DE2316163A1

DE2316163A1 - Ankerschraube

Info

Publication number: DE2316163A1
Application number: DE19732316163
Authority: DE
Inventors: Lawrence Henry Galloway; George Roland Ziegler
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1972-04-03
Filing date: 1973-03-31
Publication date: 1973-10-11
Also published as: CA968594A; JPS5116576B2; JPS497645A; IT982692B; FR2179428A5

Description

ZUSTEI₁I₁UNGSANSCHRIfT: HAHfBURG 30 · NEUER ΛνΑΙ,Ι, 41

8501 West Higgins Road tel.sasosse

Chicago, Illinois 60631/USA ^TEtEOn· ^NE«^E»^A^^E** München

Hamburg, 30. März 1973

Ankerschraube

Die Erfindung betrifft eine neue, keilartige Ankerschraube, die in einem Sackloch fest verankert werden kann.

Ss sind Ankerschrauben bekannt, die einen Keil verwenden, ■ der in einer !Tut oder einer Ausnehmung des Schraubenschaftes angeordnet ist. Diese Nuten können eine geneigte Lagerfläche aufweisen, an der ein Keil anliegt, so daß der Keil, wenn der Schraubenschaft aus einem Loch herausgezogen wird, nach außen gedruckt wird und sich mit der Wandung des Loches ver« keilt, so daß ein vollständiges Herausziehen des Schaftes ausgeschlossen wird. Die wichtigen, zu beachtenden Merkmale bei der Wahl derartiger Ankerschrauben sind einmal im leich« ten Zusammenbau und dem Versand und andererseits in der

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Verankerungsfestigkeit der Ankerschraube zu sehen.

Bekannte Ankerschrauben dieser Art sind beispielsweise in den US Patentschriften 3 277 770 und 3 448 651 beschrieben. Beide Patentschriften Tpefassen sich mit einem zylindrischen Keil, der einen Abschnitt reduzierten Durchmessers des Schaftes vollständig umgibt. Die US Patentschrift 3 277 770 verwendet einen federnden Streifen, um zwei Keile zusammenzuhalten, die vorher auf dem Schaft angebracht sind. Es ist somit eine mehr= stuckige Baugruppe geschaffen, die zahlreiche Zusammenbau= Probleme aufweist. Hinzu kommt, daß der bei dieser Einheit ver= wendete federnde Streifen brechen kann, was zu einer ungleich==. mäßigen Aufweitung der Keile führt. Die US Patentschrift 3 448 651 verwendet eine Schraube, die eine parabelförmige Lagerflache aufweist, die verhältnismäßig kostspielig in der Herstellung ist. Hinzu kommt, daß bei dieser Ausführung die Keile eine sich um den Umfang der parabelförmigen Fläche er= streckende, punktförmige Anlage haben. Eine derartige Punkt= anlage ergibt keine zufriedenstellende Ausreißfestigkeit.

Andere bekannte Keile verwendende Ankerschrauben verwenden eine Anzahl komplizierter zusammenwirkender Elemente, die außer= ordentlich teuer in der Herstellung und im Zusammenbau sind. Somit bestehen die Mangel der bekannten Ankerschrauben im wesentlichen in der UnmSglickeit, ©ine verhältnismäßig billige Ankerschraube zu schaffen, die in fertig zusammengebautem Zu= stand gehandhabt werden kann und die in der Lage ist, verhält= nismaßig große Kräfte aufzunehmen, &i<§ die Schraub© aus einem zugeordneten Loch herauszuziehen suchen«

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Es ist ein Zweck der Erfindung, eine Ankerschraube zu schaffen, die eine wesentlich größere Haltekraft hat. Ein anderer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Ankerschraube mit einem Keil, der leicht vorher eingebaut werden kann und am Schaft gehalten ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Ankerschraube, die eine verhältnismäßig große Fläche an der Ankerschraube zur Verkeilung mit einem zugeordneten Loch aufweist. Noch ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Ankersehraube, bei der der aufweitbare Teil an der Schraube ohne Verwendung zusätzlicher Elemente gehalten ist.

