DE102020133256A1

DE102020133256A1 - Verfahren zur Montage eines Spreizankers sowie Montagesystem

Info

Publication number: DE102020133256A1
Application number: DE102020133256.4A
Authority: DE
Inventors: David Lehmann; Rainer Huss
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Spreizankers (1) in einem Bohrloch (3) in einem Verankerungsgrund (4), wobei zur Montage ein Montagewerkzeug (2) verwendet wird. Der Spreizanker (1) wird durch axiales Schlagen eines Antriebsschafts (16) des Montagewerkzeugs (2) in Richtung der Längsachse (L) auf den Spreizanker (1) in das Bohrloch (3) eingetrieben. Erfindungsgemäß erfolgt das Eintreiben des Spreizankers (1) in das Bohrloch (3) bei gleichzeitigem Drehen des Montagewerkzeugs (2) um die Längsachse (L).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Spreizankers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Montagesystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 201 08 960 U1 ist ein Montagewerkzeug bekannt, mit dem ein Spreizanker in einem Bohrloch in einem Verankerungsgrund montiert werden kann. Das Montagewerkzeug weist eine Sechskantnuss als Ankeraufnahme auf, in der eine Mutter des Spreizankers drehfest aufgenommen ist. In der Ankeraufnahme liegt die Mutter während des gesamten Montagevorgangs ein. Die Ankeraufnahme ist drehfest, aber axial beweglich mit einem Antriebsschaft verbunden. Zur Montage des Spreizankers mittels Bohrhammer wird der Spreizanker durch Schläge in das Bohrloch eingetrieben, die vom Antriebsschaft auf den Spreizanker übertragen werden. Der Antriebsschaft des Montagewerkzeugs ist hierzu in einer Werkzeugaufnahme eines Bohrhammers eingespannt, der die Schläge erzeugt. Zum Einschlagen ist der Bohrhammer so eingestellt, dass nur axiale Schläge erzeugt und über das Montagewerkzeug auf den Spreizanker übertragen werden. Das Montagewerkzeug wird beim Einschlagen aber nicht gedreht. Erst dann, wenn der Spreizanker planmäßig und somit ausreichend tief in das Bohrloch eingeschlagen ist, wird der Bohrhammer auf „Drehen“ oder „Drehen und Schlagen“ umgestellt, sodass der Bohrhammer das Montagewerkzeug um seine Längsachse dreht und die Mutter auf einem Gewindeschaft des Spreizankers gedreht und gegen den Verankerungsgrund verspannt wird.
Ein weiteres Montagewerkzeug, mit dem ein Spreizanker in einem Bohrloch montiert werden kann, zeigt die Europäische Patentschrift EP 2 265 413 B1 . Dieses Montagewerkzeug unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Montagewerkzeug nur dadurch, dass die Sechskantnuss Halteelemente aufweist, die den Spreizanker während des Montagevorgangs mit dem Bohrhammer in der Sechskantnuss halten, sodass der Spreizanker nicht versehentlich aus der Sechskantnuss herausfallen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Montagesystem vorzuschlagen, das die Montage eines Spreizankers vereinfacht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Montage eines Spreizankers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Montagesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst, das aus einem Spreizanker und einem Montagewerkzeug zur Montage des Spreizankers besteht.
Mit dem Begriff „Spreizanker“ wird hier ein Anker bezeichnet, der durch ein Aufspreizen einer Spreizhülse in dem Bohrloch verankert wird. Die Spreizhülse wird durch das Einziehen eines Spreizkörpers in die Spreizhülse aufgespreizt, also in ihrem Durchmesser erweitert, sodass die Spreizhülse gegen die Wand des Bohrlochs gepresst und dadurch der Spreizanker im Bohrloch verankert wird. Typische Spreizanker sind sogenannte Bolzen- oder Hülsenanker, wie der Bolzenanker fischer FAZ II oder der Hülsenanker fischer FH II. Diese Spreizanker zeichnen sich dadurch aus, dass der Spreizkörper durch das Drehen eines Spannelements in die Spreizhülse des Spreizankers eingezogen wird, bis ein bestimmtes planmäßiges Drehmoment erreicht ist. Als Spannelement weist ein typischer Bolzenanker eine Sechskantmutter auf, während bei Hülsenankern sowohl Sechskantmuttern als auch Schrauben mit Sechskantkopf Verwendung finden. Zugehörige Drehwerkzeuge sind somit Schraubenschlüssel oder Sechskantnüsse. Das Anziehen des Spannelement bis zu einem bestimmten Drehmoment wird nachfolgend als „Verspannen“ bezeichnet, wobei das Drehmoment beim Verspannen aufgebrachte Drehmoment nicht mit dem planmäßigen Drehmoment übereinstimmen muss, sondern kleiner sein kann.
