DE19524610A1 - Setzgerät für einen Spreizanker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Setzgerät zum Setzen eines Spreizankers in ein eine Hinterschneidung aufweisendes Bohrloch.

Spreizanker weisen einen sich von einem Schaft weg beispielsweise konusförmig erweiternden Spreizkopf auf. Er wird in ein Bohrloch mit einer Hinterschneidung, die beispielsweise die Form eines Hohlkonus aufweist, eingeführt. Durch Verschieben einer Spreizhülse auf dem Schaft des Spreizankers wird entweder die Hülse selbst oder ein Spreizteil auf den Spreizkopf aufgeschoben und dabei aufgespreizt, wodurch der Spreizanker im Bohrloch formschlüssig verankert ist.

Beim Aufschieben der Spreizhülse bzw. des Spreizteils auf den Spreizkopf des Spreizankers wird der Spreizanker in das Bohrloch hineingedrückt, sein Spreizkopf drückt gegen einen Bohrlochgrund. Platten oder Fliesen, in welche ein Spreizanker gesetzt wird, können dadurch am Bohrlochgrund brechen, insbesondere wenn dort die Restwanddicke gering ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Setzgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die beim Setzen eines Spreizankers auf ein Werkstück wirkenden Kräfte, insbesondere am Bohrlochgrund, klein sind, um Beschädigungen des Werkstücks zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Setzgerät weist eine Spanneinrichtung auf, mittels derer ein Spreizanker an seinem Schaft spannbar ist. Der gespannte Spreizanker wird mit dem Kopf voran in ein eine Hinterschneidung aufweisendes Bohrloch eingesetzt. Anschließend wird mit einer Spreizeinrichtung die Spreizhülse auf dem Schaft des Spreizankers in Richtung des Spreizkopfes verschoben, der Spreizanker dadurch gespreizt und im Bohrloch verankert. Während des Spreizens wird der Spreizanker von der Spanneinrichtung gegen die Kraft, die die Spreizhülse bzw. das Spreizteil beim Aufschieben auf den Spreizkopf auf den Spreizanker ausübt, gehalten. Der Spreizanker wird also nicht ins Bohrloch hinein gegen den Bohrlochgrund gedrückt. Die zum Spreizen notwendigen Kräfte werden vom erfindungsgemäßen Setzgerät aufgenommen und wirken nicht nach außen auf das Werkstück.

Das erfindungsgemäße Setzgerät hat den Vorteil, daß es beim Setzen eines Spreizankers einen in sich geschlossenen Kraftverlauf von der Spreizeinrichtung des Setzgeräts über die Spreizhülse auf den Spreizanker und von diesem zurück auf die Spanneinrichtung des Setzgeräts bewirkt. Mittels des erfindungsgemäßen Setzgeräts lassen sich Spreizanker auch in dünne Werkstücke mit geringer Restwanddicke am Bohrlochgrund setzen.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgen die Betätigung von Spanneinrichtung und/oder Spreizkolben mittels eines Druckfluids, vorzugsweise mit Druckluft. Die Spanneinrichtung weist dazu einen druckbeaufschlagbaren Spannkolben mit einem Spannkonus auf. Der Spannkolben ist mit einer Bohrung versehen, mit welcher er auf einer Spannzange verschiebbar geführt ist, welche zum Spannen des Schafts des Spreizankers dient. Bei Druckbeaufschlagung verschiebt sich der Spannkolben, sein Spannkonus gelangt auf einen Konus der Spannzange und drückt diese zum Spannen des Schafts des Spreizankers in radialer Richtung zusammen. Die Spannzange ist starr mit einem Gehäuse des Setzgeräts verbunden, sie bewegt sich nicht mit dem Spannkolben mit. Auf diese Weise erhält man eine einfach aufgebaute, zuverlässig funktionierende Spanneinrichtung mit nur einem beweglichen Teil, dem Spannkolben.

Eine Ausgestaltung der Erfindung weist einen druckbeaufschlagbaren Spreizkolben auf, der die Spreizhülse des in der Spanneinrichtung gespannten Spreizankers in Richtung auf dessen Spreizkopfs verschiebt und den Spreizanker dadurch aufspreizt. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen Spreizkolben mit einer axialen Bohrung vor, in welcher der Spannkolben aufgenommen ist. Der Spreizkolben umschließt den Spannkolben, die beiden Kolben sind ineinander in Achsrichtung gegeneinander verschiebbar geführt. Auf diese Weise läßt sich eine kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Setzgeräts erreichen. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den weitern Vorteil, daß die Spanneinrichtung und die Spreizeinrichtung koaxial auf den Spreizanker wirken und infolgedessen Momente beim Spreizen des Ankers weder innerhalb des Setzgeräts noch am Anker entstehen.

