CN105190058A - 具有膨胀区域和切割螺纹的锚固件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锚固件(1)，其能够固定在钻孔(2)中，该锚固件具有用于锚固在钻孔的壁上的膨胀套筒(10)，并且该锚固件具有锚栓(20)，该锚栓穿过膨胀套筒，并且该锚栓具有用于使膨胀套筒膨胀的膨胀区域(38)以及套筒止挡(22)，该套筒止挡限制膨胀套筒远离膨胀区域的轴向移动。根据本发明设有至少一个转动带动件(24)，该转动带动件使膨胀套筒无相对转动地与锚栓耦联，并且所述膨胀套筒具有至少一个外螺旋部(14)，用于在钻孔的壁中形成侧凹部。

Description

具有膨胀区域和切割螺纹的锚固件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的可固定在钻孔中的锚固件。这种锚固件构成有膨胀套筒和锚栓，该膨胀套筒用于锚固在钻孔的壁上，该锚栓穿过膨胀套筒并且具有用于使膨胀套筒膨胀的膨胀区域以及止挡，该止挡限制膨胀套筒远离膨胀区域的轴向移动。
背景技术
在混凝土基础中的固定技术中，将注入混凝土中的置入元件和锚固在已经硬化的混凝土中的随后安装的销栓区别开。在随后安装的销栓中已知不同的销栓类型、例如膨胀锚固件(例如由US5176481A已知)、螺旋锚固件(例如由DE102010063675A1已知)、化学销栓系统(例如由US6029417A已知)和侧凹锚固件(例如由US6238128B已知)。
具有螺纹套筒和膨胀元件的替代锚固件方案由DE102006025268A1、US2012192404A和WO0047905A1已知。
发明内容
本发明的任务是提供一种锚固件，该锚固件能够在高的可靠性和高的负荷值的情况下特别有利地进行安装和制造。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1的特征的锚固件解决。优选的实施形式在从属权利要求中给出。
按本发明的锚固件的特征在于，设有至少一个转动带动件，该转动带动件使膨胀套筒无相对转动地与锚栓耦联，并且所述膨胀套筒具有至少一个外螺旋部，用于在钻孔的壁中形成侧凹部。
本发明的基本构思可以在一种膨胀锚固件中认识到，其中，所述膨胀套筒具有外螺旋部，该外螺旋部尤其是具有这样高的硬度，使得该外螺旋部可以切入钻孔的壁中，并且此外所述膨胀套筒无相对转动地与锚栓连接。因此，膨胀套筒可以在钻孔中经由锚栓转动并且转动的膨胀套筒又可以利用其螺旋部在钻孔中形成侧凹部。与常规的锚固件相比，这样构造的锚固件提供了多个优点：
-借助于外螺旋部可以在安装时形成几乎无膨胀力的侧凹部，从而与简单的膨胀锚固件相比可以达到更高的负荷值。为了形成该侧凹部，无需特殊的侧凹部钻头，从而在安装时的复杂度是低的。
-从锚固件到基材中的力传导几乎仅在具有螺旋部的膨胀套筒上进行并且因而深地在钻孔中进行。实际的锚固深度和有效的锚固深度彼此非常接近。此外，在按本发明的锚固件中自由的钻孔长度是比较大的，从而可以实现高的延伸性。最后，按本发明的锚固件由于其相对较小的螺纹长度也可以相对简单地装入钻孔中。
-在钻孔壁和设有外螺旋部的套筒之间可以形成螺旋传动，该螺旋传动将无相对转动地与锚栓耦联的膨胀套筒的转动转化为组合的旋转运动和轴向运动。该组合的运动又可以将锚栓的膨胀区域拉入膨胀套筒中。锚固件因此可以以特别简单的方式仅通过锚栓绕着其纵轴线的转动来安装。
