DE102011003047A1 - Method for setting a cavity anchor and setting tool and anchor system for carrying out this method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Hohlraumdübels (18), der eine Ankerhülse (20) umfasst, welche sich längs einer Dübelachse (A) erstreckt und ein axiales Einsteck-Ende (22) sowie ein entgegengesetztes, axiales Anschluss-Ende (24) hat, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Herstellen eines Bohrlochs (12) in einem lastaufnehmenden Bauteil (10), welches eine Bauteiloberfläche (14) mit einem Bauteilhohlraum (16) verbindet; b) Einstecken der Ankerhülse (20) in das Bohrloch (12), sodass sich das Einsteck-Ende (22) im Bauteilhohlraum (16) befindet und ein am Anschluss-Ende (24) der Ankerhülse (20) ausgebildeter Flansch (30) an die Bauteiloberfläche (14) angrenzt; c) Beaufschlagung und rein translatorische Bewegung des Einsteck-Endes (22) axial in Richtung zum Anschluss-Ende (24) unter plastischer Verformung der Ankerhülse (20) im Bauteilhohlraum (16). Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Dübelsystem (8) zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for setting a cavity dowel (18) which comprises an anchor sleeve (20) which extends along a dowel axis (A) and an axial insertion end (22) and an opposite, axial connection end (24) the method comprising the steps of: a) producing a borehole (12) in a load-bearing component (10) which connects a component surface (14) to a component cavity (16); b) Inserting the anchor sleeve (20) into the borehole (12) so that the insertion end (22) is located in the component cavity (16) and a flange (30) formed on the connection end (24) of the anchor sleeve (20) is attached the component surface (14) is adjacent; c) Acting on and purely translational movement of the insertion end (22) axially in the direction of the connection end (24) with plastic deformation of the anchor sleeve (20) in the component cavity (16). The invention also comprises a dowel system (8) for carrying out this method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Setzen eines Hohlraumdübels, der eine Ankerhülse umfasst, welche sich längs einer Dübelachse erstreckt und ein axiales Einsteck-Ende sowie ein entgegengesetztes, axiales Anschluss-Ende hat.The invention relates to a method for setting a cavity plug, which comprises an anchor sleeve which extends along a dowel axis and has an axial insertion end and an opposite, axial connection end.
Im Holz- und Betonbau ist zur Befestigung eines Anbauteils an einem lastaufnehmenden, einen Hohlraum aufweisenden Bauteil aus dem Stand der Technik die Verwendung eines sogenannten Hohlraumdübels bekannt. Der Hohlraumdübel wird dabei in eine Bohrung zwischen einer Oberfläche und einem Hohlraum des lastabtragenden Bauteils gesteckt, bis ein Dübelflansch an der Bauteiloberfläche anschlägt und ein entgegengesetzter Dübelabschnitt in den Bauteilhohlraum ragt. Anschließend wird der im Bauteilhohlraum befindliche Dübelabschnitt plastisch so verformt bzw. aufgespreizt, dass er das Bohrloch hohlraumseitig hintergreift, sodass der Hohlraumdübel am lastabtragenden Bauteil befestigt ist und seinerseits eine Befestigungsmöglichkeit für das Anbauteil bietet.In wood and concrete construction, the use of a so-called cavity plug is known for attaching an attachment to a load-bearing, a cavity-containing component of the prior art. The cavity plug is thereby inserted into a bore between a surface and a cavity of the load-bearing member until a dowel flange abuts the component surface and an opposite dowel portion protrudes into the component cavity. Subsequently, the dowel portion located in the component cavity is plastically deformed or spread so that it engages behind the hole on the cavity side, so that the cavity dowel is attached to the load-bearing component and in turn provides a mounting option for the attachment.
Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Verfahren zum Setzen eines Hohlraumdübels bekannt, bei denen die Verformung der Ankerhülse durch das Eindrehen einer Schraube erreicht wird. Dabei ist allerdings nachteilig, dass die Schraube zunächst zum Verformen der Ankerhülse eingedreht, danach ausgedreht und zur Montage des Anbauteils abermals eingedreht werden muss. Dies ist insbesondere beim manuellen Setzen des Hohlraumdübels kraft- und zeitaufwendig.For example, methods for setting a cavity dowel are known from the prior art, in which the deformation of the anchor sleeve is achieved by screwing a screw. However, it is disadvantageous that the screw first screwed in to deform the anchor sleeve, then turned out and must be screwed again for mounting the attachment. This is particularly forceful and time consuming when manually setting the cavity plug.
