-
Die
Erfindung betrifft einen Spreizanker mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
-
Derartige
Spreizanker dienen zur Verankerung in Bohrlöchern in einem Ankergrund,
beispielsweise in Beton. Sie weisen eine Spreizhülse und einen Spreizkörper auf,
der sich in einer Richtung aufweitet. Die Spreizkörper der
bekannten Spreizanker sind Kegelstümpfe, d. h. sie sind konisch.
Zum Aufspreizen wird die Spreizhülse
auf den Spreizkörper aufgeschoben
und dadurch aufgeweitet, was als Aufspreizen bezeichnet wird. Hinsichtlich
des Aufspreizens gleichwirkend ist ein Einziehen des Spreizkörpers in
die Spreizhülse,
was im Sinne der Erfindung ebenfalls als Aufschieben der Spreizhülse auf
den Spreizkörper
verstanden werden soll. Eine Kegelform ist für den Spreizkörper des
erfindungsgemäßen Spreizankers
nicht zwingend, der Spreizanker kann beispielsweise auch die Form
eines Pyramidenstumpfs oder eines Keils aufweisen, wobei ein Pyramidenstumpf
nicht auf eine viereckige Grundfläche beschränkt ist.
-
Aufgrund
des hohen Spreizdrucks kann es zu einem Fressen der Spreizhülse auf
dem Spreizkörper
beim Aufspreizen oder in aufgespreiztem Zustand kommen, wenn die
Spreizhülse
und der Spreizkörper
aus Metall, insbesondere aus dem gleichen Metall bestehen. Das Fressen
ist ein lokales Kaltverschweißen,
das die Beweglichkeit der Spreizhülse auf dem Spreizkörper verschlechtert
oder ganz unterbindet. Ein Fressen beim Aufspreizen erhöht zumindest
die erforderliche Kraft und beendet das Aufspreizen u. U. vorzeitig.
Außerdem
schränkt
ein Fressen der Spreizhülse
auf dem Spreizkörper
ein Nachspreizverhalten des Spreizankers bei einer Bohrlochaufweitung
ein oder verhindert das Nachspreizen sogar. Um ein Fressen zu vermeiden
ist es bekannt, den Spreizkörper
(oder die Spreizhülse)
zu beschichten, was mindestens zwei Arbeitsgänge erfordert, weil der Spreizkörper vor
dem Beschichten entfettet werden muss.
-
Aufgabe
der Erfindung ist einen Spreizanker der vorstehend erläuterten
Art mit verringerter Fressneigung vorzuschlagen und vorzugsweise
das Fressen der Spreizhülse
auf dem Spreizkörper
ganz zu verhindern.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung sieht vor, einen Gleitring zwischen dem Spreizkörper und
der Spreizhülse
anzuordnen. Der Gleitring ist in einer umlaufenden Nut oder Ringstufe
des Spreizankers angeordnet. Vorzugsweise ist eine Ringstufe am Übergang
von einem Schaft zum Spreizkörper
des Spreizankers vorgesehen, in der der Gleitring einliegt. Der
Gleitring ist axial kurz, er erstreckt sich nur über einen Bruchteil einer Länge der
Spreizhülse bzw.
ihrer Spreizzungen. Als maximale Abmessung sieht eine Ausgestaltung
der Erfindung einen Schnurdurchmesser des Gleitrings von nicht mehr als
einer Wanddicke der Spreizhülse
vor. Der Gleitring besteht insbesondere aus Kunststoff oder Gummi,
es kann ein Dichtring als Gleitring verwendet werden. In bevorzugter
Ausgestaltung der Erfindung wird ein O-Ring als Gleitring verwendet.
