CN109072962B - 带有双涂层的胀销 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种胀销，包括作为第一元件的至少一个销体和作为第二元件的至少一个栓杆，其中，所述栓杆具有膨胀体，当使该膨胀体沿着拉出方向相对于所述销体移动时，该膨胀体沿径向向外挤压所述销体。根据本发明规定：在两元件中的一个元件上在与另一元件的接触区域内设有双涂层，所述双涂层包括内层和覆盖该内层的外层，其中，所述外层与所述另一元件的摩擦系数大于所述内层与所述另一元件的摩擦系数。

Description

带有双涂层的胀销
技术领域
本发明涉及一种胀销，包括作为第一元件的至少一个销体(优选扩张套筒)和作为第二元件的至少一个栓杆，其中，所述栓杆具有膨胀体(优选扩张锥)，当使该膨胀体沿着拉出方向相对于所述销体移动时，该膨胀体沿径向向外挤压所述销体。
背景技术
例如由EP 0514342 A1已知胀销。所述胀销被置入到构件基材内的钻孔中，例如墙壁或天花板内的钻孔中。通过将设置在栓杆上的带有斜面的扩张锥往构造成扩张套筒的销体中拉入，而使该销体径向扩大和向外挤压，胀销由此便锚固在基材内。根据EP 0514342A1，在扩张锥与销体之间的接触区域上设置有一个用于降低摩擦的涂层。
US 2008050195 A说明了一种胀销，其中，扩张套筒的表面粗糙度朝向胀销的后端部增大。
DE 4225869 A1说明了一种由不锈钢制成的销钉，在该销钉中，通过拧紧螺栓或螺母或者通过击入扩张体而使销体胀开，并且在胀开过程期间两个面在表面压力增加的情况下彼此相对移动，受到这种表面压力作用的所述面设置有一个用于抵御卡锁的涂层，其中，对于受到这种表面压力作用的所述面中的一个面，涂层通过镀锌或渗氮形成并且可选地敷设上一个由润滑漆、蜡或油脂构成的附加层。
US 2009290953 A说明了一种带有双涂层的螺栓，该双涂层包括可磨损的外层。
发明内容
本发明的目的是：提供一种性能特别卓越的且可多样化使用的胀销，同时该胀销也特别可靠并且能简单地制造。
为此，本发明提出一种胀销，包括作为第一元件的至少一个销体，和作为第二元件的至少一个栓杆，其中，所述栓杆具有膨胀体，当使该膨胀体沿着拉出方向相对于所述销体移动时，所述膨胀体沿径向向外挤压所述销体，其特征在于：在两元件中的一个元件上在与另一元件的接触区域内设有双涂层，所述双涂层包括内层和覆盖该内层的外层，其中，所述外层与所述另一元件的摩擦系数大于所述内层与所述另一元件的摩擦系数。
按照本发明的胀销的特征在于：在两元件中的一个元件上在与另一元件的接触区域内设有双涂层，所述双涂层包括内层和覆盖该内层的外层，其中，所述外层与所述另一元件的摩擦系数μ2大于所述内层与所述另一元件的摩擦系数μ1。
可以看出，本发明的基本思想是：在力控(kraftkontrolliert)扩张式的胀销的扩张区域内设置一种具有不同摩擦系数的多重涂层，使得μ2＞μ1。
本发明认识到，在设计胀销时可能出现下述情况，在该情况中，改变胀销的构型虽然在一方面导致锚固性能的改善，然而这在另一方面随之带来的却是损失。于是，例如一方面可能值得追求的是：在膨胀体与销体之间设定高的摩擦系数，以避免膨胀体被拉过销体，也就是说，特别是穿过扩张套筒，并由此使得胀销在过度静态拉力负荷的作用下过早失效。另一方面，高的摩擦系数鉴于动态裂纹之考虑则可能是不利的，特别是在地震情形下在断裂的混凝土中。也就是说，如果膨胀体与胀销之间的摩擦系数很大，虽然当裂纹(胀销位于其内)扩大时膨胀体被更深地拉入扩张套筒之中。但当裂纹继而又重新合上时这个过程在摩擦系数很大的情况下并不会逆反过来，并且此时膨胀体深深地停留在扩张套筒内，这可能导致周围混凝土的损坏。因此，对于断裂的混凝土来说，低的摩擦系数能够有益于在裂缝张开和随后裂缝闭合时确保膨胀体在扩张套筒内的来回滑动。
