DD291795A5

DD291795A5 - Bolzen zum verbinden von bauteilen mit wandflaechen

Info

Publication number: DD291795A5
Application number: DD33752190A
Authority: DD
Inventors: Manfred Schaefer
Original assignee: Schaefer,Manfred,De
Priority date: 1989-02-04
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-07-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bolzen zum Verbinden von Bauteilen mit Wandflaechen, insbesondere fuer Ziegel- und Betonwaende. Um eine einfach herstellbare und montierbare Ankervorrichtung zu schaffen, wird ein Bolzen 1 mit mindestens einer ihn schraeg durchdringenden und aus seiner Mantel- und/oder Rueckflaeche austretenden Bohrung 4 vorgeschlagen, deren Achse mit der des Bolzens einen spitzen Winkel von 2,5 bis 45 einschlieszt. Nach Einbringen der Sackloecher 12, 13 in die Wandung 10 wird der Bolzen 1 in die Sackbohrung 12 und in die Bohrung 4 des Bolzens fortgesetzt durch das Sackloch 13 in die Wandung 10 wird der Bolzen 1 in die Sackbohrung 12 und in die Bohrung 4 des Bolzens, fortgesetzt durch das Sackloch 13, ein Ankerstift 6 eingeschoben. Aufgrund des relativ spitzen Winkels erfolgt eine Verankerung relativ tief in der Wandung, so dasz auch Zugkraefte von der Wandung leicht aufnehmbar sind, da sie sich in der Tiefe der Wandung ueber diese beanspruchende Druckkraefte abstuetzen. Die Montage gestaltet sich einfach, da fuer die Bohrungen 12, 13 Lehren verwendbar sind und ggf. die Bohrung 4 des Bolzens 1 als Lehre fuer das Sackloch 13 nutzbar ist. Fig. 8{Ziegel-/Betonwaende; Verbindungsbolzen; Verankerung; Zugkraefte; Ankerstift; leichte Montage}

Description

Hierzu 4 Suiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bolzen zum Verbinden von Bauteilen mit Wandflächen, insbesondere von Ziegel- oder Betonbauten, der in eine in die Wandung eingebrachte Bohrung eingesetzt wird und an seinem freien Ende vorzugsweise mit einem Schraubengewinde sowie mit Mitteln zur Stabilisierung seines Sitzes und zur Verankerung gegen Ausziehen durch Zugkräfte ausgestattet ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist üblich, zum Befestigen an Wandflächen in diese Ausnehmungen oder Bohrungen einzubringen und in diese Dübel einzusetzen. Beim Benutzen üblicher Schraubdübel spreizen sich diese beim Einbringen beispielsweise von Holzschrauben und vermitteln so einen mäßig festen Sitz. In vielen Fällen jedoch erweisen sich derartige Spreizdübel als unzureichend, und beim Versuch, andere Befestigungselemente zu verwenden, macht sich nachteilig bemerkbar, daß insbesondere aus Beton

bestehende Wandungen zwar hohen Druckbeanspruchungen zu genügen vermögen, jedoch nur relativ geringe Zugbelastungen übernehmen können. *

Man hat daher sogenannte Anker entwickelt, die relativ tief in Wandungen eingre^!/en und an ihrem freien Ende mit Spreizulementen ausgestattet sind, die durch Verspannen mittels eines Konus sich in der Bohrung festsetzen. Die hierfür vorgesehenen Bohrungen sind über den größten Teil ihrsrTiafe zylindrisch ausgebildet und an ihren Enden konisch geweitet. Derartige Halteelomente erfordern nicht nur einen relativ hohen Herstellungsaufwand und sind damit unverhältnismäßig teuer, bei der Montage sind Spezialwerkzeuge zu verwenden, um die konische Ausweitung des inneren Endes der sie aufnehmenden Bohrung bewirken zu können, und in der Praxis hat es sich gezeigt, daß der ordnungsgemäße, hohe Zugkräfte erlaubende Sitz nicht immer erreichbar ist und sich als schlecht überprüfbar erweist.

