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Gegenstand der Neuerung ist ein Drillnagel-Haltesystem zur Verankerung von Drillnägeln in einem Untergrund nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Unter einem Drillnagel ist vorzugsweise ein runder Metallstab zu verstehen, dessen Außenmantel über die gesamte Länge seines Verlaufes mit einem Gewindeprofil versehen ist.
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Derartige Drillnägel können, unabhängig von ihrer Materialbeschaffenheit, nicht nur auf der Grundlage eines Rundstabes aufgebaut sein, sondern in ihrem Querschnitt auch kantig oder oval sein, oder eine Verbindung mehrerer Profilierungen darstellen.
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Ähnliche Variationen gelten auch für den mehrheitlich durchgehend angelegten Verlauf des Außengewindes des Drillnagels, wobei ein solches Gewindeprofil fallweise in seinem vertikalen Verlauf streifenförmig, teilweise auch horizontal unterbrochen sein kann, ohne dabei jedoch den eigentlichen Gewindeverlauf zwischen den einzelnen Gewindesegmenten zu unterbrechen.
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Drillnägel werden mehrheitlich zur Verbindung ursprünglich getrennter Elemente eingesetzt, wobei die eigentliche Haltefunktion vorzugsweise durch den Einsatz von Gewindescheiben oder Schraubmuttern zustande kommt, die die ursprünglich getrennten Elemente schraubtechnisch zusammenpressen.
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Drillnägel können jedoch auf der Grundlage ihres Gewindeverlaufes (vergleichbar mit einem Bohrgewinde) zum bohrähnlichen Durchdringen von Materialien verwendet werden, die entsprechend ihrer Morphologie das Eindringen eines solchen Nagels zulassen.
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Damit können Drillnägel z.B. in Materialschichtungen aus Sand, Geröll, Schnee, Eis, Schotter, Gestein oder deren Vermengungen untereinander, eingetrieben werden.
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Als Idealfall wird eine Grundierung angesehen, die z.B. aus Schnee, Eis, Sand oder Lehm besteht, wobei ein zubringender Drillnagel beim Eindrehen der Zugrichtung seines Gewindeprofils folgt und schlüssig in der Grundierung den gewünschten Halt findet.
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Jedoch reicht in vielen Fällen die Wechselwirkung von Gewindeprofil und Grundierung nicht aus, einen solchen Drillnagel allein auf der Grundlage der gegebenen Zugwirkung in ein Medium einzubringen, d.h., der bohrtechnische Arbeitsablauf muss durch eine zusätzlich vertikal wirkende Krafteinwirkung (z.B. mittels Druck oder Schlagtechnik) verstärkt werden.
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Ein derart in einer Grundierung eingebrachter Drillnagel kann eine Vielfalt an Funktionen übernehmen, die vorrangig einer geotechnischen oder bautechnischen Aufgabenstellung entstammen und in diesen Arbeitsbereichen speziell da, wo bislang keine Drillnagel-Technologie zum Einsatz gekommen ist, nur durch einen deutlich höheren technischen und materiellen Aufwand verwirklicht werden können.
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Beim etwaigen Vergleich mit einer Beton-Fundamentierung finden wir in einem Drillnagel-Haltesystem jedoch eine deutlich vereinfachte Technologie mit deutlich minimierten Gestehungskosten.
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Derartige technische Reduktionen sind jedoch nur dann überzeugend und sicherheitstechnisch relevant, wenn nach ihrer bautechnischen Umsetzung solche alternativen Systeme im Sinne der geforderten Funktion und Sicherheit etwa mit den Eigenschaften einer Beton-Fundamentierung vergleichbar sind und darüber hinaus in der Folge ihrer Anwendungsdauer auf den Fortbestand geforderter Haltefunktionen hin überprüfbar sind.
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Speziell geotechnische und bautechnische Aufgabenstellungen beruhen auf dem Hintergrund, dass einmal erstellte Bauformationen über die Dauer ihrer Anwendung einem ständigen Wandel der planerischen Ausgangssituation unterliegen, da laufend Witterungseinflüsse, Materialermüdungen oder funktionelle Abweichungen die eigentlichen Vorgaben für eine solche bautechnische Maßnahme in Frage stellen und deshalb laufend auf ihre bautechnische Sicherheit hin überprüft werden müssen.
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Das haltetechnische Einbringen eines Drillnagels erfordert in den meisten Fällen die zusätzliche Anbringung einer Halteplatte, mit der das Ende eines Drillnagels an der Oberfläche der einbezogenen Grundierung verbunden wird. Diese Halteplatte erfüllt dabei mehrere Funktionen, wobei z.B. Drucklasten, die auf diese Drillnagel-Halterung einwirken, auf die Oberfläche der Grundierung abgeleitet werden.
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Desgleichen können derartige Halteplatten auch zur technischen Aufnahme von ergänzenden Halterungen verwendet werden, die in der Folge ein standsicheres Aufsetzen weiterer Funktionselemente auf einer Halteplatte ermöglichen.
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Auch ist es möglich, derartige Halteplatten bei entsprechender Ausformung als Verbindungselement zu anderen Halteplatten einzusetzen.
