DE102018208255A1 - Anchoring anchor for anchoring in a material, a fastening anchor setting tool, and a method for anchoring a fastening anchor in a material - Google Patents
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Abstract
Ein Befestigungsanker (1) zum Verankern in einem Material (29) umfasst einen eine Längsachse (3) aufweisenden Schaft (2), einen an einem vorderen Ende (4) des Schafts (2) angeordneten Schneidabschnitt (6), einen an einem hinteren Ende (5) des Schafts (2) angeordneten Werkzeugabschnitt (18) zum Verbinden mit einem Setzwerkzeug (20), einen Befestigungsabschnitt (17) zum Befestigen eines Gegenstands an dem Befestigungsanker (1) und einen Verankerungsabschnitt (9).A fixing anchor (1) for anchoring in a material (29) comprises a shaft (2) having a longitudinal axis (3), a cutting portion (6) disposed at a front end (4) of the shaft (2), and a rear end (5) of the shaft (2) arranged tool portion (18) for connection to a setting tool (20), a fixing portion (17) for fixing an object to the fixing anchor (1) and an anchoring portion (9).
Description
Die Erfindung betrifft einen Befestigungsanker zum Verankern in einem Material, ein Setzwerkzeug für einen Befestigungsanker sowie ein Verfahren zum Verankern eines Befestigungsankers in einem Material.The invention relates to a fastening anchor for anchoring in a material, a setting tool for a fastening anchor and a method for anchoring a fastening anchor in a material.
Um einen Gegenstand in einem harten Material, insbesondere in Mauerwerk oder Beton, zu befestigen, sind Dübelbefestigungen bekannt. In das Material wird ein Loch gebohrt, das Bohrloch gereinigt, insbesondere um Bohrmehl zu beseitigen, und der Dübel in das Bohrloch eingesetzt. Anschließend kann ein Befestigungselement mit dem Dübel verbunden und ein Gegenstand an dem Befestigungselement befestigt werden. Diese Vorgehensweise ist aufwändig und kompliziert. Die Vorgehensweise erfordert eine Vielzahl von Verfahrensschritten und Werkzeugen, insbesondere zum Bohren des Bohrlochs, zum Einführen des Dübels und zum Befestigen des Gegenstands.In order to secure an article in a hard material, especially in masonry or concrete, Dübelbefestigungen are known. A hole is drilled in the material, the wellbore cleaned, in particular to remove debris, and the dowel inserted into the wellbore. Subsequently, a fastener can be connected to the dowel and an object attached to the fastener. This procedure is complicated and complicated. The approach requires a variety of process steps and tools, particularly for drilling the wellbore, inserting the anchor, and securing the article.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung eines Gegenstands an einem Material zu vereinfachen.The invention has for its object to simplify the attachment of an article to a material.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 11 und 12 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass ein Befestigungsanker die Funktion eines Bohrers, die Funktion eines Dübels und die Funktion eines Befestigungselements erfüllt. Um einen Gegenstand an dem Material zu befestigen, ist es lediglich erforderlich, den Befestigungsanker im Material zu verankern.The object is solved by the features of
Das Material ist günstigerweise hart und/oder porös. Es ist insbesondere durch Drehbohren ohne Schlagwirkung nicht bohrbar.The material is desirably hard and / or porous. It is not drillable especially by rotary drilling without impact.
Der Befestigungsanker weist einen Schneidabschnitt auf, mit dem der Befestigungsanker unmittelbar in das Material eingetrieben werden kann. Der Schneidabschnitt schneidet das Material und erzeugt insbesondere eine lochförmige Vertiefung. Der Querschnitt des Lochs ist im Wesentlichen zylindrisch. Ein separates Bohrwerkzeug ist entbehrlich. Der Befestigungsanker weist ferner einen Verankerungsabschnitt auf, mit dem er in dem Material zuverlässig und dauerhaft verankert werden kann. Der Befestigungsanker weist ferner einen Befestigungsabschnitt auf, um an dem Befestigungsanker einen Gegenstand zu befestigen. Eine aufwändige Bohrlochvorbereitung und ein mehrstufiges Verankerungs- und Befestigungsverfahren sind entbehrlich.The fastening anchor has a cutting portion with which the fastening anchor can be driven directly into the material. The cutting section cuts the material and in particular creates a hole-shaped depression. The cross section of the hole is substantially cylindrical. A separate drilling tool is unnecessary. The fastening anchor further has an anchoring portion with which it can be reliably and permanently anchored in the material. The attachment anchor further includes a mounting portion for securing an object to the attachment anchor. An elaborate borehole preparation and a multi-stage anchoring and fastening method are unnecessary.
