CN112105824A - 具有非轴对称凹部的膨胀锚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膨胀锚，所述膨胀锚具有锚栓、围绕所述锚栓的膨胀套筒以及位于所述锚栓的前部区域中的膨胀体，其中所述膨胀体具有用于使所述膨胀套筒膨胀的会聚区，并且其中所述膨胀体设有至少一个膨胀体凹部。根据本发明，所述至少一个膨胀体凹部由膨胀套筒抵接壁界定，并且所述至少一个膨胀体凹部具有非轴对称的横截面。

Description

具有非轴对称凹部的膨胀锚

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的膨胀锚。这种锚设有锚栓、围绕所述锚栓的膨胀套筒和位于所述锚栓的前部区域中的膨胀体，其中所述膨胀体具有用于使所述膨胀套筒膨胀的会聚区，并且其中所述膨胀体设有至少一个膨胀体凹部。

背景技术

具有申请文件号17198246.5的欧洲专利申请描述了一种膨胀锚，其具有设置在膨胀体上的膨胀套筒抵接壁。当锚固过程达到推进状态时，膨胀套筒抵接壁可以与膨胀套筒接合以提供互锁。该互锁可以增加抵抗膨胀体从膨胀套筒中拉出的阻力，而不显著增加膨胀套筒的膨胀，即，不显著增加对混凝土产生的应力。优选地，膨胀锚在其膨胀体中具有凹部，并且套筒抵接壁设置在这些凹部的前端。

WO15067578A1描述了一种膨胀锚，其具有相对于安置在膨胀体中的锚的前端而封闭的凹槽，其中所述凹槽减小了膨胀套筒与所述膨胀体的会聚区之间的接触表面。特别地，为了避免在膨胀套筒膨胀时膨胀套筒弯入到凹部中，各凹部相对较窄。

EP2848825A1公开了一种膨胀锚，其中膨胀套筒在其内侧上具有至少一个腹板，所述腹板与设在锚栓颈部中的凹槽接合。在安装期间，该腹板被膨胀体径向向外移位，即，腹板的材料被启动，以产生特别宽的膨胀。

EP2514979A1示出了一种具有偏心区域的锚栓，所述偏心区域在锚栓旋转时使所述膨胀套筒变宽。

EP2309138A2示出了一种具有纵向边缘的膨胀体。

DE2256822A1公开了一种膨胀锚，其中在膨胀套筒与锚栓之间设有旋转锁。该旋转锁可以由延伸到螺栓的膨胀体中的凹槽和从膨胀套筒突出的对应突出部形成。在DE2256822A1的一个实施方式中，凹部沿整个膨胀体轴向地延伸，并且突出部沿整个膨胀套筒轴向地延伸。在另一个实施方式中，突出部较短并且从膨胀套筒尖端朝向膨胀套筒的后端偏移。

WO12126700 A1描述了膨胀锚，所述膨胀锚在其膨胀体上具有径向突出的腹板，所述腹板可以作用于锚的膨胀套筒的内部。

CH591637 A5公开了一种膨胀锚，所述膨胀锚在膨胀体的前端具有环形肩。DE2744666 A1和US4287807 A各自公开了在膨胀体的前端具有弹簧环的锚。

EP0515916 A2和DE3411285 A1描述了紧固件。在以上两个文件中，膨胀套筒都通过螺牙与内螺栓互锁。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀锚，特别是用于混凝土的膨胀锚，其具有特别高的性能，同时易于制造。

这一目的通过根据权利要求1所述的膨胀锚得以实现。从属权利要求描述了优选的实施方式。

本发明的锚的特征在于，所述至少一个膨胀体凹部——特别是在其前端——由膨胀套筒抵接壁界定，并且所述至少一个膨胀体凹部具有非轴对称的横截面。

本发明的第一个基本思想可见于，在所述膨胀体上设置至少一个膨胀套筒抵接壁，所述膨胀套筒抵接壁在安装锚之前面向所述膨胀套筒，使得在安装好锚时，当所述膨胀体在所述膨胀套筒膨胀期间沿所述膨胀套筒移动时，所述膨胀套筒可以碰触所述膨胀套筒抵接壁。已发现这可以提高锚的性能。以下机制可以解释所观察到的提高：当膨胀套筒的尖端接触到膨胀套筒抵接壁时，在膨胀套筒与膨胀体之间可以产生一种暂时的形状配合。该形状配合可以增加抵抗膨胀体从膨胀套筒中拉出的阻力，而这样做可以不显著增加膨胀套筒的膨胀，即，不显著增加膨胀力。由于膨胀力较低，因此尽管拉出载荷显著增加，但锚周围的基材——例如混凝土——不会受到过大的应力。因此，由于膨胀套筒抵接壁与膨胀套筒之间的互锁，混凝土承载力可以显著地增加至高于标准膨胀锚的水平。此外，由于膨胀套筒抵接壁与膨胀套筒之间的互锁可以减少膨胀套筒与膨胀体之间的相对移动，因此总锚位移性能——特别是在循环负载引致混凝土开裂的条件下——也可以得到提高。

本发明的第二个基本思想可见于，在膨胀体中的凹部的端部——特别是前端——设置膨胀套筒抵接壁。换句话说，膨胀套筒抵接壁形成凹部的前端壁。这可以具有许多优点：a)凹部可以特别易于制造，b)在凹部的端部形成的壁——即至少部分凹陷的壁——可以特别坚固，c)至少部分凹陷的壁不易与膨胀机构或孔壁产生不期望的干涉，以及d)凹部可以具有另外的优选功能，尤其是可以释放基材应力。特别地，已经发现，如果凹部被设计成使得膨胀套筒在相对于膨胀体向前移动时进入凹部——特别是通过弯曲进入——那么可以减小基材上的压力，或特别是压力尖峰。由于膨胀套筒抵接壁位于凹部的端部，因此该压力释放与膨胀套筒抵接壁的启动“自动”协调，这可以不费力地进一步提高性能。因此，将锚优选地配置成使得膨胀体凹部接收膨胀套筒的区段——特别是当膨胀体相对于膨胀套筒向后移动时，和/或当膨胀套筒通过膨胀体膨胀(特别是通过弯曲进入)时。由于凹部的尺寸是有限的，所以仅部分的膨胀套筒进入到凹部中，而膨胀套筒的其他部分沿整个膨胀体表面膨胀。因此，在不显著降低膨胀率的情况下减小了混凝土应力。