Obige und weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung weist eine Ankerschraubenbaueinheit auf, die nahe einem Ende des Schaftes eine sich in Längsrichtung erstreckende, geneigte Ausnehmung, die mit einem gleitend und in aufweitbarer Beziehung dazu auf»= genommenen Keil zusammenwirkt und eine Einschnappausnehmung aufweist, die mit am Keil vorgesehenen, den Schaft innerhalb der Einschnappausnehmung wenigstens teilweise umgreifenden Armen zusammenwirkt, wobei der Keil entlang dem Schaft gleiten kann, um ihn in Klemmeingriff mit einem zugeordneten Loch zu drücken, wenn auf den Schaft eine aus dem Loch gerichtete Kraft ausgeübt wird. Der Keil kann ein gehärtetes Stanzteil sein, das im wesentlichen eine bogenförmige Außenfläche ent= sprechend der Außenfläche des zylindrischen Schraubenschaftes hat.

Mehrere Ausführungsbeispiele sollen nachfolgend in Verbindung

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mit den "beigefügten Zeichnungen "beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer zuvor zusammengebauten Ankerschraube 5

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Ankerschraube 5

Fig. 3 eine Seitenansicht des bei der Ankerschrauben= baueinheit verwendeten Keiles;

Fig. 4- eine Endansicht des in Fig. 3 gezeigten Keiles;

Fig. 5 eine Vorderansicht der Ankerschraube ähnlich der Fig. 2, jedoch ohne Anbringung des Keiles 5

Fig. 6 eine Seitenansicht der Ankerschraubenbaueinheit "

nachdem sie in ein zugeordnetes Loch eingesetzt ist;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Ankerschraube;

Fig. 8 eine Vorderansicht der in Fig. 7 gezeigten Ankerschraube;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Keiles, der bei der An=

kersehraubenbaueinheit nach Fig. 7 verwendet ist;

Fig. 10 eine Endansicht des in Fig. 9 gezeigten Keiles;

Fig. 11 eine Seitenansicht der Ankerschraubenbaueinheit nach Fig. 7, nachdem sie in ein zugeordnetes Loch eingeführt ist;

Fig. 12 eine Vorderansicht einer abgeänderten Ausführungs=

form der Ankerschraubenbaueinheit;

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Fig. 13 eine Teilseitenansicht einer weiterhin abge= änderten Ausführungsform der Ankerschrauben= baueinheit.

Bs wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen. In Fig. 1 ist eine Ankerschraubenbaueinheit 10 gezeigt, die einen zylin= drischen Schaft 12 mit einem Gewindeabschnitt 14 so_wie einen Aufweitabschnitt 16 am gegenüberliegenden Ende des Gewinde= abschnitts 14 aufweist. Der Aufweitabschnitt weist eine Aus= nehmung 18 auf, die nach oben von einer Stelle nahe dem Ende des Schaftes einwärts geneigt ist. Die Ausnehmung 18 hat eine im wesentlichen plane Lagerfläche, die gleitend mit den Kanten 26 eines Keiles 20 zusammenwirkt, wie in Fig. 1 gezeigt, wirken die Kanten 26 des Keiles 20 mit der geneigten Lager= fläche 18 so zusammen, daß sich der Keil radial auswärts vom Schaft aufweiten kann, wobei die Außenflächen des Keiles und des Schaftes in paralleler Beziehung zueinander bleiben.

Der Keil 20 wird in vorteilhafter Weise durch Arme 28 am Schaft 12 befestigt, die sich von den Kanten 26 erstrecken und im wesentlichen mit der bogenförmigen Außenfläche des Keiles übereinstimmen. Die Bogenform dieser Arme ist am besten aus Fig. 4 ersichtlich.

Die Arme 28 sind in einer ringförmigen Ausnehmung 24 aufge« nommen, die die geneigte Ausnehmung 18 schneidet. Diese ring* förmige Ausnehmung 24 gestattet dem Keil, sich in Längsrichtung des Schaftes zu verschieben, wobei er trotzdem mit dem Schaft verbunden bleibt.