因此，在设计传统的胀销时必须决定：鉴于在带有活动裂缝的断裂的混凝土中的良好特性，是选择销体与膨胀体之间低的摩擦系数(但这却关联到较小的静态拉出负荷)，还是选择高的摩擦系数，该高的摩擦系数固然导致高的静态拉出负荷，但又导致在断裂的混凝土中和/或在动态状况中较差的特性。
本发明着眼于此，而规定：在两元件中的一个元件(“销体”或“栓杆”)上在与相应的另一元件的接触区域内，即在两元件相互接触并彼此摩擦的地方，设有双涂层，该双涂层包括一个内层和一个外层。在此，所述双涂层设计为：外层与邻接的另一元件具有高的摩擦，而内层与邻接的另一元件具有较小摩擦。按这种配置，在静态的情况中，外层可以起作用并且产生高的静态负荷值。而在动态的、特别是地震引起的状况中，外层由于在销体与膨胀体之间的反复摩擦运动而会被磨穿(被去除)，从而此后低摩擦的内层起作用，这就允许膨胀体非常有效地来回滑动并且由此防止基材损坏。因此便可解决上述的两难选择(据此，视应用情况之变化，不同的摩擦系数是有益的)，并且一方面可以在非断裂的和断裂的混凝土中对于拉力负荷均获得特别好的静态性能，以及另一方面也可以在动态或地震情况中获得特别好的性能和/或针对打开和闭合的裂缝获得特别高的稳健性(Robustheit，坚固性)。
外层将内层向外遮盖，也就是说，内层设置在外层与那一承载双涂层的元件之间。例如，内层可以直接设置在这一元件上。然而在内层与这一元件之间也可以设置一个或多个中间层，例如防腐层。摩擦系数可以在两层之间跳跃式地变化或者它可以在两层之间持续地过渡。两元件在接触区域内彼此贴靠，从而该位置发生两元件之间的摩擦。
结合本发明，鉴于作为基础的物理学效果，所述摩擦系数特别是可以理解为静摩擦的摩擦系数。然而，因为滑动摩擦通常与静摩擦密切相关，作为备选方案，例如为了更好的可测量性，原则上也可以指定滑动摩擦的相应摩擦系数。
销体和/或栓杆、特别是其膨胀体优选由金属材料组成。所述双涂层设置在两元件之一上，也就是说，要么在销体上要么在栓杆上，特别是在其膨胀体上，也就是说，两元件之一涂敷有所述双涂层。特别是该双涂层与两元件之一材料锁合地连接。
根据本发明，销体沿着栓杆可移动地设置，特别是紧固在该栓杆上。只要谈及“径向”和“轴向”，这就应该特别是相对栓杆和/或胀销的纵轴线而言的，该纵轴线尤其可以是栓杆或胀销的对称轴线和/或中轴线。特别是，所述胀销可以是一种力控扩张式的胀销。
根据本发明，当膨胀体沿着栓杆的拉出方向相对销体轴向移动时，膨胀体将销体沿径向向外挤压并且同时将其压向基材内的钻孔壁。胀销在这个过程中得以锚固于钻孔内，该过程特别是通过设置在膨胀体上的斜面造成并且在该过程中优选构造成扩张套筒的销体也会得以扩大。优选地，拉出方向与栓杆的纵轴线平行地延伸和/或指向钻孔外面。特别是，在膨胀体上该膨胀体表面与栓杆纵轴线的距离反向于拉出方向增加。
根据本发明，双涂层至少设置在两元件之间的接触区域内，即特别是在这样一个区域内，在该区域，销体如此地贴靠于膨胀体上，使得该膨胀体抵着销体作用并且可以沿径向向外挤压后者。双涂层也可以超出所述接触区域延伸，这可能在制造工艺方面具有优点。
特别有益的是，所述外层与所述另一元件的摩擦系数比所述内层与所述另一元件的摩擦系数大至少20％、50％或100％，即μ2＞1.2×μ1、μ2＞1.5×μ1、或者μ2＞2×μ1。通过这两个摩擦系数的显著差别，特别明确地凸显了上述效果。
本发明的一种优选的发展设计在于：双涂层设置在栓杆上，特别是至少在膨胀体上。因此，相应地两元件之一是栓杆，而另一元件是销体，优选是扩张套筒，并且特别是所述双涂层材料锁合地至少设置在膨胀体上。这一点鉴于制造费用和可靠性会是有益的。所述接触区域优选至少构成在膨胀体上。