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Derartige Halteplatten sind vielfältig bekannt und rechtfertigen ihre Funktion einmal durch entsprechende Materialbeschaffenheit wie aber auch durch flache ebene Formgebungen, um so schlüssig auf der Oberfläche der einbezogenen Grundierung aufliegen zu können.
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Der Nachteil einer derart flach und eben aufliegenden Halteplatte liegt jedoch in der eingeschränkten Möglichkeit, von Drillnägeln in beliebigen Winkeln durchdrungen zu werden, da Drillnägel, je mehr sie von einer senkrechten Einbohrrichtung abweichen, in der Halteplatte zu einer deutlichen Vergrößerung der notwendigen Aufnahmebohrungen führen, da sie ovale oder schlitzförmige Öffnungen bzw. Bohrungen voraussetzen. Solche flächenmäßigen Ausweitungen führen zu einer deutlichen Schwächung der gesamten Halteplatten-Statik.
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Die
DE 36 07 930 A1 offenbart kugelförmige Halterungen, welche bei der Ausbildung von gespreizten Verankerungen zum Einsatz kommen, dabei jedoch oft nur als einfaches Abschlusselement mit dem Ende eines Drillstabes verbunden werden, um so in einer Kugelschale Halt zu finden, damit darauf in der Folge eine auslenkbare Zusatzhalterung anbracht werden kann.
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In einer alternativen Ausführung zeigt die
CN 202 900 295 U wie eine Auslenkkugel zum Einsatz gebracht wird, die es ermöglicht, durch den glatten Bohrkanal einer kugelförmigen Halterung einen Drillnagel bei variabler Ausrichtung an der gewölbten Oberfläche einer Halteplatte mittels Zusatzelement gleicher Wölbung durch eine abschließende Gewindeschraubenmutter in der gewählten Position zu fixieren.
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Jedoch ist es bei dieser technischen Ausführung so, dass der einbezogene Drillnagel nach seiner endgültigen Positionierung im Grunde genommen nicht mehr bewegt werden kann und auch die kugelförmige Halterung keinen vertikalen Bewegungseinfluss auf den einbezogenen Drillnagel mehr ausüben kann, weil die kugelförmige Halterung in ihrem vertikalen Bohrtunnel mit einer glatten Innenmantelung am Drillnagel anliegt.
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Der Einsatz einer solchen kugelförmigen Halterung ist bei dieser Technologie ohne bedeutende Funktion, weil der Freiraum, der dafür notwendig ist dieses Kugelelement in den gewölbten Halteplatten zu integrieren, auch jederzeit dazu verwendet werden kann, ohne Kugel dem dort einbezogenen Drillnagel erweiterte Ausrichtungsmöglichkeiten einzuräumen.
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Allein die Verbindung von Zwischenelement und Gewindeschraubenmutter reichen bei dieser technischen Anordnung aus, eine feste Verbindung zwischen Halteplatte und Drillnagel herzustellen. Das Kugelelement ist in diesem Fall keine wesentliche Erweiterung möglicher Funktionen. Verständlich deshalb der Versuch, die Schwächung einer derart gespreizten Drillnagel-Halterung etwa durch das Aufsetzen zusätzlicher Gelenkeelemente ausgleichend zu stabilisieren.
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Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kugelförmige Halterung derart weiterzubilden, dass ein darin eingebrachter Drillnagel auch bei einem gegenüber dem Untergrund schrägen Einführwinkel einen festen Halt findet, in dieser Winkelposition fixiert und auch nach der Montage in seiner Längsrichtung bewegt werden kann.
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Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Neuerung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Wesentliches Merkmal ist, dass eine Nachspannkugel von einer oberen und einer unteren Halteplatte fixiert wird und nach dem Lösen der an der Halteplatte angebrachten Spannschraube verdreht werden kann, sodass der in der Nachspannkugel befindliche Drillnagel in einer von der Lotrichtung abweichenden Ausrichtung erneut fixiert werden kann.
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Falls ein späteres Nachspannen des Drillnagels notwendig ist, verfügt der Drillnagel im oberen Bereich über einen Haltestutzen, der zusammen mit der Nachspannkugel drehbar ist. Wird nun der Haltestutzen gedreht, wirkt ein Innengewinde im Inneren des Haltestutzens auf das Außengewinde des nicht drehenden Drillnagels, welcher sich dadurch in vertikaler Richtung nach unten oder nach oben bewegt und durch den Haltestutzen und die Kugel hindurch wandert.
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Bei bekannten Kugelhalterungen, auch bei normalen Gewindehalterungen ist es zwar möglich den dort implantierten Gewindestab auch nach abschließender Montage immer vertikal nach oben oder unten zu drehen, aber eben nur zu drehen, d.h. der Gewindestab selbst dreht sich in seiner Verlaufsrichtung.
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Dieses Drehen verhindert jedoch die vorliegende Neuerung mit der erfindungsgemäßen Nachspanntechnik, bei der über einen Schlüsselansatz nur auf die Nachspannkugel eine Drehbewegung ausgeübt wird, damit eine Kraftübertragung auf den Drillnagel erfolgt, bei der der Drillnagel im Sinne dieser Krafteinwirkung ohne eigene Drehbewegung in Längsrichtung nach oben oder unten ausweichen kann.