Erfindungsgemäß wird in dem Verfahren zur Montage eines Spreizankers in einem Bohrloch in einem Verankerungsgrund ein Montagewerkzeug zur Montage verwendet. Dabei wird der Spreizanker zur Montage durch axiales Schlagen eines Antriebsschafts des Montagewerkzeugs in das Bohrloch eingetrieben. Dieser Teil des Montagevorgangs wird nachfolgend auch Eintreibvorgang genannt. Das Schlagen auf den Spreizanker erfolgt dabei in Richtung der Längsachse des Spreizankers, auf dessen hinteres Ende. Das „hintere Ende“ des Spreizankers ist dabei das Ende, das beim Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch dem Bohrloch abgewandt ist und im Regelfall nicht in das Bohrloch eingetrieben wird. Dagegen ist das „vordere Ende“ des Spreizankers das Ende, das bei der Montage des Spreizankers als erstes in ein Bohrloch gelangt. Vorderes und hinteres Ende sind durch die Längsachse des Spreizankers miteinander verbunden. Zumindest zum Ende der Montage wird mit dem Montagewerkzeug ein Spannelement zum Verspannen des Spreizankers, zudem drehend bewegt, beispielsweise eine Mutter auf einem Gewindeabschnitt des Spreizankers.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Montage des Spreizankers ist dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch und das Verspannen bei ununterbrochenem Schlagen des Montagewerkzeugs in Richtung der Längsachse des Montagewerkzeugs und gleichzeitigem Drehen des Montagewerkzeugs um seine Längsachse erfolgt. Dabei ist das Montagewerkzeug, wie dies auch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Montagewerkzeugen der Fall ist, mit einem Bohrhammer fest verbunden. Der Bohrhammer erzeugt die Schläge in Richtung der Längsachse und dreht das Montagewerkzeug gleichzeitig um die Längsachse. Die Längsachsen des Spreizankers und des Montagewerkzeugs sind identisch und bilden die Längsachse eines Montagesystems, das aus dem Spreizanker und dem Montagewerkzeug besteht. Erfindungsgemäß wird bei der Montage des Spreizankers das Montagewerkzeug bereits dann um die Längsachse gedreht, wenn der Spreizanker noch durch axiales Schlagen des Antriebsschafts des Montagewerkzeugs in Richtung der Längsachse auf den Spreizanker in das Bohrloch eingetrieben wird und seine planmäßige Lage im Bohrloch noch nicht erreicht hat. Ein Umschalten des Bohrhammers von „Schlagen“ auf „Drehen“, also von einem Betriebszustand, in dem der Bohrhammer nur axial schlägt, ohne das Montagewerkzeug um die Längsachse zu drehen, auf einen Betriebszustand, in dem der Bohrhammer das Montagewerkzeug zusätzlich oder ohne zu schlagen um die Längsachse dreht, ist erfindungsgemäß nicht mehr notwendig. Der Bohrhammer dreht das Montagewerkzeug kontinuierlich und ohne Unterbrechung um Umschalten der Betriebsart des Bohrhammers während der gesamten Montage.
Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Montagewerkzeug weist vorzugsweise eine Ankeraufnahme mit einem ersten Abschnitt auf, in dem ein Drehangriffmittel des Spannelements des Spreizankers beim Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch zumindest in einem Arbeitsschritt angeordnet ist. Das Spannelement ist insbesondere eine Schraube oder eine Mutter mit einem Außenmehrkant, der das Drehangriffmittel bildet. Insbesondere ist das Drehangriffmittel des Spannelements zu Beginn des Eintreibvorgangs in das Bohrloch in diesem ersten Abschnitt angeordnet.
Der erste Abschnitt ist derart gestaltet, dass das Drehangriffmittel, also beispielsweise ein Außenmehrkant während des gesamten Arbeitsschritts nicht am Montagewerkzeug anliegt. Somit kann eine Drehbewegung des Montagewerkzeugs nicht auf das Spannelement übertragen werden, zumindest nicht über das Drehangriffmittel und zumindest nicht, solange das Drehangriffmittel im ersten Abschnitt angeordnet ist. Das Spannelement bewegt sich somit nicht relativ zu den übrigen Teilen des Spreizankers um die Längsachse. Insbesondere befindet sich das Drehangriffmittel solange im ersten Abschnitt, bis das planmäßige Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch im Wesentlichen beendet ist und die Spreizhülse sich im Wesentlichen in der planmäßig vorgesehenen Tiefe im Bohrloch befindet.
Würde das Spannelement bereits beim Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch relativ zum Spreizkörper gedreht, so würde dies beispielsweise bei einem Bolzenanker dazu führen, dass eine Mutter als Spannelement durch das Drehen am Gewindeabschnitt des Bolzenankers axial am Schaft entlang zur Spreizhülse des Bolzenankers hinbewegt werden würde. Der Abstand zwischen der Mutter und der Spreizhülse würde sich somit verkürzen; im schlimmsten Fall könnte sich die Mutter bis zum vorderen Ende des Gewindeabschnitts bewegen, so dass die Spreizhülse des Bolzenankers nicht mehr so tief in ein Bohrloch eingebracht werden könnte, wie dies planmäßig vorgesehen ist. Zudem wäre ein Spannen des Bolzenankers nicht mehr möglich, da die Mutter nicht mehr weiter auf den Gewindeabschnitt nach vorne zur Spreizhülse hin aufgedreht werden könnte. Durch die spezielle Ausgestaltung des Montagewerkzeugs für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine unplanmäßige Montage verhindert.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Antriebsschaft des Montagewerkzeugs, das für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird, axial zur Ankeraufnahme verschiebbar ist, und dass der Antriebsschaft bei der Montage in Richtung zu einem vorderen Ende der Ankeraufnahme hin verschoben wird, wenn die Ankeraufnahme an dem Verankerungsgrund ansteht. Das „vordere Ende“ der Ankeraufnahme ist dabei das Ende, das bei planmäßigem Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch zuerst am Verankerungsgrund ansteht. „Anstehen“ meint hier, dass die Ankeraufnahme direkt am Verankerungsgrund anstehen kann oder auch indirekt, beispielsweise über eine Abstützfläche, eine Unterlegscheibe oder ein Anbauteil, das mit dem Spreizanker am Verankerungsgrund befestigt werden soll. Durch das Verschieben des Antriebsschafts, der auf den Spreizanker schlägt, wird auch der Spreizanker gegenüber der Ankeraufnahme verschoben, sodass er auch dann weiter in ein Bohrloch eingetrieben werden kann, wenn die Ankeraufnahme bereits am Verankerungsgrund ansteht.
