DE19718230B4

DE19718230B4 - Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube in einer Ankerschiene

Info

Publication number: DE19718230B4
Application number: DE19718230A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Koch
Original assignee: Halfen GmbH and Co KG
Current assignee: Leviat GmbH
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1997-04-30
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2017-05-01
Also published as: DE19718230A1

Abstract

Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube innerhalb einer Ankerschiene mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt, wobei zwischen einem mittels der Kopfschraube zu befestigenden Werkstück und der Ankerschiene eine auf dem Gewindeschaft der Kopfschraube sitzende Zahnscheibe vorgesehen ist, die mit Zähnen an den einen Schlitz bildenden freien Schenkeln der Ankerschiene angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Schenkel (13, 13') der Ankerschiene (10, 10') derart ausgebildet sind, daß beim Befestigen des Werkstücks (15) die Zähne (21, 21', 21'') der Zahnscheibe (19, 19', 19'') in die freien Schenkel der Ankerschiene (10, 10') deformierend eindringen, wobei ein Kraft- und Formschluß entsteht.

Description

Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube in einer Ankerschiene Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube innerhalb einer Ankerschiene für die Bautechnik mit im wesentlichen C-förmigen Querschnitt.
Ankerschienen dieser Art sind auf ihren Rücken mit einer Anzahl von im bestimmten Abstand angeordneten Bolzenankern fest verbunden. Mit Hilfe dieser Bolzenanker wird eine einbetonierte Ankerschiene in beispielsweise einer Betonplatte gehalten. Um festzustellen, ob eine Ankerschiene den Belastungen beim Einsatz am Bau standhält, wird sie vorher einer Prüfung unterzogen.
Das bedeutet, die einbetonierte Ankerschiene wird einer dynamischen Belastung ausgesetzt, bei der ein mit der Ankerschiene verbundenes Werkstück einer Vielzahl von Lastwechseln in der x-, y- und z-Richtung zur Feststellung der Einsatzfähigkeit unterworfen wird.
Zu diesem Zweck wird mittels einer in die Ankerschiene eingesetzten Hammerkopfschraube, Hakenkopfscheibe oder dgl. ein Werkstück an der Ankerschiene befestigt, das dann in den drei genannten Belastungsrichtungen den im Einsatz am Bau auftretenden Zug- und Scherkräften ausgesetzt wird.

Aus der DE 37 01 530 A1 ist eine Ankerschiene aus einem Hohlprofil bekannt, das mit einem in deren Längsrichtung verlaufenden Schlitz versehen ist, dessen Längsseiten je eine Zahnung aufweisen. In die Zahnungen der Ankerschiene greifen entsprechend ausgebildete Zahnungen einer breiter als der Schlitz ausgeführten Rasterplatte eines Befestigungselementes ein. Um die mögliche Belastung des Befestigungselementes in Längsrichtung der Ankerschiene ohne Verrutschen des Befestigungselementes zu erhöhen, ist vorgesehen, die in Längsrichtung der Ankerschiene aneinanderliegenden Abstützflächen der Verzahnungen lotrecht auf der durch den Schlitz bestimmten Ebene stehend auszubilden.

Die DE 39 00 669 C1 beschreibt Montagefenster aus Beton, welche aus Sprossen sowie gegebenenfalls einer Fensterbank mit jeweils einer in den Betonkörper eingelassenen Ankerschiene mit Hilfe von Verbindungsstücken aus Metall gebildet werden. Dabei müssen die Verbindungsstücke und ihre Befestigungsmittel die Lasten der horizontalen Sprossen sowie der Glasscheiben auf die vertikalen Sprossen übertragen. Alterungs- oder temperaturbedingt kann der Anpreßdruck der Befestigungsmittel in unzulässiger Weise nachlassen. Zur Vermeidung eines Abgleitens oder Abrutschens der tragenden Verbindungsstücke sind als Befestigungsmittel Hammerkopfschrauben vorgesehen, welche an der Innenseite ihres Kopfes mindestens ein kurzes Eindringteil in Form einer Spitze, eines Zahnes, einer Schneide o. ä. aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel anzugeben, mit denen ein verrutschsicherer Sitz der Hammerkopfschraube innerhalb der Ankerschiene während der Belastung gewährleistet ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen einem mittels der Kopfschraube zu befestigenden Werkstück und der Ankerschiene eine auf dem Gewindeschaft der Kopfschraube sitzende Zahnscheibe vorgesehen ist, die im Bereich der den Schlitz bildenden freien Schenkel der Ankerschiene denselben zugeordnete Zähne aufweist.