Der Befestigungsanker weist einen eine Längsachse aufweisenden Schaft auf. An einem vorderen Ende des Schafts, mit dem der Befestigungsanker in das Material eingetrieben wird, ist der Schneidabschnitt angeordnet. An einem hinteren Ende des Schafts, das dem vorderen Ende gegenüberliegend angeordnet ist, weist der Befestigungsanker einen Werkzeugabschnitt auf. Mit dem Werkzeugabschnitt kann ein Setzwerkzeug verbunden werden. Der Verankerungsabschnitt ist insbesondere entlang der Längsachse zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende angeordnet.The fastening anchor has a shaft having a longitudinal axis. At a front end of the shaft, with which the fastening anchor is driven into the material, the cutting portion is arranged. At a rear end of the shaft, which is opposite to the front end, the fastening anchor on a tool portion. A setting tool can be connected to the tool section. The anchoring portion is arranged in particular along the longitudinal axis between the front end and the rear end.
Der Schaft ist günstigerweise im Querschnitt kreisförmig. Es ist von Vorteil, wenn der Schaft zumindest bereichsweise zylindrisch und/oder konisch ist.The shaft is conveniently circular in cross-section. It is advantageous if the shaft is at least partially cylindrical and / or conical.
Ein Werkzeugabschnitt gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine vorteilhafte und unkomplizierte Verbindung des Befestigungsankers mit dem Setzwerkzeug. Ein Gewinde des Werkzeugabschnitts kann insbesondere als Innengewinde oder Außengewinde ausgeführt sein. Das Gewinde ist insbesondere ein metrisches Gewinde, kann aber auch als Feingewinde oder Grobgewinde ausgeführt sein.A tool section according to
Ein Werkzeugabschnitt gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine robuste Übertragung eines Antriebsdrehmoments und/oder einer Axialkraft von dem Setzwerkzeug auf den Befestigungsanker. Eine unrunde Kontur in einer Ebene senkrecht zur Längsachse ermöglicht eine zuverlässige Übertragung einer Antriebsdrehbewegung. Eine unrunde Kontur ist insbesondere eine Sechskantkontur, die insbesondere als unrunde Innenkontur ausgeführt ist. Als unrunde Kontur sind auch andere polygon- oder eckenfreie Konturen wie Ovale oder Innensechsrund oder ein Dreibogengleichdick möglich.A tool section according to
Insbesondere ist die unrunde Kontur entlang der Längsachse konstant. Der Werkzeugabschnitt ermöglicht einerseits eine Drehmomentübertragung und andererseits eine axiale Verlagerung des Setzwerkzeugs relativ zu dem Befestigungsanker.In particular, the non-circular contour along the longitudinal axis is constant. The tool section allows on the one hand a torque transmission and on the other hand, an axial displacement of the setting tool relative to the fastening anchor.
Die Ausführung des Befestigungsabschnitts gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine unkomplizierte, unmittelbare Befestigung eines Gegenstands. Der Befestigungsabschnitt ist integraler Bestandteil des Befestigungsankers und kann insbesondere in einem Walzprozess effizient hergestellt werden.The embodiment of the fastening portion according to
Eine Ausführung des Befestigungsankers gemäß Anspruch 5 ergibt eine kompakte Ausführung des Befestigungsankers. Dadurch, dass der Befestigungsabschnitt identisch mit dem Werkzeugabschnitt ist, kann der Befestigungsanker kleinbauend ausgeführt sein.An embodiment of the fastening anchor according to claim 5 results in a compact design of the fastening anchor. Due to the fact that the fastening section is identical to the tool section, the fastening anchor can be of small construction.