Vorzugsweise kann, wenn die Ankeraufnahme am Verankerungsgrund ansteht, das Drehangriffmittel des Spannelements des Spreizankers mit der sich kontinuierlich drehenden Ankeraufnahme in Eingriff kommen, derart, dass das Spannelement mit einem Drehangriffelement des Montagewerkzeugs zum Verspannen des Spreizankers drehend mitbewegt wird. Dieser Teil des Montagevorgangs wird nachfolgend auch „Spannvorgang“ genannt. Er erfolgt typischerweise zum Ende der Montage. Das Ineingriffbringen erfolgt insbesondere dadurch, dass der Spreizanker mit dem Antriebsschaft relativ zu der Ankeraufnahme, die am Verankerungsgrund ansteht, axial verschoben wird, sodass das Drehangriffmittel des Spannelements aus dem ersten Abschnitt heraus bewegt wird und in den Bereich des Drehangriffelements gelangt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Spreizankers im Wesentlichen planmäßig in das Bohrloch eingetrieben wurde und sich somit die Spreizhülse des Spreizankers ausreichend tief im Bohrloch befindet. Ist dies der Fall, so kann die Spreizhülse durch das Drehen des Spannelements mit dem Montagewerkzeug aufgespreizt und ein Anbauteil gegen den Verankerungsgrund verspannt werden. Die Drehbewegung des Montagewerkzeugs wird dann mittels des Drehangriffelements des Montagewerkzeugs auf das Drehangriffmittel des Spannelements übertragen. Sowohl das Eintreiben wie auch das Aufspreizen und Verspannen erfolgen bei sich drehendem Montagewerkzeug. Ein Umschalten des Drehwerkzeugs, beispielsweise eines Bohrhammers, von „Schlagen“ auf „Drehen“ ist somit nicht mehr notwendig, was die Montage vereinfacht.
Das erfindungsgemäße Montagesystem, mit dem ein Spreizanker insbesondere gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren montiert werden kann, besteht aus dem Spreizanker und einem Montagewerkzeug. Der Spreizanker des erfindungsgemäßen Montagesystems weist eine Spreizhülse und einen Spreizkörper auf. Der Spreizkörper kann zum Aufspreizen der Spreizhülse in die Spreizhülse eingezogen werden. Zum Einziehen des Spreizkörpers in die Spreizhülse wird ein Spannelement um die Längsachse des Spreizankers, die auch die Längsachse des Montagesystems bildet, gedreht. Damit das Spannelement um die Längsachse gedreht werden kann, weist das Spannelement ein Drehangriffmittel zum Angriff des Montagewerkzeugs auf. Insbesondere bildet ein Außenmehrkant das Drehangriffmittel.
Insbesondere ist das Spannelement eine herkömmliche Sechskant-Mutter oder Schraube.
Das Montagewerkzeug umfasst einen Antriebsschaft und eine Ankeraufnahme. Die Ankeraufnahme weist einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Drehangriffmittels und eine Führung auf, in der der Antriebsschaft axial beweglich zu und drehfest mit der Ankeraufnahme angeordnet ist. „Axial“ meint, dass der Antriebsschaft entlang der Längsachse beweglich ist. Die Führung wird insbesondere durch eine Ausnehmung an einem hinteren Ende des Aufnahmeraums gebildet. Der Antriebsschaft weist einen hinteren Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem Drehwerkzeug auf. Der Verbindungsabschnitt kann insbesondere korrespondierend zu einer SDS-Aufnahme eines Bohrhammers ausgebildet sein. An seinem dem Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Ende weist der Antriebsschaft einen vorderen Schlagabschnitt zum Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch auf. Der Schlagabschnitt reicht bis in den Aufnahmeraum. Mit dem Schlagabschnitt können Schläge auf das hintere Ende des Spreizankers übertragen werden, der hierzu insbesondere einen Einschlagzapfen aufweist, der das hintere Ende des Spreizankers bildet. Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Montagesystem ist, dass der Aufnahmeraum einen ersten Abschnitt aufweist, dessen Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Drehangriffmittels ist. Bei einem nicht-kreisförmigen Querschnitt ist der Innenbeziehungsweise der Außendurchmesser der Durchmesser eines in den Aufnahmeraum eingeschriebenen Inkreises beziehungsweise der Durchmesser eines das Drehangriffmittel umschreibenden Umkreises, wobei der Mittelpunkt des Inbeziehungsweise des Umkreises auf der Längsachse des Befestigungssystems liegt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Aufnahmeraums, der auf den zugehörigen Spreizanker abgestimmt ist, ist gewährleistet, dass das Drehangriffmittel beim Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch mit dem Montagewerkzeug nicht durch das sich um die Längsachse drehende Montagewerkzeug in eine Drehbewegung um die Längsachse versetzt wird.