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Somit ist es möglich, dass der einbezogene Drillnagel die ihn umgebene Grundierung durch die Kontur des Gewindeprofils ankratzt und gelockertes Grundierungsmaterial etwaige Freistellen zwischen Grundierung und Drillnagel auffüllen kann.
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Eine verbesserte Reibung ist damit wieder hergestellt und der Drillnagel in der Grundierung erneut sicher verankert
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Dadurch ist ein nachspannbares Drillnagel-Haltesystem möglich, wobei um den Sicherheitsanforderungen geotechnischer oder allgemein bautechnischer Anforderungen zu entsprechen, folgende drei wesentliche Funktionsbereiche möglich sind:
- - Formtechnische Erweiterung standardisierter Halteplatten
- - Einsatz der sog. Nachspannkugel
- - Permanente Möglichkeit der Nachspannbarkeit mittels Mobilisierung der Mantelreibung zwischen Drillnagel und Grundierung
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Für die vorliegende Neuerung wird vorteilhafterweise eine Halteplatte in schalenförmiger Ausführung verwendet, die mittels vielfältiger Varianten der Mantelform von Kugelelementen oder anderen geometrischen Hohlformen ganzheitlich oder segmentartig entstammen sein kann.
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Derartige schalenförmige Elemente zeichnen sich vorrangig dadurch aus, dass sie entsprechend variabel ausgewählter Bogenwinkel oder winkelförmigen Verbindungen diverser Flachelemente nicht nur die Eigenschaften einer durchgehend flach aufliegenden Haltefläche partiell enthalten, sondern speziell in ihrem aufsteigenden Formanteil die Möglichkeit vorgeben, von der senkrecht vertikalen Ausrichtung abweichende Drillnägel auch bei deutlicher Spreizung mit vergleichsweise kleinen Bohrungen in der Halteplatte auszukommen. Auf diese Art und Weise sind auch Drillnagel-Neigungen möglich, die mit herkömmlichen Halteplatten seitlich gerichtet nicht zu realisieren sind.
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Schalenförmige Halteplatten oder beliebig daraus abgeleitete Segmente können sich fallweise ganz selbstverständlich unregelmäßig ausgeformten Oberflächen von einbezogenen Grundierungen anpassen, ohne dass im Vorfeld ihrer Montage, etwa durch aufwendige Erdarbeiten, eine individuelle Passgenauigkeit hergestellt werden muss. Daraus ergibt sich auch eine vielfältige Verbindungsmöglichkeit unterschiedlicher Schalenformen oder Segmente untereinander zu beliebig denkbaren Funktionseinheiten. Eine technische Ausführungsform, die besonders bei geotechnischen Aufgaben wie „Hangsicherung“ oder „Küstenschutz“ gefordert wird.
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Ganz anders nun die technischen Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Nachspannkugel in der nachspannbaren Drillnagel-Halterung, bei der das zum Einsatz gebrachte Kugelelement die Möglichkeit einer variablen Ausrichtung eines einbezogenen Drillnagels beinhaltet.
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Schwerpunktmäßig zeichnet sich diese Drillnagel-Halterung dadurch aus, dass sich ein bewegliches Kugelelement zwischen mindestens zwei Halteplatten (auch Haltelementen) befindet und einen Drillnagel in sich aufnimmt. Unabhängig von der vertikal vorgegebenen Ausrichtung des Drillnagels, kann dieser auch nach seiner endgültigen Einbringung jederzeit vertikal nach oben oder unten bewegt werden, ohne dabei die Drillnagelhalterung in ihrer Funktion teilweise oder ganz demontieren zu müssen.
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Das wird dadurch erreicht, dass die Nachspannkugel durch Halteelemente gehalten wird, die ihrerseits durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind.
Diese Halteelemente können dabei derart formschlüssig mit der integrierten Nachspannkugel verbunden sein, dass sich die Nachspannkugel in der gewählten Ausrichtung nicht mehr ablenken lässt.
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Möglich ist es aber auch, zwischen den beiden Halteelementen einen Freiraum derart zu wählen, dass zwischen der Nachspannkugel und den Halteelementen nur ein minimaler Freiraum (durch Lösen der Schraubverbindung) entsteht, der es in der Folge erlaubt, nicht nur die darin enthaltene Nachspannkugel gegenüber den benachbarten Halteelementen zu bewegen, sondern auch eine auf die Nachspannkugel ausgeübte Drehbewegung auf darin integrierten Drillnagel zu übertragen. Dies geschieht durch ein einfaches Drehen der Nachspannkugel, wobei ein darin befindliches Innengewinde auf das Außengewinde des Drillnagels greift und diesen so in Längsrichtung nach oben oder unten bewegen kann.
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Dies ist nur dadurch möglich, dass das in der Nachspannkugel integrierte Innengewinde in seinem Durchmesser und Steigung dem Außengewinde des Drillnagels entspricht.