特别适宜的是，所述销体是扩张套筒，该扩张套筒将栓杆至少局部地包围，和/或所述膨胀体是扩张锥。由此达到了将力特别均匀地沿着周边方向引入的效果。优选地，扩张套筒围绕栓杆纵轴线的角度延展尺寸为至少270°、特别是至少315°或340°。根据这一实施形式，能够以特别简单的方式确保：栓杆不是直接在钻孔壁上摩擦，而是至少绝大部分仅仅间接地经由扩张套筒在钻孔壁上摩擦。根据本发明，扩张锥设置为用于使扩张套筒胀开，也就是说，用于使扩张套筒径向扩大。可以设置一个销体亦或多个销体和相应数量的膨胀体。扩张锥可以具有一种在数学意义上严格锥形的表面，但不必一定如此。
根据本发明，栓杆可以具有承载装置，该承载装置特别是可以构造为外螺纹、内螺纹或者头部。承载装置用于将沿拉出方向定向的拉力负荷引入胀销。膨胀体适宜地设置在栓杆的第一端部区域内，而承载装置设置在该栓杆的相反的第二端部区域内。特别是，所述拉出方向的方向矢量可以是从膨胀体指向承载装置定向。优选地，膨胀体表面与栓杆纵轴线的距离随着离开所述承载装置之距离的增大而增大。
优选所述胀销是栓杆型式的胀销。对于这样的胀销，在安置该销钉时通过栓杆相对于销体的轴向运动而将膨胀体往销体中拉入。对于栓杆型式的胀销，栓杆优选构造成一体式的，特别是，膨胀体与邻接的栓杆区域设计成一体。优选地，可以在栓杆上构造一个止档，例如环形凸肩，该止档限制销体的远离膨胀体的移动。
作为备选方案，所述胀销可以是套筒型式的胀销。对于套筒型式的胀销，栓杆具有一个与膨胀体分离的锚杆，其中，膨胀体优选经由对应的螺纹与锚杆相连接。于是，可以优选至少部分地通过锚杆相对于膨胀体的转动来实现在安置该销钉时将膨胀体往销体中拉入，该转动通过一个由对应螺纹所构成的螺杆传动机构被转换成膨胀体相对于锚杆的轴向运动。特别是，对于套筒型式的胀销，销体(该销体也可以设计成多件式的)也可以一直延伸到钻孔口。
附图说明
下文将参照在附图中示意性示出的优选实施例进一步详细地阐述本发明，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者以任意组合方式实现。在附图中示意性地示出：
图1为安置在混凝土基材内的本发明胀销的第一实施方式的部分纵剖视图；
图2为图1所示胀销的细部视图；
图3为图1和2实施方式变型的胀销的栓杆的部分纵剖视图；
图4为安置在混凝土基材内的本发明胀销的另一实施方式的部分纵剖视图；和
图5为图4所示胀销的细部视图。
相同或类似作用的元件在各附图中标注以同样的附图标记。
具体实施方式
图1和2示出了本发明胀销的第一实施例。特别是如图1所示，胀销具有一个栓杆10和一个构造成扩张套筒的销体20，该销体包围栓杆10。栓杆10具有一个横截面恒定不变的颈部区域11并且接着该颈部区域11在栓杆10的前端部区域内具有一个用于销体20的、构造成扩张锥的膨胀体12，在该膨胀体上，表面构造为斜面13。斜面13在此设计成旋转对称的。基于该斜面13，栓杆10在膨胀体12上从颈部区域11出发朝向其前端部扩大。栓杆10在颈部区域11的背离膨胀体12的一侧具有一个例如构造为环形凸肩的止档17，该止档用于构造为扩张套筒的销体20。栓杆10在其与膨胀体12相反的后端部区域上设置有用于螺母8的外螺纹18。
在安置胀销时，将栓杆10以膨胀体12向前地逆着拉出方向101与栓杆10纵轴线100平行地推入到图1所示的基材5内的一个钻孔中，随此，构造成扩张套筒的销体20基于止档17之故也被置入到钻孔中。然后，例如通过拧紧螺母8而将栓杆10沿着与纵轴线100平行延伸的拉出方向101又从钻孔中重新拉出一段。此时，构造成扩张套筒的销体20基于其与钻孔壁的摩擦之故而停留不动，并且发生栓杆10相对于销体20的移动。在该移动过程中，栓杆10的膨胀体12越来越深地进入销体20之中，使得该销体20被膨胀体12径向扩大并且与钻孔壁压合。胀销通过这一机构被固定在基材5内。在图1中示出胀销的已安置状态，在该状态中它固定在基材5内。附装构件6可以借助螺母8固定在基材5上。