Ziel dor Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die unverhältnismäßig hohen Aufwendungen für die Verankerung von Befestigungsmitteln zur Aufnahme hoher Zug- und Drehkräfte entscheidend zu senken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement, insbesondere für Betonwandungen, zu schaffen, das mit geringem Aufwand herstellbar ist, das sich leicht montieren und in den Wandungen verankern läßt, und das einen sicheren, zuverlässigen und mit hohen Zugkräften belastbaren Halt bietet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem ein Bolzen mindestens eine ihn flach gegen seine Achse geneigt durchdringende und aus seiner Mantel- und/oder Rückfläche austretende Bohrung aufweist, und indem in diese ein entsprechend schräg verlaufender und in seiner Länge die der Bohrung des Bolzens überschreitender Ankerstift einführbar ist, der zur sicheren und hochbelastbaren Verankerung des Bolzens in ein zusätzliches Sackloch der Wandung einzugreifen vermag. Der eigentliche Bolzen ist hierbei sehr einfach ausgeführt und benötigt zu seiner Verankerung nur eine zusätzliche, schräg verlaufende Bohrung, und als zusätzliches, seine Lage sicherndes und ihn auch gegen hohe Last haltendes Bauteil ist einzig ein in dh Schrägbohrung und ein entsprechendes Sackloch der Wand einbringbarer Ankerstift erforderlich, so daß sich ein nu^r geringer Herstellungsaufwand ergibt. Zum Einsetzen in eine Wandung wiederum wird nur ein übliches zylindrisches Säloch mit der Länge des Bolzens entsprechender Ti 3fe gefordert, dessen Durchmesser zwar dem des Bolzens angepaßt ist, sich aber nicht als kritisch erweist, und zusätzlich ist eine schräg verlaufende Querbohrung geringeren Durchmessers erforderlich, bei deren Einbringung die Bohrung des Bolzens als Lehre bzw. als Hilfe einsetzbar ist. Nach dem Einsetzen des Bolzens sowie Einschieben des Ankerstiftes ergibt sich eine hervorragende Haltbarkeit und insbesondere eine feste Verankerung gegen unbeabsichtigtes Drehen oder axiales Herauslösen des Bolzens; da der Ankerstift in eine nur flach gegen die Achse des Bolzens geneigte und damit relativ tief aus dem Bolzen austretende Schrägbohrung eingreift, sind die bei der Belastung des Bolzens auftretenden Zugkräfte auch bei Betonwänden leicht übernehmbar, da sie in größerer Tiefe aufgenommen werden. Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbelsple!

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen hierbei

Fig. 1: einen als Anker verwendbaren Bolzen,

Fig. 2: die Stirnansicht des Bolzens nach Fig. 1,

Fig. 3: die Ansicht eines für den Bolzen der Fig. 1 und 2 vorgesehenen Ankerstiftes,

Fig.4: die Ansicht eines in eine geschnitten dargestellte Wandung eingesetzten Bolzens mit zugehörigem Ankerstift,

Fig. 5: in gleicher Darstellung einen mittels zweier Ankerstifte wirksamen Bolzen,

Fig. 6: eine Stirnansicht des Bolzens nach Fig. 5,

Fig. 7: eine Ansicht eines mit einem Muttergewinde versehenen Bolzens,

Fig. 8: die Ansicht eines nicht abgesetzten, in eine Sackbohrung einer Wand eingebrachten Bolzens,

Fig. 9: in entsprechender Darstellung einen beidendig abgesetzten Bolzen,

Fig. 10: einen gedrungen ausgebildeten Bolzen, dessen Bohrungen sich jeweils von einer Bund- zu einer Rückfläche erstrecken,

Fig. 11: einen Bolzen mit leicht abgekantetem, das Befestigungsgewinde aufweisenden Ansatz, und

Fig. 12: einen stärker abgekanteten Bolzen, dessen den Ankerstift aufnehmende Bohrung des Ansatz zentrisch durchdringt.