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Das in der Nachspannkugel durchgehende Innengewinde setzt sich in einem auf der Nachspannkugel befindlichen Haltestutzen fort. Somit besteht ein durchgehendes Gewinde durch Haltestutzen und Nachspannkugel bzw. der Haltstutzen führt das Gewinde der Nachspannkugel fort.
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Ein solcher Haltestutzen weist einen Schlüsselansatz auf, an dem ein Werkzeug angreifen kann, um den Haltestutzen zusammen mit der damit verbundenen Nachspannkugel zu drehen.
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Der Außenmantel von diesem Schlüsselansatz hat dabei eine variable Ausformung, die es erlaubt, diesen Schlüsselansatz mit einem einfachen Werkzeug (z.B. Maulschlüssel) um eine axiale Achse, das ist die Achse die auch in Längsrichtung durch den Drillnagel verläuft, zu drehen.
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Wird nun eine derartige Drehbewegung auf die Nachspannkugel ausgeübt, möchte diese natürlich in ihrer Drehbewegung primär dem Gewindeverlauf des integrierten Drillnagels folgen, ein Bewegungsablauf, der, weil die Nachspannkugel von zwei Halteelementen eingeengt wird, zu keinem vertikalen Bewegungsvorgang der Nachspannkugel führen kann, sondern der Drillnagel selbst als Ausweichmanöver gegenüber der auf ihn einwirkenden Drehkräften bzw. Zwangskräften wahlweise einen Bewegungsvorgang in Längsrichtung nach oben oder unten ausführt, ohne dass der Drillnagel in diesem vertikalen Bewegungsablauf sich selbst dreht. Es wird somit eine rotatorische Bewegung der Haltekugel in eine translatorische Bewegung des Drillnagels übertragen.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Neuerung liegt in der Nachspanntechnik des Drillnagel-Halteelements.
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Mit der fortwährenden Beweglichkeit des Drillnagels sind alle rahmentechnischen Voraussetzungen geschaffen, bei einer solchen Drillnagel-Halterung mittels sog. Nachspannung des Drillnagels die geforderte Funktionalität, sowohl bei der Erstmontage wie auch in der Folgezeit mittels einer sog. Mobilisierung der Mantelreibung zu überprüfen und etwaige Abweichungen von der gewünschten Position den sicherheitstechnischen Vorgaben anzupassen.
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Grundlage dazu ist die physikalische Eigenschaft der sog. Mantelreibung, die beim Einbringen eines Drillnagels (auch ähnlicher Schraubelemente) an seinem Außenmantel gegenüber der ihn umgebenden Grundierung entsteht, also infolge der Relativbewegung zwischen Grundierung und dem Drillnagelmantel. Diese Mantelreibung kann sehr variabel sein und ist vorrangig von der Materialbeschaffenheit der einbezogenen Grundierung, sowie etwaigen linearen Abweichungen des vertikalen Verlaufes des Drillnagels abhängig.
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So kann es bei einer derartigen Verbindung von Drillnagel und Grundierung dazu kommen, dass sich an manchen Stellen schon bei der Erstmontage über die Länge des eingebrachten Drillnagels eine unterschiedliche Stärke der Mantelreibung ergibt, die fallweise aus der Schichtung unterschiedlicher Grundierungseigenschaften entstehen kann. Derartige Abweichungen der Mantelreibung können aber auch über einen nachfolgenden Zeitraum hinweg durch geologische Verwerfungen innerhalb einer Grundierung oder durch externe Witterungseinflüsse partiell oder umfassend minimiert, aber auch verstärkt werden. Eine Veränderung, die durch alleinigen Augenschein einer solchen Halterung nicht wahrgenommen werden kann.
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Auch ist es denkbar, dass bei einer geotechnischen Verbauung einer Drillnagel-Halterung natürliche Erdbewegungen der jeweiligen Grundierung auf den Längsverlauf mit derartigen Kräften einwirken, dass es zu einer Ablenkung der ursprünglichen Verlaufsrichtung des Drillnagels und im Falle einer Überbelastung es zum Abbrechen eines Drillnagels kommt, oder eine ursprünglich mit einer eher niederen Mantelreibung verbundene Verlaufsrichtung des Drillnagels durch eine leichte Krümmung in ihrer Haltbarkeit verstärkt wird. Mechanische Vorgänge, die jedoch erst in ihrer Auswirkung beurteilt werden können, wenn sie messtechnisch relevant eingeordnet werden können.
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Mit der durch den Schlüsselansatz ausgeübten Drehbewegung der Nachspannkugel ist es also möglich, einen Drillnagel in Längsrichtung zu bewegen und die damit verbundene Ausweichbewegung mit geeigneter Messtechnologie am freien Ende eines Drillnagels als unmittelbares Ergebnis einer Mantelreibung zu interpretieren.
