CN109312768B - 具有锌合金敷层的膨胀锚栓 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有至少一个锚栓体和栓的膨胀锚栓，其中，栓具有膨胀体，当膨胀体在拉出方向上相对于锚栓体移动时，膨胀体对锚栓体径向朝外施力，其中，在膨胀体上设有防腐蚀层和覆盖防腐蚀层的滑动层。根据本发明规定，防腐蚀层是Zn‑Ni敷层或Zn‑Fe敷层。本发明也涉及这种膨胀锚栓的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及膨胀锚栓。这种膨胀锚栓构造成具有至少一个锚栓体和栓，该锚栓体优选构造成膨胀套筒，其中，栓具有膨胀体、优选膨胀锥，当膨胀体在拉出方向上相对于锚栓体移动时，膨胀体对锚栓体径向朝外施力，其中，在膨胀体上、尤其在用于锚栓体的接触区域中设有防腐蚀层和覆盖防腐蚀层的滑动层。本发明还涉及用于制造这种膨胀锚栓的方法。
背景技术
例如EP 0514342 A1公开了一种膨胀锚栓。膨胀锚栓被装入构件的基础中、例如壁或罩中的钻孔中。通过将设置在栓上的膨胀锥拉入构造成膨胀套筒的锚栓体中，使得锚栓体沿径向扩张并且向外排挤并由此使膨胀锚栓锚定在基础中。根据EP 0514342 A1，在膨胀锥和锚栓体之间的接触区域中设有减小摩擦的敷层。
EP 0429880A2涉及一种用于在施加含锌的保护层的情况下对锚栓、尤其用于建造房屋正面的敲击式锚栓进行防腐蚀敷层的方法，具有以下步骤：以机械方式清洁锚栓表面和/或将底涂层涂覆在锚栓表面上并且进行干燥、以机械方式涂覆至少一层含锌的有机敷层材料、干燥经涂覆的每个含锌的层、涂覆有机保护层并且干燥有机保护层。
申请号为15171632.1的欧洲专利申请涉及一种膨胀锚栓，在其中，在膨胀区域中设置具有内层和覆盖内层的外层的双敷层，其中，外层与相邻元件的摩擦系数大于内层与相邻元件的摩擦系数。
US 8491244B2描述了一种膨胀锚栓，在其中，膨胀套筒元件敷有锡锌敷层。
EP 0523298B1示出了一种由奥氏体不锈钢构成的螺钉，其表面层构造成渗氮层，然后通过金属覆盖层、例如镍锌敷层覆盖。
US 4746408A描述了一种用于螺钉、尤其具有锌镍层和有机遮盖层的多层式敷层。
DE202004001155U1公开一种在机动车领域中的车轮螺栓，其具有由电敷覆的锌镍合金层以及额外的硅质滑动敷层构成的外表面。
DE 3924133A1示出了一种膨胀锚栓，在其中膨胀元件经热镀锌。US2008050195A描述了一种膨胀锚栓，在其中，朝膨胀锚栓的后端部，膨胀套筒的表面粗糙度提升。
DE 4225869A1描述一种由不锈钢构成的锚栓，在其中，经受表面压力的面设有对抗阻塞的敷层。尤其可通过镀锌或渗氮形成敷层并且可选地能够涂覆由滑动涂层(漆层，lack)、蜡或油脂构成的附加层。DE 10118374A1描述了一种用于制造膨胀锚栓的方法，该膨胀锚栓在其前端部上具有包括滑动敷层的锥体，其中，在施加滑动敷层之前用钢刷加工锥体的表面，使得形成平行延伸的条纹。
DE 19716926A1公开了一种膨胀锚栓，其具有收缩软管形式的敷层。EP 2876312A1涉及一种膨胀锚栓，在其中，在膨胀体和锚栓体之间的摩擦系数与方向相关。
EP 2339186B1示出了一种具有楔形元件和套筒元件的锚栓，楔形元件由维氏硬度在约218HV和约290HV之间的材料构成，套筒元件由维氏硬度在约218HV和约290HV之间的材料构成。
DE 102007057160A1提出，在膨胀锚栓中将滑动环置入从杆至膨胀体的过渡部上的环形阶梯中，这能够避免在膨胀体上的膨胀套筒被腐蚀。
DE 10248664A1示出了一种由优质钢构成的膨胀锚栓，在其中，膨胀区段至少部分地具有凹穴。
DE 19522026A1公开了一种具有在膨胀体和锚栓体之间的中间层的膨胀锚栓，该中间层由光滑薄膜的条带构成并且不可松开地固定在膨胀体和锚栓体之间。
发明内容
本发明的目的是提供一种可简单制造的并且同时特别可靠的、有效率的并且用途多的膨胀锚栓及其制造方法。
