DE102020133647A1

DE102020133647A1 - Fastener and fastener assembly

Info

Publication number: DE102020133647A1
Application number: DE102020133647.0A
Authority: DE
Inventors: Tobias Hirschle; Martin Linka; Jonas Wälder
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2021-08-12

Abstract

Zum Setzen eines Spreizankers schlägt die Erfindung eine kuppelartig gewölbte Lochscheibe (2) mit einem ein Loch (4) der Lochscheibe (2) umschließenden Kragen (10) als Auflager (11) für einen Schraubenkopf (15) des Spreizankers als Teil eines Befestigungselements (1) vor.To set an expansion anchor, the invention proposes a dome-like arched perforated disk (2) with a collar (10) surrounding a hole (4) in the perforated disk (2) as a support (11) for a screw head (15) of the expansion anchor as part of a fastening element (1 ) in front.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 8.The invention relates to a fastening element with the features of the preamble of claim 1 and a fastening arrangement with the features of the preamble of claim 8.

Das Verankern eines Spreizankers in einem Ankerloch in einem Ankergrund erfolgt durch Aufbringen einer Axialkraft auf einen Ankerschaft, wodurch der Spreizanker im Ankerloch aufgespreizt und dadurch im Ankergrund verankert wird. Wird die Axialkraft über eine Schraubverbindung erzeugt, kann ein Drehmoment gemessen werden, das wegen der Reibung jedoch nur ein ungefähres Maß für die Axialkraft ist.An expansion anchor is anchored in an anchor hole in an anchor base by applying an axial force to an anchor shaft, whereby the expansion anchor is expanded in the anchor hole and thereby anchored in the anchor base. If the axial force is generated via a screw connection, a torque can be measured, which due to the friction is only an approximate measure of the axial force.

Die Patentanmeldung US 2008/0138167 A1 offenbart einen Spannkraftindikator, bei dem es sich um eine hohlkegelstumpfförmige Lochscheibe handelt. Die Lochscheibe weist mit etwas Abstand von einem Lochrand geprägte Sicken auf, die um den Lochrand herum angeordnet sind. Die Sicken stehen von einer Außenseite der Lochscheibe ab und sind auf einer Innenseite der Lochscheibe hohl und mit einer Indikatormasse gefüllt. Die Sicken sind so niedrig und so weit vom Lochrand entfernt angeordnet, dass ein Schraubenkopf bei unverformter Lochscheibe auf dem Lochrand und nicht auf den Sicken aufsitzt. Wird die Lochscheibe axial zusammengedrückt, gelangt der Schraubenkopf auf die Sicken und drückt sie flach, wenn die Lochscheibe auf einer Unterlage aufliegt. Dabei wird die Indikatormasse ausgedrückt und dient als Indikator für eine axiale Spannkraft, wenn sie an einem Außenrand der Lochscheibe hervortritt.The patent application US 2008/0138167 A1 discloses a clamping force indicator which is a hollow truncated conical perforated disc. The perforated disk has beads embossed at a certain distance from a perforated edge, which are arranged around the perforated edge. The beads protrude from an outside of the perforated disk and are hollow on an inside of the perforated disk and filled with an indicator mass. The beads are so low and so far away from the edge of the hole that a screw head sits on the edge of the hole and not on the beads when the perforated disk is undeformed. If the perforated disc is axially compressed, the screw head reaches the beads and presses them flat when the perforated disc rests on a surface. The indicator mass is expressed and serves as an indicator for an axial tension force when it emerges on an outer edge of the perforated disk.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Befestigungselement und eine Befestigungsanordnung mit einer alternativen Lochscheibe als Spannkraftindikator vorzuschlagen.The object of the invention is to propose a fastening element and a fastening arrangement with an alternative perforated disk as a clamping force indicator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. Das erfindungsgemäße Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen Schaft, der sich entlang einer Längsachse des Befestigungselements erstreckt, eine gewölbte Lochscheibe, deren Loch von dem Schaft in Richtung der Längsachse durchgriffen wird, und ein Spannelement, das auf einer Außenseite der Lochscheibe an dem Schaft angeordnet und zu einem Aufbringen einer axialen Spannkraft in einer Achsrichtung des Schafts beweglich ist, auf. Das Spannelement kann in Bezug auf den Schaft oder gemeinsam mit dem Schaft in dessen Achsrichtung beweglich sein. Insbesondere ist das Spannelement eine Mutter oder ein Schraubenkopf. Das Spannelement ist bezüglich der Lochscheibe drehbar und nicht drehfest mit ihr verbunden.According to the invention, this object is achieved by the features of claims 1 and 8. The fastening element according to the invention with the features of claim 1 has a shaft that extends along a longitudinal axis of the fastening element, a curved perforated disk, the hole of which is penetrated by the shaft in the direction of the longitudinal axis, and a clamping element that is attached to the outside of the perforated disk Shank arranged and movable to apply an axial clamping force in an axial direction of the shaft. The clamping element can be movable in relation to the shaft or together with the shaft in its axial direction. In particular, the clamping element is a nut or a screw head. The tensioning element is rotatable with respect to the perforated disk and is not connected to it in a rotationally fixed manner.

