CN104395617B - 用于安装膨胀栓的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于安装膨胀栓的方法，所述膨胀栓包括锚栓(10)、膨胀套(30)和弹簧元件(50)，所述锚栓具有膨胀区域(13)，所述膨胀套包围锚栓并且可通过膨胀区域的拉入被撑开，所述弹簧元件设置在锚栓上，所述弹簧元件可通过锚栓导入钻孔(4)中而被张紧，并且所述弹簧元件可在随后卸压时将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套中。根据本发明，在该方法中，在基底中提供钻孔；通过向锚栓施加轴向力将膨胀栓的膨胀套打入钻孔中；通过存储在弹簧元件中的能量将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套中，使得膨胀套径向撑开并且将膨胀栓锚固于钻孔中；其中，通过向锚栓施加轴向力使膨胀栓的弹簧元件张紧至规定张力，所述规定张力的达到通过指示元件指示。

Description

用于安装膨胀栓的方法
技术领域
本发明涉及一种膨胀栓及其安装方法。
背景技术
例如由EP1892424A2公开一种膨胀栓，该膨胀栓具有锚栓和膨胀套。它们用于将构件固定在基底上。为了将膨胀栓锚固于基底中，膨胀套借助锚栓被导入、尤其是被锤入准备的钻孔中。然后将锚栓从孔中拉出一段距离，膨胀套在此基于其与环绕的钻孔壁的相互作用大致保持位置固定。因此产生锚栓相对于膨胀套的轴向移动，并且锚栓的膨胀区域沿轴向被拉入膨胀套中。该拉入使膨胀套径向撑开并且膨胀栓因而锚固于钻孔中。本发明以该原理为基础。
拉出锚栓以撑开膨胀套根据EP1892424A2例如可通过拧紧设置在锚栓上的螺母实现。为了特别统一和可靠的结果在此应在螺母上例如借助扭矩扳手施加定义的扭矩，以便一方面确保膨胀套被充分撑开并且另一方面避免膨胀机构上潜在的不利的超负荷。
另一种膨胀栓由DE10106844A1公开。在该膨胀栓中，拉出锚栓以撑开膨胀套通过弹簧元件实现。该已知的膨胀栓连同预张紧的弹簧元件被导入钻孔中。随后松开保持机构并释放弹簧元件。
WO97/32631A1公开一种同类型的膨胀栓。该文献提出一种用于攀登运动的具有弹簧元件的膨胀栓，该弹簧元件在将膨胀栓导入钻孔中时被张紧并且该弹簧元件随后操作膨胀机构。
DE3331097C2、US1583849A和DE3022011A1提出具有弹簧元件的膨胀栓，所述弹簧元件可在膨胀栓中维持预紧，即使在安装过程后在基底中应出现结构变化。EP0461790B1和DE7334026U公开其它具有弹簧元件的膨胀栓。
发明内容
本发明的任务在于提供一种膨胀栓及其安装方法，该膨胀栓可在特别小的耗费和低的成本下特别简单、但同时却可靠地被安装。
根据本发明，膨胀栓包括锚栓、膨胀套和设置在锚栓上的弹簧元件，所述锚栓具有膨胀区域，所述膨胀套包围锚栓并且可通过膨胀区域的拉入而被撑开，所述弹簧元件设置在锚栓上，所述弹簧元件可通过锚栓导入钻孔而被张紧，并且所述弹簧元件可在随后卸压时将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套中，在该膨胀栓中设置指示元件，该指示元件指示弹簧元件达到规定张力。
本发明的第一种基本思想可在于，为膨胀栓装配弹簧元件，该弹簧元件在将膨胀栓打入钻孔中时被压缩并且在此时吸收能量，所吸收的能量在随后弹簧元件卸压时操作膨胀栓的膨胀机构并且将膨胀栓固定于钻孔中。据此，根据本发明膨胀栓的打入和膨胀机构的操作可仅通过轴向力来实现。因此，为了安装膨胀栓仅需要一个唯一的工具，如锤子。相反可省却螺旋扳手。由此与借助螺母的控制扭矩的安装过程相比安装过程得到显著简化。
