DE102008019970A1

DE102008019970A1 - Bodendübel sowie Vorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102008019970A1
Application number: DE102008019970A
Authority: DE
Inventors: Stephan Rainer
Original assignee: Cortec GmbH
Current assignee: Krinner Innovation GmbH
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2009-10-15
Also published as: DE202008004967U1; ES2485908T3; AU2009235668B2; AU2009235668A2; CA2721144C; US8367961B2; US20110127313A1; WO2009124769A2; EP2283184B1; PL2283184T3; EP2283184A2; WO2009124769A3; AU2009235668A1; CA2721144A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodendübel (10) aus Stahlrohr (11), umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26), das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bodendübels. Dabei ist vorgesehen, dass das Außengewinde (26) als lang gestreckter Blechstreifen (28) seitlich zur Außenmantelfläche (32) des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt wird, wobei das Stahlrohr (11) gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens (28) mit gleichmäßigem Vorschub (V) in Längsrichtung des Stahlrohrs (11) bewegt wird. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Bodendübels, die eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs, eine Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) an die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) in tangentialer Anlage, und eine Einrichtung (36) zum Verschweißen des Blechstreifens (28) unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle (42) an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodendübel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bodendübels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Verfahrensanspruchs 13. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Bodendübels mit den Merkmalen des Anspruchs 36.
Bodendübel dienen zum Verankern von Gegenständen wie Säulen oder Stützgestellen im Erdreich. So werden beispielsweise Solarkollektoren in Freilandaufstellung oftmals mit derartigen Bodendübeln im Boden verankert.
Derartige Bodendübel gibt es in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen und Dimensionierungen. Üblicherweise bestehen sie aus einem Rohrabschnitt, der über eine bestimmte Länge einen konstanten Durchmesser aufweist. Ein unterer Abschnitt des Bodendübels ist konisch verjüngt, so dass der Bodendübel in das Erdreich eingedreht werden kann und dabei durch die Verdrängung des Bodens fest fixiert wird. Um den Bodendübel eindrehen zu können, ist er mit einem Außengewinde versehen, das bspw. durch einen angeschweißten Blechstreifen gebildet sein kann.
Der konische Abschnitt ist mit dem zylindrischen Abschnitt normalerweise verschweißt. Der konische Abschnitt wird herkömmlicherweise mittels eines Kaltformverfahrens, dem sog. Kneten oder Hämmern aus einem zylindrischen Rohrabschnitt hergestellt. Die untere Spitze kann bspw. durch einen Schweiß- und/oder Schmiedeprozess ausgebildet werden. Das äußere Gewinde erstreckt sich normalerweise vom unteren Teil des zylindrischen Rohrabschnitts bis über den konischen Abschnitt und reicht bis nahe zur unteren Spitze.
In den Rohrabschnitt können dann Stützsäulen o. dgl. eingeschoben und fixiert werden, meist über Klemmschrauben am oberen, offenen Ende des über eine kurze Länge aus dem Boden ragenden Bodendübels.
Ein Bodendübel mit einem gehämmerten konischen Abschnitt und ein Verfahren zu dessen Herstellung gehen aus der DE 198 36 370 A1 hervor. Ein Grundkörper dieses Bodendübels weist eine konusförmige Grundform und einen konusförmigen Teilabschnitt auf. Der Grundkörper wird durch Hämmern eines zuvor zylindrischen Rohrs hergestellt. Ein ähnlicher Bodendübel mit einem gehämmerten Verankerungsabschnitt geht auch aus der DE 299 23 796 U1 hervor.
Die Außengewinde der bekannten Bodendübel werden gewickelt und in ihre gewünschte Form gebracht, anschließend in Längsrichtung von der Spitze her über die Mantelfläche geschoben und mit dieser verschweißt. Bei leichten Maßabweichungen kann dies leicht zum Klemmen oder Verkanten des Gewindes führen. Zudem weicht meist die Steigung zumindest des unteren, sich verjüngenden Abschnitts mehr oder weniger von der Steigung anderer Abschnitte ab. Das Verschweißen des Außengewindes erfolgt meist in Handarbeit, ebenso wie die meisten übrigen Fertigungsschritte, bspw. des Verschweißens der beiden Rohrabschnitte des Bodendübels, so dass sich die Herstellung des gesamten Bodendübels als sehr arbeitsintensiv und damit relativ teuer erweist.
Ein weiteres Problem kann durch die mehrteilige Bauweise und die damit einhergehende Schwächung im Bereich der Schweißnaht auftreten. Werden derartige Bodendübel in lockeres Erdreich eingedreht, entstehen normalerweise keinerlei Probleme. Die starre Verankerung wird über die Verdrängung des Erdreichs mittels des sich über das Gewinde in den Boden eindrehenden Bodendübels erreicht. Der Bodendübel kann auf diese Weise auch bei relativ lockerem Erdreich eine spielfreie und hoch belastbare Verankerungsmöglichkeit bieten. Bei sehr steinigem und festem Untergrund stoßen diese Bodendübel jedoch oftmals an ihre Festigkeitsgrenzen und neigen zum Versagen durch Bruch, insbesondere im Verbindungsbereich zwischen dem zylindrischen Rohrabschnitt und dem gekneteten konischen Abschnitt. Bei einem typischen Rohrdurchmesser von ca. 50 bis 100 kann ein Stahlrohr eine Wandstärke zwischen ca. 1,5 und 2,5 mm aufweisen. Da auch für den gekneteten konischen unteren Abschnitt ein gleiches Ausgangsmaterial verwendet wird, steigt die Wandstärke nach unten in Richtung zur Spitze stark an, während sie im oberen Bereich, nahe der Schweißnaht ebenfalls nur zwischen 1,5 und 2,5 mm beträgt. Der konische Abschnitt kann also bei hohen Belastungen nicht nachgeben, sondern ist besonders torsionssteif. Da jedoch andererseits beim Eindrehen des Bodendübels in einen sehr festen Untergrund der konische Abschnitt den höchsten Torsionsbelastungen unterliegt, wird diese Belastung weitgehend vollständig in den oberen Bereich und in die Schweißnaht eingeleitet, so dass diese bei sehr hoher Belastung zum Reißen neigt.
