。由此也可以对于多个安装的背切锚2在建筑物32上的安装过程结束之后存储并且由此电子地记录轴向的终端位置的正确的达到。
总体上看来，显著的优点与按照本发明的背切锚固系统1和按照本发明的用于紧固背切锚固系统1的方法关联。光学的传感器21检测在将背切锚2安装或紧固在建筑物32上的钻孔18中时撑开套5的轴向的终端位置。由此可以以有利的方式避免通过使用者人工的读取的误差并且在此不仅轴向的终端位置的更准确的检测是可能的，而且安装仪器26在达到轴向的终端位置时也可以自动切断并且检测到的关于轴向的终端位置的正确的达到的数据可以在数据存储器中存储并且由此之后也对应地通过借助通讯单元的读取对应地存储在其他设备、例如笔记本电脑上以用于记录。

Claims (15)

1.锚固系统、例如背切锚固系统(1)，所述锚固系统具有：
-包括撑开体(4)的锚固栓(3)，
-在锚固栓(3)上或在撑开套(5)上的优选至少一个用于承受载荷的作用机构(13)，
-包围锚固栓(3)的撑开套(5)，
-用于在撑开套(5)的张开和轴向运动时检测撑开套(5)在撑开体(4)上的轴向终端位置的器件(20)，
其特征在于，所述器件(20)具有用于检测轴向终端位置的传感器(21)。
2.按照权利要求1所述的锚固系统，其特征在于，所述传感器(21)是光学的、磁性的、机械的、电感式的或电容式的传感器(21)，和/或所述器件具有处理器、例如微控制器，和/或数据存储器。
3.按照权利要求1或2所述的锚固系统，其特征在于，在锚固栓(3)上设置有能被传感器(21)检测的传感元件(22)。
4.按照权利要求3所述的锚固系统，其特征在于，所述传感元件(22)在光学的传感器(21)中为标记部(23)或代码(24)，或在磁性的传感器中为永磁体，或在机械的传感器中为能机械检测的几何结构、例如空隙，或在电容式的传感器中为电容器的一个极板。
5.按照上述权利要求中的一项或多项所述的锚固系统，其特征在于，所述锚固系统具有传感仪器(25)并且所述器件(20)设置在分开的传感仪器(25)上。
6.按照上述权利要求中的一项或多项所述的锚固系统，其特征在于，所述锚固系统具有安装仪器(26)并且所述器件(20)设置在所述安装仪器(26)上。
7.按照上述权利要求中的一项或多项所述的锚固系统，其特征在于，锚、尤其是背切锚(2)具有锚固栓(3)和撑开套(5)，并且所述锚、尤其是锚固栓(3)或撑开套(5)具有标识装置(27)、例如条形码(28)或RFID芯片。
8.按照权利要求7所述的锚固系统，其特征在于，带有所述器件(20)的传感仪器(25)或安装仪器(26)具有用于读取标识装置(27)的设备(29)。
9.按照上述权利要求中的一项或多项所述的锚固系统，其特征在于，借助撑开套(5)相对于撑开体的轴向运动，基于撑开体(4)的圆锥形的几何结构，撑开套(5)能张开，和/或基于撑开套(5)的旋转运动，在钻孔(18)处的材料借助张开的撑开套(5)能被去除。
10.按照上述权利要求中的一项或多项所述的锚固系统，其特征在于，所述锚固栓(3)和/或所述撑开体(4)和/或所述至少一个作用机构(13)至少部分地、尤其是完全由金属、例如钢制成，和/或利用所述锚固系统能实施按照权利要求11至15中的一项或多项所述的方法。
11.用于紧固背切锚固系统(1)、尤其是按照上述权利要求中的一项或多项所述的背切锚固系统(1)的方法，该方法具有如下步骤：
-将背切锚(2)导入钻孔(18)中，
-将背切锚(2)与安装仪器(26)连接，
-利用安装仪器(26)施加转矩到撑开套(5)上，从而将撑开套(5)置于旋转运动中，
-将轴向的压力施加到撑开套(5)上，从而撑开套(5)轴向沿朝向撑开体(4)的方向运动并且撑开套(5)被撑开体(4)张开，
-当达到撑开套(5)相对于锚固栓(3)的预定的轴向终端位置时，中断撑开套(5)的轴向运动和旋转运动，
其特征在于，利用传感器(21)检测所述轴向终端位置。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，利用传感器(21)尤其是光学、磁性、机械、电感式或电容式地检测在锚固栓(3)上的传感元件(22)，和/或以电流运行传感器(21)。
13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，传感器(21)与安装仪器(26)处于作用连接并且在达到撑开套(5)相对于锚固栓(3)被传感器(21)检测到的预定的轴向终端位置时自动切断安装仪器(26)。
14.按照权利要求11至13中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在背切锚(2)上的标识装置(27)、例如条形码(28)或RFID芯片由设备(29)读取，并且依赖于被读取的数据评估被传感器(21)检测到的数据。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，存储对于借助标识装置(27)标识的背切锚(2)的被传感器(21)检测到的数据、尤其是关于预定的轴向终端位置的数据，例如存储在传感仪器(25)或所述安装仪器(26)的数据存储器中。
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