Ein Schneidabschnitt gemäß Anspruch 6 ermöglicht ein effektives Eintreiben des Befestigungsankers in das Material. Ein Schneidelement ist insbesondere am Schaft befestigt. Das Schneidelement ist insbesondere plattenförmig ausgeführt, in einen Querschlitz des Schafts eingesetzt und dort gefügt, insbesondere gelötet, verpresst und/oder eingeschweißt. Das Schneidelement ist insbesondere quadratisch, dreieckig, sternförmig oder kreuzförmig ausgeführt. Es sind auch andere Plattenformen denkbar. Die Seitenkanten der Plattenform sind insbesondere scharfkantig ausgeführt. Insbesondere ist ein Außenkantenradius an den Kanten des Schneidelements kleiner als 0,5 mm, insbesondere kleiner als 0,1 mm, insbesondere kleiner als 0,05 mm und insbesondere kleiner als 0,01 mm. Es ist vorteilhaft, wenn das Schneidelement eine Schneidkante bzw. eine Breite senkrecht zu der Längsachse des Schafts aufweist, die größer als eine Querabmessung bzw. ein Durchmesser eines benachbarten bzw. vorderen Bereichs des Schafts ist.A cutting portion according to
Es wurde gefunden, dass abgerundete Schneidkanten, die erfahrungsgemäß zu einer erhöhten Lebensdauer führen, bei dem erfindungsgemäßen Befestigungsanker entbehrlich sind, da der Befestigungsanker als Einmalwerkzeug eingesetzt werden kann.It has been found that rounded cutting edges, which according to experience lead to an increased service life, are dispensable in the fastening anchor according to the invention, since the fastening anchor can be used as a disposable tool.
Ein Schneidelement gemäß Anspruch 7 ermöglicht einen effizienten Setzvorgang. Das Schneidmaterial weist eine größere Härte auf als das Material des Schafts. Das Schneidmaterial ist insbesondere Hartmetall. Unter Hartmetall werden Metallmatrix-Verbundwerkstoffe verstanden, bei welchen Hartstoff-Partikel in einer Metall-Matrix eingebettet und dadurch zusammengehalten sind. Hartmetalle sind härter als Metalle. Hartmetalle sind temperaturbeständig bis etwa 900° C. Die Hartmetalle können in Wolframcarbid-Kobalt-Hartmetalle (WC-Co), Hartmetallsorten für die Stahlbearbeitung (WC-(TiTaNb)C-Co) und Cermets, die insbesondere Titancarbid und/oder Titannitrid aufweisen, eingeteilt werden. Hartmetall ist als Werkzeugwerkstoff in der spanenden Materialbearbeitung bekannt.A cutting element according to
Eine Spreizhülse gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine effektive und zuverlässige Verankerung des Befestigungsankers im Material. Die Spreizhülse kann nach dem Eintreiben des Befestigungsankers in das Material gezielt gespreizt, also in radialer Richtung zur Längsachse aufgeweitet werden. Die Spreizhülse verkeilt sich in dem mit dem Befestigungsanker erzeugten Setzloch im Material. Ein Herausziehen des Befestigungsankers aus dem Material ist unmöglich.An expansion sleeve according to
Ein Konusabschnitt gemäß Anspruch 9 ermöglicht eine gezielte und vereinfachte Aufspreizung der Spreizhülse und damit Verankerung des Befestigungsankers. Der Konusabschnitt ist insbesondere zwischen dem Schneidabschnitt und der Spreizhülse angeordnet.A cone section according to
Es ist zweckmäßig, wenn ein Grundkörper des Befestigungsankers eine höhere Festigkeit als handelsübliche Befestigungsanker aufweist. Der Grundkörper des Befestigungsankers umfasst günstigerweise den Schaft und den Konusabschnitt, der bevorzugt mit dem Schaft fest verbunden ist.It is expedient if a base body of the fastening anchor has a higher strength than commercially available fastening anchors. The base body of the fastening anchor conveniently comprises the shank and the cone section, which is preferably firmly connected to the shank.
Durch den mit dem Schaft fest verbundenen Konusabschnitt weist der Grundkörper bevorzugt eine Querschnittsverminderung, insbesondere Durchschnittsverminderung, auf. Es ist von Vorteil, wenn der Grundkörper zumindest dort im Bereich der Querschnittsverminderung gehärtet ist. As a result of the conical section fixedly connected to the shaft, the basic body preferably has a reduction in cross-section, in particular averaging reduction. It is advantageous if the base body is hardened at least in the region of the reduction in cross-section.
