DE19531693A1

DE19531693A1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE19531693A1
Application number: DE1995131693
Authority: DE
Inventors: Anton Gerhard
Original assignee: Toge Dubel A Gerhard GmbH
Current assignee: Toge Duebel GmbH and Co KG
Priority date: 1995-08-29
Filing date: 1995-08-29
Publication date: 1997-03-06
Also published as: CH691781A5; AT408793B; ATA145596A

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Befestigungselemente, die in der Praxis als Deckennägel be zeichnet werden, sind beispielsweise aus der DE 29 05 337 C, der EP 0 283 720 B und der DE 29 13 090 C bekannt. Der Flansch ist hierbei mit einer Durchgangs-Aussparung für den Klemmkeil versehen. Der Klemm keil wird in ungespreiztem Zustand des Befestigungselements in der Aus sparung des Flansches gehalten. Der Klemmkeil ist hierbei in der Regel etwa bis zur bündigen Lage mit dem Flansch in ein Bohrloch eintreibbar, so daß das freie Ende des Klemmkeils nicht oder nicht nennenswert über den Flansch vorsteht. Außer ihrem einfachen Aufbau haben diese Decken nägel den Vorteil, daß sie nachspreizen, d. h. wenn sie sich etwas set zen, verschiebt sich der Klemmkeil weiter in Spreizrichtung gegenüber dem Ankerbolzen, so daß das Befestigungselement selber wieder festsitzt. Sie werden in der Weise verwendet, daß das an einer Decke zu befestigende Teil zwischen der Decke und dem Flansch eingespannt wird. Aus dem DE 93 19 680 U ist es weiterhin bekannt, auf dem Ankerbolzen einen Ge windering mit einem Außengewinde gegenüber dem Ankerbolzen drehfest anzubringen, der gegen die dem vorderen Ende des Ankerbolzens vordere Stirnseite des Flansches anliegt.

Aus der EP 0 343 342 B1 ist weiterhin ein Befestigungselement bekannt, das aus einem Schaft mit einem Gewindeabschnitt oder einer entsprechen den Einrichtung zur Befestigung eines Gegenstandes und aus einem am Ende angeordneten Spreizkonus besteht. Der Spreizkonus geht in einen verjüngten Abschnitt des Schaftes über, an welchem eine als Federhülse ausgebildete Spreizhülse angeordnet ist, die in unbelastetem Zustand einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Schaftdurchmesser. Die Spreizhülse hat an ihrer dem Spreizkonus abgewandten Seite nach innen unter einem stumpfen Winkel abgewinkelte Laschen, deren stirnseitige Ränder gegen eine Schulter gerichtet sind, die den Übergang zwischen dem verjüngten Abschnitt und dem Schaft bildet. Diese Laschen liegen beim Einschlagen des Befestigungselementes an einer Schulter des Schaftes an. Die Spreizhülse wird durch die nach innen gebogenen Laschen in die sem Bereich verjüngt, wodurch erreicht wird, daß auch bei unregelmäßig verlaufenden Bohrlöchern die Spreizhülse nicht den angrenzenden Schul terbereich des Schaftes übergreift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Befestigungselement der gattungsgemaßen Art so auszugestalten, daß es in besonders einfacher Weise mit besonders geringem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeich nungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemaßen Maßnah men muß ein Rundmaterial, aus dem der Ankerbolzen üblicherweise gebil det wird, nur im Bereich der vorderen Keilfläche und der sich hieran an schließenden achsparallelen Flächen ausgestanzt werden. Die Standzeit der Stanzwerkzeuge ist dadurch sehr hoch. Es können weiterhin für unter schiedlich lange Ankerbolzen identische Stanzwerkzeuge verwendet werden, da die Keilfläche und die sich anschließende Fläche immer gleich ausge bildet sein können. Da das Stanzen der Keilfläche und der achsparallelen Fläche im Abstand vom Flansch geschieht, tritt dort keine Kaltversprö dung ein, die durch Temperieren wieder ausgeglichen werden müßte. Da die Standzeiten der Stanzwerkzeuge aufgrund der Ausgestaltung des An kerbolzens sehr hoch sind, können auch hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle für den Ankerbolzen eingesetzt werden. Der Klemmkeil muß nicht gehärtet werden. Der Klemmkeil kann aus einfachem Schraubenstahl hergestellt werden, muß also nicht aus härtbarem Kohlenstoffstahl bestehen. Das Befestigungselement kann mit dem Einschlagen, ohne Setzen und Nach spreizen, die volle geforderte Last aufnehmen, da wegen des Übermaßes bereits beim Einschlagen ein Verkeilen im Bohrloch stattfindet.

