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Die Erfindung betrifft einen Spreizanker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2006 039 195 A1 ist ein gattungsgemäßer Spreizanker aus Metall bekannt. Der Spreizanker umfasst eine Spreizhülse, die den Schaft des Spreizankers an einem Halsabschnitt umgreift. An seinem hinteren Ende weist der Spreizanker ein Gewinde auf, auf das eine Mutter aufgedreht ist. Bei der Installation des Spreizankers wird der Spreizanker durch ein Anbauteil hindurch in ein Bohrloch in einen Verankerungsgrund eingeführt, bis die Mutter sich über eine Unterlegscheibe am Anbauteil abstützt. Durch ein Anziehen der Mutter wird die Unterlegscheibe gegen das Anbauteil verspannt und ein Konusabschnitt des Schafts zum Aufspreizen der Spreizhülse relativ zur und in die Spreizhülse hinein bewegt. Die Spreizhülse ist dabei im Bohrloch durch eine am Schaft angeordnete Kunststoffhülse, die gegen die Bohrlochwand verspannt ist, axial gehalten. Die Kunststoffhülse wirkt nicht nur als Halteelement, das die Spreizhülse beim Verspreizen als Widerlager gegen eine Bewegung aus dem Bohrloch hinaus abstützt, sondern durch das Verspannen gegen die Bohrlochwand liegt die Kunststoffhülse zudem reibschlüssig am Schaft des Spreizankers an und verhindert ein Mitdrehen des Schafts beim Anziehen der Mutter. Damit die Spreizhülse und die Kunststoffhülse auf einfache Weise am Schaft des Spreizankers anbringbar sind, weisen beide Hülsen einen durchgehenden Schlitz auf, sodass die Hülsen quer zur Längsachse des Schafts auf den Schaft aufgeschoben werden können. Nachteilig ist, dass sich die Spreizhülse beim Verspreizen im Umfang weitet, wodurch auch die Kunststoffhülse im Umfang aufgeweitet wird, sodass die Kunststoffhülse nicht mehr reibschlüssig am Schaft anliegt bzw. die Reibung zwischen dem Schaft und der Kunststoffhülse derart reduziert ist, dass sich der Schaft beim Aufdrehen der Mutter mit der Mutter mitdrehen kann, was eine Montage des Spreizankers erschwert oder unmöglich macht.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Befestigungselement vorzuschlagen, das diesen Nachteil nicht mehr aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spreizanker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, der zum Verankern in einem Bohrloch in einem Verankerungsgrund geeignet ist, insbesondere zur Verankerung in einem Verankerungsgrund aus einem massiven Baustoff, insbesondere Beton. Der erfindungsgemäße Spreizanker umfasst einen Schaft, der sich entlang einer Längsachse erstreckt. Der Schaft weist einen Spreizkörper, einen Halsabschnitt und ein Lastangriffsmittel auf, die entlang der Längsachse hintereinander angeordnet sind. Zwischen dem Halsabschnitt und dem Lastangriffsmittel kann zudem ein Abstandsabschnitt angeordnet sein. Das Lastangriffsmittel ist insbesondere ein Gewinde, insbesondere ein Außengewinde, auf das eine Mutter aufgeschraubt ist. Insbesondere ist der Spreizkörper am vorderen Ende des Schafts angeordnet. Mit „vorderem Ende“ ist das Ende des Spreizankers gemeint, das in Einbringrichtung des Spreizankers in ein Bohrloch vorne, das heißt beim Einbringen in ein Bohrloch dem Bohrlochgrund zugewandt ist. Der Spreizkörper dient zum Aufspreizen einer Spreizhülse des Spreizankers, mit der der Spreizanker im Bohrloch verankert wird. Der Spreizkörper ist derart gestaltet, dass sein Außendurchmesser in Einbringrichtung zunimmt. Der Spreizkörper weist beispielsweise keilförmige Flächen auf. Insbesondere ist der Spreizkörper konisch, insbesondere in der Form eines Kegelstumpfs ausgestaltet. In einem unverspreizten Zustand, also vor dem Einführen des Spreizankers zur Installation in einem Bohrloch, ist die Spreizhülse am Halsabschnitt angeordnet. In diesem Zustand ist der Durchmesser eines die Spreizhülse umschreibenden Kreises insbesondere kleiner als der Durchmesser eines Kreises, der den Spreizkörper umschreibt. Damit die Spreizhülse, die insbesondere einstückig aus einem Metallblech