CN106133341A - 具有轴向固定的材料挤出盘的紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紧固装置，包括：螺栓，该螺栓具有一个带有用于插入到基底物内的钻孔(2)中的前端部的杆体(11)和至少一条螺纹线，该螺纹线设置在杆体上；和挤出单元，该挤出单元具有材料贮器(30)，该材料贮器含有用于填充在杆体与钻孔壁之间的间隙的材料，还具有挤出盘(31)，杆体的前端部为了将材料从材料贮器中挤出而能够向该挤出盘移近，并具有用于将挤出盘固定在钻孔内的保持元件(40)，其中，在保持元件上在一侧设置挤出盘并且在另一侧设置有用于挡靠在钻孔口上的止挡元件(41)。

Description

具有轴向固定的材料挤出盘的紧固装置
技术领域
本发明涉及一种具有螺栓特别是自攻螺栓的紧固装置。
背景技术
由DE 198 20 671 A1已知一种用于将自攻螺栓锚固在混凝土内的钻孔中的方法，其中，首先制作钻孔并且然后将灰浆材料置入钻孔中。接着，将自攻螺栓旋入钻孔，自攻螺栓的尖部浸入灰浆材料中并将灰浆材料的一部分沿着杆体挤回，即向着钻孔口的方向挤回。最后结果是，整个钻孔应填满灰浆材料，使得自攻螺栓由硬化的灰浆材料包围。
DE 102011003127 A1说明了另一种用于锚固自攻螺栓的方法。DE 102011003127A1提出将一个料筒装入钻孔中，该料筒在安置螺栓时被螺栓压破。由此便释放出可硬化的材料。通过使用带肩钻头(Bundbohrer)应能保证确定的钻孔深度。因此，根据DE102011003127 A1，在安置过程中可以不必进行潜在高成本的材料定量计量。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有螺栓的紧固装置，该紧固装置在负荷值特别好且可靠性特别高的情况下能够特别简单和可靠地安置。
根据本发明，此目的通过具有权利要求1所述特征的紧固装置得以实现。在从属权利要求中说明了一些优选实施方式。
本发明的紧固装置配备有：
-螺栓，该螺栓具有一个带有用于插入到基底物内的钻孔中的前端部的杆体和至少一条螺纹线，该螺纹线设置在杆体上，和
-挤出单元，该挤出单元具有：材料贮器，该材料贮器含有用于填充在杆体与钻孔壁之间的间隙的材料；挤出盘，杆体的前端部为了将材料从材料贮器中挤出而能够向该挤出盘移近；和用于将挤出盘固定在钻孔内的保持元件，其中，在保持元件上在一侧设置挤出盘并且在另一侧设置有用于挡靠在钻孔口上的止挡元件。
可以看出本发明的第一个基本思想在于：在螺栓上设置一个带有材料贮器以及挤出盘的挤出单元，其中，材料贮器在将螺栓旋入钻孔内时在挤出盘与螺栓前端部之间受到向外挤压，结果便是，材料贮器内含有的材料到达杆体与钻孔壁之间的间隙(特别是环形间隙)中。可以看出另一基本思想在于：挤出单元配备有保持元件，该保持元件在旋入杆体时将挤出盘轴向固定在钻孔内。由于挤出盘通过保持元件轴向固定在钻孔内，而螺栓杆体则在旋入螺栓时沿轴向越来越深地进入钻孔中，因此，在旋入螺栓时发生了杆体与挤出盘之间的轴向接近。由此，在挤出盘与杆体之间的容积便缩小，从而位于挤出盘与杆体之间的材料贮器由挤出盘向外挤压。
也就是说，利用本发明可以实现一种得以填充的和/或粘合的螺接，从而可以获得螺栓在基底物内特别高的负荷值，特别是在静态、动态和/或地震引起的负荷状况中。在此，根据本发明为使用者预先给定了一个确定的材料量，因而得到特别高的可靠性。同时，本发明螺栓的安置过程对于使用者来说特别简单。由于材料的提取根据本发明可以自动地直接就在安置时进行，因此不需要用于借助单独的泵将材料置入钻孔中的附加工序。此外，根据本发明可以随着变化的钻孔深度实施作业，而无须每次麻烦地根据钻孔深度重新计量可硬化材料的量。特别是，根据本发明可以特别简单而可靠地通过保持元件上止挡元件的位置来确定从材料贮器中挤出过程的开始，从而获得特别均一的安置结果，这样又进一步提高了安置的紧固装置的可靠性。