Günstigerweise kommt Einsatzhärten zur Anwendung. Ein Ausknicken des Grundkörpers ist so dort beim Setzen des Befestigungsankers sicher vermeidbar.Advantageously, case hardening is used. A buckling of the body is so sure when setting the mounting anchor safely avoidable.
Der Grundkörper des Befestigungsankers ist bevorzugt aus einem kohlenstoffhaltigen Material bzw. Stahl gebildet, dessen Kohlenstoffanteil vorzugsweise größer als 0,1 % ist. Durch ein Vergüten des Grundkörpers des Befestigungsankers, günstigerweise auf eine Festigkeit zwischen 700 N/mm2 bis 900 N/mm2, wird eine besonders hohe Oberflächenhärte erzeugt. Die Spreizhülse ist insbesondere im Stande, dort im Einsatz auf dem Grundkörper besonders gut zu gleiten, ohne dass beispielsweise Riefen in dem Grundkörper entstehen. Dies ist insbesondere bei dem Eintreiben des Befestigungsankers in das Material wichtig, da die Spreizhülse im Gegensatz zu dem Grundkörper die aufgebrachte Drehbewegung oftmals nicht mitmacht bzw. eine Rotation der Spreizhülse ausbleibt.The main body of the fastening anchor is preferably formed from a carbonaceous material or steel whose carbon content is preferably greater than 0.1%. By tempering the base body of the fastening anchor, favorably to a strength between 700 N / mm 2 to 900 N / mm 2 , a particularly high surface hardness is generated. The expansion sleeve is particularly able to slide particularly well there in use on the body without, for example, grooves in the body arise. This is particularly important in driving the fastening anchor into the material, since the expansion sleeve, in contrast to the main body often does not join the applied rotational movement and / or a rotation of the expansion sleeve fails.
Zusätzlich oder alternativ kann der Verankerungsabschnitt eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Die strukturierte Oberfläche verbessert eine Wechselwirkung des Befestigungsankers mit einer aushärtbaren Klebemasse. Die Haftung der Klebemasse an dem Verankerungsabschnitt ist verbessert. Die Verankerung des Befestigungsankers im Material ist verbessert. Insbesondere kann bei der Verwendung einer aushärtbaren Klebemasse auf die Spreizhülse und/oder den Konusabschnitt verzichtet werden. Die strukturierte Oberfläche weist insbesondere eine erhöhte Oberflächenrauheit, insbesondere eine aufgeraute Oberfläche und insbesondere eine regelmäßige Struktur von Erhebungen und/oder Vertiefungen, auf.Additionally or alternatively, the anchoring portion may have a structured surface. The structured surface enhances interaction of the attachment anchor with a curable adhesive. The adhesion of the adhesive to the anchoring portion is improved. The anchoring of the fastening anchor in the material is improved. In particular, can be dispensed with the use of a curable adhesive on the expansion sleeve and / or the cone section. The structured surface has in particular an increased surface roughness, in particular a roughened surface and in particular a regular structure of elevations and / or depressions.
