DE102011087549A1 - Expansion anchor for anchoring components in hole in concrete, has expansion portion comprising front and rear conical regions in traction direction, and intermediate region with constant diameter arranged between conical regions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Spreizanker mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Schaft, insbesondere mit einer Mittelachse, der einen zumindest abschnittsweise konusförmigen, sich entgegen einer Zugrichtung aufweitenden Spreizabschnitt mit einem Konusende aufweist, und mit zumindest einer Spreizhülse, die den Schaft, insbesondere dessen Spreizabschnitt, in Umfangsrichtung umschließt und verschiebbar an diesem gelagert ist.The invention relates to an expansion anchor with a substantially cylindrical shaft, in particular with a central axis, which has an at least partially cone-shaped, widening against a pulling expansion with a cone end, and with at least one expansion sleeve, the shaft, in particular its expansion, in the circumferential direction encloses and is slidably mounted on this.
Spreizanker werden dazu verwendet, um Bauteile in einer Bohrung in einem festen Untergrund, beispielsweise in Beton, zu verankern. Ein solcher Spreizanker besteht aus einem länglichen, zylinderförmigen Schaft, dessen Durchmesser im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung entspricht. An einem in einer Zugrichtung hinteren Ende weist der Schaft einen konusförmigen, sich entgegen der Zugrichtung aufweitenden Spreizabschnitt auf, an dem eine in oder entgegen der Zugrichtung verschiebbar gelagerte Spreizhülse vorgesehen ist. Die Spreizhülse hat außenseitig eine Verzahnung, die in radialer Richtung über den Schaft heraus ragt, und mit der sich die Spreizhülse an der Innenwandung der Bohrung im Untergrund verhaken kann.Expansion anchors are used to anchor components in a well in a solid underground, for example in concrete. Such an expansion anchor consists of an elongated, cylindrical shaft whose diameter substantially corresponds to the diameter of the bore. At a rear end in a pulling direction, the shank has a conical expanding section, which widens against the pulling direction, and on which an expansion sleeve displaceably mounted in or against the pulling direction is provided. The expansion sleeve has a toothing on the outside, which protrudes in the radial direction beyond the shaft, and with which the expansion sleeve can hook on the inner wall of the hole in the ground.
Der Spreizanker wird mit dem Konusabschnitt entgegen der Zugrichtung in eine solche Bohrung eingesetzt und anschließend wird der Spreizanker-Schaft in Zugrichtung wieder aus der Bohrung herausgezogen. Nach dem Einsetzen des Spreizankers verhakt sich dabei die Spreizhülse an der Innenwand der Bohrung und wird beim Herausziehen des Spreizanker-Schaftes in der Bohrung zurückgehalten. Dadurch wird der Spreizabschnitt des Schaftes in die Spreizhülse gezogen, so dass die Spreizhülse aufgrund des zunehmenden Durchmessers dieses Spreizabschnitt aufgespreizt wird und sich der Spreizanker mit der Spreizhülse im Untergrund verklemmt und so Lasten auf den Untergrund übertragen werden können.The expansion anchor is used with the cone portion against the pulling direction in such a hole and then the expansion anchor shaft is pulled out again in the pulling direction of the bore. After insertion of the expansion anchor, while the expansion sleeve hooks on the inner wall of the bore and is retained in the bore during withdrawal of the expansion anchor shaft. Characterized the spreading of the shaft is pulled into the expansion sleeve, so that the expansion sleeve is spread due to the increasing diameter of this expansion and the expansion anchor jammed with the expansion sleeve in the ground and so loads can be transferred to the ground.