根据本发明通过膨胀锚栓和相应制造方法实现了该目的。
根据本发明的膨胀锚栓的特征在于，防腐蚀层是Zn-Ni敷层(Beschichtung)或Zn-Fe敷层。
根据本发明，使用锌合金敷层、尤其锌镍敷层(Zn-Ni敷层)或锌铁敷层(Zn-Fe敷层)作为防腐蚀层，其中，尤其出于更有用的硬度的原因，锌镍敷层可为优选的。在实验中已经令人惊奇地观察到，这种防腐蚀层能够显著提高膨胀锚栓的效率，这是因为基于两种有利效果。一方面，在软的防腐蚀层中，在表面压力(例如在锚栓负载时可能出现的表面压力)较高的情况下通常观察到一种防腐蚀层的压入以及进而伴随有通过一种横向排挤位于其上的滑动层而造成的磨损，这会导致不期望的摩擦行为。相反，根据本发明实施成Zn-Ni敷层或Zn-Fe敷层的防腐蚀层相对硬。尤其与由纯锌构成的电镀层(在其中通常硬度小于100HV)(galvanische Beschichtung)相反，通过根据本发明的Zn-Ni敷层可获得例如在350HV和500HV之间的范围中、优选约425HV的硬度，即尤其在通常用于位于防腐蚀层之下的膨胀体的钢的硬度范围中的硬度，或甚至大于该钢的硬度。由于Zn-Ni敷层或Zn-Fe敷层的相对高的在底层硬度或位于其上的硬度的范围中的硬度，在根据本发明实施的防腐蚀层中可以简单而有效的方式抵抗前述不期望的压入和开裂，从而能够以特别简单的方式获得特别可靠且有效的锚栓。根据本发明实施的防腐蚀层即为特别硬的且耐磨损的底层，其用于位于其上的功能敷层。
另一方面，以令人惊奇的方式确定了，相比于电镀的锌敷层，借助根据本发明的Zn-Ni或Zn-Fe防腐蚀层能够获得在膨胀体和锚栓体之间的摩擦的动态摩擦系数和静态摩擦系数之间的特别低的差。这对锚栓的负载行为也可为有利的。因为在静态摩擦系数接近动态摩擦系数时，仅有很小的防止锚栓体滑脱的阻力施加在膨胀体上，从而实现了特别好的再膨胀行为，即，在负载情况和/或钻孔尺寸可能改变时锚栓能可靠地进一步膨胀，例如在断裂的混凝土中。出于该原因，根据本发明可获得特别可靠且有效的锚栓，尤其是用于断裂的混凝土。根据本发明的防腐蚀层因此即使在表面压力很高的情况下对定义的摩擦系数也表现出特别好的摩擦基础。
滑动层向外覆盖防腐蚀层，即，防腐蚀层布置在滑动层和承载该层的膨胀体之间。防腐蚀层可直接地、即无中间层地置于膨胀体上。但是也可在防腐蚀层和膨胀体之间设置一个或多个中间层。滑动层可直接地、即无中间层地置于防腐蚀层上。但是也可在滑动层和防腐蚀层之间设置一个或多个中间层。尤其防腐蚀层可在其朝靠近滑动层的一侧上具有钝化层(膜)，优选铬(III)钝化层。
在Zn-Ni敷层中的镍含量或在Zn-Fe敷层中的铁含量优选为8-18重量％，尤其10-16重量％。如果含量过高，敷层会过脆，由此会损害粘附性能。如果含量过低，会损害防腐蚀性。
根据本发明，锚栓(Dübel)体可沿着栓(Bolzen)移动地布置、尤其固定在栓上。在提及“径向”和“轴向”时，应尤其相对于栓和/或膨胀锚栓的纵轴线，该纵轴线尤其可以为栓或膨胀锚栓的对称轴线和/或中轴线。膨胀锚栓尤其可为受力控制而膨胀的膨胀锚栓。
根据本发明，通过膨胀体沿径向向外对锚栓体施力，并且在此在膨胀体沿栓的拉出方向相对于锚栓体沿轴向移动时，将锚栓体压到基础中的钻孔壁上。在该过程中，尤其通过设置在膨胀体上的斜面引起该过程，并且在其中优选构造成膨胀套筒的锚栓体也会被扩张，从而将膨胀锚栓锚定在钻孔中。优选地，拉出方向平行于栓的纵轴线延伸和/或从钻孔中指向外。尤其在膨胀体上，膨胀体的表面与栓的纵轴线的距离反向于拉出方向地增大。
根据本发明的防腐蚀层和根据本发明的滑动层至少设置在膨胀体和锚栓体之间的接触区域中，即尤其在这样的区域中，在该区域中锚栓体贴靠在膨胀体上使得膨胀体能抵着锚栓体作用并沿径向向外对后者施力。根据本发明的层也可伸出到接触区域之外并且也可在整个栓上延伸，这尤其可具有制造技术方面的优点。尤其根据本发明的层也可延伸到栓的后面的负载接收装置、尤其后面的外螺纹上。