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Stellt sich bei einem solchen Messvorgang heraus, dass die Mantelreibung eines Drillnagels und damit seine mechanische Belastbarkeit zu gering ist, kann durch wiederholte Auf- und Abbewegungen des Drillnagels schon bei kleinen Bewegungsabläufen die den Drillnagel umgebende Grundierung durch die Rauigkeit seines Gewindeprofiles derart „angekratzt“ werden, dass sich das dabei freiwerdende Grundierungsmaterial in etwaigen Freiräumen zwischen Drillnagel und Grundierung ansammelt und dort zu einer erneuten Verdichtung der Drillnagel-Umgebung führt. Der ursprüngliche Halt des Drillnagels in der Grundierung ist somit wiederhergestellt.
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Ein sicherheitstechnischer Vorgang, der fachlich als Nachspannen bezeichnet wird und in dieser Form von keinem bislang bekannten Haltesystem geleistet werden kann.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Neuerung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.
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Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich“ oder „wichtig“ bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
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Es zeigen:
- 1: schematisierte Ansicht einer Haltekugel
- 2: Schnittdarstellung einer Haltekugel
- 3: Drillnagel-Haltesystem
- 4: Schnittdarstellung Drillnagel-Haltesystem
- 5: Schnittdarstellung obere und untere Halteplatte
- 6: perspektivische Darstellung einer vergrößerten unteren Halteplatte
- 7: Schnittdarstellung einer unteren Halteplatte
- 8: Schnittdarstellung einer geknickten unteren Halteplatte
- 9: Schnittdarstellung einer geknickten unteren Halteplatte mit Scharnier
- 10: gebogene untere Halteplatte
- 11: perspektivische Darstellung einer gewellten unteren Halteplatte
- 12: perspektivische Darstellung einer ziehharmonikaartigen unteren Halteplatte
- 13: Segmente einer unteren Halteplatte
- 14: perspektivische Darstellung einer Sonderform der unteren Halteplatte
- 15: perspektivische Darstellung zweier zusammengeschraubter unterer Halteplatten
- 16: perspektivische Darstellung dreier zusammengeschraubter unterer Halteplatten
- 17: an den Endbereichen zusammengeschraubte Halteplatten
- 18a, b: kugelförmige untere Halteplatte
- 19: becherförmige untere Halteplatte
- 20: Segment einer gebogenen unteren Halteplatte
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1 zeigt die Nachspannkugel 1 des erfindungsgemäßen Drillnagel-Haltesystems, wobei auf einem Kugelkörper 2 in dem hier gezeigten Beispiel ein Haltestutzen 3 aufgeschweißt ist.
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Hierauf ist die Neuerung g jedoch nicht beschränkt, da die Nachspannkugel 1, bestehend aus einem Kugelkörper 2 mit einem darauf angebrachten Haltestutzen 3 auch als einteiliges Bauteil, beispielsweise in einem Gießprozess, gefertigt werden kann.
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In dem hier gezeigten Beispiel nach 1 weist der Haltestutzen 3, ähnlich wie bei einer Sechskantmutter äußere Angriffsflächen 7 auf, an denen ein Werkzeug angreifen kann, Ein solches Werkzeug dient dazu die Nachspannkugel um eine durch den Haltestutzen und dem Kugelkörper 2 verlaufenden Drehachse zu drehen.
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Auf einem solchem Haltestutzen nach 1 mit einer Sechskant-Form ist die vorliegende Neuerung nicht beschränkt. Es wird jegliche Formgebung eines Haltestutzens mit der vorliegenden Neuerung beansprucht. So kann beispielsweise der Haltestutzen 3 lediglich drei Angriffsflächen aufweisen oder jegliche andere Profilierung, die einen Angriff eines separaten Werkzeuges zur Drehung der Nachspannkugel ermöglichen.
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Der Haltestutzen 3 weist ein Gewinde 4 auf, in welches gemäß den folgenden Figuren ein Drillnagel beziehungsweise das Gewinde eines Drillnagels aufgenommen werden kann.
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2 zeigt die Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Nachspannkugel 1 mit dem Haltestutzen 3 an dem sich der Kugelkörper 2 anschließt.
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Der Haltestutzen 3 weist ein Innengewinde 4 auf, welches im hier gezeigten Beispiel lediglich bis zur Kontaktstelle des Haltestutzens mit dem darunter liegenden Kugelkörper 2 reicht.
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Im Kugelkörper selbst ist in Verlängerung des Gewindes 4 lediglich eine Bohrung 28 vorhanden, durch die der später eingefügte Drillnagel hindurch geführt wird.
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Hierauf ist die Neuerung jedoch nicht beschränkt, da das Gewinde 4 auch durch den Kugelkörper 2 hindurchreichen kann, um somit einen Gewindeeingriff zwischen der Nachspannkugel und dem später eingefügten Drillnagel auf der gesamten Länge der Nachspannkugel gewährleisten zu können.
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Durch die Mitte dieses Gewindes 4 verläuft die Drehachse 5, um welche sich die Nachspannkugel, bei Angriff eines Werkzeuges an den Angriffsflächen 7, in Pfeilrichtung 6 drehen kann.
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Aufgrund des Gewindeangriffs des Gewindes 4 an einem Drillnagelgewinde 16 wird der Drillnagel 15 bei Drehung der Nachspannkugel 1 um die Drehachse 5 in Pfeilrichtung 8 durch die Nachspannkugel hindurch befördert. Es wird somit die rotatorische Bewegung der Nachspannkugel 1 in eine transitorische Bewegung des Drillnagels15 übertragen.