hergestellt ist, in einem Bohrloch durch Einziehen des Spreizkörpers in die Spreizhülse radial leicht aufgespreizt werden kann, weist die Spreizhülse einen ersten durchgehenden Längsschlitz auf, der die Spreizhülse über ihre gesamte Länge in Umfangsrichtung vollständig teilt. Um das Aufspreizen weiter zu erleichtern, kann die Spreizhülse weitere Schwächungen in Form von Öffnungen oder Schlitzen aufweisen, die die Spreizhülse aber nicht vollständig über ihre Länge durchtrennen, sondern einzelne Spreizschalen bilden, die über Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Um die Spreizhülse in einem Bohrloch gegen ein Herausziehen zu halten und/oder ein Mitdrehen des Schafts beim Anziehen der Mutter zu verhindern, ist am Schaft ein hülsenförmiges Halteelement angeordnet. Das Halteelement ist insbesondere eine Hülse aus Kunststoff, die insbesondere zwischen dem Lastangriffsmittel und der Spreizhülse am Halsabschnitt des Schafts angeordnet ist. Wird der Spreizanker in ein Bohrloch eingebracht, so verspannt sich das Halteelement gegen die Bohrlochwand und bildet ein Widerlager für die Spreizhülse. Das Halteelement hält die Spreizhülse axialfest im Bohrloch, sodass der Spreizkörper in die Spreizhülse hinein verschoben werden kann, ohne dass dadurch die Spreizhülse aus dem Bohrloch heraus bewegt wird. Um einen möglichst guten Halt im Bohrloch zu erreichen, weist das Halteelement insbesondere Ausgleichselemente in Form von Rippen oder Kragarmen auf, die von einem Grundkörper des Halteelements abstehen, und durch die sich der Außendurchmesser des Halteelements an die vorhandene Bohrlochgeometrie anpassen kann. Auch das Halteelement weist einen durchgehenden Längsschlitz auf, der den Grundkörper des Halteelements in Längsrichtung über seine gesamte Länge und in radialer Richtung vollständig durchdringt und nachfolgend als „zweiter Längsschlitz“ bezeichnet wird. Die beiden Längsschlitze ermöglichen eine einfache Montage der beiden Hülsen am Schaft des Spreizankers, da die Spreizhülse, wie auch das Halteelement, aufgrund der Längsschlitze seitlich, radial zur Längsachse, auf den Schaft des Spreizankers aufgeschoben oder um den Schaft herumgebogen werden kann.
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Um zu verhindern, dass durch ein Aufweiten der Spreizhülse beim Verspreizen auch das Halteelement aufgeweitet wird, sind erfindungsgemäß der erste Längsschlitz und der zweite Längsschlitz in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Das heißt, das Halteelement und die Spreizhülse sind bezogen auf die Längsachse so zueinander verdreht angeordnet, dass die beiden Längsschlitze in axialer Richtung gesehen nicht in einer Flucht liegen. Hierdurch wird verhindert, dass beim Verspreizen der Spreizhülse, wenn durch ein Aufweiten in Umfangs- und in radialer Richtung die umfangsseitigen Enden der Spreizhülse, die den ersten Längsschlitz in Umfangsrichtung begrenzen, voneinander weg und radial nach außen bewegt werden, diese auch die umfangsseitigen Enden des hülsenförmigen Halteelements, die den zweiten Längsschlitz in Umfangsrichtung begrenzen, mit sich bewegen. Durch die versetzte Anordnung der beiden Längsschlitze zueinander wird erreicht, dass die freien Enden einer der beiden Hülsen in einem Bereich an der anderen Hülse anliegen, in der es nur zu einer geringen Bewegung der jeweiligen anderen Hülse in Umfangs- und in radialer Richtung kommt. Somit führt das Aufweiten der Spreizhülse beim Verspreizen nicht zu einem Aufweiten des hülsenförmigen Halteelements, das weiterhin seine Funktion als Widerlager der Spreizhülse und/oder als Mitdrehsicherung erfüllen kann. Hierzu sind die beiden Längsschlitze vorzugsweise um mindestens 60°, insbesondere um mindestens 90°, insbesondere um mindestens 120° und vorzugsweise im Wesentlichen um 180° zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Spreizhülse mindestens einen Zapfen zum Eingriff in das Halteelement und/oder das Halteelement mindestens einen Zapfen zum