DE19523867A1 - Spreizanker zur Verankerung mittels eines Reaktionsharzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Spreizankers zur Verankerung in einem Bauteil mittels eines Reaktionsharzes.

Aus der DE-OS 29 14 739 ist ein Spreizanker mit einem am hinteren Ende angeord­ netem Haltemittel zur Verspannung eines Gegenstandes an einem Bauteil bekannt. Die­ ser Spreizanker weist einen vom vorderen Stirnende ausgehenden und in Längsrichtung über einen Teil der Länge des Schaftes des Spreizankers verlaufenden Spreizbereich auf, der durch eine zum vorderen Stirnende eine ansteigende Grundfläche aufweisen­ den Längsnut mit in der Längsnut eingesetztem und verschiebbaren Spreizelement ge­ bildet ist. Die Verankerung des bekannten Spreizankers erfolgt in der Weise, daß nach dem Eintreiben des Schaftes in ein vorgebohrtes Bohrloch eines Bauteils beim Ver­ spannen des zu befestigenden Gegenstandes der Schaft axial gegenüber dem sich in der Bohrlochwandung verkrallenden Spreizelement verschoben wird. Aufgrund der an­ steigenden Grundfläche der das Spreizelement aufnehmenden Längsnut wird das Spreizelement radial nach außen gedrückt und damit das Befestigungselement im Bohrloch verkeilt. Durch die Verkeilung entstehen Spreizdruckkräfte im Bauteil, die das Einsatzgebiet des Spreizankers auf dicke Bauteile mit entsprechenden Achs- und Rand­ abständen des Spreizankers beschränken. Liegen diese Bedingungen nicht vor, müssen entweder die Gebrauchslasten erheblich reduziert oder Befestigungselemente ver­ wendet werden, die keinen Spreizdruck erzeugen.

Eine spreizdruckfreie Verankerung kann beispielsweise mit einem Verbundanker erzielt werden, der mittels eines aushärtbaren Reaktionsharzes in einem Bauteil verankerbar ist. Das mittels einer Ampulle oder einer Kartusche in das Bohrloch eingebrachte Reak­ tionsharz wird durch Eintreiben einer Ankerstange in das Bohrloch aktiviert, so daß nach dem Aushärtvorgang des Reaktionsharzes die Ankerstange fest im Bohrloch einge­ bunden ist. Der Nachteil einer solchen Verankerung besteht darin, daß eine mechani­ sche Belastung erst nach dem vollständigen Aushärten möglich ist. Ferner sind solche Verankerungen für die Zugzone eines Bauteiles, in der Risse entstehen können, unge­ eignet. Durch Rißbildung ergibt sich eine Bohrlocherweiterung, die zu einer Ablösung des Verbundes an der Bohrlochwandung und damit zu einer erheblichen Abminderung des Auszugswertes der Ankerstange führt.

In der DE 42 21 853 A1 wurde daher ein Anker zur Verankerung mittels einer Verbund­ masse vorgeschlagen, der bei einer Verankerung in der Zugzone und den dabei auftre­ tenden Bohrlocherweiterungen durch Rißbildung hohe Sicherheitsreserven besitzt. Er­ reicht wird dies durch eine Ankerstange, die einen reduzierten Abschnitt mit einem sich daran anschließenden Spreizkonus aufweist, über den eine aus Kunststoff bestehende Ankerhülse mit Längsrillen aufgebracht ist. Tritt nach der Verankerung eine Bohrlocher­ weiterung auf, wird die Ankerstange mit dem Spreizkonus in die Ankerhülse eingezogen, so daß diese zum Ausgleich der Bohrlocherweiterung sich aufweiten kann. Der bekannte Anker ist jedoch nur für die Verankerung mittels eines Reaktionsharzes geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anker zu schaffen, der sowohl als Spreizanker als auch als Verbundanker verwendbar ist und in beiden Anwendungen eine Verankerung in der Zugzone ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale er­ reicht.