Die Lochscheibe weist einen gewölbten Grundkörper auf, womit eine kegelstumpfförmige oder kuppelartige Wölbung gemeint ist. Unter „gewölbt“ soll hier auch eine Kegelform oder die Form eines Kegelstumpfs verstanden werden, also allgemein ein räumlich gebogener Körper. Insbesondere ist ein „gewölbter“ Grundkörper im Sinne der Erfindung ein Grundkörper, dessen Außenseite in Umfangsrichtung wie auch in Richtung seiner Höhe gekrümmt ist, und dessen Mantellinie im Schnitt von einem Kegelstumpf oder einem Kegel abweicht. Insbesondere ist der Grundkörper dreidimensional kuppelartig gewölbt, in der Art eines um die Achsrichtung rotierenden gekrümmten Bogens. Die Außenseite ist die dem Spannelement zugewandte Seite, die bei einer gekrümmt gewölbten Scheibe konvex ist.The perforated disk has a curved base body, which means a frustoconical or dome-like curvature. “Arched” should also be understood here to mean a cone shape or the shape of a truncated cone, that is to say generally a spatially curved body. In particular, a “curved” base body within the meaning of the invention is a base body whose outside is curved in the circumferential direction as well as in the direction of its height, and whose surface line deviates in section from a truncated cone or a cone. In particular, the base body is arched three-dimensionally in the manner of a dome, in the manner of a curved arc rotating about the axial direction. The outside is the side facing the tensioning element, which is convex in the case of a curved disc.

Erfindungsgemäß weist der Grundkörper der Lochscheibe ein Auflager für das Spannelement auf, auf dem das Spannelement aufliegt, wenn es die axiale Spannkraft auf die Lochscheibe ausübt. Das Auflager weist insbesondere eine kreisringförmige Auflagerfläche für das Spannelement auf und bildet somit kein linienförmiges sondern ein flächiges Auflager, wodurch ein lokales Einschneiden und Spannungsspitzen reduziert werden. Das Spannelement kann unmittelbar oder mittelbar beispielsweise über eine Unterlegscheibe auf dem Auflager aufliegen. Dabei liegt das Spannelement während des gesamten Spannvorgangs, bei dem die Lochscheibe axial zusammengedrückt wird, ausschließlich auf dem Auflager und nicht radial außerhalb des Auflagers auf der Außenseite des Grundkörpers der Lochscheibe auf. Das gilt jedenfalls so lange bis eine vorgegebene maximale axiale Spannkraft nicht überschritten ist, mit der das Befestigungselement planmäßig gespannt werden soll oder darf. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Spannkraft während des Spannvorgangs vom Spannelement in die Lochscheibe definiert und ausschließlich am Auflager eingetragen wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist gewährleistet, dass bei einem axialen Zusammendrücken der Lochscheibe zunächst ein Kraftanstieg erfolgt, der bei einer zunehmenden Abplattung der Lochscheibe ein Plateau erreicht oder abfällt, bevor er wieder ansteigt, wenn die Lochscheibe im Wesentlichen eben gedrückt ist. According to the invention, the base body of the perforated disk has a support for the tensioning element, on which the tensioning element rests when it exerts the axial tensioning force on the perforated disk. The support has, in particular, an annular support surface for the tensioning element and thus does not form a linear but a flat support, which reduces local incision and stress peaks. The tensioning element can rest directly or indirectly on the support, for example via a washer. During the entire clamping process in which the perforated disk is axially compressed, the clamping element rests exclusively on the support and not radially outside the support on the outside of the base body of the perforated disk. This applies in any case until a specified maximum axial clamping force with which the fastening element should or may be clamped as planned is not exceeded. This ensures that the clamping force is defined by the clamping element in the perforated disk during the clamping process and is only entered on the support. The design according to the invention ensures that when the perforated disk is axially compressed, an increase in force initially takes place which, with increasing flattening of the perforated disk, reaches a plateau or falls before it rises again when the perforated disk is essentially evenly pressed.