Eingriff in die Spreizhülse aufweist. Insbesondere steht der Zapfen in Längsrichtung von der Spreizhülse in Richtung zum Halteelement beziehungsweise vom Halteelement in Längsrichtung zur Spreizhülse hin ab. Als „Zapfen“ wird hier allgemein ein Vorsprung bezeichnet, der zum Eingriff über das Halteelement bzw. die Spreizhülse an dem bzw. an der er angeordnet ist, in axialer Richtung übersteht. Der Zapfen verbindet die Spreizhülse und das Halteelement drehfest. Er verhindert durch den Eingriff ein Verdrehen der Spreizhülse gegenüber dem Halteelement um die Längsachse, sodass die beiden Längsschlitze dauerhaft in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet bleiben, auch wenn die Spreizhülse beim Aufspreizen belastet und möglicherweise in Umfangsrichtung relativ zur Längsachse gedreht wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Spreizankers weist die Spreizhülse und/oder das Halteelement eine Hinterschneidung auf, in die der Zapfen formschlüssig eingreift. Die formschlüssige Verbindung ist derart gestaltet, dass sie die Spreizhülse und das Halteelement vorzugsweise axialfest, insbesondere dreh- und axialfest, verbindet. Somit kann das Halteelement nicht nur gegen ein Verdrehen relativ zur Spreizhülse um die Längsachse des Spreizankers, sondern auch gegen eine Relativbewegung in axialer Richtung von der Spreizhülse weg gesichert werden. Eine axiale Bewegung des Halteelements von der Spreizhülse weg hätte zur Folge, dass das Halteelement seine Funktion als Widerlager nicht mehr planmäßig erfüllen kann, was zu einem fehlerhaften Verspreizen der Spreizhülse und zu einem Versagen des Spreizankers im Bohrloch führen könnte.
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Erfindungsgemäß können mehrere Zapfen vorgesehen sein. Vorzugsweise weist die Spreizhülse aber genau einen Zapfen zum Eingriff in das Halteelement und/oder das Halteelement genau einen Zapfen zum Eingriff in die Spreizhülse auf. Durch die Verwendung genau eines Zapfens am Halteelement und/oder an der Spreizhülse wird vermieden, dass durch die Ausbildung mehrerer zu den Zapfen korrespondierenden Öffnungen die Spreizhülse und/oder das Halteelement geschwächt wird.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass ein Zapfen in einen der Längsschlitze eingreift. Vorzugsweise ist ein Zapfen an der Spreizhülse angeordnet, der in den zweiten Längsschlitz des Halteelements eingreift, und/oder an dem Halteelement ist ein Zapfen angeordnet, der in den ersten Längsschlitz der Spreizhülse eingreift. Vorzugsweise ist ein Zapfen an der Spreizhülse in Umfangsrichtung dem ersten Schlitz gegenüberliegend angeordnet und/oder ein Zapfen ist am Halteelement in Umfangsrichtung dem zweiten Schlitz gegenüberliegend angeordnet. Durch den Eingriff in den Längsschlitz wird verhindert, dass die Spreizhülse und/oder das Halteelement durch die Ausbildung einer zum Zapfen korrespondierenden Öffnung zusätzlich geschwächt wird. Wird die Öffnung im Bereich eines der Längsschlitze ausgeführt, führt dies nicht zu einer weiteren wesentlichen Schwächung, so dass die Funktion des Halteelements und/oder der Spreizhülse nicht beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Spreizanker in einer ersten Seitenansicht;
- 2 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Spreizanker in der Ebene II - II;
- 3 den erfindungsgemäßen Spreizanker in einer zweiten Seitenansicht, die gegenüber der ersten Seitenansicht um 180° um die Längsachse gedreht ist;
- 4 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Spreizanker in der Ebene IV - IV; und
- 5 Darstellung des Details V der 3.
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In den Figuren ist ein erfindungsgemäßer Spreizanker 1 zum Verankern in einem nicht dargestellten Bohrloch in einem unverspreizten Zustand außerhalb eines Bohrlochs dargestellt. Der Spreizanker 1 erstreckt sich entlang einer Längsachse L von einem in Einbringrichtung E vorderen Ende 2 des Spreizankers 1 bis zu einem hinteren Ende 3.