本发明的另一个基本思想是基于以下发现：设置在膨胀体凹部的端部的一些套筒抵接壁的执行低于预期。发现这是由于膨胀体凹部的侧壁——即在周向方向上限制凹部的那些壁——太陡峭而不能使膨胀套筒有效地弯曲到凹部中，引致膨胀套筒不完全接合在套筒抵接壁处。为了克服这一影响，本发明提出使膨胀体凹部成形为使得其具有非轴对称的横截面，特别是具有相对于锚栓的半径非轴对称的横截面。换句话说，该横截面不具有轴向对称性，特别是相对于作为对称轴线的锚栓的半径不具有轴向对称性。这允许为膨胀体凹部侧壁之一提供非常小的倾斜度——即，使其仅具有很小的陡峭度——该倾斜度又允许有效地弯曲进入，因而有效地接合膨胀套筒抵接壁，即使在使用刚性的膨胀套筒时。因此，只需很少的结构上的努力就可以实现可靠的膨胀套筒接合并因此获得特别好的性能。

此外，本发明的膨胀体凹部的非轴对称的横截面允许为其他膨胀体凹部侧壁提供陡峭且对应地窄的构造。在这种情况下，膨胀套筒可以定位成使得膨胀套筒的狭缝在周向上与所述其他膨胀体凹部侧壁重叠。结果，不需要在所述其他膨胀体凹部侧壁处弯曲膨胀套筒。利用这种构造可以进一步促进制造，因为较陡峭的膨胀体凹部侧壁不必对膨胀套筒膨胀过程做出贡献，因此，对该壁的制造质量的要求可以较低。

除了这些效果之外，所提出的膨胀体凹部的非对称设计还可以以易于制造的方式——特别是在冷成型过程中——提供其他有利的效果，例如易于捕捉的旋转防止机构。

优选地，所述至少一个膨胀体凹部在轴向延伸区中具有非轴对称的横截面，特别是相对于锚栓横截面的半径非轴对称的横截面，即，非轴对称的形状存在于多个相邻的轴向间隔的横截面层。轴向延伸允许膨胀套筒的特别有效的弯曲进入。

锚栓是伸长体。膨胀体和锚栓被特别地连接以传递拉力。特别地，如果膨胀锚是所谓的套筒型膨胀锚，则膨胀体可以例如与锚栓螺纹连接。特别地，如果膨胀锚是所谓的螺柱型膨胀锚，则膨胀体也可以紧密地固定在锚栓上。在螺柱型膨胀锚的情况下，特别优选的是膨胀体和锚栓是一体的，即它们形成一个件。如果膨胀锚是所谓的螺柱型膨胀锚，则锚栓优选地设有面向前方的肩部，以用于膨胀套筒抵接且用于使膨胀套筒推进到钻孔中。

所述至少一个膨胀体凹部特别地设置在膨胀体的侧表面上。特别地，所述至少一个膨胀体凹部径向地延伸到膨胀体中。所述至少一个膨胀体凹部优选地至少部分地位于膨胀体的会聚区中。

膨胀套筒围绕锚栓，特别是绕纵轴围绕锚栓。优选地，膨胀套筒是单件。然而，膨胀套筒也可以由若干个单独的部分构成，这些单独的部分例如可以通过橡胶带或卡扣机构被保持处于螺栓围绕的布置。

优选地，锚栓、膨胀套筒和/或膨胀体各自均是钢制部件。这些钢制部件可以例如包括碳钢或不锈钢。

锚栓可以具有拉力引入结构，特别是在锚栓的后部区域中具有拉力引入结构。拉力引入结构用于将向后引导的拉力引入到锚栓中。拉力引入结构可以例如是设置在锚栓上的螺纹，特别是外螺纹。拉力引入结构也可以例如是形成最大横截面的头部或卡口型锁。

膨胀体的会聚区用于当膨胀体相对于膨胀套筒向后移动时使膨胀套筒膨胀，特别是使膨胀套筒相对于纵轴径向膨胀。在会聚区中，膨胀体在其侧表面上朝向锚栓的后部和/或朝向拉力引入结构会聚，其中会聚的焦点可以优选地处于纵轴上。这可以特别地表示，膨胀体的侧表面与纵轴的径向距离朝向膨胀体的后部变小。膨胀体可以具有附加区，例如优选为柱形的过渡区和/或尖端区。会聚区可以例如是锥形的，或者可以具有更复杂的形状，例如凸形或凹形。特别地，会聚区形成用于膨胀套筒的楔形部。

膨胀套筒抵接壁用于在膨胀体与膨胀套筒之间产生互锁。膨胀套筒抵接壁布置成当膨胀体相对于膨胀套筒沿向后方向轴向位移时，即沿背离膨胀体和/或锚栓的前端的方向轴向位移时——特别是通过将膨胀体沿向后方向拉入到膨胀套筒中——膨胀套筒可以碰触膨胀套筒抵接壁，即，膨胀套筒可以抵接在膨胀套筒抵接壁上。因此，膨胀套筒抵接壁在轴向上面向膨胀套筒，或者换句话说，膨胀套筒抵接壁在平行于纵轴的方向上面向膨胀套筒。优选地，膨胀套筒抵接壁面向——特别是轴向面向——膨胀套筒的尖端和/或用于抵接膨胀套筒的尖端，因此可以称为膨胀套筒尖端抵接壁。膨胀套筒的尖端可以理解为膨胀套筒的前端，即指向向前方向的端部。膨胀套筒抵接壁相对于膨胀套筒布置——特别是轴向地相对于膨胀套筒布置——并且特别是相对于膨胀套筒的尖端布置。特别地，在膨胀套筒被膨胀体膨胀之前的状态下——即在安装锚之前的锚的预安装状态下——膨胀套筒抵接壁面向膨胀套筒，特别是轴向面向膨胀套筒。特别地，膨胀套筒抵接壁面向锚的后部。