Die Verankerungseigenschaften hängen bei einem solchen Spreizanker maßgeblich von der Spreizhülse und der Abstimmung mit dem konischen Spreizabschnitt ab. Ist die Spreizhülse aufgrund von Material und/oder Geometrie steif hergestellt, kann diese in einem weichen, homogenen Untergrund hohe Lasten auf diesen übertragen. Ist der Untergrund aber fest, beispielsweise bei hochfestem gerissenem Beton, kann sich eine solche Hülse aufgrund der hohen Steifigkeit nur unzureichend an den Untergrund anpassen und hiermit verhaken, sodass keine zufriedenstellende Ankerfunktion und damit Lastübertragung möglich ist. Wird die Spreizhülse aufgrund von Material und/oder Geometrie weich hergestellt, kann sich diese zwar gut an den Untergrund anpassen, bietet aber in weicherem Untergrund keine zufriedenstellenden Lastübertragungswerte.The anchoring properties depend in such an expansion anchor significantly from the expansion sleeve and the vote with the conical expansion section. If the expansion sleeve made stiff due to material and / or geometry, this can transfer high loads in a soft, homogeneous ground on this. However, if the ground is solid, for example, in high-strength cracked concrete, such a sleeve can not adequately adapt to the ground due to the high rigidity and hook it, so that no satisfactory anchor function and thus load transfer is possible. If the expansion sleeve made soft due to material and / or geometry, this may indeed adapt well to the ground, but offers in a softer ground no satisfactory load transfer values.
Um diese Nachteile zu beheben, sind aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Spreizanker der eingangs genannten Art bei besonders hoher Zuverlässigkeit und besonders geringem Herstellungsaufwand eine besonders gute Leistungsfähigkeit zu ermöglichen.The object of the invention is to provide a particularly good performance in a Spreizanker of the type mentioned with particularly high reliability and very low production cost.
Erfindungsgemäß ist dafür bei einem Spreizanker der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Spreizabschnitt einen ersten, in Zugrichtung vorderen konusförmigen, sich entgegen der Zugrichtung aufweitenden Bereich und einen zweiten, in Zugrichtung hinteren konusförmigen, sich entgegen der Zugrichtung aufweitenden Bereich aufweist, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten konusförmigen Bereich ein Zwischenbereich, insbesondere mit konstantem Durchmesser angeordnet ist. According to the invention, this is provided with an expansion anchor of the type mentioned that the spreading has a first, in the pulling direction cone-shaped, against the pulling direction expanding area and a second, in the pulling direction rear cone-shaped, against the pulling direction expanding area, wherein between the first and an intermediate region, in particular with a constant diameter, is arranged in the second cone-shaped region.
Erfindungsgemäß weist der Spreizanker also zwei separate konusförmige Bereiche auf. Diese separaten Bereiche können in vorteilhafter Weise unabhängig voneinander jeweils im Hinblick auf unterschiedliche Leistungsmerkmale des Spreizankers hin optimiert werden. Beispielsweise kann einer der konusförmigen Bereiche im Hinblick auf ein vorteilhaftes Nachspreizverhalten konfiguriert werden, während der zweite konusförmige Bereich durch einen großen Öffnungswinkel so ausgelegt werden kann, dass der Spreizanker beim Festziehen sehr schnell greift. According to the invention, the expansion anchor thus has two separate conical regions. These separate areas can advantageously be optimized independently of each other with regard to different performance characteristics of the expansion anchor. For example, one of the cone-shaped regions can be configured with regard to an advantageous subsequent expansion behavior, while the second cone-shaped region can be designed by a large opening angle so that the expansion anchor engages very quickly during tightening.
Vorzugsweise entspricht der Durchmesser des ersten konusförmigen Bereichs an seinem in Zugrichtung hinteren Ende dem Durchmesser des zweiten konusförmigen Bereichs an dessen in Zugrichtung vorderen Ende. Das heißt, der Spreizabschnitt ist vorzugsweise gestuft ausgebildet, wobei der Zwischenbereich einen konstanten Durchmesser aufweist, also eine in Zugrichtung verlaufende zylindrische Oberfläche bereitstellt. Dies kann beispielsweise im Hinblick auf den Fertigungsaufwand vorteilhaft sein. Grundsätzlich könnte der Zwischenbereich aber auch eine von einem Zylinder abweichende Form aufweisen.Preferably, the diameter of the first cone-shaped region at its rear end in the pulling direction corresponds to the diameter of the second cone-shaped region at its front end in the pulling direction. That is, the spreading portion is preferably formed stepped, wherein the intermediate region has a constant diameter, that provides a cylindrical surface extending in the pulling direction. This can be advantageous, for example, with regard to the production costs. In principle, however, the intermediate region could also have a shape deviating from a cylinder.
