DE202005006769U1

DE202005006769U1 - Formschlüssig setzbarer Bolzenanker

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Publication number: DE202005006769U1
Application number: DE200520006769
Authority: DE
Original assignee: Liebig & Co KG GmbH; Liebig & Cokg GmbH
Current assignee: Sormat Oy
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2015-04-29

Abstract

In eine zylindrische Bohrung in einem Untergrund, beispielsweise einem Betonuntergrund, setzbarer Bolzenanker (10) mit einer an seinem rückwärtigen bohrungsäußeren Ende mit Mitteln zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs versehenen lang gestreckten Bolzenschaft (12) aus zwei in Längsrichtung aufeinander folgenden Schaftabschnitten (14; 16), von denen der vordere, bohrungsinnere Schaftabschnitt (16) gegenüber dem rückwärtigen Schaftabschnitt (14) einen verringerten Durchmesser aufweist, so dass im Übergangsbereich zwischen den Schaftabschnitten eine umlaufende Ringschulter (30) gebildet ist, wobei auf dem bohrungsinneren vorderen Ende des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts (16) ein sich kegelstumpfförmig erweiternder Spreizkörper (44) und zwischen dem Spreizkörper (44) und der Ringschulter (30) ein mit mehreren, im bohrungsinneren Ende offen mündenden Längsschlitzen (36) versehenes hülsenartiges Verankerungselement (34) mit einem etwa gleich dem lichten Durchmesser der Befestigungsbohrung (50) bemessenen maximalen Außendurchmesser axial verschieblich aufgesetzt ist, welches beim axialen Einziehen des Spreizkörpers (44) ihr bohrungsinneres Ende durch Drehen der am bohrungsäußeren Ende vorgesehenen Werkzeug-Ansetzmittel radial aufspreizbar ist, dadurch...

Description

Die Erfindung betrifft einen In eine zylindrische Bohrung in einem Untergrund, beispielsweise einem Betonuntergrund, setzbaren Bolzenanker mit einer an seinem rückwärtigen bohrungsäußeren Ende mit Mitteln zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs versehenen lang gestreckten Bolzenschaft aus zwei in Längsrichtung aufeinander folgenden Schaftabschnitten, von denen der vordere, bohrungsinnere Schaftabschnitt gegenüber dem rückwärtigen Schaftabschnitt einen verringerten Durchmesser aufweist, so dass im Übergangsbereich zwischen den Schaftabschnitten eine umlaufende Ringschulter gebildet ist, wobei auf dem bohrungsinneren vorderen Ende des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts ein sich kegelstumpfförmig erweiternder Spreizkörper und zwischen dem Spreizkörper und der Ringschulter ein mit mehreren, im bohrungsinneren Ende offen mündenden Längsschlitzen versehenes hülsenartiges Verankerungselement mit einem etwa gleich dem lichten Durchmesser der Befestigungsbohrung bemessenen maximalen Außendurchmesser axial verschieblich aufgesetzt ist, welches beim axialen Einziehen des Spreizkörpers ihr bohrungsinneres Ende durch Drehen der am bohrungsäußeren Ende vorgesehenen Werkzeug-Ansetzmittel radial aufspreizbar ist.
Solche Bolzenanker, bei denen das Verankerungselement als aus einem ur sprünglich ebenflächigen Metallblech-Zuschnitt geformte Spreizhülse ausgebildet ist, sind bekannt ( DE 42 03 344 C2 ). Infolge Ihres relativ einfachen Aufbaus aus vergleichsweise wenig Bauteilen sind diese Bolzenanker auch preisgünstig herstellbar. Nachteilig ist der begrenzte Widerstand gegen Ausziehen aus der zugehörigen Befestigungsbohrung, insbesondere bei dynamischen Schwingungsbeanspruchungen. Außerdem müssen auch die Abstände der Befestigungsbohrungen voneinander und vom Rand eines mit Befestigungsbohrungen zu versehenden Trägerbauteilen aufgrund der relativ hohen von den Spreizhülsen auf die Wandung der Befestigungsbohrung ausgeübten radialen Lochleibungsdrucks relativ groß bemessen werden. Für die Befestigung von Werkstücken, welche schwingende Beanspruchungen auf ihre Befestigungsstellen übertragen, sind die bekannten Bolzenanker daher weniger geeignet.