为了将挤出盘轴向固定在钻孔内，保持元件在其一侧紧固于挤出盘上并且在其另一侧具有一个止挡元件，该止挡元件在将挤出单元置入钻孔中时贴靠在钻孔口上。因此保持元件的作用是实现在基底物与挤出盘之间的机械的、优选抗拉的连接。对于特别紧凑的结构，可能有利的是：挤出盘设置在保持元件的端侧上。出于同样的原因，作为补充或另选方案，可能有利的是：止挡元件设置在保持元件的端侧上。特别是，挤出盘和止挡元件可以设置在保持元件的对置的端部区域上。
所述钻孔口特别是可以理解为基底物的一个包围着钻孔的表面区域。至于本文中所说的轴向、径向和周向，其可以特别是针对于钻孔的、杆体的和/或螺栓的纵轴线而言。
特别有益的是：所述螺栓是自攻螺栓，即该螺栓的至少一条螺纹线可以在基底物内自己切削出其配合螺纹。特别是，所述螺栓可以是混凝土螺栓，即这样一种螺栓，其中，至少一条螺纹线可以在混凝土基底物内自己切削出其配合螺纹。然而对于那些旋入现成内螺纹中的螺栓，原则上也可以使用本发明。
材料贮器适宜包含有流动性的材料，该材料在挤出盘与杆体前部端侧之间的压力作用下能够从材料贮器流出而进入杆体与钻孔壁之间的环形间隙中。特别是它可以是一种可硬化的材料，该材料优选在流入杆体与钻孔壁之间的间隙中之后硬化。因此，所述材料特别可以是一种流动性的、可硬化的填料。该材料例如可以是一种聚酯树脂基或环氧树脂基的多组分合成树脂灰浆，其通过各组分的混合而活化。在这种情况中，各组分可以分离地存在于材料贮器内并且在挤出时得以混合。优选所述材料是可硬化的粘合材料。优选该粘合材料能够通过压力、例如通过挤出盘的压力而活化。由此，该粘合材料可以通过挤出盘的作用得以活化并且接着在杆体与钻孔壁之间硬化。然而该粘合材料也可以只通过杆体与钻孔壁之间的压力作用才活化。所述粘合材料也可以是微囊包封的粘合材料，该粘合材料通过破开微囊得以活化。
在杆体上可以设置一条或多条从该杆体径向凸起的螺纹线。螺纹线特别是以杆体前端部为起始点。在杆体的与该杆体前端部相反的后端部上优选设置有一个用于将拉力引入杆体中的加载作用机构(Lastangriffseinrichtung)，例如在径向超过杆体横截面突伸的螺栓头。杆体可以设计成至少接近圆柱形的和/或由金属构成。挤出盘例如可以由塑料构成，这对于生产成本可能是有利的。
保持元件特别是必须承受在挤出盘与钻孔口之间的拉力，以及由此特别是可以构造成抗拉的保持元件。该元件例如可以是将挤出盘和止挡元件相连接的带子。保持元件可以具有塑料材料和/或金属材料。
特别优选的是，保持元件至少局部构造为螺旋形的。尤其是，可以由此以特别简单而可靠的方式减少保持元件与螺纹线交叉的数量，从而可以进一步提高可靠性。特别是可以实现不发生任何相交。该至少局部为螺旋形的保持元件和螺纹线适宜具有同样的旋向。适宜的是，该至少局部为螺旋形的保持元件的螺距(导程)至少大约与螺纹线的螺距(导程)相符，以便保持元件能够始终在螺纹线之间延伸。然而，特别是对于大螺距的情况，并不总是需要精确一致。该至少局部为螺旋形的保持元件优选构成针对所述螺纹线的配合螺纹。通过这种方式可以克服保持元件在螺栓旋入时随同转动。该至少局部为螺旋形的保持元件特别是设置为用于至少局部容纳杆体。
所述螺距可以按技术常规尤其理解为沿着杆体纵轴线在两个螺纹凸阶之间的间距和/或由螺纹线旋转一圈所走过的轴向距离。
本发明的一种优选的发展设计在于：杆体具有用于至少局部容纳保持元件的槽。通过这种方式可以克服在保持元件上不希望有的摩擦，这样可以进一步提高可靠性。特别是，若保持元件至少局部构造为螺旋形的，优选槽可以设计成螺旋形的。
例如，止挡元件可以由例如构造成丝线或带子的保持元件的端部处的简单弯曲构成。特别是在这种情况中，止挡元件可以与保持元件构造成一体。另一优选的实施方式在于：止挡元件是一个具有用于将杆体穿过的通孔的环形盘片。通过这种方式，在生产成本小的同时可以进一步改善易操作性，并且尤其是由于存在比较大的支承区域之故可靠性更好。环形盘片可以构成一个封闭的环或者也可以构成一个开放的环，其中环开口例如可以用于插入杆体。
