DE2164666A1 - Ankerbolzen - Google Patents

Description

DR. DERG DIFL.-lis'G.

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. -45

24. Dez. 197!

Anwaltsakte 21 664

Palar (Curacao) &.Υ Netherlarid Antilles

Ankertölζcη

Die Erfindung betrifft einen Ankerbolzen für Vorzugs-" v/eiso axiale Belastungen und betrifft insbesondere
einen Ankerbolzen zum Einsetzen und Verankern in einer Bohrung, welche im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweist v/ie der Anker selbst.

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VII/be

Beim Bohren von Löchern in Mauerwerk oder dergleichen wird das Ergebnis "bekanntlich von zwei Paktoren "beeinflußt, nämlich dem Geschick des den Bohrer Handhabenden und dem Solldurchmesser des Bohrers. Selbst wenn jedoch der Bohrer genau auf die Abmessungen des Ankerbolzens abgestimmt ist und der den Bohrer Handhabende ein großes Maß an Geschick hat ist es in jedem Falle äußerst schwierig, gleichmäßige Löcher mit bestimmtem Durchmesser zu erzielen, es muß vielmehr immer mit der Möglichkeit ungleichmäßiger Bohrungsdurchmesser, die so groß sind, daß der Ankerbolzen ein gewisses Spiel hat, gerechnet werden.

Die beträchtlichen Vorteile hinsichtlich des einfachen Anbringen» "und" wegen des sicheren Sitzes sind bei einem Ankerbolzen, wie er aus der US-Patentschrift 3 277 770 bekannt ist, offensichtlich. Dieser bekannte Mauer-Ankerbolzen besitzt ein in eine Bohrung in Mauerwerk oder dergleichen einsetzbares Vorderteil und ein äußeres rückwärtiges Ende , an welchem eine zu befestigende Last, beispielsweise eine Halterung fur Wasserrohre oder eine fest an der betreffenden !'lache anzubringende Vorrichtung befestigbar ist. Derartige Ankerbolzen weisen zunächst an dem zum Einsetzen in die Bohrung bestimmten

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Vorderteil Einrichtungen auf, welche an die Innenwandung der Bohrung anlegbar sind, um dieses Ende in der Bohrung so zu verankern, daß es die durch die angehängte Last, also die Wasserrohre bzw. die an der !Fläche angebrachte Vorrichtung ausgeübte axiale Belastung aufzunehmen vermag.

Bei diesem Ankerbolzen wird die. verbesserte Verankerungsfestigkeit dadurch erzielt, daß er zunächst am vorderen Ende des zum Einsetzen in eine Bohrung bestimmten Vorderteils einen dem Solldurchmesser der Bohrung bzw. seinem Schaftdurchmesser im wesentlichen entsprechenden Durchmesser aufweist. Von diesem Ende ausgehend verjüngt sich der Ankerbolzen konisch in Richtung auf sein äußeres .Ende. Das zur Aufnahme in die Mauer vorgesehene Teil erweitert sich jedoch noch über eine Schulter bis auf normalen Schaftdurchmesser, entsprechend dem Durchmesser des vorderen Endes des Vorderteils. Dabei ist es möglich, daß der Konus am Ende seines geringsten Durchmessers noch in ein zylindrisches Teil gleichen Durchmessers übergeht und dieses dann sich über die Schulter auf Schaftdurchmesser erweitert. Auf dem Konus, bzw. dem zylindrischen

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Teil verringerten Durchmessers sind spreizbare Segmente angeordnet, welche einem Herausziehen des Ankerbolzens, entgegen der Eintreib richtung durch Spreizung, entgegenwirken.

Es hat sich nun gezeigt, daß ein"noch sicherer Sitz des ' Ankerbolzens im Aufnahmewerkstoff dann gewährleistet ist, wenn das konische Teil im Bereich seines geringsten Durcn-" messers und/oder das sich daran gegebenenfalls anschliessende, im lies ent liehen zylindrische Teil mit einem im Vergleich zum Schaftdurchmesser geringeren Durchmesser, Rasten für die Segmente trägt. Diese Rasten können ζ,.Β. als umlaufende Rillen, ähnlich einem Schraubengewinde, sägezahnartig oder dergleichen ausgebildet sein; in jedem Fall ifirken sie einer Verschiebung der Segmente in Richtung auf das rückwärtige Ende zu, entgegen.