Ein erstes Ziel der Erfindung besteht darin, einen sehr effizient und kostengünstig herstellbaren Bodendübel zu schaffen und ein entsprechendes Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen. Dabei sollten möglichst viele Fertigungsschritte automatisiert oder teilautomatisiert, d. h. mit möglicht geringem manuellem Arbeitseinsatz durchführbar sein. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen besonders hoch belastbaren Bodendübel zur Verfügung zu stellen, der insbesondere für einen Einsatz in festem Untergrund geeignet ist. Schließlich besteht ein drittes Ziel der Erfindung darin, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Bodendübels zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle und kostengünstige Fertigung ermöglicht.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Bodendübel aus Stahlrohr, umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt ist. Das Außengewinde weist über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung und Neigung gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Bodendübels auf. Das Außengewinde ist durch einen Blechstreifen gebildet, der mit einer Schmalseite helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche des Bodendübels angeschweißt ist. Dabei erstreckt sich das Außengewinde durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts bis nahe zur unteren Spitze des sich verjüngenden Abschnitts. Das Außengewinde kann insbesondere aus einem lang gestreckten und/oder von einer Rolle abgewickelten Blechstreifen mit rechteckförmigem Querschnitt gebildet sein. Das Außengewinde kann mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht mit der Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt sein.
Ein solcher Bodendübel weist gegenüber den bisher bekannten Bodendübeln den besonderen Vorteil auf, dass das Gewinde mit hoher Präzision und sehr maßhaltig, d. h. mit annähernd konstanter Steigung auch im sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitt herstellbar ist. Das Gewinde ist direkt von einer Rolle abgewickelt und unmittelbar mit dem Stahlrohr verschweißt, vorzugsweise mit einer ununterbrochenen und ebenfalls sehr gleichmäßig ausführbaren Schweißnaht, die wahlweise als einfache Kehlnaht oder als Doppelkehlnaht ausgeführt sein kann.
Eine weitere Ausführungsform des Bodendübels kann vorsehen, dass der obere Abschnitt und der untere Abschnitt einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt gebildet sind. In diesem Zusammenhang kann der untere Abschnitt mindestens drei Längsschlitze aufweisen, wobei im Bereich der Längsschlitze dreieckförmige Abschnitte entnommen sind, so dass die dadurch gebildeten wenigstens drei Streifenabschnitte jeweils in einer Spitze auslaufen. Wahlweise kann der untere Abschnitt vier, fünf oder sechs Längsschlitze aufweisen. Entsprechend kann der untere Abschnitt durch vier, fünf oder sechs Streifenabschnitte gebildet sein.
Der untere Abschnitt kann bspw. durch drei, vier oder mehr Streifenabschnitte gebildet sein, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze verjüngen. Wahlweise können die Streifenabschnitte zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt sein. Wahlweise können die Streifenabschnitte auch linienförmig entlang ihrer aneinander grenzenden Seitenkanten jeweils miteinander verschweißt sein. Zudem können die Streifenabschnitte an ihren Spitzen unter Ausbildung einer unteren Spitze des Bodendübels jeweils miteinander verschweißt sein.
Vorzugsweise weist der Bodendübel im zylindrischen oberen und im sich verjüngenden unteren Abschnitt jeweils eine weitgehend konstante Wandstärke auf. Es kann zudem vorgesehen sein, dass der untere Abschnitt eine konische Form aufweist.
Der erfindungsgemäße Bodendübel ist besonders stabil und widerstandsfähig und kann auch für sehr schwierige Böden verwendet werden, ohne dass es zu Versagensbrüchen kommt. Durch die fehlende Schweißnaht zwischen oberem und unterem Abschnitt entfällt die Gefahr eines Versagensbruches oder -risses in diesem Bereich. Durch die Ausbildung des Bodendübels mit weitgehend konstanten Wandstärken auch im unteren, sich verjüngenden Bereich bleibt der Bodendübel in allen Abschnitten torsionselastisch und kann hohen Torsionsbelastungen beim Eindrehen in schwierige und sehr feste und/oder besonders harte Böden weitaus besser standhalten als die herkömmlichen Bodendübel, die Torsionsbelastungen aufgrund ihrer Steifigkeit nicht nachgeben können und bei auftretenden Überbelastungen plötzlich versagen, insbesondere reißen.
Die Streifenabschnitte dieser Ausführungsvariante des Bodendübels sind mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens des Außengewindes in ihrer Form gehalten, sofern sie nicht zuvor entlang der aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt wurden. Da das Aufbringen und Verschweißen des Außengewindes ebenfalls für ein Zusammendrücken der Streifenabschnitte in die sich zuspitzende Form des Bodendübels sorgen kann, ist das vorherige Verschweißen der Blechstreifen miteinander grundsätzlich nicht zwingend erforderlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Bodendübels aus Stahlrohr, der zumindest einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt wird. Das Außengewinde wird dabei als lang gestreckter Blechstreifen seitlich zur Außenmantelfläche des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt, wobei das Stahlrohr gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens mit gleichmäßigem Vorschub in Längsrichtung des Stahlrohrs bewegt wird.