材料贮器例如可以设置在螺栓上。然而特别优选的是：材料贮器(特别是在挤出过程开始之前)被设置在挤出盘上。这一点尤其是可以降低生产成本并且改善易操作性和可靠性。挤出盘可设计成平坦的或者也可以是弯曲的，例如具有中心凹陷。所述挤出盘也可以具有通口。
此外优选的是：挤出盘具有密封凸缘。特别是，该密封凸缘可以设置成用于(优选齐平地)容纳杆体的前端部。根据这个实施方式，挤出盘可以构成一个半壳，即一个容器，材料贮器设置在该半壳内，并且杆体的尖部准确地配合进入该半壳内。通过这种方式可以获得特别好地确定的材料流。
本发明还涉及一种用于安置本发明紧固装置的螺栓的方法，其中，
-将挤出单元的挤出盘和材料贮器置入钻孔中，和，
-特别是接着，将螺栓旋入钻孔中，其中，保持元件将挤出盘轴向固定在钻孔内并且挤出盘将材料从材料贮器中挤出。
特别优选的是：所述至少一条螺纹线在旋入螺栓时在基底物中切削出配合螺纹，即该螺栓起到自攻螺栓的作用。在旋入螺栓时，挤出盘位于杆体前端部的前面，并且材料贮器是设置在挤出盘与杆体前端部之间。特别是通过减少在挤出盘与杆体前端部之间的容积而将材料从材料贮器中挤出。
优选可以规定：首先将挤出单元的挤出盘和材料贮器如此深地置入钻孔中，直到止挡元件挡靠在钻孔口上为止，并且接着将螺栓旋入钻孔中。根据这个实施方式，在安装开始时首先将挤出单元完全插入钻孔中，然后才开始旋入螺栓，即通过使螺栓围绕其纵轴线旋转。通过这种方式可以获得特别好地确定的挤出过程。
特别是，可以将螺栓和挤出单元相互分离地引向钻孔。作为另选方案，可以规定：将挤出单元设置在螺栓上，并且接着将挤出单元的挤出盘和材料贮器置入钻孔中，其中，在将挤出盘和材料贮器置入钻孔中时挤出单元与螺栓相互连接。根据这个实施方式，挤出单元预装在螺栓上，并且将螺栓和挤出单元作为联合体引向钻孔。这一点可以进一步降低使用者方面的花费。特别是可以将螺栓和挤出单元作为联合体为使用者供货。
附图说明
下文将参照附图中示意性示出的优选实施例详细阐述本发明，其中，下面示出的实施例的各个特征在本发明的范围内原则上可以单独地或任意组合地予以实现。附图中示意性示出：
图1：在安置螺栓时本发明紧固装置在基底物内的钻孔中的侧视图；
图2：图1所示紧固装置的透视图，其中为清楚起见并未示出基底物；和
图3：挤出单元的前部部分的纵剖视图，包含有特别是图1所示紧固装置的材料贮器和挤出盘。
具体实施方式
图1至3示出了本发明的紧固装置的一个实施例。紧固装置具有一个带有大致呈圆柱形的杆体11的螺栓，在该杆体的后端部上设置有一个例如图示为螺栓头18的、用于将拉力引入杆体11中的加载作用机构。在螺栓的杆体11的周面上设置有螺旋形的自攻螺纹线10。
此外，紧固装置具有一个挤出单元。这个挤出单元具有一个圆盘形的挤出盘31，该挤出盘优选具有与螺栓的杆体11大致相同的直径，并且该挤出盘在紧固装置拼合起来的情况下沿轴向是位于螺栓的杆体11前端部19的前面。如特别是图3示出的那样，在挤出盘31上设置有一个含有流动性的、可挤出的材料的材料贮器30。
在所示实施例中，挤出盘31具有一个套筒形的、特别是圆柱形的密封凸缘32，该密封凸缘从挤出盘31向着螺栓杆体11的前端部19延伸。挤出盘31与密封凸缘32构成了一个接纳材料贮器30的半壳。
此外，挤出单元还具有一个止挡元件41，该止挡元件构造成具有用于将螺栓杆体11穿过的通孔42的环形盘片。另外，挤出单元具有一个螺旋形的、例如设计成丝线的保持元件40，该保持元件将止挡元件41与挤出盘31连接。为了与挤出盘31连接，止挡元件41例如可以设置在密封凸缘32上。
螺旋形保持元件40和螺栓杆体11是如此确定尺寸的，即，使得该螺旋形保持元件40能够在杆体11前端部19的区域内接纳该杆体11。特别是，杆体11可以在其前端部19的区域内具有一道螺旋形的槽15用于容纳所述螺旋形保持元件40。止挡元件41的通孔42和螺旋形保持元件40同轴设置，从而杆体11可以穿过通孔42插入该螺旋形保持元件40中。挤出盘31设置在螺旋形保持元件40的内部空间的轴向延长部内。