In Fig. 1 ist in der Seitenansicht und in Fig. 2 in der Stirnansicht ein Bolzen 1 dargestellt, der mit einem als Gewindeschraube ausgebildeten, exzentrisch angeordneten Ansatz 2 zur Aufnahme einer zu befestigende Bauteile haltenden Mutter ausgestattet ist. In den beim Übergang des Bolzens 1 zum Ansatz 2 vorgesehenen Bund 3 ist eine schräg verlaufende Bohrung 4 eingebracht, die an der Mantelfläche 5 des Bolzens schräg seitlich aus diesem austritt. Mit diesem Bolzen verwendet wird ein in Fig. 3 gezeigter Ankerstift 6, der einendig mit einem Schlitz 7 ausgestattet ist, und dessen beide durch diesen gebildete gabelartige Enden leicht gespreizt ausgeführt sein können.

Die Unterbringung eines solchen Bolzens 1 in einer Wandung 10 ist in Fig.4 veranschaulicht. Abweichend von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bolzen ist der Bolzen 1 der Fig.4 mit einem zentrischen Ansatz 2 versehen, und er ist am freien Ende mit zwei sich kreuzenden Schlitzen 11 ausgestattet. Zur Erhöhung der Haftung der Mantelfläche 5 des ihn aufnehmenden Sackloches 12 ist seine Mantelfläche 5, wie durch eine lokale Kreuzschraffur angedeutet, zumindest bereichsweise geriffelt ausgeführt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine andere Rändelung anzuwenden, oder aber zumindest entlang von Bereichen des Mantels

Nute in die Mantelfläche einzudrehen, diezweckma¹ Big scharfkantig ausgeführt und vorzugsweise mit sägezahnförmigem Profil derart ausgebildet sind, daß die jeweils flachen Flanken sich rechtsseitig und die steilen Flanken linksseitig befinden. Zur Montage des Bolzens ist in die Wandung 10 das Gackloch 12 eingebracht, das in seiner Tiefe etwa der Länge des Bolzens 1 entspricht und rein zylindrisch ausgebildet sein kann. Ein weiteres Sackloch 13 ist schräg ausgeführt; bei seiner Herstellung kann eine gesonderte Lehre verwendet werden, ein solches Sackloch kann gegebenenfalls auch freihändig gebohrt werden, und es besteht durchaus auch die Möglichkeit, den Bolzen 1 in die Sackbohrung 12 einzuführen und dessen schräge Bohrung 4 als Lehre für das Einbringen der Sackbohrung 13 zu benutzen. Nach Fertigstellen der Bohrung wird in die schräge Bohrung 4 der Ankerstift 6 so weit eingeführt, daß er den Bolzen 1 durchdringt und sein vorderes Ende in die Sackbohrung 13 eintritt. Sein hinteres Ende tritt hierbei gegen den Bund 3 zurück.

Mit dem Einbringen des Sicherungsstiftes 6 ist der Bolzen 1 gegen Drehen ebenso verankert wie gegen Herausziehen selbst bei einer Beaufschlagung mit hohen Zugkräfte, da der Ankerstift 6 an den nach links gerichteten Wandungsbereichen der Sackbohrung 13 aufliegt und von diesen gehalten wird. Die tragenden Flächen liegen dank des flachen, zwischen den Achsen des Bolzens und des Ankorstiftes gebildeten Winkels so weit innerhalb der Wandung 10, daß auch bei nur mäßigen zulässigen Zugkräften innerhalb der Wandung ein absoluter, hochbelastbarer Halt erzielt wird.