Vorzugsweise weist das Montagewerkzeug des erfindungsgemäßen Montagesystems ein Federelement auf, das sich am Antriebsschaft und an der Ankeraufnahme abstützt. Mit „Federelement“ ist allgemein ein elastisches Element gemeint, insbesondere eine Spiralfeder und/oder insbesondere eine Druckfeder. Das Federelement ist dabei so angeordnet, dass eine Verschiebung des Antriebsschafts in Längsrichtung, also entlang der Längsachse, zur Ankeraufnahme hin nur entgegen der Kraft des Federelements möglich ist. Das Federelement stützt somit den Antriebsschaft gegen die Ankeraufnahme ab und verhindert, dass die Ankeraufnahme bei der Montage des Spreizankers sich ungewollt und/oder unkontrolliert gegenüber dem Antriebsschaft bewegt.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Aufnahmeraum einen zweiten Abschnitt aufweist, der vor dem ersten Abschnitt angeordnet ist, und dass der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts durch ein Drehangriffelement derart verringert oder verringerbar ist, dass der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts kleiner als der Außendurchmesser des Drehangriffmittels des Spreizankers ist. Dabei kann das Drehangriffelement fest mit den den Aufnahmeraum im zweiten Abschnitt umgebenden Teilen des Montagewerkzeugs oder zu diesen Teilen beweglich sein. Insbesondere ist das Drehangriffelement an der Ankeraufnahme angeordnet. Insbesondere ist das Drehangriffelement seitlich, das heißt radial von der Längsachse beabstandet an der Ankeraufnahme angeordnet, derart, dass das Drehangriffelement in den Aufnahmeraum ragt oder einführbar ist. Insbesondere ist das Drehangriffelement in den Aufnahmeraum hinein und aus ihm heraus schwenk- oder verschiebbar. Durch das Drehangriffelement ist der Durchmesser des Aufnahmeraums dauerhaft oder temporär derart verringert, dass der Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Drehangriffmittels ist, also beispielsweise kleiner als der Außendurchmesser eines Außensechskants einer Mutter oder einer Schraube. Dass der zweite Abschnitt „vor“ dem ersten Abschnitt angeordnet ist, bedeutet hier, dass der zweite Abschnitt beim Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch dem Bohrloch zugewandt ist, sich also näher am Bohrloch befindet, als der erste Abschnitt. Beim Eintreiben befindet sich das Drehangriffmittel des Spreizankers zunächst im ersten Abschnitt des Aufnahmeraums, so dass das Drehangriffmittel aufgrund des großen Durchmessers des ersten Aufnahmeraums nicht mit dem sich drehenden Montagewerkzeug in Kontakt kommt. Wird nun der Spreizanker während des Eintreibvorgangs mit dem Antriebsschaft in Richtung der Längsachse von dem ersten Abschnitt des Aufnahmeraums in den zweiten Abschnitt bewegt, so kommt das Drehangriffmittel des Spreizankers im zweiten Abschnitt, aufgrund des kleineren Außendurchmessers des zweiten Abschnitts, in Kontakt mit dem sich drehenden Montagewerkzeug und wird dadurch mit dem sich drehenden Montagewerkzeug mitgedreht. Insbesondere sind der erste und der zweite Abschnitt derart angeordnet, dass das Drehangriffmittel erst dann vom ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt gelangt, wenn der Spreizanker im Wesentlichen planmäßig in das Bohrloch eingetrieben ist. „Planmäßig eingetrieben“ meint, dass sich die Spreizhülse durch das Eintreiben bereits so tief im Bohrloch befindet, dass sie ihre planmäßige Lage erreicht hat oder durch weitere Schläge während der Montage noch erreichen wird. Da sich zu diesem Zeitpunkt ein Teil des Spreizankers bereits im Bohrloch befindet, dreht nicht der gesamte Spreizanker mit dem Montagewerkzeug mit, sondern nur das Drehangriffmittel, beispielsweise eine Mutter, sodass der Spreizanker durch das Drehen des Montagewerkzeugs verspannt werden kann. „Verspannen“ meint, dass durch das Drehen des Drehangriffmittels, beispielsweise einer Mutter auf einem Bolzenanker, der Spreizkörper in die Spreizhülse des Spreizankers eingezogen wird, diese dann spreizt und ein Anbauteil, das mit dem Spreizanker am Verankerungsgrund befestigt werden soll, mit dem Drehangriffmittel gegen den Verankerungsgrund verspannt wird.
Insbesondere ist das Drehangriffelement derart gestaltet, dass es beim Verspannen, wenn durch das Drehen des Montagewerkzeugs ein planmäßig vorgesehenes Drehmoment auf das Spannelement aufgebracht wird, außer Eingriff mit dem Drehangriffmittel gelangt, beziehungsweise dass das Drehangriffelement derart gestaltet ist, dass mit dem Drehangriffelement kein größeres Drehmoment auf das Spannelement übertragen werden kann, als dies planmäßig für den zu montierenden Spreizanker beziehungsweise für den Spreizanker des erfindungsgemäßen Montagesystems vorgesehen ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Montagesystems ist das Drehangriffelement derart angeordnet, dass das Drehangriffmittel in Längsrichtung, also parallel zur oder in Richtung der Längsachse, am Drehangriffelement vorbei in den ersten Abschnitt des Aufnahmeraums einführbar ist. Dabei kann das Einführen über den zweiten Abschnitt des Aufnahmeraums erfolgen. Insbesondere ist das Drehangriffelement derart gestaltet, dass es zum Einführen des Drehangriffmittels in den ersten Aufnahmeraum radial zur Längsachse zumindest teilweise aus den zweiten Aufnahmeraum heraus bewegt werden kann und einen größeren Querschnitt freigibt, als dies der Fall ist, wenn das Drehangriffmittel beim Eintreiben des Spreizankers in ein Bohrloch in den zweiten Abschnitt gelangt.
