CN202182092U - 紧固元件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于使构件紧固在锚定基座上的紧固元件(1)，其中紧固元件(1)具有的杆体(3)、载荷作用装置(5)、撑开物(6)、撑开元件(9)和套筒(10)，套筒(10)由塑料制成。为了提供改进的紧固元件，其安装简便并且尽管如此能承受相对大的横向力，本实用新型提出，套筒(10)至少部分地由一种用碳纤维加强的塑料制成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种紧固元件。
背景技术
用于使一个构件紧固在一个锚定基座上的紧固元件具有一个带有载荷作用装置的杆体、一个撑开物、一个撑开元件和一个套筒，紧固元件在紧固技术中一般是已知的。这里尤其是指所谓沉割锚件(Hinterschnittanker)，这锚件被装入在一个圆柱形钻孔里，此钻孔在钻孔底部位里呈锥形扩展。钻孔可以设置在锚定基座里或者在要紧固的构件里。紧固元件锚固在一个这样的沉割孔里，这方法是通过撑开物使撑开元件径向向外挤入钻孔的锥形部位里，因而在锚定基座和紧固元件之间形成一种形状配合连接。例如通过将套筒压入钻孔使撑开元件移动到与杆体连接的，设计成锥形的撑开物上。在将撑开元件推移到锥形撑开物上时使撑开元件径向向外运动，并因此撑开到沉割槽里。紧固元件的杆体可以备选地设计成螺杆，它被拧入在设计成具有内螺纹的空心筒的套筒里。螺杆同时就是将布置在套筒上的撑开元件撑开到沉割槽里去的撑开物。
公开文献DE 40 11 229 A1举例说明了一种紧固元件，它具有一个成型为具有圆柱形基体的螺栓的杆体，在这杆体上在装入沉割钻孔的方向上，前面成型有一个锥形撑开部段形状的撑开物，它在装入方向上扩展。撑开元件是一个波纹形封闭的撑开环，该环包围住杆体。在未撑开状态下撑开环的直径基本上等于锥形部位的最大外径。为了在钻孔里撑紧撑开元件，将一个成型为空心圆筒的套筒推移到杆体上，因此使撑开环推到撑开部段上，径向扩展，并推移到钻孔的锥形沉割槽里。
紧固元件对于通常的里来说从所要固定的构件传递到锚定基座里。这些力可以作为拉力或者压力在轴向方向上作用，或者作为横向力垂直于轴向方向。紧固元件的轴向方向由一个轴线来确定，这轴线在通过紧固元件杆体的纵向方向上延伸。在一种具有圆柱形基体的杆体中，杆体的轴线通过形成基体的圆柱体的底面和顶面的中点。
紧固元件的套筒通常由金属，尤其是钢或者说优质钢组成，其中由文献DE40 30 498A1和EP 1198648 B1也得知有紧固元件，这些紧固元件的套筒由塑料组成。一种金属套筒的优点在于：它可以通过向垫安装工具的冲击而被推入钻孔里，而且套筒的安装并不，如同在文献DE 4011 229 A1里所述的那样，只是在撑开元件撑开在紧固元件上之后才必须进行。紧固元件因此可以作为一个单元来安装，因而紧固元件对于使用者来说是装配友好的。金属套筒一般是耐压的，因此用安装仪将冲击从套筒直接传递到紧固元件上。套筒在冲击的作用下变形并不大。相反塑料的套筒一般并不具有这样大的抗压强度。由于抗压强度低塑料套筒在横向发生伸长，因此套筒在压力载荷下，正如它在冲击作用于或者说通过一个安装仪时产生的那样，延伸很大，从而它贴靠在钻孔壁上，在那里夹紧住并且不可能使撑开元件按计划撑开。因而对于通常的，如在文献DE 40 30 498A1中所述的那样，在撑开元件撑开之后将塑料套筒装入在钻孔里，或者，如在文献EP1 198 648 B1中所述的那样，通过缓慢地拧动螺母而连续传力，使塑料套筒推入钻孔里，因而限制住压力载荷和横向延伸，从而可以使撑开元件用套筒撑开。