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Es wurde als vorteilhaft befunden, den Keil einer üblichen Wärmebehandlung zu unterwerfen und ihn zu härten und mit einer Federeigenschaft zu versehen. Bs kann auch vorteilhaft · sein, den Keil aus vorgehärtetem Stahl oder anderem Stahl, der Federeigenschaftet.-aufweist, herzustellen. Auf diese Weise können die Arme 28 ohne weiteres in die ringförmige Ausneh= mung 24 einschnappen, um eine leichte Handhabung der Anker= schraube und eine wirksame Arbeitsweise zu gewährleisten. Es wurde weiterhin als vorteilhaft befunden, die geneigte Aus= nehmung 18 in einem Winkel zur Längsachse des Schaftes, der im allgemeinen kleiner als 15 ist, auszubilden.

Die Arme 28 erstrecken sich um mehr als 180° um den Schaft, um sicherzustellen, daß "der Keil mit dem Schaft verbunden bleibt.

Zur Verwendung wird der Keil mit dem Schaft in die zuvor be= schriebene Schnappverbindung gebracht, wie dies in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Die Ankerschraubenbaueinheit 10 kann dann in ein vorher gebohrtes Loch 35 eines geeigneten Werkstücks, z.B. Beton, eingeführt werden. Mit der Schraube kann auch ein zweites Werkstück 32 befestigt werden, z.B. eine Platte od. dgl., die an dem Beton angebracht werden soll. Wenn die Ankerschraube in ein zugeordnetes Loch eingeführt wird, kann der Keil anfänglich die Innenfläche des Loches mit einem sich radial erstreckenden Vorsprung, z_eB. eine Spitze 38, berühren. Hierdurch entsteht ein Eeibungssdiüuß des aufweitbaren Abschnitts und gestattet dem Keil, aufwärts zu der am oberen Abschnitt der geneigten Ausnehmung gebildeten Schulter 22 hin zu gleiten. Diese Bereitschaftsstellung ist in Fig. 6 gezeigt. Wenn

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die Schraube beispielsweise durch eine Mutter 34 leicht zu= rückgezogen wird, neigt der Keil dazu, in seiner relativen Stellung im Loch zu verbleiben, während sich der Schaft auf= wärts bewegt. Diese relative Längsbewegung des Schaftes gegen= über dem Keil bewirkt, daß sich die Schraube und der Abschnitt .16 infolge des Gleiteingriffs der Kanten 26 mit der geneigten Fläche 18 radial aufweiten. Der Aufweiteabschnitt 16 bildet schließlich einen festen Reibungssitz zwischen der Wand des Loches und der Lagerfläche des Schaftes und des bogenförmigen Keiles, wenn die fläche des Keiles 20 und die Lagerfläche 36 des Schaftes in innige Berührung mit der Fläche des Loches 35 gedrückt werden.

Die Vorsehung eines Keiles mit einer bogenförmigen Außenfläche ermöglicht somit der Ankerschraube 10 eine große Umfangsflache für den Reibungseingriff mit dem Loch zu bieten, wenn der Keil in Längsrichtung zur Ankerschraube bewegt wird. Diese große Reibungseingriffsfläche bewirkt somit, daß die Ausreiß= festigkeit der Ankerschraubenbaueinheit gegenüber den bekannten Ankerschrauben stark vergrößert wird.

'ils wird nunmehr auf die Figuren 7 bis 13 Bezug genommen, in denen eine abgeänderte Ausführungsform der Ankerschraubenbau= einheit gezeigt ist. Die Ankerschraubenbaueinheit 110 weist einen zylindrischen Schaft 112 mit einem Gewindeabschnitt auf. Der unterste Abschnitt des Schaftes 112 weist einen Auf= weitabschnitt auf, der ähnlich dem der Ausführungsform nach den Figuren 1-6 ausgebildet ist. Der Keil 120 ist jedoch mit

Armen 128 versehen, die eine abbrechbare Verbindung 130 mit dem Körper des Keiles haben, der eine verkleinerte

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Querschnittsfläche hat.