Vorzugsweise weist das Montagewerkzeug ein Schiebeelement auf, das relativ zur Ankeraufnahme verschiebbar ist und das derart angeordnet ist, dass das Drehangriffelement durch das Verschieben des Schiebeelements in den Aufnahmeraum bewegbar ist. Das Schiebeelement kann beispielsweise um die Längsachse drehverschieblich sein. Insbesondere ist das Schiebeelement in Richtung der Längsachse axial verschieblich. Insbesondere ist das Schiebeelement mit dem Antriebsschaft verbunden, derart, dass das Schiebeelement mit dem Antriebsschaft verschoben werden kann. Insbesondere besteht das Drehangriffelement aus federnd gelagerten Teilen, die an einer den Aufnahmeraum umgebenden Außenhülse gelagert sind und die durch das Schiebeelement, entgegen der Kraft einer Federlagerung nach innen, zur Längsachse hin, im zweiten Abschnitt in den Aufnahmeraum hinein gedrückt werden können, sodass sie den Innendurchmesser des zweiten Abschnitts gegenüber dem Innendurchmesser des ersten Abschnitts verkleinern und mit den Drehangriffmittel des Spreizankers in Kontakt treten können.
Vorzugsweise ist das Schiebeelement zum Bewegen des Drehangriffelements in den Aufnahmeraum gegen die Kraft des Federelements axial, in Richtung der Längsachse bewegbar.
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 oder der Ausführungsbeispiele, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale eines Ausführungsbeispiels gegebenenfalls in Kombination mit einem, mehreren oder allen Merkmalen eines oder mehrerer weiteren Ausführungsbeispiele aufweisen, sind möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:

1 ein erstes erfindungsgemäßes Montagesystem während des Eintreibvorgangs in einer Schnittdarstellung;
2 das erste erfindungsgemäße Montagesystem während des Spannvorgangs in einer Schnittdarstellung; und
3 ein zweites erfindungsgemäßes Montagesystem während des Eintreibvorgangs in einer Schnittdarstellung.

In den 1 und 2 ist ein Montagesystem zur Montage eines Spreizankers 1 dargestellt, das aus dem Spreizanker 1 und einem Montagewerkzeug 2 zur Montage des Spreizankers 1 in einem Bohrloch 3 in einem Verankerungsgrund 4 besteht. Der Verankerungsgrund 4 ist im Ausführungsbeispiel eine Wand aus Beton. Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, soll mit dem Spreizanker 1 ein Anbauteil 5 an dem Verankerungsgrund 4 mittels des Spreizankers 1 befestigt werden. Im Ausführungsbeispiel ist das Anbauteil 5 eine Stahlplatte.
Zur Befestigung des Anbauteils 5 wird der Spreizanker 1 verwendet, ein sogenannter Bolzenanker, der einen Schaft 6 aufweist, an dessen hinterem Ende 7 ein kegelstumpfförmiger Einschlagzapfen 8 ausgebildet ist. Der Schaft 6 erstreckt sich entlang einer Längsachse L, die auch die Längsachse L des Montagewerkzeugs 2 und somit des Montagesystems bildet. An den Einschlagzapfen 8 schließt sich am Schaft 6 in Eintreibrichtung E ein Gewindeabschnitt 9 an. Die „Eintreibrichtung E“ ist die Richtung, in die der Spreizanker 1 bei der Montage planmäßig in das Bohrloch 3 eingetrieben wird. An dem Schaft 6 des Spreizankers 1 ist zudem eine Spreizhülse 10 angeordnet, die durch einen sich in Einbringrichtung E konisch erweiternden Spreizkörper 11 des Schafts 6 aufgespreizt werden kann. Der Spreizkörper 11 bildet das vordere Ende 12 des Schafts 6 beziehungsweise des Spreizankers 1. Auf den Gewindeabschnitt 9 ist ein Spannelement 13, hier eine Sechskantmutter 14, die einen Außensechskant als Drehangriffmittel 15 aufweist, aufgeschraubt.
Das Montagewerkzeug 2 weist einen Antriebsschaft 16 sowie eine Ankeraufnahme 17 auf. Der Antriebsschaft 16 ist stabförmig und entlang der Längsachse L lang gestreckt. Der Antriebsschaft 16 weist einen hinteren Verbindungsabschnitt 18 zur Verbindung mit einem Drehwerkzeug (nicht dargestellt), hier speziell zur Aufnahme in einer SDS-Werkzeugaufnahme eines Bohrhammers, auf. An seinem entgegengesetzten Ende ist am Antriebsschaft 16 ein Schlagabschnitt 19 mit einer Vertiefung 20 ausgebildet, deren Form zum Einschlagzapfen 8 des Spreizankers 1 korrespondiert. Dieser Schlagabschnitt 19 dient zum Eintreiben des Spreizankers 1 in das Bohrloch 3 und reicht in einen Aufnahmeraum 21 der Ankeraufnahme 17. Die Ankeraufnahme 17 ist eine Hülse aus Stahl, mit einer Stufenbohrung, die sich entlang der Längsachse L erstreckt. Ein hinterer Bereich der Stufenbohrung, der einen kleineren Querschnitt aufweist, bildet eine Führung 22, in der der Antriebsschaft 16 entlang der Längsachse L axial beweglich zur Ankeraufnahme 17 angeordnet ist. In der Führung 22 ist der Antriebsschaft 16 zudem drehfest angeordnet. Hierzu weisen der Antriebsschaft 16 und die Führung 22 zueinander korrespondierende quadratische Querschnitte auf.