-锚固件是仅两件式的并且因而能够特别经济地生产。
优选地，膨胀套筒和/或锚栓由金属材料制成。在膨胀套筒上的外螺旋部设计成如此硬的和/或耐磨的，使得因而可以在钻孔壁中形成明显的侧凹部。对此，整个膨胀套筒亦或替代地仅在膨胀套筒上的外螺旋部可以是硬化的。
在膨胀区域中，锚栓朝向套筒止挡逐渐变细，即在膨胀区域中锚栓的横截面随着到套筒止挡的间距的增大而增大。在未膨胀的初始状态中，膨胀套筒位于膨胀区域和套筒止挡之间。在安装状态中，膨胀区域被拉入膨胀套筒中。膨胀区域尤其是可以至少部分地构造为锥形的并且因而也被称为膨胀锥体。
就这里提到轴向方向和径向方向而言，这尤其是可以针对锚栓的纵轴线。转动带动件使膨胀套筒无相对转动、但轴向可移动地与锚栓耦联。锚栓和/或膨胀套筒的转动优选绕着锚栓的纵轴线进行，并且通过转动带动件得到的无相对转动的耦联因而优选同样针对绕着锚栓的纵轴线的转动。为实现特别可靠的耦联，可以设有多个转动带动件。
通过膨胀套筒相对于锚栓的轴向移动(该轴向移动又可以优选通过锚栓的转动引起)，所述锚栓的膨胀区域可以被拉入膨胀套筒中并且因而使膨胀套筒扩开，以便形成侧凹部并且进行锚固。特别优选的是，膨胀区域比套筒止挡更靠近锚栓端部地设置。钻孔尤其是可以构成在混凝土基材中。在其中形成侧凹部的钻孔壁优选可以构造为大致柱体形的。
如果锚栓与膨胀套筒一起相对于基材转动，则在外螺旋部和钻孔壁之间形成的螺旋传动引起轴向的运动分量。如果现在锚栓轴向固定，由此又引起在膨胀套筒和锚栓之间的轴向的相对运动，该轴向的相对运动可以将膨胀区域拉入膨胀套筒中并且因而使膨胀套筒膨胀以进行锚固。锚固件在该情况下可以以特别简单的方式通过旋转运动进行安装。本发明的有利的设计方案在于，锚栓部分地设置在钻孔中，并且锚栓优选在套筒止挡的背离膨胀区域的一侧上具有锚栓止挡，该锚栓止挡防止锚栓更深地插入钻孔中。这种锚栓止挡可以特别简单和有效地将锚栓轴向固定，从而产生上述的效果。锚栓止挡优选与锚栓无相对转动地和/或与锚栓一体式设计。该锚栓止挡尤其是可以在环形凸肩上构成。
另外优选的是，在锚栓上设有头部，该头部的横截面比锚栓的横截面大。所述头部优选设置在锚栓的端侧上和/或与该锚栓一体式构成。通过这种头部可以得到可特别良好地手动操作的锚固件。
此外，有利地，设有转动作用机构，用于将锚栓与安装工具形锁合地无相对转动地耦联，这可以进一步改善手动操作性。转动作用机构优选是多边形、尤其是外多边形(例如外六边形)或内多边形。借助于转动作用机构可以使安装工具形锁合地无相对转动地耦联到锚栓上。从而转矩可以从安装工具传递到锚栓上并且使锚栓转动以便使外螺旋部进行切槽。转动作用机构尤其是可以设置在锚栓的与膨胀区域对置的端部上。尤其是可以使用切向冲击螺丝刀作为安装工具。
有利地，转动作用机构或/和锚栓止挡可以设置在头部上。特别优选的是，如果可行的话，不仅转动作用机构而且锚栓止挡设置在头部上。根据这些实施方案，所述头部具有多个功能，从而能够得到在结构上特别简单和可靠的锚固件。
特别有利的是，膨胀套筒具有至少一个缝槽。这可以简化生产。优选可以设置多个缝槽、优选平行延伸的缝槽。由此可以改善套筒的膨胀特性。所述至少一个缝槽尤其是可以沿着轴向方向延伸并且优选平行于轴向方向延伸。