In der Verwendung als Spreizanker wird dieser in ein Bohrloch eingebracht, der an­ nähernd dem Außendurchmesser des Spreizankers entspricht. Beim Eintreiben in das Bohrloch stützt sich das Spreizelement an der hinteren Anschlagfläche der Längsnut ab und verkeilt sich mit seiner Außenfläche in der Bohrlochwandung. Bei der Befestigung eines Gegenstandes an dem Bauteil wird der Schaft in Richtung Bohrlochmündung axial verschoben, so daß das festsitzende Spreizelement durch die ansteigende Grundfläche der Längsnut radial nach außen gedrückt wird. Tritt nach der Verankerung durch Riß­ bildung eine Bohrlocherweiterung ein, verschiebt sich der Schaft durch die angehängte Gebrauchslast weiter in Richtung Bohrlochmündung und gleicht somit die Bohrloch­ erweiterung durch Nachrutschen aus.

Der gleiche Anker kann auch zur Verankerung mittels eines Reaktionsharzes verwendet werden. Für diesen Fall empfiehlt es sich, ein Bohrloch im Bauteil einzubringen, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Ankers. Nach dem Einbringen des Reaktionsharzes mittels einer Ampulle oder einer Kartusche wird der Spreizanker mit Hammerschlägen oder maschinell in das Bohrloch eingetrieben. Um das Eintreiben und ggf. die Zerstörung der Ampulle zu erleichtern, weist der Spreizanker an seinem vorderen Ende eine Keilspitze auf. Nach dem Aushärten des Reaktionsharzes ist der Spreizanker mit seinem Spreizelement fest in die Verbundmasse eingebunden. Bei der Befestigung eines Gegenstandes an dem Bauteil ergibt sich zusätzlich durch gering­ fügige axiale Verschiebung des Schaftes des Spreizankers auch eine mechanische Ver­ ankerung, die es unter Umständen ermöglicht, vor dem vollständigen Aushärten des Bindemittels bereits die Gebrauchslast anzubringen. Tritt zu einem späteren Zeitpunkt durch Rißbildung eine Bohrlocherweiterung auf, ergibt sich durch eine weitere axiale Verschiebung des Schaftes ein Nachspreizeffekt, der die Bohrlocherweiterung aus­ gleicht. Der Spreizanker ist somit sowohl zur mechanischen Verankerung als auch zur Verankerung mittels eines Reaktionsharzes geeignet und deckt damit ein breites An­ wendungsfeld, einschließlich der Anwendungen in der Zugzone, ab.

Zur Verbesserung der Auszugswerte bei einer Verankerung mittels eines Reaktions­ harzes ist es zweckmäßig, den Spreizanker von seinem vorderen Ende ausgehend bis mindestens über den Spreizbereich hinaus mit einer Aufrauhung, vorzugsweise in Form eines Gewindes, zu versehen.

Das Nachspreizverhalten kann in der Weise verbessert werden, daß zwischen der Grundfläche der Längsnut und dem Spreizelement eine Kunststoffbeschichtung, bei­ spielsweise in Form eines Kunststoffplättchens, angeordnet ist.

In der Zeichnung sind die beiden Verwendungsarten des Spreizankers dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen durch Spreizung verankerten Spreizanker,

Fig. 2 den mittels eines Reaktionsharzes verankerten Spreizanker und

Fig. 3 einen Querschnitt des Spreizankers gemäß der Schnittlinie A-A.

Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Spreizanker 1 hat einen Schaft 2 mit einem Außengewinde 3 am hinteren Ende 4 und einen Spreizbereich, der durch eine Längsnut 5 und einem in dieser Längsnut 5 einliegenden Spreizelement 6 gebildet ist. Das in der Längsnut 5 leicht verschiebbare Spreizelement 6 wird durch einen Gummiring 7 ge­ halten. Das Spreizelement 6 weist an seiner Außenfläche Zähne 8 auf, die im Quer­ schnitt dachförmig ausgebildet sind. Beim Eintreiben des Spreizankers in das Bohrloch 9 des Bauteiles 10 befindet sich das Spreizelement 6 in seiner tiefsten Position, bei der die hintere, halbrund geformte Stirnseite 11 des Spreizelementes 6 an der ebenfalls halb­ rund geformten und als Anschlag 12 dienenden Begrenzung der Längsnut 5 anliegt. In dieser Position überragen die Zähne 8 mit einem Teil ihrer Höhe den Schaft 2 des Spreizankers.

