DE1750663C3 - Ankerschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankerschraube mit einem Gewinde an einem Ende des Schaftes und einem im Querschnitt kreisrunden Spannabschnitt am anderen Ende des Schaftes, dessen Durchmesser sich zum Schaftende hin kontinuierlich bis auf seinen größten Wert ändert, und auf dem ein den Außendurchmesser des Schaftes in Ruhelage etwas überragendes buchsenförmiges Spreizglied angeordnet ist.

Derlei Ankerschrauben werden zum Befestigen von Gegenständen an Bauelementen, wie Wänden aus Stein oder dergleichen, benutzt. Zu diesem Zwecke werden sie in passende Bohrungen in dem Bauelement eingesetzt, wobei sie sich bei Belastung in axialer Richtung formschlüssig mit der Bohrung verklemmen r> und einer weiteren axialen Bewegung widersetzen. Zum Verankern der Schraube in der Bohrung dient eine Vorrichtung, z. B. eine Spannfeder oder ein Sprengring, welche bei Belastung der Schraube radial gespreizt wird, sich dabei gegen die Wände der Bohrung legt, w wobei die Schraube wegen der zwischen der Vorrichtung und der Wand auftretenden Reibung in axialer Lage gehalten wird, ohne in dieser Richtung wesentliche Federungseigenschaften zu /eigen. Theoretisch wächst dabei die Reibung zwischen der Spreizvorrichtung und der Bohrung mit zunehmender axialer Belastung der Ankerschraube.

in einer bekannten Schraube dieser Ari isi die sicm spreizende Vorrichtung in die Mantelfläche des Schraubenschaftes eingelassen. Diese Vorrichtung besteht aus einem oder mehreren um den Umfang des Schaftes herum in gleichem Abstand voneinander liegenden Armen oder Keilen, die, wenn die Schraube angespannt, d. h. axial bewegt wird, aus der Mantelfläche des Schaftes hervortreten, sich dabei axial verlagern und sich zwischen dem Schaft und der Bohrung verklemmen, so daß eine weitere axiale Bewegung der Schraube unterbunden wird. Die Arme bzw. Keile lagern in Kerben oder Schlitzen, die winklig zur Schraubenachse in den Schaft eingefräst sind. Solche Schrauben sind in ihrer Herstellung teuer und sind wegen der zur Aufnahme der Spreizglieder dienenden Kerben oder Schlitze starken Belastungen nicht gewachsen.

Es sind außerdem Ankerschrauben bekannt geworden, in denen kegelförmige Spannteile dazu dienen, besonders gestaltete Sprengglieder zu spreizen. Diese Ankerschrauben sind in der Herstellung zwar billiger als die vorher genannten, sie sind jedoch starken Belastungen nicht gewachsen, da sich die konisch ausgebildeten Spannteile mitunter ausziehen und so zwischen den Spreizgliedern herausgleiten.

Eine gattungsgemäße Ankerschraube ist aus der US-PS 32 77 770 bekannt. Diese bekannte Ankerschraube weist einen kegelstumpfförmigen Spannabschnitt und ein Spreizglied auf, das so ausgebildet ist, daß es in die Lage zurückgelangen kann, die es vor dem Setzen der Ankerschraube eingenommen hatte, wodurch die Gefahr besteht, daß sich die Verankerung lockert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ankerschraube der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei der keine Gefahr besteht, daß sich nach dem Setzen der Ankerschraube die Verankerung lockert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattungsgemäße Ankerschraube gelöst, bei der der Spannabschnitt eine konkav gekrümmte Außenfläche hat und seinen geringsten Durchmesser zwischen dem betreffenden Schaftende und dem Schaftabsatz aufweist und das Spreizglied aus einer Mehrzahl kreisförmig den Spannabschnitt umgebender, gleichlanger länglicher Glieder besteht, die von zerreißbaren Verbindungen aneinander gehalten werden und von ihren beiden Enden aus jeweils unter einem Winkel zur Mittelachse des Spannabschnittes verlaufen, um einen Außengrat zu bilden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird eine besonders sichere Verankerung der Ankerschraube in der sie umgebenden Bohrung erzielt. Das Spreizglied wird beim Setzen der Ankerschraube einer Hebelwirkung unterworfen, wodurch es im Bereich des größten Durchmessers des Spannabschnittes aufgespreizt, im Bereich des kleinsten Spannabschnittdurchmessers hingegen etwas zusammengedrückt wird. Die Aufspreizung des Spreizgliedes führt zu einer festen Verankerung in der Wand der Bohrung, die durch das Vorhandensein des Außenrades besonders wirksam ist. Das Zusammendrücken des anderen Endes des Spreizgliedes hat zusammen mit der Ausbildung der Oberfläche des Spannabschnittes und insbesondere mit dem Umstand, daß der Ort des kleinster. Spannah schniudufi.'hmessers /.wischen dem Schuhabsatz ιιικ. dem Knde iks Spariitabschnittes liegt, zur Folge, dab das Spreizglied iiidit ohne weiteres in die Lage zurückgelangen kann, die es vor dem Setzen der Ankerschraube eingenommen hatte, wodurch sich die Verankerung

