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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verankerungselement zum Vergießen in Beton, mit einer Ankerschiene mit einem Kanal zur Aufnahme von Befestigungsmitteln und einer Vielzahl von Haltemitteln zur Fixierung von Ankerelementen, und ein Verfahren zur Montage eines Verankerungselementes.
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Die
DE 10 2008 029 838 A1 offenbart eine Ankerschiene, an der an einem Kanal Befestigungsmittel, wie Hammerkopfschrauben, montiert werden können. An der Ankerschiene sind hervorstehende Ankerstege ausgebildet, die in Beton vergossen werden. Solche Ankerschienen haben sich an sich bewährt, allerdings können die hervorstehenden Ankerstege mit einer Bewehrung kollidieren, die in dem Betonkörper vorgesehen sind. Durch den starren Abstand der Ankerstege kann es somit zu Problemen bei der Montage an einer Bewehrung kommen.
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In der
US 2005/0217197 ist eine Schiene gezeigt, die in Beton vergossen wird. Die Schiene weist ein gebogenes Profil ohne hervorstehende Ankerstege auf und wird über Bügel an einem Schalungsbauteil fixiert. Solche Schienen besitzen nur geringe Haltekräfte in einem gegossenen Betonteil und können bei einer mechanischen Belastung durch Befestigungsmittel ausreißen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verankerungselement und ein Verfahren zur Montage eines Verankerungselementes zu schaffen, bei dem an dem Verankerungselement hohe Haltekräfte aufgenommen werden können und das flexibel an die jeweilige Einbausituation angepasst werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Verankerungselement mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einem Verfahren zur Montage eines Verankerungselementes mit den Merkmalen des Anspruches 10 gelöst.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verankerungselement umfasst eine Ankerschiene einen Kanal zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise von Hammerkopfschrauben, und eine Vielzahl von Haltemitteln, wobei mindestens ein Ankerelement separat von der Ankerschiene hergestellt ist und an einem der Haltemittel der Ankerschiene mechanisch fixiert ist. Dadurch kann bei der Montage des Verankerungselementes entschieden werden, an welchem Haltemittel ein Ankerelement fixiert wird, so dass dieses flexibel in Abhängigkeit von der Anordnung von Bewehrungselementen positioniert werden kann. Die Montage kann auch noch auf der Baustelle vor dem Vergießen von Beton erfolgen. Zudem können an Bereichen mit hoher Belastung durch die spätere Montage mehr Ankerelemente montiert werden als in Bereichen mit voraussichtlich geringerer Belastung. Dies ermöglicht eine flexible Gestaltung der Positionierung und der Auswahl der Anzahl der Verankerungselemente.
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Vorzugsweise wird das mindestens eine Ankerelement klemmend und/oder rastend an der Ankerschiene fixiert. Dabei kann das mindestens eine Ankerelement über eine Schwenkbewegung und/oder eine Schiebebewegung an der Ankerschiene fixiert werden, wobei die Haltemittel als Rastaufnahme, Öffnung, Vorsprung oder Rasthaken ausgebildet sein können. Die Haltemittel können in Längsrichtung der Ankerschiene in regelmäßigen Abständen angeordnet sein, damit eine einfache Montage der Ankerelemente an der gewünschten Position möglich ist.
