CN109416067A - 紧固元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧固元件（1），用于锚固在钻孔中。所述紧固元件（1）沿着纵向轴线（L）延伸，并且具有杆（4），膨胀套筒（8）布置在该杆上。此外，在杆（4）上布置了一保持元件（12），通过该保持元件，所述膨胀套筒（8）摩擦锁合地旋转固定地与所述杆（4）连接。

Description

紧固元件

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的紧固元件。

背景技术

从公开文献DE 37 07 510 A1中已知一种紧固元件，其可以通过膨胀套筒的膨胀而锚固在钻孔中。为了使膨胀套筒膨胀，紧固元件具有作为膨胀体的锥形螺母，使得锥形螺母通过旋拧螺栓而被拉入到膨胀套筒中，并且膨胀套筒可以由此膨胀。在该紧固元件的杆上，弹簧环设置为保持元件，该保持元件将膨胀套筒保持在钻孔中的指定位置。此外，在该紧固元件的杆上设置有具有纵向肋的套筒，该纵向肋是用于膨胀套筒的防共转装置（Mitdrehsicherung），其阻止膨胀套筒在钻孔中膨胀时的共同旋转。

发明内容

本发明的目的是提出一种替代的紧固元件。

该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的紧固元件实现。根据本发明的、用于锚固在钻孔中的紧固元件沿纵向轴线延伸，该纵向轴线平行于紧固元件的插入方向，或者与该插入方向相同，紧固元件按照计划沿该插入方向插入到钻孔中。所述紧固元件具有沿纵向方向延伸的杆，该杆具有负载施加部、颈部和膨胀体。负载施加部尤其实施为外螺纹，螺母可以旋拧到该外螺纹上以固定附件。或者，负载施加部也可以构造内螺纹或以卡口式连接的方式构造，其中这种列举并非详尽无遗。膨胀体用于使膨胀套筒膨胀，所述膨胀套筒布置在颈部上。膨胀体尤其是布置在紧固元件的、沿插入方向的前端部，并且尤其是如此构造，使得环绕所述膨胀体的圆的直径沿插入方向朝向膨胀体的前端部变大。尤其是，膨胀体圆锥形或截头圆锥形地构造。颈部是在紧固元件的杆上的一部段，其外直径小于膨胀体在其直径最大横截面处的外直径。膨胀套筒尤其可轴向运动地布置在颈部上，并且尤其在周向上完全或者至少在其外周的一半以上包围颈部。通过将所述膨胀体拉入到膨胀套筒中，膨胀套筒能够在径向上膨胀，即在相对于纵向轴线的径向平面中扩大其直径，从而使得其在钻孔中由膨胀体朝向钻孔壁运动，并且能够摩擦锁合和/或形状锁合地被钻孔壁压紧。尤其是，为了进行膨胀，所述膨胀体沿着纵向轴线抵靠着膨胀套筒运动，尤其是与插入方向相反地运动。为了在将所述膨胀体拉入到膨胀套筒中时使所述膨胀套筒保持在钻孔的某一位置中，在紧固元件的杆处布置了保持元件，尤其是布置在膨胀套筒和负载施加部之间。所述保持元件具有一开口，杆容纳在该开口中，尤其是杆的颈部容纳在该开口中。所述保持元件为了改变其直径能够弹性的变形，即可逆地改变直径。所述直径能够尤其是通过径向压力而变小，并且通过放松而再次变大。因此，所述保持元件能够由于其弹性的可变形性而沿径向和/或周向适配于钻孔的实际具有的直径，紧固元件插入到该钻孔中。由此所述紧固元件尤其是确保不会在头顶安装时脱落。

