DE102020105259A1 - Method for producing an expansion anchor and expansion anchor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Spreizankers (1), der ein aufspreizbares Spreizelement (2) umfasst, mit dem der Spreizanker (1) in einem Bohrloch (3) in einem Verankerungsgrund (4) verankerbar ist. Das Spreizelement (2) umfasst einen metallischen Grundkörper (5), auf dessen Außenseite (6) eine Funktionsschicht (7) aufgebracht und nach dem Aufbringen zumindest ein Teil der Funktionsschicht (7) zu einem Schneidelement (8) zum Einschneiden in eine Wand (9) des Bohrlochs (3) umgeformt wird.The invention relates to a method for producing an expansion anchor (1) which comprises an expandable expansion element (2) with which the expansion anchor (1) can be anchored in a borehole (3) in an anchoring base (4). The expansion element (2) comprises a metallic base body (5), on the outer side (6) of which a functional layer (7) is applied and, after application, at least part of the functional layer (7) becomes a cutting element (8) for cutting into a wall (9) ) of the borehole (3) is reshaped.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Spreizankers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie einen Spreizanker gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a method for producing an expansion anchor with the features of the preamble of claim 1 and an expansion anchor according to the preamble of
Aus der Offenlegungsschrift
Aus der Patentschrift
Aufgabe der Erfindung ist, einen Spreizanker zu schaffen, dessen Halt im Bohrloch weiter verbessert ist.The object of the invention is to create an expansion anchor whose hold in the borehole is further improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zur Herstellung eines Spreizankers sowie durch einen Spreizanker mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beanspruchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a method with the features of claim 1 for producing an expansion anchor and by an expansion anchor with the features of
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist ein Spreizanker herstellbar, der ein aufspreizbares Spreizelement umfasst, mit dem der Spreizanker in einem Bohrloch in einem Verankerungsgrund verankerbar ist. Typische „Spreizelemente“ sind beispielsweise Spreizhülsen, wie sie von Bolzen- oder Hülsenankern bekannt sind. Ganz allgemein ist ein Spreizelement ein Element eines Spreizankers, das nach dem Einbringen des Spreizankers in ein Bohrloch in seinem Durchmesser, also radial zu einer Längsachse des Spreizankers, erweitert werden kann, sodass das Spreizelement gegen die Wand des Bohrlochs gedrückt und der Spreizanker dadurch im Bohrloch verankert wird. Zum Aufweiten des Spreizelements weist der erfindungsgemäße Spreizanker beziehungsweise ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Spreizanker insbesondere einen Spreizkörper auf, insbesondere in Form eines Spreizkonus oder eines Spreizstifts, der zum Aufweiten in das Spreizelement eingezogen oder eingetrieben werden kann, wie dies von handelsüblichen Spreizankern bekannt ist. Neben den oben bereits genannten Bolzen- oder Hülsenankern sind sogenannte Einschlaganker, Hinterschnittanker und auch Nagelanker Spreizanker im Sinne dieser Erfindung, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.With the method according to the invention, an expansion anchor can be produced which comprises an expandable expansion element with which the expansion anchor can be anchored in a borehole in an anchoring base. Typical "expansion elements" are, for example, expansion sleeves, as they are known from bolt or sleeve anchors. In general, an expansion element is an element of an expansion anchor which, after the expansion anchor has been introduced into a borehole, can be expanded in its diameter, i.e. radially to a longitudinal axis of the expansion anchor, so that the expansion element is pressed against the wall of the borehole and the expansion anchor is thereby in the borehole is anchored. To expand the expansion element, the expansion anchor according to the invention or an expansion anchor produced according to the method according to the invention has in particular an expansion body, in particular in the form of an expansion cone or an expansion pin, which can be drawn or driven into the expansion element for expansion, as is known from commercially available expansion anchors. In addition to the bolt or sleeve anchors already mentioned above, so-called drop anchors, undercut anchors and also nail anchors are expansion anchors for the purposes of this invention, this list not being exhaustive.