-
Es
hat sich gezeigt, dass ein solcher Gleitring die Fressneigung zwischen
Spreizhülse
und Spreizkörper
wesentlich mindert, obwohl der Spreizring sich nicht über die
gesamte Kontaktfläche
zwischen der Spreizhülse
bzw. ihren Spreizzungen und dem Spreizkörper erstreckt, sondern nur
auf einem umlaufenden, linienförmigen
Abschnitt, dessen Fläche
nur einen Bruchteil der Kontaktfläche beträgt. Außerhalb des Gleitrings, also
hinter und ggf. vor ihm, steht die Spreizhülse unverändert in Kontakt mit dem Spreizkörper. Trotzdem
ist in Versuchen kein Fressen aufgetreten, sondern die Spreizhülse ist
auf dem Spreizkörper
ohne feststellbare Einschränkung verschiebbar
geblieben ohne das Auf- und ein Nachspreizen zu behindern. Durch
die Erfindung wird eine Gleitbeschichtung, ein Gleitmittel oder
dgl. entbehrlich. Weiterer Vorteil der Erfindung ist eine einfache Montage
des Gleitrings auf den Spreizanker, er kann vor Anbringung der Spreizhülse in die
Ringnut oder Ringstufe eingelegt werden.
-
Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, mehrere Gleitringe hintereinander
zwischen dem Spreizkörper
und der Spreizhülse
anzuordnen. Die Gleitringe können
gemeinsam in einer Nut oder jeweils in eigenen Nuten einliegen.
Es können
auch mehrere Gleitringe hintereinander im Anschluss an eine Ringstufe
auf dem Spreizanker angeordnet sein.
-
Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht einen balligen Spreizkörper vor,
d. h. der Spreizkörper weist
in Längsrichtung
des Spreizankers gesehen eine konvex gewölbte Mantelfläche oder
auch mehrere konvex gewölbte
Außenflächen auf.
Vorzugsweise ist der Spreizkörper
ein Rotationskörper,
insbesondere ein Ellipsoid. Der Spreizkörper kann allerdings beispielsweise
auch eine Art Pyramidenstumpf sein, allerdings mit in Längsrichtung
konvex gewölbten
anstatt ebenen Seitenflächen.
Auch ist ein Keil als Spreizkörper
mit einer oder zwei einander gegenüberliegenden, balligen, d.
h. in Längsrichtung
des Spreizankers gesehen konvex gewölbten Keilflächen möglich. Die
Aufzählung
ist nicht abschließend.
-
Der
erfindungsgemäß ballige
Spreizkörper hat
den Vorteil, dass die Spreizhülse
beim Aufschieben auf den Spreizkörper
bzw. beim Einziehen des Spreizkörpers
in die Spreizhülse
tangential am Spreizkörper
anliegt, jedenfalls dann, wenn sie bereits ein Stück aufgespreizt
und dadurch schräg
bzw. konisch oder trichterförmig
nach außen
stehend angestellt ist. Im Unterschied dazu liegt die Spreizhülse an einem
nichtballigen, konischen Spreizkörper
mit ihrem vorderen Innenrand am Spreizkörper an. Anstatt auf dem Spreizkörper zu
gleiten kann die Spreizhülse
auf einem konischen, nicht balligen Spreizkörper schaben, auch die Gefahr
eines Kaltverschweißens
(„Fressen") ist größer. Die
tangentiale Anlage der Spreizhülse
am erfindungsgemäß balligen Spreizkörper verbessert
das Gleiten der Spreizhülse auf
dem Spreizkörper
beim Aufspreizen. Ein Schaben der Spreizhülse am Spreizkörper wird
vermieden, die Gefahr des Kaltverschweißens ist weiter verringert.
-
Die
Spreizhülse
kann ungeschlitzt und dadurch in Umfangsrichtung ununterbrochen
sein. Beim Aufspreizen wird die Spreizhülse in diesem Fall aufgeweitet.