Die konusförmigen Bereiche können beispielsweise die gleiche Steigung aufweisen, sodass beide Spreizhülsen beim Verschieben der Spreizhülsen gegenüber dem Schaft gleichmäßig aufgespreizt werden. The cone-shaped regions may for example have the same pitch, so that both expansion sleeves are evenly spread apart when moving the expansion sleeves relative to the shaft.
Es ist aber besonders bevorzugt, dass die konusförmigen Bereiche unterschiedliche Steigungen aufweisen, beispielsweise, um unterschiedliche Aufspreizungen und somit unterschiedliche Leistungsmerkmale der verschiedenen Bereiche zu ermöglichen.However, it is particularly preferred that the cone-shaped regions have different slopes, for example, to allow different spreads and thus different performance characteristics of the different areas.
Grundsätzlich kann der Spreizanker nur eine einzige Spreizhülse aufweisen, die zugleich mit beiden konusförmigen Bereichen wechselwirkt. Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass der Spreizanker eine innere Spreizhülse und eine äußere Spreizhülse aufweist, die den Schaft, insbesondere dessen Spreizbereich, in Umfangsrichtung umschließen und verschiebbar an diesem gelagert sind, wobei vorzugsweise die äußere Spreizhülse in Zugrichtung länger ausgebildet ist als die innere Spreizhülse und diese in Umfangsrichtung, insbesondere vollständig, umschließt. Durch die im Vergleich mit einer einteiligen Spreizhülse reduzierte Materialdicke der zweiteiligen Spreizhülse und der größeren Länge der äußeren Spreizhülse im Vergleich zur inneren Spreizhülse kann die äußere Spreizhülse vergleichsweise weich gestaltet werden, was ein leichteres Nachspreizen und damit eine noch bessere Ankerfunktion unter sämtlichen Untergrundbedingungen ermöglicht.In principle, the expansion anchor can have only a single expansion sleeve, which interacts with both cone-shaped areas at the same time. However, it is particularly preferred that the expansion anchor has an inner expansion sleeve and an outer expansion sleeve, which surround the shaft, in particular its expansion region in the circumferential direction and are slidably mounted on this, wherein preferably the outer expansion sleeve is formed longer in the pulling direction than the inner expansion sleeve and encloses them in the circumferential direction, in particular completely. Due to the reduced in comparison with a one-piece expansion sleeve material thickness of the two-part expansion sleeve and the greater length of the outer expansion sleeve compared to the inner expansion sleeve, the outer expansion sleeve can be made relatively soft, which allows for easier Nachspreizen and thus an even better anchor function under all background conditions.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ausschließlich die äußere Spreizhülse an der Bohrung des Untergrunds anliegt und die Last überträgt. Dies hat bei inhomogenen Untergründen, beispielsweise bei Beton mit Rissen und Hohlräumen, den Vorteil, dass aufgrund der großen Anlagefläche der durchgehenden äußeren Spreizhülse die Risse bzw. Hohlräume überdeckt werden und deren Einfluss auf die Haltekraft des Spreizankers minimiert werden kann.In particular, it can be provided that only the outer expansion sleeve rests against the bore of the substrate and transmits the load. This has in inhomogeneous substrates, for example in concrete with cracks and cavities, the advantage that due to the large contact surface of the continuous outer expansion sleeve, the cracks or cavities are covered and their influence on the holding force of the expansion can be minimized.