套筒但是不仅用于撑开撑开元件。为了传递必须通过紧固元件从附件传递到锚定基座上的横向力，紧固元件的套筒具有决定性的意义，因为横向力通过套筒传递钻孔壁上。套筒为此贴靠在钻孔壁上。已知的具有金属套筒的紧固元件的不足之处是：它们由于为了用安装工具来撑开所必需的套筒抗压强度，而可能比由相对较软的塑料制成的套筒来说去除较小的横向力。一种具有高抗压强度的硬套筒，例如由钢制成，靠在钻孔壁上，由于一般情况下在钻孔壁和套筒之间有间隙，因此只是成点状，线状和非面状地贴靠。力并不分布于一个面上，因而形成应力峰值，这种峰值在横向力相对较小的时候就引起锚定基座的失效。相反如果套筒由一种相对较软的材料，如塑料制成的话，那么套筒在横向力的作用下这样变形，从而使它全面地贴靠在锚定基座上。因而不会形成应力峰值，而是形成一种相对均匀的对锚定基座的压力，因此紧固元件可以传递比一种具有钢制套筒的紧固元件更大的力到锚定基座里。
实用新型内容
根据所述的现有技术，本实用新型的任务是提出一种这样改进的紧固元件，它装配简单，而且尽管如此可以承受相对大的横向力。
这个任务按照本实用新型通过一种用于使构件紧固在锚定基座上的紧固元件来解决，其中紧固元件具有带有载荷作用装置的杆体、撑开物、撑开元件和套筒，以及其中套筒由塑料制成，套筒至少部分地由用碳纤维加强的塑料制成(以下称为CFK)。整个套筒尤其是由一种CFK组成。一种由CFK制成的套筒相对较硬，明显硬于一种由未加强的或者用玻璃纤维加强的塑料。当然用碳纤维加强的套筒并不像一种由钢或者优质钢制成的套筒那样硬或者说抗压。按照期待，一种按照本实用新型的紧固元件应该可以用一个以碳纤维加强的套筒来传递一个横向力，该横向力大于由钢或者优质钢制成的套筒时的，但小于当套筒由一种未加强的塑料时的。但是令人惊奇地发现，一种按照本实用新型的紧固元件可以传递比采用一种具有未加强套筒的紧固元件可能的明显更大的横向力；而且这，尽管按照本实用新型的紧固元件，由于由CFK制成的套筒的抗压强度，冲击地，也就是说通过冲击在安装仪上或者通过安装仪冲击，可被撑开在一个沉割孔里。因此按照本实用新型的紧固元件可以用户友好地用作装配简单的装配单元。
在按照本实用新型的紧固元件的一种优选的实施形式中，CFK是一种聚酰胺，优先是聚酰胺PA6或者PA6.6.按照本实用新型的紧固元件具有由这种塑料制成的套筒，紧固元件表现出很好的安装特性(Setzverhalten)，同时有良好的传递横向力的性能。按照本实用新型的紧固元件的一种实施形式尤其是证明为有利的，其中碳纤维在套筒的被加强的塑料里的重量份额为15％--25％，尤其是20％。这里可以理解为百分比的公差为+/-两个百分点。
附图说明
以下根据一个实施例对本实用新型进行详细叙述。图1表示了一个按照本实用新型的紧固元件1的视图。
具体实施方式
用于将一个构件固定在一个未示出的锚定基座上的紧固元件1设计成沉割锚件2。所示的沉割锚件2尤其用于将由石料制成的面板固定在下部结构上，通过这下部结构使面板与建筑物的一个支承结构连接(未示出)。