Dadurch, dass der Blechstreifen des Außengewindes über seine gesamte Länge mit annähernd konstanter Steigung und Neigung gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Bodendübels zugeführt und verschweißt wird, kann ein Bodendübel mit exakt definierbaren Abmessungen und Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Das Verfahren ermöglicht eine sehr effiziente teilautomatisierte oder vollautomatisierte Herstellung, da das gesamte Schweißverfahren zum Aufbringen des Außengewindes vorzugsweise unter automatischer Drehung des Stahlrohrs des Bodendübels und unter automatischem Vorschub erfolgen kann, was für die gewünschte Präzision bei der Herstellung der Schweißnaht sorgt.
Der Blechstreifen des Außengewindes wird unter annähernd konstantem stumpfem Winkel zur Längserstreckungsrichtung des Stahlrohrs zugeführt, wobei dieser Zuführwinkel den Steigungswinkel des Außengewindes bildet. Der Blechstreifen des Außengewindes wird dabei mit seinen Längsseiten annähernd senkrecht zur Längsachse des Stahlrohrs zugeführt und verschweißt. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Stahlrohr des Bodendübels beim Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des oberen zylindrischen Abschnitts mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens weitgehend konstanter Rotationsgeschwindigkeit rotiert. Zudem ist vorgesehen, dass das Stahlrohr des Bodendübels beim Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des unteren sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitts mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens beschleunigter Rotationsgeschwindigkeit rotiert. Dabei wird die Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs mit geringer werdendem Abstand des Blechstreifens zur Mittelachse des Stahlrohrs gleichmäßig gesteigert. Das Stahlrohr rotiert somit umso schneller, je geringer der Abstand des Blechstreifens zur Mittelachse des Stahlrohrs ist. Diese Vorgänge können mittels eines entsprechend programmierten Automaten gesteuert werden, so dass zu jedem Zeitpunkt der richtige Zusammenhang zwischen Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bzw. des zugeführten Blechstreifens in Bezug auf die Längsachse des Stahlrohrs und der Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegenüber dem seitlich in stumpfem Winkel zur Längsachse des Stahlrohrs zugeführten und unmittelbar an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs verschweißten Blechstreifens besteht.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Schweißstelle des Blechstreifens an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle am Stahlrohr platziert ist, so dass der tangential an der Außenmantelfläche angelegte und dort verschweißte Blechstreifen annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse das Stahlrohrs zugeführt und ausgerichtet ist. Der Blechstreifen wird mit einer Schmalseite helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt gelegt und durch das Verschweißen gleichzeitig erweicht, so dass er spaltfrei und unter gleichmäßiger Verformung und Krümmung an die Außenmantelfläche des Stahlrohrs angelegt wird. Durch das Erweichen des Blechstreifens während des Schweißens wird erreicht, dass er in senkrechter Richtung zu seiner flächig auf der Außenmantelfläche aufliegenden Schmalseite verkrümmt werden kann, ohne dass sich der Blechstreifen dabei tordiert, was bei kalter Verformung unweigerlich der Fall wäre. Diese Krümmung parallel zu seinen Breitseiten folgt sehr exakt dem Krümmungsradius des Stahlrohrs, so dass eine annähernd senkrechte Ausrichtung des Außengewindes zur Außenmantelfläche des Stahlrohrs erreicht werden kann.
Der Blechstreifen kann bspw. durch die Rotation des Stahlrohrs und durch die gleichzeitige Verschweißung an dessen Außenmantelfläche von einem Vorrat, insbesondere von einer Rolle abgezogen und zugeführt werden. Das Verschweißen sorgt für die präzise und spaltfreie Anlage des Blechstreifens, da die Rotation des Stahlrohrs für die Nachführung und Abwicklung des Streifens vom Vorrat bzw. von der Rolle sorgen kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen mit definierter Vorspannkraft im Bereich seiner Anlage- und Verschweißungsstelle in senkrechter Richtung gegen die Außenmantelfläche des Stahlrohrs gedrückt wird. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn ein Abstand der Anlage- und Verschweißungsstelle zur Mittelachse des Stahlrohrs gemessen und in Abhängigkeit vom erfassten Abstand das Verhältnis zwischen Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs und der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegenüber der Verbindungsstelle des Blechstreifens mit der Außenmantelflache des Stahlrohrs angepasst wird. Der Abstand kann bspw. mittels einer optischen Messeinrichtung erfasst werden. Mittels dieser Messeinrichtung und einer damit gekoppelten Auswerte- und Steuereineinheit kann das Schweißverfahren zur Anbringung des Außengewindes weitgehend automatisiert ablaufen, wobei eine sehr hohe Verarbeitungsqualität erreicht werden kann.