Vorzugsweise befindet sich das Auflager ohne radialen Abstand an einem Lochrand des Lochs der Lochscheibe.The support is preferably located on a perforated edge of the hole in the perforated disk without any radial spacing.

Als Auflager sieht eine Ausgestaltung der Erfindung einen das Loch der Lochscheibe umschließenden und axial von der Außenseite des Grundkörpers abstehenden Kragen vor. Insbesondere ist der Kragen ringartig in Umfangsrichtung geschlossen, Insbesondere weist der Kragen auf seiner dem Grundkörper abgewandten Seite eine kreisringförmige Auflagerfläche auf Der Kragen kann beispielsweise ein umlaufender Wulst oder Ring sein, der vorzugsweise einstückiger Bestandteil der Lochscheibe ist.As a support, one embodiment of the invention provides a collar that surrounds the hole in the perforated disk and protrudes axially from the outside of the base body. In particular, the collar is closed like a ring in the circumferential direction. In particular, the collar has an annular support surface on its side facing away from the base body. The collar can for example, a circumferential bead or ring, which is preferably an integral part of the perforated disc.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Wölbung der Lochscheibe in einem das Loch umschließenden Bereich in eine Gegenwölbung, also eine Wölbung mit entgegengesetzter Krümmung übergeht, wobei die das Loch umschließende Gegenwölbung das Auflager für das Spannelement bildet. Insbesondere ist im Bereich der Gegenwölbung ein zwischen einer an die Außenseite der Lochscheibe angelegten Tangente und der Längsachse eingeschlossener Winkel kleiner als im Bereich der Wölbung.Another embodiment of the invention provides that a curvature of the perforated disc in an area surrounding the hole merges into a counter-curvature, i.e. a curvature with an opposite curvature, the counter-curvature surrounding the hole forming the support for the tensioning element. In particular, an angle enclosed between a tangent applied to the outside of the perforated disk and the longitudinal axis is smaller in the region of the counter-curvature than in the region of the curvature.

Noch eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass, ausgehend von dem Lochrand, die Lochscheibe radial nach außen, also von der Längsachse weg, zunächst einen kleineren Wölbungsradius und mit größerem oder zunehmendem radialem Abstand vom Lochrand einen größeren Wölbungsradius aufweist. Beispielsweise kann sich der Wölbungsradius vom Lochrand radial nach außen stetig vergrößern, jedenfalls in dem Bereich, der beim axialen Zusammendrücken der Lochscheibe mit dem Spannelement in Berührung kommt.Yet another embodiment of the invention provides that, starting from the edge of the hole, the perforated disk radially outwards, i.e. away from the longitudinal axis, initially has a smaller radius of curvature and a larger radius of curvature with a larger or increasing radial distance from the edge of the hole. For example, the radius of curvature can steadily increase radially outward from the edge of the hole, at least in the area that comes into contact with the clamping element when the perforated disk is axially compressed.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Lochscheibe beziehungsweise ihr Grundkörper die Form einer Schicht eines Hohlkörpers aufweist. Das bedeutet, dass sich ein äußerer Scheibenrand in einer zu dem Lochrand parallelen Ebene befindet, und sich die Lochscheibe vom Loch zum äußeren Scheibenrand aufweitet. Beispielsweise hat die Lochscheibe die Form einer Schicht eines Rotationshohlkörpers, wie beispielsweise eine Hohlkugelschicht oder eine Schicht eines hohlen Rotationsellipsoids, wobei der Hohlkörper zusätzlich in einer radialen Querrichtung zusammengedrückt und in einer dazu senkrechten radialen Längsrichtung gestreckt sein kann. In diesem Fall ist der Hohlkörper kein Rotationshohlkörper.One embodiment of the invention provides that the perforated disk or its base body has the shape of a layer of a hollow body. This means that an outer disk edge is located in a plane parallel to the hole edge, and the perforated disk expands from the hole to the outer disk edge. For example, the perforated disk has the shape of a layer of a hollow body of revolution, such as a layer of hollow spheres or a layer of a hollow ellipsoid of revolution, wherein the hollow body can additionally be compressed in a radial transverse direction and stretched in a radial longitudinal direction perpendicular thereto. In this case the hollow body is not a rotational hollow body.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Befestigungselement einen Spreizanker auf, der zum Verankern des Befestigungselements in einem Bohrloch aufspreizbar ist. Derartige Befestigungselemente sind allgemein als Spreizanker, beispielsweise als Bolzen- oder Hülsenanker bekannt.In a preferred embodiment of the invention, the fastening element has an expansion anchor which can be expanded in order to anchor the fastening element in a borehole. Such fastening elements are generally known as expansion anchors, for example as bolt or sleeve anchors.