Erleichtert wird das Aufspreizen, wenn die Spreizhülse gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung Schlitze aufweist, die die Spreizhülse in Spreizzungen
unterteilt. Die Schlitze sind an einem vorderen, dem Spreizkörper zugewandten
Ende der Spreizhülse
offen, so dass sich die Spreizzungen zum und beim Aufspreizen der
Spreizhülse
in Umfangsrichtung voneinander entfernen können. Die Spreizhülse kann
aus einem Blech gestanzt sein, das zu einer Hülse um den Schaft des Spreizankers
gebogen wird. Am Stoß ihrer
beiden Längsränder weist die
Spreizhülse
in diesem Fall einen durchgehenden Schlitz auf. Die Spreizhülse kann
auch ein in Umfangsrichtung geschlossenes Rohr sein. Das Rohr ist wie
erläutert
auf einem Teil seiner Länge
in Spreizzungen unterteilt.
-
Um
die Gleitfähigkeit
der Spreizhülse
auf dem Spreizkörper
zu verbessern und die Neigung zum Kaltverschweißen zu verringern sieht eine
Ausgestaltung der Erfindung verschiedene Härten der Spreizhülse und
des Spreizkörpers
vor. Spreizhülse und
Spreizkörper
können
aus verschiedenen Werkstoffen, insbesondere verschiedenen Metallen und/oder
Stählen
bestehen. Auch bei Verwendung gleichartiger Stähle, beispielsweise korrosionsbeständiger Stähle wie
A4, bestehen die Spreizhülse und
der Spreizkörper
bei dieser Ausgestaltung der Erfindung aus verschieden harten korrosionsbeständigen Stählen, auch
wenn sie die gleiche Spezifikation, beispielsweise A4 haben.
-
Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht nach außen abstehende Widerhakenelemente
für die Spreizhülse vor.
Es kann sich beispielsweise um widerhakenartig schräg nach außen entgegen
einer Auszugsrichtung des Spreizankers abstehende Ausformungen der
Spreizhülse
handeln, die die Spreizhülse
im Bohrloch „verkrallen". Die „Verkrallung" ist so stark, dass
der Spreizkörper
in die Spreizhülse eingezogen
werden kann ohne dass die Spreizhülse aus dem Bohrloch herausgezogen
wird. Da die Spreizhülse
durch das Aufspreizen verankert wird, ist die Haltefunktion der
Widerhakenelemente vor allem zu Beginn des Aufspreizens erforderlich
um ein Herausziehen der Spreizhülse
aus dem Bohrloch zu vermeiden.
-
Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht schräg nach hinten und außen von
der Spreizhülse abstehende
Zungen als Widerhakenelemente vor. Die Zungen federn weiter als
Ausformungen und weisen daher eine größere Toleranz hinsichtlich
des Bohrlochdurchmessers auf.
-
Eine
Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Spreizhülse eine
Innenfase, also eine abgeschrägte
umlaufende Innenkante an ihrer dem Spreizkörper zugewandten Vorderseite
aufweist. Die Innenfase bewirkt ein tangentiales Anliegen des vorderen
Randes der Spreizhülse
am Spreizkörper
zu Beginn des Aufspreizens. Sie vermeidet ein Schaben der Spreizhülse auf
dem Spreizkörper
und erleichtert die Einleitung des Aufspreizens.
-
Eine
Ausgestaltung sieht eine Spreizhülse aus
federndem Werkstoff, insbesondere aus Federstahl vor. Die Federeigenschaften
der Spreizhülse und
damit der Halt der aufgespreizten Spreizhülse bei dynamischer Bohrlocherweiterung
sind dadurch verbessert. Die Federeigenschaften der Spreizhülse verbessern
die Verankerung des erfindungsgemäßen Spreizankers in einem Bohrloch
bei dynamischer Bohrlocherweiterung.
-
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
von Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die
einzelnen Merkmale können
je für
sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei Ausführungsformen
der Erfindung verwirklicht sein.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsform näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Spreizankers
in perspektivischer Darstellung; und
-
2 eine
vergrößerte Einzelheitdarstellung im
Bereich einer Spreizhülse
des Spreizankers aus 1 in einem vergrößerten Achsschnitt.