Das Spreizelement umfasst einen metallischen Grundkörper, auf dessen Außenseite beim Herstellen des Spreizelements eine Funktionsschicht aufgebracht wird. Bezogen auf das Spreizelement oder auf Teile des Spreizelements ist die „Außenseite“ allgemein die Seite, die bei planmäßigem Einbau des Spreizankers in ein Bohrloch zur Wand des Bohrlochs gerichtet ist, während die Innenseite typischerweise mit einem Spreizkörper zum Aufspreizen zusammenwirkt.The expansion element comprises a metallic base body, on the outside of which a functional layer is applied when the expansion element is manufactured. In relation to the expansion element or to parts of the expansion element, the “outside” is generally the side that is directed towards the wall of the borehole when the expansion anchor is installed as planned in a borehole, while the inside typically cooperates with an expansion body for expansion.
Nach dem Aufspreizen liegt die Außenseite der Spreizhülse zumindest teilweise an der Wand des Bohrlochs an. Um einen möglichst guten Halt des Spreizelements und damit des Spreizankers in einem Bohrloch zu gewährleisten, wird beim Herstellen des Spreizelements zumindest ein Teil der Funktionsschicht nach dem Aufbringen auf die Außenseite zu einem Schneidelement umgeformt, das beim Aufspreizen in eine Wand des Bohrlochs einschneidet.After the expansion, the outside of the expansion sleeve is at least partially in contact with the wall of the borehole. In order to ensure the best possible hold of the expansion element and thus the expansion anchor in a borehole, when the expansion element is produced, at least part of the functional layer is formed into a cutting element after it is applied to the outside, which cuts into a wall of the borehole when it is expanded.
Zur Herstellung des Grundkörpers wird typischerweise ein Rohrabschnitt oder ein Stahlblech verwendet. Insbesondere ist der Grundkörper aus einem Stahlband hergestellt, vorzugsweise durch Abtrennen, beispielsweise durch Schneiden oder Stanzen, wobei die Funktionsschicht insbesondere vor dem Abtrennen auf den Grundkörper aufgebracht wird. Wurde die Funktionsschicht vor dem Abtrennen auf den Grundkörper aufgebracht, dann kann das Abtrennen gemeinsam mit dem Umformen des Spreizelements in einem Werkzeug erfolgen. Insbesondere ist das Stahlband um ein Vielfaches länger als ein Grundkörper nach dem Abtrennen. Typischerweise ist das Stahlband zu einem Coil gewickelt, also zu einer Stahlbandrolle, und wird somit als „Endlosband“ verarbeitet. Das Material, aus dem der Grundkörper hergestellt wird, ist beispielsweise ein Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4401 oder 1.4404.A pipe section or sheet steel is typically used to manufacture the base body. In particular, the base body is made from a steel strip, preferably by severing, for example by cutting or punching, the functional layer being applied to the base body in particular prior to severing. If the functional layer was applied to the base body before the separation, the separation can take place together with the reshaping of the expansion element in a tool. In particular, the steel strip is many times longer than a base body after it has been severed. Typically, the steel strip is wound into a coil, i.e. a roll of steel strip, and is thus processed as an "endless belt". The material from which the base body is made is, for example, steel with the material number 1.4401 or 1.4404.
Beim Umformen kann nur die Funktionsschicht, aber auch die Funktionsschicht und der Grundkörper umgeformt werden, wobei auch nur ein Teil der Funktionsschicht umgeformt werden kann. Das Umformen kann auch nur lokal, oder flächig über die gesamte Außenseite der Funktionsschicht erfolgen. Insbesondere ist die Funktionsschicht härter als der Grundkörper. Insbesondere weist die Funktionsschicht eine Härte von mindestens 55 HRC auf, insbesondere von mindestens 60 HRC und insbesondere von mindestens 65 HRC, während der Grundkörper eine Härte kleiner als 55 HRC aufweist, insbesondere eine Härte zwischen 20 HRC und 40 HRC. „HRC“ steht hier für die im Verfahren nach Skala C gemessene Härte nach Rockwell gemäß DIN EN ISO 6508-1:2016-12. Die Funktionsschicht kann bereits direkt nach dem Aufbringen auf den Grundkörper härter als der Grundkörper sein oder aber erst nach dem Umformen, bei dem es regelmäßig zu einer Verfestigung der Funktionsschicht und einer Zunahme der Härte kommt.During reshaping, only the functional layer, but also the functional layer and the base body, can be reshaped, with only a part of the functional layer also being able to be reshaped. The reshaping can also take place only locally or over the entire outside of the functional layer. In particular, the functional layer is harder than the base body. In particular, the functional layer has a hardness of at least 55 HRC, in particular of at least 60 HRC and in particular of at least 65 HRC, while the base body has a hardness less than 55 HRC, in particular a hardness between 20 HRC and 40 HRC. "HRC" stands for the Rockwell hardness measured in the method according to scale C in accordance with DIN EN ISO 6508-1: 2016-12. The functional layer can already be harder than the basic body immediately after it has been applied to the base body, or only after reshaping, during which the functional layer regularly solidifies and the hardness increases.