在此基础上本发明进一步认识到，通过监控根据本发明的弹簧元件可以以特别简单且同时可靠的方式表明膨胀机构是否已被正确操作，即膨胀栓是否符合规定地被安装。因为虽然膨胀机构的核心部分、即膨胀区域和膨胀套在安装膨胀栓之后至少部分隐藏在钻孔中并且因此不再能简单地受到直接的安装检查，但本发明一方面认识到，与根据本发明的弹簧元件一起提供另一构件，该构件参与安装过程并且因此可推断安装过程，并且本发明另一方面认识到，弹簧元件在安装时可至少部分保持在钻孔之外，从而可特别好地受到安装检查。基于该认识，本发明提出一种指示元件，该指示元件监控弹簧元件并且尤其是指示在弹簧元件中是否达到规定张力。由于根据本发明膨胀机构至少部分通过存储于弹簧元件中的能量来操作，所以弹簧元件中的最大张力可特别可靠地指示膨胀机构被操作到何种程度。由于弹簧张力通常与弹簧行程直接相关，所以安装检查可特别简单地通过监控弹簧元件的变形来进行。因此，根据本发明配置给弹簧元件的指示元件可借助特别简单的措施实现尤为可靠的安装检查。
根据本发明设置指示元件，该指示元件指示弹簧元件达到规定张力。由于弹簧张力通常与弹簧行程直接相关，所以可在一种替换方案中设置这样的指示元件，该指示元件指示规定弹簧行程的达到。
优选指示元件是膨胀栓的组成部分。因此，每个膨胀栓具有其自身的指示元件，这显著简化操作。因此尤其是可规定，指示元件与锚栓机械连接。
特别优选指示元件设置在弹簧元件上。这可实现一种设计尤为简单并且紧凑的结构，该结构同时具有高可靠性。
此外有利的是，弹簧元件具有至少一个盘形弹簧。盘形弹簧可具有这样的弹簧特性曲线，该弹簧特性曲线特别适合于可靠操作包括膨胀区域和膨胀套的膨胀机构。另外，盘形弹簧上规定张力的到达可特别简单地表明。
例如可规定，指示元件具有指示环，该指示环与盘形弹簧连接，并且该指示环在达到规定张力时至少部分与盘形弹簧分离。例如指示环可与盘形弹簧粘接。在盘形弹簧张紧时，盘形弹簧变形并且因此指示环和盘形弹簧之间的连接被加载负荷。在达到规定张力时，指示环和弹簧元件之间材料锁合的连接发生分离，并且指示环至少部分被释放，这指示正确的安装过程。但指示元件也可通过下述方式来操作，即与锚栓关联的元件、如螺母在达到规定弹簧行程时碰撞到指示元件上，由此例如可分离指示元件的一部分或破坏着色管筒。因此，根据本发明指示元件例如可通过弹簧元件的变形或通过与锚栓关联的元件的碰撞、尤其是通过与设置在锚栓上的螺母的碰撞来操作。
特别有利的是，盘形弹簧和/或指示环包围锚栓。由此可得到特别紧凑的结构方式。
尤其是可这样设计盘形弹簧，使得其在达到规定张力时完全变平。由此可特别简单地表明达到规定张力。
为了使弹簧元件能够通过锚栓导入钻孔中而被张紧，并且为了能够在随后卸压时将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套中，锚栓根据本发明具有用于弹簧元件的轴向支座。适宜的是，弹簧元件在其背离该支座的一侧上设置用于贴靠在待固定的构件上或直接贴靠在钻孔的钻孔口上，由此弹簧元件可被夹紧在锚栓的支座和构件或者钻孔口之间。
该支座优选通过设置在锚栓上的螺母构成。据此设置在锚栓上的螺母为张紧弹簧元件而作用于弹簧元件。优选同一螺母也可操作指示元件。但原则上其它元件也可用作支座。在支座和弹簧元件之间也可设置附加元件、如环形垫片。
本发明特别适合于被构造为所谓的三段式正反螺纹锚栓的膨胀栓。在这种三段式正反螺纹锚栓中，膨胀套相对短并且在符合规定的安装过程之后不伸出钻孔。在三段式正反螺纹锚栓中，为撑开膨胀套所需的膨胀套在钻孔中的轴向固定通常主要通过钻孔壁和膨胀套之间的相互作用、尤其是摩擦来实现。由于在这种三段式正反螺纹锚栓中膨胀套在安装后通常完全处于钻孔中，所以在该类型的膨胀栓中很难对膨胀套本身进行安装检查。根据本发明的安装检查通过外侧的弹簧元件上的指示元件在此实现了简单的安装检查。
三段式正反螺纹锚栓的特征通常在于，在锚栓上、尤其是在膨胀套的背离膨胀区域的一侧上设置、尤其是成形出止挡，该止挡限制膨胀套离开膨胀区域的移动。这能够使相对短的膨胀套随锚栓一起深入钻孔中。有利的是，该特征也可设置在根据本发明的膨胀栓中。适宜的是，止挡构造成环形的并且例如可通过环形台阶或环形凸缘构成。