本发明的锚被配置成在膨胀体相对于膨胀套筒在向后方向上轴向位移期间和/或在膨胀体使膨胀套筒径向膨胀期间，膨胀套筒可以碰触——特别是以其尖端碰触——所述至少一个膨胀套筒抵接壁。因此，所述至少一个膨胀套筒抵接壁适合和/或配置成用于被膨胀套筒——特别是轴向地——和/或被膨胀套筒的尖端抵接。特别地，所述至少一个膨胀套筒抵接壁适合和/或配置用于被膨胀套筒的区段——特别是膨胀套筒的前端区段——抵接，特别是轴向抵接，所述区段绕纵轴弯曲和/或被指定为被膨胀体径向位移。

特别地，在膨胀套筒抵接壁处形成台阶结构，其中膨胀套筒抵接壁形成相应台阶结构的升高部。膨胀套筒抵接壁被布置在膨胀体的侧表面上。

在锚栓的侧视图中，所述至少一个膨胀套筒抵接壁可以是直的，从而允许简单的结构设计。然而，在锚栓的侧视图中，所述至少一个膨胀套筒抵接壁也可以是弯曲的，或者，在锚栓的侧视图中，所述至少一个膨胀套筒抵接壁也可以由若干个壁部分——例如直壁部分——构成，所述若干个壁部分以成角度的关系连接以产生单个膨胀套筒抵接壁。特别地，在锚栓的侧视图中，所述至少一个膨胀套筒抵接壁可以形成凹面，这从制造的角度来看可以是有利的。由于膨胀体凹部的非轴对称横截面，膨胀套筒抵接壁相对于其壁基部的径向高度可以变化。

在使用术语“纵轴”的情况下，此术语应当特别是指锚栓的纵轴，其通常也是膨胀锚的纵轴。根据通常的定义，“纵轴”可以特别是在纵向方向上延展的轴，即在伸长锚栓的长度方向上延展的轴。在使用术语“径向地”、“轴向地”或“周向地”的情况下，这些术语应当特别地理解为相对于锚栓的纵轴。

有利地，所述至少一个膨胀体凹部具有——特别是在横截面中具有——第一膨胀体凹部侧壁和第二膨胀体凹部侧壁。这允许以特别容易的方式制造本发明的非轴对称横截面。膨胀体凹部侧壁可以在周向方向上界定膨胀体凹部。优选地，两个膨胀体凹部侧壁在顶点相交。

优选地，第一膨胀体凹部侧壁比第二膨胀体凹部侧壁更陡峭，特别是在横截面上更陡峭。壁更陡峭的事实特别地表示，该壁在横截面中的切线与其他壁相比更接近锚栓的纵轴和/或更近似于径向线。具有陡峭程度不同的壁可以进一步改进制造，特别是改进膨胀体凹部的非轴对称横截面的制造。第二膨胀体凹部侧壁优选在周向方向上比第一膨胀体凹部侧壁宽。

第二膨胀体凹部侧壁有利地在横截面中是弯曲的，特别是凸状弯曲的。这特别地表示，膨胀体在第二膨胀体凹部侧壁处凸出。凸状弯曲的壁可以进一步促进制造——特别是通过轧制制造——和/或可以提供特别稳定的力分布。

膨胀套筒可以具有至少一个狭缝，所述至少一个狭缝源自膨胀套筒的前端。狭缝可以由于制造原因而产生，特别是如果膨胀套筒是通过使板材围绕锚栓弯曲而制造的。可替代地或附加地，可以设置所述至少一个狭缝用于辅助膨胀套筒的膨胀。优选地，膨胀套筒具有多个狭缝，所述多个狭缝源自膨胀套筒的前端，并且膨胀套筒具有处于相邻狭缝之间的指状物。

有利地，所述至少一个缝隙处于与第一膨胀体凹部侧壁重叠的位置，或者可以通过使膨胀套筒围绕锚栓旋转——特别是无损地旋转，即以不破坏锚栓的方式旋转——而至少进入该位置。在与第一膨胀体凹部侧壁重叠的位置中，狭缝在径向上位于第一膨胀体凹部侧壁上方。在安装锚栓时将狭缝定位成使其与(优选为较陡峭的)第一膨胀体凹部侧壁重叠，可以进一步促进将膨胀套筒弯曲到膨胀体凹部中，因为在该位置，膨胀套筒不必围绕陡峭结构弯曲，避免了较小的弯曲半径。这又可以进一步改进膨胀套筒与膨胀套筒抵接壁的互锁，从而进一步改进锚固性能。此外，使所述位置中的狭缝与第一膨胀体凹部侧壁重叠也可以特别有效地防止膨胀套筒与膨胀体之间的旋转。

如果存在多个膨胀体凹部和从膨胀套筒的前端开始的多个狭缝，则出于相同的原因，特别优选的是，如果膨胀体凹部的每个第一膨胀体凹部侧壁具有相关的缝隙，该缝隙位于与所述第一膨胀体凹部侧壁重叠的位置，或者至少可以通过围绕所述锚栓旋转所述膨胀套筒而至少进入到该位置，特别是无损地进入到该位置。这容许膨胀套筒在每个膨胀体凹部处特别有效地弯曲进入。优选地，狭缝的数量等于或大于膨胀体凹部的数量，这允许有效的弯曲进入和特别简单的设计。