特别优选的是，防腐蚀层具有350HV和500HV之间的硬度。在该硬度范围中特别有效地发挥上述的有利效果，尤其在膨胀体由钢构成时。尤其可规定，Zn-Ni敷层是由碱性电解质沉积的Zn-Ni敷层。由此可以特别简单的方式获得特别均匀的层厚度，这又可对于特别均匀的摩擦性能是有利的。
锚栓体和/或栓、尤其栓的膨胀体优选由金属材料、尤其由钢构成。特别优选的即为，膨胀体由钢构成、优选由C钢构成。
适宜地，滑动层可为基于水的滑动涂层，尤其醇酸树脂(磁)漆(Alkydharzlack)。
特别适宜的是，锚栓体是膨胀套筒，其至少部分地包围栓，和/或膨胀体是膨胀锥。由此实现了在周向方向上特别均匀的力导入。优选地，膨胀套筒的围绕栓纵轴线的角扩张至少为270°。根据本发明，膨胀锥用于扩张膨胀套筒，即用于沿径向扩开膨胀套筒。可设置一个锚栓体或多个锚栓体以及相应数量的膨胀体。膨胀锥可具有在数学上严格意义的锥形表面，但是这不是必须的。
根据本发明，栓可具有负载接收装置，其尤其可构造成外螺纹、内螺纹或头部。负载接收装置用于将指向拉出方向的拉力导入膨胀锚栓中。适宜地，膨胀体布置在栓的第一端部区域中，负载接收装置布置在栓的相反的第二端部区域中。尤其拉出方向的方向矢量可从膨胀体指向负载接收装置。膨胀体的表面至栓的纵轴线的距离优选随着与负载接收装置的距离的增加而增加。
膨胀锚栓优选是栓类型的膨胀锚栓。在这种膨胀锚栓中，在安置锚栓时膨胀体通过栓相对于锚栓体的轴向运动而被拉入锚栓体中。在栓类型的膨胀锚栓中栓优选构造成一件式，尤其膨胀体与相邻的栓区域实施成一件。优选地，在栓上构造止挡、尤其环形凸肩，其限制锚栓体从膨胀体上移动出去。
可替代地，膨胀锚栓可为套筒类型的膨胀锚栓。在套筒类型的膨胀锚栓中，栓具有与膨胀体分开的锚杆，其中，膨胀体优选经由对应的螺纹与锚杆连接。此时在安置锚栓时，优选至少部分地通过使锚杆相对于膨胀体旋转可使得膨胀体被拉入锚栓体中，该旋转通过由对应的螺纹所形成的螺杆传动转变成膨胀体相对于锚杆的轴向运动。尤其在套筒类型的膨胀锚栓中，也可实施成多件式的锚栓体也直达钻孔口。
本发明还涉及根据本发明的膨胀锚栓的制造方法，在其中，电沉积防腐蚀层，尤其从碱浴中电沉积防腐蚀层。接着电沉积防腐蚀层之后，可例如在浸渍法中、尤其在浸渍离心方法中施加滑动层。在电沉积防腐蚀层之后并且在施加滑动层之前，对防腐蚀层优选进行钝化、尤其Cr(III)钝化。
附图说明
下面根据在附图中示意性示出的优选实施例详细阐述本发明，其中，原则上在本发明中下面所示实施例的各个特征可单独地或任意结合地实现。在附图中示意性地示出：
图1示出了根据第一实施方式的安置在混凝土基础中的根据本发明的膨胀锚栓的部分纵向剖视图；
图2示出了图1的膨胀锚栓在膨胀体和锚栓体之间的接触区域处在图1中用圆标示的位置的详细视图；
图3示出了在图1和图2的实施方式的变型中的膨胀锚栓的栓的侧视图；
图4示出了根据另一实施方式的安置在混凝土基础中的根据本发明的膨胀锚栓的部分纵向剖视图；以及
图5示出了图4的膨胀锚栓在膨胀体和锚栓体之间的接触区域处在图4中用圆标示的位置的详细视图。
相同的或作用相似的元件在附图中用相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本发明的膨胀锚栓的第一实施例。如尤其图1所示，膨胀锚栓具有栓10和构造成膨胀套筒的锚栓体20，该锚栓体包围栓10。栓10具有横截面恒定的颈部区域11并且与颈部区域11连接地在栓10的前端部区域中具有构造为膨胀锥的用于锚栓体20的膨胀体12，膨胀体的表面构造为斜面13。在此，斜面13实施成旋转对称的。由于斜面13，栓10在膨胀体12上从颈部区域11开始朝其前端部扩张。在颈部区域11的背离膨胀体12的一侧上，栓10具有例如构造成环形凸肩的止挡17，止挡用于构造成膨胀套筒的锚栓体20。栓10在其与膨胀体12相反的后端部区域上设有用于螺母8的外螺纹18。