Ein vorderer Teil der Stufenbohrung bildet den Aufnahmeraum 21, in dem sich bei der Montage der hintere Teil des Spreizankers 1 mit der Sechskantmutter 14 als Drehangriffmittel 15 befindet. Der Aufnahmeraum 21 weist einen hinteren ersten Abschnitt 23 auf, der an die Führung 22 angrenzt, und in dem sich bei dem in der 1 dargestellten Eintreibvorgang die Sechskantmutter 14 befindet. Nachdem der Spreizanker 1 per Hand ein Stück weit in das Bohrloch 3 gesteckt wurde, was nicht Teil des Eintreibens ist, erfolgt in einem ersten Schritt das Eintreiben. Bei dem Eintreibvorgang wird der vordere Teil des Spreizankers 1, der die Spreizhülse 10 und den Spreizkörper 11 aufweist, mit dem Montagewerkzeug 2 in das Bohrloch 3 eingetrieben, bis sich die Spreizhülse 10 in einer planmäßig vorgesehenen Tiefe im Bohrloch 3 befindet. Der erste Abschnitt 23 weist einen Innendurchmesser D₁ auf, der größer als ein Außendurchmesser D₃ der Sechskantmutter 14 ist, so dass die Sechskantmutter 14 mit ihrem Außensechskant als Drehangriffmittel 15 nicht an der Innenwand des Aufnahmeraums 21 und somit nicht am Montagewerkzeug 2 anliegt.
Erfindungsgemäß erfolgt das gesamte Eintreiben des Spreizankers 1 in das Bohrloch 3 bei gleichzeitigem, ununterbrochenem Drehen des Montagewerkzeugs 2 um die Längsachse L. Dabei werden gleichzeitig mit dem Antriebsschaft 16 axiale Schläge auf den Einschlagzapfen 8 des Spreizankers 1 ausgeübt und dadurch der Spreizanker 1 in das Bohrloch 3 eingetrieben. Beim Eintreiben wird zunächst das Montagewerkzeug 2 mit dem Spreizanker 1 in Eintreibrichtung mitbewegt, bis das Montagewerkzeug 2 mit dem vorderen Ende 24 der Ankeraufnahme 17 am Verankerungsgrund 4 ansteht, was im Ausführungsbeispiel indirekt erfolgt, da sich die Ankeraufnahme 17 über eine Unterlegscheibe 25 des Spreizankers 1 und das Anbauteil 5 am Verankerungsgrund 4 abstützt, wie dies in 2 zu sehen ist.
Sobald die Ankeraufnahme 17 über die Unterlegscheibe 25 und das Anbauteil 5 am Verankerungsgrund 4 ansteht, wird der Antriebsschaft 16 gegen die Kraft eines Federelements 30, hier einer Spiraldruckfeder, relativ zur Ankeraufnahme 17 weiter in Eintreibrichtung E bewegt, also zum vorderen Ende 24 der Ankeraufnahme 17 hin verschoben. Dabei wird der Spreizanker 1 weiter in das Bohrloch 3 eingetrieben und auch das Drehangriffmittel 15 des Spreizankers 1 zum vorderen Ende 24 der Ankeraufnahme 17 bewegt, bis die Sechskantmutter 14 auf der Unterlegscheibe 25 aufliegt. Dabei wird die Sechskantmutter 14 aus dem ersten Abschnitt 23 in einen zweiten Abschnitt 26 des Aufnahmeraums 21 bewegt.
Der zweite Abschnitt 26 des Aufnahmeraums 21 ist derart gestaltet, dass das Drehangriffmittel 15 des Spannelements 13 mit der sich weiterhin drehenden Ankeraufnahme 17 in Eingriff kommt. Hierzu sind an der Ankeraufnahme 17 mehrere L-förmig gebogene Federdrähte 28 angeordnet, die gemeinsam ein Drehangriffelement 27 bilden. Die Federdrähte 28 sind an ihren hinteren Enden um 90 Grad gekröpft und in Radialbohrungen 29 gelagert, die auf einer Außenseite der Ankeraufnahme 17 angeordnet sind. Die L-förmig abgebogenen vorderen Enden können federnd nach innen, also zur Längsachse L verschwenkt werden, sodass sie den Innendurchmesser D₂ des zweiten Abschnitts 26 so verringern, dass er kleiner als der Innendurchmesser D₁ des ersten Abschnitts 23 ist. Zudem ist der Innendurchmesser D₂ kleiner als oder gleich wie der Außendurchmesser D₃ des Drehangriffmittels 15, so dass das Drehangriffmittel 15 als Spannelement 13 mit den Federdrähten 28 des Drehangriffelements 27 drehend mitbewegt wird, sodass der Spreizanker 1 nun in einem Spannvorgang verspannt werden kann.