优选地，膨胀锚具有旋转锁，所述旋转锁用于将所述至少一个狭缝保持在与第一膨胀体凹部侧壁重叠的位置。即使在不利条件下，这也允许实现特别良好的操作。

锚栓优选地具有颈部，所述颈部置位成与膨胀体相邻。在安装锚之前，颈部可以容纳膨胀套筒。颈部特别地定位在会聚区的后方。

有利地，颈部设有至少一个颈部凹部，并且膨胀套筒接合在颈部凹部中。其中，这可以以特别容易制造和可靠的方式防止旋转。因此，上述旋转锁可以包括颈部和与颈部接合的膨胀套筒。此外，颈部凹部可以容纳膨胀套筒材料，该膨胀套筒材料在加载锚时可以被碰撞体径向位移，即，可以如EP2848825A1中所述启动该材料，这可以进一步改进锚性能。所述至少一个颈部凹部特别地设置在颈部的侧表面上。特别地，所述至少一个颈部凹部径向地延伸到颈部中。所述至少一个颈部凹部优选地是在轴向方向上——特别是平行于纵向轴线——延伸的凹槽。

特别优选的是，所述至少一个颈部凹部在周向上与所述至少一个膨胀体凹部重叠。特别地，这可以表示两个凹部轴向地布置在另一个之后。由于该重叠，接合颈部凹部的膨胀套筒材料可以在加载锚时——特别是在安装期间——进入膨胀体凹部。有利地，这提供了进一步的设计范围。特别地，可以在膨胀体凹部侧壁处——优选地在第二膨胀体凹部侧壁处——实现膨胀套筒材料的上述启动。

所述至少一个颈部凹部优选地具有非轴对称的横截面，特别是相对于锚栓横截面的半径非轴对称的横截面。有利地，这提供了进一步的设计范围。特别地，所述至少一个颈部凹部在轴向延伸的区域中可以具有非轴对称的横截面，特别是相对于锚栓横截面的半径非轴对称的横截面，即，非轴对称的形状存在于多个相邻的、轴向间隔的横截面层。

有利地，所述至少一个颈部凹部——特别是在横截面中——具有第一颈部凹部侧壁和第二颈部凹部侧壁。这允许以特别容易的方式制造本发明的非轴对称横截面。颈部凹部侧壁可以在周向方向上界定颈部凹部。优选地，两个颈部凹部侧壁在顶点相交。

优选地，第二颈部凹部侧壁比第一颈部凹部侧壁更陡峭，特别是在横截面中更陡峭。同样，壁更陡峭的事实可以特别地表示，该壁在横截面中的切线比其他壁更接近锚栓的纵轴和/或更近似于径向线。具有陡峭程度不同的壁可以进一步改进制造，特别是抵接壁的非轴对称横截面的制造。第一颈部凹部侧壁优选地在周向方向上比第二颈部凹部侧壁宽。

锚可以被设计成第一颈部凹部侧壁在周向上与第一膨胀体凹部侧壁重叠，和/或第二颈部凹部侧壁在周向上与第二膨胀体凹部侧壁重叠。根据该实施方式，与位于颈部凹部前面的膨胀体凹部相比，颈部凹部可以具有相反的定向。这可以在锚加载时允许特别有效地启动膨胀套筒材料，同时易于设计和制造。

第一颈部凹部侧壁有利地在横截面中是弯曲的，特别是凸状弯曲的。这特别地表示颈部在第一颈部凹部侧壁处凸出。凸状弯曲的壁可以进一步促进制造——特别是通过轧制制造——和/或可以提供特别良好的力分布。

如上所述，锚栓可以具有螺纹，尤其是外螺纹。该螺纹可以用于将向后导向的拉力引入锚栓中。优选地，将螺母旋拧到螺纹上，该螺母可以保持由锚附接的零件。螺纹界定了紧固方向，即紧固件——例如螺母——为了被旋拧到锚栓上而需要旋转的方向，特别是在向前方向上。

优选地，第二颈部凹部侧壁面向紧固方向。换句话说，(优选地更陡峭的)第二颈部凹部侧壁相对于紧固方向形成前侧翼，并且第一颈部凹部侧壁相对于紧固方向形成后侧翼。当在锚安装期间将紧固件旋拧到螺纹上并且对锚栓施加沿紧固方向导向的扭矩时，这可以有效地防止膨胀套筒被颈部凹部侧壁过早膨胀。在这种情况下，相对陡峭的第二颈部凹部侧壁作用在膨胀套筒上，并且第二颈部凹部侧壁的陡峭设计引致相对较小的径向膨胀力。换句话说，安装扭矩可以有效地推动膨胀套筒旋转，但不会推动套筒显著膨胀。

可以有利的是，第二膨胀体凹部面向紧固方向。

如上文更详细地说明的，由所述至少一个膨胀套筒抵接壁产生的膨胀套筒与所述膨胀体之间的轴向形式配合互锁可以有利地改进锚性能。除此之外，还发现，这在由所述至少一个膨胀套筒抵接壁产生的所述膨胀套筒与所述膨胀体之间的形式配合互锁明显但又不太牢固时是特别有利的。换句话说，这在所述膨胀套筒抵接壁有意地仅“制动”所述膨胀套筒而不使所述膨胀套筒完全停止时，即，在所述膨胀套筒抵接壁可以被所述膨胀套筒逾越时——特别是在不破坏所述锚的情况下——是有利的。特别地，发现膨胀套筒的完全停止可以引致在过高负载下的拉出型故障，这通常是不期望的模式。在膨胀套筒碰触硬停止的膨胀套筒抵接壁时，这可以通过将锚特性从膨胀型改变为摩擦型来说明。相反，如果将所述膨胀套筒抵接壁设计为被所述膨胀套筒逾越，则锚特性可以至少部分地在高负载下恢复为膨胀型，从而允许启动所述膨胀套筒上的膨胀储备，使得最大负载能力可以进一步提高，优选地可以达到混凝土锥体破坏的程度。因此，使膨胀套筒抵接壁可被膨胀套筒逾越可以产生锚的特别长且平滑的力-位移特性。