Weiter weist der Ankerbolzen in einer besonders bevorzugten ™ Ausführungsform an seinem noch zur Aufnahme in den Werkstoff bestimmten, unveränderten Schaftteil eine als Verdrehsicherung dienende, vorzugsweise achsparallele Profilierung auf. Es handelt sich also um jenes Schaftteil, das sich an die Bereiche verringerten Durchmessers nach hinten anschließt, und meist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Die Profilierung kann beispielsweise die Form von Rippen, Nasen, vorzugsweise aber die Form

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von nach vorn auslaufenden langgezogenen Flügeln aufweisen. Dieses Schaftteil kann im Schnitt senkrecht zur Längsachse "beispielsweise sternförmiges Profil aufweisen.

Es hat sich weiter als günstig erwiesen, wenn das rückwärtige Teil Yorspannkraft "bewirkende Elemente trägt. So kann an dem rückwärtigen Teil beispielsweise eine auf dem Aufnahmewerkstoff aufsitzende Ringschulter angeordnet sein, was insbesondere dann günstig ist, wenn das rückwärtige Teil zur Lastaufnähme, entsprechend einer weiter bevorzugten Ausführungsform, mit einem Innengewinde ausgestattet ist. Vorzugsweise ist aber das rückwärtige Ende mit einem Gewinde und einer darauf angeordneten Mutter, vorzugsweise Überwurfmutter oder Gewindehülse versehen, die zur Ausübung der Vorspannung, nach dem Einsetzen des Ankerbolzens, am Werkstoff zum Anschlag gebracht wird. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sind auf dem Schaft angeordnete elastische Organe, wie z.B. Tellerfedern.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines

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Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines in eine Bohrung in nur teilweise dargestelltem Mauerwerk oder derglei- · chen eingesetzten Ankerbolzens_s

Fig. 2 eine Längsschnittansicht des Ankerbolzens nach · Pig. -I, ·■■■■

Fig. 3 eine Querschnittansicht des Ankerbolzens entsprechend der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Ankerbolzens mit Rasten für die Spreizelemente,

Fig. 5 ein Schnitt des Ankerbolzens entsprechend der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 ein weiterer Ankerbolzen mit der Vorspannung dienen-™ den Tellerfedern,

Fig. 7 ein weiterer Ankerbolzen mit einer der Vorspannung dienenden Mutter,

Fig. 8 ein weiterer Ankerbolzen mit einer Gewindehülse.

Der erfindungsgemäße Ankerbolzen oder Maueranker Io weist einen in eine Bohrung in Mauerwerk oder dergleichen einsetzbaren Schaft 14 und ein Außenteil 2o auf, an welchem eine zu befestigende Last anbringbar ist.

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Der Ankerbolzen Io ist mit seinem Vorderteil 14 in eine in Beton, Mauerwerk oder dergleichen 13 gebildeten Bohrung 12 einsetzbar. An seinem vorderen Ende 15 hat das Vorderteil 14 einen auf den Solldurchmesser abgestimmten Durchmesser. Ferner weist das Vorderteil eine selbstverstärkende Veranderungseinrichtung auf. Diese umfaßt ein im wesentlichen zylindrisches Teilstück 17 mit verringertem Durchmesser, an welches sich ein zum Ende 15 hin aufwärts verlaufendes konisches Teil 16 mit zunehmendem Durchmesser anschließt. Das Teilstück 17 mit dem kleineren Durchmesser ist von wenigstens zwei Segmentstücken 18, 19 umgeben. Diese !können entsprechend der US-Patentschrift 3 277 77o ausgeführt sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind jedoch auch andere Einrichtungen zum Verankern des Bolzens in der Bohrung verwendbar.