-
Der
in der Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Spreizanker 1 weist
eine Spreizhülse 2 und
einen Spreizkörper 3 auf.
Der Spreizkörper 3 ist
einstückig
mit einem Ankerschaft 4, der im Durchmesser gestuft ist
und ein Schraubengewinde 5 an seinem dem Spreizkörper 3 fernen
Ende aufweist. Es werden nachfolgend das das Schraubengewinde 5 aufweisende
Ende als hinteres Ende oder als „hinten" und das den Spreizkörper 3 aufweisende
Ende als vorderes Ende oder als „vorne" bezeichnet.
-
Der
Spreizkörper 3 ist
ballig, d. h. seine Mantelfläche
ist in Längsrichtung
des Spreizankers 1 gesehen konvex gewölbt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Spreizkörper 3 ein Rotationsellipsoid.
An seinem durchmesserkleineren Ende geht der Spreizkörper 3 in
einen zylindrischen Schaftabschnitt 6 über, der die Spreizhülse 2 durchgreift.
An einem hinteren Ende der Spreizhülse 2 geht der Schaftabschnitt 6 mit
einer radialen Ringschulter 7 in den Ankerschaft 4 über.
-
Am
vorderen, durchmessergrößeren Ende läuft der
Spreizkörper 3 ohne
seitlich überstehenden Wulst
oder dgl. aus, also ohne einen seitlich nach außen abstehenden Anschlag, der
einen Verschiebeweg der Spreizhülse 2 auf
dem Spreizkörper 3 begrenzen
würde.
Das ermöglicht
eine maximale Aufweitung des Spreizkörpers 3, der an keiner
Stelle größer als
ein Bohrloch sein kann, in dem der Spreizanker 1 verankert
werden soll. Der Spreizkörper 3 des
erfindungsgemäßen Spreizankers 1 kann
sich somit bis zum toleranzbedingt kleinsten Durchmesser des Bohrlochs,
in dem der Spreizanker 1 verankerbar sein soll, aufweiten.
Dadurch wird eine maximale Aufspreizung erzielt.
-
Die
Spreizhülse 2 ist
als ebenes Blechstanzteil (Platine) hergestellt und um den Schaftabschnitt 6 zur
Spreizhülse 2 gebogen.
Sie weist zwei zueinander parallele Längsschlitze 9 auf,
die am vorderen Rand der Spreizhülse 2 offen
sind und kurz vor einem hinteren Rand enden. Die Längsschlitze 9 unterteilen die
Spreizhülse 2 in
drei gleich breite Spreizzungen 11, die zu Zylinderschalen
geformt werden, wenn das ebene Blechstanzteil zur Spreizhülse 2 gebogen wird.
Die Spreizzungen 11 erstrecken sich über jeweils etwa 1/3 des Umfangs.
-
Die
Anzahl von zwei Längsschlitzen 9 und demzufolge
drei Spreizzungen 11 ist nicht zwingend, die Spreizhülse 2 kann
auch weniger oder mehr Längsschlitze 9 und
Spreizzungen 11 aufweisen. Grundsätzlich ist auch eine Ausbildung
ohne Längsschlitze 9 denkbar
und möglich.
An ihrem hinteren Rand weist die Spreizhülse 2 gewölbt schräg nach hinten
und außen
stehende, federnde Zungen auf, die Widerhakenelemente 12 bilden.
Ein Außendurchmesser
der nicht aufgespreizten Spreizhülse 2 ist
etwas größer als
der Durchmesser des Ankerschafts 4, die Widerhakenelemente 12 stehen
weiter nach außen
ab. Der umlaufende Bereich der Spreizhülse 2 hinter den Längsschlitzen 9 bildet
einen hülsenartigen
Kragen 13, von dem die Spreizzungen 11 nach vorn
abstehen.