Eine Erhöhung der Beanspruchbarkeit solcher Bolzenanker wurde bei einer Weiterentwicklung erreicht, bei welcher anstelle der den Anker kraftschlüssig in der Befestigungsbohrung festlegenden Spreizhülse eine durch Schlitzung in mehrere Verankerungsarme unterteilte Verankerungshülse verwendet wurde, welche im Bereich der inneren Enden der Verankerungsarme radial umlaufende und mit meißelartigen Schneiden in die Wandung der Befestigungsbohrung eindringende Abschnitte vorgesehen sind, welche den Anker also formschlüssig in beim Setzvorgang in der Wandung der Befestigungsbohrung erzeugten Hinterschnitten festlegen ( DE 43 33 471 C1 ). Da bei dieser Art der Verankerung nur im eng begrenzten Bereich der meißelartigen Vorsprünge der Ankerhülse radiale Kräfte in die Wandung der Befestigungsbohrung eingeleitet werden und auch diese Kräfte nur während des eigentlichen Setzvorgangs einwirken, können diese Anker in enger benachbarten oder näher in einem Randbereich angeordneten Bohrungen eines Trägerbauteils verwendet werden. Nachteilig bei diesem bekannten Bolzenanker ist, dass das Aufspreizen der Verankerungsarme durch Auftreiben der Verankerungsarme auf den sich kegelstumpfförmig erweiternden Spreizkörper erfolgen muss. Das bedingt, dass der Spreizkörper beim Setzvorgang am Boden der Befestigungsbohrung abgestützt sein muss, so dass die Ankerhülse also durch Schläge auf das bohrungsäußere Ende einer über den Bolzenschaft geschobenen und an der rückwärts gewandten Stirnfläche der Ankerhülse abgestützte Schlaghülse aufgeweitet werden muss. Damit eine solche Abstützung des Spreizkörpers am Boden der Befestigungsbohrung möglich ist, müssen also die Befestigungsbohrungen relativ exakt auf eine vorgegebene Tiefe gebohrt werden. Versehentlich zu tief gebohrte Befestigungsbohrungen können dann nicht zum Setzen des bekannten Ankers verwendet werden. In einer Weiterentwicklung der vorstehenden Schlaganker wurden dann formschlüssig setzbare Hinterschneid-Anker entwickelt ( EP 1 301 719 B1 ), bei welchen eine Abstützung des Spreizkörpers am Boden der Befestigungsbohrung dadurch vermieden wird, dass der Spreizkörper durch Einziehen über den Bolzenschaft in die Ankerhülse diese aufspreizt. Dabei ist es aber dann erforderlich, dass die auf dem Bolzenschaft ausgeübte Zugkraft über eine den Bolzenschaft umgebende Distanzhülse an der Ankerhülse abgestützt wird, um zu verhindern, dass die Ankerhülse anstatt einer Aufspreizung durch den Spreizkörper aus der Befestigungsbohrung zurückgezogen wird. Die den Spreizkörper in die Ankerhülse einziehende Zugkraft wird dabei durch Drehen einer auf einem am äußeren Ende des Bolzenschafts vorgesehenen Gewinde aufgeschraubten Mutter erzeugt. Alternativ kann der Bolzenschaft auch mit einem integral angesetzten Schraubenkopf versehen sein, wenn ein am bohrungsinneren Ende des Befestigungsschafts vorgesehenes Gewinde in Gewindeeingriff mit einer Gewindebohrung im Spreizkörper steht. Dieser bekannte Hinterschneid-Anker hat sich bewährt und wird in großem Umfang für kritische Anwendungsfälle eingesetzt, obwohl er infolge seines komplexeren Aufbaus in der Herstellung teuerer als die einfacheren Bolzenanker ist.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen nach dem formschlüssigen Verankerungsprinzip des bekannten Hinterschneidankers setzbaren einfacher aufgebauten und dadurch kostengünstiger herstellbaren Bolzenanker zu schaffen.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Bolzenanker der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Übergangsbereich der beiden Schaftabschnitte auf dem bohrungsinneren Schaftabschnitt eine den Schaftabschnitt größeren Durchmessers in Radialrichtung überragende und sich bei Ausübung eines aus der Bohrungsmündung herausgerichteten Zugs auf den Bolzenschaft in der Wandung der Befestigungsbohrung verkrallende Ausziehsicherung vorgesehen ist. Die sich in der Wandung der Befestigungsbohrung gegen Zurückziehen verkrallende Ausziehsicherung stützt sich beim Einführen des Bolzenankers in die Befestigungsbohrung also an der Ringschulter des Bolzenschafts und bei Einwirken von in Ausziehrichtung auf den Bolzenschaft wirkenden Kräfte an der zur Bohrungsmündung weisenden Stirnfläche des Verankerungselements ab.
