CN108350922A

CN108350922A - 混凝土螺栓

Info

Publication number: CN108350922A
Application number: CN201680069343.0A
Authority: CN
Inventors: B.魏歇特; O.哈克; R.迪克萨
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-07-31
Also published as: EP3380737A1; BR112018004500A2; PL3380737T3; ES2881288T3; WO2017088947A1; EP3380737B1; DK3380737T3; DE102015120470A1

Abstract

本发明涉及一种混凝土螺栓（1），所述混凝土螺栓具有螺栓头（2）和柄杆（3），在所述柄杆（3）处构造有螺纹区段（7），所述螺纹区段具有芯部（8）和螺纹导程（9）。所述螺纹区段（7）包括切割区段（10）和承载区段（11），所述切割区段用于切入到矿物的锚固基底中，其中，所述切割区段（10）的直径（D₁₀）最多比所述承载区段（11）的直径（Du）大5%。为了实现混凝土螺栓（1）能够容易地被旋入并且仍然具有良好的承载特性，本发明提出，所述螺纹导程（9）的至少一部分在所述切割区段（10）中具有在所述纵向轴线（L）的方向上测量出的宽度（Bio），所述宽度比其在所述承载区段（11）中的宽度（Bn）大至少10%。

Description

混凝土螺栓

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的混凝土螺栓。

混凝土螺栓作为下述螺栓已知，所述螺栓能够被旋入到在矿物的锚固基底中的钻孔中，并且，在旋入到钻孔的壁中时切割内螺纹，所述内螺纹与混凝土螺栓的螺纹导程互补。在本文中，“切割”应当很少被理解为切断，而是应当更多地被理解为切除、摩擦或者研磨。矿物的锚固基底例如由混凝土、砌砖或者天然石材构成。利用混凝土螺栓能够将附件紧固在矿物的锚固基底处，例如，将金属控制台紧固在由混凝土制成的墙处。

背景技术

从专利文献DE 10 2006 037 006 B4已知一种根据前序部分的混凝土螺栓，所述混凝土螺栓由柄杆和螺栓头构成，其中，在柄杆处构造有螺纹区段，所述螺纹区段能够被分成前面的切割螺纹和后面的承载螺纹。为了使混凝土螺栓的、良好的承载特性与容易操作的、到锚固基底中的旋入相结合，混凝土螺栓的切割螺纹的直径和宽度比承载螺纹的直径和宽度大2％至4％。

发明内容

本发明的任务是，提供一种可替代的混凝土螺栓，所述混凝土螺栓将改进的放置特性与良好的承载特性组合。

根据本发明，这个任务通过具有权利要求1的特征的混凝土螺栓来解决。根据本发明的混凝土螺栓具有螺栓头和柄杆。螺栓头具有工具座以及尤其是相对于柄杆变大的外直径，所述工具座具有工具作用面，用于将混凝土螺栓旋入到钻孔中的工具能够被放置在所述工具作用面处。螺栓头例如被构造为六角头，所述六角头具有所模制的垫圈，所述垫圈用于贴靠在附件处，其中，六角形用作工具座。可替代地或者组合地，能够在螺栓头处例如构造内多边形。螺栓头能够被如此构型，使得外直径相对比柄杆没有或者基本上没有实质地变大。尤其地，这种根据本发明的混凝土螺栓包括具有内多边形或者内星形的工具座。柄杆从螺栓头处沿着纵向轴线延伸至导入端部，利用所述导入端部向前将混凝土螺栓在引入方向上按照计划地引入到钻孔中，所述钻孔在锚固基底中。在混凝土螺栓的柄杆处构造有螺纹区段，尤其是从导入端部出发仅在柄杆的部分上和/或与螺栓头隔开地。螺纹区段由芯部和至少一个螺纹导程构成，所述芯部尤其是在其纵向延伸的主要部分上具有柱形的形状，所述螺纹导程螺旋状地环绕所述芯部。螺纹区段包括切割区段和承载区段，所述切割区段用于将内螺纹切入到矿物的锚固基底中，所述承载区段被布置在切割区段和螺栓头之间。因此，“切割区段”是这样的区段：利用所述区段，螺纹导程使互补的内螺纹完全或者以主要部分切入到钻孔壁中。如此构造螺纹区段，使得切割区段的直径最多比承载区段的直径大5%。切割区段的直径能够小于或者等于承载区段的直径。尤其地，切割区段的直径然而也大于承载区段的直径。并且，尤其地，切割区段的直径至少在切割区段的、在引入方向E上后面的部分中是基本上恒定的。尤其地，混凝土螺栓在切割区段和承载区段中均具有恒定的直径，其中，切割区段具有比承载区段更大的直径，并且，在切割区段或者承载区段的端部处能够存在过渡区域，在所述过渡区域中直径增加或者减小。在这里，“直径”指的是包围切割区段或者承载区段的柱体的直径，所述柱体的纵向轴线与混凝土螺栓的柄杆的纵向轴线相同。

