CN105765240B - 带有用于固定套筒的发胀元件的扩张锚栓 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种扩张锚栓,包括:一个栓体和至少一个设置在栓体上的膨胀元件,其中,所述栓体具有斜面,当栓体沿着抽拉方向相对膨胀元件位移时该斜面将栓体上的膨胀元件沿径向向外挤压。根据本发明规定:扩张锚栓具有至少一个由可发胀物质构成的发胀元件,该发胀元件能够胀起以便将膨胀元件在抽拉方向紧固于钻孔壁上。

Description

带有用于固定套筒的发胀元件的扩张锚栓
技术领域
本发明涉及一种扩张锚栓,特别是用于固定在混凝土基础内的钻孔中。这样的扩张锚栓配备有一个栓体和至少一个设置在栓体上的膨胀元件,其中,栓体具有斜面,当栓体沿着抽拉方向相对膨胀元件位移时该斜面将栓体上的膨胀元件沿径向向外挤压。
背景技术
例如由EP 0 514 342 A1已知一种此类型的扩张锚栓。该扩张锚栓用于将构件锚固在固定基础内的(例如混凝土内的)钻孔上。已知的扩张锚栓具有一个长形的栓体,该栓体在其前部终端处具有一个锥形的、反向于抽拉方向扩大的扩张区段。与扩张区段错开地设置有一个反向于抽拉方向可移动地支承的扩张套筒。扩张套筒在外侧具有凸起,这些凸起沿着径向方向凸出,并且利用这些凸起,扩张套筒可以钩卡在基础中钻孔的内壁上。将扩张锚栓以扩张区段在前反向于抽拉方向击入钻孔中,接着将栓体沿着抽拉方向重新从钻孔中抽出一段。在击入扩张锚栓之后,扩张套筒钩卡在钻孔的内壁上并因此在将栓体抽出时会滞留在钻孔中。由此将栓体的扩张区段向扩张套筒中拉入,此时,由于扩张区段的增大的直径,而使扩张套筒被撑开,并且扩张锚栓利用扩张套筒卡紧在基础内,从而负荷可以传递到基础中。这个基本原理优选也可以在本发明中实现。
为了保证将扩张锚栓可靠地撑开,应该避免扩张套筒在开始拉出栓体时发生移动。为此目的,根据EP 0 514 342 A1在扩张套筒上设置有凸起,这些凸起将套筒在击入之后固定在钻孔内。然而这些凸起越大,那么将扩张锚栓击入钻孔的过程就可能越困难。所以利用凸起可实现的保持力会往往与扩张锚栓的击入特性相矛盾。
EP 0 167 481 A1说明了一种可以在轴向预紧作用下锚固在基础内的扩张锚栓,用它将一个底座夹紧到基础上,其中,在底座与基础之间设置有一个沿着锚栓纵轴线可膨胀的盒状容器,该容器具有用于可发胀物质的容纳室。在胀起时该物质可以维持锚栓的预紧。
发明内容
本发明的目的是提供一种特别可靠的扩张锚栓,用它可以在花费特别少的情况下实现特别好的载荷值。
为此,本发明提供一种扩张锚栓,其包括:
-一个栓体和
-至少一个设置在所述栓体上的膨胀元件,
-其中,所述栓体具有斜面,当栓体沿着抽拉方向相对膨胀元件位移时所述斜面将栓体上的膨胀元件沿径向向外挤压,
其特征在于:
-所述扩张锚栓具有至少一个由可发胀物质构成的发胀元件,该发胀元件能够胀起以便将所述膨胀元件在抽拉方向固定于钻孔的壁上,其中所述发胀元件在添加激活物质之后发生体积增大。
本发明扩张锚栓的特征在于:它具有至少一个由可发胀 (泡胀性/溶胀性)物质构成的发胀元件(Quellelement,泡胀/溶胀元件),该发胀元件能够胀起(aufquellen)以便将膨胀元件在抽拉方向紧固于钻孔的-特别是圆筒状的-壁上。