Die Erfindung ist einer Reihe von Varianten fähig. So kann zur Symmetrierung und zur Erhöhung der Belastbarkeit ein Bolzen gemäß den Fig. 5, 6 und 10 benutzt werden, bei dem in den Bund 3 zwei divergierende Bohrungen 4 symmetrisch eingebracht sind und dementsprechend bei der Montage außer der der Wandfläche normalen Sackbohrung 12 in diese zwei schräge Sackbohrung 13 einzubringen sind, in die zur Verankerung des Bolzens zwei Ankerstifte 6 eingeführt sind. Der Verlauf der Bohrungen läßt sich auch anhand der in Fig.6 wiedergegebenen Stirnansicht des Bolzens 1 der Fig.5 verfolgen. Es ist auch nicht erforderlich, Bolzen 1 allein mit Ansätzen zu verwenden. In Fig. 7 ist ein Bolzen gezeigt, in dessen Stirnfläche 8 außer der schräg verlaufenden Bohrung 4 eine axiale Bohrung 9 eingebracht ist, die mit einem Muttergewinde versehen ist, so daß die Befestigung von mit der Wand zu verbindenden Bauteilen mittels einer einfachen Maschinenschraube erfolgen kann. Auch hier besteht die Möglichkeit, mehr als eine Schrägbohrung 4 anzuwenden und damit mehr als einen Ankerstift 6 einzubringen. Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Bohrung 9 nicht axial, sondern gegen die Achse des Bolzens verschoben achspar-'idl anzubringen, so daß die Stirnfläche einseitig breiter über die Bohrung vorsteht, so wie dies für den Ansatz 2 des Bolzens 1 der Fig. 1 und 2 zutrifft.

In Fig.8 ist gleichartig ein relativ einfach ausgebildeter Bolzen 1 dargestellt, der mit gleicher Stärke über seine gesamte Länge ausgeführt ist, so daß er von Stangenmaterial ohne große Dreharbeiten abgestochen werden kann. Auf sein freies Fnde ist ein der Befestigung dienendes Gewinde geschnitten, und die schräge verlaufende Bohrung 4 des Bolzens 1 der Fig. 8 geht von einem Mantelbereich des Bolzens aus, dei mit wesentlichen Teilen sowohl innerhalb des glatten Schaftbereiches als auch innerhalb des Gewindebereiches liegt, und die Bohrung 4 tritt innerhalb eines relativ tief in die Wandung 10 eingreifenden Mantelbereiches aus dem Bolzen aus. Bei der dargestellten Tiefe des den Bolzen 1 aufnehmenden Sackloches 12 ist keine besondere Bearbeitung der Wand für das Einbringen des Ankerstiftes 6 erforderlich; es besteht aber auch die Möglichkeit, die Sackbohrung 13 derartig anzuordnen, daß sie mit ihrem oberen Bereich nicht völlig innerhalb des Sackloches 12 verläuft, sondern über dieses hinaus in die Windung eingreift.

Der in Fig. 9 dargestellte Bolzen ist beidseitig auf eine mit einem Gewinde ausgestatteten Ansatz 2 und auf einen Rückansatz 15 abgesetzt, der mit Schlitzen 11 versehen ist. Die angedeutete Textur, Rändelung oder dergleichen braucht sich nicht nur über einen Oberflächenbereich 16 des Rückansatzes 15 zu erstrecken, sondern kann sich zusätzlich oder statt dessen auch über die Mantelfläche 5 erstrecken.

In der Fig. 10 ist ein Bolzen 1 dargestellt, der kurz ausgeführt und zum Ansatz 2 hin stark abgesetzt ist, so daß die beiden Bohrungen 4 divergierend und gegeneinander versetzt sich jeweils vom Bund 3 bis zur Rückfläche 14 bzw. deren Anfasung erstrecken. Die Versetzung der beiden Bohrungen 4 kann hierbei so begrenzt sein, daß sie im Kreuzungsbereich einander tangieren. Sie können aber auch stärker versetzt sein, so daß auch im Überkreuzungsbereich noch Material stehenbleibt, und in Sonderfällen ist es auch möglich, die Bohrungen mit Teilbereichen einander durchdringen zu lassen und in einem der Ankerstifte eine Ausnehmung oder gar eine umlaufende Nut derart vorzusehen, daß nach dem Einschieben dieses Ankerstiftes 6 auch der andere Ankerstift einschiebbar ist, wobei er an der Kreuzungsstelle die Ausnehmung des ersten Ankerstiftes, in diese eingreifend, passiert und diesen verriegelt.