用于表明根据本发明的混凝土螺栓的特征的是，关于检查柱体的侧表面地，螺纹导程的至少一部分在切割区段中具有在纵向轴线的方向上测量出的宽度，所述宽度比其在承载区段中的宽度大至少10%、尤其是至少15%，所述检查柱体围绕芯部。因此，宽度对应于曲线的、在引入方向上前面的起点与后面的终点的距离，所述曲线在螺纹导程处产生，当轴向截面通过混凝土螺栓的切面（即，关于纵向轴线的径向平面）与检查柱体的侧表面相交时。如果螺纹导程在切割区段和/或在承载区段中的宽度不是恒定的，则对于切割区段来说在螺纹导程的、在引入方向上前面的三分之一中的最大宽度是决定性的，并且，对于承载区段来说在螺纹导程的、在引入方向上后面的一半中的、螺纹导程的最大宽度是决定性的。

检查柱体是假想的柱体，所述柱体的纵向轴线与混凝土螺栓的纵向轴线相同。检查柱体的直径等于混凝土螺栓的公称直径，所述公称直径又等于钻孔的公称直径，所述钻孔的公称直径对应于钻孔的、四舍五入到整数毫米的直径，根据计划地将混凝土螺栓引入到所述钻孔中。例如，具有10mm的公称直径的混凝土螺栓根据计划地被旋入到具有10mm的公称直径的钻孔中，所述钻孔具有略微大于10mm的实际-直径，其中，形状有规律地偏离完美的柱体。尤其地，公称直径对应于螺纹区段的芯部的、四舍五入到整数毫米的直径。在此，公称直径不必与下述直径数值一致，所述直径数值用于描述螺栓。

根据本发明构造的混凝土螺栓具有良好的旋入特性，也就是说，用于将螺栓旋入到钻孔中所必需的转矩是相对较小的，因为由于螺纹导程在切割区段中的、相对较大的宽度，切入到锚固基底中的内螺纹是相对较宽的，使得在旋入螺栓时承载螺纹仅在所切入的内螺纹的螺纹轮廓侧面处轻微地摩擦。尽管如此，在基于螺栓或者锚固基底的变形而产生拉力负荷时，承载螺纹如此贴靠在所切入的内螺纹的侧面处，使得实现良好的载荷分布，使得根据本发明的混凝土螺栓的承载能力也是良好的。

就根据本发明的混凝土螺栓的、优选的构型方式而言，螺纹导程在切割区段中的至少一部分的、在检查柱体之外的横截面面积比螺纹导程在承载区段中的至少一部分的、在检查柱体之外的横截面面积大至少20%（尤其是至少25%，尤其是至少30%），其中，横截面面积近似为三角形，就所述三角形而言，螺纹的、相应的宽度形成三角形的底侧，并且，所述底侧至横截面面积的下述点的距离形成三角形的高，所述点与纵向轴线最远地间隔开。在此，相应的横截面面积以及宽度在关于纵向轴线的径向平面中。

此外或者可替代地，优选的是，螺纹导程在切割区段中的至少一部分的、在检查柱体之外的、真实的横截面面积比螺纹导程在承载区段中的至少一部分的、在检查柱体之外的、真实的横截面面积大至少20%（尤其是至少25%，尤其是至少30%）。“真实的横截面面积”指的是下述横截面面积：所述横截面面积在轴向截面中（即，在关于纵向轴线的径向平面中）由包络曲线和下述曲线包围，所述包络曲线包裹螺纹导程的、外部的轮廓，所述曲线通过径向平面与检查柱体的侧表面的相交而产生。

如果螺纹导程在切割区段和/或在承载区段中的、近似的或者真实的横截面面积不是恒定的，则对于切割区段来说在螺纹导程的、在引入方向上前面的三分之一中的最大横截面面积是决定性的，并且，对于承载区段来说在螺纹导程的、在引入方向上后面的一半中的、螺纹导程的最大横截面面积是决定性的。