在安置膨胀锚栓时，栓10以膨胀体12在前、反向于拉出方向101地、与栓10的纵轴线100平行地推入图1的基础5中的钻孔中。在此，由于止挡17也将构造成膨胀套筒的锚栓体20引入钻孔中。然后，例如通过旋紧螺母8使得栓10又在平行于纵轴线100延伸的拉出方向101上从钻孔中拉出一段。构造成膨胀套筒的锚栓体20在此由于其与钻孔壁的摩擦而被留下，并且栓10相对于锚栓体20移动。在移动时，栓10的膨胀体12始终更深地侵入锚栓体20中，使得锚栓体20由膨胀体12沿径向扩张并且挤压钻孔的壁。通过该机构使得膨胀锚栓固定在基础5中。在图1中示出了膨胀锚栓固定在基础5中的安置状态。借助螺母8可使安装件6固定在基础5上。
如尤其从图2中所见，膨胀体12在其斜面13上构造的与锚栓体20的接触区域中具有双敷层，双敷层由布置在内部的防腐蚀层61和布置在外部的滑动层62构成，其中，防腐蚀层61布置在滑动层62和承载、尤其材料连接地承载两个层61、62的膨胀体12之间。对此，防腐蚀层61是Zn-Ni敷层或Zn-Fe敷层，滑动层62例如是基于水的滑动涂层。
在图1和图2的实施例中描述了在膨胀体12上的由层61和层62构成的双敷层。如图3所示，在图3中用虚线示意性强调地放大示出的具有层61和层62的双敷层也额外地延伸至颈部区域11上，或如未示出地，延伸至整个栓10上。
在图1至图3的实施例中，膨胀锚栓分别实施成所谓的栓类型的膨胀锚栓。在图4和图5中示出了膨胀锚栓构造成所谓的套筒类型的膨胀锚栓的另一实施例。与图1至图3中的膨胀锚栓(在其中膨胀体12沿轴向牢固地固定在栓10的其余部分上并且尤其与栓10的其余部分一件式地构造)相对，图4和图5的实施例的栓10具有锚杆15，锚杆与膨胀体12分开，即，锚杆15和膨胀体12为两个单独的部件。具有斜面13的膨胀体12具有内螺纹，内螺纹与栓10的锚杆15上的外螺纹相对应。此外，在图4和图5的膨胀锚栓中，构造成膨胀套筒的锚栓体20也可为多件式的并且直达钻孔口，在栓10的后端部区域上，具有外多边形结构的加宽头部88不可相对转动地布置在锚杆15上。
为了安置图4和图5的膨胀锚栓，使锚杆15，优选经由头部88，围绕纵轴线100转动。对应的螺纹使该锚杆15的转动运动转变成膨胀体12相对于锚杆15的轴向运动以及进而相对于锚栓体20的轴向运动，这使得具有斜面13的膨胀体12被拉入锚栓体20中。
在图4和图5的膨胀锚栓中，栓10的膨胀体12在构造在膨胀体12的斜面13上的与锚栓体20的接触区域中也具有由布置在内部的防腐蚀层61和布置在外部的滑动层62构成的双敷层，其中，防腐蚀层61是Zn-Ni敷层或Zn-Fe敷层，滑动层62例如是基于水的滑动涂层。
Claims (6)
1.一种膨胀锚栓，具有：
-至少一个锚栓体（20），以及
-栓（10），其中，所述栓（10）具有膨胀体（12），当所述膨胀体（12）在拉出方向（101）上相对于所述锚栓体（20）移动时，所述膨胀体对所述锚栓体（20）径向朝外施力，
-其中，在所述膨胀体（12）上设置有防腐蚀层（61）和覆盖所述防腐蚀层（61）的滑动层（62），
其特征在于，
所述防腐蚀层（61）是Zn-Ni敷层或Zn-Fe敷层，
所述防腐蚀层（61）具有在350HV和500HV之间的硬度，
所述膨胀体（12）由钢构成。
2.根据权利要求1所述的膨胀锚栓，其特征在于，所述Zn-Ni敷层是由碱性电解质沉积的Zn-Ni敷层。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的膨胀锚栓，其特征在于，所述滑动层（62）是基于水的滑动涂层。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的膨胀锚栓，其特征在于，所述锚栓体（20）是膨胀套筒，其至少部分地包围所述栓（10），以及
所述膨胀体（12）是膨胀锥。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的膨胀锚栓，其特征在于，所述膨胀锚栓是栓类型的膨胀锚栓。
6.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚栓的方法，在其中，电沉积防腐蚀层（61）。
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