本发明的基本思想是:在锚栓上设置一种由可发胀物质构成的发胀元件,该发胀元件被置入钻孔的内部以进行发胀(Quellen)。在该胀起过程中,发胀元件压挤抵靠圆筒状的钻孔壁,由此提高了发胀元件与钻孔壁之间的摩擦力,并且因此还提高了与发胀元件作用连接的膨胀元件与钻孔壁之间的摩擦力。由此便将膨胀元件轴向定位在钻孔内防止沿着抽拉方向拉出。因此,根据本发明可以在膨胀元件与钻孔壁之间(即使在裂开的混凝土中)实现特别高的保持力并由此可实现特别可靠的扩张过程。由于根据本发明可以在膨胀元件与钻孔壁之间实现高保持力,本发明的扩张锚栓此外还可以在膨胀元件与栓体之间设计高的摩擦系数,而不存在膨胀元件在安装时轴向移动的危险。膨胀元件与栓体之间的这个高的摩擦系数又可以保证在安装好的锚栓上具备特别高的拉脱负荷,特别是即使在裂开的混凝土中。
在此,本发明的一个重要优点是:在将锚栓击入钻孔中之后才可以激活可发胀物质,因而膨胀元件与钻孔壁之间的高保持力继击入之后才出现。由此,尽管在膨胀元件与钻孔壁之间实现了高保持力,扩张锚栓依然能被容易地击入。由此,按照本发明,在现有技术的扩张锚栓中所存在的矛盾(据此,膨胀元件的高保持力还需要套筒上的高的凸起并因此需要高的击入力)便得以解决。
膨胀元件和/或栓体优选由金属材料构成,该金属材料为了有针对性地影响摩擦力也可加以涂层。根据本发明,膨胀元件沿着栓体可移动地固定在栓体上。只要在此谈及“径向”和“轴向”,这应该特别是针对于栓体和/或扩张锚栓的纵轴线而言的,该纵轴线尤其可以是栓体或者扩张锚栓的对称轴和/或中轴线。所述扩张锚栓尤其可以是一种作用力受控地扩张的扩张锚栓。
根据本发明,当栓体沿着该栓体的抽拉方向相对膨胀元件轴向位移时,栓体的斜面将膨胀元件沿径向向外挤压并且同时使其压靠到基础内的钻孔壁上。通过这种方式将扩张锚栓锚固在钻孔内。优选地,所述抽拉方向平行于栓体的纵轴线延伸和/或从钻孔中指向外部。在所述斜面上,栓体表面与栓体纵轴线的距离反向于抽拉方向渐增。
根据本发明,所述发胀(Quellung,泡胀/溶胀)可以是化学过程、物理过程或混合过程。根据本发明,优选所说发胀可以理解为如下所述的每一种过程,在该过程中,添加激活物质(特别是液体)致使(特别是作为固体构造的)发胀元件体积增大。
所述膨胀元件例如可以是楔体。然而特别优选的是,膨胀元件为扩张套筒,该扩张套筒至少局部地包围栓体,和/或所述栓体具有一个扩张锥,其中,所述斜面由该扩张锥构成。由此实现了沿圆周方向将力特别均匀地导入。根据本发明,扩张锥设置为用于撑开扩张套筒,也就是说用于使扩张套筒径向扩大。可以设置一个膨胀元件亦或多个膨胀元件。
根据本发明,栓体可以具有一个负荷承纳装置,该负荷承纳装置特别是可以构造成外螺纹或者内螺纹。负荷承纳装置用于将沿抽拉方向定向的拉力导入扩张锚栓中。所述斜面适宜设置在栓体的第一终端区域内,所述负荷承纳装置则设置在栓体的相对置的第二终端区域内。特别是,抽拉方向的方向矢量可以从所述斜面指向负荷承纳装置。在所述斜面上,栓体表面到其纵轴线的距离随着到负荷承纳装置的距离的增加而增加。
特别是,本发明可以应用在所谓的销栓锚(Bolzenanker)中,在销栓锚中,扩张套筒不从钻孔伸出。毕竟,在这种销栓锚中扩张过程特别强烈地受到膨胀元件与钻孔壁之间摩擦力的影响。因此可以在栓体上构造一个止挡,该止挡限制膨胀元件离开斜面的移动。这种止挡可以在销栓锚中以特别简单的方式保证:膨胀元件可靠地与栓体共同进入钻孔中。优选所述止挡是一环形凸肩,这在制造工艺方面以及对于可靠性来说是有利的。特别是,所述止挡沿轴向是设置在斜面与负荷承纳装置之间。