Dabei wird aufgabengemäß ein verrutschsicherer Sitz der Kopfschraube im befestigten Zustand des Werkstück dadurch erreicht, daß die Zähne der Zahnscheibe in die freien Schenkel der Ankerschiene kraft- und formschlüssig eingreifen.

Auf diese einfache Weise kann für die Kopfschraube an jeder beliebigen Stelle innerhalb der Ankerschiene ein fester, unverrutschbarer Sitz gewährleistet werden.

Im einzelnen ist die Ausgestaltung so getroffen, daß die Zahnscheibe eine Durchgangsöffnung für den Gewindeschaft der Kopfschraube aufweist, und daß die Zähne zu beiden Seiten der Durchgangsöffnung parallel verlaufend durchgehend angeordnet sind.

In einer weiteren Ausführungsform sind auf der dem Werkstück zugekehrten Unterseite der Zahnscheibe eine oder mehrere spitz bzw. scharfkantig ausgebildete Erhöhungen vorgesehen. Auf diese Weise wird auch eine Bewegung des Werkstücks gegenüber der Ankerschiene verhindert.

Vorzugsweise sind die Erhöhungen auf der Unterseite der Zahnscheibe im wesentlichen lotrecht unterhalb der auf der oberen Fläche der Zahnscheibe angeordneten Zähne angeordnet. Diese gewährleistet eine optimale Kraftübertragung und damit einen verrutschsicheren Sitz der Bauteile.

In zweckmäßiger Weise besteht die Zahnscheibe aus einem kaltverformten Stahl, einem Sinterwerkstoff, wie beispielsweise einem Metalloxid oder dergl., so daß es eine höhere Festigkeit als die Ankerschiene bzw. das Werkstück aufweist. Die Zähne bzw. die Erhöhungen der Zahnscheibe bleiben somit formstabil und dringen zuverlässig in die Ankerschiene bzw. das Werkstück ein.

In einer Ausführungsvariante ist das Befestigungselement als an der den freien Schenkeln der Ankerschiene zugekehrten Unterfläche der Kopfschraube vorgesehene Zähne ausgebildet, die längs der freien Schenkel verlaufend denselben zugeordnet sind. Bei befestigtem Werkstück greifen die Zähne form- und kraftschlüssig in die freien Schenkel ein.