Eine in den Figuren 7» 8, 11 und 13 gezeigte ringförmige Ausnehmung 124 hat ein verhältnismäßig kurzes axiales Maß, das im wesentlichen der Breite der Arme 128 entspricht. Die Kanten der Arme liegen somit an den Schultern der Ausnehmung 124 an und schließen eine freie Aufwärtsbewegung des Keiles in der geneigten Ausnehmung aus.

Die Wirkungsweise dieser■Ankerschraubenbaueinheit 110 ist ähnlich der der Ankerschraubenbaueinheit 1Q. Die Ankerschrau= benbaueinheit 110 wird in ein Loch des 7/erkstücks eingetrieben, wobei der Keil relativ zur Schraube aufwärts bewegt wird. Diese anfängliche Relativbewegung des Keiles wird zunächst aufgehalten, wird jedoch schließlich infolge des Abbrechens der Arme freigegeben, so daß sich der Keil 120 in ähnlicher Weise wie in I?ig. 6 frei bewegen kann.

Das verhältnismäßig kleine axiale Maß der Ausnehmung 124 ge= stattet die Schaffung einer maximalen Berührungsfläche zwischen dem Aufweit ab schnitt der Schraube und der Lochwandung. Diese große Berührungsfläche zwischen der Lochwandung und der Schraube in Verbindung mit der Keilwirkung erzeugt einen gleichmäßig großen Widerstand gegen das Herausreißen der Schraube aus dem .Loch.

Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Pig. 13 gezeigt, bei der die ringförmige Ausnehmung ein begrenztes Umfangsmaß aufweist, das gerade groß genug ist, um die Arme des Keiles aufzunehmen und zu halten. Auf diese

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Weise weist der Schaftabschnitt, der der geneigten Ausnehmung gegenüberliegt, eine durchlaufende Fläche auf, so daß eine maximale Fläche für den Reibungseingriff mit .der Lochwandung geschaffen wird, wenn der Schaft mit dem Loch verkeilt wird.

In Pig. 12 ist eine abgeänderte Ankerschraubenbaueinheit 110a gezeigt, die verwendet werden kann, um einen wirksamen, vor= herigen Zusammenbau eines Keiles mit einem Schaft zu gestatten. Bei dieser Ausführungsform ist die ringförmige Ausnehmung durch einen Abschnitt reduzierten Durchmessers des Schaftes 112a ersetzt, der sich am Ende des Aufweitabschnitts der Schraube befindet. Der Keil kann am untersten Ende abbrechbare Arme aufweisen. In ähnlicher Weise, wie es in den Figuren 1 bis 11 und 13 gezeigt ist, kann der Keil auf den Abschnitt reduzierten Durchmessers geschnappt werden, um eine vorher zusammengebaute Einheit für den Versand und die Lagerung zu bilden. Der Keil 12Ca wird infolge der Federeigenschaften der Arme an einer leichten Loslösung vom Schaft und Abfallen gehindert, da der Keil sich auswärts zu bewegen sucht, wenn er abwärts bewegt wird. Dieser Auswärts- und Abwärtsbewegung wirken die federnden Arme entgegen.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist eine einfache, haltbare Ankerschraubenkonstruktion vorgesehen, die zwei Teile umfaßt, die leicht vorher für den "Versand und die Lagerung zusammengebaut werden können. Die Vorsehung eines Keiles mit einer komplementär geneigten Lagerfläche des Schaftes ermöglicht die Vorsehung einer maximalen Berührungsfläche zwischen dem Aufweitabschnitt der Schraube und der zugeordneten Lochwandung, so daß der Widerstand gegen Herausreißen der

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Ankerschraube stark erhöht wird. Die Verwendung federnder Arme in Verbindung mit einer komplementären Ausnehmung im Schaft erleichtert die Handhabung. ■ -