Das Verankerungselement hat dabei vorzugsweise die Form einer von ihrem in Setzrichtung vorderen Ende her über einen Teil ihrer Länge mehrfach geschlitzten und im geschlitzten Bereich eine Anzahl von Verankerungsarmen bildenden Ankerhülse, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des bohrungsinneren Schaftabschnitts entspricht und in deren Außenseite in einigem Abstand vom in Setzrichtung vorderen Ende eine umlaufende Nut eingebracht ist, welche die in Setzrichtung vorderen Endbereiche der Verankerungsarme relativ zu den anschließenden Bereichen unter Verformung des im Nutgrund verbleibenden Materials derart ausschwenkbar ausbildet, dass sie bei in die zugehörige Bohrung eingesetztem Zustand durch Einleitung einer den Spreizkörper und die Ankerhülse relativ zueinander verschiebenden Spannkraft aufgeschwenkt werden, wobei die in Setzrichtung vorderen Endbereiche der Verankerungsarme zusammengenommen die äußere Form von zwei mit ihrem im Durchmesser kleineren Stirnflächen aneinander liegenden Kegelstümpfen haben, deren am in Setzrichtung vorderen Ende einerseits und an der Nut andererseits gebildete Basisflächen im nicht aufgespreizten Zustand jeweils einen dem Außendurchmesser der Ankerhülse im Wesentlichen entsprechenden Durchmesser haben, wobei der in Setzrichtung vordere Kegelstumpf eine Schneidkante bildet. Bei dieser Ausgestaltung wird also für die Verankerung die an sich bekannte Funktion der selbstschneidenden formschlüssigen Verankerung der Ankerhülse verwendet.
Zum Einziehen des Spreizkörpers in die Verankerungshülse kann das am äußeren Ende des Bolzenschafts vorgesehene Werkzeug-Ansetzelement als auf einen Gewindeabschnitt am äußeren Bolzenschaftende aufschraubbare Mutter oder – alternativ – ein integral am bohrungsäußeren rückwärtigen Ende des Bolzenschafts angeformter Befestigungskopf nach Art eines Schraubenkopfs sein.
Der kegelstumpfförmige Spreizkörper ist dann vorzugsweise ein gesonderter, mit einer mittigen Gewindebohrung versehenes Bauteil, welcher auf ein komplementäres Gegengewinde am bohrungsinneren Ende des im Durchmesser verkleinerten Schaftabschnitts des Bolzenschafts aufschraubbar ist.
Die Ausziehsicherung wird dabei bevorzugt so ausgebildet, dass zumindest ihr radial äußerer, sie in der Wandung der Befestigungsbohrung verkrallender Bereich einen geringen Widerstand gegen Verschiebung des Bolzenankers ins Bolzeninnere, dagegen einen demgegenüber erheblich höheren Widerstand gegen Zurückziehen aus der Befestigungsbohrung aufweist. Dadurch wird erreicht, dass der Bolzenanker mit geringem Kraftaufwand in die zugehörige Befestigungsbohrung eingeführt werden kann, während er einem Zurückziehen aus der Bohrung einen deutlich höheren Widerstand entgegensetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass eine über den Bolzenschaft ausgeübte Zugkraft zu einem Einziehen des Spreizkörpers in die Ankerhülse und dadurch zum Aufspreizen der Verankerungsarme und – nach Anlage der Schneidkanten der Verankerungsarme – an der Wandung der Befestigungsbohrung zur zunehmend weiteren Erhöhung des Widerstands gegen Herausziehen des Bolzenankers aus der Bohrung führt.
Die Ausziehsicherung kann dabei die Form eines drehbar auf dem Schaftabschnitt geringeren Durchmessers angeordneten Scheibenelements aufweisen, welches in seinem das hülsenartige Verankerungselement radial überragenden Bereich mit wenigstens einem zur Sicherung des Bolzenschafts gegen Herausziehen durch Verkrallung in der Wandung vorgesehenen Sperrelements versehen ist. Dabei bietet sich dann eine Ausgestaltung an, bei welcher das Scheibenelement die Form eines ringförmig umlaufenden Scheibenabschnitts aufweist, von dessen Umfang eine Anzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, in Setzrichtung des Ankerbolzens elastisch verbiegbare Sperrzähne vortreten. Eine solche Ausziehsicherung hat dann also die Form eines in der Technik üblicherweise zur Sicherung von Muttern gegen versehentliches Aufschrauben verwendeten Zahnscheibe.