一个有利的设计方案在于，所述转动带动件是从锚栓中伸出的突起，该突起嵌接到缝槽中。根据该实施形式，所述缝槽可以承担双重功能并且不仅用于转动耦联而且用于改善膨胀特性，从而在小的复杂度的情况下得到高的功能性。如果存在多个缝槽，则给其中每个缝槽、但也可仅给其中一部分缝槽配置在锚栓上的对应的突起作为转动带动件。也可以给单个缝槽配置在螺栓上的多个突起作为转动带动件。所述从锚栓中伸出的突起例如可以是销或边缘。
另一个有利的设计方案在于，转动带动件是在套筒止挡上的啮合部，该啮合部嵌接到在膨胀套筒中的对应的啮合部中。所述啮合部可以具有一个或多个齿。
又一个有利的设计方案在于，转动带动件通过锚栓在膨胀区域中的多边形设计结构构成。
特别优选的是，在安装锚固件时，膨胀套筒也在外螺旋部之外贴靠在钻孔的壁上。特别地，在外螺旋部之间的螺纹牙底的至少一部分可以贴靠在钻孔壁上。所述贴靠在钻孔壁上的套筒附加地可以有助于负荷转移并且因而能够实现特别有利的负荷值，特别地，在这种情况下该套筒可以克服在基材中的朝向锚栓定向的压力。
本发明还涉及一种用于将按本发明的锚固件安装在钻孔中的方法，在该方法中，将锚栓插入钻孔中并且使锚栓绕着其纵轴线转动。
附图说明
下面根据优选的实施例详细解释本发明，这些实施例在附图中示意性示出，其中，在下面所示的实施例的各个特征在本发明的范围内可以单个地或以任意组合实现。在附图中示意性地：
图1示出了在钻孔中的按本发明的锚固件的一个例子的侧视图。
具体实施方式
按本发明的锚固件的一个实施例在图1中示出。锚固件1具有锚栓20和膨胀套筒10，其中，膨胀套筒10圆柱形地包围锚栓20。锚栓20穿过附装件6插入到在基材5中的、优选在混凝土基材中的钻孔2中。
锚栓20在其下端部上具有膨胀区域38，在该膨胀区域中用于使膨胀套筒10扩开的锚栓20的横截面向下、即朝向锚栓20的较近的端部连续地增大。优选锚栓20在膨胀区域38中可以构造为锥形的。锚栓20还具有套筒止挡22，该套筒止挡限制膨胀套筒10向上远离膨胀区域38的轴向运动。套筒止挡22构成在环绕锚栓20的环形凸肩23上。
锚栓20在其与膨胀区域38对置的上端部上具有头部30，该头部的横截面设计得比锚栓20的横截面大。在该头部30上在圆周侧上设有例如构造为外六边形的转动作用机构31。在头部30的面向膨胀区域38的下侧上构成有环形的锚栓止挡32。该锚栓止挡32贴靠在附装件6上并且因而限制锚栓能插入钻孔2中的行程。
膨胀套筒10具有缝槽13，该缝槽从膨胀套筒10的面向膨胀区域38的端侧出发延伸到膨胀套筒10中。锚栓20具有转动带动件24，该转动带动件使膨胀套筒10无相对转动、但可轴向移动地与锚栓20耦联。转动带动件24在所示的实施例中构造为销，该销从锚栓20中径向伸出并且嵌接到膨胀套筒10的缝槽13中。
此外，膨胀套筒10在其外侧上具有外螺旋部14，该外螺旋部可以切入钻孔2的壁3中。所述螺旋部14沿着锚栓20绕着锚栓20的纵轴线99延伸。
在图1中所示的锚固件可以在按本发明的方法中以如下方式进行安装：
首先，在基材5中加工钻孔2。随后将锚栓20先以膨胀区域38穿过在附装件6中的孔地插入钻孔2中并且将锚栓继续拧入或打入，直到在头部30上构成的锚栓止挡32靠放在附装件6上并且该附装件又靠放在基材5上。套筒止挡22在此防止，在锚栓20上的膨胀套筒10太远地朝向头部30移动。