Das rückwärtige äußere Teil 2o des Ankerbolzens Io ist z.B. mit Innengewinde versehen; daran kann eine Last befestigbar sein. Zwischen dem inneren und dem äußeren Teil Ik bzw. 2o weist der Ankerbolzen Io eine Ringschulter 22 auf. Ein sich zwischen der Ringschulter 22 und dem Teiläück 17 mit kleinerem Durchmesser-erstreckendes Schaftteil 11 hat eine in einem Winkel A im wesentlichen zylindrische, nur schwach konvergierende Außenfläche (Fig. 2). Zunächst der Ringschulter 22 hat das.t Schaftteil 11 somit einen etwas größeren Durchmesser als das Ende 15 jnit dem Solldurchmesser. An dem konvergierenden, also leicht, kegelförmigen Schaftteil 11 des Ankerbolzens

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Io sind parallel zueinander eine Anzahl von Profilen 23 gebildet. Die zwischen den Profilen 23 vorhandenen Einkerbungen verlaufen mit ihrem Boden 24 jeweils im wesentlichen parallel zur Längsachse des Ankerbolzens Io.

In einer praktischen Ausführung weist ein Ankerbolzen gemäß der Erfindung an seinem vorderen Ende 15 einen

^ Solldurchmesser von 9,525 mm auf. Unter Berücksichtigung der üblichen Herstellungstoleranzen läge der Durchmesser somit zwischen etwa 9,398 und 9,652 mm. Der Konvergenzwinkel A des Schaftteils 11 betrug zwischen 5o see und 1 , und das Schaftteil 11 hatte zunächst der Ringschulter 22 einen Solldurchmesser zwischen etwa Io,lo9 und lo,21o mm. Der Ankerbolzen war zum Einsetzen in Bohrungen bestimmt, welche mit einem Bohrer von 9,525 mm Solldurchmesser hergestellt waren. Die vorstehend angeführten Maße und Maßbereiche dienen lediglich der Darstellung einer praktischen Ausführung

" der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich auch andere Maße und Beziehungen anwendbar.

Der erfindungsgemäße Ankerbolzen findet in folgender .Weise Verwendung: Zunächst stellt der mit dem Anbringen Beschäftigte mittels eines Bohrers, dessen Solldurchmesser dem der einzusetzenden Ankerbolzen entspricht, Bohrungen in Mauerwerk oder dergleichen von einer wenigstens für die Aufnahme des Vorderteils 14 ausreichenden Tiefe her.

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Darauf werden die Ankerbolzen in die Bohrungen 12 eingetrieben. Nach, dem Eintreiben bis zur angemessenen Tiefe kann das vordere Ende 15 des Ankerbolzens ein gewisses Spiel in der Bohrung 12 haben, wie oben in Fig. 1 ersichtlich. Demgegenüber bewirkt der vergrößerte Durchmesser am äußeren Ende des Schaftes eine feste und sichere Anlage an der Wandung der Bohrung 12. In der dargestellten Ausfiihrungsform dienen die Profile 23 dazu, den Ankerbolzen 10 bei Einwirkung eines Drehmoments an seinem rückwärtigen äußeren Teil 20 gegen Verdrehen in der Bohrung 12 zu sichern. Beim Einsetzen des Ankerbolzens kommen die Segmentstücke 18 und 19 fest in Anlage oder Eingriff an der Wandung der Bohrung 12 und können somit sofort das Herausziehen des Ankerbolzens 10 durch eine am äußeren Teil 20 angreifende axiale Belastung verhindern.