根据本发明，所述保持元件能够被径向压力如此挤压，使得保持元件的外直径大于未膨胀的膨胀套筒的外直径，并且保持元件的内直径等于杆的下述部分的直径，在该部分布置了保持元件，如此使得保持元件摩擦锁合地旋转固定地与所述杆连接。尤其是所述保持元件布置在颈部处，并且所述保持元件由于在杆与保持元件之间生效的摩擦而旋转固定地保持在所述杆上。然而，所述保持元件相对于杆的轴向运动仍然可以进行，只要摩擦被克服。“能够挤压”在此尤其是指能够沿径向和/或周向挤压。保持元件的外直径尤其是大于钻孔的直径，尤其是大于钻孔的标称直径，紧固元件按照计划引入到所述钻孔中，从而使得在将紧固元件插入到钻孔中时，所述钻孔壁将径向压力施加到保持元件上。因此，所述保持元件贴靠在钻孔壁上，尤其是如此使得其由于在保持元件与钻孔壁之间出现的摩擦而旋转固定地保持在钻孔中。相反，膨胀套筒不必贴靠于钻孔壁上。相反，所述膨胀套筒的外直径优选如此进行选取，使得该外直径在未膨胀的状态下小于所述紧固元件的标称直径，即对于具有10mm的标称直径的紧固元件而言（该紧固元件按照计划被引入到10er的钻孔中）为9.8mm，从而使得所述紧固元件能够无问题地并且尤其是在不使用锤子来敲击紧固元件的、沿插入方向的后端部的情况下引入到按照计划制造的、具有标称直径的钻孔中。通过由钻孔壁施加到所述保持元件上的径向压力，杆根据本发明又与保持元件旋转固定地连接。虽然保持元件的外直径在挤压之后仍大于膨胀套筒的外直径，但是该保持元件在其内侧已经与杆接触。因此，紧固元件在引入到钻孔中之后旋转固定地保持在钻孔中。尤其是通过保持元件与杆的旋转固定连接产生的保持扭矩大于用于将负载卸除部施加在负载施加部上的扭矩。当所述负载施加部是外螺纹时，所述负载卸除部尤其是螺母；当所述负载施加部是内螺纹时，所述负载卸除部是螺栓。例如在将螺母旋拧到构造为外螺纹的负载施加部上时可能会出现的、紧固元件的一同旋转由此通过紧固元件的、根据本发明的构造被有效地避免。此外，根据本发明的紧固元件的特征还在于简单的并且能够成本低廉地制造的结构，并且所述紧固元件能够不花费较大力气地引入到钻孔中。

优选所述保持元件具有环形或者套筒形的壁，该壁具有至少一个弱化部。所述弱化部用于放大所述壁在径向和/或周向上的可变形性。“弱化部”在此尤其是指槽、间隙或者弹簧式的元件，该元件由于其结构实现了所述壁的外直径或者内直径的弹性变化。也能够布置多个间隙，例如沿着和反向于插入方向并且沿着周向相互间隔。尤其是所述弱化部完全断开所述壁，尤其是作为间隙沿轴向方向断开所述壁，由此在所述壁上在间隙的两侧产生了相反定向的端面，所述端面沿周向相互隔开。这样构造的弹簧环能够以简单的方式通过径向运动被推移以安装在紧固元件的杆上，并且此外能够通过径向压力弹性变形。

对于根据本发明的紧固元件的另一种优选的实施方式而言，杆是一体的，就是说负载施加部、颈部和膨胀体由一个部件制成，例如由一件钢丝通过冷整体成型来制造，这对于销钉锚栓是常见的。这实现了成本低廉的制造和下述紧固元件的简单的构造，该紧固元件具有较少的部件。

此外优选的是，在保持元件处布置了至少一个连接元件用于与所述膨胀套筒连接。所述连接元件尤其是沿纵向方向朝向膨胀套筒延伸，并且将保持元件与膨胀套筒尤其是旋转固定地和/或轴向固定地连接。通过这种构造实现的是，当所述紧固元件按照计划引入到钻孔中时，所述膨胀套筒才通过保持元件与紧固元件的杆旋转固定和/或轴向固定地连接。在轴向固定连接的情况下，这能够在必要的情况下在膨胀时再次分开。此外，所述膨胀套筒能够如此与连接元件连接，使得所述连接元件将所述膨胀套筒保持在紧固元件的杆处。当所述膨胀套筒不是一件式的而是由多个膨胀壳组成时，这尤其是有利的。

对于根据本发明的紧固元件的另一种优选的实施方式而言，在保持元件处布置了径向向外伸出的突起部。这种径向伸出的突起部能够沿径向方向弹性地变形，如此使得该突起部导致所述保持元件的可挤压性。尤其是，径向向外伸出的突起部弹性弹动地布置在保持元件的、环形或者套筒形的壁处。在这种情况下，所述可挤压性由所述突起部来保证，而所述壁能够稳定地并且较少变形地实施。所述突起部优选能够运动到位于保持元件的壁中的容纳空间中，从而使得保持元件的直径通过所述突起部弹入到容纳空间中而与下述钻孔相匹配，该钻孔的直径处于对于紧固元件而言按照计划允许的直径的下公差范围中。

一种根据本发明的紧固元件的、能够特别容易胀开的构造形式具有一膨胀套筒，该膨胀套筒由多个单个的膨胀壳组成，它们不是一体地相互连接。各个膨胀壳能够通过所述连接元件布置在紧固元件的杆上，并且被所述连接元件保持在所述杆上。