Alternativ kann die Schraube bereits vor dem Setzen des Hohlraumdübels in das Anbauteil eingefädelt und danach in die Ankerhülse eingedreht werden, wenn diese in die Bohrung eingesteckt ist. Dies bedeutet jedoch, dass beim Eindrehen der Schraube zugleich die Ankerhülse und das Anbauteil am lastaufnehmenden Bauteil fixiert werden müssen. Zudem erfordert das Eindrehen der Schraube einen relativ hohen Kraftaufwand, da die Ankerhülse dabei plastisch verformt werden muss. Insbesondere bei einer manuellen Montage ist dieses Verfahren kraftaufwendig und verlangt dem Monteur einige Geschicklichkeit ab.Alternatively, the screw can be threaded before the setting of the cavity dowel in the attachment and then screwed into the anchor sleeve when it is inserted into the bore. However, this means that when screwing in the screw at the same time the anchor sleeve and the attachment must be fixed to the load-bearing component. In addition, screwing in the screw requires a relatively high expenditure of force, since the anchor sleeve must be plastically deformed. Especially with a manual assembly, this process is laborious and requires the installer from some skill.
Außerdem bleibt der Monteur bei den bekannten Setzverfahren stets im Unklaren, ob der Dübel ordnungsgemäß gesetzt wurde und seine volle Tragfähigkeit entfalten kann.In addition, the installer always remains in the known setting method in the dark, whether the dowel has been set properly and can develop its full capacity.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Setzen eines Hohlraumdübels mit geringem Kraft- und Zeitaufwand sowie die Schaffung eines einfachen Dübelsystems zur Durchführung dieses Verfahrens.The object of the invention is to provide a method for setting a cavity plug with little effort and time and the creation of a simple plug system for performing this method.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Setzen eines Hohlraumdübels, der eine Ankerhülse umfasst, welche sich längs einer Dübelachse erstreckt und ein axiales Einsteck-Ende sowie ein entgegengesetztes axiales Anschluss-Ende hat, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- a) Herstellen eines Bohrlochs in einem lastaufnehmenden Bauteil, welches eine Bauteiloberfläche mit einem Bauteilhohlraum verbindet;
- b) Einstecken der Ankerhülse in das Bohrloch, sodass sich das Einsteck-Ende im Bauteilhohlraum befindet und ein am Anschluss-Ende der Ankerhülse ausgebildeter Flansch an die Bauteiloberfläche angrenzt;
- c) Beaufschlagung und rein translatorische Bewegung des Einsteck-Endes axial in Richtung zum Anschluss-Ende unter plastischer Verformung der Ankerhülse im Bauteilhohlraum.
- a) producing a borehole in a load-bearing component which connects a component surface to a component cavity;
- b) inserting the anchor sleeve into the borehole so that the male end is located in the component cavity and a flange formed at the terminal end of the anchor sleeve abuts the component surface;
- c) Actuation and purely translational movement of the insertion end axially toward the connection end under plastic deformation of the anchor sleeve in the component cavity.
Infolge der plastischen Verformung der Ankerhülse mittels einer rein translatorischen Bewegung entfällt das kraft- und zeitaufwendige Eindrehen einer Schraube gemäß dem Stand der Technik.As a result of the plastic deformation of the anchor sleeve by means of a purely translational movement eliminates the power and time consuming screwing a screw according to the prior art.
Bei der plastischen Verformung im Schritt c) wird die Ankerhülse vorzugsweise so aufgespreizt, dass ein im Bauteilhohlraum verformter Hülsenabschnitt das Bohrloch hintergreift. Dies gewährleistet, insbesondere in axialer Richtung, eine zuverlässige und hoch beanspruchbare Verbindung zwischen dem Hohlraumdübel und dem lastaufnehmenden Bauteil.In the plastic deformation in step c), the anchor sleeve is preferably spread open so that a deformed in the component cavity sleeve portion engages behind the hole. This ensures, especially in the axial direction, a reliable and highly durable connection between the cavity plug and the load-bearing component.
In einer Verfahrensvariante ist ein Setzgerät vorgesehen, mit dem die Schritte b) und c) durchgeführt werden. Ein solches Setzgerät minimiert den Kraftaufwand insbesondere im Vergleich zum manuellen Setzen der Hohlraumdübel erheblich, da der Monteur den Vorgang nach dem Herstellen des Bohrloches beispielsweise durch das Betätigen eines Schalters startet und die Schritte b) und c) automatisch vom Setzgerät durchgeführt werden.In a variant of the method, a setting device is provided with which steps b) and c) are carried out. Such setting tool minimizes the effort, especially in comparison to the manual setting of the cavity anchor considerably, since the fitter starts the process after making the hole, for example by pressing a switch and steps b) and c) are performed automatically by the setting tool.