Bisher verwendete Spreizanker weisen einen durchgehenden Spreizabschnitt mit konstanter Steigung für beide Spreizhülsen auf. Nach der Erfindung kann hingegen vorgesehen sein, für jede der beiden Spreizhülsen einen eigenen Spreizabschnitt bereitzustellen, der die jeweilige Spreizhülse bei einer Verschiebung aufspreizt. Demgemäß ist es vorteilhaft, dass die innere Spreizhülse am ersten konusförmigen Bereich und die äußere Spreizhülse am zweiten, in Zugrichtung dahinterliegenden konusförmigen Bereich anliegt. Zwischen den konusförmigen Bereichen kann ein Zwischenbereich angeordnet sein, der dem Längenausgleich zwischen äußerer und innerer Hülse dienen kann. Das heißt, die Länge dieses Zwischenbereichs kann im Wesentlichen dem Längenunterschied zwischen äußerer und innerer Spreizhülse entsprechen. Die äußere Spreizhülse ist vorzugsweise mit einem vorderen Abschnitt auf der inneren Spreizhülse gelagert und mit einem hinteren Abschnitt auf dem Zwischenbereich, dessen Durchmesser zweckmäßiger Weise im Wesentlichen dem Durchmesser der inneren Spreizhülse entspricht.Previously used expansion anchors have a continuous spreading portion with a constant pitch for both expansion sleeves. According to the invention, however, may be provided to provide a separate expansion for each of the two expansion sleeves, which spreads the respective expansion sleeve in a shift. Accordingly, it is advantageous that the inner expansion sleeve rests on the first cone-shaped region and the outer expansion sleeve on the second, in the pulling direction behind the cone-shaped region. Between the cone-shaped regions, an intermediate region can be arranged, which can serve for length compensation between the outer and inner sleeves. That is, the length of this intermediate region may substantially correspond to the difference in length between the outer and inner expansion sleeves. The outer expansion sleeve is preferably mounted with a front portion on the inner expansion sleeve and with a rear portion on the intermediate portion, the diameter of which expediently substantially corresponds to the diameter of the inner expansion sleeve.
Vorzugsweise liegen die innere Spreizhülse und die äußere Spreizhülse im nicht montierten Zustand des Spreizankers gleichzeitig an den jeweiligen konusförmigen Bereichen an. Da beide Spreizhülsen gleichzeitig anliegen, werden diese beim Verschieben auf dem Spreizabschnitt auch gleichzeitig aufgeweitet. Insbesondere liegt die innere Spreizhülse beim Aufspreizen konstant an der äußeren Spreizhülse an und stützt diese.Preferably, the inner expansion sleeve and the outer expansion sleeve are in the unassembled state of the expansion anchor at the same time on the respective cone-shaped areas. Since both expansion sleeves abut simultaneously, they are also widened simultaneously when moving on the expansion. In particular, during spreading, the inner expansion sleeve constantly adjoins the outer expansion sleeve and supports it.
Die innere und die äußere Spreizhülse sind beispielsweise einstückig aus einem Blech gebildet und gehen an ihren dem Konusende entgegengesetzten Enden durch einen Falzbereich ineinander über. Das heißt, beide Spreizhülsen sind vorzugsweise gemeinsam aus einem Blech gebildet, das während der Herstellung doppellagig gefaltet wird und anschließend zur Spreizhülse um den Spreizanker herum gebogen wird. Die beiden Spreizhülsen können aber auch separate Teile sein.The inner and outer expansion sleeve, for example, formed in one piece from a metal sheet and go at their opposite end of the cone ends by a folding area into each other. That is, both expansion sleeves are preferably formed together from a metal sheet, which is folded in two layers during manufacture and then bent to the expansion sleeve around the expansion anchor around. But the two expansion sleeves can also be separate parts.
Der Schaft kann am Konusende einen zylindrischen Endbereich aufweisen, dessen axiale Länge vorzugsweise dem 0,5- bis 1,5-fachen der axialen Länge der inneren Spreizhülse entspricht.The shaft may have a cylindrical end portion at the cone end, the axial length of which preferably corresponds to 0.5 to 1.5 times the axial length of the inner expansion sleeve.