Insbesondere wird beim Umformen ein Teil des Grundkörpers gemeinsam mit der Funktionsschicht umgeformt. Insbesondere im Bereich einer Kontaktfläche, in dem die Funktionsschicht an den Grundkörper grenzt, beziehungsweise in dem sie auf ihn aufgebracht ist, wird der Grundkörper beim Umformen der Funktionsschicht ebenfalls umgeformt. Beim Umformen kann auch Material der Funktionsschicht und/oder des Grundkörpers entfernt werden.In particular, a part of the base body is reshaped together with the functional layer during reshaping. In particular in the area of a contact surface in which the functional layer adjoins the base body or in which it is applied to it, the base body is also reshaped when the functional layer is reshaped. During the reshaping, the material of the functional layer and / or the base body can also be removed.
Erfindungsgemäß wird die Funktionsschicht stoffschlüssig aufgebracht, das heißt, dass die Funktionsschicht und der Grundkörper stoffschlüssig an der Kontaktfläche miteinander verbunden werden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Kleben erfolgen, in dem die Funktionsschicht auf den Grundkörper aufgeklebt wird. Insbesondere kann die Funktionsschicht auf den Grundkörper aufgeschweißt werden.According to the invention, the functional layer is applied cohesively, that is to say that the functional layer and the base body are cohesively connected to one another on the contact surface. The connection can be made, for example, by gluing, in which the functional layer is glued to the base body. In particular, the functional layer can be welded onto the base body.
Vorzugsweise wird die Funktionsschicht mittels Auftragschweißen, also durch einen Oberflächenauftrag mittels Aufschmelzens und gleichzeitigem Aufbringen des Materials, aus dem die Funktionsschicht besteht, auf den Grundkörper aufgebracht. Das heißt, dass an der Kontaktfläche durch das Auftragschweißen die Funktionsschicht während des Schweißvorgangs aufgebracht wird. Insbesondere erfolgt das Aufbringen mittels Laserauftragschweißen, beispielsweise mittels Laser-Draht- oder Laser-Pulver-Auftragschweißen. Durch Auftragschweißen ist ein definierter Auftrag der Funktionsschicht gewährleistet. Insbesondere das Laserauftragschweißen ist ein prozesssicheres Verfahren, mit dem es möglich ist, auch eine räumlich eng begrenzte Funktionsschicht maßhaltig in einem engen Toleranzfeld aufzubringen.The functional layer is preferably applied to the base body by means of build-up welding, that is to say by means of surface application by means of melting and simultaneous application of the material from which the functional layer is made. This means that the functional layer is applied to the contact surface by build-up welding during the welding process. In particular, the application takes place by means of laser deposition welding, for example by means of laser wire or laser powder deposition welding. A defined application of the functional layer is guaranteed by build-up welding. Laser deposition welding, in particular, is a process-reliable process with which it is possible to apply even a spatially narrowly limited functional layer in a dimensionally accurate manner within a narrow tolerance range.
Vorzugsweise werden der Grundkörper und die Funktionsschicht gemeinsam umgeformt. „Gemeinsam“ meint hier, dass das Umformen in einem Werkzeug, insbesondere in einem Folgeverbundwerkzeug und insbesondere gleichzeitig, in einem Verfahrensschritt, erfolgt. Beispielsweise kann beim Umformen der Funktionsschicht auch gleichzeitig der Grundkörper gebogen oder Teile aus dem Grundkörper gestanzt werden. Dies kann in einem Folgeverbundwerkzeug nacheinander oder in einer Station des Werkzeugs gleichzeitig erfolgen. Die gemeinsame Bearbeitung von Grundkörper und Funktionsschicht gewährleistet eine sehr schnelle und prozesssichere Herstellung des Spreizelements des erfindungsgemäßen Spreizankers.The base body and the functional layer are preferably reshaped together. “Together” means here that the forming takes place in one tool, in particular in a progressive tool, and in particular at the same time, in one process step. For example, when the functional layer is reshaped, the base body can also be bent or parts punched out of the base body at the same time. This can take place one after the other in a progressive tool or at the same time in one station of the tool. The joint processing of the base body and the functional layer ensures a very fast and reliable production of the expansion element of the expansion anchor according to the invention.