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3 zeigt das erfindungsgemäße Drillnagel-Haltesystem, welches die vorgenannte Nachspannkugel 1 beinhaltet.
In den Haltestutzen 3 der Nachspannkugel 1 ist in dem Beispiel nach 3 ein Drillnagel 15 eingeführt. Der Kugelkörper 2 der Nachspannkugel 1 ist hierbei zwischen zwei Halteplatten 9 und 10 eingespannt.
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Die obere Halteplatte 9 weist eine Öffnung 12 auf, durch welche der Kugelkörper 2 teilweise aus der Haltplatte 9 herausragt. Diese Öffnung 12 ist jedoch kleiner als der Durchmesser des Kugelkörpers 2. In gleicher Weise, jedoch nicht sichtbar in 3, ragt der Kugelkörper 2 aus der unteren Halteplatte 10 mit einer ebenfalls dort angebrachten Öffnung heraus. Die beiden Halteplatten 9, 10, sind über vier Schrauben 13, welche mit entsprechenden Muttern 14 zusammenwirken, miteinander verschraubt.
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Der Drillnagel 15 weist das Außengewinde 16 auf, welches mit dem Gewinde 4 der Nachspannkugel 1 korrespondiert. Wird nun durch ein separates Werkzeug eine Drehbewegung auf den Haltestutzen 3 der Nachspannkugel 1 übertragen, bewegt sich der Drillnagel 15 aufgrund des Gewindeeingriffes in Pfeilrichtung 8.
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4 zeigt die Darstellung nach 3 in Schnittdarstellung, wobei sichtbar ist, dass sich der Drillnagel 15 im Gewindeeingriff mit dem Gewinde 4 auf der kompletten Länge der Nachspannkugel 1 befindet.
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Bei dieser Ausführungsform weist somit auch der Kugelkörper 2 der Nachspannkugel 1 ein durchgängiges Gewinde 4 auf.
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5 zeigt die obere Halteplatte 9 und die untere Halteplatte 10 in Schnittdarstellung, wobei die Halteplatte 9 eine Öffnung 12 und die untere Halteplatte 10 eine Öffnung 22 aufweist.
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Zwischen den Halteplatten 9, 10 besteht ein Spalt 11, der je nach Größe des eingelegten Kugelkörpers unterschiedliche groß ausgebildet sein kann. Ausgehend vom Spalt 11 verjüngt sich bei der oberen Halteplatte 9 die Öffnung 12 zur Außenseite hin. Ebenso verjüngt sich die Öffnung 22 der Halteplatte 10, ausgehend vom Spalt 11, nach außen hin.
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Die Innenkanten 26 der Öffnung 12 der oberen Halteplatte 9 bilden in dem hier gezeigten Beispiel einen Winkel 17 zueinander. Ebenso bilden die inneren Kanten 25 der Öffnung 22 der unteren Halteplatte 10 einen Öffnungswinkel 18.
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Diese Formgebung mit den nach außen hin verjüngenden Öffnungen ermöglicht ein Halten einer eingelegten Nachspannkugel 1 zwischen den beiden Halteplatten 9, 10. Je nach geometrischer Ausformung der Nachspannkugel, welche auch als Polyeder ausgebildet sein kann, sind die Kanten 25, 26 der Halteplatten 9, 10 ausgebildet, um die Nachspannkugel 1 zu fixieren, damit diese nicht aus den Öffnungen 12, 22 herausfallen kann. So können die Kanten 25, 26 auch gebogen ausgebildet sein, oder eine andere geometrische Formgebung aufweisen.
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So ist auch der Spalt 11 variabel, der je nach Größe der Nachspannkugel 1 größer oder kleiner ausgebildet sein kann. Die beiden Halteplatten 9, 10 werden dann beispielsweise durch die in 4 gezeigte Schrauben-Mutterverbindung 13, 14 zusammen gehalten.
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Eine solche Verschraubung der einzelnen Halteplatten miteinander dient dazu, die Nachspannkugel in einer gewünschten Position im Inneren der Halteplatten 9, 10 zu fixieren. So kann die Nachspannkugel 1 beispielsweise mit ihrem Drillnagel 15 einen von der vertikalen Richtung abweichenden Winkel einnehmen, um so den Drillnagel 15 schräg in den Untergrund zu treiben. Mit dieser Vorrichtung können somit Drillnägel in einer auf dem Untergrund aufliegenden unteren Halteplatte 10 schräg, d.h. in einem Winkel kleiner als 90° gegenüber der unteren Halteplatte 10, in den Untergrund eingetrieben werden. Dafür bleibt zunächst die Nachspannkugel 1 zwischen den Halteplatten 9, 10 beweglich, bis der Drehnagel 15 den richtigen Winkel angenommen hat und nach der erfolgten Ausrichtung der Nachspannkugel und Einführen des Drillnagels 15 in den Untergrund, wird die Nachspannkugel zwischen den beide Halteplatten über die Schrauben-Muttern-Verbindung 13, 14 fixiert, sodass dieser Winkel dauerhaft eingestellt ist.