鉴于上述，特别有利的是，所述至少一个膨胀套筒抵接壁被设计为用于可逾越地阻挡膨胀套筒，特别是用于可逾越地阻挡膨胀套筒的轴向移动。优选地，这可以通过逐渐改变膨胀套筒抵接壁的深度来实现。“阻挡”在此表示可以产生互锁，“可逾越地”表示互锁可以被有意地克服，特别是在高负载下。例如，可以通过设置沿轴向倾斜的所述膨胀套筒尖端或/和所述膨胀套筒抵接壁来产生此类可逾越的阻挡，使得抵接在所述膨胀套筒抵接壁上的所述膨胀套筒在高轴向负载下通过楔效应被径向向外推，直到所述膨胀套筒可以轴向逾越所述膨胀套筒抵接壁。

特别有利的是，所述至少一个膨胀套筒抵接壁朝向锚栓的后部渐缩。因此，优选地，膨胀套筒抵接壁至少总体上不垂直于纵轴。相反，膨胀体的半径在膨胀套筒抵接壁处朝向锚栓的后部逐渐减小。这允许以特别可靠且易于制造的方式产生可逾越的阻挡。优选地，相对于所述锚栓的纵轴测量的所述至少一个膨胀套筒抵接壁的最大斜率α_最大小于80°或70°，这意味着所述膨胀套筒抵接壁的点都没有更大的斜率。已经观察到，对于某些情况，在更大的角度下，互锁可能太紧。根据通常的定义，相对于纵轴测量的斜率可以特别地理解为在纵向平面中——即在含有纵轴的平面中——测量的在壁的一点处的切线与纵轴之间的角度。

同样，优选地，所述至少一个膨胀套筒抵接壁相对于锚栓的纵轴测量的最大斜率α_最大大于30°。设定斜率的该下边界确保了特别可靠的互锁并且可以以特别简单的方式使能力最大化。

膨胀体可以具有位于会聚区前部的过渡区。在这种过渡区中，膨胀体的会聚与所述会聚区相比至少不那么陡峭，或者可以完全不存在会聚。这种过渡区可以防止膨胀套筒过度膨胀以及在高负载下对周围的基材过度施加应力。如果完全不存在会聚，则过渡区可以具有柱形的侧表面，其中柱形是广义上理解的柱形，其中柱形基部可以是但不一定必须是圆形的。

因此，所述至少一个膨胀套筒抵接壁优选地相对较远向前地位于所述膨胀体上，使得仅当所述膨胀套筒已经被安全地锚固时所述至少一个膨胀套筒抵接壁才与所述膨胀套筒产生互锁。因此，可以有效地避免过早拉出，并且可以改进混凝土的使用。如果设置过渡区，则所述至少一个膨胀套筒抵接壁优选地接近过渡区或位于过渡区内。这可以引致膨胀套筒抵接壁的特别良好协调的启动，并且因此引致特别良好的负载特性。特别地，在这种情况下，所述膨胀套筒抵接壁在较晚膨胀阶段之前将不与所述膨胀套筒接合，在所述较晚膨胀阶段中，所述膨胀套筒已经被安全地锚固并且基材上的压力增加相对较低。在此阶段，互锁的作用可以特别有效。因此，混凝土的使用可以进一步得到改进。

优选地，膨胀体具有邻近于所述至少一个膨胀体凹部的弧形横截面。这可以允许基材的特别均匀的负载。根据通常的定义，横截面意指垂直于纵轴的区段。

特别优选的是，膨胀体具有多个膨胀体凹部，每个膨胀体凹部——特别是在其各自的前端处——由膨胀套筒抵接壁界定。因此，也存在多个膨胀套筒抵接壁。这允许在多壁设置中的单个膨胀套筒抵接壁的情况下实现上述优点，其中设置若干个膨胀套筒抵接壁可以提高其性能和易用性。优选地，设置最少2个或最少3个膨胀体凹部和膨胀套筒抵接壁。具有多个膨胀套筒抵接壁可以提供特别均匀的负载分布，并且因此，在易于制造的同时，可以使所述膨胀套筒特别可靠地互锁。此外，这可以避免在锚和/或周围的混凝土处的峰值负载，从而进一步改进性能。此外，这可以便于有利的轴向无套筒区域的设计，这可以以低成本进一步改进性能。特别地，各个膨胀套筒抵接壁是分离的和/或与另一个是可区分的。

在本文中，反复提及“至少一个膨胀体凹部”的特性。如果根据本发明，设置了多个膨胀体凹部，则所述多个膨胀体凹部中的至少一个可以具有这些特性，或所有所述多个膨胀体凹部均具有这些特性，除非另有明确说明。在本文中，反复提及“至少一个膨胀套筒抵接壁”的特性。如果根据本发明，设置了多个膨胀套筒抵接壁，则所述多个膨胀套筒抵接壁中的至少一个可以具有这些特性，或所有所述多个膨胀套筒抵接壁均具有这些特性，除非另有明确说明。

特别优选的是，膨胀套筒抵接壁并排布置，即，膨胀套筒抵接壁在轴向方向上重叠。优选地，至少存在一个垂直于纵轴的平面，所述平面与所有膨胀套筒抵接壁相交。这允许与易于制造的膨胀套筒结构进行特别良好的协调并且因此进行有效的互锁。

如果所述膨胀体具有最多8个、优选地最多6个、特别优选最多4个的所述膨胀套筒抵接壁，则是特别有利的。因此，膨胀套筒抵接壁相对较少，并且膨胀体凹部也相对较少。这允许以特别容易的方式特别有效地设计相应的膨胀套筒抵接壁和膨胀体凹部。特别地，由于只有很少的元件，因此可以将其制成相对较宽而无需复杂的设计。宽阔的膨胀套筒抵接壁又可以实现有效的互锁，并且宽阔的膨胀体凹部可以有效地使膨胀套筒弯曲进入。特别优选的是，膨胀体设有3个或4个膨胀体凹部，每个膨胀体凹部由膨胀套筒抵接壁界定，即存在3个或4个膨胀套筒抵接壁。