Vorzugsweise erfolgt das Umformen durch Kaltumformung, insbesondere mittels einer Presse, die zwei Formhälften aufweist: eine Matrix und einen Stempel. In diesem Fall wird das Spreizelement als Gesamtes, oder auch nur die Funktionsschicht, oder Teile der Funktionsschicht und/oder des Grundkörpers in eine gewünschte Form gepresst, ohne dass eine zusätzliche Erwärmung erfolgt. Dabei kann es für eine einfache Bearbeitung vorteilhaft sein, wenn aus dem Prozess des Aufbringens der Funktionsschicht, beispielsweise durch Schweißen, noch eine Restwärme vorhanden ist.The deformation is preferably carried out by cold deformation, in particular by means of a press which has two mold halves: a matrix and a punch. In this case, the expansion element as a whole, or only the functional layer, or parts of the functional layer and / or the base body, is pressed into a desired shape without additional heating occurring. It can be advantageous for simple processing if there is still residual heat from the process of applying the functional layer, for example by welding.
Insbesondere erfolgt das Aufbringen der Funktionsschicht und das Umformen in aufeinanderfolgenden Schritten in einer Produktionslinie. Mit „Produktionslinie“ ist gemeint, dass beim Herstellen des Spreizelements der Grundkörper kontinuierlich bewegt und von einer Arbeitsstation, in der beispielsweise die Funktionsschicht mittels Laserauftragschweißen auf den Grundkörper aufgebracht wird, weiter zu einer Station bewegt wird, in der das Umformen erfolgt. Insbesondere wird dabei die Funktionsschicht mittels Laserauftragschweißen kontinuierlich auf ein „Endlosband“ eines Coils aufgebracht, und das Spreizelement erst beim oder nach dem Umformen in einem Folgeverbundwerkzeug vom übrigen Endlosband abgetrennt. Insbesondere erfolgt das Auftragschweißen, während das Band in der Produktionslinie bewegt wird, insbesondere bei der Bewegung hin zu einem Folgeverbundwerkzeug.In particular, the application of the functional layer and the reshaping take place in successive steps in a production line. “Production line” means that when the expansion element is manufactured, the base body is moved continuously and is moved from a work station, in which, for example, the functional layer is applied to the base body by means of laser deposition welding, to a station in which the forming takes place. In particular, the functional layer is applied continuously to an “endless belt” of a coil by means of laser deposition welding, and the expansion element is only separated from the rest of the endless belt during or after forming in a progressive tool. In particular, the build-up welding takes place while the strip is being moved in the production line, in particular when moving towards a progressive tool.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Funktionsschicht lokal begrenzt auf den Grundkörper aufgebracht wird. Die Funktionsschicht wird in diesem Fall also nicht vollflächig auf die Außenseite des Grundkörpers aufgebracht, sondern nur lokal, insbesondere nur dort, wo ein Schneidelement durch das Umformen hergestellt werden soll. Das Aufbringen der Funktionsschicht kann punktuell erfolgen, beispielsweise indem mehrere in Umfangsrichtung oder in Längsrichtung des fertigen Spreizelements voneinander beabstandete Punkte auf den Grundkörper aufgebracht werden. Alternativ kann die Funktionsschicht auch als zusammenhängende Linie aufgebracht werden, die sich beispielsweise über den gesamten Umfang des fertigen Spreizelements erstreckt, wobei auch mehrere voneinander beabstandete Linien möglich sind.It is also preferred that the functional layer is applied to the base body in a locally limited manner. In this case, the functional layer is not applied over the entire surface to the outside of the base body, but only locally, in particular only where a cutting element is to be produced by the reshaping. The functional layer can be applied selectively, for example by applying a plurality of points spaced apart from one another in the circumferential direction or in the longitudinal direction of the finished expansion element to the base body. Alternatively, the functional layer can also be applied as a coherent line that extends, for example, over the entire circumference of the finished spreading element, with several lines spaced apart from one another also being possible.