Alternativ kann die Ausziehsicherung auch die Form einer mit einer Durchgangsöffnung für den bohrungsinneren Schaftabschnitt versehenen kalottenförmig gewölbten Scheibe aus biegeelastischem Material haben.
Die Ausziehsicherung ist dann zweckmäßig aus federelastischem Metallblech, vorzugsweise Federstahl, hergestellt.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt bzw. zeigen:
1 eine Seitenansicht eines in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeten Bolzenankers in noch ungesetztem Ausgangszustand;
2 den Bolzenanker gemäß 1 in auseinandergezogenem Zustand seiner Bauteile, wobei die Ankerhülse und der Spreizkörper im Mittelschnitt dargestellt sind;
3 den in 1 gezeigten Bolzenanker in dem in einer Befestigungsbohrung in einem Untergrund gesetzten und ein Werkstück auf dem Untergrund haltenden Befestigungszustand;
4 die beim Bolzenanker gemäß den 1 bis 3 vorgesehene Ausziehsicherung nach Art einer Zahnscheibe, wobei a die Draufsicht, b einen Schnitt entlang der Linie b-b in a und c eine Ansicht, gesehen in Richtung des Pfeils c in a zeigt;
5 eine alternative Ausgestaltung der Ausziehsicherung in Form einer kalottenförmig gewölbten Ringscheibe, wobei a die Draufsicht, b eine Schnittansicht entlang der Pfeile b-b in a und c die Ansicht in Richtung des Pfeils c in a zeigt;
6 eine weiter abgewandelte Ausziehsicherung in Form eines Scheibenelements mit von dessen Umfang radial vorspringenden und – bezogen auf die Setzrichtung schräg rückwärts geneigten Sperrzähnen, wobei a die Draufsicht und b die Schnittansicht, gesehen in Richtung der Pfeile b-b in a wiedergibt; und
7 eine vierte abgewandelte Ausziehsicherung in Form einer kreisförmig begrenzten ebenflächigen Scheibenelements aus elastischem Material, dessen Au ßendurchmesser größer als der Durchmesser der Befestigungsbohrung ist, in welcher der erfindungsgemäße Bolzenanker gesetzt werden soll.
Das in den Zeichnungsfiguren 1 bis 3 dargestellte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ankerbolzens weist einen langgestreckten Bolzenschaft 12 auf, der sich aus zwei Schaftabschnitten 14 und 16 zusammensetzt, von denen der in den Zeichnungsfiguren untere Schaftabschnitt 16 einen verringerten Durchmesser aufweist und in seinem Endbereich mit einem Gewinde 18 versehen ist. Der obere Schaftabschnitt 14 größeren Durchmessers ist in seinem oberen freien Endbereich ebenfalls mit einem Gewinde 20 versehen. Von der freien Stirnfläche des Schaftabschnitts 14 tritt dann noch ein kurzer, zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels geeigneter Sechskant 22 vor. Auf das Gewinde 20 ist zunächst eine Unterlegscheibe 24 und dann eine Mutter 26 aufgeschraubt.
Im Übergangsbereich zwischen dem oberen Schaftabschnitt 14 und dem unteren Schaftabschnitt 16 ist ein im Durchmesser noch über den Durchmesser des Schaftabschnitts 14 vergrößerter Ringbund 28 vorgesehen, welcher eine Ringschulter 30 zwischen den beiden Schaftabschnitten 14 und 16 bildet. Anstelle des beim beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehenen Ringbundes 28 kann die Ringschulter 30 auch lediglich durch eine entsprechend unterschiedliche Bemessung der Durchmesser der Schaftabschnitte 14 und 16 gebildet sein. Auf den Schaftabschnitt 16 ist vom unteren, mit dem Gewinde 18 versehenen Ende her eine Ausziehsicherung 32 aufgesetzt, deren Ausgestaltung nachstehend noch in Verbindung mit 4 näher erläutert wird. An die Ausziehsicherung 32 anschließend ist dann ein hülsenartiges Verankerungselement 34 auf den Schaftabschnitt 16 aufgeschoben, welches durch mehrere an der unteren Stirnseite offen mündende Längsschlitze 36 in eine Anzahl von Verankerungsarmen 40 unterteilt ist. Auf das mit Gewinde 18 versehene freie Ende des Schaftabschnitts 16 ist dann noch ein mit einem Innengewinde 42 versehener, sich kegelstumpfförmig in Abwärtsrichtung erweiternder Spreizkörper 44 aufgesetzt.