优选地，所述膨胀套筒抵接壁以旋转对称的方式布置在锚栓上，所述膨胀套筒抵接壁绕所述膨胀体等距布置，和/或所述膨胀套筒抵接壁均具有相等的宽度，相等是指均在通常的制造公差内。此类对称设置可以提高负载平衡，并且因此可以进一步提高性能。

优选地，膨胀体会聚区的顶角β介于10°到40°之间，特别是在26°到40°之间。如果顶角β较大，则陡峭的膨胀套筒抵接壁被已经陡峭的会聚区所掩盖的可能性增加。如果该顶角较小，则即使膨胀套筒抵接壁处存在互锁，基材负载也将会很高。

优选地，锚栓和/或膨胀体的最大直径小于30mm或25mm。本发明对于相对较小的锚特别有用。

本发明还涉及一种使用特别是用于安装本发明的膨胀锚的方法，其中使膨胀体相对于膨胀套筒向后移动，特别是使膨胀套筒膨胀，其中膨胀套筒碰触所述至少一个膨胀套筒抵接壁。特别地，本发明还涉及一种使用特别是用于安装本发明的膨胀锚的方法，其中将所述锚插入孔中，并且所述膨胀体在所述锚位于所述孔中的情况下，特别是在至少所述膨胀套筒的尖端位于所述孔中的情况下，相对于膨胀体向后移动，其中膨胀套筒碰触所述至少一个膨胀套筒抵接壁。相应地，按预期使用和/或安装锚。相对于膨胀体向后移动膨胀套筒优选地可以通过将附接有膨胀体的锚栓从孔中拉出或/和通过将膨胀体相对于锚栓向后移动来实现。

有利的是，膨胀体相对于膨胀套筒向后移动，其中膨胀套筒的区域插入所述至少一个膨胀体凹部。

在此结合膨胀锚所描述的特征也可以用于使用膨胀锚的方法，并且在此结合使用膨胀锚的方法所描述的特征也可以用于膨胀锚本身。

附图说明

参考优选的示例性实施方式更详细地解释本发明，所述优选的示例性实施方式在附图中示意性地描绘，其中下面呈现的示例性实施方式的各个特征可以在本发明的范围内被单独地或以任意组合地形式实现。

图1：位于混凝土基材中的本发明的膨胀锚的侧视图；

图2：图1的膨胀锚的锚栓的侧视图；

图3：图1的膨胀锚的锚栓的根据图2的A-A截面图；

图4：图1的膨胀锚的锚栓的根据图2的B-B截面图；

图5：图1的膨胀锚的锚栓的第一立体图；

图6：图1的膨胀锚的锚栓的第二立体图；

图7：图1的膨胀锚的前部区——即尖端区的放大侧视图；

图8：图1的膨胀锚的根据图7的C-C截面图；

图9：图1的膨胀锚的根据图7的D-D截面图；

图10：图1的膨胀锚的根据图8的E-E纵向截面图；

图11：图1的膨胀锚的根据图8的F-F纵向截面图；以及

图12：图1的膨胀锚的前部区——即尖端区的放大立体图。

具体实施方式

附图示出了本发明的膨胀锚的实施方式。膨胀锚包括：界定纵轴99的伸长锚栓10；围绕锚栓10的膨胀套筒30；以及设置在锚栓10上，即在锚栓10的前端附近的用于膨胀套筒30的膨胀体12。

特别是如图2和11中所示，膨胀体12具有会聚区23，所述会聚区被设计成用于在膨胀体12沿向后方向被拉入到膨胀套筒30时，即当膨胀套筒30相对于膨胀体12向前移动到膨胀体12上时，使膨胀套筒30径向膨胀。出于此目的，至少在安装锚之前，膨胀体12的侧表面朝向锚的后部会聚成会聚区23，即，所述侧表面朝向膨胀套筒30会聚。在本实施例中，膨胀体12的侧表面在会聚区23中为锥形，其中会聚的焦点在纵轴99上，并且顶角β如图11所示。然而，这仅是实施例，并且其它会聚设计也是可能的。

在本实施例中，膨胀体12还具有过渡区22和尖端区21，所述过渡区位于会聚区23的前方并且邻近于所述会聚区，所述尖端区位于过渡区22的前方并且邻近于所述过渡区。在过渡区22中，与会聚区23相比，向后会聚较小，或向后会聚甚至为零，但是优选地为非反向会聚，即不是向前会聚。在本实施例中，在会聚区23中不存在会聚，即为零，并且膨胀体12在会聚区23中具有柱形的侧表面，特别是具有圆形基部的柱形。在尖端区21中，膨胀体12的侧表面朝向锚的前端会聚。

锚栓10具有颈部25，所述颈部位于膨胀体12附近和后面。至少在安装锚之前，膨胀套筒30至少部分地围绕此颈部25。在颈部25处，锚栓10的直径可以最小。

在本实施方式中，锚属于螺柱型。螺栓10在颈部25的后端具有面向前方的肩部17，所述肩部用于与膨胀套筒30轴向接合并使膨胀套筒30向前前进。在当前情况下，作为实施例，膨胀体12与锚栓10是一体的。

在锚栓10的后部区域中，锚栓10设有外螺纹18，该外螺纹提供拉力引入结构，所述拉力引入结构用于将向后导向的拉力引入锚栓10中。螺纹18限定了紧固方向，其在图1中以虚线箭头示出。紧固方向是位于螺纹18上的螺母8为了使螺母8朝向锚栓10的尖端前进而需要旋转的方向。在所示实施方式的情况下，它是右手方向。