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Funktionsschicht an einem in Einbringrichtung vorderen Abschnitt des Spreizelements aufgebracht und dieser Abschnitt umgeformt. Das Umformen erfolgt also zumindest in dem in Einbringrichtung vorderen Abschnitt des Spreizelements. Mit „Einbringrichtung“ ist die Richtung gemeint, in die der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Spreizanker planmäßig in ein Bohrloch eingebracht wird. Der „in Einbringrichtung vordere Abschnitt des Spreizelements“ ist somit der Abschnitt des Spreizelements, der bei planmäßigem Einbringen des Spreizankers in ein Bohrloch als erstes in das Bohrloch gelangt. Das Anbringen der Funktionsschicht und somit des Schneidelements an dem in Einbringrichtung vorderen Abschnitt des Spreizelements hat den Vorteil, dass das Schneidelement beim Aufspreizen des Spreizelements tief im Bohrloch angeordnet ist und somit an einem tiefen Punkt in die Wand des Bohrlochs einschneidet, sodass der Spreizanker große Verankerungskräfte in den Verankerungsgrund einleiten kann. Insbesondere bildet das Schneidelement das vordere Ende der Außenseite des Spreizelements.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the functional layer is applied to a section of the expansion element that is at the front in the direction of insertion and this section reshaped. The deformation takes place at least in the front section of the expansion element in the insertion direction. The “direction of insertion” means the direction in which the expansion anchor produced by the method according to the invention is planned to be inserted into a borehole. The “front section of the expansion element in the direction of insertion” is thus the section of the expansion element which, when the expansion anchor is inserted into a borehole as planned, is the first to get into the borehole. Attaching the functional layer and thus the cutting element to the front section of the expansion element in the insertion direction has the advantage that the cutting element is arranged deep in the borehole when the expansion element is expanded and thus cuts into the wall of the borehole at a deep point, so that the expansion anchor has great anchoring forces can initiate into the anchoring ground. In particular, the cutting element forms the front end of the outside of the expansion element.
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Funktionsschicht aus einer Eisenlegierung ist. Bei der Funktionsschicht kann es sich insbesondere um einen Stahl oder Edelstahl handeln, beispielsweise um Stahl mit der Werkstoffnummer 1.4401 oder 1.4037. Ist der Grundkörper ebenfalls aus einem Stahl oder einem Edelstahl hergestellt, so ist der Kohlenstoffgehalt der Funktionsschicht insbesondere größer als der Kohlenstoffgehalt im Grundkörper. Insbesondere besteht die Funktionsschicht aus einem härtbaren Stahl, insbesondere aus einem Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt, der größer oder gleich 0,2 Gewichtsprozent ist, der nach dem Aufschweißen und Umformen in einer einem Fachmann an sich bekannten Weise gehärtet werden kann, beispielsweise durch Anlassen und Abschrecken.It is also preferred that the functional layer is made of an iron alloy. The functional layer can in particular be a steel or stainless steel, for example steel with the material number 1.4401 or 1.4037. If the base body is also made from steel or a stainless steel, the carbon content of the functional layer is in particular greater than the carbon content in the base body. In particular, the functional layer consists of a hardenable steel, in particular a steel with a carbon content that is greater than or equal to 0.2 percent by weight, which after welding and reshaping can be hardened in a manner known per se to a person skilled in the art, for example by tempering and quenching .