Zahlreiche vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü chen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweiter Ausführungsbeispile anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 ein Befestigungselement in vormontiertem Zustand in Längs-Seiten- Ansicht,

Fig. 2 das Befestigungselement in einer Längs-Draufsicht,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Befestigungselement gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 das Befestigungselement in in ein Bohrloch eingesetzten Zustand,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines Befestigungselements in Längs- Seiten-Ansicht und

Fig. 6 das zweite Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes in Längs-Draufsicht.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Befestigungselement weist einen Ankerbolzen 1 und einen Klemmkeil 2 auf. Der Ankerbolzen 1 besteht in seinem Grundaufbau aus einem massiven Kreis-Zylinder mit einer Mittel- Längs-Achse 3, die der Einfachheit halber auch als Mittel-Längs-Achse 3 des gesamten Befestigungselementes bezeichnet wird. Der Ankerbolzen 1 weist an seinem hinteren Ende 4 einen ringförmigen, radial deutlich nach außen vorstehenden tellerartigen Flansch 5 auf, der einstückig mit dem Ankerbolzen 1, beispielsweise durch entsprechende Verformung eines als Grundmaterial für den Ankerbolzen 1 dienenden Rundmaterials, ausgebildet ist. Etwa von der Mitte des Ankerbolzens 1 verläuft über etwa 1/6 seiner Gesamtlänge L eine Fläche 6 parallel zur Achse 3 und zwar in deren Nä he, so daß sich die Zylinderfläche 7 des Ankerbolzens 1 in diesem Be reich nur über etwa 190 bis 200° Umfangswinkel erstreckt. Im vorderen Bereich 8 des Ankerbolzens 1 erstreckt sich - ausgehend von der Flä che 6 - eine Keilfläche 9 über gut 1/3 der Länge L des Ankerbolzens 1. Sie ist also vom vorderen Ende 10 des Ankerbolzens 1 zur Achse 3 hinge neigt. Am vorderen Ende 10 nähert sich der Querschnitt des Ankerbolzens 1 wieder einem - allerdings noch nicht vollständigen - Kreisprofil, wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist. Die Keilfläche 9 und die Fläche 6 sind eben, müssen dies aber nicht sein. Am Übergang von der Fläche 6 in den hinteren Bereich 11 des Ankerbolzens 1 ist in diesem eine Ausneh mung 12 ausgebildet.

Der Klemmkeil 2 weist einen vorderen Klemmteil 13 und einen hinteren Stauch-Steg 14 auf. Der Stauch-Steg 14 erstreckt sich über den Längsbe reich der Fläche 6 und ist mit seinem Ende in der Ausnehmung 12 aufge nommen, in der er seitlich festgelegt ist. Der Stauch-Steg 14 liegt nicht auf der als Fläche 6 auf, sondern erstreckt sich in geringem Abstand a von dieser. Das vordere Klemmteil 13 weist eine Spreizfläche 15 auf, die in ungespreiztem Zustand des Befestigungselementes zumindest teilweise an der Keilfläche 9 des Ankerbolzens 1 anliegt. Wie Fig. 1 entnehmbar ist, steht die Außenfläche 16, und zwar sowohl die Außenfläche des vorderen Klemmteils 13 als auch die Außenfläche des Stauch-Steges 14 radial um ein geringes Übermaß b, d. h. um einige Zehntel Millimeter über die Zy linderfläche 7 des Ankerbolzens 1 vor. Es gilt 0 a - b 0,2 mm. Das vordere Ende 17 des Klemmkeils 2 schließt etwa bündig mit dem vorderen Ende 10 des Ankerbolzens 1 ab.

Im Bereich der Fläche 6 des Ankerbolzens 1 und zwar unmittelbar am Übergang zur Keilfläche 9 sind zwei als Halteelemente 18 dienende Vor sprünge 19 aus dem Material des Ankerbolzens 1 in der Art herausge drückt, daß sie etwa senkrecht zur Fläche 6 und von dieser weg aus dem Ankerbolzen 1 vorragen. Entsprechend sind in diesem Bereich in der Zy linderfläche 7 des Ankerbolzens 1 zwei Vertiefungen 20 ausgebildet. Die beiden Vorsprünge 19 nehmen den Stauch-Steg 14 zwischen sich auf und sind jeweils seitlich gegen diesen gedrückt, wie insbesondere Fig. 3 entnehmbar ist. Sie dienen als Transport- und Montagesicherung, um den Klemmkeil 2 in seiner Montagestellung am Ankerbolzen 1 zu halten.

Die Montage eines solchen Befestigungselementes geht wie folgt von stat ten, wobei darauf hingewiesen sei, daß derartige Befestigungselemente be vorzugt als sogenannte Deckennägel, also zum Befestigen von Lasten an Beton-Decken, eingesetzt werden.