Ein erfindungsgemäßes Befestigungselement mit einem Spreizanker bildet mit einem Ankergrund eine Befestigungsanordnung. Der Spreizanker ist bei der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung in einem Ankerloch in einem Ankergrund verankert. Der Ankergrund besteht beispielsweise aus Beton, Stein oder Mauerwerk und das Ankerloch ist beispielsweise in den Ankergrund gebohrt. Zum Verankern wird der Spreizanker im Ankergrund aufgespreizt, wozu eine axiale Spannkraft auf den Ankerschaft ausgeübt wird. Die Spannkraft wird über das Spannelement des erfindungsgemäßen Befestigungselements auf die Lochscheibe abgetragen, das sich mit seinem Außenrand unmittelbar oder mittelbar am Ankergrund oder über ein Anbauteil am Ankergrund abstützt. Das Spannelement ist insbesondere ein mit dem Ankerschaft einstückig oder starr verbundener Schraubenkopf oder eine Mutter, die auf ein Gewinde des Ankerschafts geschraubt ist. Die axiale Spannkraft wird durch Drehen des Schraubenkopfs oder der Mutter erzeugt und drückt die Lochscheibe, die zwischen dem Spannelement und dem Ankergrund eingespannt ist, axial zusammen. Dabei liegt das Spannelement mittelbar oder unmittelbar, insbesondere also der Schraubenkopf oder die Mutter unmittelbar, ausschließlich auf dem Auflager der Lochscheibe und nicht außerhalb des Auflagers auf der Außenseite des Grundkörpers der Lochscheibe auf. Das gilt jedenfalls so lange, bis die festgelegte aufzubringende axiale Spannkraft nicht überschritten ist, also die Spannkraft, die für ein planmäßiges Aufspreizen des Spreizankers notwendig ist und die zwischen einer minimal notwendigen und einer maximal zulässigen Spannkraft liegt.A fastening element according to the invention with an expansion anchor forms a fastening arrangement with an anchor base. In the fastening arrangement according to the invention, the expansion anchor is anchored in an anchor hole in an anchor base. The anchor base consists, for example, of concrete, stone or masonry and the anchor hole is drilled into the anchor base, for example. For anchoring, the expansion anchor is expanded in the anchor base, for which purpose an axial tension force is exerted on the anchor shaft. The clamping force is transferred to the perforated disk via the clamping element of the fastening element according to the invention, which is supported with its outer edge directly or indirectly on the anchor base or via an attachment on the anchor base. The tensioning element is in particular a screw head that is integrally or rigidly connected to the anchor shaft or a nut that is screwed onto a thread of the anchor shaft. The axial clamping force is generated by turning the screw head or the nut and axially compresses the perforated disk, which is clamped between the clamping element and the anchor base. In this case, the clamping element rests directly or indirectly, in particular the screw head or the nut directly, exclusively on the support of the perforated disk and not outside the support on the outside of the base body of the perforated disk. This applies in any case until the specified axial clamping force to be applied is not exceeded, i.e. the clamping force that is necessary for a planned expansion of the expansion anchor and that lies between a minimum necessary and a maximum permissible clamping force.

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 weiterer Ausführungsbeispiele 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 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 (s), but basically any part of the identified features of an exemplary embodiment, optionally in combination with one, more or all of the features of one or more further exemplary embodiments, are possible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen:

1 einen Achsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Befestigungselement;
2 eine vergrößerte Einzelheit gemäß Kreis 11 in 1;
3 eine perspektivische Darstellung einer Lochscheibe des erfindungsgemäßen Befestigungselements aus 1;
4 einen Achsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Lochscheibe des erfindungsgemäßen Befestigungselements aus 1;
5 einen Achsschnitt einer dritten Ausführungsform der Lochscheibe des erfindungsgemäßen Befestigungselements aus 1; und
6 ein Spannkraftdiagramm eines erfindungsgemäßen Befestigungselements.