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Für einen kompakten Aufbau weist die Ankerschiene zwei parallele Wände auf die über Verbindungsstege aneinander gehalten sind. Dabei können die Haltemittel als Öffnungen ausgebildet sein. Die Herstellung der Öffnung erfolgt vorzugsweise über Ausstanzen, wobei der ausgestanzte Teil der Öffnung beispielsweise als Verbindungssteg eingesetzt werden kann, der die zwei Wände miteinander verbindet. Wenn an jeder Wand hervorstehende Verbindungsstege durch Stanzen und Biegen hergestellt werden, lassen sich diese in der gewünschten Position aneinander fixieren, beispielsweise verschweißen, so dass die Herstellung der Ankerschiene mit geringem Materialeinsatz erfolgen kann. Die Herstellung der Ankerschiene mit den Verbindungsstegen kann beispielsweise so erfolgen, wie dies in der
DE 10 2020 103 568 beschrieben ist.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Ankerelement mit einem ersten Vorsprung in eine Öffnung in der ersten Wand der Ankerschiene und mit einem zweiten Vorsprung in eine Öffnung in der zweiten Wand an der gegenüberliegenden Seite der Ankerschiene eingefügt. Dadurch kann das Ankerelement stabil an den beiden Wänden fixiert werde, insbesondere durch Verrasten. Für eine einfache Montage kann an mindestens einem Vorsprung, vorzugsweise an beiden Vorsprüngen, eine Anlaufschräge zum Einschieben oder Einschwenken des Ankerelementes ausgebildet sein. Beim Einschieben oder Einschwenken können sich die parallel ausgerichteten Wände elastisch verformen, beispielsweise aufspreizen, damit dann das Ankerelement beim Einfügen der Vorsprünge in die Öffnungen verrastet werden kann.
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Für eine stabile Fixierung der Befestigungsmittel an der Ankerschiene kann an jeder Wand der Ankerschiene ein nach innen in den Kanal ragender Steg mit einer Verzahnung angeschweißt oder angeformt sein. Wenn der Steg angeschweißt wird, weist dieser vorzugsweise einen von dem Kanal nach außen hervorstehenden Abschnitt auf, so dass der Steg in einem mittleren Bereich an einer der Wände angeschweißt ist. Der nach innen ragende Abschnitt dient zur Fixierung eines Befestigungsmittels, während der nach außen ragende Abschnitt des Steges als Gegenlager wirkt, wenn das Befestigungsmittel auf Zug belastet wird und somit für ein geringfügiges Verschwenken des Steges sorgt. Dies erhöht die Haltekräfte der Ankerschiene für Befestigungsmittel.
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Das mindestens eine Ankerelement umfasst vorzugsweise einen Steg, der im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung der Ankerschiene hervorsteht und ein verbreitertes Fußelement. Der Steg kann dabei im Querschnitt rund, kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Das Fußelement ist verbreitert ausgebildet, steht also in seitliche Richtung hervor und kann somit optimiert in das Betonmaterial eingebettet sein. Das Ankerelement ist beispielsweise aus einem Stahlblech hergestellt, beispielsweise ausgeschnitten, insbesondere im Laserschneidverfahren, so dass die Ankerelemente mit exakter Geometrie hergestellt werden können und mit vorbestimmten Montagekräften an der Ankerschiene montiert werden können. Die Länge und Geometrie der Ankerelemente im Bereich des Steges und des Fußelementes kann abhängig von den zu erwartenden Belastungen ausgewählt werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Ankerschiene mit einem Kanal zur Aufnahme von Befestigungsmitteln bereitgestellt, wobei separat von der Ankerschiene eines oder mehrere Ankerelemente hergestellt werden. Anschließend wird mindestens ein Ankerelement an einem Haltemittel der Ankerschiene durch Einschwenken oder Einschieben fixiert, um dann die Ankerschiene mit dem mindestens einen Ankerelement in Beton einzugießen. Dies ermöglicht eine flexible Anordnung der Ankerelemente entlang der Ankerschiene, abhängig von der Position der Bewehrungselemente oder der zu erwartenden mechanischen Belastungen.
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Vorzugsweise wird beim Einschieben oder Einschwenken des Ankerelementes eine elastische Verformung von zwei Wänden der Ankerschiene bewirkt, so dass das Ankerelement an der Ankerschiene verrastet wird. Über die Länge der Ankerschiene verteilt können dabei mehrere Ankerelemente an der Ankerschiene verrastet werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Verankerungselementes;
- 2A bis 2D mehrere Ansichten des Verankerungselementes der 1;
- 3 eine Ansicht des Ankerelementes des Verankerungselementes der 1 ;
- 4 eine Ansicht der Montage des Ankerelementes der 3 an der Ankerschiene;
- 5A und 5B zwei Ansichten eines modifizierten Verankerungselementes;
- 6 eine Ansicht des modifizierten Ankerelementes der 5, und
- 7 eine Ansicht der Montage des modifizierten Ankerelementes der 5.