膨胀套筒30设置有多个狭缝36'、36”、36”'、36””，所述多个狭缝源自膨胀套筒30的前端并且朝向膨胀套筒30的后端延伸。狭缝36'、36”、36”'、36””促进膨胀套筒30的径向膨胀。

在膨胀体12的侧表面上设置有多个膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””(在当前情况下示例性地为四个，但是也可以设置不同的数量)。这些膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””可以从膨胀体12的外部径向进入。由于它们的形状在下面进一步详细说明，因此从侧视图中看，它们各自具有大致三角形的轮廓。然而，其它轮廓也是可能的。在横截面中，膨胀体12在膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””处偏离圆。

每个膨胀体凹部66在其前端处由膨胀套筒抵接壁60终止。由于在本实施例中存在四个膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””，所以也存在四个膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””。这些膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””中的每一个均面向膨胀套筒30，即面向后方，并且为膨胀套筒30的前端——即尖端——形成可逾越的轴向止挡部。

如图10中所示且作为实施例，在膨胀套筒抵接壁60”'处，膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””中的每一个具有相对于纵轴99纵向测量的最大斜率α_最大。膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””是并排的，沿着纵轴99位于相同的位置，并且在周向方向上不重叠。膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””全部都位于过渡区23中紧接过渡区22的后方。

膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中的每一个具有第一膨胀体凹部侧壁和第二膨胀体凹部侧壁，其中两个膨胀体凹部侧壁在周向方向上界定了相应的膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””。因此，膨胀体凹部侧壁是周向侧壁。在膨胀体凹部66'的情况下，分别地，第一膨胀体凹部侧壁已经用附图标记61'标记，而第二膨胀体凹部侧壁已经用附图标记62'标记。其余的膨胀体凹部66”、66”'、66””的膨胀体凹部侧壁类似于膨胀体凹部66'的膨胀体凹部侧壁，但是出于清楚起见没有提供附图标记。

第一膨胀体凹部侧壁61相对于螺纹18的紧固方向形成尾翼，并且在螺纹18的紧固方向上——即在图1中用虚线箭头所示的方向上——位于相应的膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””的第二膨胀体凹部侧壁62的上游。因此，第二膨胀体凹部侧壁62相对于螺纹18的紧固方向形成引导翼并且面向螺纹18的紧固方向。在膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中的每个处，相应的第一膨胀体凹部侧壁61与相应的第二膨胀体凹部侧壁62相交，从而形成顶点。在膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中的每个处，相应的第二膨胀体凹部侧壁62的横截面呈凸形弯曲，如在图8中特别清楚地看到的那样。

在膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中的每个处，相应的第一膨胀体凹部侧壁61在横截面中比相应的第二膨胀体凹部侧壁62更陡峭(即，更靠近源自纵轴99的径向平面)。因此，膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中的每个具有非轴对称的横截面。由于膨胀体12在膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””的前方具有圆形横截面，因此该设计引致套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””各自具有非轴对称的横截面，如在图8中特别清楚地看到的那样。特别地，当沿紧固方向在周向上观察时，膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””中的每个的深度以浅的方式增加而以陡峭的方式减小。

在膨胀体25的侧表面上设置有多个颈部凹部76'、76”、76”'、76””(在当前情况下示例性地为四个，但是也可以设置不同的数量)。这些颈部凹部76'、76”、76”'、76””可从锚栓10的外部径向进入。颈部凹部76'、76”、76”'、76””各自是平行于纵轴99延伸的纵向凹槽。在横截面中，颈部25在颈部凹部76'、76”、76”'、76””处偏离圆。颈部凹部76'、76”、76”'、76””中的每个与膨胀主体凹部66'、66”、66”'、66””中的一个和膨胀套筒抵接壁60'、60”、60””、60””中的一个在周向方向上重叠，这在图4中可以特别清楚地看到。特别地，凹部76'在周向上与凹部66'重叠并且与壁60'重叠，凹部76”与凹部66”和壁60”重叠，以此类推。

如在图9中特别清楚地看到的那样，膨胀套筒30接合在颈部凹部76'、76”、76”'、76””中。为此，膨胀套筒具有轴向延伸的加厚部，该加厚部伸入到颈部凹部76'、76”、76”'、76””中。该接合形成旋转锁定，该旋转锁定防止膨胀套筒30围绕锚栓10旋转。特别地，旋转锁定将膨胀套筒30锁定在狭缝36'、36”、36”'、36””中的每个沿周向与第一膨胀体凹部侧壁61中的一个重叠的位置，因此，狭缝36'、36”、36”'、36””中的每个沿径向位于第一膨胀体凹部侧壁61中的一个的上方。

颈部凹部76'、76”、76”'、76””中的一个具有第一颈部凹部侧壁和第二颈部凹部侧壁，其中这两个颈部凹部侧壁在周向方向上限制相应的颈部凹部76'、76”、76”'、76””。因此，颈部凹部侧壁是周向侧壁。在颈部凹部76'的情况下，分别地，第一颈部凹部侧壁已经用附图标记71'标记，并且第二颈部凹部侧壁已经用附图标记72'标记。其余的颈部凹部76”、76”'、76””的颈部凹部侧壁类似于颈部凹部76'的侧壁凹部侧壁，但是为了清楚起见没有提供附图标记。

第一颈部凹部侧壁71相对于螺纹18的紧固方向形成尾翼，并且沿螺纹18的紧固方向——即沿图1中的虚线箭头所示方向——位于相应的颈部凹部76'、76”、76”'、76””的第二颈部凹部侧壁72的上游。因此，第二颈部凹部侧壁72相对于螺纹18的紧固方向形成引导翼并且面向螺纹18的紧固方向。在颈部凹部76'、76”、76”'、76””中的每个处，相应的第一颈部凹部侧壁71与相应的第二颈部凹部侧壁72相交，从而形成顶点。在颈部凹部76'、76”、76”'、76””中的每个处，相应的第一颈部凹部侧壁71的横截面呈凸形弯曲。在颈部凹部76'、76”、76”'、76””中的每个处，相应的第二颈部凹部侧壁72在横截面中比相应的第一颈部凹部侧壁71更陡峭(即更接近源自纵向轴线99的径向平面)。所有这些都可以在图9中特别清楚地看到。