Das über den unteren Teil seiner Längserstreckung mehrfach geschlitzte Verankerungselement 34 stellt eine Ankerhülse dar, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Schaftabschnitts 16 entspricht und in deren Außenseite in einigem Abstand vom unteren freien Ende eine umlaufende Nut 46 eingebracht ist, welche die unteren Endbereiche der Verankerungsarme 40 relativ zu den anschließenden Bereichen unter Verformung des im Nutgrund verbleibenden Materials derart ausschwenkbar ausbildet, dass sie bei in eine zugehörige Befestigungsbohrung eingesetztem Zustand durch Einleitung einer den Spreizkörper 44 und die Ankerhülse 34 relativ zueinander verschiebenden Spannkraft aufgeschwenkt werden. Die unter der umlaufenden Nut liegenden Endbereiche der Verankerungsarme 40 haben zusammengenommen die äußere Form von zwei mit ihrem Durchmesser kleineren Stirnflächen aneinander liegenden Kegelstümpfen, deren am unteren vorderen Ende einerseits und an der umlaufenden Nut andererseits gebildete Basisflächen im nicht aufgespreizten Zustand jeweils einen dem Außendurchmesser der Ankerhülse 34 im Wesentlichen entsprechenden Durchmesser haben, wobei der untere freie Kegelstumpf an der Basisfläche eine umlaufende meißelartige Schneidkante 48 bildet.
In 3 ist der Bolzenanker in eine Befestigungsbohrung 50 in einem Untergrund oder Trägerbauteil 52 eingeführt und in gesetztem Zustand gezeigt, in welchem die Verankerungsarme 40 durch Einziehen des Spreizkörpers 44 in die Ankerhülse 34 derart radial aufgeweitet sind, dass die am unteren oder bohrungsinneren Ende liegenden Kegelstumpf-Teilflächen in die Wandung der Befestigungsbohrung eingedrungen sind und dabei jeweils einen den Bolzenanker 10 gegen Zurückziehen aus der Bohrung formschlüssig verriegelnden Hinterschnitt in dem die Bohrungs-Wandung umgebenden Untergrund gebildet haben. Aufgrund der scharfkantigen Schneide sind die beim Setzvorgang des Bolzenankers in das Material des Untergrunds eingeleitete Radialkräfte auf den Bereich der Schneidkanten der Verankerungsarme beschränkt. Ein flächiger Lochleibungsdruck auf größere Bereiche der Bohrung wird dagegen nicht oder allenfalls in sehr geringem Maße ausgeübt.
Das rückwärtige bohrungsmündungsseitige Ende des Schaftabschnitts 14 durchsetzt eine Durchgangsbohrung 54 in einem auf dem Untergrund 52 zu befestigenden Werkstück 56, welches dann durch die Unterlegscheibe und die auf dem Gewinde 20 aufgeschraubte Mutter 26 in Anlage an der offenen Seite des Untergrunds gehalten wird.