另外优选弹簧元件具有递减的弹簧特性曲线，因为在递减的弹簧特性曲线中可在长的弹簧行程上维持大的力，并且因此确保当膨胀套在安装时朝向钻孔口滑动一段距离时膨胀机构也被可靠地操作。在此背景下尤为有利的是，弹簧元件具有至少一个盘形弹簧，因为借助盘形弹簧可以以特别简单的方式提供递减的弹簧特性曲线。
优选锚栓可具有负荷作用器件、如螺纹，但也可具有头部，该头部用于将轴向拉力导入锚栓中。适宜的是，负荷作用器件可以设置在锚栓的与膨胀区域背离的端部区域上。优选可在锚栓的端面上、例如通过锤击锚栓端面将轴向冲击力导入锚栓以便安装膨胀栓、尤其是为了将锚栓连同膨胀套打入钻孔中和/或为了张紧弹簧装置。
适宜的是，在膨胀区域中，锚栓朝向膨胀套方向或者说朝向负荷作用器件变细。在膨胀区域中锚栓尤其是可构造成锥形的。为确保膨胀区域能使膨胀套变形，锚栓在膨胀区域中局部地具有外横截面，该外横截面大于未变形的膨胀套的内横截面。
只要在本申请中提到“轴向”和“径向”，则这按技术领域中常见的那样可以尤其是涉及锚栓的纵轴线。
本发明还涉及一种系统，其包括基底、尤其是混凝土基底和根据本发明的膨胀栓，在该基底中设有钻孔，该膨胀栓容纳在钻孔中。适宜的是，膨胀套在此将膨胀栓固定在钻孔中。
本发明还涉及一种用于安装根据本发明的膨胀栓的方法，其中，在基底中提供钻孔，通过向锚栓施加轴向力将膨胀栓的膨胀套打入钻孔中，通过向锚栓施加轴向力使膨胀栓的弹簧元件张紧至规定张力，并且通过指示元件指示规定张力的达到，通过存储在弹簧元件中的能量将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套中，使得膨胀套径向撑开并且将膨胀栓锚固于钻孔中。
附图说明
下面借助附图中示意性示出的优选实施例详细说明本发明。示意性的附图如下：
图1至3为在安装过程期间处于各相继时刻中的根据本发明的膨胀栓的实施方式。
具体实施方式
在图1至3中示出了根据本发明的膨胀栓1的实施方式。膨胀栓1具有长形的锚栓10，在锚栓外周面上设有构造为外螺纹11的负荷作用器件。在锚栓10的螺纹11上拧上相对应的螺母20。
膨胀栓1还具有膨胀套30，该膨胀套环状包围锚栓10。膨胀套30在其背离螺纹11的一侧上设有多个通过缝槽分开的膨胀翼片31，膨胀翼片31为锚固膨胀栓1可径向向外撑开。
锚栓10在其与螺纹11背离的端部区域上具有膨胀区域13。在膨胀区域13中，锚栓10的横截面例如锥形地随着与膨胀套30距离的增大而增大，使得当膨胀区域13沿轴向方向被拉入膨胀套30中时，膨胀区域13可径向撑开膨胀套30、尤其是可径向撑开膨胀套的膨胀翼片31。
在膨胀套30的背离膨胀区域13的一侧上，锚栓10在其外周面上具有一个例如构造为环形台阶的用于膨胀套30的止挡12。该止挡12限制膨胀套30朝向锚栓10的负荷作用器件、例如朝向螺纹11的轴向运动。
膨胀栓1还包括具有盘形弹簧51的弹簧元件50，锚栓10穿过盘形弹簧51。螺母20在此构成用于盘形弹簧51的轴向支座，盘形弹簧51在所示实施例中与螺母20直接相邻。原则上还可在盘形弹簧51和螺母20之间设置其它元件、如环形垫片。盘形弹簧51尤其是可设置在锚栓10上的螺纹11的高度上。在所示实施例中，盘形弹簧51设有多个径向向内延伸的弹簧舌片55(图3)。
膨胀栓1还包括具有指示环61的指示元件60，该指示环在膨胀栓的供货状态中(图1)在盘形弹簧51的朝向螺母20的一侧上设置在盘形弹簧51上。一旦盘形弹簧51被张紧至其规定张力，则指示环61与盘形弹簧51分离(图2)。
图1至3的顺序示意性示出在根据本发明的安装方法的范围内膨胀栓1的安装过程。
首先，在基底3中设置钻孔4。膨胀栓1的锚栓10穿过待固定构件7中的开口。然后例如通过锤击端面将锚栓10打入钻孔4中，在此膨胀套30也被打入钻孔4中，因为膨胀套30朝螺纹11的相对运动通过止挡12阻止。构成用于弹簧元件50的第一支座的螺母20在打入时越来越接近基底3，直到基底3最终通过构件7构成用于弹簧元件50的相对置的另一支座。该状态在图1中示出。