So kann die Steuerung vorsehen, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) des Bodendübels die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs bei konstant bleibender Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird. Als Alternative hierzu kann vorgesehen sein, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) des Bodendübels die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Stahlrohr und Blechstreifen bei konstant bleibender Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs reduziert wird. Allerdings dürfte die zuerst genannte Variante zu einer höheren Schweißnahtgüte führen, da bei sich mit kleiner werdendem Radius und entsprechend höher werdender Umdrehungsgeschwindigkeit die Umfangsgeschwindigkeit an der Außenmantelfläche konstant bleibt, so dass auch eine gleich bleibender Schweißgeschwindigkeit gewährleistet ist. Ein konstanter Schweißvorschub führt somit auch zu einer konstant starken Schweißnaht und damit zu einer gleich bleibenden Nahtqualität über die gesamte Schweißstrecke.
Wird die Spitze des Bodendübels und damit das Ende des Außengewindes erreicht, so kann der Schweißvorgang wahlweise manuell oder automatisch abgeschaltet und der Blechstreifen von dem zugeführten Endlosvorrat abgetrennt werden, bspw. durch einen Schneid- oder Schervorgang. Wahlweise ist es auch möglich, die Erweichung des Blechstreifens durch den Schweißvorgang zu nutzen und durch schnelles Abheben des zugeführten Blechstreifens von der Schweißstelle für dessen Abreißen an der unteren Spitze des Bodendübels zu sorgen. Das Abheben der Zuführung mitsamt der damit gekoppelten Schweißeinrichtung – insbesondere eine geeignete Elektroschweißeinrichtung mit gesteuerter bzw. konstanter Schweißdrahtzuführung (z. B. MIG-, MAG-, WIG-, etc. -Verfahren) – kann bspw. mittels eines geeigneten Hubzylinders oder auf andere Weise erfolgen. So hat es sich bspw. als vorteilhaft erwiesen, die Zuführeinrichtung mitsamt der daran aufgehängten Schweißeinrichtung mittels Federkraft senkrecht auf das Stahlrohr zu drücken und mittels einer geeigneten Hubeinrichtung, die gegen die Federkraft wirken kann, bei Bedarf von der Verbindungsstelle abzuheben.
Das Außengewinde kann wahlweise mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht mit der Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt werden. Die automatisch gesteuerte Verschweißung kann für eine absatzlose und äußerst präzise Schweißnaht ohne jegliche Raupenbildung oder sichtbare Unregelmäßigkeit sorgen. Versuche haben gezeigt, dass durch den präzise gesteuerten Vorschub und durch die sehr gleichmäßige Verschweißung mit konstanter Zuführgeschwindigkeit des Blechstreifens eine optimale Schweißqualität mit annähernd konstanter Nahtstärke erreicht werden kann.
Wahlweise kann der obere Abschnitt und der untere Abschnitt des Bodendübels einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt gebildet werden. Bei dieser Variante können in den unteren Abschnitt mindestens drei Längs schlitze eingebracht werden, indem im Bereich der Längsschlitze dreieckförmige Abschnitte entnommen werden, wobei die wenigstens drei dadurch gebildeten Streifenabschnitte jeweils in einer Spitze auslaufen. Diese Streifenabschnitte können zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden. Wird auf das Verschweißen der Streifenabschnitte verzichtet, werden die wenigstens drei Streifenabschnitte des Bodendübels durch das Aufbringen und Verschweißen des Blechstreifens des Außengewindes aneinander gefügt und zu einer Spitze zusammengedrückt. Die Streifenabschnitte werden somit mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens des Außengewindes in ihrer Form gehalten. Auf diese Weise ist es nicht zwingend notwendig, dass die Blechstreifen zusätzlich an ihren aneinander grenzenden Stoßstellen miteinander verschweißt sind. Es kann ausreichen, dass die Blechstreifen lediglich mit ihren unteren Spitzen miteinander verschweißt sind.
Das Außengewinde kann sich insbesondere durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts bis nahe zur unteren Spitze des sich verjüngenden Abschnitts erstrecken.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bodendübels aus Stahlrohr, der einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt ist. Das Außengewinde weist über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung und Neigung gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Bodendübels auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs und eine Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens an die Außenmantelfläche des Stahlrohrs in tangentialer Anlage auf, wobei der tangential an der Außenmantelfläche angelegte Blechstreifen annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse des Stahlrohrs zugeführt und ausgerichtet wird. Zudem umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zum Verschweißen des Blechstreifens unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs. Das Stahlrohr kann in einer einfachsten Ausführungsform in eine herkömmliche Drehmaschine eingespannt sein, bei der das Stahlrohr in horizontaler Lage rotieren kann. Vorzugsweise ist es beidseitig eingespannt, so dass es durch das Andrücken des Blechstreifens bei dessen Verschweißen nicht einseitig ausweichen kann. Die Zuführeinrichtung für den Blechstreifen kann in einer einfachsten Variante ein in paralleler Richtung zur Längsrichtung des Stahlrohrs verschiebbarer Schlitten sein, an dem normalerweise Drehmeißel o. dgl. befestigt werden können. Im vorliegenden Fall kann er zur Fixierung der Zuführeinrichtung und der Schweißelektrode dienen, die in diesem Fall mit vorgebbarer und konstanter oder variabler Vorschubgeschwindigkeit entlang der Längsachse des rotierenden Stahlrohrs verschoben werden können.
Die Vorrichtung kann weiterhin eine Einrichtung zum Vorschub des Stahlrohrs gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens aufweisen. Wahlweise jedoch wird der Blechstreifen mitsamt der Schweißeinrichtung in konstanter Vorschubgeschwindigkeit entlang des ortsfest rotierenden Stahlrohrs verschoben. Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Koppelung der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens und der Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs vorgesehen, so dass bei kleiner werdendem Durchmesser des unteren Bereichs die Umdrehung des Stahlrohrs bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit des Blechstreifens und der Schweißeinrichtung beschleunigt werden kann.