正如特别是在图2中可以清楚地看到的那样，膨胀体12在一个构成于其斜面13上的、与销体20的接触区域内具有双涂层，该双涂层包括一个内层61和一个外层62，其中内层61设置在外层62与(特别是材料锁合地)承载这两层61、62的膨胀体12之间。在此，外层62与邻接的销体20的摩擦系数(特别是静摩擦系数μ2)大于内层61与邻接的销体20的摩擦系数(特别是静摩擦系数μ1)，即μ2＞μ1。在一种简单的静态负荷状况中，栓杆10利用膨胀体12在销体20上在外层62上摩擦，使得比较高的摩擦系数μ2起作用并且因此能够实现高的静态拉出负荷。而在一种动态负荷状况中，能使栓杆10的外层62磨掉。此后，膨胀体12于是在销体20上在内层61上摩擦，从而现在比较小的摩擦系数μ1起作用并且允许膨胀体12在销体20内有效地来回滑动。
在图1和2的实施例中对膨胀体12上由层61和62组成的双涂层进行了说明。然而如图3所示，具有层61和62的(在图3中利用虚线示意性大幅放大示出的)双涂层附加地也可以延伸到颈部区域11。
在图1至3的实施例中，胀销是所谓的栓杆型式。在图4和5中示出另一实施例，在该实施例中胀销构造成所谓的套筒型式。与图1至3中的胀销不同，在该胀销中，膨胀体12轴向固定地紧固在栓杆10的其余部分上并且特别是与栓杆10其余部分构造成一体，图4和5所示实施例的栓杆10具有一个锚杆15，该锚杆是与膨胀体12分开的，也就是说，锚杆15和膨胀体12是两个单独的部件。带有斜面13的膨胀体12具有内螺纹，该内螺纹与栓杆10的锚杆15上的外螺纹相对应。此外，在图4和5的胀销中，构造成扩张套筒的销体20(该销体也可以是多件式的)一直延伸到钻孔口，并且在栓杆10的后面的端部区域上有一加宽的头部88抗转扭地设置在锚杆15上。
为了安置图4和5的胀销，使锚杆15(优选通过头部88)围绕纵轴线100旋转。对应的螺纹将锚杆15的该旋转运动转换成膨胀体12相对于锚杆15的并因此相对于销体20的轴向运动，这便导致将带有斜面13的膨胀体12往销体20中拉入。
在图4和5的胀销中，栓杆10的膨胀体12在一个构成于斜面13上的、与销体20的接触区域内也具有双涂层，该双涂层包括一个内层61和一个外层62，其中外层62与邻接的销体20的摩擦系数μ2大于内层61与邻接的销体20的摩擦系数μ1，即μ2＞μ1，从而也因此能够获得特别好的静态和动态特性。

Claims (5)

1.胀销，包括：
-作为第一元件的至少一个销体(20)，和
-作为第二元件的至少一个栓杆(10)，其中，所述栓杆(10)具有膨胀体(12)，当使该膨胀体(12)沿着拉出方向(101)相对于所述销体(20)移动时，所述膨胀体沿径向向外挤压所述销体(20)，
其特征在于：在两元件中的一个元件上在与另一元件的接触区域内设有双涂层，所述双涂层包括内层(61)和覆盖该内层(61)的外层(62)，其中，所述外层(62)与所述另一元件的摩擦系数(μ2)大于所述内层(61)与所述另一元件的摩擦系数(μ1)。
2.如权利要求1所述的胀销，其特征在于：所述外层(62)与所述另一元件的摩擦系数(μ2)比所述内层(61)与所述另一元件的摩擦系数(μ1)大至少20％、50％或100％。
3.如权利要求1或2所述的胀销，其特征在于：所述双涂层至少设置在所述膨胀体(12)上。
4.如权利要求1或2所述的胀销，其特征在于：
所述销体(20)是扩张套筒，该扩张套筒将所述栓杆(10)至少局部地包围，并且
所述膨胀体(12)是扩张锥。
5.如权利要求1或2所述的胀销，其特征在于：该胀销是栓杆型式的胀销。
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