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Falls zu einem späteren Zeitpunkt ein Nachspannen des Drillnagels 15 erforderlich ist, wird die Schraubverbindung 13, 14 gelöst, sodass die Nachspannkugel 1 wieder gelöst und drehbar ist. Anschließend wird mit einem Werkzeug über den Haltestutzen 3 eine Drehbewegung auf die Nachspannkugel 1 ausgeübt und der Drillnagel 15, je nach Drehrichtung nach oben aus dem Untergrund heraus, oder nach unten in den Untergrund hinein getrieben.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Neuerung, wobei die bereits in den vorhergehenden Figuren gezeigten oberen Halteplatten 9 auf einer stark vergrößerten unteren Halteplatte 10a aufgebracht sind. Diese Halteplatte 10a ermöglicht die Aufbringung von beispielsweise zwei oberen Halteplatten und zeichnet sich durch eine größere Auflagefläche auf dem Untergrund aus.
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Für die Verschraubung der oberen Halteplatte 9 auf der unteren vergrößerten Halteplatte 10a weist die obere Halteplatte 9 Bohrungen 19 auf, die mit in der unteren Halteplatte 10a eingebrachten Bohrungen korrespondieren und durch welche die Schrauben 13 hindurch gesteckt werden können.
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7 zeigt die in 6 gezeigte Halteplatte 10a in Schnittdarstellung, wobei die untere Halteplatte 10 zwei Öffnungen 22 mit schrägverlaufenden Kanten 26 aufweist. Diese Kanten 26 verjüngen sich nach unten hin, sodass eine in die Halteplatte 10 eingesetzte Nachspannkugel 1 nicht nach unten herausfallen kann.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die untere Halteplatte 10a mittig gebogen ist und die beiden davon ausgehenden Schenkel ein Öffnungswinkel 20 zwischen sich aufweisen. Die Schenkel weisen jeweils eine Öffnung 22 auf, in die die Nachspannkugel eingelegt werden kann. Der linke Schenkel zeigt beispielhaft die Ausrichtung eines Drillnagels 15.
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9 zeigt eine Weiterführung der gebogenen Halteplatte 10a, wobei zwischen den beiden Schenkeln der unteren Halteplatte ein Gelenk 21 angeordnet ist, womit der Öffnungswinkel 20 variabel ist und die Schenkel in den Pfeilrichtungen 30, 31 bewegt werden können.
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10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die untere Halteplatte 10a gebogen ist und die Öffnungen 22 an unterschiedlichen Bereichen der Biegungen angeordnet sind. Dadurch erfährt der Drillnagel 15 von Grund auf bereits eine von der Horizontalen abweichenden Ausrichtung, wenn er in einem gebogenen Bereich der unteren Halteplatte 10a nach 10 angeordnet ist.
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Durch diese Biegungen ist es möglich den Drillnagel 15 in unterschiedlichen Winkeln in den Untergrund zu treiben.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer vergrößerten unteren Halteplatte 10a, wobei diese gewellt ausgebildet ist und in die Öffnungen 22 in den Wellentälern 32 oder den Wellenbergen 33 angeordnet sein können.
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Durch diese unterschiedliche Anordnung der Öffnungen 22 kann es sein, dass die Kanten 26 (vgl. 5) zueinander eine unterschiedliche Länge und/ oder einen unterschiedlichen Öffnungswinkel 18 einnehmen. So kann es beispielsweise sein, dass die Öffnung 22 in einem Wellenberg 33 angeordnet ist und die in Richtung des Wellentals 32 zeigende Kante 26 kürzer ausgebildet ist als die Kante 26, welche in Richtung der Spitze des Wellenbergs 33 angrenzt.
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12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei die untere vergrößerte Halteplatte 10a, ähnlich wie eine Ziehharmonika gefaltet ist und somit je nach Anordnung der Öffnungen 22 ebenfalls auf dem Winkel des Drillnagels 15 Einfluss genommen werden kann.
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13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer gebogenen Halteplatte 10a, welche je nach Öffnungswinkel 23 in unterschiedliche Segmente unterteilt werden kann und beispielsweise je nach topographischer Beschaffenheit des Untergrundes getrennt werden kann.
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14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Neuerung, wobei die unteren Halteplatten 10b sich zu einer Bechermatrize zusammenschließen. Eine solche Bechermatrize ist ähnlich wie der Eiswürfelbehälter eines Tiefkühlfaches unterteilt, wobei jedoch die Halteplatten 10b am Grund der einzelnen Becher spitzenförmig aufeinander zu laufen.
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Eine solche Bechermatrize ermöglicht ein Einpressen der von den untern Halteplatten 10b gebildeten spitzen Winkeln in den Untergrund, wenn auf die Nachspannkugel eine Kraft ausgeübt wird.
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Zudem ist man nicht auf einzelne Öffnungen in der unteren Halteplatte beschränkt, sondern kann sich die jeweilige Öffnung in der Bechermatrix aussuchen, um einen Drillnagel über die Nachspannkugel hindurch zu treiben.