Weiterhin kann eine Einrichtung zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs anliegenden und/oder dort mit definierter Vorspannkraft angedrückten Blechstreifen und der Mittelachse des Stahlrohrs vorgesehen sein. Diese Einrichtung kann bspw. eine an sich bekannte optische Wegmesseinrichtung o. dgl. sein, die mit der Vorschubeinrichtung gekoppelt ist und sehr exakt den Abstand des Blechstreifens und der Schweißeinrichtung zur Stahlrohrachse erfassen kann, damit auf Basis des erfassten Messsignals die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit in geeigneter Weise erhöht werden kann.
Das Stahlrohr selbst kann aus nahtlos gezogenem Stahlrohr oder wahlweise aus einfachem Stahlrohr, je nach Durchmesser und Größe des Bodendübels mit geeigneter Wandstärke, gefertigt sein. Das Außengewinde wird üblicherweise aus einem Stahlblechstreifen gefertigt, der von einer großen Rolle abgerollt werden kann. Der Bodendübel kann nach dem Verschweißen des Außengewindes wahlweise lackiert oder anderweitig beschichtet werden. Insbesondere kann der Bodendübel mit einer galvanisch oder durch Aufspritzen aufgebrachten Zinkschicht versehen werden, so dass er eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit erhält. Das bereits durch das Verschweißen annähernd spaltfrei an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs anliegende Außengewinde kann problemlos beschichtet werden, wobei die verbleibenden kleinen Spalten normalerweise durch das Lackieren oder Verzinken vollständig verschlossen werden.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor, die als nicht einschränkende Beispiele dienen und auf die beigefügte Zeichnung Bezug nehmen.
1 zeigt eine erste Variante eines aus zwei Teilen zusammengeschweißten Stahlrohrs, das durch Aufschweißen eines Außengewindes zu einem Bodendübel verarbeitbar ist.
2 zeigt eine weitere Variante eines einstückigen Stahlrohrs, das durch Aufschweißen eines Außengewindes zu einem Bodendübel verarbeitbar ist.
3 zeigt einen Bodendübel mit angeschweißtem Außengewinde.
4 zeigt in einer Detaildarstellung die Verbindung zwischen dem Außengewinde und dem Stahlrohr des Bodendübels.
5a/b/c verdeutlicht ein Fertigungsverfahren zum Anbringen des Außengewindes an das Stahlrohr in verschiedenen Ansichten.
Die schematischen Darstellungen der 1 und 2 zeigen jeweils perspektivische Darstellungen einer Fertigungsvorstufe eines Bodendübels 10 aus einem Stahlrohr 11, umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt 12 und einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze 14 hin verjüngenden Abschnitt 16 und ein hier noch nicht angebrachtes Außengewinde, das sich nach dem Aufbringen auf den Bodendübel 10 zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt. Der obere Abschnitt 12 und der untere Abschnitt 16 sind bei der ersten Variante gemäß 1 aus zwei Teilen gebildet, die in einer ringförmigen Schweißnaht 18 zusammengefügt sind. Bei dieser Variante wird der untere Abschnitt 16 üblicherweise durch Kneten eines zuvor zylindrischen Rohrabschnitts hergestellt, das dabei verdichtet und zu einem in der Regel konischen Abschnitt mit geschlossener Spitze 14 umgeformt wird.
Bei der zweiten Variante gemäß 2 sind der obere Abschnitt 12 und der untere Abschnitt 16 einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt 11 gebildet. Der untere Abschnitt 16 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Längsschlitze 20 auf, wobei im Bereich der Längsschlitze 20 Material entnommen ist. Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Bereich der Längsschlitze 20 jeweils spitze, dreieckförmige Abschnitte entnommen, so dass der untere Abschnitt 16 durch insgesamt vier symmetrische Streifenabschnitte 22 gebildet ist, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze 14 verjüngen. Diese insgesamt vier Streifenabschnitte 22 laufen jeweils in einer Spitze 24 aus.
Die Längsschlitze 20 können in vorteilhafter Weise mittels eines Laserschneidverfahrens oder auch auf andere Weise hergestellt sein. So ist es grundsätzlich denkbar, die Längsschnitte mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges mittels eines Stanzverfahrens herzustellen.
Die Darstellungen der 1 und 2 zeigen jeweils den Rohzustand des Bodendübels 10 nach dem Verschweißen der oberen und unteren Abschnitte 12, 16 (1) bzw. nach dem Einbringen der Längsschlitze 20. Anschließend können die Streifenabschnitte 22 wahlweise zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden. Wahlweise können die Streifenabschnitte 22 auch linienförmig entlang ihrer aneinander grenzenden Seitenkanten jeweils miteinander verschweißt werden. Zudem können die Streifenabschnitte 22 an ihren Spitzen 24 unter Ausbildung der unteren Spitze 14 des Bodendübels 10 jeweils miteinander verschweißt sein.
Da der Bodendübel 10 gemäß 2 aus einem einzigen, durchgängigen Rohrabschnitt gefertigt ist, weist er jeweils im zylindrischen oberen Abschnitt 12 und im sich verjüngenden unteren Abschnitt 16 eine weitgehend konstante Wandstärke auf. Je nach weiterer Verarbeitung kann vorgesehen sein, dass der untere Abschnitt 16 eine konische Form aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die dreieckförmigen Streifenabschnitte 22 aneinander geheftet werden, so dass sich die mittleren Abschnitte nicht ausbeulen können. Soll jedoch eine leicht bauchige Kontur gebildet werden, so kann es ausreichen, lediglich die Spitzen 24 miteinander zu verschweißen und anschließend das Gewinde (vgl. 3) aufzubringen.