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Ein Verankerungselement 1 umfasst eine Ankerschiene 2, an der ein Kanal 3 für Befestigungsmittel, wie Hammerkopfschrauben, ausgebildet ist. Die Ankerschiene 2 weist zwei voneinander beabstandete parallele Wände 4 und 5 auf, zwischen denen der Kanal 3 angeordnet ist. An jeder Wand 4 und 5 sind über die Längsrichtung der Ankerschiene 2 verteilt eine Vielzahl von Öffnungen 6 ausgespart. Die Ankerschiene 2 ist nur verkürzt dargestellt und ist in der Praxis länger ausgebildet, beispielsweise zwischen 0,1m bis 5m, insbesondere zwischen 0,3m bis 2m.
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An der Ankerschiene 2 ist mindestens ein Ankerelement 20 fixiert, das mit einem Kopfabschnitt 21 zwischen den zwei Wänden 4 und 5 gehalten ist und einen länglichen Steg 22 aufweist, an dessen Ende ein verbreitertes Fußelement 23 integral angeformt oder fixiert ist.
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Das Verankerungselement 1 ist in den 2A bis 2D im Detail gezeigt. Jede Öffnung 6 ist durch Ausstanzen oder Schneiden und Biegen eines Verbindungssteges 7 hergestellt, der von der Wand 4 oder 5 nach innen hervorsteht, wobei die beiden Verbindungsstege 7 aneinander fixiert sind, beispielsweise durch Schweißen.
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An jeder Wand 4 und 5 ist ferner ein Steg 8 fixiert oder angeformt, der nach innen zu dem Kanal 3 hervorsteht. An einer Stirnseite jedes Steges 8 ist im Bereich des Kanals 3 eine Verzahnung 9 vorgesehen, so dass Befestigungsmittel in Längsrichtung der Ankerschiene 2 über die Verzahnung 9 festgelegt werden können, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2020 102 977 offenbart ist.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Steg 8 als separates Bauteil hergestellt und an einer Stirnseite 12 der Wand 4 oder 5 angeschweißt. Dadurch kann der Steg 8 beispielsweise aus dickerem oder stabilerem Material hergestellt sein als die Wände 4 oder 5, um höhere Haltekräfte aufnehmen zu können. Der Steg 8 weist dabei einen nach innen zu dem Kanal 3 ragenden Abschnitt und einen nach außen von der Wand 4 oder 5 hervorstehenden Abschnitt auf, der bei einer Belastung des Steges 8 durch ein Befestigungsmittel als Gegenlager dient, um den Steg 8 an der Außenseite der Wand 4 oder 5 abzustützen. Optional ist es auch möglich, den Steg 8 integral mit der Wand 4 oder 5 auszubilden durch eine nach innen zu dem Kanal 3 gerichtete Umbiegung.
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Jede Wand 4 oder 5 der Ankerschiene 2 besitzt Abschnitte mit größerer Höhe H, an denen jeweils eine Öffnung 6 ausgespart ist und Bereiche mit geringerer Höhe h, die eine Verformung der Ankerschiene 2 oder ein Abtrennen erleichtern. Die Höhe h kann beispielsweise weniger als 50 % der Höhe H betragen, so dass die Ankerschiene 2 an der Unterseite der Wände 4 und 5 wellenförmig verläuft.
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Zwei Bereiche der Wände 4 und 5 mit einer Öffnung 6 sind vorzugsweise über einen Bereich mit geringerer Höhe h verbunden, wobei zwischen den beiden Bereichen eine Aussparung 10 vorgesehen ist, die beispielsweise etwa die gleiche Erstreckung in Längsrichtung besitzt wie die Abschnitte mit den Öffnungen 6, so dass die Ankerschiene 2 durch ein optimiertes Schnittmuster mit geringem Materialeinsatz herstellbar ist.