Am Einsteck-Ende der Ankerhülse kann hierbei ein Innengewinde vorgesehen sein, wobei das Setzgerät im Schritt c) am Flansch und am Innengewinde der Ankerhülse angreift, um das Einsteck-Ende relativ zum Anschluss-Ende axial zu bewegen. Besonders bevorzugt ist das Setzgerät mit einem Dübelmagazin ausgestattet, um die Montagezeit weiter zu reduzieren. Das Eindrehen oder Eingreifen des Setzgeräts in das Innengewinde der Ankerhülse erfolgt beim magazinierten Setzen vorzugsweise automatisch, sodass unmittelbar nach dem Einführen des Hohlraumdübels in das vorgefertigte Bohrloch mit der Verformung der Ankerhülse durch eine translatorische Relativbewegung innerhalb des Setzgeräts begonnen werden kann.At the plug-in end of the anchor sleeve in this case an internal thread can be provided, wherein the setting device engages in step c) on the flange and the internal thread of the anchor sleeve to move the male end relative to the connection end axially. Particularly preferably, the setting tool is equipped with a dowel magazine to further reduce the assembly time. The insertion or engagement of the setting device in the internal thread of the anchor sleeve is preferably automatically when collated set, so immediately after the insertion of the cavity dowel in the prefabricated well with the deformation of the anchor sleeve can be started by a translational relative movement within the setting device.
Nach dem Setzen des Hohlraumdübels wird in einem Verfahrensschritt d) ein Anbauteil bevorzugt mittels des Innengewindes der Ankerhülse am lastaufnehmenden Bauteil befestigt. In diesem Fall greift zunächst das Setzgerät am Innengewinde der Ankerhülse an, um die Ankerhülse plastisch zu verformen, und nachfolgend wird das Anbauteil mittels des Innengewindes am lastaufnehmenden Bauteil befestigt, wobei das Anbauteil ein zum Innengewinde passendes Außengewinde aufweist. Das Innengewinde der Ankerhülse übernimmt somit eine vorteilhafte Doppelfunktion. After setting the cavity plug, in a method step d), an attachment is preferably fastened to the load-receiving component by means of the internal thread of the anchor sleeve. In this case, first the setting tool engages the internal thread of the anchor sleeve to plastically deform the anchor sleeve, and subsequently the attachment is fastened by means of the internal thread on the load-receiving component, wherein the attachment has an internal thread matching external thread. The internal thread of the anchor sleeve thus assumes an advantageous dual function.
Alternativ können zum Setzen des Ankers und zum Befestigen des Anbauteils Innengewinde mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden, wobei insbesondere ein im Bereich des Einsteck-Endes liegendes Innengewinde einen geringeren Durchmesser aufweist als ein im Bereich des Anschluss-Endes liegendes Innengewinde zum Befestigen des Anbauteils. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass das Setzgerät am Einsteck-Ende angreift und der Dübel setzkonform verformt wird.Alternatively, internal threads with different diameters can be used for setting the anchor and fastening the attachment, wherein, in particular, an internal thread located in the region of the insertion end has a smaller diameter than an internal thread located in the region of the connection end for fastening the attachment. In this way it can be ensured that the setting device engages the insertion end and the anchor is deformed in accordance with the law.
Es ist aber auch möglich, die translatorische Bewegung des Einsteck-Endes durch zum Schrauben alternative Verfahren zu bewerkstelligen. Hierbei können all diejenigen Möglichkeiten zum Einsatz kommen, mit denen es möglich ist, die Kraft vom Setzgerät temporär auf die Ankerhülse zu übertragen; beispielsweise kann dies auch durch einen Hinterschnitt und einen daran angreifenden Haken bewerkstelligt werden, der nach dem Verformen wieder ausgehängt wird.But it is also possible to accomplish the translational movement of the insertion end by alternative methods for screwing. In this case, all those options can be used with which it is possible to temporarily transfer the power from the setting tool to the anchor sleeve; For example, this can also be accomplished by an undercut and an attacking hook, which is posted again after deformation.