lockern würde. Da sich bei der erfindungsgemäßen Ankerschraube der kleinste Durchmesser des Spannabschnittes zwischen dem Ende des Spannabschi iittes und dem Schaftabsatz liegt, ist auch vermieden, daß das Spreizglied beim Setzen fortschreitend kontraktiert wird und damit die Gefahr besteht, daß es seine Federwirkung verliert

Gemäß einer Ausführungsform gleicht der größte Durchmesser des Spannabschnittes dem Durchmesser des Schaftes. Dieses Merkmal ist an sich aus der DE-AS 12 30 621 bekannt Jedoch ist der bekannte Spreizdübel, auf den das Spreizglied gemäß der Entgegenhaltung sitzt völlig anders ausgebildet

Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen der Schaft und der Spannabschnitt koaxial zueinander. Auch dieses Merkmal ist an sich aus der DE-AS 12 30 621 bekannt Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die die Außenfläche des Spannabschnittes beschreibende Kurve einen konstanten Radius. Gemäß einer weiteren Ausführungsform überbrückt das Spreizglied, das aus einer Anzahl kreisförmig um den Spannteil gelegener länglicher Glieder besteht, die zwischen dem Schaft und dem größten Durchmesser des Spannteils gehalten werden, den Teil mit dem kleinsten Durchmesser des Spannabschnittes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Schaftes einschließlich Spannteil der Ankerschraube,

F i g. 2 in winkliger Sicht das Spreizglied für die Ankerschraube,

F i g. 3 die Ankerschraube in Seitenansicht, F i g. 4 die Ankerschraube in einem Bohrloch und

F i g. 5 die in einem Bohrloch verankerte Ankerschraube.

Die in der Zeichnung abgebildete Ankerschraube besteht aus einem teilweise mit Gewinde 4 zum Aufschrauben einer Mutter 6 (Fig.5) versehenen Schaft, dessen vom Gewinde 4 abgelegenes Ende zu einem Spannabschnitt 8 mit einer Stirnfläche 10 geformt ist. Der Spannabschnitt 8 dient zur Aufnahme von hier als Paar gezeigter Spreizglieder 12, die axial auf dem Spannabschnitt 8 verschoben werden können. Die Spreizglieder 12, nachstehend als Sprengring beschrieben, werden, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, von Verbindungsstücken 14a und \4b zusammengehalten, die dazu dienen, die Spreizglieder 12 zwar in ihrer relativen axialen, nicht aber in ihrer radialen Lage zueinanderzuhalten, wenn die Glieder 12 während des Festsetzens der Ankerschraube auf dem Spannabschnitt 8 verschoben werden. Das Verbindungsstück 14a ist zweckmäßig mit einer Schwächungslinie 32 verschen. Die Verbindungsstücke 14a und 146 können mit den Spreizgliedern 12 aus einem Stück bestehen. Anstelle der hier gezeigten zwei Spreizglieder 12 können mehr vorgesehen sein.

F i g. 1 läßt erkennen, daß die Fläche des Spannteils 8 in Achsenrichtung konkav gebogen ist, wobei der Bogen a entweder eine Hyperbel oder vorzugsweise und wie hier gezeigt ein Kreisbogen mit dem Radius r ist. Die Übergangsstelle zwischen dem Schaft 2 und dem Spannabschnitt 8 wird von einer Schulter 16 gebildet, gegen welche der Sprengring 12 in nichtgespreiztem Zustand anliegt (Fig. 3 und 4). In nichtgespreiztem Zustand der beiden Spanngljeder 12 liegen zwischen ihren Enden gleich großen öffnungen 18.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Durchmesser des Spannabschnitts 8 an einem von der Schulter 16 abgelegenen Punkt 20 am kleinsten ist An einem noch weiter von der Schulter abgelegenen Punkt 22 ist der Durchmesser des Spannabschnitts 8 genau jo groß wie an der Schulter 16. An der Schulter 16 und an der Stelle 22 ist der Spannteildurchmesser etwa gleich dem ίο Durchmesser der öffnungen 18 des Spreizringes 12. Der Spreizring 12 kann ausgebaucht sein und dabei einen Vorsprung 24 bilden, der geringfügig über die Mantelfläche des Schaftes 2 hervortritt so daß sich der Ring 12 reibungsmäßig gegen die Wand einer Bohrung 26, in welcher die Schraube verankert werden soll, anlegen kann. Der größte Durchmesser des Spannabschnitts 8 liegt an einem am weitesten von der Schulter 16 abgelegenen Punkt 27 und ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Schaftes 2.