优选所述膨胀套筒被环弹簧包围，该环弹簧至少部分地包围所述膨胀套筒，并且尤其是挤压所述膨胀套筒的膨胀壳。所述膨胀壳能够相互一体地连接，或者作为各个部件布置在杆上。所述环弹簧尤其是由金属、橡胶或者塑料制成，并且能够被开缝。该环弹簧不必在整个外周上包围膨胀套筒。所述环弹簧阻止的是，所述膨胀套筒无意地膨胀。如果所述膨胀壳由单个的、不是一体式相互连接的膨胀壳组成，那么所述弹簧环将所述膨胀壳保持在所述杆处。

优选环弹簧位于一槽中，该槽沿周向布置在膨胀套筒上。这保证了在环弹簧和膨胀套筒之间的良好的连接。此外，在这种情况下，通过所述环弹簧，所述紧固元件的直径在膨胀套筒的区域中没有或者仅仅不显著地变大，因为所述环弹簧能够如此嵌入到所述槽中，使得该环弹簧沿径向方向不会或者仅仅略微伸出所述弹簧套筒。

所述槽优选构造在膨胀壳上，尤其是在膨胀壳的下述区域中，该区域沿周向具有减小的宽度。所述槽在膨胀壳上的制造、尤其是在具有减小的宽度的区域中的制造能够通过压印简单地实现，并且尤其是在减小的宽度的区域中要求较小的力。

所述连接元件优选与环弹簧连接。这实现了紧固元件的、一种简单待制造的、成本低廉的构造，因为连接元件与所述环弹簧能够尤其是一体地实施。

由于所描述的构造，根据本发明的紧固元件能够在不花费较大力气的情况下、尤其是在不需要利用锤子将紧固元件敲击进钻孔中的情况下引入到钻孔中，该钻孔按照计划利用标称直径进行制造，这在此尤其是意味着：使用者通过手来推入或者插入。因此，对于根据本发明的紧固元件而言，不必在杆沿插入方向的后端部设置敲击栓，如对于销钉锚栓常见的那样。根据本发明，因此构造为外螺纹的负载施加部能够延伸至紧固元件沿插入方向的后端部，因为下述风险较小或者被排除，所述风险为：在将紧固元件插入到钻孔中时所述外螺纹由于敲击而损坏。

附图说明

下面将参考两个实施例更详细地阐述本发明，这两个实施例在附图中示出。

在图中：

图1以侧视图示出了第一种根据本发明的紧固元件;

图2是图1的紧固元件的膨胀套筒和保持元件的透视图;

图3示出了紧固元件在平面III-III中的截面，

图4示出了紧固元件在平面IV-IV中的的截面，

图5以侧视图示出了根据本发明的第二种紧固元件;

图6是图3的紧固元件的膨胀套筒和保持元件的透视图;和

图7是第二种根据本发明的紧固元件的膨胀套筒的膨胀壳的透视图。

具体实施方式

图1至图4示出了根据本发明的第一紧固元件1，用于锚固在未示出的钻孔中。紧固元件1由该紧固元件1沿纵向轴线L的前端部2延伸至后端部3。紧固元件1实施为销钉锚栓，具有伸长的、销状的并且一体地构造的杆4。由后端部3出发，在所述杆4处构造了外螺纹5作为负载施加部（Lastangriffsmittel）。朝向插入方向E，柱形的间隔部段20与所述外螺纹连接。所述外螺纹5延伸至紧固元件1的后端部3。沿着插入方向E在间隔部段20之前布置的是颈部6，其同样是柱形的，具有直径D，但是该直径小于所述间隔部段20的直径D_D。沿着插入方向E，膨胀头7作为杆4的前部段与颈部6连接，该膨胀头具有锥形的膨胀部段22，该膨胀部段沿插入方向E增大其直径。

在颈部6处布置了膨胀套筒8，其由三个单个的膨胀壳9组成，所述膨胀壳沿周向拱起，并且在截面中形成圆环的部分，如图3所示。所述膨胀壳9并不相互连接，尤其不是一体的。膨胀壳9在其纵向边缘的后端部开坡口（abschrägen），使得在膨胀壳之间存在三角形的凹部（Aussparungen）13。在杆4的颈部6上，三个膨胀壳9通过用作环弹簧23的橡胶环10被保持，该橡胶环嵌入在槽18中。通过橡胶环10，膨胀壳9如此保持在颈部6上，使得膨胀壳以其内侧面状地贴靠在颈部6上（参见图3）。在膨胀套管8和构造为环阶梯11的过渡部之间构造有保持元件12，该过渡部是从颈部6至间隔区段20的过渡部。