Die äußere Spreizhülse hat beispielsweise an ihrem Außenumfang vorstehende Hakenfortsätze, die sich in der Bohrung im Untergrund verhaken können, sodass die äußere Spreizhülse beim Herausziehen des Schaftes zurück gehalten wird, um eine Relativbewegung des Schaftes zur Spreizhülse zu ermöglichen.The outer expansion sleeve has, for example, on its outer circumference protruding hook extensions, which can get caught in the hole in the ground, so that the outer expansion sleeve is held back when pulling out of the shaft to allow a relative movement of the shaft to the expansion sleeve.
Vorzugsweise grenzt im nicht montierten Zustand des Spreizankers die innere Spreizhülse an den vorderen, ersten konusförmigen Bereich und die äußere Spreizhülse an den hinteren, zweiten konusförmigen Bereich an. Es ist auch denkbar, dass sich die äußere und/oder die innere Spreizhülse im nicht montierten Zustand des Spreizankers nur teilweise über den hinteren bzw. den vorderen konusförmigen Bereich erstrecken.In the non-assembled state of the expansion anchor, the inner expansion sleeve preferably adjoins the front, first cone-shaped region and the outer expansion sleeve adjoins the rear, second cone-shaped region. It is also conceivable that the outer and / or the inner expansion sleeve extend only partially over the rear or the front cone-shaped region in the unassembled state of the expansion anchor.
Die Spreizhülsen sind beispielsweise in einer am Schaft vorgesehenen Hülsenaufnahmenut angeordnet, die durch einen ringförmigen Absatz am Schaft begrenzt ist. Der Durchmesser des Schaftes ist im Bereich der Nut vorzugsweise so reduziert, dass die Spreizhülsen im nicht montierten Zustand, in dem die Spreizhülsen im Bereich der Nut angeordnet sind, bündig mit der Außenfläche des Schaftes abschließen oder geringfügig über diese herausstehen, so dass ein einfaches Einschieben des Spreizankers in eine Bohrung möglich ist. Die Hakenfortsätze stehen vorzugsweise gegenüber dem Schaft vor.The expansion sleeves are arranged, for example, in a sleeve receiving groove provided on the shaft, which is delimited by an annular shoulder on the shaft. The diameter of the shaft is preferably reduced in the region of the groove so that the expansion sleeves in the unassembled state, in which the expansion sleeves are arranged in the region of the groove, flush with the outer surface of the shaft close or slightly protrude beyond this, so that a simple insertion of the expansion anchor is possible in a bore. The hook extensions are preferably in front of the shaft.
Die axiale Länge der beiden konusförmigen Bereiche kann beispielsweise im Wesentlichen gleich ausgebildet sein, um eine gleichmäßige Aufspreizung der Spreizhülsen zu ermöglichen. Es können auch verschiedene Längen vorgesehen sein.The axial length of the two conical regions can for example be substantially the same, in order to allow a uniform spreading of the expansion sleeves. It can also be provided different lengths.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die beiden Spreizhülsen unterschiedlich dick sind. Hierdurch kann das Spreizverhalten noch besser gesteuert werden.It is particularly advantageous that the two expansion sleeves are of different thicknesses. As a result, the spreading behavior can be controlled even better.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der dargestellten Zeichnung. In diesen zeigen:Further advantages and features will become apparent from the following description taken in conjunction with the drawing. In these show:
und
and
In den
Der Spreizabschnitt
Zwischen den Bereichen
In Zugrichtung Z vor dem Spreizabschnitt
Am Spreizabschnitt
In Zugrichtung Z sind die Spreizhülsen
Wie insbesondere in
Das hintere Ende
Entgegen der Zugrichtung Z sind die Spreizhülsen
Bei der bestimmungsgemässen Anwendung wird der Spreizanker
Anschließend wird der Schaft
Aufgrund der entgegen der Zugrichtung Z größer werdenden Durchmesser der Bereiche
Die äußere Spreizhülse
Durch den Zwischenbereich
Im vorliegenden Fall sind die beiden konusförmig aufweitenden Bereiche
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