Der Sprengring 12 kann als Einheit aus Blech gestanzt und dann um den Spannabschnitt 8 gewickelt werden. Auf diese Weise lassen sich die Spreizglieder 12 schnell und mit geringen Kosten maschinenmäßig an der Schraube befestigen, ohne besondere Vorrichtungen erforderlich zu machen.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Ankerschraube wird zunächst ein Loch 26 beispielsweise in eine Wand 28 aus Stein eingebohrt, an welcher ein Gegenstand 30 befestigt werden soll (F i g. 4 und 5). Die mit dem Sprengring 12 versehene Schraube wird alsdann in die Bohrung 26 eingesteckt. Anschließend wird der Gegenstand 30 auf den Schaft 2 gesteckt und die Mutter 6 aufgeschraubt. Beim Anziehen der Mutter 6 bewegt sich die Ankerschraube zunächst nach links (Fig.5). Wegen seines reibungsmäßigen Eingriffs mit der Bohrung 26 verharrt der Sprengring 12 in seiner Stellung und wird, indem der Spannabschnitt 8 nach links gezogen wird, durch dessen zunehmenden Umfang an einem Ende gespreizt. Dabei zerreißt das mit Schwächungslinie 32 versehene Verbindungsstück 14a. Die beiden Hälften des Sprengringes 12 verklemmen sich unter der Keilwirkung des Spannabschnitts 8 mehr und mehr mit der Bohrung 26. Das Verbindungsstück S4fc wird zusammengedrückt, wobei es ausbaucht und v> mit der Wand der Bohrung 26 in Berührung kommt.

Es ist festgestellt worden, daß eine Ankerschraube mit einem Spannabschnitt 8, dessen Mantelfläche konkav gebogen ist, im Vergleich zu einer Ankerschraube mit konischem Spannteil einen besseren Halt in einer jo Bohrung gewährleistet und stärker belastet werden kann. Obwohl im einzelnen keine Klarheit darüber besteht, worauf diese verbesserte Haltewirkung zurückzuführen ist, kann angenommen werden, daß durch die allmählich ansteigende Verklemmung des Sprengringes 12 mit der Bohrung dieser einen besseren Sitz erhält als Spannglieder, die unter linear ansteigendem Druck gegen die Bohrungswände gepreßt werden. Außerdem wird der erfindungsgemäß geformte Spannabschnitt im Vergleich zu einem kegelstumpfförmigen wahrscheinlieh weniger stark zusammengepreßt, so daß er nicht zwischen dem Sprengring herauszugleiten vermag. Erfindungsgernäße Ankerschrauben haben bei Versuchen ergeben, daß die Verankerung etwa ..i-ppelt so stark ist wie eine mit konischem Sparn'cil erzielte Verankerung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ankerschraube mit einem Gewinde am einen Ende des Schaftes und einem im Querschnitt kreisrunden Spannabschnitt am anderen Ende des Schaftes, dessen Durchmesser sich zum Schaftende hin kontinuierlich bis auf seinen größten Wert änderte, und auf dem ein den Außendurchmesser des Schaftes in Ruhelage etwas überragendes buchsenförmiges Spreizglied angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannabschnitt (8) eine konkav gekrümmte Außenfläche hat und seinen geringsten Durchmesser zwischen dem betreffenden Schaftende und dem Schaftabsatz aufweist, und daß das Spreizglied (12) aus einer Mehrzahl kreisförmig den Spannabschnitt umgebender, gleichlanger länglicher Glieder besteht, die von zerreißbaren Verbindungen (i4a) aneinander gehalten werden und von ihren beiden Enden aus jeweils unter einem Winkel zur Mittelachse des Spannabschnittes verlaufen, um einen Außengrat (24) zu bilden.

2. Spannschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der größte Durchmesser des Spannabschnittes (8) dem Durchmesser des Schaftes (2) gleicht.

3. Ankerschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Schaft (2) und der Spannabschnitt (8) koaxial zueinander liegen.

4. Ankerschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Außenfläche des Spannabschnittes (8) beschreibende Kurve fo/einen konstanten Radius (r) hat.

5. Ankerschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizglied (12) den Teil mit dem kleinsten Durchmesser des Spannabschnittes (8) überbrückt.