In einer alternativen Verfahrensvariante umfasst der Hohlraumdübel einen längsverschieblich in der Ankerhülse aufgenommenen Ankerstab, wobei der Ankerstab ein axiales Kopfende mit einem verbreiterten Ankerkopf sowie ein entgegengesetztes axiales Kopplungsende mit einem Gewinde aufweist, und wobei das Einsteck-Ende der Ankerhülse im Schritt c) mittels des Ankerstabs in Richtung zum Anschluss-Ende beaufschlagt wird. Diese Verfahrensvariante bietet sich insbesondere dann an, wenn das Anbauteil ein zum Außengewinde des Ankerstabs passendes Innengewinde aufweist.In an alternative variant of the method, the cavity plug comprises a tie rod longitudinally displaceable in the anchor sleeve, the tie rod having an axial head end with a widened anchor head and an opposite axial coupling end with a thread, and wherein the insertion end of the anchor sleeve in step c) by means of the anchor rod is applied in the direction of the connection end. This variant of the method is particularly suitable when the attachment has an internal thread matching the external thread of the anchor rod.
In dieser Verfahrensvariante greift das Setzgerät im Schritt c) bevorzugt am Flansch und am Ankerstab-Gewinde an, um das Einsteck-Ende der Ankerhülse relativ zu deren Anschluss-Ende zu bewegen.In this variant of the method, the setting device in step c) preferably engages the flange and the anchor rod thread in order to move the insertion end of the anchor sleeve relative to its connection end.
Das Anbauteil kann hierbei in einem Schritt d) mittels des Ankerstab-Gewindes am lastaufnehmenden Bauteil befestigt werden. Um die Verschraubung zwischen einem Innengewinde des Anbauteils und dem Ankerstab-Gewinde zu vereinfachen bzw. zu ermöglichen, bilden der Ankerstab und die Ankerhülse spätestens im Schritt c) des Verfahrens eine Verdrehsicherung gegenüber dem lastaufnehmenden Bauteil aus.The attachment can in this case be fastened in a step d) by means of the anchor rod thread on the load-bearing component. In order to simplify or enable the screw connection between an internal thread of the attachment part and the anchor rod thread, the anchor rod and the anchor sleeve form, at the latest in step c) of the method, an anti-rotation lock against the load-bearing component.
Besonders bevorzugt ist das Setzgerät mit einer Messeinrichtung ausgestattet, die im Schritt c) eine Kraft-Weg-Kurve aufnimmt. Über diese Messkurve lässt sich mit geringem Aufwand eine Setzkontrolle realisieren, sodass der Monteur eine Rückmeldung erhält, ob der Hohlraumdübel ordnungsgemäß gesetzt wurde oder nicht.Particularly preferably, the setting tool is equipped with a measuring device which receives a force-displacement curve in step c). A setting control can be implemented with little effort via this measuring curve so that the installer receives feedback as to whether the cavity dowel has been set correctly or not.
Insbesondere kann das Setzgerät die aufgenommene Kraft-Weg-Kurve mit einer vorbestimmbaren Referenzkurve vergleichen und jeweils ein charakteristisches Signal ausgeben, wenn die aufgenommene Kurve innerhalb und/oder außerhalb eines Toleranzbands oder Prozessfensters der vorbestimmten Referenzkurve liegt. Über ein solches, vorzugsweise optisches und/oder akustisches Signal wird der Monteur somit unmittelbar über die Belastbarkeit des gesetzten Hohlraumdübels informiert.In particular, the setting device can compare the recorded force-displacement curve with a predeterminable reference curve and each output a characteristic signal when the recorded curve is within and / or outside of a tolerance band or process window of the predetermined reference curve. About such, preferably optical and / or acoustic signal, the fitter is thus informed immediately about the capacity of the set cavity dowel.
Alternativ zur Aufnahme der Kraft-Weg-Kurve kann der Setzvorgang auch dadurch überwacht werden, dass nur die aktuell aufgebrachte Kraft mit einer Messeinrichtung aufgenommen und überwacht wird, wobei der Setzvorgang nach Erreichen eines vorher definierten Kraftintervalls für die Maximalkraft beendet wird. Dies vereinfacht das Procedere und beim Nicht-Erreichen der Maximalkraft kann eine Fehlermeldung als Indiz für einen nicht richtig gesetzten Dübel ausgegeben werden.As an alternative to recording the force-displacement curve, the setting process can also be monitored by recording and monitoring only the currently applied force with a measuring device, wherein the setting process is terminated after reaching a previously defined force interval for the maximum force. This simplifies the procedure and if the maximum force is not reached, an error message can be output as an indication of an improperly set dowel.