现在当例如通过图2示意性示出的锤子9进一步锤击锚栓10的端部时，在锚栓10由此更为导入钻孔4时，弹簧元件50在螺母20和基底3之间受到压缩，也就是说，锤击能量被存储于弹簧元件50中。当在此时弹簧元件50达到规定张力时，则如图2所示指示环61与弹簧元件50分离。因此指示元件60的响应表明已达到规定张力。
在锤击结束时，如图3所示弹簧元件50可再次卸压。在此时螺母20远离基底3一段距离并且因此将锚栓10拉出钻孔4一段距离。在该过程中膨胀套30基于其与钻孔4的壁的相互作用而保持在钻孔4内。因此锚栓10和膨胀套30之间发生轴向相对运动，在该轴向相对运动中，膨胀区域13被拉入膨胀套30。由此膨胀套30径向撑开并且将膨胀栓1固定于基底3中。
用于径向撑开膨胀套30的能量源于弹簧元件50。因此，监控弹簧元件50的指示元件60的状态可推断安装过程的完整性。

Claims (10)

1.用于安装膨胀栓(1)的方法，所述膨胀栓(1)包括锚栓(10)、膨胀套(30)和弹簧元件(50)，所述锚栓具有膨胀区域(13)，所述膨胀套包围锚栓(10)并且可通过膨胀区域(13)的拉入而被撑开，所述弹簧元件设置在锚栓(10)上，所述弹簧元件可通过锚栓(10)导入钻孔(4)中而被张紧，并且所述弹簧元件可在随后卸压时将锚栓(10)的膨胀区域(13)拉入膨胀套(30)中，在该方法中，
在基底(3)中提供钻孔(4)；
通过向锚栓(10)施加轴向力将膨胀栓(1)的膨胀套(30)打入钻孔(4)中；
通过存储在弹簧元件(50)中的能量将锚栓(10)的膨胀区域(13)拉入膨胀套(30)中，使得膨胀套(30)径向撑开并且将膨胀栓(1)锚固于钻孔(4)中；
其特征在于，通过向锚栓(10)施加轴向力使膨胀栓(1)的弹簧元件(50)张紧至规定张力，所述规定张力的达到通过指示元件(60)指示。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述指示元件(60)与锚栓(10)机械连接。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述指示元件(60)设置在弹簧元件(50)上。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述指示元件(60)设置在弹簧元件(50)上。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述弹簧元件(50)具有至少一个盘形弹簧(51)，并且指示元件(60)具有指示环(61)，该指示环与盘形弹簧(51)连接，并且该指示环在达到规定张力时至少部分与盘形弹簧(51)分离。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述盘形弹簧(51)和指示环(61)包围锚栓(10)。
7.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述指示元件(60)可通过弹簧元件(50)的变形或通过与锚栓(10)关联的元件的碰撞来操作。
8.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述锚栓(10)具有用于弹簧元件(50)的轴向的支座，该支座通过设置在锚栓(10)上的螺母(20)构成。
9.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，在锚栓(10)上设置止挡(12)，该止挡限制膨胀套(30)离开膨胀区域(13)的移动。
10.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述弹簧元件(50)具有递减的弹簧特性曲线。
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