Sicherungen der Lage von Ankerstiften können auch durch die Aufteilung eines oder beider Enden, vorteilhaft verbunden mit einem Aufbiegen der beiden gebildeten Zungen, vorgenommen werden. Am freien Ende gebildete Zungen verbessern den Halt im entsprechenden Sackloch 13, während am außen liegenden Ende ausgebogene Zungen den Halt innerhalb der Bohrung 14 verbessern. Statt dessen können auch die Mantelfläche einer Bohrung 4 und die des von ihr aufgenommenen Ankerstiftes 6 mit formschlüssig ineinandergreifenden Elementen wie Ringnuten, Vorsprüngen oder Ringwülsten ausgestattet sein, die ein formschlüssiges Eingreifen und Sichern im voll eingeschobenen Zustand des Ankerstiftes 6 ermöglichen. Fig. 10 zeigt weiterhin, daß bei Anwendung zweier Ankerstifte β der Bolzen 1 kurz ausgeführt und von eigentlichen verankernden Kräften freigehalten werden kann: Die Verankerung in der Wandung 10 wird in diesem Falle fast ausschließlich durch die tief in die Wandung eingreifenden Ankerstifte 6 bewirkt. Es besteht auch die Möglichkeit, gemäß Fig. 11 den Ansatz 2 des Bolzens gegenüber dessen eigentlichen Körper geringfügig abzukanten, und die gleiche Maßnahme läßt sich auch bei entsprechend Fig. 8 über ihre ganze Länge gleich stark ausgeführten Bolzen anwenden: Im Ausführungsbeispiel der Fig. 11 wird die Abkantung derart bewirkt, daß die Achsen des Bolzens 1 und des Ankerstiftes 6 etwa gleiche Winkel mit der auf der Oberfläche der Wandung 10 stehenden Normalen aufweisen und die Achse des Ansatzes 2 wandnormal verläuft. Entsprechend den unterschiedlichen Stärken des Bolzens 1 und des Ankerstiftes 6 lassen sich auch gegebenenfalls unterschiedliche mit der Wandungsnormalen gebildete Winkel einhalten, um eine symmetrische Verteilung der Last auch bei unterschiedlichen Durchmessern zu erlangen. Gemäß Fig. 12 kann das Abkanten des hier mit gleicher Stärke wie der des Bolzens ausgeführten Ansatzes 2 so stark vorgenommen sein, daß der Ankerstift 6 und die ihn aufnehmende Bohrung 4 wandungsnormal verlaufen und die Achse des Bolzens 1 und damit des Sackloches 12 um den empfohlenen Winkel von etwa 150° bzw. im Bereich von 2,5° bis 45°gegen die Wandungsnormale geneigt ausgeführt sind. Ein etwas tieferes Einsetzen des Ankerstiftes 6 erlaubt, zusätzlich zum Außengewinde des Ansatzes 2 oder anstelle desselben ein Innengewinde vorzusehen, das in den oberen Bereich der Bohrung 4 oder eine gegebenenfalls deren Mündung bildende Bohrung etwas größeren Durchmessers eingeschnitten sein kann.