切割区段的螺纹导程的、相对于载体区段变大的横截面面积确保了，内螺纹的螺纹导程的横截面大于承载区段的螺纹导程的横截面，所述内螺纹的螺纹导程由切割区段的螺纹导程切入到钻孔壁中。因此，大大降低了摩擦，由此能够容易地将混凝土螺栓旋入到钻孔中，所述摩擦作用在承载区段的螺纹导程和所切入的内螺纹之间。

此外，优选的是，螺纹导程在切割区段中的螺纹啮合角大于螺纹导程在承载区段中的螺纹啮合角。尤其地，螺纹导程在切割区段中的螺纹啮合角比螺纹导程在承载区段中的螺纹啮合角大至少5%、尤其是至少10%。以此实现了，螺纹导程在切割区段中的宽度并且因此横截面面积比在承载区段中的大。

就根据本发明的混凝土螺栓的、优选的构型方式而言，螺纹导程在切割区段中的直径与芯部在切割区段中的直径的比值为1.20至1.45。在这里，芯部的“直径”指的是包围芯部的柱体的直径，所述柱体的纵向轴线与混凝土螺栓的柄杆的纵向轴线相同。此外或者可替代地，螺纹导程在切割区段中的直径与螺纹导程在切割区段中的螺距的比值为1.30至1.50、尤其是1.35至1.45。两个构型方式对于自身并且特别是以组合的方式给出了均衡的比值，所述比值为在将混凝土螺栓旋入到钻孔中时的小的转矩与混凝土螺栓的承载特性的比值。

优选地，螺纹导程的直径从所述导入端部朝向螺栓头地、在纵向轴线的方向上的下述长度上增加到螺纹导程在切割区段中的、最大的直径，所述长度对应于螺纹导程在切割区段中的螺距的0.75倍至1.25倍、尤其是0.9倍至1.1倍。这确保了，用于拧入的混凝土螺栓能够被良好地装配在钻孔处并且开始时能够容易地被旋入，但是尽管如此，切割螺纹也能够有助于螺栓的承载能力。

优选地，在切割区段中，至少一个切口被压印到螺纹导程中，所述切口将螺纹导程的高度局部地减少至少50%，尤其是至少60%。通过切口形成了切割面，所述切割面在旋入方向上位于切口的后面并且便于将内螺纹切入到钻孔壁中。对于容易的旋入来说，尤其优选的是，切割面相对于径向方向倾斜5°至15°、尤其是10°并且尤其是与旋入方向相反地倾斜。

附图说明

下面将参照实施例更详细地阐述本发明。

附图示出：

图1在侧视图中示出了根据本发明的混凝土螺栓；

图2在轴向截面中示出了根据本发明的混凝土螺栓；

图3示出了图2的细节Ⅲ的放大图；以及

图4示出了混凝土螺栓的正视图。

具体实施方式

在图1至4中示出的、根据本发明的混凝土螺栓1包括螺栓头2和柄杆3。螺栓头2被构造为六角头，所述六角头具有所模制的垫圈4，其中，六角头具有作为工具座的扳手面5，所述工具座用于未示出的工具，所述工具用于将混凝土螺栓1旋入到在矿物的锚固基底中的钻孔（未示出）中。尤其地，所模制的垫圈4具有直径D₄，所述直径大于柄杆3的直径D₃。柄杆3沿着纵向轴线L从螺栓头2延伸至导入端部6处，所述导入端部在混凝土螺栓1的引入方向E中是前面的导入端部。在柄杆3处构造有螺纹区段7，所述螺纹区段具有芯部8和螺纹导程9，所述螺纹导程螺旋状地环绕芯部8，所述螺纹导程分成前面的切割区段10和承载区段11。承载区段11被布置在切割区段10和螺栓头2之间，并且，邻接切割区段10或者连续地过渡到这个切割区段中。无螺纹的过渡区段12在承载区段11的、在引入方向E上后面的端部和螺栓头2之间，所述过渡区段的直径略微锥形地朝向螺栓头2扩宽，而螺纹区段7的芯部8基本上是柱状的。因此，芯部8在切割区段10中的直径D₈对应于在承载区段11中的直径。切割区段10的螺纹导程9具有直径D₁₀，所述直径比螺纹导程9在承载区段11中的直径D₁₁大4%。螺纹导程9在切割区段10中的直径D₁₀与芯部8的直径的比值为1.3，而螺纹导程9在切割区段10中的直径D₁₀与螺纹导程9在切割区段10中的螺距p的比值为1.4。