原则上,所述发胀元件可以直接设置在膨胀元件上。然而特别有益的是:扩张锚栓具有一固定元件,其中,发胀元件设置在该固定元件上。通过将发胀元件设置在一个特地为此设置的、优选与扩张套筒分离的固定元件上,锚栓的各个功能性可以分配到不同部件上。因此可以降低制造成本和/或进一步提高可靠性,特别是因为可发胀物质可以与锚栓的被径向向外挤压的部分间隔开。所述固定元件适宜沿轴向在膨胀元件与止挡之间和/或在膨胀元件与负荷承纳装置之间设置在栓体上。
优选地,固定元件可以贴靠在膨胀元件上。由此得到一种特别简单的结构形式。固定元件以适当方式轴向可移动地设置在栓体上,这样可以进一步降低结构花费。特别是,上述限定膨胀元件离开斜面的移动的止挡也可以限定固定元件和/或发胀元件离开斜面的移动。
一种有益的设计在于:所述固定元件是固定环,和/或所述发胀元件是环形的或者弓段状的。因此可以实现作用力的特别均匀的导入。固定环也可以是中断的,这在制造方面可能是有益的。固定元件例如可以由金属材料制造而成,特别是由钢制成。
此外有益的是:所述扩张锚栓(特别是其固定元件)具有容纳部,发胀元件至少局部地容纳在该容纳部中。由此可以以特别简单的方式方法防止:发胀元件在击入锚栓时意外地由锚栓剪断。若固定元件是固定环,那么容纳部特别可以是一个环绕栓体的环形槽。
优选可以规定:发胀元件能够通过扩张锚栓往钻孔中的插入而激活。为此目的,例如用于发胀元件的激活物质可以设置在扩张锚栓上、特别是发胀元件上一个封闭的容器内,该容器在扩张锚栓插入钻孔中时破裂并释放出激活物质。发胀元件可以超过止挡的横截面伸出,使得在击入时对发胀元件施加机械负荷并因此可以将其激活。然而原则上也可以将用于发胀元件的激活物质单独输送到钻孔中。
附图说明
下文将借助在附图中示意性示出的优选实施例详细地阐述本发明,下面所示实施例的各个特征在本发明的范围内原则上可以单独或任意组合地实现。在附图中示意性地示出:
图1:现有技术的安装在混凝土基础内的扩张锚栓的部分纵剖视图;
图2:图1中扩张锚栓的构造成扩张套筒的膨胀元件的内侧面的展开图;
图3:本发明的扩张锚栓的侧视图;
图4:图3所示本发明扩张锚栓的带有发胀元件的固定元件的透视图。
具体实施方式
作用相同的元件在各附图中标注有同样的附图标记。
图1和2示出了现有技术的扩张锚栓1的一个实施例。如特别是图1示出的那样,扩张锚栓1具有一个栓体10和一个构造成扩张套筒的膨胀元件20,其中扩张套筒包围着栓体10。栓体10具有一个带有恒定横截面的颈部区域11以及在栓体10的前部终端区域内接着所述颈部区域11具有一个用于扩张套筒20的扩张锥12,在该扩张锥上栓体10的表面构造成斜面13,并且在该扩张锥上栓体10从颈部区域11 向着其前部终端扩大。在颈部区域11的背离扩张锥12的那侧,栓体 10具有一个例如构造成环形凸肩的用于扩张套筒20的止挡17。栓体10在其与扩张锥12相反的后部终端区域上设置有一个用于螺母8的外螺纹18。
如特别是在图2中可以看出的那样,扩张套筒20具有扩张开口 24,这些扩张开口以扩张套筒20的前部端面21为起始点。这些扩张开口24使得扩张套筒20通过栓体10扩张锥12实施的径向扩大更为容易。
在安装扩张锚栓1时,将栓体10以扩张锥12在前沿着该栓体10 的纵轴线100方向移入图1所示的基础5内的钻孔99中。在此,由于限制膨胀元件20离开扩张锥12移动的止挡17,同样也将构造成扩张套筒的膨胀元件20带入钻孔99中。然后(例如通过拧紧螺母8)将栓体10沿着平行于纵轴线100延伸的抽拉方向101从钻孔99中又拉出一段。在此,构造成扩张套筒的膨胀元件20由于其在钻孔99的基本为圆筒状的壁98上的摩擦力而在钻孔99内停滞并因此发生栓体10 相对膨胀元件20的移动。在该移动过程中,栓体10的扩张锥12的斜面13越来越深地向膨胀元件20中挤入,使得该膨胀元件20被斜面 13径向扩大并与钻孔99的壁93压到一起。通过该机构,扩张锚栓1 便被固定在基础5内。在图1中示出了扩张锚栓1的安装状态,在该状态中它是固定在基础5内的。借助螺母8可以将附装件6紧固在基础5上。