Der Spreizanker 1 wird durch den zu befestigenden Gegenstand 16 hindurch in das Bohrloch eingetrieben. Durch Aufdrehen der Mutter 17 auf den überstehenden Gewin­ deabschnitt 3 wird der Schaft 2 gegenüber dem Spreizelement 6 bei der Verankerung nach Fig. 1 axial in Richtung Bohrlochmündung verschoben, so daß das Spreizelement 6 durch die ansteigende Grundfläche 18 der Längsnut 5 radial nach außen gedrückt wird. Dabei graben sich die Zähne 8 des Spreizelementes 6 in die Bohrlochwandung ein und bewirken die Verankerung des Spreizankers.

Bei der Verankerung nach Fig. 2 wird vor dem Eintreiben des Spreizankers 1 das Re­ aktionsharz 20 mittels einer Patrone oder einer Kartusche in das Bohrloch eingebracht. Danach wird der Spreizanker 1 mit Hammerschlägen oder maschinell mit einem Bohr­ hammer in das Bohrloch 9 eingetrieben. Zum leichteren Eintreiben des Spreizankers 1 besitzt dieser an seinem vorderen Ende eine Keilspitze 21, mit der ggf. die Patrone zer­ stört und das Harz zur Bohrlochwandung hin verdrängt und aktiviert wird. Um eine gute Verbindung zwischen dem Spreizanker 1 und der Verbundmasse 20 nach deren Aus­ härtung zu erreichen, weist der Schaft 2 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine sich vom vorderen Ende des Spreizankers bis mindestens über den Spreizbereich hinaus sich erstreckende Aufrauhung 22 in Form eines Gewindes auf. Während bei der Veran­ kerung nach Fig. 1 der Außendurchmesser des Spreizankers etwa dem Durchmesser des Bohrloches 9 entspricht, ist bei der Verankerung nach Fig. 2 ein etwas größeres Bohrloch erforderlich. Zur Verbesserung der Gleitfähigkeit des Spreizelementes 6 ist zwischen der Grundfläche 18 der Längsnut 5 und dem Spreizelement 6 eine Kunststoff­ beschichtung in Form eines Kunststoffplättchens 23 angeordnet. Tritt durch Rißbildung eine Bohrlocherweiterung auf, verschiebt sich der Schaft 2 des Spreizankers bei beiden Verankerungsarten gegenüber dem Spreizelement 6 soweit, daß durch die ansteigende Grundfläche 18 der Längsnut 5 das Spreizelement 6 radial nach außen gedrückt und er­ neut zum Ausgleich der Bohrlocherweiterung verkeilt wird.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der in Fig. 2 eingezeichneten Schnittlinie A-A. Die dachförmige Ausbildung des Zahns 8 begünstigt ein tiefes Eindringen des Spreiz­ elementes 6 in die Bohrlochwandung des Bauteils 10. Sowohl das Spreizelement 6 als auch die Längsnut 5 weisen einen trapezförmigen Querschnitt auf. Durch die Trapez­ form entstehen zwei im Winkel zueinander stehende Gleitflächen 24, 25, auf denen das Spreizelement 6 mit seinen beiden Auflageflächen aufsitzt. Auf den Gleitflächen befindet sich eine Kunststoffbeschichtung 23 in Form eines eingelegten Kunststoffplättchens.

Claims (3)

1. Verwendung eines Spreizankers (1) mit einem am hinteren Ende (4) angeordne­ ten Haltemittel zur Verspannung eines Gegenstandes (16) an einem Bauteil (10) und einem vom vorderen Stirnende ausgehenden und in Längsrichtung über einen Teil der Länge des Schaftes (2) des Spreizankers (1) verlaufenden Spreiz­ bereich, der durch eine zum vorderen Stirnende eine ansteigende Grundfläche (18) aufweisenden Längsnut (5) mit in der Längsnut eingesetztem und verschieb­ barem Spreizelement (6) gebildet ist, zur Verankerung mittels eines in ein Bohr­ loch (9) eingebrachten Reaktionsharzes (20), das durch Eintreiben des an sei­ nem vorderen Ende eine Keilspitze (21) aufweisenden Spreizankers aktiviert wird.

2. Spreizanker zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizanker (1) von seinem vorderen Ende ausgehend bis mindestens über den Spreizbereich hinaus mit einer Aufrauhung (22), vorzugsweise in Form eines Gewindes, versehen ist.

3. Spreizanker zur Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grundfläche (18) der Längsnut (5) und dem Spreizelement (6) eine Kunststoffbeschichtung (23) angeordnet ist.