The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are shown in the drawing. Show it:

1 an axial section of a first embodiment of a fastening arrangement according to the invention with a fastening element according to the invention;
2 an enlarged detail according to the circle 11 in 1 ;
3 a perspective view of a perforated disk of the fastening element according to the invention 1 ;
4th an axial section of a second embodiment of the perforated disk of the fastening element according to the invention 1 ;
5 an axial section of a third embodiment of the perforated disk of the fastening element according to the invention 1 ; and
6th a tension force diagram of a fastening element according to the invention.

Das in 1 dargestellte, erfindungsgemäße Befestigungselement 1 weist eine gewölbte Lochscheibe 2, einen Schaft 3 und ein an dem Schaft 3 angeordnetes Spannelement 5 auf, das auf einer Außenseite 6 der Lochscheibe 2 angeordnet ist. Als „Außenseite“ 6 wird hier die im Ausführungsbeispiel konvexe Seite der Lochscheibe 2 bezeichnet, die entgegen der Einbringrichtung E nach hinten zeigt. Der Schaft 3 erstreckt sich entlang einer Längsachse L des Befestigungselements 1 und durchgreift in Richtung der Längsachse ein Loch 4 der Lochscheibe 2. Die „Einbringrichtung“ E verläuft parallel zur Längsachse L und ist die Richtung, in die das Befestigungselement 1 planmäßig in ein Ankerloch 13 im Ankergrund 14 eingebracht wird.This in 1 illustrated, fastening element according to the invention 1 has a curved perforated disc 2 , a shaft 3 and one on the stem 3 arranged clamping element 5 on that on an outside 6th the perforated disc 2 is arranged. The “outside” 6 here is the side of the perforated disk that is convex in the exemplary embodiment 2 referred to, the opposite of the direction of introduction E. pointing backwards. The shaft 3 extends along a longitudinal axis L. of the fastener 1 and reaches through a hole in the direction of the longitudinal axis 4th the perforated disc 2 . The "direction of introduction" E runs parallel to the longitudinal axis L. and is the direction in which the fastener is 1 according to plan in an anchor hole 13th in the anchorage 14th is introduced.

Die Lochscheibe 2, die in 3 als Einzelteil gezeichnet ist, weist einen zweidimensional gewölbten Grundkörper 7 auf, wobei mit „zweidimensional gewölbt“ hier eine kuppelartig gekrümmte Wölbung gemeint ist. Im Ausführungsbeispiel hat die Lochscheibe 2 die Form einer Schicht eines Hohlrotationsellipsoids oder einer Schicht einer Hohlkugel, wobei „Schicht“ einen ringförmigen Abschnitt eines Hohlkörpers zwischen zwei parallelen Schnittflächen des Hohlkörpers bedeutet.The perforated disc 2 , in the 3 is drawn as a single part, has a two-dimensionally curved base body 7th on, whereby “two-dimensionally arched” here means a dome-like curved arching. In the exemplary embodiment, the perforated disk 2 the shape of a layer of a hollow ellipsoid of revolution or a layer of a hollow sphere, where “layer” means an annular section of a hollow body between two parallel cut surfaces of the hollow body.

An einem Außenrand 8 weist die Lochscheibe 2 mehrere über den Umfang verteilte Ωförmige Aussparungen 9 auf.On one outer edge 8th shows the perforated disc 2 several Ω-shaped recesses distributed over the circumference 9 on.

An einem Lochrand weist der Grundkörper 7 der Lochscheibe 2 einen Kragen 10 in Form eines das Loch 4 umschließenden Wulstes auf, der ein von der Außenseite 6 des Grundkörpers 7 abstehendes Auflager 11 für das Spannelement 5 bildet. Die Form des das Auflager 11 bildenden Kragens 10 ist in der Vergrößerung der 2 zu sehen. Er weist im Ausführungsbeispiel eine vom Lochrand radial nach außen bogenförmig axial in Richtung der Außenseite des Grundkörpers 7 abfallende Auflagerfläche 12 auf. Die genaue Form des Auflagers 11 ist nicht zwingend für die Erfindung.The base body has at one edge of the hole 7th the perforated disc 2 a collar 10 in the form of a the hole 4th enclosing bead on the one from the outside 6th of the main body 7th protruding support 11 for the clamping element 5 forms. The shape of the support 11 forming collar 10 is in the enlargement of the 2 to see. In the exemplary embodiment, it has a radially outwardly arcuate shape from the edge of the hole, axially in the direction of the outside of the base body 7th sloping support surface 12th on. The exact shape of the support 11 is not mandatory for the invention.