螺纹导程9在切割区段10中具有一形状，所述形状不同于其在承载区段11中的形状。螺纹啮合角α₁₀在切割区段中为48°，而螺纹啮合角α₁₁在承载区段11中为44°。由于螺纹导程9在切割区段10中因此略高于在承载区段11中，螺纹导程9在切割区段10中朝向芯部8宽于在承载区段11中，使得螺纹导程9的横截面面积A₁₀也大于螺纹导程9在承载区段11中的横截面面积A₁₁。关于假想的检查柱体14的侧表面13地，在切割区段10中的宽度B₁₀至少比在承载区段11中的宽度B₁₁大10%（在所示出的混凝土螺栓1中，约为15%），所述检查柱体围绕芯部8，所述检查柱体的对称轴向形成混凝土螺栓1的纵向轴线L。宽度B₁₀、B₁₁是下述曲线的长度，所述长度平行于纵向轴线L地被测量出，所述曲线作为检查柱体14的侧表面13与轴向平面的切线而得出，所述轴向平面即是关于纵向轴线L的径向平面，所述径向平面与混凝土螺栓1轴向相交。所述检查柱体14具有直径D₁₄，该直径等于所述混凝土螺栓1的公称直径。所示出的混凝土螺栓1具有芯部8的、为9.4mm的直径D₈，并且，根据计划被设置用于旋入到钻孔中，所述钻孔具有10mm的公称直径，其中，钻孔的、实际的直径略大（即，大约在10.1mm至10.5mm之间），所述钻孔利用商业上通用的汽锤被钻入在矿物的锚固基底中。因此，混凝土螺栓1的公称直径为10mm。

螺纹导程9在切割区段10中的横截面面积A₁₀至少比在承载区段11中的大20%。就在附图中所示出的混凝土螺栓1而言，这个比值对于真实的横截面面积A₁₀、A₁₁以及对于近似于三角形16、17（以虚线示出）的横截面面积A_D10、A_D11来说得到了满足。真实的横截面面积A₁₀、A₁₁是下述面积，所述面积在图3和4的轴向截面中由包络曲线15或者曲线包围，并且在径向上在检查柱体14的外部，所述包络曲线包裹螺纹导程9的、外部的轮廓，所述曲线通过轴向截面的径向平面与检查柱体14的侧表面13的相交而产生，所述曲线在这里与下述直线相同，所述直线表示宽度B₁₀、B₁₁。

三角形16、17的底侧由宽度B₁₀、B₁₁形成，而底侧至螺纹导程9的下述点的距离形成三角形16、17的高度h₁₀、h₁₁，所述点与纵向轴线L最远地间隔开，真实的横截面面积A₁₀、A₁₁通过三角形的横截面面积A_D10、A_D11能够与所述三角形近似。就所示出的混凝土螺栓1而言，真实的横截面面积A₁₀、A₁₁大于近似于三角形16、17的横截面面积A_D10、A_D11。

为了便于将混凝土螺栓1装配到钻孔处，并且将螺纹导程9切入到钻孔壁中，螺纹导程9在径向方向r上的直径在纵向轴线L的方向上从导入端部6朝向螺栓头2地、在下述长度上升高至螺纹导程9在切割区段10中的最大直径D₁₀，所述长度对应于螺纹导程9的螺距p的1.0倍。此外，在螺纹导程9处压印了多个切口8，所述切口将螺纹导程9的高度t局部地分别减少约60%。切口18是三角形的，其中，三角形的切口18的、在旋入方向上后面的侧分别形成切割面19，所述切割面相对于径向方向朝旋入方向D倾斜了10°。