Unbeschadet der Merkmale der Erfindung hinsichtlich Aufbau und Verwendung kann das von der Ringschulter 22 zum äußeren Ende verlaufende Teil des Ankerbolzens in anderer Form ausgebildet sein. Dabei kann die Schulter 22 ■ gegebenenfalls gänzlich in Wegfall kommen, beispielsweise wenn das äußere Teil 20 als Stehbolzen mit Außen-

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gewinde ausgebildet ist, wobei dann sein Durchmesser an der Stelle der sonst vorhandenen Schulter 22 etwas kleiner wäre als der des Vorderteils 11 an dieser Stelle und mehr im Bereich des für das vordere Ende 15 vorgesehenen Solldurchmessers läge. Die Vorspannung kann jdann gegebenenfalls durch eine überwurfmutter bewirkt werden. Der Ankerbolzen weist also ein in ein Bohrloch einführbares vorderes Schaftteil (11) auf, welches einen Bereich (17) enthält, der gegenüber dem übrigen Schaftteil einen reduzierten Durchmesser sowie eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist. Dieser zylindrische Bereich (17) von reduziertem Durchmesser ist in unverankertem Zustand des Ankerbolzens von Segmenten (18,19) umgeben. Der unverankerte Zustand des Bolzens ist aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich. Um eine Verankerung des Bolzens im Bohrloch zu erwirken, wird dieser entge™ " gen seiner Einführrichtung um einen gewissen Betrag aus dem Bohrloch herausgezogen, wobei die beiden Segmente (18,19) ihre Lage gegenüber dem Bohrloch nicht verändern, da sich diese aufgrund der daran enthaltenen Nasen im Werkstoff festhaken. Somit wird der sich konisch erweiternde Bereich (16) des Schaftes zwischen die Segmente (18,19) geschoben, so daß diese gegen

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die Bohrlochwandung getrieben werden und sich im Auf nähme werkst off festhaken und somit die .Verankerung des Bolzens bewirken.

Wird nun aber dieser Bolzen anstelle der für die Verankerung erforderlichen Zugspannung nachfolgend auf Druck beansprucht, wird der Schaft 11 wieder in das Bohrloch hineingeschoben, was bewirkt, daß der sich konisch erweiternde Bereich (16) des vorderen Schaftteils (11) von den sich in der Bohrlochwandung festgehakten Segmenten (18,19) weggeschoben wird, so daß diese wiederum in den zylindrischen mit einem reduzierten Durchmesser versehenen Bereich (17) zu liegen kommen und somit nicht mehr gegen die Bohrlochwandung gepresst- sind und dadurch die Verankerung des Bolzens unterbrechen.

Tritt bei einem derartigen Bolzen eine Wechselbelastung, d.h. eine sich stetig ändernde Belastung in Zug- und Druckrichtung auf, treten in wechselnder Folge die oben erläuterten Vorgänge auf. Dadurch werden die Segmente (18,19) dauernd gegen die Bohrlochwandung hingepresst und wieder von dieser gelöst, was zur Folge hat_;, daß nach einer gewissen Zeit das' Bohrloch vollständig

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ausgerieben wird und somit der Bolzen in seiner Verankerung nachläßt.

Dieser sich bei wechsdnden Belastungen auswirkende Nachteil kann bei dem erfindungsgemaßen Bolzen wie aus den Fig. 4 bis 8 ersichtlich sind, behoben werden.

% Die Pig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit der sich die oben geschilderten Nachteile vermeiden lassen, wobei Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4 darstellt.

Der in den Figuren 4 und 5 dargestellte Verankerungsbolzen unterscheidet sich gegenüber dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen dadurch, daß auf dem einen gegenüber dem übrigen Schaftteil reduzierten Durchmesser aufweisenden zylindrischen Bereich eine Sägeverzahnung (4l) aufgebracht ist. Auch dieser Bolzen wird durch ein Belasten in Zugrichtung verankert, d.h. daß auch hier der sich konisch erweiternde Bereich des Schaftes zwischen die Segmente (18, 19) geschoben wird und diese gegen die Bohrlochwandung hinpresst. Da die Sägeverzahnung gegen das vordere Bolzenende hin