在用于将所示紧固装置的螺栓安置在基底物1内的钻孔2中的第一方法方案中，挤出单元起先是与螺栓分离的。在这个方法方案中，将挤出单元与螺栓分离地置入钻孔2中并且同时将材料贮器30与挤出盘31共同如此深地置入钻孔2中，直到止挡元件41挡靠在钻孔2口3上为止。然后，将螺栓的杆体11穿过环形止挡元件41内的通孔42插入钻孔2中并通过在螺栓头18上施加扭矩而将螺纹线10旋入基底物中。随此螺栓便旋入到螺旋形保持元件40和钻孔2中。同时杆体11前端部19沿轴向接近材料贮器30和挤出盘31，它们由止挡元件41和保持元件40轴向固定，直到杆体11前端部19挡靠在材料贮器30上为止。在继续旋入时，材料贮器30在杆体11的轴向向前移动的前端部19与轴向固定的挤出盘31之间受到轴向挤压，从而使得材料贮器30内所含有的流动性材料被挤出并到达钻孔壁与杆体11之间的环形间隙中，在此处它可以硬化并将螺栓稳定住。所述挤出特别是可以随着材料贮器30的损坏而实现。
在一种可选的第二方法方案中，也可以预先将挤出单元与螺栓连接并且将挤出单元与螺栓一起联合置入钻孔2中。在其他方面，可以如结合第一方法方案所说明的那样进行。
如特别是在图1中可以看出的那样，接着杆体的前端部19，杆体11具有一个无螺纹的、直径更小的尖部区域16。杆体11的该尖部区域16在旋入时到达挤出盘31的密封凸缘32中。

Claims (9)

1.紧固装置，
-包括螺栓，该螺栓具有杆体(11)和至少一条螺纹线(10)，所述杆体带有用于插入到基底物(1)内的钻孔(2)中的前端部(19)，所述螺纹线(10)设置在所述杆体(11)上，并且
-包括挤出单元，该挤出单元具有：材料贮器(30)，所述材料贮器含有用于填充在杆体(11)与钻孔(2)壁之间的间隙的材料；挤出盘(31)，所述杆体(11)的前端部(19)为了将材料从所述材料贮器(30)中挤出而能够向所述挤出盘移近；和用于将所述挤出盘(31)固定在钻孔(2)内的保持元件(40)，其中，在所述保持元件(40)上在一侧设置所述挤出盘(31)并且在另一侧设置有用于挡靠在钻孔(2)口(3)上的止挡元件(41)。
2.如权利要求1所述的紧固装置，其特征在于：所述保持元件(40)至少局部构造为螺旋形的。
3.如权利要求1或2之任一项所述的紧固装置，其特征在于：所述杆体(11)具有用于至少局部容纳所述保持元件(40)的槽(15)。
4.如前述权利要求之任一项所述的紧固装置，其特征在于：所述止挡元件(41)是具有用于将杆体(11)穿过的通孔(42)的环形盘片。
5.如前述权利要求之任一项所述的紧固装置，其特征在于：所述材料贮器(30)设置在所述挤出盘(31)上。
6.如前述权利要求之任一项所述的紧固装置，其特征在于：所述挤出盘(31)具有用于容纳所述杆体(11)的前端部(19)的密封凸缘(32)。
7.用于安置如前述权利要求之任一项所述的紧固装置的螺栓的方法，其中，
-将挤出单元的挤出盘(31)和材料贮器(30)置入钻孔(2)中和，
-特别是接着，将螺栓旋入钻孔(2)中，其中，保持元件(40)将挤出盘(31)轴向固定在钻孔(2)内并且挤出盘(31)将材料从材料贮器(30)中挤出。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：首先将挤出单元的挤出盘(31)和材料贮器(30)如此深地置入钻孔(2)中，直到止挡元件(41)挡靠在钻孔(2)口(3)上为止，并且接着将螺栓旋入钻孔(2)中。
9.如权利要求7或8之任一项所述的方法，其特征在于：将挤出单元设置在螺栓上，并且接着将挤出单元的挤出盘(31)和材料贮器(30)置入钻孔(2)中，其中，在将挤出盘(31)和材料贮器(30)置入钻孔(2)中时挤出单元与螺栓相互连接。
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