Um die Federdrähte 28 in dem zweiten Abschnitt 26 radial nach innen zu schwenken, ist an dem Antriebsschaft 16 ein Schiebeelement 31 angeordnet, das die Ankeraufnahme 17 hülsenartig umgreift und in axialer Richtung, also entlang der Längsachse L, gemeinsam mit dem Antriebsschaft 16 relativ zur Ankeraufnahme 17 verschiebbar ist. Durch das Verschieben des Schiebeelements 31 werden die Federdrähte 28 radial nach innen gedrückt, und die freie, in Längsrichtung gemessene Kraglänge der Federdrähte 28 auf ein vorgegebenes Maß verkürzt. Das Schiebeelement 31 ist zwischen einem Ringbund 32, der als Widerlager auch für das Federelement 30 dient, und dem Federelement 30 angeordnet. Das Federelement 30 stützt sich somit am Ringbund 32 des Antriebsschafts 16 und der Ankeraufnahme 17 ab.
Durch das Drehen der Sechskantmutter 14 relativ zu dem durch die Spreizhülse 10 im Bohrloch 3 drehfest gehaltenen Schaft 6 wird die Sechskantmutter 14 auf dem Gewindeabschnitt 9 bewegt und der Schaft 6 mit dem Spreizkörper 11 entgegen der Eintreibrichtung E aus dem Bohrloch 3 heraus bewegt, wodurch der Spreizkörper 11 in die Spreizhülse 10 eingezogen wird und diese dadurch aufgespreizt und gegen die Wand des Bohrlochs 3 gedrückt wird. Dabei ist die freie Kraglänge der Federdrähte 28 so gewählt, dass die Federkraft, die benötigt wird, um die Federdrähte 28 wieder radial nach außen zu drücken, so ist, dass die Federdrähte 28 beim Erreichen eines gewünschten Drehmoments radial nach außen ausweichen, und die Sechskantmutter 14 beim Erreichen eines gewünschten, planmäßig auf den Spreizanker 1 aufzubringenden Drehmoments freigeben.
Um das Einführen der Sechskantmutter 14 des Spreizankers 1 in den Aufnahmeraum 21 der Ankeraufnahme 17 zu ermöglichen, geben die Federdrähte 28 den Querschnitt des zweiten Abschnitts 26 im Wesentlichen frei, wenn das Schiebeelement 31 in der in 1 gezeigten Ausgangslage ist, in die das Federelement 30 das Schiebeelement 31 zurückstellt, wenn das vordere Ende 24 der Ankeraufnahme 17 nicht gegen den Verankerungsgrund 4 beziehungsweise die Unterlegscheibe 25 gedrückt wird.
Das in der 3 dargestellte zweite erfindungsgemäße Montagesystem unterscheidet sich von dem Montagesystem der 1 und 2 im Wesentlichen dadurch, dass das Drehangriffelement 127 fest mit der Ankeraufnahme 117 verbunden ist. Im Folgenden wird daher nur auf diesen Unterschied eingegangen. Die Montage des Spreizankers 1 erfolgt analog zu dem oben beschriebenen Verfahren. Bei dem Montagewerkzeug 102 des zweiten erfindungsgemäßen Montagesystems ist das Drehangriffelement 127 ein Ringelement 133 aus einem harten, aber elastischen Elastomer. Das Ringelement 133 ist im zweiten Abschnitt 126 des Aufnahmeraums 121 angeordnet und umschließt eine Öffnung 134, die einen Innendurchmesser D₂ aufweist, die im Wesentlichen dem Querschnitt der Sechskantmutter 14 des Spreizankers 1 entspricht, sodass der Gewindeabschnitt 9 mit der Sechskantmutter 14 an dem Drehangriffelement 127 vorbei in den Aufnahmeraum 121 einführbar ist. Gelangt die Sechskantmutter 14 aber während des Eintreibvorgangs in Kontakt mit dem Ringelement 133, so greift das Ringelement 133 am Sechskant, also an dem Drehangriffmittel 15 der Sechskantmutter 14 an, so dass diese mit dem Montagewerkzeug 102 drehend mitbewegt wird. Dadurch wird die Sechskantmutter 14 auf den Gewindeabschnitt 9 in Einbringrichtung E bewegt und der Spreizanker 1, wie oben beschrieben, verspannt.
Mit beiden Montagewerkzeugen 2, 102 ist eine einfache und schnelle Montage des Spreizankers 1 im Bohrloch 3 möglich. Ein umständliches Umschalten des Drehwerkzeugs, beispielsweise eines Bohrhammers, von „Schlagen“ auf „Drehen“, ist nicht mehr notwendig.