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Jede Öffnung 6 ist in Draufsicht im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet, wobei unterhalb des Verbindungssteges 7 zwei Vorsprünge 11 in die Öffnung 6 ragen. Diese können zur Fixierung des Ankerelementes 20 eingesetzt werden.
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In der montierten Position ist der Kopfabschnitt 21 zwischen den zwei Wänden 4 und 5 angeordnet, wobei der Kopfabschnitt 21 zwei Vorsprünge 24 aufweist und jeder Vorsprung 24 in eine Öffnung 6 ragt. Dabei ist an dem Vorsprung 24 eine untere Auflagefläche 26 ausgebildet, die auf einer Kante an der Öffnung 6 der Wand 4 oder 5 aufliegt. An der Auflagefläche 26 ist ein nach unten ragender Vorsprung 27 angeformt, der innen an der Wand 4 oder 5 anliegt, so dass der Kopfabschnitt 21 form- oder kraftschlüssig zwischen den beiden Wänden 4 oder 5 gehalten ist. Der Kopfabschnitt 21 weist an der Oberseite einen Anschlag 28 auf, der in der montierten Position benachbart zu den Verbindungsstegen 7 angeordnet ist, so dass beim Montieren des Ankerelementes 20 dieses nur bis zu den Verbindungsstegen 7 eingeschoben werden kann.
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In 3 ist das Ankerelement 20 im Detail gezeigt. Es ist erkennbar, dass das Ankerelement 20 zu einer Mittelebene symmetrisch ausgebildet ist und an gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge 24 umfasst, an denen jeweils eine Anlaufschräge 25, eine Auflagefläche 26 und ein Vorsprung 27 angeformt sind. Die Länge des Steges 22 sowie die Geometrie des Fußelementes 23 können abhängig von den zu erwartenden Belastungen ausgebildet werden. Das Ankerelement 20 ist aus einem Stahlblech ausgeschnitten, beispielsweise im Laserschweißverfahren, allerdings können auch andere Herstellungsverfahren, wie Schmiedeverfahren, eingesetzt werden.
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In 4 ist die Montage eines Ankerelementes 20 an einer Ankerschiene 2 dargestellt. Das Ankerelement 20 wird mit dem Kopfabschnitt 21 gemäß der oberen Position an den beiden Wänden 4 und 5 positioniert, die an den Anlaufschrägen 25 an dem Kopfabschnitt 21 anliegen. In einem nächsten Schritt wird das Ankerelement 20 zu der Ankerschiene 2 verschoben, wie dies durch den Pfeil dargestellt ist. Durch das Verschieben des Ankerelementes 20 werden die Wände 4 und 5 durch ein Gleiten entlang der Anlaufschrägen 25 nach außen elastisch verformt, wie dies durch die beiden Pfeile symbolisch dargestellt ist. Wenn die Vorsprünge 24 an den Öffnungen 6 ankommen, schwenken die Wände 4 und 5 zurück, so dass das Ankerelement 20 an der Ankerschiene 2 verrastet wird und die in 2C dargestellte Position erreicht ist.
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In den 5A und 5B ist ein modifiziertes Verankerungselement gezeigt, wobei die Ankerschiene 2 identisch zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, an dem ein modifiziertes Ankerelement 20' montiert ist. Das Ankerelement 20' ist nicht symmetrisch im Bereich des Kopfabschnittes 21' ausgebildet, sondern asymmetrisch. Der Steg 22 und das Fußelement 23 sind identisch ausgebildet.
