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Die
Erfindung betrifft eine Setzeinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Setzen eines Einschlagankers mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 4.
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Eine
derartige Setzeinheit ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 90 17 647 U1 bekannt.
Die dort dargestellte Setzeinheit besteht aus einem Einschlaganker
und einem Setzgerät. Der Einschlaganker umfasst eine Hülse
und einen Spreizkörper, wobei die Hülse eine in
Achsrichtung verlaufende Längsbohrung aufweist, deren Durchmesser
sich in einem in Einsteckrichtung vorderen Teil verringert. Die
Hülse ist zudem in dem in Einsteckrichtung vorderen Teil
in Längsrichtung geschlitzt. Die entstehenden konischen
Spreizabschnitte werden durch Eintreiben des Spreizkörpers
mit dem Setzgerät verspreizt und gegen eine Wandfläche
eines in einen Verankerungsgrund eingebrachten Bohrlochs gepresst.
Durch die zwischen dem Verankerungsgrund und den Spreizabschnitten
entstehende Reibung ist eine Kraftübertragung vom Einschlaganker
in den Verankerungsgrund möglich. Die Hülse weist
in ihrem hinteren Bereich ein Innengewinde zur Aufnahme von Schrauben
auf, mit denen ein Anbauteil am Einschlaganker befestigt werden
kann. Das Setzgerät weist einen in die Längsbohrung
der Hülse eingreifenden Einschlagdorn und einen am Schaft
des Setzgeräts ausgebildeten Anschlagbund auf. Schläge
auf den Schaft des Setzgeräts werden durch den Einschlagdorn
auf den Spreizkörper übertragen. Der Spreizkörper
wird hierdurch zwischen die Spreizabschnitte getrieben, wodurch
diese verspreizt werden. Der Setzvorgang erfolgt wegkontrolliert:
Ist eine Sollverspreizung der Spreizabschnitte erreicht, so liegt der
Anschlagbund des Setzgeräts an der Hülse des Einschlagankers
an, wodurch der Setzvorgang beendet wird. Der Verschiebeweg des
Spreizkörpers entspricht dann einer vorgegebenen Sollverschiebung. Üblicherweise
wird zwischen Handsetzgeräten und Maschinensetzgeräten
unterschieden. Bei Handsetzgeräten werden Schläge
manuell mit einem Hammer auf den Schaft des Einschlagwerkzeugs aufgebracht. Maschinensetzgeräte
dagegen werden in die Aufnahme von Hammerbohrgeräten eingesetzt
und die Schlagenergie dieser Geräte auf den Spreizkörper übertragen.
Ein grundsätzlicher Nachteil solch einer Setzeinheit ist,
dass auf Grund der relativ großen Reibung zwischen den
Spreizabschnitten und dem Spreizkörper eine große
Schlagenergie notwendig ist, um die Sollverschiebung des Spreizkörpers
zu erreichen. Daher ist der Spreizkörper im Regelfall mit einer
Gleitbeschichtung beschichtet, um die dem Eintreiben entgegenwirkende
Reibung zu reduzieren. Trotzdem sind insbesondere bei relativ engen
Bohrlöchern mit einem Handsetzgerät viele und
starke Hammerschläge notwendig, um die Sollverschiebung
zu erreichen, was nicht anwenderfreundlich ist. Daher werden für
die Serienmontage in der Regel Maschinensetzgeräte eingesetzt,
die allerdings eine deutlich geringere Schlagenergie auf den Spreizkörper übertragen,
wodurch sich der Setzvorgang stark verlängert.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, eine Setzeinheit und ein Setzverfahren
zum Setzen eines Einschlagankers vorzuschlagen, die eine schnellere
und benutzerfreundlichere Montage eines Einschlagankers ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruchs 1 und die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Bei der Lösung der Aufgabe wurde festgestellt, dass der
Widerstand, der beim Eintreiben des Spreizkörpers zwischen
die Spreizabschnitte der Eintreibbewegung entgegensteht, insbesondere
vom gewählten Setzverfahren beeinflusst wird. 1 zeigt
den Verschiebeweg des Spreizkörpers in Abhängigkeit
von der notwendigen Anzahl der Schläge auf den Spreizkörper
und vom Setzverfahren.
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Die
Kurve 1 in 1 zeigt den Verschiebeweg des
Spreizkörpers, wenn der Spreizkörper durch ein
Maschinensetzgerät zwischen die Spreizabschnitte eingetrieben
wird. Es werden viele Schläge mit jeweils geringer Schlagenergie
aufgebracht. Durch die vom Setzgerät pro Schlag eingetragene Energie
wird zunächst die Haftreibung und dann die Gleitreibung
zwischen Spreizkörper und Spreizabschnitt überwunden.