Die Erfindung umfasst ferner ein Setzgerät zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens, mit einem ersten Geräteteil, das sich im Schritt c) am Flansch der Ankerhülse abstützt, und einem zweiten Geräteteil, das relativ zum ersten Geräteteil in axialer Richtung rein translatorisch bewegbar ist und im Schritt c) unmittelbar oder mittelbar am Einsteck-Ende der Ankerhülse angreift. Die Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Geräteteil lässt sich dabei kraft- und/oder weggesteuert durchführen.The invention further comprises a setting device for carrying out the method described above, with a first device part, which is supported in step c) on the flange of the anchor sleeve, and a second device part which is movable relative to the first device part in the axial direction purely translationally and in the step c) acts directly or indirectly on the insertion end of the anchor sleeve. The relative movement between the first and second parts of the device can be performed force and / or path controlled.
Der Hohlraumdübel ist dabei vorteilhafterweise in einem Magazin aufmagaziniert, aus welchem der Setzvorgang des Dübels automatisch bewerkstelligt wird. Bei diesem automatisierten Setzen wird der Dübel aus dem Magazin in eine Setzstellung gebracht und für das Setzen vorbereitet, indem das Setzgerät mit dem Dübel verbunden wird, so dass der Dübel in das Bohrloch eingebracht und die Ankerhülse verformt werden kann. Danach löst sich das Setzgerät vom Dübel und der nächste Dübel wird vom Magazin in die Setzstellung gebracht.The cavity plug is advantageously aufmagaziniert in a magazine from which the setting process of the anchor is accomplished automatically. In this automated setting, the dowel is brought from the magazine into a setting position and prepared for setting by the setting tool is connected to the dowel, so that the dowel can be inserted into the borehole and the anchor sleeve can be deformed. After that, the setting tool disengages from the dowel and the next dowel is brought from the magazine to the setting position.
Schließlich umfasst die Erfindung noch ein Dübelsystem zur Durchführung des oben erläuterten Verfahrens, mit dem zuvor beschriebenen Setzgerät sowie einem Hohlraumdübel, der mittels des Setzgeräts an einem lastaufnehmenden Bauteil befestigt werden kann.Finally, the invention also includes a dowel system for carrying out the above-explained Method, with the setting device described above and a cavity plug, which can be fixed by means of the setting device to a load-bearing component.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Dübelsystems umfasst der Hohlraumdübel eine Ankerhülse mit Schlitzen, wobei sich die Schlitze der Ankerhülse in Hülsenlängsrichtung erstrecken. Aufgrund dieser geschlitzten Ausführung der Ankerhülse ist deren plastische Verformung mit geringerem Kraftaufwand durchführbar, einfacher reproduzierbar und führt dementsprechend zu einer sehr konstanten Belastbarkeit des Hohlraumdübels.In a preferred embodiment of the anchor system, the cavity anchor comprises an anchor sleeve with slots, wherein the slots of the anchor sleeve extend in the sleeve longitudinal direction. Due to this slotted design of the anchor sleeve whose plastic deformation with less effort is feasible, easier to reproduce and accordingly leads to a very stable load capacity of the cavity anchor.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. In these show:
Die
Am lastaufnehmenden Bauteil
Nach einer Befestigung des Hohlraumdübels
In einer speziellen Ausführungsvariante kann zwischen einem Flansch
Durch die Anpassung des Außengewindes
Die
Dadurch, dass die Fixierung durch eine plastische Verformung des Einsteck-Endes
Ein axiales Andrücken des Flansches
Bei der plastischen Verformung wird die Ankerhülse
In den
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist am zweiten Geräteteil
Das Einstecken der Ankerhülse
Anschließend kann das Setzgerät
Hauptsächlich infolge der rein translatorischen Relativbewegung zwischen dem ersten Geräteteil
Die
Das prinzipielle Verfahren zum Setzen des Hohlraumdübels
Analog zu den
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird das Einsteck-Ende
Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird das Anbauteil
In der ersten Ausführungsform gemäß
Gemäß
Ähnliche Schlitze
Besonders bevorzugt ist das Setzgerät
Gemäß
Möglich ist aber auch die Aufnahme der aktuell aufzuwendenden Kraft, so dass der Setzvorgang beim Erreichen einer zuvor festgelegten Maximalkraft – insbesondere in Form eines Intervalls – als erfolgreich abgeschlossen gilt. Sollte dieses Intervall nicht erreicht werden, wird eine Fehlermeldung über einen unzureichenden Setzvorgang ausgegeben und der Monteur kann entsprechend reagieren.However, it is also possible to absorb the force currently required, so that the setting process when reaching a previously determined maximum force - in particular in the form of an interval - is considered successfully completed. If this interval is not reached, an error message about an insufficient setting process is issued and the installer can react accordingly.
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