Die in 2 gezeigte Variante des Bodendübels 10 ist durch seine einstückige Form besonders stabil und widerstandsfähig und kann auch für sehr schwierige Böden verwendet werden, ohne dass es zu Versagensbrüchen kommt. Durch die fehlende Schweißnaht 18 (vgl. 1) zwischen oberem Abschnitt 12 und unterem Abschnitt 16 entfällt die Gefahr eines Versagensbruches oder -risses in diesem Bereich. Durch die Ausbildung des Bodendübels 10 mit weitgehend konstanten Wandstärken auch im unteren, sich verjüngenden Bereich 16 bleibt der Bodendübel 10 in allen Abschnitten torsionselastisch und kann hohen Torsionsbelastungen beim Eindrehen in schwierige und sehr feste und/oder besonders harte Böden sehr gut standhalten.
Die schematische Darstellung der 3 zeigt einen Bodendübel 10 mit angeschweißtem Außengewinde 26, das durch einen Blechstreifen 28 gebildet ist, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist (vgl. 4) und mit einer Schmalseite 30 an die Außenmantelfläche 32 des oberen Abschnitts 12 sowie des unteren Abschnitts 16 geschweißt ist. Diese Schweißnaht 34 ist als ununterbrochene Kehlschweißnaht weitgehend konstanter Stärke ausgebildet. Die Steigung des Außengewindes 26 ist über seine gesamte Länge entlang des oberen Abschnitts 12 wie auch des unteren Abschnitts 16 des Bodendübels annähernd konstant. Wahlweise kann der Blechstreifen 28 zusätzlich zu der in 4 angedeuteten einseitigen Kehlschweißnaht 34 mit einer doppelseitigen Kehlschweißnaht (nicht dargestellt) an der Außenmantelfläche 32 des Bodendübels verschweißt werden.
Das in 3 und in 4 dargestellte Außengewinde 26 ist somit durch den Blechstreifen 28 gebildet, der mit seiner Schmalseite 30 wendelförmig bzw. helixförmig um den unteren Bereich des zylindrischen Rohrabschnitts 12 und insbesondere um den sich verjüngenden unteren Abschnitt 16 verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche 32 des Bodendübels 10 angeschweißt ist. Die in der Variante gemäß 2 gezeigten Streifenabschnitte 22 des sich verjüngenden unteren Bereichs 16 können wahlweise mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens 28 des Außengewindes 26 in ihrer Form gehalten sein. Auf diese Weise ist es nicht zwingend notwendig, dass die Blechstreifen 22 zusätzlich an ihren aneinander grenzenden Stoßstellen miteinander verschweißt sind. Vielmehr kann ausreichen, dass die Blechstreifen 22 lediglich mit ihren unteren Spitzen 24 miteinander verschweißt sind. Das Außengewinde 26 erstreckt sich durchgängig und mit annä hernd konstanter Steigung zwischen dem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts 12 bis nahe zur unteren Spitze 14 des sich verjüngenden Abschnitts 16.
Die schematischen Darstellungen der 5a, 5b und 5c verdeutlichen ein Fertigungsverfahren zum Anbringen des Außengewindes 26 an die Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs 11 des Bodendübels 10. So wird der Blechstreifen 28 zunächst an der gewünschten Anfangsstelle im Bereich des zylindrischen oberen Abschnitts 12 mittels einer Schweißeinrichtung 36 angeheftet. Der das Außengewinde 26 bildende Blechstreifen 28 wird hierbei von einer Rolle 38 oder einem anderen geeigneten Reservoir zur Verfügung gestellt. Der Blechstreifen 28 wird mit seiner Schmalseite 30 auf die Außenmantelfläche 32 des Bodendübels 10 aufgesetzt, so dass seine breiten Seiten im Wesentlichen senkrecht von der Außenmantelfläche 32 abragen (vgl. 4). Die Neigung des Blechstreifens α gegen die Längsachse 40 des Bodendübels 10 definiert die Steigung des Außengewindes 26 (vgl. 5a).
Eine Rotation R des Stahlrohrs 11 um die Längsachse 40 entgegen der Zuführrichtung Z des Blechstreifens 28 sorgt dafür, dass dieser von der Rolle 38 abgezogen wird. Die Rolle 38 hierbei weder aktiv angetrieben noch wird die Förderung und/oder Zuführung des Blechstreifens 28 auf andere Weise aktiv unterstützt. Der leichte Widerstand des unter Zugspannung stehenden Blechstreifens 28 sorgt vielmehr dafür, dass sich dieser sehr exakt um die Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs legt, während dieses gedreht wird. Der Schweißvorgang der in definiertem Abstand und in definierter Position zum Blechstreifen 28 ausgerichteten Schweißeinrichtung 36 sorgt gleichzeitig für eine gewünschte Erweichung des Blechsteifens 28 an der Heftstelle 42. Der Blechsteifen 28 wird dadurch in der gewünschten Richtung verformt, so dass seine Schmalseite 30 jederzeit flächig auf der Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs 11 anliegt.