Im Ausführungsbeispiel ist der Schaft 3, der das Loch 4 der Lochscheibe 2 durchgreift, ein Ankerschaft eines im Übrigen nicht dargestellten herkömmlichen Spreizankers, der in einem zylindrischen Ankerloch 13 verankert ist, das in einen Ankergrund 14 aus beispielsweise Beton gebohrt ist. Im Ausführungsbeispiel ist der Schaft 3 ein Schraubenschaft einer Schraube, die in einen nicht gezeichneten, konischen Spreizkörper geschraubt ist, der durch eine Spannkraft in einer Achsrichtung des Schafts 3 in eine ebenfalls nicht dargestellte Spreizhülse des Spreizankers, hier eines herkömmlichen Hülsenankers, eingezogen wird und diese aufspreizt, so dass der Spreizanker im Ankergrund 14 verankert ist. Die axiale Spannkraft wird durch Drehen der Schraube erzeugt. Anstelle der Schraube kann der Spreizanker auch einen Ankerschaft mit einem Gewinde aufweisen, auf das eine Mutter geschraubt ist (nicht dargestellt). Ein Schraubenkopf 15 der Schraube beziehungsweise die nicht dargestellte Mutter bilden das Spannelement 5 des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1.In the exemplary embodiment, the shaft is 3 who made the hole 4th the perforated disc 2 passes through, an anchor shaft of a conventional expansion anchor, otherwise not shown, which is in a cylindrical anchor hole 13th is anchored in an anchorage 14th is drilled from concrete, for example. In the exemplary embodiment, the shaft is 3 a screw shank of a screw which is screwed into a conical expansion body, not shown, which by a clamping force in an axial direction of the shank 3 is drawn into an expansion sleeve, also not shown, of the expansion anchor, here a conventional sleeve anchor, and expands it so that the expansion anchor is in the anchor base 14th is anchored. The axial clamping force is generated by turning the screw. Instead of the screw, the expansion anchor can also have an anchor shaft with a thread onto which a nut is screwed (not shown). A screw head 15th the screw or the nut, not shown, form the tensioning element 5 of the fastening element according to the invention 1 .

Der Außenrand 8 der Lochscheibe 2 liegt auf einer Unterlegscheibe 16 und diese auf einem Anbauteil 17 auf, welches ein Durchgangsloch 21 aufweist, das ebenfalls von dem Schaft 3 durchgriffen wird. Das Anbauteil 17 wird von der Lochscheibe 2 gegen den Ankergrund 14 gespannt.The outer edge 8th the perforated disc 2 lies on a washer 16 and this on an attachment 17th on which a through hole 21 has, which is also from the shaft 3 is penetrated. The attachment 17th is from the perforated disc 2 against the anchorage 14th curious; excited.

Wie erwähnt wird durch Drehen des Spannelements 5 eine Spannkraft in axialer Richtung des Schafts 3, also in Richtung der Längsachse L, erzeugt, die die Lochscheibe 2 axial zusammendrückt, die zwischen dem Spannelement 5 einerseits und der Unterlegscheibe 16, dem Anbauteil 17 und dem Ankergrund 14 andererseits eingespannt ist. Beim Zusammendrücken der Lochscheibe 2 liegt der das Spannelement 5 bildende Schraubenkopf 15 ausschließlich auf dem Auflager 11 der Lochscheibe 2 auf und berührt den Grundkörper 7 der Lochscheibe 2 nicht außerhalb des Auflagers 11.As mentioned, by turning the clamping element 5 a clamping force in the axial direction of the shaft 3 , i.e. in the direction of the longitudinal axis L. , which generates the perforated disc 2 axially compresses between the clamping element 5 one hand and the washer 16 , the attachment 17th and the anchorage 14th on the other hand is clamped. When compressing the perforated disc 2 lies the the tensioning element 5 forming screw head 15th exclusively on the support 11 the perforated disc 2 and touches the base body 7th the perforated disc 2 not outside the support 11 .