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Setzgeräts wird durch ein Überdruckventil erleichtert, das bei Erreichen eines Spanndrucks in einem Spannkolbendruckraum einen Durchlaß zu einem Spreizkolbendruckraum öffnet. Dadurch wird bewirkt, daß durch Zufuhr von Druckfluid in den Spannkolbenraum zunächst der Spreizanker gespannt und anschließend gespreizt wird.

Das erfindungsgemäße Setzgerät läßt sich sowohl als Handgerät verwenden als auch in einen Setzautomaten zum automatischen Setzen von Spreizankern integrieren. Der Setzautomat wird vorzugsweise in einer vollautomatischen Bohranlage verwendet, die Werkstücke wie Platten oder Fliesen mit Hinter­ schneidungen aufweisenden Bohrlöchern an vorgegebenen Stellen versieht. Auf diese Weise erfolgen Bohren und Setzen von Spreizankern präzise und schnell auf einer Anlage.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Setz­ gerät;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Setzgeräts aus Fig. 1 mit einem daran angebrachten Handgriff;

Fig. 3 einen Setzautomaten mit dem Setzgerät aus Fig. 1 gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 das in eine vollautomatische Bohranlage integrierte Setzgerät aus Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Setzgerät 10 weist einen Hohlzylinder 12 auf, dessen eine Stirnseite mit einem Deckel 14 dicht verschlossen ist. Der Deckel 14 ist mit dem Hohlzylinder 12 verschraubt. Hohlzylinder 12 und Deckel 14 bilden ein Gehäuse des Setzgeräts 10. Auf einer dem Deckel 14 gegenüberliegenden Stirnseite ist ein flacher Anschlagring 16 mit dem Hohlzylinder 12 verschraubt, der ein Stück radial nach innen über den Hohlzylinder 12 übersteht.

Im Hohlzylinder 12 ist ein Spreizkolben 18 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen. In zwei flache Kolbennuten nahe den beiden Stirnenden des Spreizkolbens 18 sind umlaufende Führungsbänder 20 eingelegt. Der Spreizkolben 18 ist mittels eines in eine Kolbennut eingelegten O-Rings 22 gegen den Hohlzylinder 12 abgedichtet.

An seiner dem Anschlagring 16 zugewandten Stirnseite ist eine kreisrunde Spreizscheibe 24 mit dem Spreizkolben 18 verschraubt. Die Spreizscheibe 24 befindet sich innerhalb des Anschlagrings 16, sie weist radiales Spiel zum Anschlagring 16 auf. In ihrer Mitte ist die Spreizscheibe 24 mit einem Loch 26 versehen, das ein Durchstecken eines Schafts 28 eines Spreizankers 30, 32 erlaubt (in Fig. 1 sind zwei Spreizankertypen 30, 32 je zur Hälfte dargestellt). Eine auf dem Schaft 28 des Spreizankers 30, 32 verschiebbare Spreizhülse 34 stößt an einem Rand der Bohrung 26 gegen die Spreizscheibe 24. Die Spreizhülse 34 dient zum Aufspreizen ihres einen Endes oder eines separaten Spreizteils 36 über einen Spreizkonus 38, der mit dem Schaft 28 des Spreizankers 30, 32 einstückig ist.

Der Spreizkolben 18 ist mit einer axialen Bohrung 39 versehen, in der ein Spannkolben 40 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen ist. Dieser weist ein umlaufendes Führungsband 42 auf, das in eine flache Kolbennut nahe einem der Spreizplatte 24 zugewandten Stirnseite eingelegt ist und das den Spannkolben 40 im Spreizkolben 18 führt. Mittels eines in eine Kolbennut eingelegten O-Rings 44 sind der Spannkolben 40 und der Spreizkolben 18 gegeneinander abgedichtet.

An seinem dem Deckel 14 zugewandten Ende ist der Spreizkolben 40 in einem hohlzylindrischen Fortsatz 46 geführt, der mit dem Deckel 14 einstückig ist und um etwas weniger als eine halbe Kolbenlänge in axialer Richtung in den Hohlzylinder 12 ragt. Zur Führung in dem Fortsatz 46 ist ein umlaufendes Führungsband 48 in eine flache Kolbennut nahe einer dem Deckel 14 zugewandten Stirnseite des Spannkolbens 40 eingelegt. Der Spannkolben 40 ist gegen den Fortsatz 46 des Deckels 14 mit einem O-Ring 50 abgedichtet, der in eine Kolbennut eingelegt ist.