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Der Spreizanker 1 ist als sogenannter Bolzenanker ausgeführt, mit einem lang gestreckten, stiftförmigen und einstückig aus Stahl ausgebildeten Schaft 4. Ausgehend vom hinteren Ende 3 ist am Schaft 4 ein Außengewinde 5 als Lastangriffsmittel 6 ausgebildet, das sich bis zum hinteren Ende 3 des Spreizankers 1 erstreckt und an dem eine Unterlegscheibe 7 angeordnet und auf das eine Mutter 8 aufgeschraubt ist. In Einbringrichtung E schließt sich an das Außengewinde 5 ein zylindrischer Abstandsabschnitt 9 an. In Einbringrichtung E vor dem Abstandsabschnitt 9 ist ein Halsabschnitt 10 angeordnet, der ebenfalls zylindrisch ist, aber einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Außengewindes 5 ist. An den Halsabschnitt 10 schließt sich in Einbringrichtung E als vorderer Abschnitt des Schafts 4 ein Spreizkörper 11 an, der einen konischen Spreizabschnitt 12 aufweist, der sich in Einbringrichtung E im Durchmesser erweitert.
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Am Halsabschnitt 10 ist eine Spreizhülse 13 angeordnet, die aus drei Spreizschalen 14 besteht. Zwischen den Spreizschalen 14 ist ein erster Längsschlitz 15 der Spreizhülse 13 angeordnet (vgl. 3 bis 5), und jeweils um 120° zum ersten Längsschlitz 15 in Umfangsrichtung U versetzt sind zwei weitere Schlitze 16 ausgebildet (vgl. 1). Im Bereich der Schlitze 16 sind die Spreizschalen 14 über den größten Teil der axialen Länge der Spreizhülse 13 in Umfangsrichtung U voneinander getrennt, aber am hinteren Ende der Spreizhülse 13 einstückig durch Verbindungsstege 17 miteinander verbunden. Nur im Bereich des ersten Längsschlitzes 15 ist die Spreizhülse 13 über ihre gesamte axiale Länge in Umfangsrichtung U vollständig geteilt. Durch den Längsschlitz 15 und die Schlitze 16 ist die Spreizhülse 13 durch Einziehen des Spreizkörpers 11 in die Spreizhülse 13 zwischen die Spreizschalen 14 radial spreizbar, wodurch sich der Durchmesser der Spreizhülse 13 gegenüber dem in den Figuren dargestellten unverspreizten Zustand vergrößert und die Spreizhülse 13 in einem Bohrloch zur Verankerung gegen die Bohrlochwand verspannt werden kann. Die Spreizschalen 14 sind in Umfangsrichtung U gewölbt und bilden gemeinsam im Querschnitt einen durch den ersten Längsschlitz 15 und die Schlitze 16 unterbrochenen Kreisring. Die Schlitze 16 sind an ihren hinteren Enden durch kreisförmige Aufweitungen 18 aufgeweitet, die ein Aufspreizen der Spreizhülse 13 erleichtern. Die Verbindungsstege 17 schließen die Schlitze 15 an ihren hinteren Enden ab und sind am hinteren Ende der Spreizhülse 13 angeordnet. Damit die Spreizhülse 13 leicht aufgespreizt werden kann, d.h. damit der Spreizkörper 11 mit einer möglichst geringen axialen Last zwischen die Spreizschalen 14 axial, d.h. entlang der Längsachse L und entgegen der Einbringrichtung E geschoben werden kann, wodurch die Spreizschalen 14 radial nach außen bewegt werden, weisen die Verbindungsstege 17 eine kleine Querschnittsfläche auf.
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Zwischen der Spreizhülse 13 und dem als Ringstufe ausgebildeten Übergang vom Halsabschnitt 10 zum Abstandsabschnitt 9 ist ein Federring 19 aus Kunststoff als Halteelement 20 angeordnet. Das Halteelement 20 dient als Widerlager für die Spreizhülse 13 in einem Bohrloch und/oder als Drehsicherungselement zur Sicherung des Schafts 4 gegen ein Verdrehen um die Längsachse L beim Aufschrauben der Mutter 8 auf das Außengewinde 5 beim Verspannen der Spreizhülse 13. Hierfür liegt der Federring 19 radial innen am Halsabschnitt 10 an. Der Federring 19 weist einen ringförmigen Grundkörper 21 auf, der durch einen zweiten Längsschlitz 22 in seiner ganzen axialen Länge in Umfangsrichtung U vollständig durchtrennt ist, wodurch, wie auch bei der Spreizhülse 13, zwei aufeinander zu gerichtete und gegeneinander bewegbare Umfangsenden ausgebildet sind. Am Grundkörper 21 sind elastisch federnde Kragarme 23 als Ausgleichselemente angeordnet, mit denen der Federring 19 durch Verformung der Kragarme 23 Bohrtoleranzen ausgleichen und sich an ein Bohrloch anpassen kann, so dass sich der Federring 19 als Halteelement 20 in einem Bohrloch axialfest verspannen und als Widerlager für die Spreizhülse 13 wirken kann.