Bezugszeichenliste

1: Spreizanker
2, 102: Montagewerkzeug
3: Bohrloch
4: Verankerungsgrund
5: Anbauteil
6: Schaft
7: hinteres Ende des Schafts 6
8: Einschlagzapfen
9: Gewindeabschnitt
10: Spreizhülse
11: Spreizkörper
12: vorderes Ende des Schafts 6
13: Spannelement
14: Sechskantmutter
15: Drehangriffmittel
16: Antriebsschaft
17, 117: Ankeraufnahme
18: Verbindungsabschnitt
19: Schlagabschnitt
20: Vertiefung
21, 121: Aufnahmeraum
22, 122: Führung
23, 123: erster Abschnitt
24, 124: vorderes Ende der Ankeraufnahme 17, 117
25: Unterlegscheibe
26, 126: zweiter Abschnitt
27, 127: Drehangriffelement
28: Federdraht
29: Radialbohrung
30: Federelement
31: Schiebeelement
32: Ringbund
133: Ringelement
134: Öffnung des Ringelements 133
D1: Innendurchmesser des ersten Abschnitts 23, 123
D2: Innendurchmesser des zweiten Abschnitts 26, 126
D3: Außendurchmesser des Drehangriffmittels 15
E: Eintreibrichtung
L: Längsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20108960 U1 [0002]
EP 2265413 B1 [0003]

Claims

Verfahren zur Montage eines Spreizankers (1) in einem Bohrloch (3) in einem Verankerungsgrund (4), wobei zur Montage ein Montagewerkzeug (2, 102) verwendet wird, wobei der Spreizanker (1) zur Montage durch axiales Schlagen eines Antriebsschafts (16) des Montagewerkzeugs (2, 102) in Richtung der Längsachse (L) auf den Spreizanker (1) in das Bohrloch (3) eingetrieben wird, und dass zum Ende der Montage mit dem Montagewerkzeug (2, 102) ein Spannelement (13) zum Verspannen des Spreizankers (1) drehend bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Eintreiben und Verspannen des Spreizankers (1) in das Bohrloch (3) bei ununterbrochenem Schlagen des Montagewerkzeugs (2, 102) in Richtung der Längsachse (L) des Montagewerkzeugs (2, 102) und gleichzeitigem ununterbrochenem Drehen des Montagewerkzeugs (2, 102) um seine Längsachse (L) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagewerkzeug (2, 102) eine Ankeraufnahme (17, 117) mit einem ersten Abschnitt (23, 123) aufweist, in dem ein Drehangriffmittel (15) des Spannelements (13) des Spreizankers (1) beim Eintreiben zumindest in einem Arbeitsschritt angeordnet ist, und dass der erste Abschnitt (23, 123) derart gestaltet ist, dass das Drehangriffmittel (15) in diesem Arbeitsschritt nicht am Montagewerkzeug (2, 102) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsschaft (16) zur Ankeraufnahme (2, 102) axial verschiebbar ist, und dass bei der Montage der Antriebsschaft (16) in Richtung zu einem vorderen Ende (24, 124) der Ankeraufnahme (17, 117) verschoben wird, wenn die Ankeraufnahme (17, 117) an dem Verankerungsgrund (4) ansteht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Ankeraufnahme (17, 117) am Verankerungsgrund (4) ansteht, das Drehangriffmittel (15) des Spannelements (13) des Spreizankers (1) mit der sich kontinuierlich drehenden Ankeraufnahme (17, 117) in Eingriff kommt, derart, dass das Spannelement (13) mit einem Drehangriffelement (27, 127) des Montagewerkzeugs (2, 102) zum Verspannen des Spreizankers (1) drehend mitbewegt wird.
Montagesystem bestehend aus einem Spreizanker (1) und einem Montagewerkzeug (2, 102) zur Montage des Spreizankers (1), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Spreizanker (1) eine Spreizhülse (10) und einen Spreizkörper (11) aufweist, der zum Aufspreizen der Spreizhülse (10) durch Drehen eines Spannelements (13) in die Spreizhülse (10) einziehbar ist, wobei das Spannelement (13) ein Drehangriffmittel (15) zum Angriff des Montagewerkzeugs (2, 102) aufweist, wobei das Montagewerkzeug (2, 102) einen Antriebsschaft (16) und eine Ankeraufnahme (17, 117) umfasst, wobei die Ankeraufnahme (17, 117) einen Aufnahmeraum (21, 121) zur Aufnahme des Drehangriffmittels (15) und eine Führung (22, 122) aufweist, in der der Antriebsschaft (16) axial beweglich zur und drehfest mit der Ankeraufnahme (17, 117) angeordnet ist, wobei der Antriebsschaft (16) einen hinteren Verbindungsabschnitt (18) zur Verbindung mit einem Drehwerkzeug und einen vorderen Schlagabschnitt (19) zum Eintreiben des Spreizankers (1) in ein Bohrloch (3) aufweist, der in den Aufnahmeraum (21, 121) reicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (21, 121) einen ersten Abschnitt (23, 123) aufweist, dessen Innendurchmesser (D₁) größer als ein Außendurchmesser (D₃) des Drehangriffmittels (15) ist.
Montagesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagewerkzeug (2, 102) ein Federelement (30) aufweist, das sich am Antriebsschaft (16) und an der Ankeraufnahme (17, 117) abstützt.
Montagesystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (21, 121) einen zweiten Abschnitt (26,126) aufweist, der vor dem ersten Abschnitt (23, 123) angeordnet ist, und dass der Innendurchmesser (D₂) des zweiten Abschnitts (26, 126) durch ein Drehangriffelement (27, 127) derart verringert oder verringerbar ist, dass er kleiner als der Außendurchmesser (D₃) des Drehangriffmittels (15) ist.
Montagesystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehangriffelement (27, 127) derart angeordnet ist, dass das Drehangriffmittel (15) in Längsrichtung am Drehangriffelement (27, 127) vorbei in den ersten Abschnitt (23, 123) des Aufnahmeraums (21, 121) einführbar ist.
Montagesystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagewerkzeug (2) ein Schiebeelement (31) aufweist, das relativ zur Ankeraufnahme (17) verschiebbar ist und das derart angeordnet ist, dass das Drehangriffelement (27) durch das Verschieben des Schiebeelements (31) in den Aufnahmeraum (21) bewegbar ist.
Montagesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (31) zum Bewegen des Drehangriffelements (27) in den Aufnahmeraum (21) gegen die Kraft des Federelements (30) bewegbar ist.