Der Spreizkörper kann nur dann eingetrieben werden, wenn
die Schlagenergie ausreichend groß ist, um die Haftreibung
zu überwinden. Durch das Eintreiben des Spreizkörpers
werden die Spreizabschnitte radial nach außen getrieben.
Bei immer größer werdenden Verschiebeweg des Spreizkörpers
werden die Spreizabschnitte immer stärker gegen die Wand
des Bohrlochs gedrückt, wodurch auch die Druckkräfte
zwischen Spreizkörper und Spreizabschnitt stark zunehmen.
Mit immer größer werdenden Druckkräften
nimmt auch die zu überwindende Reibungskraft zu. Da sowohl
die Haftreibungskraft als auch die Gleitreibungskraft größer werden,
die eingebrachte Energie pro Schlag aber gleich bleibt, steht zur Überwindung
der Gleitreibungskraft immer weniger Schlagenergie zur Verfügung,
wodurch nur noch ein sehr geringer Setzfortschritt erreichbar ist.
Reicht die eingetragene Schlagenergie zur Überwindung der
Haftreibung nicht mehr aus, so kann kein weiterer Setzfortschritt
erreicht werden. Durch große Anzahl von Schlägen
kann es zudem zu einer Beschädigung der Beschichtung des Spreizkörpers
kommen, wodurch sich die Reibung weiter erhöht, was im
Extremfall zu einem Festfressen des Spreizkörpers führt
und wodurch die Sollverspreizung nicht erreicht werden kann. Wird
dagegen ein Handsetzgerät verwendet, so ist die Schlagenergie
größer, die pro Schlag auf den Spreizkörper übertragen
werden kann. Die Haftreibung muss nicht so oft überwunden
werden, es steht im Verhältnis mehr Schlagenergie zur Verfügung
um die Gleitreibung zu überwinden. Die Sollverschiebung
wird durch deutlich weniger Schläge erreicht, was Kurve 2 der 1 zeigt.
Die Gefahr eines Festfressens des Spreizkörpers ist zudem
erheblich reduziert. Ausgehend von diesen Ergebnissen ist die Aufgabe
der Erfindung, eine Setzeinheit und ein Setzverfahren zum Setzen eines
Einschlagankers vorzuschlagen, die eine schnellere und benutzerfreundlichere
Montage eines Einschlagankers ermöglichen, dann gelöst,
wenn die Sollverschiebung des Spreizkörpers durch nur einen Schlag
auf den Spreizkörper erreicht wird, wie in Kurve 3 der
in 1 dargestellt. In diesem Fall muss die Haftreibung
nur einmal überwunden werden und der Spreizkörper
gleitet ohne stehen zu bleiben zwischen die Spreizabschnitte. Dies
wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die
Setzeinheit aus einem Setzgerät und einem Einschlaganker
besteht und dass die Setzeinheit derart gestaltet ist, dass der
Spreizkörper mit einer stetigen, im Wesentlichen entlang
eines Verschiebewegs anhaltenden Bewegung bis zu einer Sollverschiebung
zwischen die Spreizabschnitte eintreibbar ist. Die Vorteile liegen
in einer sehr schnellen und anwenderfreundlichen Montage. Zudem
wird die Gefahr, dass die Beschichtung des Spreizkörpers
beschädigt wird, minimiert. Zum Setzen des Einschlagankers
wird dieser zunächst in das Bohrloch eingebracht. Dann
wird das Setzgerät in die Hülse des Einschlagankers
eingeführt. Dies kann allerdings auch schon vor dem Einsetzen
des Einschlagankers in das Bohrloch erfolgen. Während des Setzvorgangs
wird der Spreizkörper durch das Setzgerät mit
einer stetigen, im Wesentlichen über den gesamten Verschiebeweg
anhaltende Bewegung so weit zwischen die Spreizabschnitte getrieben,
bis eine Sollverschiebung erreicht ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird als Setzgerät
ein Bolzenschubgerät mit einem entlang eines Setzwegs beweglichen
Schlagkolben verwendet. Ein Bolzenschubgerät zeichnet sich
dadurch aus, dass es über den Schlagkolben eine sehr große Schlagenergie
auf den Spreizkörper übertragen kann. Der Schlagkolben
kann zur Kraftübertragung direkt am Spreizkörper
anliegen. Er bewegt sich entlang eines Setzwegs, dessen Länge
in Richtung der Längsachse der Hülse mindestens
dem Verschiebeweg des Spreizkörpers entspricht. Hierdurch
wird es möglich, den Spreizkörper mit einer stetigen
Bewegung, die im Wesentlichen entlang des Verschiebewegs anhält,
zwischen die Spreizabschnitte zu treiben. Durch die Verwendung eines
Bolzenschubgeräts ist es möglich, die zur Verfügung
stehende Setzenergie so zu erhöhen, dass sie ausreicht,
um die Sollverschiebung mit nur einem Schlag zu erreichen.