Ein Setzwerkzeug gemäß Anspruch 11 ermöglicht ein unkompliziertes Verbinden mit dem Befestigungsanker mittels eines Ankerabschnitts und eine robuste Kraftübertragung von einer Setzmaschine. Die Setzmaschine ist insbesondere eine Bohrmaschine mit Schlaghammerfunktion. Entsprechend ist der Kraftübertragungsabschnitt an dem Setzwerkzeug ausgeführt.A setting tool according to
Ein Verfahren gemäß Anspruch 12 ist insbesondere unkompliziert und mit reduziertem Zeitaufwand ausführbar. Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass der Befestigungsanker, der mittels des Setzwerkzeugs in das Material entlang einer Setzrichtung gesetzt wird, in dem Material verankert wird, um einen Gegenstand an dem Befestigungsanker, insbesondere in einem Befestigungsabschnitt, zu befestigen. Es ist insbesondere nicht erforderlich, ein Bohrloch mittels eines Bohrers zu bohren, zu reinigen und anschließend einen Dübel einzusetzen. Das Verfahren ist unkompliziert. A method according to
Ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gewährleistet eine unkomplizierte und robuste Verankerung.A method according to
Ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gewährleistet eine zuverlässige Anwendung des Verankerns, insbesondere für ungeübte Personen.A method according to
Ein Verfahren gemäß Anspruch 15 ermöglicht ein vereinfachtes Verankern ohne Spreizhülse.A method according to
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Befestigungsankers angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Erfindungsgegenstands keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.Both the features specified in the patent claims and the features specified in the following exemplary embodiments of the fastening anchor according to the invention are in each case suitable alone or in combination with each other to further develop the subject matter according to the invention. The respective combinations of features represent no limitation with respect to the development of the subject invention, but have essentially merely exemplary character.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht eines Befestigungsankers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 eine um 90 Grad gedrehte Seitenansicht des Befestigungsankers gemäß1 , -
3 eine Seitenansicht eines Setzwerkzeugs, -
4 eine um 90 Grad gedrehte Seitenansicht des Setzwerkzeugs gemäß3 , -
5 eine teilgeschnittene Ansicht eines Setzvorgangs des Befestigungsankers gemäß1 , -
6 eine 5 entsprechende Darstellung, wobei der Befestigungsanker im Material verankert ist, -
7 eine 2 entsprechende Ansicht eines Befestigungsankers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, -
8 eine 6 entsprechende Darstellung mit einem Befestigungsanker gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
-
1 a side view of a fastening anchor according to a first embodiment, -
2 a rotated by 90 degrees side view of the mounting anchor according to1 . -
3 a side view of a setting tool, -
4 a rotated by 90 degrees side view of the setting tool according to3 . -
5 a partially sectioned view of a setting operation of the fastening anchor according to1 . -
6 a5 corresponding representation, wherein the fastening anchor is anchored in the material, -
7 a2 corresponding view of a fastening anchor according to a second embodiment, -
8th a6 corresponding representation with a fastening anchor according to a third embodiment.
Im Folgenden wird anhand der
An dem vorderen Ende
Dem Schneidabschnitt
Die Spreizhülse
In einem vorderen, dem Schneidabschnitt
Die Spreizhülse
Die Axialverlagerung der Spreizhülse
Entlang der Längsachse
Der Befestigungsanker
Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Befestigungsabschnitt
Nachfolgend wird anhand der
Das Setzwerkzeug
Der Kraftübertragungsabschnitt
Das Setzwerkzeug
Der Ankerabschnitt
Nachfolgend wird anhand der
Zum Setzen des Befestigungsankers
Mit der Setzmaschine wird auf den Befestigungsanker
Verbleibendes Bohrmehl, das aus dem Setzloch nicht abgeführt wird, verklemmt sich in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen der Spreizhülse
Es ist insbesondere denkbar, dass bei ausreichender Ansammlung von Bohrmehl sich die Spreizhülse
In dieser Anordnung ist der Befestigungsanker zuverlässig im Setzloch
Die wulstförmige Verdickung
Anschließend wird die Setzmaschine entgegen der Eindrehrichtung in Ausdrehrichtung betätigt, sodass sich das Setzwerkzeug
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Spreizhülse
Es ist zweckmäßig, wenn alternativ die wulstförmige Verdickung 12 mindestens eine Einkerbung, insbesondere in Form einer Spirale aufweist, um eine Abförderung des Bohrmehls beim Setzvorgang zu erleichtern. Die wulstförmige Verdickung
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf
Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Befestigungsabschnitt
Als Werkzeugabschnitt
Ein wesentlicher Vorteil des Befestigungsankers
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf
Der wesentliche Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Verankerungsabschnitt
Der Schaft
Das Setzen des Befestigungsankers
Setting the
Nach Erreichen der Setztiefe wird der Befestigungsanker
Die noch nicht ausgehärtete, flüssige Klebemasse
Dadurch, dass der Verankerungsabschnitt
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113864305A (en) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 喜利得股份公司 | Self-drilling expansion anchor bolt |
DE202023002641U1 (en) | 2023-12-21 | 2024-01-17 | Rudolf Rudi | Heavy-duty anchor with expansion sleeve with drill holder and drill head/drill anchor |
DE202024000939U1 (en) | 2024-05-14 | 2024-06-06 | Rudolf Rudi | Heavy-duty anchor with expansion cone and expansion sleeve |
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- 2018-05-25 DE DE102018208255.3A patent/DE102018208255A1/en active Pending
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