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15 zeigt eine weitere Ausführungsform der Neuerung, wobei zwei bandförmige längliche untere Halteplatten 10a miteinander über eine Schraubverbindung 24 verschraubt sind.
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Diese zwei miteinander verschraubten unteren Halteplatten 10a bilden somit einen Anker, welcher auf dem Untergrund aufgelegt werden kann.
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16 zeigt eine Weiterführung von 15, wobei drei Bandförmige untere Halteplatten 10a miteinander über eine Schraubverbindung 24 verschraubt sind. Somit ist es möglich, je nach Beschaffenheit des Untergrundes und der gewünschter Haltekraft zwischen Drillnagel und Untergrund, unterschiedliche Halteplatten miteinander zu verschrauben und falls Bedarf besteht, dieser somit gebildete Anker beliebig mit weiteren Halteplatten 10a zu erweitern.
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17 zeigt eine Weiterführung von 15, wobei zwei bandförmige untere Halteplatten 10a ebenfalls über eine Schraubverbindung 24 miteinander verbunden sind, jedoch die Halteplatten längs, d.h. über eine Strecke auf dem Untergrund aufliegen.
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In die jeweilige Öffnung 22 können dann die Nachspannkugeln mit den Drillnägeln 15 eingeführt werden.
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18 zeigt eine weitere Ausführungsform einer unteren Halteplatte 10c, wobei diese kugelförmig ausgebildet ist. Durch die Öffnungen 22, welche in der Außenschale dieser Halbkugel angeordnet sind, können die Haltekugeln mit den Drillnägeln 15 eingeführt werden.
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Zur besseren Fixierung der unteren Halteplatte 10c auf dem Untergrund, sind Dorne 27 vorgesehen, womit eine Fixierung der unteren Halteplatte 10c vor einschrauben des Drillnagels 15 auf dem Untergrund gewährleisten, damit die halbkugelförmige untere Halteplatte nicht verrutschen kann.
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18b zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß 18a, wobei die Halbkugel ellipsenförmig ausgebildet ist und ebenfalls Dorne 27 aufweist.
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19 zeigt ähnlich wie 14 eine becherförmige untere Halteplatte 10b, wobei jedoch die Seiten der Becher keinen spitzen Winkel zwischen sich einnehmen. Vielmehr sind am Boden dieses Bechers Dorne 27 angebracht, welche zur Fixierung der unteren Halteplatte vor Verschraubung der Drillnägel auf dem Untergrund dienen.
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Die Seiten der becherförmigen unteren Halteplatte 10b können dann die Nachspannkugeln zusammen mit den Drillnägeln 15 in die Öffnungen 22 eingelegt werden.
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20 zeigt eine weitere Ausführungsform einer gebogenen unteren Halteplatte 10a die ebenfalls Dorne 27 zur Fixierung auf dem Untergrund aufweisen.
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Die vorliegende Neuerung zeichnet sich also damit aus, dass eine Nachspannkugel von einer oberen und einer unteren Halteplatte fixiert wird und nach dem Lösen von an den Halteplatte angebrachten Spannschrauben verdreht werden kann, sodass der Drillnagel in einer von der Lotrichtung abweichenden Ausrichtung erneut fixiert werden kann.
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Eine solche Ausrichtung kann in einer weiteren Ausführungsform der Neuerung von einer auf der Nachspannkugel angebrachten Markierung abgelesen werden, welche eine Maßangabe gegenüber der oberen Halteplatte darstellt.
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Fall ein späteres Nachspannen des Drillnagels notwendig ist, verfügt die Nachspannkugel im oberen Bereich über einenangeformten Haltestutzen, der zusammen mit der dem Kugelkörper drehbar ist.
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Wird nun der Haltestutzen gedreht, wirkt ein Innengewinde auf das Außengewinde des sich nicht drehenden Drillnagels, welcher sich dadurch in Längsrichtung nach oben oder unten bewegen kann. Somit wird eine rotatorische Bewegung der Nachspannkugel in eine translatorische Bewegung des Drillnagels umgewandelt.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Nachspannkugel
- 2.
- Kugelkörper
- 3.
- Haltestutzen
- 4.
- Gewinde
- 5.
- Drehachse
- 6.
- Pfeilrichtung
- 7.
- Angriffsfläche
- 8.
- Pfeilrichtung
- 9.
- Obere Halteplatte
- 10.
- Untere Halteplatte (10a, 10b, 10c)
- 11.
- Spalt
- 12.
- Öffnung
- 13.
- Schraube
- 14.
- Mutter
- 15.
- Drillnagel
- 16.
- Gewinde (von 15)
- 17.
- Öffnungswinkel
- 18.
- Öffnungswinkel
- 19.
- Bohrung
- 20.
- Öffnungswinkel
- 21.
- Gelenk
- 22.
- Öffnung
- 23.
- Winkel
- 24.
- Schraubverbindung
- 25.
- Kante
- 26.
- Kante
- 27.
- Dorn
- 28.
- Bohrung
- 29.
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- 30.
- Pfeilrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3607930 A1 [0019]
- CN 202900295 U [0020]