Die weiteren Merkmale und Vorteile sind der Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Zeichnung zeigt in der
1 das erfindungsgemäße Befestigungselement im eingebauten Zustand im Schnitt,
2 das Befestigungselement gemäß 1 in einer Draufsicht,
3 eine Ausführungsvariante des Befestigungselements im Schnitt,
4 das Befestigungselement gemäß 3 in einer Draufsicht,
5 eine weitere Ausführungsvariante des Befestigungselements in Ansicht und
6 das Befestigungselement gemäß 5 in einer Ansicht in Pfeilrichtung A.
7 eine weitere Ausführungsvariante des Befestigungselements im eingebauten Zustand im Schnitt und
8 das Befestigungselement gemäß 7 in einer Unteransicht.
In der 1 ist eine Ankerschiene 10 dargestellt, die in Ortbeton 12 einbetoniert und mittels Ankerbolzen 11 in demselben gehalten ist. Die Ankerschiene 10 weist einen C-förmigen Querschnitt auf, wobei die sich gegenüberstehenden freien Schenkel 13 einen Längsschlitz 14 bilden. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 1 sind die freien Schenkel 13 unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen ins Innere der Ankerschiene 10 abgebogen.
Um sicher zu gehen, daß eine einbetonierte Ankerschiene den im Einsatz am Bau ausgesetzten Beanspruchungen auch standhält, wird sie einer dynamischen Beanspruchung in den drei Richtungen x, y und z ausgesetzt. Diese Belastungen treten nicht nur als Prüflasten auf, sondern ebenso im Einsatz am Bauwerk, wobei die Bauteile auch dynamische Belastungen, beispielsweise Belastungen in Schienenlängsrichtung formschlüssig übertragen.
Zu diesem Zweck wird ein Werkstück 15, an dem die Belastungsprüfung durchgeführt wird, mittels einer Hakenkopfschraube 16, einer Befestigungsmutter 17 und einer Federscheibe 18 an der Ankerschiene 10 befestigt.
Damit infolge der während der Belastung auftretenden hohen Kräfte ein Verrutschen der Hakenkopfschraube verhindert wird, ist zwischen der Ankerschiene 10 und dem Werkstück 15 als Befestigungselement eine Zahnscheibe 19 vorgesehen. Dies ist erforderlich, weil in vielen Fällen eine Kraftübertragung nur durch Reibungskräfte nicht den Vorschriften entspricht. Durch den verzahnten formschlüssigen Eingriff der Bauteile wird diesen Vorschriften entsprochen.
Diese Zahnscheibe 19 besteht aus einer rechteckförmigen Platte, die auf ihrer den freien Schenkeln 13 der Ankerschiene 10 zugekehrten Fläche 20 zwei Reihen Zähne 21 aufweist. In der Mitte der Zahnscheibe 19 ist eine Durchgangsöffnung 22 für den Gewindeschaft 23 der Hammerkopfschraube 16 vorgesehen. Diese Zahnreihen erstrecken sich längs der Enden der freien Schenkel 13 der Ankerschiene 10.
Beim Befestigen des Werkstücks 15 an der Ankerschiene 10 graben sich die Zähne 21 in die freien Schenkel 13 ein und gewährleisten auf diese Weise einen festen, unverrutschbaren Sitz der Hakenkopfschraube 16 in der Ankerschiene 10.
Schließlich sind zum Zweck eines sicheren Sitzes an der Zahnscheibe 19 schräge Auflageflächen ausgebildet, die an die Winkelstellung der freien Schenkel 13 angepaßt sind, so daß die Schenkel 13 satt auf den Auflageflächen 24 aufliegen.
Das in der 3 und 4 gezeigte weitere Ausführungsbeispiel ist im Prinzip genauso aufgebaut wie das anhand der 1 und 2 beschriebene.
Der Unterschied besteht darin, daß eine Hammerkopfschraube 16' zum Einsatz kommt und daß die freien Schenkel 13' der Ankerschiene 10' horizontal eingebogen sind. Dementsprechend sind die der Zahnscheibe 19' ausgebildeten Auflageflächen 24' ebenfalls horizontal ausgerichtet.
Die Anordung der Zähne 21' ist so getroffen, daß die Zahnreihen durch Lücken 26 unterbrochen sind. Das kann im äußersten Fall so gestaltet sein, daß nur wenige Zähne 21' stehenbleiben. Denkbar ist, daß an jeder Stirnseite der Zahnscheibe in jeder Reihe nur ein einziger Zahn angeordnet ist. Je nach der Materialfestigkeit der Ankerschiene kann auf diese Weise die erforderliche Eindringkraft der Zähne 21' in die freien Schenkel 13' gesteuert werden.
Bei dem in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement in eine Hammerkopfschraube 16'' integriert, indem die Zähne 21'' unmit telbar an der Unterseite 25 des Schraubenkopfes und am kopfseitigen Ende des Gewindeschaftes 23" angeordnet sind. Auch bei dieser Ausführungsform können die Zahnreihen durchgehend bzw. unterbrochen ausgebildet sein.
Das in der 7 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht in seinem Aufbau und der Anordnung der einzelnen Bauteile dem in der 1 bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Geändert hat sich die Zahnscheibe 19'', die auf ihrer dem Werkstück 15 zugekehrten Fläche 31 spitze bzw. scharfkantige Erhöhungen in Form von Spitzkegel 32 aufweist, die eine Bewegung des Werkstücks 15 gegenüber der Ankerschiene 10 verhindern
Zur Erzielung einer optimalen Druckeinleitung beim Zusammenschrauben sind die Spitzkegel 32 lotrecht unterhalb der auf der oberen Fläche 24'' der Zahnscheibe 19'' befindlichen Zähne 21'' angeordnet. Die sich beim Zusammenschrauben der Bauteile in das Werkstück 15 eingrabenden Spitzkegel 32 bewirken eine unverrutschbare, ortsstabile Lage zwischen der Anordnung Ankerschiene/Kopfschraube 10/16 und dem Werkstück 15.
Darüber hinaus ist zwischen der Befestigungsmutter 17' und dem Werkstück 15 eine Tellerfeder 35 vorgesehen, die über eine längere Zeit das Anzugsdrehmoment zwischen der Mutter 17' und der Kopfschraube 16' aufrecht erhält. Auf diese Weise wird der Lockerung der Schraubverbindung, der sogenannten Relaxation, entgegengewirkt.