Um Platz für den hohlzylindrischen Fortsatz 46 des Deckels 14 zu schaffen, ist die Bohrung 39 im Spreizkolben 18 als Stufenbohrung ausgeführt, die sich in Richtung des Deckels 14 erweitert. Der Fortsatz 46 weist zumindest in radialer Richtung Spiel zum Spreizkolben 18 auf.

Der Spannkolben 40 weist eine axiale Bohrung 51 auf, die sich an einem der Spreizplatte 24 zugewandten Ende zu einem Spannkonus 52 erweitert. In der Bohrung 51 des Spannkolbens 40 ist eine ansich bekannte Spannzange 54 mit einem Konus 56 aufgenommen. Die Spannzange 54 ist mit einer ein Innengewinde tragenden Schraubhülse 58 verschraubt, die am deckelseitigen Ende aus dem Spannkolben 40 vorsteht und in eine Stufenbohrung des Deckels 14 ragt. Mit einer Schraube 60 ist die Schraubhülse 58 mit dem Deckel 14 verschraubt. Die Spannzange 54 ist über die Schraubhülse 58 starr mit dem Deckel 14 verschraubt. Mit zwei O-Ringen 62, 64 ist die Schraubhülse gegen den Spannkolben 40 und den Deckel 14 abgedichtet.

Der Deckel 14 begrenzt einen Spannkolbendruckraum 66 im Innern seines hohlzylindrischen Fortsatzes 46, der vom Spannkolben 40 abgeschlossen wird.

Durch den Deckel 14 führt eine mit einem Gewinde versehene Bohrung als Druckluftanschluß 68 in den Spannkolbendruckraum 66.

Eine zweifach abgewinkelte Bohrung im Deckel 14 führt als Fluid- bzw. Druckluftdurchlaß 70 vom Spannkolbendruckraum 66 zu einem Spreizkolbendruckraum 72. Der Spreizkolbendruckraum 72 wird vom Hohlzylinder 12, vom Deckel 14, vom Spreizkolben 18 und vom Umfang des Spannkolbens 40 begrenzt.

Im Druckluftdurchlaß 70 ist ein Überdruckventil 74 mit einem federbelasteten Ventilkolben 76 angebracht. Die Federspannung einer Ventilfeder 78, und damit der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 74, ist mittels eines Gewindestifts 80 einstellbar. In seiner Grundstellung ist das Rückschlagventil 74 geschlossen und sperrt den Druckluftdurchlaß 70 vom Spannkolbendruckraum 66 zum Spreizkolbendruckraum 72.

Der Ventilkolben 76 ist mit zwei einander kreuzenden Querbohrungen 82 versehen, die in eine Kolbennut 84 münden. Vom Kreuzungspunkt der Querbohrungen 82 führt eine axiale Sackbohrung 86 axial zu einem mit der Umgebung kommunizierenden Ventilraum 87. Über die Bohrungen 82, 86 im Ventilkolben 76 und den Druckluftdurchlaß 70 kommuniziert der Spreizkolbendruckraum 72 mit der Umgebung, d. h. er ist entlüftet. Die Kolbennut 84 des Ventilkolbens 76 bewirkt, daß die Querbohrungen 82 des Ventilkolbens 76 unabhängig von der Drehstellung des Ventilkolbens 76 mit dem in den Spreizkolbendruckraum 72 führenden Teil des Druckluftdurchlasses 70 kommunizieren.

Das erfindungsgemäße Setzgerät 10 funktioniert wie folgt: Der Schaft 28 eines Spreizankers 30, 32 wird durch das Loch 26 der Spreizplatte 24 in die Spannzange 54 eingeführt. Der Spannkolbendruckraum 66 wird durch den Druckluftanschluß 68 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch sich der Spannkolben 40 in Richtung der Spreizplatte 24 bewegt. Der Spannkonus 52 des Spannkolbens 40 gleitet auf den Konus 56 der Spannzange 54 auf und drückt deren Spannbacken radial zusammen, wodurch der Schaft 28 des Spreizankers 30, 32 gespannt wird. Dabei verschließt der Ventilkolben 76 den Druckluftdurchlaß 70, der Spannzangendruckraum 66 ist hermetisch geschlossen.