在图3和4中示出了本发明扩张锚栓的一种实施方式。图3和4 的本发明实施形式以类似方式实现图1和2实施形式的一系列的特征,就这点而言可以相应地利用上文的说明,并且下面仅仅探讨本发明的不同之处。
图3和4的本发明实施方式与图1和2所示现有技术实施方式的不同之处主要在于:在图3和4的本发明实施方式中设置有一个带有发胀元件81的附加的固定元件82,所述发胀元件具有可发胀物质。固定元件82在栓体10的颈部区域11内在膨胀元件20与止挡17之间可轴向移动地设置在栓体10上。它作为环绕栓体的固定环构造为环形的并且具有一个环绕的环形槽83,同样呈环形的发胀元件81部分地、即向外带有径向突出部地容纳于该环形槽内。带有发胀元件81的固定元件82在直径方面略微大于止挡17,以便在扩张锚栓1插入钻孔99中时能够激活发胀元件81,。
在扩张锚栓1往钻孔99中插入时,发胀元件81的可发胀物质被激活并因此径向压靠到钻孔99的壁98上。由此,带有发胀元件81 的固定元件82便在轴向固定于钻孔壁98上。因此支撑在固定元件82 上的膨胀元件20也在轴向被固定于钻孔99中,从而,当栓体10在安装扩张锚栓1时相对于膨胀元件20沿着抽拉方向101位移时,膨胀元件20可靠地定位紧固于钻孔99中。

Claims (7)

1.扩张锚栓(1),其包括:
-一个栓体(10)和
-至少一个设置在所述栓体(10)上的膨胀元件(20),
-其中,所述栓体(10)具有斜面(13),当栓体(10)沿着抽拉方向(101)相对膨胀元件(20)位移时所述斜面将栓体(10)上的膨胀元件(20)沿径向向外挤压,
其特征在于:
-所述扩张锚栓(1)具有至少一个由可发胀物质构成的发胀元件(81),该发胀元件能够胀起以便将所述膨胀元件(20)在抽拉方向(101)固定于钻孔(99)的壁(98)上,其中所述发胀元件在添加激活物质之后发生体积增大。
2.如权利要求1所述的扩张锚栓(1),其特征在于:
-所述膨胀元件(20)是扩张套筒,该扩张套筒至少局部地包围所述栓体(10),且
-所述栓体(10)具有扩张锥(12),其中,所述斜面(13)由该扩张锥(12)构成。
3.如权利要求1所述的扩张锚栓(1),其特征在于:
-所述栓体(10)具有止挡(17),该止挡限制膨胀元件(20)离开所述斜面(13)的移动,且
-所述扩张锚栓(1)具有固定元件(82),该固定元件在所述膨胀元件(20)与所述止挡(17)之间能够轴向移动地设置在所述栓体(10)上,其中,所述发胀元件(81)设置在该固定元件(82)上。
4.如权利要求3所述的扩张锚栓(1),其特征在于:
所述固定元件(82)是固定环,和/或
所述发胀元件(81)是环形的或者弓段状的。
5.如权利要求3或4所述的扩张锚栓(1),其特征在于:
所述止挡(17)是环形凸肩。
6.如权利要求1至4之任一项所述的扩张锚栓(1),其特征在于:所述扩张锚栓(1)具有容纳部,所述发胀元件(81)至少局部地容纳在该容纳部中。
7.如权利要求1至4之任一项所述的扩张锚栓(1),其特征在于:所述发胀元件(81)能够通过扩张锚栓(1)往钻孔(99)中的插入而激活。
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