在安装锚之后，首先将锚引入基材6的孔中。随后，将膨胀体12拉入膨胀套筒30的前端区域，即，将膨胀套筒30相对于膨胀体12向前推动并推过所述膨胀体12。在本实施方式中，这是通过将锚栓10和膨胀体12一起向后拉动来实现的，特别是通过沿紧固方向拧紧设置在锚栓10的螺纹18上的螺母8来实现。由于基材6在膨胀套筒30上施加径向压力，因此当将膨胀体12拉入到膨胀套筒30的前端区域时，膨胀套筒30被略微径向弯入到膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””中。膨胀体凹部66'、66”、66”'、66””的非轴对称截面以及狭缝36相对于第一膨胀体凹部侧壁61中的一个的重叠关系——由旋转锁定强制执行——各自有助于该弯曲进入过程。在某个阶段，膨胀套筒30用其在弯曲进入的区域中的尖端轴向碰触膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””。这引致膨胀套筒30与膨胀体12在膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””处形成形状配合型的轴向互锁。此互锁引致膨胀机构的暂时改变，并且可以引致增加的拉出抗力，而不会给基材6带来过大的应力。

膨胀套筒抵接壁60'、60”、60”'、60””与膨胀套筒30之间的接口被设计成使得可以在高拉力负载下有意克服互锁，从而引致膨胀机构的返回，并可能引致在高负载下特别好的抗力。

在安装开始时，螺母8的拧紧趋向于使锚栓10相对于膨胀套筒30沿紧固方向旋转。但是，由于第二颈部凹部侧壁72形成沿紧固方向的引导翼，并且因此由于第二颈部凹部侧壁72在锚栓10沿紧固方向旋转时作用在膨胀套筒30上，并且由于这些第二颈部凹部侧壁72相对较陡，因此这不会引致膨胀套筒30在颈部25处过早的径向膨胀。

Claims (17)

1.一种膨胀锚，所述膨胀锚具有：

-锚栓(10)；

-膨胀套筒(30)，所述膨胀套筒围绕所述锚栓(10)；以及

-膨胀体(12)，所述膨胀体位于所述锚栓(10)的前部区域中，其中所述膨胀体(12)具有用于使所述膨胀套筒(30)膨胀的会聚区(23)，并且其中所述膨胀体(12)设有至少一个膨胀体凹部(66)，

其特征在于，

-所述至少一个膨胀体凹部(66)由膨胀套筒抵接壁(60)界定，并且

-所述至少一个膨胀体凹部(66)具有非轴对称的横截面。

2.根据权利要求1所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个膨胀体凹部(66)的横截面具有第一膨胀体凹部侧壁(61)和第二膨胀体凹部侧壁(62)。

3.根据权利要求2所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述第一膨胀体凹部侧壁(61)比所述第二膨胀体凹部侧壁(62)陡峭。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述第二膨胀体凹部侧壁(62)的横截面呈凸状弯曲。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述膨胀套筒(30)具有至少一个狭缝(36)，所述至少一个狭缝源自所述膨胀套筒(30)的前端，

其中所述至少一个狭缝(36)处于与所述第一膨胀体凹部侧壁(61)重叠的位置，或者所述至少一个狭缝能够通过使所述膨胀套筒(30)围绕所述锚栓(10)旋转而至少进入与所述第一膨胀体凹部侧壁重叠的位置。

6.根据权利要求5所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述膨胀锚具有旋转锁，所述旋转锁用于将所述至少一个狭缝(36)保持在与所述第一膨胀体凹部侧壁(61)重叠的位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

-所述锚栓(10)具有颈部(25)，所述颈部位于所述膨胀体(12)附近，

-所述颈部(25)设有至少一个颈部凹部(76)，并且

-所述膨胀套筒(30)接合在所述颈部凹部(76)中。

8.根据权利要求7所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个颈部凹部(76)在周向上与所述至少一个膨胀体凹部(66)重叠。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个颈部凹部(76)具有非轴对称的横截面。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个颈部凹部(76)的横截面具有第一颈部凹部侧壁(71)和第二颈部凹部侧壁(72)，并且

所述第二颈部凹部侧壁(72)比所述第一颈部凹部侧壁(71)陡峭。

11.根据权利要求10和权利要求2至6中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述第一颈部凹部侧壁(71)在周向上与所述第一膨胀体凹部侧壁(61)重叠，和/或所述第二颈部凹部侧壁(72)在周向上与所述第二膨胀体凹部侧壁(62)重叠。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述第一颈部凹部侧壁(71)的横截面为凸状弯曲。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述锚栓具有界定紧固方向的螺纹(18)，其中所述第二颈部凹部侧壁(72)面向所述紧固方向。

14.根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个膨胀套筒抵接壁(60)用于可逾越地阻挡所述膨胀套筒(30)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述至少一个膨胀套筒抵接壁(60)朝向所述锚栓(10)的后部渐缩，其中

所述至少一个膨胀套筒抵接壁(60)的相对于所述锚栓(10)的纵轴(99)测量的最大斜率(α_最大)大于30°和/或小于80°。

16.根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚，

其特征在于，

所述膨胀体(12)具有多个膨胀体凹部(66)，每个膨胀体凹部(66)由膨胀套筒抵接壁(60)界定，其中所述膨胀套筒抵接壁(60)并排布置。

17.一种用于使用根据前述权利要求中任一项所述的膨胀锚的方法，其中

-使所述膨胀体(12)相对于所述膨胀套筒(30)向后移动，其中所述膨胀套筒(30)碰触所述至少一个膨胀套筒抵接壁(60)。

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