In jedem dieser Fälle wird mit dem Bolzen 1 ein Anker geschaffen, der bei leichter Herstellbarkeit mit einfachen Arbeitsvorgängen in eine Wandung oinbringbar ist und sich dort mittels des oder der Ankerstifto verläßlich und hochbelastbar hält. Bei der Auslegung der Schrägstellung von Ankerstiften bzw. der gegenseitigen Neigung der Achsen des Bolzens und des bzw. der Ankerstifte haben sich relativ spitze Winkel bewährt: Zwar verläuft ein längeres Teilstück des Ankerstiftes innerhalb des Bolzens, dafür jedoch wirken sich übertragene Zugkräfte in größerer Tiefe von Betonwandungen aus, so daß sie dort zum Teil mit Druckkräften übernehmbar sind und damit sich die größere Tiefe als belastbarer erweist als oberflächliche Schichten, da der Beton nur mit relativ geringen Zugkräfton belastbar ist. So könnun relativ hohe Belastungen bei Neigungswinkeln von 15° erzielt werden, so daß sich ein Bereich der Neigungswinkel zwischen 2,5° und 45° als vorteilhaft erweist.

Claims

1. Bolzen zum Verbinden von Bauteilen mit Wandflächen, insbesondere von Ziegel- oder Betonbauten, der in eine in die Wandung eingebrachte Bohrung eingesetzt wird und an seinem freien Ende vorzugsweise mit einem Schraubengewinde sowie mit Mitteln zur Stabilisierung seines Sitzes und zur Verankerung gegen Ausziehen durch ihn beanspruchende Zugkräfte ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (1) mindestens eine ihn flach gegen seine Achse geneigt durchdringende und aus seiner Mantel- und/oder Rückfläche (5,14) austretende Bohrung (4) aufweist, und daß in diese ein entsprechend schräg verlaufender und in soiner Länge die der Bohrung (4) des Bolzens (1) überschreitender Ankerstift (6) einführbar ist, der zur Verankerung des Bolzens in ein zusätzliches Sackloch (13) der Wandung (10) einzugreifen vermag.

2. Bolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine (1) Achse und die des Ankerstiftes bzw. Ankerstifte (6) um 2,5° bis 45°, vorzugsweise im Bereich von 12° bis 20°, gegeneinander geneigt sind.

3. Bolzen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er (1) zwei oder mehr zur Aufnahme von Sicherungsstiften (6) vorgesehene Bohrungen (4) aufweist.

4. Bolzen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bohrungen (4) gegenüber mindestens um den Durchmesser der Ankerstifte (6) versetzt angeordnet sind.

5. Bolzen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er (1) auf einen mit einem Gewinde versehenen Ansatz (2) abgesetzt ist und die Bohrung im wesentlichen in den den Absatz umschließenden Bund (3) eingebracht ist.

6. Bolzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (2) exzentrisch zur Achse des Bolzens (1) vorgesehen ist.

7. Bolzen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine (1) Mantelfläche (5) und/oder die des Ankerstiftes (6) eine Textur aufweisende, bspw. gerändelte, Oberflächenbereiche (16) aufweisen.

8. Bolzen nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß seine (1) hinteren Enden und/oder die des Ankerstiftes (6) Schlitze (11,6) aufweisen.

9. Bolzen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er (1) und der oder die Ankerstifte (6) beim vollendeten Einbringen derselben in Bohrungen (4) formschlüssig ineinandergreifende Elemente aufweisen.

10. Bolzen nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sein (1) Ansatz (2) bzw. sein frei stehender Vorderteil gegen den eigentlichen Schaft des Bolzens abgekantet ist.

11. Bolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) seinen Ansatz (2) oder sein frei stehendes Vorderteil zentrisch durchsetzt.

12. Bolzen nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er (1) eine in seine Stirnfläche (8) eingebrachte, mit einem Muttergewinde ausgestattete achsparallele Bohrung (9) aufweist.

13. Bolzen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallele Bohrung (9) als Sackbohrung ausgebildet ist.

14. Bolzen nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallele Bohrung (9) der Achse des Bolzens (1) gleichachsig ist.