Während die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausfüh= rungsformen beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sein soll. Die Erfindung soll alle Abänderungen und Äquivalente umfassen, die im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt. -.---"-

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Claims

Patentansprüche

1.) Ankerschraube, dadurch gekennzeichnet, daß nahe einem Ende des Schaftes (12;112) eine sich in Längsrichtung erstreckende geneigte Ausnehmung (18;118), die mit einem gleitend und in aufweitbarer Beziehung dazu aufgenommenen Keil (20;12C,120a) zusammenwirkt und eine Einschnappausnehmung (24i"124,124a) aufweist, die mit am Keil vorgesehenen, den Schaft innerhalb der Einschnappausnehmung wenigstens teilweise umgreifenden Armen (28;128,128a) zusammenwirkt, wobei der Keil entlang dem Schaft gleiten kann, um ihn in Klemmeingriff mit einem zugeordneten Loch (35) zu drücken, wenn auf den Schaft eine aus dem Loch gerichtete Kraft ausgeübt wird.

2.) Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnappausnehmung (24) in Axialrichtung des Schaftes (12) größer bemessen ist als die Breite der Arme (28;128), so daß sich der Keil (20) und der Schaft relativ zueinander in Axialrichtung des Schaftes bewegen können.

3.) Ankerschraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn« zeichnet, daß der Keil (20;120) ein einteiliges, im allgemeinen dünnwandiges Teil mit einer bogenförmigen Außenfläche ist, das Jj'eder ei genschaften aufwexst.

4.) Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (20; 120) sich von einem oberen Fuß ab schnitt zu einem eate unteren Spitzenabschnitt verjüngt und einen von der Außenfläche radial auswärts gerichteten Vor«= sprung (38;138) aufweist.

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ft

5·) Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1-4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschanppausnehmung (245124) sich in Umfangsrichtung um den Schaft (12;112) erstreckt und Schul= tern aufweist, die mit den Armen (28; 128) zusammenwirken und eine Trennung des Keils (20; 120) vom Schaft verhindern.

6.) Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1-5 > dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (28;128) sich von beiden Seiten des Keils (20; 120) erstrecken und Keil und Arme eine im wesent= liehen mit der Zylinderfläche des Schaftes (12;112) überein= stimmende bogenförmige Außenfläche aufweisen, die um mehr als 180° um die Achse des Schaftes sich erstreckt, um ein seitliches Lösen des Keils vom Schaft zu verhindern.

7.) Ankerschraube nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Ausnehmung (18; 118) mit der Längsachse einen Winkel einschließt, der kleiner als 15° ist.

8.) Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' die Einschnappausnehmung (124) eine Ringnut ist, deren Breite im wesentlichen der der Arme (128) entspricht, und daß die Arme einen abbrechbaren Abschnitt (130) aufweisen, so daß der Keil (120) anfänglich an einer Relativbewegung zum Schaft (112) gehindert ist, jedoch nachfolgend für eine relative Längsbewegung freigegeben wird, wenn die Ankerschraube in ein zugeordnetes Loch eingeführt ist.

9.) Ankerschraube nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekenn= zeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckende

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Ausnehmung (18?118) eine Schulter (22;122) aufweist, und

daß der Keil (20;120) mit Abstand zu der Schulter in der Ein= schanppausnehmung angeordnet ist.

10.) Ankerschraube nach Anspruch 1, 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (128) nahe den Längskanten des Keiles (120) Einkerbungen (130) aufweisen, die das Abbrechen der Arme (128) vom Keil erleichtern, wenn die Ankerschraube in ein zugeordnetes Loch eingeführt ist.

11.) Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfangsmaß der Einschnappausnehmung (124a) im wesent= liehen der Länge der Arme (128a) entspricht, so daß die Be= rührungsfläche zwischen dem Schaft (112a) und der Wandung des zugeordneten Loches vergrößert wird.

12.) Ankerschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eins chnappausnehmung (124a) ein im Durchmesser ver= kleinerter Abschnitt am einen Ende des Schaftes (112a) ist.

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