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Vorteilhafterweise
ist der Setzweg des Schlagkolbens veränderbar, womit auch
der Verschiebeweg des Spreizkörpers steuerbar ist. Hierdurch
lässt sich der Setzweg beispielsweise auf verschiedene
Typen von Einschlaganker anpassen, bei denen der Sollverschiebeweg
des Spreizkörpers, bei der die gewünschte Verspreizung
der Spreizkörper erreicht ist, unterschiedlich sein kann.
Denkbar ist auch, dass für einen Ankertyp verschiedene
Verspreizungszustände und somit verschiedene Sollverschiebewege
definiert werden. Beispielsweise kann dies gewünscht sein,
um dem Anwender die Möglichkeit zu geben, den Einschlaganker
so zu setzen, dass er die maximale Last aufnehmen kann oder um den
Einschlaganker mit minimalen Rand- und Achsabstände zu
setzen, was über den Setz- bzw. Verschiebeweg steuerbar
ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der bewegliche
Schlagkolben des Setzwerkzeugs derart ausgestaltet, dass er ein
oder mehrere sich in die Hülse einprägende Vorsprünge
aufweist. Diese können beispielsweise an einem Anschlagbund
angebracht sein. Beim Erreichten der gewünschten Verspreizung
der Spreizabschnitte, also nach Zurücklegen des Sollverschiebewegs
des Spreizkörpers, liegt der Anschlagbund so an der Hülse
des Einschlagankers an, dass bei ausreichend hoher Schlagenergie
der Vorsprung an der Hülse eine Markierung einprägt,
die ein Kontrollmerkmal für das Erreichen der Sollverschiebung
der Spreizabschnitte darstellt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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2 eine
erste erfindungsgemäße Setzeinheit vor dem Verspreizen
des Einschlagankers in einem Bohrloch in einer Schnittdarstellung;
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3 die
erste erfindungsgemäße Setzeinheit nach dem Verspreizen
des Einschlagankers in dem Bohrloch in einer Schnittdarstellung;
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4 eine
zweite erfindungsgemäße Setzeinheit vor dem Verspreizen
des Einschlagankers in einem Bohrloch in einer Schnittdarstellung;
und
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5 die
zweite erfindungsgemäße Setzeinheit nach dem Verspreizen
des Einschlagankers in dem Bohrloch in einer Schnittdarstellung.
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2 zeigt
eine erste erfindungsgemäße Setzeinheit 1 mit
einem Setzgerät 2 und einem Einschlaganker 3 vor
dem Verspreizen des Einschlagankers 3. Der Einschlaganker 3 weist
eine Hülse 4 mit einer in Achsrichtung verlaufenden
Längsbohrung 12 auf. Der Durchmesser der Längsbohrung 12 nimmt im
in Einsteckrichtung vorderen Teil 13 der Hülse 4 ab.
Der in Einsteckrichtung vordere Teil 13 der Hülse 4 ist
zudem geschlitzt, wodurch konische Spreizabschnitte 5 entstehen.
Zum Befestigen von nicht dargestellten Anbauteilen weist der hintere
Teil der Längsbohrung 12 ein Innengewinde 17 auf.
In die Längsbohrung 12 ist ein Spreizkörper 6 eingebracht, der
einen in Einsteckrichtung vorderen konischen Teil 15 und
einen hinteren zylindrischen Teil 16 aufweist. Der Einschlaganker 3 ist
in ein Bohrloch 9 in einem Verankerungsgrund 10 so
eingebracht, dass er bündig mit der Sichtseite 21 des
Verankerungsgrunds 10 abschließt. Das Setzgerät 2 ist
ein Bolzenschubgerät 7 mit einem Schlagkolben 8,
der als Einschlagdorn 11 ausgebildet ist. Es ist möglich,
den Einschlaganker 3 vor dem Einsetzen in das Bohrloch 9 auf
den Einschlagdorn 11 des Bolzenschubgeräts 7 aufzuschieben,
oder das Bolzenschubgerät 7 nach Einbringen des
Einschlagankers 3 in das Bohrloch 9 so am Einschlaganker 3 anzusetzen,
dass der Einschlagdorn 11 in die Längsbohrung 12 der
Hülse 4 eingreift. Wird nun das Bolzenschubgerät 7 betätigt,
so bewegt sich der Schlagkolben 8 parallel zur Längsachse
der Hülse 4 in Richtung des Spreizkörpers 6 und
drückt ihn zwischen die konischen Spreizabschnitte 5 der
Hülse 4. Der Schlagkolben 8 kann hierbei
einen genau definierten Setzweg zurücklegen, wodurch der
Spreizkörper 6 während des Setzvorgangs
eine stetige, im Wesentlichen über den gesamten Verschiebeweg anhaltende
Bewegung ausführt. Liegt der Einschlagdorn 11 des
Schlagkolbens 8 vor dem Auslösen des Bolzenschubgeräts 7 am
Spreizkörper 6 an, so entspricht der Verschiebeweg
des Spreizkörpers 6 dem Setzweg des Schlagkolbens 8.