-
Am Übergang
vom Schaftabschnitt 6 des Schafts 4 zum Spreizkörper 3 weist
der Spreizanker 1 eine umlaufende Ringstufe 20 auf.
In der Ringstufe 20 liegt ein O-Ring 15 als Gleitring
ein.
-
Zur
Verankerung in einem nicht dargestellten Bohrloch in einem Ankergrund
aus beispielsweise Beton oder Mauerwerk wird der Spreizanker 1 mit seinem
vorderen Ende voraus in das Bohrloch eingebracht. Dabei stützt sich
die Spreizhülse 2 axial
an der Ringschulter 7 ab. Das hintere Ende des Spreizankers 1 steht
aus dem Ankergrund vor, so dass durch Aufschrauben einer nicht dargestellten
Mutter auf das Schraubengewinde 5 eine Zugkraft auf den Ankerschaft 4 ausgeübt werden
kann. Vor dem Aufschrauben der Mutter wird vorzugsweise ein nicht dargestellter,
ein Loch aufweisender und mit dem Spreizanker 1 zu befestigender
Gegenstand auf das aus dem Ankergrund vorstehende hintere Ende des Ankerschafts 4 aufgesetzt.
Durch Aufschrauben und Anziehen der nicht dargestellten Mutter wird
der Spreizkörper 3 in
die Spreizhülse 2 eingezogen
und spreizt diese bzw. ihre Spreizzungen 11 auf. Dadurch wird
der Spreizanker 1 im Bohrloch verankert. Zu Beginn des
Aufspreizens halten die Widerhakenelemente 14 die Spreizhülse 2 gegen
Herausziehen im Bohrloch, so dass der Spreizkörper 3 eingezogen werden
kann.
-
Beim
Einziehen des Spreizkörpers 3 in
die Spreizhülse 2 zwischen
die Spreizzungen 11 gleiten die Spreizzungen 11 über den
den Gleitring bildenden O-Ring 15 auf den balligen Spreizkörper 3.
Der O-Ring 15 verhindert ein Fressen, also ein lokales Kaltverschweißen der
Spreizzungen 11 mit dem Spreizkörper 3. Es wird angenommen,
dass der den Gleitring bildende O-Ring 15 den Spreizkörper 3 und/oder
die Innenseite der Spreizhülse 2 beschichtet,
wenn die Spreizhülse 2 über den
O-Ring 15 auf den Spreizkörper 3 gleitet, und
dadurch das Fressen verhindert. Beim Aufspreizen und in aufgespreiztem Zustand
liegen die Spreizzungen 11 tangential am balligen, nämlich ellipsoiden
Spreizkörper 3 an.
Die tangentiale Anlage der Spreizzungen 11 am Spreizkörper 3 verbessert
das Gleitverhalten und erleichtert damit das Aufspreizen. Außerdem verringert
auch der ballige Spreizkörper 3 das Fressen
der Spreizhülse 2.
Das Aufbringen einer Gleitbeschichtung, eines Gleitmittels oder
dgl. ist entbehrlich. Mit zunehmender Aufspreizung, d. h. zunehmendem
Einzug des Spreizkörpers 3 in
die Spreizhülse 2 wird
die Steigung des Spreizkörpers 3 aufgrund
seiner ellipsoiden Form kleiner. Als Folge wird die Spreizkraft
im Verhältnis
zur Einzugskraft größer.
-
Um
die Neigung zum Kaltverschweißen
weiter zu verringern weist die Spreizhülse 2 eine andere Härte als
der Spreizkörper 3 auf.
Zwecks Korrosionsbeständigkeit
kann der Spreizanker 1, also sowohl die Spreizhülse 2 als
auch der Ankerschaft 4 mit dem Spreizkörper 3 aus korrosionsbeständigem Stahl, beispielsweise
A4, bestehen, wobei unterschiedlich harte Stähle verwendet werden.