Sobald der Druck im Spannzangendruckraum 66 einen mit dem Gewindestift 80 des Rückschlagventils 74 einstellbaren Spanndruck erreicht und überschreitet, gibt der federbelastete Ventilkolben 76 den Druckluftdurchlaß 70 frei, so daß Druckluft vom Spannzangendruckraum 66 in den Spreizkolbendruckraum 72 überströmt. Zugleich sperrt der Ventilkolben 76 seine Querbohrungen 82, so daß der Spreizkolbendruckraum 72 von der Umgebung abgeschlossen ist. Die Druckluft im Spreizkolbendruckraum 72 bewegt den Spreizkolben 40 bis zum Anschlag am Anschlagring 16. Dabei verschiebt der mit dem Spreizkolben 40 verschraubte Spreizring 24 die Spreizhülse 34 in Richtung des Spreizkopfes 38 des Spreizankers 30, 32. Dadurch wird die Spreizhülse 34 selbst bzw. das Spreizteil 36 aufgespreizt und der Spreizanker 30, 32 in einem nicht dargestellten Bohrloch mit einer beispielsweise konischen Hinterschneidung verankert.

Da der Spreizanker 30, 32 an seinem Schaft 28 in der Spannzange 54 gespannt ist, wird der Spreizanker 30, 32 beim Aufschieben seiner Spreizhülse 34 auf seinen Spreizkopf 38 nicht gegen einen Bohrlochgrund gedrückt. Die beim Aufschieben der Spreizhülse 34 auf den Spreizkonus 38 in Längsrichtung des Spreizankers 30, 32 wirkende Kraft wird von der Spannzange 54 des erfindungsgemäßen Setzgeräts 10 aufgenommen.

Nachdem der Spreizanker 30, 32 gesetzt ist, wird die Druckluft durch den Druckluftanschluß 68 aus dem Spannkolbendruckraum 66 entlassen. Schraubendruckfedern 88, die sich gegen die Spreizplatte 24 abstützen, drücken den Spannkolben 40 in eine Ausgangsstellung zurück. Die Spannzange 54 öffnet sich dabei, so daß das erfindungsgemäße Setzgerät 10 vom Schaft 28 des Spreizankers 30, 32 abgenommen werden kann.

Der Spreizkolbendruckraum 72 wird durch das Überdruckventil 74 entlüftet, sobald dessen Ventilkolben 76 den Druckluftdurchlaß 70 bei nachlassendem Druck im Spannkolbendruckraum 66 verschließt. Schraubendruckfedern 90, die sich gegen den Anschlagring 16 abstützen, drücken den Spannkolben 18 in seine Ausgangsstellung zurück.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Setzgerät 10 mit einem in den Druckluftanschluß 68 eingeschraubten Handgriff 92 in Form eines Pistolengriffs dargestellt, der einen Druckluftanschluß 94 aufweist. In den Handgriff 92 ist ein mittels eines Fingerhebels 96 betätigbares Druckluftventil integriert. Bei gelöstem Fingerhebel 96 ist das Setzgerät 10 entlüftet.

Fig. 3 zeigt die Verwendung des erfindungsgemäßen Setzgeräts 10 in einem Setzautomaten 100 zum Setzen und Verankern von Spreizankern in Bohrlöchern. Seitlich neben dem Setzgerät 10 ist ein Magazin 102 in Form eines stehenden Rohres angeordnet, das Spreizanker 32 enthält. Unter einer Mündung des Magazins 102 befindet sich ein Schieber 104, der von einem Pneumatikzylinder 106 betätigbar ist. Eine Sackbohrung 108 im Schieber 104 dient zur Aufnahme eines Spreizankers 32. Die übrigen Spreizanker 32 werden von einer pneumatisch betätigten Vereinzelungseinrichtung 110 im Magazin 102 zurückgehalten.

Das Setzgerät 10 ist mittels einer Stangenführung 112 in vertikaler Richtung verschiebbar am Setzautomaten 100 gehalten und mittels eines pneumatischen Hubzylinders 114 zu einer Hubbewegung antreibbar.

Mittels des Hubzylinders 114 wird das Setzgerät 10 auf den Spreizanker 32 abgesenkt und dieser durch Druckluftzufuhr am Druckluftanschluß 68 gespannt. Anschließend wird das Setzgerät 10 vom Hubzylinder 114 wieder angehoben, so daß der Spreizanker 32 aus der Sackbohrung 108 des Schiebers 104 herausgelangt. Der Pneumatikzylinder 106 des Schiebers 104 bewegt diesen zur Seite, so daß das Setzgerät 10 frei nach unten verfahren werden kann.