In eine Decke 21 wird ein Bohrloch 22 eingebracht, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Ankerbolzens 1. Wenn also das Befestigungselement einen Nenndurchmesser von 6 mm hat, dann weist der Ankerbolzen 1 beispielsweise einen Durchmesser von 5,75 mm auf. Der Durchmesser des Ankerbolzens 1 mit Klemmkeil 2 im vorderen Bereich 8 beträgt in der in Fig. 1 dargestellten Stellung etwa 6,4 bis 6,5 mm. Der Durchmesser des Bohrloches 22 beträgt etwa 6,0 bis 6,2 mm. Nach dem Bohren des Bohrloches 22 wird das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte unge spreizte Befestigungselement in das Bohrloch 22 mit einem Hammer einge schlagen. Das Befestigungselement durch den Überstand des Klemmkeils 2 über den Ankerbolzen 1 Übermaß gegenüber dem Bohrloch 22 hat, wird das Befestigungselement beim Einschlagen bereits im Bohrloch 22 gegenüber der Bohrlochwandung 23 verkeilt. Der Bohrlochdurchmesser unterschiedlicher Bohrlöcher 22 differiert je nach dem Zustand des Betons und dem Zustand des verwendeten Bohrers um einige Zehntel Millimeter. Des weiteren ist der das Bohrloch 22 begrenzende Beton unterschiedlich hart. Das relative Übermaß des Befestigungselementes - gemäß der Darstellung in Fig. 1 - gegenüber dem Bohrloch 22 differiert also von Bohrloch 22 zu Bohrloch 22. Dies wird beim Einschlagen des Befestigungselements in das jeweilige Bohrloch 22 dadurch ausgeglichen, daß der Klemmkeil 2 mit seiner Spreizfläche 15 auf der Keilfläche 9 des Ankerbolzens 1 in Richtung zu dessen hinterem Ende 4 verschoben wird, wobei der Stauch-Steg 14 gestaucht wird. Diese Verschiebung des Klemmkeils 2 relativ zum Ankerbolzen 1 erfolgt also nur bei einer entsprechend großen Gegenkraft von der Bohrlochwandung 23 auf den Klemmkeil 2, d. h. wenn diese Kraft so groß ist, daß der Stauch-Steg 14 durch Stauchen verformt wird. Das Befesti gungselement sitzt also nach dem Einschlagen fest verkeilt im Bohrloch 22. Selbst wenn es sich einmal setzen sollte, erfolgt sofort ein Nach spreizen durch Verschieben des Klemmkeils relativ zum Ankerbolzen 1 in Richtung zu dessen vorderem Ende 10. Beim Eintreiben des Befestigungs elementes in das Bohrloch 22 wird ein Bauteil 24 an der Decke 21 befe stigt.

Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Befestigungselement unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Befestigungselement nur durch die Ausgestaltung des Halteelements 18′. Identische Teile werden daher in der Zeichnung mit identischen Bezugsziffern und funktionell gleiche, konstruktiv aber geringfügig abgeänderte Teile mit derselben Bezugsziffer mit einem hochgesetzten Strich bezeichnet, ohne daß es in dem einen oder anderen Fall einer erneuten Beschreibung bedürfte. Bei dieser Ausführungsform eines Befestigungselements sind keine Vorsprünge vorgesehen. Vielmehr ist im Bereich des vorderen Klemmteils 13′ eine dessen Außenfläche 16′ und die Zylinderfläche 7′ des Ankerbolzens 1′ durchsetzende Ringnut 25 ausgebildet. In diese Ringnut 24 ist ein offener Federring 26 eingesetzt, der nicht über die Zylinderfläche 7′ und die Außenfläche 16′ vorsteht und der den Ankerbolzen 1′ und den Klemmkeil 2′ zusammenhält, gleichzeitig aber Verschiebungen des Klemmkeils 2′ ge genüber dem Ankerbolzen 1′ zuläßt.

Die Klemmkeile 2 bzw. 2′ und die durch Stanzen aus dem vollen Material des Ankerbolzens 1 bzw. 1′ herausgeschnittenen Flächen 6 mit Keilflächen 9 können für Befestigungselemente unterschiedlicher Gesamt-Länge L des Ankerbolzens 1, 1′ gleich ausgebildet sein, d. h. stets die gleiche Länge 1 aufweisen, so daß einheitliche Stanzwerkzeuge zur Herstellung der Fläche 6 und der Keilfläche 9 und einheitliche Werkzeuge zur Herstellung der Klemmkeile 2 bzw. 2′ eingesetzt werden können. Da verhältnismäßig wenig Material aus dem Ankerbolzen 1 bzw. 1′ herausgeschnitten werden muß, ist die Standzeit der Stanzwerkzeuge sehr hoch; aus diesem Grunde können die Ankerbolzen 1 bzw. 1′ auch aus nichtrostendem Stahl, bei spielsweise also aus hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl hergestellt werden. Entsprechendes gilt für die Klemmkeile 2 bzw. 2′. Wenn für die Herstel lung der Ankerbolzen 1 bzw. 1′ und der Klemmkeile 2 bzw. 2′ normaler Schraubenstahl eingesetzt wird, dann muß dieser nicht gehärtet werden. Da das Stanzen der Fläche 6 und der Keilfläche 9 mit erheblichem Ab stand zum durch den Flansch 5 gebildeten Kopfbereich des Befestigungs elementes stattfindet, findet im Ansatzbereich des Flansches 5, also im Kopfbereich keine Kaltversprödung des Stahls ein, zu deren Beseitigung ein Temperieren bei 500 bis 550°C notwendig wäre.