Claims

Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube innerhalb einer Ankerschiene mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt, wobei zwischen einem mittels der Kopfschraube zu befestigenden Werkstück und der Ankerschiene eine auf dem Gewindeschaft der Kopfschraube sitzende Zahnscheibe vorgesehen ist, die mit Zähnen an den einen Schlitz bildenden freien Schenkeln der Ankerschiene angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Schenkel (13, 13') der Ankerschiene (10, 10') derart ausgebildet sind, daß beim Befestigen des Werkstücks (15) die Zähne (21, 21', 21'') der Zahnscheibe (19, 19', 19'') in die freien Schenkel der Ankerschiene (10, 10') deformierend eindringen, wobei ein Kraft- und Formschluß entsteht.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (19, 19', 19'') eine Durchgangsöffnung (22, 22', 22'') für den Gewindeschaft (23, 23') der Kopfschraube (16, 16') aufweist, und daß die Zähne (21, 21', 21'') zu beiden Seiten der Durchgangsöffnung parallel verlaufend und durchgehend angeordnet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (21, 21') eine oder mehrere Lücken (26) aufweisend angeordnet sind.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (19, 19' 19'') der Winkelstellung der freien Schenkel (13, 13') der Ankerschiene (10, 10') angepaßte und denselben zugekehrte Auflageflächen (24, 24', 24'') aufweist.
Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (24, 24', 24'') horizontal verlaufend ausgebildet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen (24) als Schrägflächen ausgebildet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfschraube (16, 16') eine Hammerkopfschraube, eine Hakenkopfschraube oder dgl. ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Werkstück (15) zugekehrten Fläche (31) der Zahnscheibe (19'') eine oder mehrere spitz- bzw. scharfkantig ausgebildete Erhöhungen vorgesehen sind.
Befestigungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen als Spitzkegel (32) ausgebildet sind.
Befestigungselement nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Fläche (31) der Zahnscheibe (19'') vorgesehenen Erhöhungen im wesentlichen lotrecht unterhalb der auf der oberen Fläche (24'') der Zahnscheibe (19'') angeordneten Zähne (21'') liegen.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkstück (15) und der Befestigungsmutter (17) eine Tellerfeder (35) angeordnet ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (19, 19', 19'') aus einem Sinterwerkstoff besteht, vorzugsweise aus einem Metalloxid.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnscheibe (19, 19', 19'') aus kaltverformtem Stahl besteht.
Befestigungselement zur Sicherung einer Kopfschraube innerhalb einer in Beton zu befestigenden Ankerschiene mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß an der den freien Schenkeln der Ankerschiene zugekehrten Unterfläche (25) der Kopf schraube (16'') Zähne (21'') vorgesehen sind, die längs der freien Schenkel verlaufend denselben zugeordnet sind.
Befestigungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Befestigen des Werkstücks die Zähne (21'') in die freien Schenkel der Ankerschiene form- und kraftschlüssig eingreifen.