基于根据本发明的构型，混凝土螺栓1具有改进的放置特性和良好的承载特性。

附图标记列表

1 混凝土螺栓

2 螺栓头

3 柄杆

4 垫圈

5 扳手面

6 导入端部

7 螺纹区段

8 芯部

9 螺纹导程

10 切割区段

11 承载区段

12 过渡区段

13 侧表面

14 检查柱体

15 包络曲线

16 在切割区段10中的三角形

17 在承载区段11中的三角形

18 切口

19 切割面

A₁₀ 在切割区段10中的横截面面积

A₁₁ 在承载区段11中的横截面面积

A_D10 在切割区段10中的、近似三角形的横截面面积

A_D11 在承载区段11中的、近似三角形的横截面面积

B₁₀ 螺纹导程9在切割区段10中的宽度

B₁₁ 螺纹导程9在承载区段11中的宽度

D 旋转方向

D₃ 柄杆3的直径

D₄ 垫圈4的直径

D₈ 芯部8的直径

D₁₀ 切割区段10的直径

D₁₁ 承载区段11的直径

D₁₄ 检查柱体14的直径

E 引入方向

h₁₀ 在切割区段10中的三角形的高度

h₁₁ 在承载区段11中的三角形的高度

L 纵向轴线

p 螺纹导程9的螺距

r 径向方向

t 螺纹导程9在切割区段10中的高度

α₁₀ 在切割区段10中的螺纹啮合角

α₁₁ 在承载区段11中的螺纹啮合角

β 切割面的倾斜角。

Claims

1.混凝土螺栓（1），具有螺栓头（2）和柄杆（3），所述柄杆从所述螺栓头（2）处沿着纵向轴线（L）延伸至导入端部（6），

其中，在所述柄杆（3）处构造有螺纹区段（7），所述螺纹区段具有芯部（8）和螺纹导程（9），所述螺纹导程螺旋状地环绕所述芯部（8），并且其中，所述螺纹区段（7）包括切割区段（10）和承载区段（11），所述切割区段用于切入到矿物的锚固基底中，所述承载区段被布置在所述切割区段（10）和所述螺栓头（2）之间，其中，所述切割区段（10）的直径（D₁₀）最多比所述承载区段（11）的直径（D₁₁）大5%，

其特征在于，

关于检查柱体（14）的侧表面（13）地，所述螺纹导程（9）的至少一部分在所述切割区段（10）中具有在所述纵向轴线（L）的方向上测量出的宽度（B₁₀），所述宽度比其在所述承载区段（11）中的宽度（B₁₁）大至少10%，所述检查柱体围绕所述芯部（8），其中，所述检查柱体（14）的直径（D₁₄）等于所述混凝土螺栓（1）的公称直径。

2.根据权利要求1所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的至少一部分的、在所述检查柱体（14）之外的横截面面积（A_D10）比所述螺纹导程（9）在所述承载区段（11）中的至少一部分的、在所述检查柱体（14）之外的横截面面积（A_D11）大至少20%，其中，所述横截面面积（A_D10、A_D11）近似为三角形（16、17），就所述三角形而言，所述螺纹导程（9）的、相应的宽度（B₁₀、B₁₁）形成所述三角形（16、17）的底侧，并且，所述底侧至所述横截面面积（A_D10、A_D11）的下述点的距离形成所述三角形（16、17）的高（h₁₀、h₁₁），所述点与所述纵向轴线（L）最远地间隔开。

3.根据权利要求1或者2所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的至少一部分的、在所述检查柱体（14）之外的、真实的横截面面积（A₁₀）比所述螺纹导程（9）在所述承载区段（11）中的至少一部分的、在所述检查柱体（14）之外的、真实的横截面面积（A₁₁）大至少20%。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的螺纹啮合角（α₁₀）大于所述螺纹导程（9）在所述承载区段（11）中的螺纹啮合角（α₁₁）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的所述直径（D₁₀）与所述芯部（8）在所述切割区段（10）中的直径（D₈）的比值为1.20至1.45。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的所述直径（D₁₀）与所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的螺距（p）的比值为1.30至1.50。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述螺纹导程（9）的所述直径从所述导入端部（6）朝向螺栓头（2）地、在所述纵向轴线（L）的方向上的一长度上增加到所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的、最大的直径（D₁₀），所述长度对应于所述螺纹导程（9）在所述切割区段（10）中的所述螺距（p）的0.75倍至1.25倍、尤其是0.9倍至1.1倍。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的混凝土螺栓，其特征在于，在所述切割区段（10）中，至少一个切口（18）被压印到所述螺纹导程（9）中，所述切口将所述螺纹导程（9）的高度（t）局部地减少至少50%。

9.根据权利要求8所述的混凝土螺栓，其特征在于，所述切口（18）形成切割面（19），所述切割面相对于径向方向倾斜5°至15°、尤其是10°。