Anstelle des Flansches 5 kann naturgemäß auch ein Gewinde-Abschnitt vorgesehen sein, wie es aus der EP 0 343 342 B1 bzw. der DE 93 19 680 U bekannt ist.

Claims

1. Befestigungselement, bestehend aus einem Ankerbolzen (1, 1′) und einem Klemmkeil (2, 2′), wobei am hinteren Ende (4) des Ankerbolzens (1, 1′) ein Abschnitt (Flansch 5) zum Halten eines Gegenstandes (24) vorge sehen ist und wobei der Ankerbolzen (1, 1′) und der Klemmkeil (2, 2′) in ihrem jeweiligen vorderen Bereich (8, 13, 13′) mit zusammenwirkenden Flächen versehen sind, die bei einer Relativ-Verschiebung des Klemmkeils (2, 2′) in Richtung zu dem vom Abschnitt (Flansch 5) entfernten vorderen Ende (10) des Ankerbolzens (1, 1′) eine Verspreizung von Ankerbolzen (1, 1′) und Klemmkeil (2, 2′) zueinander bewirken, dadurch gekennzeichnet daß der Ankerbolzen (1, 1′) gegenüber einem kleinstmöglichen Bohrloch- Durchmesser Untermaß und der vormontierte Ankerbolzen (1, 1′) mit Klemmkeil (2, 2′) gegenüber dem größtmöglichen Bohrloch-Durchmesser ein Übermaß von jeweils wenigen Zehntel Millimetern hat und daß der Klemm keil (2, 2′) anschließend an seinen durch ein Klemmteil (13, 13′) gebil deten vorderen Bereich mit einem sich am Ankerbolzen (1, 1′) in dessen Längsrichtung abstützenden gegenüber dem Klemmteil (13, 13′) verjüngten Stauch-Steg (14) versehen ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Flächen durch eine Keilfläche (9) am Ankerbolzen (1, 1′) und eine Spreizfläche (15) am Klemmkeil (2, 2′) gebildet sind.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen (1, 1′) anschließend an die Keilfläche (9) eine pa rallel zu seiner Mittel-Längs-Achse (3) verlaufende Fläche (6) aufweist, parallel zu der der Stauch-Steg (14) verläuft.

4. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Stauch-Steg (14) in einer Ausnehmung (12) des An kerbolzens (1, 1′) in letzterem abgestützt ist.

5. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ankerbolzen (1, 1′) im Bereich zwischen der Fläche (6) und der Ausnehmung (4) über einen wesentlichen Teil seiner Gesamt länge (L) etwa kreiszylindrisch ausgebildet ist.

6. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Stauch-Steg (14) einen Abstand (a) von der Fläche (6) des Ankerbolzens (1, 1′) aufweist, der etwa dem Übermaß (b) des vormontierten Ankerbolzens (1, 1′) mit Klemmkeil (2, 2′) gegenüber dem Durchmesser des Ankerbolzens (1, 1′) entspricht oder geringfügig größer ist.

7. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß ein als Transportsicherung dienendes, den Ankerbolzen (1, 1′) und den Klemmkeil (2, 2′) zusammenhaltendes Halteelement (18, 18′) vorgesehen ist.

8. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (18) durch zwei an einem Teil von Ankerbolzen (1) und Klemmkeil (2) gebildeten Teil ausgebildete, das andere Teil zumindest teilweise umgreifende Vorsprünge (19) gebildet ist.

9. Befestigungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (18′) durch einen in den Ankerbolzen (1′) und den Klemmkeil (2′) eingreifenden Federring (25) gebildet ist, der nicht über die Außen fläche (16′) des Klemmkeils (2′) und die Außenfläche (Zylinderfläche 7′) des Ankerbolzens (1′) vorsteht.

10. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Ankerbolzen (1, 1′) und/oder der Klemmkeil (2, 2′) aus ungehärtetem Stahl bestehen.