现在为了拉紧锚固件1而使锚栓20绕着其纵轴线99转动，并且更确切地说通过安置在头部30的转动作用机构31上的未示出的安装工具使锚栓绕着其纵轴线转动。所述安装工具例如可以是螺母扳手或切向冲击螺丝刀。由于转动带动件24，膨胀套筒10与锚栓20一同转动，并且在膨胀套筒10上设置的外螺旋部14开始将配合螺纹切出到钻孔壁3中。
在切螺纹期间，膨胀套筒10在钻孔2中向下朝向钻孔底部运动。由于锚栓20通过锚栓止挡32被轴向固定，所以该锚栓不能跟随膨胀套筒10的该轴向运动。这导致在膨胀套筒10和锚栓20之间的轴向的相对运动，在该情况下锚栓20的膨胀区域38被拉入膨胀套筒10中，从而该膨胀区域使膨胀套筒10径向扩开。通过膨胀套筒10的所述径向膨胀可以确保，膨胀套筒10将明显的侧凹部切出到钻孔壁3中。同时，附装件6牢固地压靠基材5。
一旦膨胀套筒10的在膨胀套筒10的螺旋部14之间构成的螺纹牙底15贴靠在钻孔壁3上，转矩就急剧变大。这可以用于指示安装过程的结束。

Claims (7)

1.锚固件(1)，其能够固定在钻孔(2)中，
-该锚固件具有用于锚固在钻孔(2)的壁(3)上的膨胀套筒(10)，
-并且该锚固件具有锚栓(20)，该锚栓穿过膨胀套筒(10)，并且该锚栓具有用于使膨胀套筒(10)膨胀的膨胀区域(38)以及套筒止挡(22)，该套筒止挡限制膨胀套筒(10)远离膨胀区域(38)的轴向移动，
其特征在于，
-设有至少一个转动带动件(24)，该转动带动件使膨胀套筒(10)无相对转动地与锚栓(20)耦联，并且
-所述膨胀套筒(10)具有至少一个外螺旋部(14)，用于在钻孔(2)的壁(3)中形成侧凹部。
2.根据权利要求1所述的锚固件(1)，其特征在于，所述锚栓(20)部分地设置在钻孔(2)中，并且所述锚栓(20)在套筒止挡(22)的与膨胀区域(38)背离的一侧上具有锚栓止挡(32)，该锚栓止挡防止锚栓(20)更深地插入钻孔(2)中。
3.根据上述权利要求之一所述的锚固件(1)，其特征在于，在锚栓(20)上设有头部(30)，该头部的横截面比锚栓(20)的横截面大，并且为了使锚栓(20)与安装工具形锁合地无相对转动地耦联而设有转动作用机构(31)、尤其是外多边形，其中，优选所述转动作用机构(31)设置在头部(30)上。
4.根据权利要求2和3所述的锚固件(1)，其特征在于，所述锚栓止挡(32)设置在头部(30)上。
5.根据上述权利要求之一所述的锚固件(1)，其特征在于，所述膨胀套筒(10)具有至少一个缝槽(13)，其中，所述转动带动件(24)是从锚栓(20)伸出的突起，该突起嵌接到缝槽(13)中，或/和所述转动带动件(24)是在套筒止挡(22)上的啮合部，该啮合部嵌接到在膨胀套筒(10)中的对应的啮合部中，或/和所述转动带动件(24)通过锚栓(20)在膨胀区域(38)中的多边形设计结构构成。
6.根据上述权利要求之一所述的锚固件(1)，其特征在于，所述膨胀套筒(10)也在外螺旋部(14)之外贴靠在钻孔(2)的壁(3)上。
7.用于将根据上述权利要求之一所述的锚固件(1)安装在钻孔(2)中的方法，其中，将锚栓(20)插入钻孔(2)中并且使锚栓(20)绕着其纵轴线(99)转动。
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