Vorzugsweise können in die Funktionsschicht Partikel aus einem Hartstoff eingebracht sein. „Hartstoff“ meint hier einen Stoff, der härter als das Material ist, aus dem die Matrix der Funktionsschicht besteht, in der die Partikel eingebettet sind. Die Matrix besteht insbesondere aus einer Eisenlegierung, insbesondere aus Stahl oder Edelstahl, wie dies bereits oben für die Funktionsschicht beschrieben ist. Beispielsweise sind die Partikel aus einem metallartigen Carbid, beispielsweise aus Wolframcarbid, aus Korund oder aus einem Oxid, beispielsweise Aluminiumoxid, wobei die Aufzählung nicht abschließend ist. Die Partikel werden insbesondere mittels Laser-Pulver-Auftragschweißen mit der Matrix, in die die Partikel eingebettet sind, auf den Grundkörper aufgebracht, wobei die Partikel im aufzuschweißenden Pulver enthalten sind. Die Partikel sind so hart, dass sie in den Ankergrund einschneiden. Insbesondere ist Partikel so hart, dass sie in bauüblilchen Beton der Druckfestigkeitsklasse C20/25 gemäß
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die Höhe des Schneidelements mindestens 10 % der Dicke des Grundkörpers. Insbesondere beträgt die Höhe mindestens 20 %, insbesondere mindestens 25 % der Dicke des Grundkörpers. „Höhe“ und „Dicke“ meint hier die Abmessung in radiale Richtung zur Längsachse des fertig hergestellten Spreizankers, wobei die Höhe und Dicke jeweils im Bereich einer Kontaktfläche gemessen wird, in der die Funktionsschicht an den Grundkörper grenzt bzw. über die das Schneidelement mit dem Grundkörper verbunden ist. Die „Längsachse“ verläuft parallel zur oder ist identisch mit der Einbringrichtung des Spreizankers beim planmäßigen Einbringen des Spreizankers in ein Bohrloch. Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass durch die im Verhältnis zum Grundkörper relativ dicke Funktionsschicht der Grundkörper selbst durch die Funktionsschicht verstärkt wird, sodass es beim Einschneiden des aus der Funktionsschicht geformten Schneidelements in eine Wand eines Bohrlochs nicht zu einem Versagen des Grundkörpers kommt. Ist die Dicke der Funktionsschicht dagegen zu dünn gewählt, kann es sein, dass der Grundkörper sich durch den Druck, der beim Aufspreizen des Spreizelements auf den Grundkörper ausgeübt wird, verformt, sodass das Schneidelement nicht in die Wand des Bohrlochs eindringen kann, sondern der Grundkörper praktisch ausweicht und wegfließt, sodass das Schneidelement keine Stützung durch den Grundkörper mehr erfährt. Für eine besonders stabile Ausbildung des Spreizelements im Bereich des Schneidelements kann vorgesehen sein, dass die in Längsrichtung gemessene Länge des Spreizkörpers ebenfalls mindestens 10 % der Dicke des Grundkörpers beträgt. Insbesondere beträgt die Länge mindestens 20 %, insbesondere mindestens 25 % der Dicke des Grundkörpers. Insbesondere ist die Länge und die Höhe des Spreizelements im Wesentlichen gleich. Insbesondere ist die Länge größer als die Höhe des Spreizelements.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the height of the cutting element is at least 10% of the thickness of the base body. In particular, the height is at least 20%, in particular at least 25% of the thickness of the base body. "Height" and "thickness" here mean the dimensions in the radial direction to the longitudinal axis of the finished expansion anchor, the height and thickness each being measured in the area of a contact area in which the functional layer adjoins the base body or via which the cutting element with the Base body is connected. The "longitudinal axis" runs parallel to or is identical to the direction in which the expansion anchor is inserted when the expansion anchor is inserted into a borehole as planned. Tests have shown that the functional layer, which is relatively thick in relation to the base body, reinforces the base body itself by the functional layer, so that when the cutting element formed from the functional layer is cut into a wall of a borehole, the base body does not fail. If, on the other hand, the thickness of the functional layer is chosen to be too thin, the base body may be deformed by the pressure that is exerted on the base body when the expansion element spreads open, so that the cutting element cannot penetrate the wall of the borehole, but the base body practically evades and flows away, so that the cutting element is no longer supported by the base body. For a particularly stable design of the expansion element in the area of the cutting element, it can be provided that the length of the expansion body measured in the longitudinal direction is also at least 10% of the thickness of the base body. In particular, the length is at least 20%, in particular at least 25% of the thickness of the base body. In particular, the length and the height of the expansion element are essentially the same. In particular, the length is greater than the height of the expansion element.
Der erfindungsgemäße Spreizanker weist ein Spreizelement mit einem metallischen Grundkörper auf. Mit dem Spreizelement ist der Spreizanker in einem Bohrloch in einem Verankerungsgrund verankerbar, in dem ein Schneidelement in eine Wand des Bohrlochs einschneidet. Hierzu ist das Schneidelement auf einer Außenseite des metallischen Grundkörpers angeordnet. Das Schneidelement ist erfindungsgemäß stoffschlüssig auf den Grundkörper aufgebracht. Insbesondere ist das Schneidelement durch Umformen aus einer auf den Grundkörper aufgebrachten Funktionsschicht hergestellt, insbesondere durch ein Verfahren, wie es oben beschrieben ist. Zudem weist das Schneidelement des erfindungsgemäßen Spreizankers Fließlinien auf, wie sie für Kaltmassivumformprozesse durch das Fließen des umzuformenden Materials, hier der Funktionsschicht zum Schneidelement, typisch sind.The expansion anchor according to the invention has an expansion element with a metallic base body. With the expansion element, the expansion anchor can be anchored in a borehole in an anchoring base in which a cutting element cuts into a wall of the borehole. For this purpose, the cutting element is arranged on an outside of the metallic base body. According to the invention, the cutting element is applied to the base body in a materially bonded manner. In particular, the cutting element is produced by reshaping from a functional layer applied to the base body, in particular by a method as described above. In addition, the cutting element of the expansion anchor according to the invention has flow lines as they are for Cold massive forming processes through the flow of the material to be formed, here the functional layer to the cutting element, are typical.