5b verdeutlicht den Vorschub V der Schweißeinrichtung 36 und der damit gekoppelten Zuführeinrichtung 44 für den Blechsteifen 28 in Richtung der Längsachse 40, und zwar in Richtung vom oberen Abschnitt 12 zum unteren Abschnitt 16 und zur Spitze 14 des Bodendübels 10, wo der Schweißvorgang durch Abtrennen des Blechstreifens beendet wird. Anschließend kann diese Trennstelle sauber verschliffen werden, so dass keine scharfen Kanten verbleiben.
Um sicherzustellen, dass die Steigung S des Außengewindes 26 an jeder Stelle des Bodendübels 10 annähernd konstant bleibt, muss die Vorschubgeschwindigkeit V der Schweißeinrichtung und der Zuführeinrichtung 44 in fester Beziehung zur Rotationsgeschwindigkeit R des Bodendübels 10 um seine Längsachse 40 stehen, solange der Blechstreifen 28 mit dem zylindrischen oberen Abschnitt 12 verschweißt wird. Sobald der konische oder sich andersartig verjüngende untere Abschnitt 16 erreicht ist, muss die Rotationsgeschwindigkeit R bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit V allmählich gesteigert werden, damit die Schweißgeschwindigkeit gleich bleibt.
Um die Koppelung der Rotationsgeschwindigkeit R mit der Vorschubgeschwindigkeit V sicherzustellen, ist es sinnvoll, bspw. den Abstand A zwischen der Heftstelle 42 des Blechstreifens 28 und der Längsachse 40 zu erfassen, was auf einfache und zuverlässige Weise mittels einer geeigneten optischen Messeinrichtung (nicht dargestellt) erfolgen kann. Auf Basis der Signale dieser Messeinrichtung wird die Rotationsgeschwindigkeit R mit zunehmender Verringerung des gemessenen Abstandes A erhöht, bis ein vorgegebener Minimalwert erreicht ist, bei dem der Schweißvorgang abgeschaltet werden kann, weil die Spitze 14 des Bodendübels 10 erreicht ist.
Die sehr exakte, spaltfreie und maßhaltige Verschweißung des Blechstreifens 28 zur Bildung des Außengewindes 26 mit annähernd konstanter Steigung S hat im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Voraussetzungen. Die Heftstelle 42 und damit der Schweißpunkt der Schweißeinrichtung 36 muss annähernd radial zur Mittelachse 40 angeordnet und darf nicht seitlich versetzt sein. Nur dann ist zu gewährleisten, dass die Verschweißung auch entlang des sich verjüngenden unteren Abschnitts 16 mit der gewünschten Präzision verlaufen kann. Weiterhin muss eine Andrückkraft K in senkrechter Richtung zur Zuführrichtung Z des Blechstreifens 28 auf diesen ausgeübt werden, so dass er an seiner Heftstelle 42 in senkrechter Richtung zur Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs in Richtung zur Mittelachse 40 gedrückt wird. Diese Andrückkraft K muss nicht sehr groß sein, sollte jedoch ausreichen, um den Blechstreifen 28 während des Schweißvorgangs am Abheben von der Außenmantelfläche 32 zu hindern. Diese Andrückkraft K kann bspw. mittels einer geeigneten Andrückeinrichtung mit Federunterstützung und/oder mit einem Pneumatikzylinder o. dgl. aufgebracht werden. Nach Erreichen der Spitze und nach Beendigung des Schweißvorgangs kann die Andrückeinrichtung deaktiviert und der Blechstreifen 28 mitsamt der Schweißeinrichtung 36 vom Bodendübel 10 abgehoben werden.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die skizzierten Bewegungszusammenhänge bei der Aufbringung des Außengewindes 26 auch auf andere Weise hergestellt werden können, bspw. mit Unterstützung eines Schweißroboters, der entlang der Außenkontur des Bodendübels 10 geführt werden kann. Auch sind kinematische Umkehrungen möglich, so dass bspw. die Schweißeinrichtung 36 ortsfest und der Bodendübel 10 längsverschieblich sein kann. Die grundlegenden Zusammenhänge der vorliegenden Erfindung ändern sich hierdurch nicht.
Weiterhin ist zu ergänzen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt zu sehen ist. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.

10: Bodendübel
11: Stahlrohr
12: oberer Abschnitt
14: Spitze
16: unterer Abschnitt
18: ringförmige Schweißnaht
20: Längsschlitz
22: Streifenabschnitt
24: Spitze
26: Außengewinde
28: Blechstreifen
30: Schmalseite
32: Außenmantelfläche
34: Kehlschweißnaht
36: Schweißeinrichtung
38: Rolle
40: Längsachse
42: Heftstelle
44: Zuführeinrichtung
A: Abstand
K: Andrückkraft
R: Rotation/Rotationsgeschwindigkeit
S: Steigung
V: Vorschub/Vorschubgeschwindigkeit
Z: Zuführung/Zuführrichtung Steigungswinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19836370 A1 [0006]
- DE 29923796 U1 [0006]

Claims

Bodendübel (10) aus Stahlrohr (11), umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26), das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber einer Längsachse (40) des Bodendübels (10) aufweist.
Bodendübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) durch einen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer Schmalseite (30) helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt (12) und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) angeschweißt ist.
Bodendübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Außengewinde (26) durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung (S) zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts (12) bis nahe zur unteren Spitze (14) des sich verjüngenden Abschnitts (16) erstreckt.
Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) aus einem lang gestreckten und/oder von einer Rolle (38) abgewickelten Blechstreifen (28) mit rechteckförmigem Querschnitt gebildet ist.
Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht (34) mit der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist.
Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (12) und der untere Abschnitt (16) einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt (11) gebildet sind.
Bodendübel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (16) mindestens drei Längsschlitze (20) aufweist, dass im Bereich der Längsschlitze (20) dreieckförmige Abschnitte entnommen sind und dass die dadurch gebildeten wenigstens drei Streifenabschnitte (22) jeweils in einer Spitze (24) auslaufen.
Bodendöbel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (16) durch wenigstens drei Streifenabschnitte (22) gebildet ist, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze (14) verjüngen.
Bodendübel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenabschnitte (22) zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt sind.
Bodendöbel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodendübel (10) im zylindrischen oberen (12) und im sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) jeweils eine weitgehend konstante Wandstärke aufweist.
Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (16) eine konische Form aufweist.
Bodendöbel nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenabschnitte (22) mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens (28) des Außengewindes (26) in ihrer Form gehalten sind.
Verfahren zur Herstellung eines Bodendübels (10) aus Stahlrohr (11), der zumindest einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26) aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) als lang gestreckter Blechstreifen (28) seitlich zur Außenmantelfläche (32) des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt wird, wobei das Stahlrohr (11) gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens (28) mit gleichmäßigem Vorschub (V) in Längsrichtung des Stahlrohrs (11) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) über seine gesamte Länge mit annähernd konstanter Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber der Längsachse (40) des Bodendübels (10) zugeführt und verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) unter annähernd konstantem stumpfem Winkel (α) zur Längsachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt wird, wobei dieser Zuführwinkel den Steigungswinkel des Außengewindes (26) bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) mit seinen Längsseiten annähernd senkrecht zur Längsachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und verschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (11) des Bodendübels (10) beim Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des oberen zylindrischen Abschnitts (12) mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens (28) weitgehend konstanter Rotationsgeschwindigkeit (R) rotiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (11) des Bodendübels (10) beim Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des unteren sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitts (16) mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens (28) beschleunigter Rotationsgeschwindigkeit (R) rotiert.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) mit geringer werdendem Abstand (A) des Blechstreifens (28) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) gleichmäßig gesteigert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Stahlrohr (11) umso schneller rotiert, je geringer der Abstand (A) des Blechstreifens (28) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstelle (42) des Blechstreifens (28) an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle am Stahlrohr (11) platziert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der tangential an der Außenmantelfläche (32) angelegte und dort verschweißte Blechstreifen (28) annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen mit einer Schmalseite (30) helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt (12) und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) gelegt wird und durch das Verschweißen erweicht wird, so dass er spaltfrei und unter gleichmäßiger Verformung und Krümmung an die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (28) durch die Rotation (R) des Stahlrohrs (11) und durch die gleichzeitige Verschweißung an dessen Außenmantelfläche (32) von einem Vorrat, insbesondere von einer Rolle (38) abgezogen und zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht (34) mit der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen (28) mit definierter Vorspannkraft im Bereich seiner Anlage- und Verschweißungsstelle (42) in senkrechter Richtung gegen die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) gedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (A) der Anlage- und Verschweißungsstelle (42) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) gemessen und in Abhängigkeit vom erfassten Abstand (A) das Verhältnis zwischen Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) und der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) gegenüber der Verbindungsstelle (42) des Blechstreifens (28) mit der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze (14) hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) (16) des Bodendübels (10) die Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) bei konstant bleibender Vorschubgeschwindigkeit (V) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze (14) hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) (16) des Bodendübels (10) die Vorschubgeschwindigkeit (V) zwischen Stahlrohr (11) und Blechstreifen (28) bei konstant bleibender Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (12) und der untere Abschnitt (16) des Bodendübels (10) einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt (11) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass in den unteren Abschnitt (16) mindestens drei Längsschlitze (20) eingebracht werden, indem im Bereich der Längsschlitze (20) dreieckförmige Abschnitte entnommen werden, wobei die wenigstens drei dadurch gebildeten Streifenabschnitte (22) jeweils in einer Spitze (24) auslaufen.
Verfahren nach einem Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenabschnitte (22) zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Streifenabschnitte (22) des Bodendübels (10) durch das Aufbringen und Verschweißen des Blechstreifens (28) des Außengewindes (26) aneinander gefügt und zu einer Spitze (14) zusammengedrückt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifenabschnitte (22) mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens (28) des Außengewindes (26) in ihrer Form gehalten werden.
Bodendübel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 34 hergestellt ist.
Vorrichtung zur Herstellung eines Bodendübels (10) aus Stahlrohr (11), der einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26) aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist, wobei das Außengewinde (26) über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber der Längserstreckungsrichtung (40) des Bodendübels (10) aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs, durch eine Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) an die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) in tangentialer Anlage, wobei der tangential an der Außenmantelfläche (32) angelegte Blechstreifen (28) annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und ausgerichtet ist, und durch eine Einrichtung (36) zum Verschweißen des Blechstreifens (28) unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle (42) an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11).
Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vorschub der Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) und/oder der Schweißeinrichtung (36) gegen die ortsfest rotierende Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs (11).
Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vorschub des Stahlrohrs (11) gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung (44) des Blechstreifens (28).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 36 bis 38, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Koppelung der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) gegen die ortsfest montierte Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) und der Rotationsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11).
Vorrichtung nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung eines Abstandes (A) zwischen dem an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) anliegenden und/oder dort mit definierter Vorspannkraft (K) angedrückten Blechstreifen (28) und der Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11).