Die Spannkraft weist einen in 6 dargestellten Verlauf auf. Das Diagramm zeigt die Spannkraft F über einen axialen Weg s des Spannelements 5, der zugleich auch ein Maß ist, um das die Lochscheibe 2 axial zusammengedrückt wird. Die Spannkraft F wirkt als Zugkraft im Schaft 3 und drückt die Lochscheibe 2 axial zusammen. Wie in 6 zu sehen, steigt die Spannkraft F zunächst steil an, bis sie ein lokales Maximum 18 erreicht, von dem aus sie abfällt oder ein Plateau bildet (gestrichelt dargestellt), bevor sie wieder steil und über das lokale Maximum 18 ansteigt. Zwischen dem lokalen Maximum 18 und dem erneuten Ansteigen steigt die Spannkraft auch bei weiterer Verformung über einen Weg _S2 nicht über das Maximum 18 an, der größer ist, als der Weg S₁ bis zum Erreichen des Maximums 18. Das Maximum 18 ist die vorgesehene planmäßige Spannkraft, die erst nach Erreichen einer maximalen planmäßigen Verformung der Lochscheibe, die dem Weg _S1+_S2 entspricht, überschritten wird. Der dargestellte Verlauf der Spannkraft ist vorteilhaft für die Lochscheiben der erfindungsgemäßen Befestigungselemente, unabhängig davon, wie die Lochscheiben im Detail gestaltet sind.The clamping force has an in 6th shown course. The diagram shows the clamping force F. via an axial path s of the clamping element 5 which is also a measure by which the perforated disc 2 is compressed axially. The resilience F. acts as a tensile force in the shaft 3 and presses the perforated disc 2 axially together. As in 6th to see the resilience increases F. initially steeply until it reaches a local maximum 18th reached, from which it drops or forms a plateau (shown in dashed lines), before it becomes steep again and above the local maximum 18th increases. Between the local maximum 18th and the renewed increase, the clamping force does not rise above the maximum _{even with further deformation over a distance S2} 18th which is greater than the distance S ₁ to reach the maximum 18th . The maximum 18th is the planned clamping force, which is only exceeded after reaching a maximum planned deformation of the perforated disk, which corresponds to _{the path S1} + _S2. The one shown The course of the clamping force is advantageous for the perforated disks of the fastening elements according to the invention, regardless of how the perforated disks are designed in detail.

Zusammen mit dem Ankergrund 14, in dem in dem Ankerloch 13 der Spreizanker des Befestigungselements 1 verankert ist, bildet das erfindungsgemäße Befestigungselement 1 mit seiner Lochscheibe 2 eine erfindungsgemäße Befestigungsanordnung 19. Dabei bilden der Schraubenkopf 15, das Spannelement 5 und der Schraubenschaft beziehungsweise Ankerschaft den Schaft 3, der das Loch 4 der Lochscheibe 2 durchgreift. Wie erwähnt kann der Spreizanker anstelle der Schraube einen Ankerschaft mit einem Gewinde aufweisen, auf das eine Mutter geschraubt ist, die in diesem Fall das Spannelement 5 bildet (nicht dargestellt).Together with the anchorage 14th , in which in the anchor hole 13th the expansion anchor of the fastener 1 is anchored, forms the fastening element according to the invention 1 with its perforated disc 2 a fastening arrangement according to the invention 19th . In doing so, form the screw head 15th , the clamping element 5 and the screw shank or anchor shank is the shank 3 who made the hole 4th the perforated disc 2 takes action. As mentioned, instead of the screw, the expansion anchor can have an anchor shaft with a thread onto which a nut is screwed, which in this case is the clamping element 5 forms (not shown).

Bei der in 4 gezeichneten Ausführungsform einer Lochscheibe 2 des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 geht die Wölbung der Lochscheibe 2 in einem das Loch 4 umgebenden Bereich in eine Gegenwölbung 20 über, so dass der Lochrand das Auflager 11 für das Spannelement 5 bildet. Die Gegenwölbung 20 weist eine der Wölbung der Lochscheibe 2 außerhalb der Gegenwölbung 20 entgegengesetzte Krümmung auf. Auch hier ist sichergestellt, dass das Spannelement 5 bei einem axialen Zusammendrücken der Lochscheibe 2 diese nicht außerhalb des das Auflager 11 bildenden Lochrandes berührt, wodurch sich auch hier der in 6 gezeichnete Kraftverlauf ergibt.At the in 4th Drawn embodiment of a perforated disc 2 of the fastening element according to the invention 1 goes the curvature of the perforated disc 2 in one the hole 4th surrounding area into a counter-bulge 20th over so that the edge of the hole meets the support 11 for the clamping element 5 forms. The counter vault 20th has one of the curvature of the perforated disc 2 outside the counter-bulge 20th opposite curvature. Here, too, it is ensured that the clamping element 5 when the perforated disk is axially compressed 2 this not outside of the support 11 forming the edge of the hole, whereby the in 6th drawn force curve results.