Die Setzeinheit 1 ist so ausgelegt, dass nach Erreichen
der Sollverschiebung eine gewünschte Verspreizung der Spreizabschnitte 5 erreicht
wird. Somit wird der Einschlaganker 3 durch nur einen Schlag
des Schlagkolbens 11 gesetzt. Dies zeigt 3.
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4 zeigt
eine zweite erfindungsgemäße Setzeinheit 1' mit
einem Setzgerät 2' und einem Einschlaganker 3' vor
dem Verspreizen des Einschlagankers 3'. Wesentliche Unterschiede
zu der in den 1 und 2 dargestellten
ersten Setzeinheit 1 sind der im Durchmesser gestufte Schlagkolben 8', der
eine Anschlagschulter 23 und Vorsprünge 14 aufweist,
die mit einer Auflagefläche 18 versehenen Führung 19 des
Schlagkolbens 8' und der im hinteren Bereich der Hülse 4' vergrößerte
Innendurchmesser der Längsbohrung 12, wodurch
ein Anschlagbund 22 in der Hülse 4' entsteht.
Das Setzgerät 2' ist ebenfalls ein nicht näher
dargestelltes Bolzenschubgerät 7'. Das Bolzenschubgerät 7' wird
auf den in das Bohrloch 9 eingeschobene Einschlaganker 3' so
aufgesteckt, dass der Einschlagdorn 11' am Spreizkörper 6 anliegt
und gleichzeitig die Auflagefläche 18 der Führung 19 auf
der Sichtseite 21 des Verankerungsgrundes 10 aufliegt.
Die Setzeinheit 1' ist so abgestimmt, dass der Einschlaganker 3' mit
der Sichtseite 21 des Verankerungsgrundes 10 bündig
ist. Alternativ kann der Einschlaganker 3' vor dem Einbringen
in das Bohrloch 9 auf den Einschlagdorn 11' des
Bolzenschubgeräts 7' aufgesteckt werden. Nach
Auslösen des Bolzenschubgeräts 7' wird
der Schlagkolben 8' in der Führung 19 gegen
den Spreizkörper 6 gepresst und dieser durch eine
stetige, im Wesentlichen über den gesamten Verschiebeweg
V anhaltende Bewegung zwischen die Spreizabschnitte 5 gedrückt.
Der Setzvorgang ist dann beendet, wenn die Anschlagschulter 23 des
Schlagkolbens 8' am Anschlagbund 22 der Hülse 4' aufliegt.
Dabei hat der Schlagkolben 8' den Setzweg S zurückgelegt,
der dem Verschiebeweg V des Spreizkörpers 6 entspricht
der notwendig ist, um die gewünschte Sollverschiebung des
Spreizkörpers 6 zwischen die Spreizabschnitte 5 zu
erreichen. Dies ist in 5 dargestellt. Zudem werden beim
Erreichen des gewünschten Setzweges S die Vorsprünge 14 in
den hinteren Bereich der Hülse 4' eingepresst,
wodurch Markierungen 20 eingeprägt werden. Die
Markierungen 20 dienen als Kontrollmerkmale zur Sichtkontrolle.
Damit ist es möglich visuell zu prüfen, ob beim
Setzen des Einschlagankers 3' die gewünschte Sollverspreizung
erreicht wurde.
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- 1,
1'
- Setzeinheit
- 2,
2'
- Setzgerät
- 3,
3'
- Einschlaganker
- 4,
4'
- Hülse
- 5
- Spreizabschnitt
- 6
- Spreizkörper
- 7,
7'
- Bolzenschubgerät
- 8,
8'
- Schlagkolben
- 9
- Bohrloch
- 10
- Verankerungsgrund
- 11,
11'
- Einschlagdorn
- 12
- Längsbohrung
- 13
- konischer
Teil der Längsbohrung 12
- 14
- Vorsprung
- 15
- vorderer
Teil des Spreizkörpers 6
- 16
- hinterer
Teil des Spreizkörpers 6
- 17
- Innengewinde
- 18
- Auflagerfläche
der Führung 19
- 19
- Führung
- 20
- Markierung
- 21
- Sichtseite
des Verankerungsgrundes 10
- 22
- Anschlagbund
- 23
- Anschlagschulter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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