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gerichtet ist, können die Segmente (18,19) beim Nachaußenziehen des Bolzens relativ leicht über die einzelnen Planken gleiten, haken sich jedoch bei einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung in der Sägeverzahnung (41) fest. Dadurch kann ein Wandern des Bolzens relativ zu den Segmenten (18,19) verhindert werden, was bewirkt, daß die Segmente (18,19) in jedem Falle in gegen die Bohrlochwandung hingepresstem Zustand verbleiben und somit eine dauernde Verankerung des Bolzens bewirken. Somit wird erreicht, daß ein mit einer derartigen Sägeverzahnung (41) versehener Bolzen gegen wechselnde Belastung unanfällig bleibt. Fig. 4 zeigt den Bolzen in verankertem Zustand.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der rückwärtige Schaftbereich von Tellerfedern (61) umgeben ist. Durch das Zwischenschalten derartiger Tellerfedern (6l) steht der Bolzen dauernd unter einer gewissen Zugbeanspruchung, was bewirkt, daß die Segmente (18,19) sich dauernd im Bereich des sich konisch erweiternden Teiles des Schaftes befinden und somit gegen die Bohrlochwandung hingepresst sind. Damit die Segmente (18,19)

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dauernd in der in Fig. 6 dargestellten verankerten Stellung verbleiben, ist es erforderlich, daß die durch die Tellerfedern (61) aufgebrachte Zugspannung größer als die bei wechselnder Belastung auftretende Druckspannung ist.

™ Fig. 7 zeigt einen Verankerungsbolzen, welcher gegen-?

über dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen zusätzlich auf seinem hinteren Schaftbereich ein Gewinde (71) aufweist. Vor dem Einführen in das Bohrloch wird dieser Bolzen mit einer dem Gewinde (71) entsprechenden Mutter (72) versehen. Um die Verankerung dieses Bolzens zu erwirken, wird die Mutter (72) festgezogen, sodaß der Bolzen um einen gewissen Betrag aus dem Bohrloch herausgezogen wird und somit eine fest fixierte Lage erhält. Ein auf diese Weise verankerter

Bolzen hat den Vorteil, daß er sowohl gegen Zugais auch gegen Druckbelastung unempfindlich ist. Die Fig. 7 zeigt diesen Bolzen in verankerter Stellung.

Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Schaffung einer Verankerung mit einem Innengewinde. Bei dieser Ausführungsform wird ein Verankerungsbolzen verwendet,

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welcher keinen erweiterten rückwärtigen Schaftteil
trägt, sondern lediglich, mit einem Außengewinde (81)
versehen ist. Auf das Außengewinde wird eine Gewindehülse (82) aufgeschraubt, welche einerseits die Funktion der Terankerung erfüllt und andererseits das
gemäß der Erfindung erwünschte Innengewinde darstellt.

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Claims (7)

216A666 Patentansprüche :

1. Ankerbolzen mit im wesentlichen zylindrischem Schaft, dessen zur Aufnahme im Werkstoff bestimmtes Vorderteil zum Teil auf ein im wesentlichen zylindrisches Teil geringeren Durchmessers abgesetzt, sich kegelförmig dem vorderen Bolzenende zu bis auf den Schaftdurchmesser wieder erweitert, wobei auf dem abgesetzten

ψ Vorderteil spreizbare Segmente angeordnet sind und das rückwärtige Teil zur Lastaufnahme ausgebildet ist, vorzugsweise ein Gewinde trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Teil geringeren Durchmessers Rasten für die Segmente trägt.

2. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der noch zur Aufnahme in den Werkstoff bestimmte Schaftbereich im wesentlichen unveränderten Durchmessers

k eine als Verdrehsicherung dienende achsparallel gerichtete Profilierung aufweist.

3· Ankerbolzen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lastaufnahme ein Innengewinde vorgesehen ist.

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4. Ankerbolzen nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Teil Vorspannkraft bewirkende Elemente trägt.

5. Ankerbolzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Teil ein oder mehrere Tellerfedern angeordnet sind.

6. Ankerbolzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Außengewinde versehene rückwärtige Teil eine Überwurfmutter trägt.

7. Ankerbolzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwurfmutter als Gewindehülse ausgebildet ist.

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