Bei der in 5 gezeichneten Ausführungsform einer Lochscheibe 2 des erfindungsgemäßen Befestigungselements 1 nimmt die Wölbung der Lochscheibe 2 radial vom Lochrand nach außen stetig ab, das Spannelement 5 liegt am Lochrand auf. Auch hier bildet der Lochrand und gegebenenfalls. der sich radial nach außen anschließende, das Loch 4 umschließende Bereich mit dem kleinen Wölbungsradius das Auflager 11 für das in 5 nicht gezeichnete Spannelement 5. Auch bei dieser Ausführungsform ergibt sich durch die Formgebung der Lochscheibe 2 der in 6 gezeichnete Kraftverlauf.At the in 5 Drawn embodiment of a perforated disc 2 of the fastening element according to the invention 1 takes the curvature of the perforated disc 2 radially from the edge of the hole outwards steadily, the clamping element 5 rests on the edge of the hole. Here, too, forms the edge of the hole and, if necessary. the one that adjoins it radially outwards, the hole 4th surrounding area with the small radius of curvature the support 11 for the in 5 clamping element not shown 5 . In this embodiment too, the shape of the perforated disk results 2 the in 6th drawn force curve.

Die in 4 und 5 gezeichneten Lochscheiben 2 ersetzen bei Ausführungsformen der Erfindung die in 1 gezeichnete Lochscheibe 2. Für diese Ausführungsformen gelten die Erläuterungen der 1 bis 3 und 6.In the 4th and 5 drawn perforated disks 2 replace in embodiments of the invention in 1 drawn perforated disc 2 . The explanations in FIG 1 until 3 and 6th .

BezugszeichenlisteList of reference symbols

EE.: EinbringrichtungDirection of insertion
FF.: SpannkraftResilience
LL.: LängsachseLongitudinal axis
ss: AxialwegAxial travel
11: BefestigungselementFastener
22: LochscheibePerforated disc
33: Schaftshaft
44th: Lochhole
55: SpannelementClamping element
66th: AußenseiteOutside
77th: GrundkörperBase body
88th: AußenrandOuter edge
99: AussparungRecess
1010: Kragencollar
1111: AuflagerIn stock
1212th: AuflagerflächeSupport surface
1313th: AnkerlochAnchor hole
1414th: AnkergrundAnchorage
1515th: SchraubenkopfScrew head
1616: UnterlegscheibeWasher
1717th: AnbauteilAttachment
1818th: lokales Maximumlocal maximum
1919th: BefestigungsanordnungMounting arrangement
2020th: GegenwölbungCounter-arching
2121: DurchgangslochThrough hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2008/0138167 A1 [0003]

Claims

Fastening element with a shaft (3), a curved perforated disc (2) with a hole (4) through which the shaft (3) passes, and a clamping element (5) which is attached to an outer side (6) of the perforated disc (2) is arranged on the shaft (3), the perforated disc (2) having a two-dimensionally curved base body (7) and a support (11) for the clamping element (5) which protrudes from the outside (6) of the base body (7), characterized in that the clamping element (5) rests exclusively on the support (11) when the perforated disc (2) is compressed in the axial direction of the shaft (3) with the clamping element (5), without the outside (6) of the base body (7) ) to touch the perforated disc (2) radially outside of the support (11).

Fastener according to Claim 1 , characterized in that the support (11) is located on a perforated edge of the hole (4) of the perforated disc (2).

Fastener according to Claim 1 or 2 , characterized in that the perforated disc (2) has a collar (10) which surrounds its hole (4) and protrudes axially from the base body (7) as a support (11).

Fastener according to Claim 1 or 2 , characterized in that the perforated disc (2) has a counter-arch (20) in an area surrounding the hole (4).

Fastener according to Claim 1 , characterized in that, starting from the edge of the hole, the perforated disc (2) initially has a smaller radius of curvature radially outwards and a larger radius of curvature at a radial distance from the edge of the hole.

Fastening element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the perforated disc (2) has the shape of a layer of a hollow body.

Fastening element according to one or more of the preceding claims, characterized in that the fastening element (1) has an expansion anchor.

Fastening arrangement with a fastening element according to Claim 7 , characterized in that the expansion anchor of the fastening element (1) is anchored in an anchor hole (13) in an anchor base (14) and an outer edge (8) of the perforated disc (2) rests directly or indirectly on the anchor base (14), the Shank (3) has a screw head (15) or a thread onto which a nut is screwed, which when an axial tensile force is exerted on the shaft (3) by turning the screw head (15) or the nut exclusively on the Support (11) of the perforated disc (2) rests.