Zum Spreizen des Spreizankers 32 wird der Spreizkolbendruckraum 72 durch einen zweiten Druckluftanschluß 116 mit Druckluft beaufschlagt. Der zweite Druckluftanschluß 116 ist anstelle des Rückschlagventils 74 in den Druckluftdurchlaß 70 eingeschraubt und verschließt diesen in Richtung des Spannkolbendruckraums 66. Nach dem Setzen des Spreizankers 32 werden beide Druckräume 66, 72 durch die Druckluftanschlüsse 68,116 entlüftet und das Setzgerät 10 vom Hubzylinder 114 in seine Ausgangsstellung zurück verfahren.

Die Vereinzelungseinrichtung 110 gibt während des Setzens einen Spreizanker 32 aus dem Magazin 102 frei, der in die Sackbohrung 108 des Schiebers 104 fällt und durch Verschieben des Schiebers 104 dem Setzgerät 10 zugeführt wird. Ein höheneinstellbarer Anschlag 118 auf dem Schieber 104 begrenzt die Spanntiefe des Spreizankers im Setzgerät 10 und gibt auf diese Weise den Verschiebeweg der Spreizhülse 34 auf dem Spreizanker 32 vor.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Anlage zum Anbringen von Hinterschneidungen aufweisenden Bohrlöchern in Platten, Fliesen oder dgl. und zum Setzen von Spreizankern in die Bohrlöcher. Die Anlage 120 weist zwei ansich bekannte Bohrvorrichtungen 122 auf, die an einer Traverse 124 verfahrbar angebracht sind. Die Traverse 124 ist ihrerseits an einem Maschinengestell 126 der Anlage 120 quer zur Verfahrrichtung der Bohrvorrichtungen 122 verfahrbar. Nicht dargestellte Werkstücke lassen sich auf eine Arbeitsfläche 128 des Maschinengestells 126 unter den Bohrvorrichtungen 122 ablegen. An einem Schlitten 130, an welchem auch die Bohrvorrichtungen 122 angebracht sind, ist der Setzautomat 100 mit dem erfindungsgemäßen Setzgerät 10 seitlich angebracht, so daß nach dem Bohren die Bohrlöcher positionsgenau angefahren und Spreizanker mittels des Setzgeräts 10 in sie gesetzt werden können. Die Anlage 120 wird vorzugsweise vollautomatisch computergesteuert betrieben.

Claims (9)

1. Setzgerät (10) für einen Spreizanker (30, 32), mit einer Spanneinrichtung (40, 54) zum Spannen eines Schafts (28) des Spreizankers (30, 32) und mit einer in Bezug auf die Spanneinrichtung (40, 54) in Längsrichtung eines eingespannten Spreizankers (30, 32) bewegbaren Spreizeinrichtung (18, 24) zum Verschieben einer auf dem Schaft (28) des Spreizankers (30, 32) befindlichen Spreizhülse (34) in Richtung eines Spreizkopfs (38) des Spreizankers (30, 32), um den Spreizanker (30, 32) aufzuspreizen.

2. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (40) eine Spannzange (54) aufweist.

3. Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (40) einen Spannkonus (52) aufweist, der zum Spannen auf einen Konus (56) der Spannzange (54) aufschiebbar ist.

4. Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung einen auf einem Schaft der Spannzange (54) verschiebbar geführten, druckbeaufschlagbaren Spannkolben (40) aufweist, der den Spannkonus (52) verschiebt.

5. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizeinrichtung einen druckbeaufschlagbaren Spreizkolben (18) zum Verschieben der Spreizhülse (34) in Richtung des Spreizkopfs (38) des Spreizankers (30, 32) aufweist.

6. Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben (18) eine Bohrung aufweist, in welcher der Spannkolben (40) aufgenommen ist.

7. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Überdruckventil (74) in einem Fluiddurchlaß (70), der von einem Spannkolbendruckraum (66) zu einem Spreizkolbendruckraum (72) führt, aufweist, das den Fluiddurchlaß (70) bei Erreichen eines Spanndrucks im Spannkolbendruckraum (66) öffnet.

8. Setzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (74) in seiner Grundstellung den Spreizkolbendruckraum (72) entlüftet.

9. Setzautomat zum Setzen von Spreizankern mit einem Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Hubeinrichtung (112, 114) für das Setzgerät (10) und eine Vereinzelungs- und Zuführeinrichtung (104,106, 110) zur Entnahme eines Spreizankers (32) aus einem Magazin (102) und zur Zuführung zum Setzgerät (10) aufweist.