Die Kontaktfläche, über die das Schneidelement mit dem Grundkörper verbunden ist, weist bei dem erfindungsgemäßen Spreizanker vorzugsweise eine Form auf, die von der an die Kontaktfläche angrenzende Fläche der Außenseite des Grundkörpers abweicht. Beispielsweise ist die an die Kontaktfläche angrenzende Fläche der Außenseite des Grundkörpers Teil einer zylindrischen Mantelfläche, die das Spreizelement des Spreizankers vor dem Aufspreizen aufweist. Dagegen weicht die Kontaktfläche von einer Mantelfläche ab, da sie durch das Umformen der Funktionsschicht zum Schneidelement ebenfalls umgeformt wurde. Insbesondere weist die Kontaktfläche, bezogen auf die radiale Richtung zur Längsachse des fertig hergestellten Spreizankers, zumindest eine Vertiefung und/oder eine Erhöhung auf, und/oder sie ist allgemein zweidimensional gewölbt.In the expansion anchor according to the invention, the contact surface via which the cutting element is connected to the base body preferably has a shape which deviates from the surface on the outside of the base body adjoining the contact surface. For example, the surface of the outside of the base body adjoining the contact surface is part of a cylindrical jacket surface which the expansion element of the expansion anchor has before it is expanded. On the other hand, the contact surface deviates from a lateral surface, since it was also reshaped by the reshaping of the functional layer into a cutting element. In particular, the contact surface has at least one depression and / or an elevation in relation to the radial direction to the longitudinal axis of the finished expansion anchor, and / or it is generally arched two-dimensionally.
Weiterhin ist bevorzugt, dass das Schneidelement mindestens eine Unterfüllung an seiner Außenseite aufweist. Eine „Unterfüllung“ ist ein Bereich, in dem die gewünschte Form durch das Umformen nicht vollständig erreicht wird. Soll beispielsweise das Schneidelement eine ebene Fläche beziehungsweise eine Kegel- oder eine Zylinderfläche aufweisen, würde das Schneidelement im Bereich der Unterfüllung, und nur dort, die gewünschte Fläche nicht berühren. Bei einer Unterfüllung handelt es sich allgemein gesprochen um eine, bezogen auf eine planmäßig herzustellende Fläche, lokale Vertiefung.It is also preferred that the cutting element has at least one underfill on its outside. "Underfilling" is an area in which the desired shape is not completely achieved by forming. If, for example, the cutting element is to have a flat surface or a conical or cylindrical surface, the cutting element would not touch the desired surface in the area of the underfill and only there. Generally speaking, underfilling is a local depression in relation to an area to be produced according to plan.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Spreizankers besteht das Schneidelement aus mehreren aufgeschweißten Schichten. Diese mehreren Schichten bilden gemeinsam die Funktionsschicht, aus der durch Umformen das Schneidelement hergestellt wird.In a further preferred embodiment of the expansion anchor according to the invention, the cutting element consists of several layers welded on. These several layers together form the functional layer from which the cutting element is produced by reshaping.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des Ausführungsbeispiels aufweisen, sind möglich.The features and combinations of features, designs and configurations of the invention mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or drawn in a figure, are not only in the respectively specified or drawn combination, but also in basically any other combination Combinations or can be used individually. Embodiments of the invention are possible which do not have all the features of a dependent claim. Individual features of a claim can also be replaced by other disclosed features or combinations of features. Embodiments of the invention that do not have all the features of the exemplary embodiment are possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.