Die – in 4a bis c gesondert dargestellte – Ausziehsicherung 32 hat im spe ziellen Fall die Form einer so genannten Zahnscheibe, bei welcher vom Umfang eines niedrigen trogförmigen Mittelteils 60 mit einer mittigen kreisförmigen Durchgangsöffnung 62 für den Schaftabschnitt 16 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander versetzte, gegenüber ihrer ursprünglich ebenflächigen Ausgangslage zueinander verschränkte Zahnvorsprünge 64 vortreten. Die radial äußeren Randkanten dieser Zahnvorsprünge liegen auf einem Durchmesser, der etwas größer als der lichte Innendurchmesser der Befestigungsbohrung 50 ist, so dass sie sich beim Einschieben des Bolzenankers 10 in die Befestigungsbohrung 50 entgegen der Einschubrichtung elastisch zurück biegen, wobei sich der äußere Durchmesser verringert. Wenn der Bolzenanker bis in die vorgegebene Setztiefe – oder geringfügig tiefer – in die Bohrung eingeführt ist und der Spreizkörper 44 dann durch eine aus dem Bohrungsinnern herausgerichtete – z.B. durch entsprechende Verdrehung der über die U-Scheibe 24 auf dem Werkstück 56 abgestützten Mutter 26 – Kraft auf das untere freie Ende der Ankerhülse ausübt, versucht der Spreizkörper 44 zunächst die Ankerhülse 34 in gleicher Richtung, d.h. zur Bohrungsmündung mitzunehmen. Über die bohrungsmündungsseitige Stirnfläche 38 (2) versucht die Ankerhülse 34 dabei auch den anliegenden Mittelteil 60 der Zahnscheibe mitzunehmen. Da die Zahnvorsprünge 64 aber unter Vorspannung stehen und in der rauen Oberfläche der Bohrungswandung der Bohrung 50 verkrallt sind, führt bereits eine geringe Rückwärtsverschiebung der Zahnscheibe zu einem Aufspreizen der Zahnvorsprünge 64, wodurch sich der über die Randkanten der Zahnvorsprünge gemessene Durchmesser vergrößert. Die Zahnvorsprünge 64 graben sich dabei in die Wandung der Befestigungsbohrung ein und bilden dabei jeweils Hinterschnitte geringer Tiefe, die aber insgesamt zu einer formschlüssigen Festlegung der Ausziehsicherung führen. Beim weiteren Anziehen des Bolzenschafts 12 ist die Ankerhülse also durch die Ausziehsicherung 32 fixiert. Über den Bolzenschaft 12 wird dann der Spreizkörper 44 ins untere freie Ende der Ankerhülse 34 eingezogen und dadurch werden die Verankerungsarme 40 aufgeschwenkt, wobei die an deren freien Enden gebildete Schneidkanten 48 meißelartig in die Wandung der Bohrung 50 eingetrieben werden und so die eigentliche formschlüssige Verankerung des Bolzenankers 10 sicherstellen. Eine Verringerung der Länge des Überstands des mit dem Gewinde 20 versehenen Schaftabschnitts 14 über die Mutter 26 kann durch Drehen des Bolzenschafts 12 mittels eines am Sechskant 22 angesetzten Werkzeugs erfolgen. Dabei schraubt sich der Bolzenschaft 12 gleichzeitig ins Gewinde der Mutter 26 und das Gewinde 42 des Spreizkörpers 44 ein. Die Drehung des Bolzenschafts wird dabei nicht durch die Ausziehsicherung 32 behindert, weil der Durchmesser der Durchgangsöffnung 62 der Zahnscheibe etwas größer als der Durchmesser des Schaftabschnitts 16 des Bolzenschafts 12 bemessen ist, d.h. die Ausziehsicherung 32 wirkt ausschließlich als Sicherung gegen axiale Verschiebung des Bolzenankers, nicht aber als Drehsicherung.
In den 5 und 6 sind abgewandelte Ausführungsbeispiele von Ausziehsicherungen 32' und 32'' gezeigt, deren Funktionsprinzip ähnlich der vorstehend beschriebenen als Zahnscheibe ausgebildeten Ausziehsicherung 32 ist.
Die Ausziehsicherung 32' gemäß den 5a bis c hat die Form einer mit einer mittigen Durchgangsöffnung 62 versehenen kalottenförmig gewölbten Scheibe aus Federstahl, deren Außendurchmesser etwas größer als der lichte Innendurchmesser der Befestigungsbohrung 50 ist. Die Ausziehsicherung wird mit der konvexen Wölbung ins Bohrungsinnere weisend zwischen dem Ringbund 28 und der Stirnfläche 38 der Ankerhülse 34 angeordnet. Es ist ersichtlich, dass beim Setzen des Bolzenankers 10 in die Bohrung 50 der Außendurchmesser der gewölbten Scheibe federelastisch verringert wird, sich bei einer entgegengesetzten Verschiebung jedoch aufweitet und dann in die Wandung der Bohrung 50 eingräbt und so ein Zurückziehen des Bolzenankers 10 verhindert.
Bei der in den 6a und b gezeigten Ausziehsicherung 32'' treten vom Rand eines ebenflächigen, mit der Durchgangsöffnung 62 versehenen ringscheibenförmigen Zuschnitts aus federelastischem Metallblech eine Anzahl von Sperrzähnen 64'' radial und – bezogen auf die Einschubrichtung des Bolzenankers 10 – schräg rückwärts geneigt vor, wobei deren radial äußeren Begrenzungskanten auf einem Kreisdurchmesser liegen, der geringfügig größer als der Durchmesser der Befestigungsbohrung 50 ist. Auch in diesem Fall können die Sperrzähne 64'' beim Einführen des Bolzenankers 10 in die Bohrung 50 in eine Lage federn, in welche der Außendurchmesser verringert wird. Beim Versuch des Zurückziehens des Bolzenankers aus der Bohrung 50 erfolgt dann wieder ein Auffedern und zusätzliches Aufspreizen der Sperrzähne 64', so dass die gewünschte Sicherungsfunktion gegen Ausziehen eintritt.