所述保持元件12具有套筒形的壁14，该壁具有轴向间隙（Schlitz）15作为弱化部。所述壁14由于间隙15形成了敞开的圆环，该圆环具有开口16用于容纳杆4的颈部6，如图4所示。在其沿插入方向E的后端部，保持元件12平坦地构造，以贴靠在所述环梯级11上。在其前端部，在壁14上构造了三个销状的连接元件17作为突起部21，它们在壁14的外周上等距地分步，并且接合到膨胀套管8的三角形凹部13中，并且将膨胀套管8与所述保持元件12旋转固定地连接。在壁14的侧面中构造了三角形的容纳空间19，径向向外伸出的突起部21布置在其前端部。所述突起部21与所述壁14一体地由塑料制成，并且可弹动地与所述壁14连接。所述突起部21径向向外伸出，如此使得它们限定了保持元件12的外直径D_HA（参见图4）。

膨胀壳9形成了膨胀套管8，其在未膨胀的状态中具有外直径D_S，该外直径小于紧固元件1的标称直径。紧固元件1的标称直径等于钻头（Bohrer）的标称直径，利用该钻头按照计划钻出钻孔，所述紧固元件1应当引入到所述钻孔中。例如对于10er的钻孔使用10er的钻头，并且紧固元件1的标称直径是10mm，即使紧固元件1的实际直径可能与此不同。对于根据本发明的紧固元件1，膨胀套管8的外直径D_S小于紧固元件1的标称直径，并且为9.8mm。所述保持元件14相反由于突起部21具有外直径D_HA，该外直径大于标称直径。这个外直径D_HA通过突起部21来限定，并且因此能够通过弹性变形来改变。

如果按照计划将紧固元件1引入到具有标称直径的钻孔中，则所述膨胀套筒8不会阻止引入过程，从而使得所述紧固元件1不需花费较大力气地、尤其是在不使用锤子的情况下能够被推入或者插入到所述钻孔中。在此，径向向外伸出的突起部21至少部分弹动地折回到容纳空间19中。所述突起部21以其径向外部的、自由的端部贴靠在钻孔壁上，并且被钻孔壁弹动地挤压，如此使得钻孔壁在径向上挤压保持元件12，从而使得间隙15大致封闭并且所述保持元件12的内直径D_HI与所述颈部6的直径D一致。因此所述保持元件12的外直径D_HA大于未膨胀的膨胀套筒8的外直径D_S，并且保持元件12的内直径D_HI等于颈部6的直径D。通过被钻孔壁施加到所述保持元件12上的径向压力，保持元件12紧密地贴靠在颈部6上，从而使得通过在保持元件12与颈部6之间的摩擦，所述保持元件12摩擦锁合地与所述杆4旋转固定地连接。有效的摩擦仅略微阻止了杆4相对于保持元件12和膨胀套筒8在轴向上的移动，并且能够通过上紧旋拧在外螺纹5上的螺母（为示出）来克服。相反，在上紧螺母时在螺母与外螺纹5之间起作用的摩擦不足以克服颈部6与保持元件12的旋转固定的连接，使得杆4与螺母一同旋转。通过杆4与保持元件12的旋转固定的连接，当将螺母旋拧到外螺纹5上时，杆4的共同旋转被阻止。如果所述螺母被上紧了，那么杆4与插入方向E相反地从钻孔中运动出来。由于所述保持元件12——该保持元件以其突起部21被钻孔壁弹性地压紧，膨胀套筒8位置固定地留在钻孔中，并且膨胀体7以其锥形的膨胀部段22被拉入到膨胀套筒8中，由此所述膨胀壳9在径向上膨胀。在保持元件12与杆4之间的摩擦被在轴向上生效的力克服，相反，由于上紧螺母在周向上生效的力不足以抵消在保持元件12与杆4之间的旋转固定的连接。

在图5至7中示出了第二种根据本发明的紧固元件101，其杆104与图1至4的紧固元件1的杆4相同地构造。为了避免重复，下面仅讨论与图1至4的紧固元件1的不同之处。紧固元件101同样具有一保持元件112，其构造与第一种根据本发明的紧固元件1的保持元件12相对应。但是，布置在壁114的、插入侧的前端部的、用作连接元件117突起部121与在周向上延伸的、开缝的环弹簧123是一体的，该环弹簧接合到所述膨胀壳109的槽118中。在这种情况下，膨胀壳109既旋转固定地又轴向固定地与保持元件112连接。所述槽118构造在膨胀壳109的后部区域中，该区域具有在周向上测量的宽度B_R，该宽度小于膨胀壳109的、沿插入方向E在前部区域中的宽度B，由此，相比于在膨胀壳109的前部区域中，槽118能够更容易地通过压印（Prägen）成型到材料中。