Es zeigen:
-
1 das Aufbringen einer Funktionsschicht auf die Außenseite eines Grundkörpers beim Herstellen eines erfindungsgemäßen Spreizankers in einer Schnittdarstellung; -
2 das Aufbringen in einer gegenüber der1 um 90 Grad gedrehten Ansicht; -
3 das Umformen der Funktionsschicht und des Grundkörpers; -
4 den erfindungsgemäßen Spreizanker in einem Bohrloch in einer Schnittdarstellung; und -
5 eine vergrößerte Darstellung desAusschnitts V der 4 .
-
1 the application of a functional layer to the outside of a base body when producing an expansion anchor according to the invention in a sectional view; -
2 applying in an opposite the1 view rotated 90 degrees; -
3 reshaping the functional layer and the base body; -
4th the expansion anchor according to the invention in a borehole in a sectional view; and -
5 an enlarged view of section V of4th .
In den
Das Spreizelement des erfindungsgemäßen Spreizankers
Der Grundkörper
Wie in den Figuren zu sehen ist, wurde die Funktionsschicht
Durch das Kaltumformen der Funktionsschicht
Dadurch, dass das Schneidelement
Durch das Umformen durch Pressen weist das Schneidelement
Damit das Schneidelement
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spreizankers
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SpreizankerExpansion anchor
- 22
- SpreizelementExpansion element
- 33
- BohrlochBorehole
- 44th
- VerankerungsgrundAnchoring base
- 55
- GrundkörperBase body
- 66th
- Außenseite des Grundkörpers 5Outside of the main body 5
- 77th
- FunktionsschichtFunctional layer
- 88th
- SchneidelementCutting element
- 99
-
Wand des Bohrlochs 3Wall of the
borehole 3 - 1010
- SpreizkörperExpansion body
- 1111
- Laserstrahllaser beam
- 1212th
- Pulverpowder
- 1313th
- vorderer Abschnitt des Spreizelements 2front section of the expansion element 2
- 1414th
- vorderes Ende des Spreizelements 2front end of the expansion element 2
- 1515th
- Partikel eines HartstoffsParticles of a hard material
- 1616
- KontaktflächeContact area
- 1717th
- FließlinieFlow line
- 1818th
- UnterfüllungUnderfill
- 1919th
- Außenseite des Schneidelements 8Outside of the cutting element 8
- 2020th
- erste aufgeschweißte Schichtfirst welded layer
- 2121
- zweite aufgeschweißte Schichtsecond welded layer
- 2222nd
- Schaftshaft
- 2323
- SpreizhülseExpansion sleeve
- 2424
- StahlbandSteel belt
- 2525th
- Matrixmatrix
- 2626th
- AuflageEdition
- 2727
- FolgeverbundwerkzeugProgressive tool
- 2828
-
an die Kontaktfläche
16 angrenzende Fläche des Grundkörpers 5to thecontact surface 16 adjoining surface of the base body 5 - dd
- Dicke des Grundkörpers 5Thickness of the main body 5
- EE.
-
Einbringrichtung des Spreizankers
1 in das Bohrloch 3Insertion direction of the expansion anchor1 into theborehole 3 - hH
- Höhe des Schneidelements 8Height of the cutting element 8
- LL.
-
Längsachse des Spreizankers
1 Longitudinal axis of the expansion anchor1
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 10108844 A [0002]DE 10108844 A [0002]
- EP 1807629 B1 [0003]EP 1807629 B1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN EN 206:2017-01 [0020]DIN EN 206: 2017-01 [0020]
- DIN 1045-2:2008-08 [0020]DIN 1045-2: 2008-08 [0020]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020105259.6A DE102020105259A1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Method for producing an expansion anchor and expansion anchor |
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ID=77270846
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DE102020105259.6A Pending DE102020105259A1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | Method for producing an expansion anchor and expansion anchor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020105259A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023217566A1 (en) | 2022-05-11 | 2023-11-16 | Fischerwerke Gmbh & Co. Kg | Self-cutting undercut anchor |
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DE10108844A1 (en) | 2001-02-23 | 2002-09-05 | Hilti Ag | Making casing of expanding masonry bolt, commences by coating with sliding paint, followed by stamping and bending to shape |
EP1807629B1 (en) | 2004-11-04 | 2011-04-13 | fischerwerke GmbH & Co. KG | Expansion anchor |
-
2020
- 2020-02-28 DE DE102020105259.6A patent/DE102020105259A1/en active Pending
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