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Um zu verhindern, dass beim Verspreizen der Spreizhülse 13, bei dem durch das Aufweiten die Umfangsenden der Spreizhülse 13 voneinander weg bewegt werden, sich aufgrund der zwischen dem Halteelement 20 und der Spreizhülse 13 wirkenden Reibung auch die Umfangsenden des als Halteelement 20 wirkenden Federrings 19 voneinander weg bewegen, was die Funktion als Widerlager beeinträchtigt und die Reibung zwischen Halsabschnitt 10 und Federring 19 verringert, sind die Spreizhülse 13 und der Federring 19 derart am Schaft 4 des Spreizankers 1 angeordnet, dass der erste Längsschlitz 15 und der zweiten Längsschlitz 22 um 180° zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind. Werden die Umfangsenden der Spreizhülse 13 beim Verspreizen voneinander weg bewegt, so wirkt diese Bewegung und die daraus resultierende Reibkraft am Halteelement 20 in einem Bereich, in dem der Grundkörper 21 geschlossen ist, so dass aus der induzierten Reibkraft keine Bewegung innerhalb des Grundkörpers 21 resultiert. Das Halteelement 20 kann somit seine Funktion als Widerlager und/oder als Drehsicherungselement für den Schaft 4 planmäßig erfüllen.
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Damit das Halteelement 20 gegen eine Verdrehung und eine axiale Verschiebung relativ zur Spreizhülse 13 gesichert ist, ist am Grundkörper 21 des Federrings 19 genau ein axial in Einbringrichtung E abstehender Zapfen 24 ausgebildet, der in Umfangsrichtung U dem zweiten Längsschlitz 22 gegenüberliegend am Federring 19 angeordnet ist und in den ersten Längsschlitz 15 der Spreizhülse 13 eingreift. Am ersten Längsschlitz 15 ist eine kreisförmige Hinterschneidung 25 ausgebildet, in die ein korrespondierendes Eingriffselement 26 des Zapfens 24 formschlüssig eingreift, derart, dass die Spreizhülse 13 und das Halteelement 20 dreh- und axialfest miteinander verbunden sind.
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Der in den Figuren dargestellte Spreizanker 1 lässt sich aufgrund seiner erfindungsgemäßen Ausgestaltung leicht und sicher verankern, ohne dass die Gefahr besteht, dass durch eine Bewegung des Halteelements 20 relativ zur Spreizhülse 13 das Aufspreizen nicht planmäßig erfolgt. Der Spreizanker 1 besteht aus wenigen Teilen, die kostengünstig herstellbar sind.
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Bezugszeichenliste
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Spreizanker
- 1
- Spreizanker
- 2
- vorderes Ende des Spreizankers 1
- 3
- hinteres Ende des Spreizankers 1
- 4
- Schaft
- 5
- Außengewinde
- 6
- Lastangriffsmittel
- 7
- Unterlegscheibe
- 8
- Mutter
- 9
- Abstandsabschnitt
- 10
- Halsabschnitt
- 11
- Spreizkörper
- 12
- Spreizabschnitt
- 13
- Spreizhülse
- 14
- Spreizschale
- 15
- erster Längsschlitz der Spreizhülse 13
- 16
- Schlitz der Spreizhülse 13
- 17
- Verbindungssteg
- 18
- Aufweitung
- 19
- Federring
- 20
- Halteelement
- 21
- Grundkörper des Federrings 19
- 22
- zweiter Längsschlitz des Halteelements 20
- 23
- Kragarm
- 24
- Zapfen
- 25
- Hinterschneidung
- 26
- Eingriffselement
- E
- Einbringrichtung
- L
- Längsachse
- U
- Umfangsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006039195 A1 [0002]