在附图中示出的、根据本发明的紧固元件1、101能够由于其根据发明的构造利用较小的轴向力插入到钻孔中。特别有利的是，在通常情况下，能够弃用锤子，其原本用于将紧固元件1、101敲击进钻孔中。所述紧固元件1、101被简单地构造，由相对小的部件组成，所述部件能够容易地进行装配，并且因此他们能够成本低廉地被制造。

附图标记列表

1、101 紧固元件

2、102 紧固元件1、101的前端部

3、103 紧固元件1、101的后端部

4、104 杆

5、105 外螺纹

6、106 颈部

7、107 膨胀体

8、108 膨胀套筒

9、109 膨胀壳

10 橡胶环

11、111 环阶梯

12、112 保持元件

13 三角形凹部

14、114 壁

15、115 间隙

16、116 开口

17、117 连接元件

18、118 槽

19、119 容纳空间

20、120 间隔部段

21、121 突起部

22、122 锥形膨胀部段

23、123 环弹簧

B 膨胀壳9、109的宽度

B_R 膨胀壳109的减小的宽度

D 颈部6的直径

D_D 间隔部段20的直径

D_HA 保持元件12的外直径

D_HI 保持元件12的内直径

D_S 未膨胀的膨胀套筒8的外直径

E 插入方向

L 纵向轴线

Claims (13)

1.紧固元件（1、101），用于锚固在钻孔中，其中，所述紧固元件（1、101）沿着纵向轴线（L）延伸，并且具有杆（4、104），该杆具有负载施加部，颈部（6、106）和膨胀体（7、107），其中，在所述颈部（6、106）布置了膨胀套筒（8、108），该膨胀套筒能够通过将膨胀体（7、107）拉入到所述膨胀套筒（8、108）中而在径向上膨胀，并且其中在杆（4、104）处布置了一保持元件（12、112），该保持元件为了改变其直径（D_HA）而能够弹性变形，并且该保持元件具有开口（16、116），所述杆（4、104）被容纳在所述开口中，

其特征在于：

所述保持元件（12、112）能够通过径向压力如此被挤压，使得保持原件（12、112）的外直径（D_HA）大于未膨胀的膨胀套筒（4、104）的外直径（D_S），并且保持元件（12、112）的内直径（D_HI）等于杆（4）的下述部分的直径（D），在该部分上布置了保持元件（12、112），如此使得保持元件（12、112）摩擦锁合地旋转固定地与所述杆（4、104）连接。

2.根据权利要求1所述的紧固元件，其特征在于，所述保持元件（12、112）具有环形或套筒形的壁（14，114），该壁具有至少一个弱化部（15、115）。

3.根据权利要求1或2所述的紧固元件，其特征在于，所述杆（4、104）是一体的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的紧固元件，其特征在于，在保持元件（12、112）上布置了至少一个连接元件（17、117），其用于与所述膨胀套筒（8、108）连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固元件，其特征在于，在所述保持元件（12、112）上布置有径向向外伸出的突起部（21、121）。

6.根据权利要求2和5所述的紧固元件，其特征在于，所述突起部（21、121）能够弹动地运动到位于所述保持元件（12、112）的壁（14、114）中的容纳空间（19、119）中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的紧固元件，其特征在于，所述膨胀套筒（8、108）由多个单个的膨胀壳（9、109）组成，它们并未一体式地相互连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的紧固元件，其特征在于，所述膨胀套筒（8、108）被环弹簧（23、123）包围。

9.权利要求8所述的紧固元件，其特征在于：环弹簧（23、123）嵌入在槽（18、118）中，该槽沿周向构造在膨胀套筒（8、108）上。

10.根据权利要求7和9所述的紧固元件，其特征在于：所述槽（18、118）构造在膨胀壳（9、109）上，特别是膨胀壳（109）的下述区域中，该区域具有沿周向减小的宽度（B_R）。

11.根据权利要求4和权利要求8至10中任一项所述的紧固元件，其特征在于，所述连接元件（17、117）与所述环弹簧（23、123）连接。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的紧固元件，其特征在于，所述负载施加部是外螺纹（5、105），该外螺纹延伸至紧固元件（1、101）沿插入方向（E）的后端部（3、103）。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的紧固元件，其特征在于，膨胀套筒（8、108）在未膨胀的状态中具有一外直径（D_S），该外直径小于紧固元件（1、101）的标称直径。