7a und b zeigt eine Ausziehsicherung 32''' in Form einer dünnen ebenflä chigen Scheibe aus einem elastisch durchwölbbaren Material, wobei der Außendurchmesser der Scheibe größer als der lichte Innendurchmesser der Befestigungsbohrung 50 bemessen ist. Beim Einschieben des Bolzenankers 10 in die Bohrung 50 wölbt sich der äußere Randbereich der scheibenförmigen Ausziehsicherung 32''' derart durch, dass die konkave Seite der verformten Scheibe zur Bohrungsmündung weist. Beim Zurückziehen des Ankers aus der Bohrung versucht sich die mit ihrem äußeren Rand unter Vorspannung an der Bohrungswandung anliegende durchgewölbte Scheibe wieder in die ebenflächige Form zurückzuverformen, wodurch sich deren Rand aufweitet und in die Bohrungswandung eindringt. Dadurch wird auch in diesem Fall die gewünschte Sicherungsfunktion gegen Ausziehen erhalten. Als Material für die Ausziehsicherung 32''' kommen Metallbleche aus Federstahl oder aber auch eine ebenflächige dünne Scheibe aus – ggf. auch faserverstärktem – elastisch verformbarem Kunststoff in Frage.
Es ist ersichtlich, dass im Rahmen des Erfindungsgedankens Abwandlungen und Weiterbildungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels verwirklichbar sind, welche sich z.B. auf weitere Abwandlungen der beschriebenen Ausziehsicherungen beziehen können. Denkbar sind auch Ausgestaltungen, bei welchen anstelle einer auf das Gewinde 20 des Schaftabschnitts 12 aufschraubbaren Mutter 26 am freien äußeren Ende des dann gewindelosen Schaftabschnitts 12 ein über die Unterlegscheibe 24 auf dem Werkstück 56 abstützbarer Schraubenkopf integral angeformt ist. Die den Spreizkörper 44 axial verschiebende Kraft wird dann beim Drehen des Schraubenkopfs durch den Gewindeeingriff des Gewindes 18 am Schaftabschnitt 16 im Innengewinde 42 des Spreizkörpers erhalten.

Claims

In eine zylindrische Bohrung in einem Untergrund, beispielsweise einem Betonuntergrund, setzbarer Bolzenanker (10) mit einer an seinem rückwärtigen bohrungsäußeren Ende mit Mitteln zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs versehenen lang gestreckten Bolzenschaft (12) aus zwei in Längsrichtung aufeinander folgenden Schaftabschnitten (14; 16), von denen der vordere, bohrungsinnere Schaftabschnitt (16) gegenüber dem rückwärtigen Schaftabschnitt (14) einen verringerten Durchmesser aufweist, so dass im Übergangsbereich zwischen den Schaftabschnitten eine umlaufende Ringschulter (30) gebildet ist, wobei auf dem bohrungsinneren vorderen Ende des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts (16) ein sich kegelstumpfförmig erweiternder Spreizkörper (44) und zwischen dem Spreizkörper (44) und der Ringschulter (30) ein mit mehreren, im bohrungsinneren Ende offen mündenden Längsschlitzen (36) versehenes hülsenartiges Verankerungselement (34) mit einem etwa gleich dem lichten Durchmesser der Befestigungsbohrung (50) bemessenen maximalen Außendurchmesser axial verschieblich aufgesetzt ist, welches beim axialen Einziehen des Spreizkörpers (44) ihr bohrungsinneres Ende durch Drehen der am bohrungsäußeren Ende vorgesehenen Werkzeug-Ansetzmittel radial aufspreizbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich der beiden Schaftabschnitte (14; 16) auf dem bohrungsinneren Schaftabschnitt (16) eine den Schaftabschnitt (14) größeren Durchmessers in Radialrichtung überragende und sich bei Ausübung eines aus der Bohrungsmündung herausgerichteten Zugs auf den Bolzenschaft (12) in der Wandung der Befestigungsbohrung (50) verkrallende Ausziehsicherung (32; 32'; 32''; 32''') vorgesehen ist.
Bolzenanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement die Form einer von ihrem in Setzrichtung vorderen Ende her über einen Teil ihrer Länge mehrfach geschlitzten und im geschlitzten Bereich eine Anzahl von Verankerungsarmen (40) bildenden Ankerhülse (34) hat, deren Innendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des bohrungsinneren Schaftabschnitts (16) entspricht und in deren Außenseite in einigem Abstand vom in Setzrichtung vorderen Ende eine umlaufende Nut (46) eingebracht ist, welche die in Setzrichtung vorde ren Endbereiche der Verankerungsarme (40) relativ zu den anschließenden Bereichen unter Verformung des im Nutgrund verbleibenden Materials derart ausschwenkbar ausbildet, dass sie bei in die zugehörige Bohrung (50) eingesetztem Zustand durch Einleitung einer den Spreizkörper (44) und die Ankerhülse (34) relativ zueinander verschiebenden Spannkraft aufgeschwenkt werden, wobei die in Setzrichtung vorderen Endbereiche der Verankerungsarme (40) zusammengenommen die äußere Form von zwei mit ihren im Durchmesser kleineren Stirnflächen aneinander liegenden Kegelstümpfen haben, deren am in Setzrichtung vorderen Ende einerseits und an der Nut (46) andererseits gebildete Basisflächen im nicht aufgespreizten Zustand jeweils einen dem Außendurchmesser der Ankerhülse (34) im Wesentlichen entsprechenden Durchmesser haben, wobei der in Setzrichtung vordere Kegelstumpf eine Schneidkante (48) bildet.
Bolzenanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das am bohrungsäußeren Ende des Bolzenschafts vorgesehene Werkzeug-Ansetzelement eine auf einen Gewindeabschnitt (20) am äußeren Bolzenschaftende aufschraubbare Mutter (26) ist.
Bolzenanker nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs vorgesehene Bauelement einen integral am bohrungsäußeren rückwärtigen Ende des Bolzenschafts (12) angeformter Befestigungskopf nach Art eines Schraubenkopfs ist.
Bolzenanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelstumpfförmige Spreizkörper (44) ein gesonderter, mit einer mittigen Gewindebohrung (42) versehenes Bauteil ist, welches auf ein komplementäres Gegengewinde (18) am bohrungsinneren Ende des im Durchmesser verkleinerten Schaftabschnitts (16) des Bolzenschafts (12) aufschraubbar ist.
Bolzenanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32; 32'; 32''; 32''') so ausgebildet ist, dass zumindest ihr radial äußerer, sie in der Wandung der Befestigungsbohrung (50) verkrallender Bereich einen geringen Widerstand gegen Verschiebung des Bolzenankers (10) ins Bohrungsinnere, dagegen einen demgegenüber erheblich höheren Widerstand gegen Zurückziehen aus der Befestigungs bohrung (50) aufweist.
Bolzenanker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung die Form eines drehbar auf dem Schaftabschnitt (16) geringeren Durchmessers angeordneten Scheibenelements aufweist, welches in seinem das hülsenartige Verankerungselement (34) radial überragenden Bereich mit wenigstens einem zur Sicherung des Bolzenschafts gegen Herausziehen durch Verkrallung in der Wandung der Befestigungsbohrung (50) vorgesehenen Sperrelement versehen ist.
Bolzenanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32; 32'') die Form eines ringförmig umlaufenden Scheibenabschnitts aufweist, von dessen Umfang eine Anzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, in Setzrichtung des Ankerbolzens elastisch verbiegbare Zahnvorsprünge (64) bzw. Sperrzähne (64'') vortreten.
Bolzenanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32') die Form einer mit einer Durchgangsöffnung (62) für den bohrungsinneren Schaftabschnitt (16) versehenen, kalottenförmig gewölbten Scheibe aus biegeelastischem Material hat.
Bolzenanker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32''') die Form einer mit einer Durchgangsöffnung (62) für den bohrungsinneren Schaftabschnitt (16) versehenen, kreisförmig begrenzten ebenflächigen Scheibe aus biegeelastischem Material hat, deren Außendurchmesser etwas größer als der lichte Innendurchmesser der Befestigungsbohrung (50) bemessen ist.
Bolzenanker nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32; 32'; 32''; 32''') aus federelastischem Metallblech, vorzugsweise Federstahl, hergestellt ist.
Bolzenanker nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehsicherung (32; 32'; 32''; 32''') aus federelastischem Kunststoffmaterial hergestellt ist.