沉割锚件2具有一个杆体3，它具有一个设计成外螺纹的4的载荷作用装置5，在其上可以借助于一个没示出的螺母固定住一个同样也未示出的构件。在紧固元件1的圆柱形杆体3上，在装入方向E上，在杆体3前面接有一个截锥形撑开部段7形状的撑开物6，其在装入方向E上锥形扩展，而且形成紧固元件1的前端8。紧固元件1的轴线A通过圆柱形杆体3的圆形底面和顶面的中心点，或者说通过紧固元件1的前端8的同样是圆形的横断面的中心点。
沉割锚件2此外具有一个撑开元件9和一个套筒10。撑开元件9设计成波纹形弯曲和封闭的撑开环11，这个环为了撑开借助于套筒10压向撑开物6并因此在锥形撑开部段7上，径向向外变形，因此撑开环11可以撑开到一个未示出的沉割孔里。套筒10具有一个高度H和一个外径D，这外径基本上相应于在未撑开状态下紧固元件1的外径。直径D一般与未示出的沉割孔的圆柱形部分的直径对应。
杆体3，撑开物6和撑开元件9由优质钢制成，而套筒10由一种用碳纤维加强的聚酰胺(PA6.6)组成，其中碳纤维在被加强塑料里的重量份额是20％。套筒10可以用压注法简单而成本有利地制造。
试验表明，按照本实用新型的紧固元件1的具有一种通过20％重量份额的碳纤维加强的聚酰胺的套筒10相比于一种由以前通用的塑料、未加强的聚酰胺或者说用玻璃纤维加强的聚酰胺制成的相应的套筒来说，具有一种改善的抗压强度，从而通过加到套筒10上的冲击可以使撑开元件9撑紧，这在以前都只是用一种金属套筒，尤其是用一种钢制的或者说优质钢制成的套筒才可能。
在用按照本实用新型的紧固元件1用来确定可承接的横向力的试验时，还令人惊奇的发现：可承接的横向力并不如期待那样小于一个由未加强的聚酰胺制成的套筒10的可承接横向力。尽管一个用玻璃纤维加强的套筒10的可承接的横向力小于由聚酰胺制成的未加强套筒10的，但一个用重量份额为15％至25％的碳纤维加强的，由聚酰胺制成的套筒10的可承接横向力更大。而这，尽管用碳纤维加强的套筒10具有比一种由玻璃纤维加强的塑料制成的套筒10更大的抗压强度和硬度。
表1中所列的试验已经在一种归类为花岗岩的，其商业名称为Verde Vittoria的天然石料里进行了。按照本实用新型的沉割锚件2装入在一 个15mm深的沉割孔里，并撑开。套筒10的高度H如此来选择，从而使得在装入方向上套筒10的后端在沉割锚件2撑开之后与沉割锚件的边缘是齐平的。套筒10的直径D在试验中是12.6mm，沉割孔的直径为13mm。用于试验的还有具有相同几何形状的套筒10，它们当然由不同的材料制成。
表1
1)紧固元件可以通过冲击于套筒上按计划撑开
试验结果表明，通过应用一种按照本实用新型的套筒10形成一种紧固元件1，它可以冲击地并因此简单地装配，并且尽管如此，可以承接的横向力大于由已知的，采用以前用于套筒10的材料的紧固元件可以承接的横向力。
附图标记表
1 紧固元件
2 沉割锚件
3 杆体
4 外螺纹
5 载荷作用装置
6 撑开物
7 撑开部段
8 紧固元件1的前端
9 撑开元件
10 套筒
11 波纹形撑开环
A 紧固元件1的轴线
D 紧固元件1的外径
E 紧固元件1装入在一个未示出的钻孔里的方向
H 紧固元件1的套筒10的高度。
Claims (2)
1.用于使构件紧固在锚定基座上的紧固元件(1)，
-其中紧固元件(1)具有带有载荷作用装置(5)的杆体(3)、撑开物(6)、撑开元件(9)和套筒(10)，以及
-其中套筒(10)由塑料制成，
其特征在于，整个套筒(10)由一种用碳纤维加强的塑料制成。
2.按权利要求1所述的紧固元件，其特征在于，塑料是聚酰胺。
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