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Der Kopfabschnitt 21 umfasst einen Vorsprung 24 mit einer Anlaufschräge 25, einer Auflagefläche 26 und einem Vorsprung 27 sowie einem Anschlag 28 wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel. Auf der gegenüberliegenden Seite ist jedoch ein modifizierter Vorsprung 29 vorgesehen, der eine Auflagefläche 26 und einen nach unten ragenden Vorsprung 27 aufweist, allerdings eine geringere Höhe. Während der Vorsprung 24 mit dem Anschlag unmittelbar benachbart zu dem Verbindungssteg 7 angeordnet ist, besitzt der Vorsprung 29 einen oberen Anschlag 30, der benachbart zu dem nach innen ragenden Vorsprung 11 an der Öffnung 6 der Wand 4 oder 5 angeordnet ist. Insofern wird der Anschlag 30 an dem Vorsprung 11 verrastet. Im unteren Bereich des Kopfabschnittes 21' wird die Wand 4 oder 5 jeweils durch die Auflagefläche 26 und den nach innen ragenden Vorsprung 27 winkelförmig eingefasst.
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In 6 ist das modifizierte Ankerelement 20' gezeigt. Es ist asymmetrisch ausgebildet und umfasst nur eine Anlaufschräge 25 an dem Vorsprung 24, während der Vorsprung 29 eine geringere Höhe aufweist und somit eine andere Montage ermöglicht.
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Die Montage des modifizierten Ankerelementes 20' ist in 7 dargestellt. Statt einem Einschieben des Ankerelementes erfolgt ein Einschwenken, wobei das Ankerelement zunächst so an die Wände 4 und 5 mit dem Kopfabschnitt 21' angesetzt wird, dass der Ankersteg 22 winklig zu den Wänden 4 und 5 ausgerichtet ist. Dabei wird der Vorsprung 29 schon in die Öffnung 6 an der Wand 5 eingefügt, und die Wand 4 liegt mit einem Ende an der Anlaufschräge 25 an dem Vorsprung 24 an. In dieser Position kann das Ankerelement 20' nun entsprechend dem Pfeil im Uhrzeigersinn gedreht werden, wodurch die Wände 4 und 5 wieder elastisch aufspreizen durch das Gleiten der Anlaufschräge 25 entlang der Wand 4. Das Ankerelement 20' wird solange verschwenkt, bis der Vorsprung 24 in die Öffnung 6 eingreift und dadurch die Wand 4 zurückschwenkt und an der Auflagefläche 26 und dem nach innen ragenden Vorsprung 27 verrastet. Das Einschwenken des Ankerelementes 20' kann mit geringeren Kräften erfolgen als das Einschieben des Ankerelementes 20 gemäß 4. Optional kann ein Ankerelement auch so gestaltet sein, dass sowohl ein Einschieben als auch ein Einschwenken ermöglicht wird, je nachdem, welche Montage auf der Baustelle bevorzugt wird.
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Über die Länge der Ankerschiene 2 verteilt können mehrere Ankerelemente 20 oder 20' montiert werden.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ankerschiene 2 aus zwei Schienenteilen aus einem Stahlblech hergestellt, die über Verbindungsstege 7 aneinander fixiert sind. Es ist natürlich auch möglich, die beiden Schienenteile aus einem Bauteil herzustellen. Zudem kann statt der separat angeschweißten Stege 8 auch ein integral nach innen ragender Steg an jeder Wand 4 oder 5 ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verankerungselement
- 2
- Ankerschiene
- 3
- Kanal
- 4
- Wand
- 5
- Wand
- 6
- Öffnung/Haltemittel
- 7
- Verbindungssteg
- 8
- Steg
- 9
- Verzahnung
- 10
- Aussparung
- 11
- Vorsprung
- 12
- Stirnseite
- 20, 20'
- Ankerelement
- 21, 21'
- Kopfabschnitt
- 22
- Steg
- 23
- Fußelement
- 24
- Vorsprung
- 25
- Anlaufschräge
- 26
- Auflagefläche
- 27
- Vorsprung
- 28
- Anschlag
- 29
- Vorsprung
- 30
- Anschlag
- H
- Höhe
- h
- Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029838 A1 [0002]
- US 2005/0217197 [0003]
- DE 102020103568 [0008]
- DE 102020102977 [0018]
