DE2456763A1

DE2456763A1 - FASTENING BOLTS FOR CONCRETE

Info

Publication number: DE2456763A1
Application number: DE19742456763
Authority: DE
Inventors: Friedrich Karl Knohl
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-11-30
Publication date: 1975-07-10
Also published as: FR2256342B1; IT1027643B; GB1474046A; CA1005264A; FR2256342A1; SE7416233L; US3877340A; AU7566274A

Description

Fixing bolts for concrete

Halter, die in Beton eingetrieben wurden, um Halterungen daran zu befestigen, haben normalerweise einen runden Querschnitt mit einer ballistischen oder Nagelspitze und waren normalerweise relativ lang. Solche Halter wurden normalerweise mit großer Geschwindigkeit mittels eines mit Energie betriebenen Werkzeuges eingetrieben.Brackets driven into concrete to have brackets on them to fasten, usually have a round cross-section with a ballistic or nail tip and were usually relatively long. Such holders have typically been driven at high speed by means of a powered one Driven tool.

Hohe Energiequellen und relativ große Längen der Halter hat man bisher aufgrund der strukturellen Gegebenheit des Betons für notwendig gehalten. Ein konventioneller Haltebolzen, wie er oben beschrieben wird, bewirkt normalerweise einen Splitterbereich von beträchtlicher Tiefe in dem Beton, weil der Aufprall solch eines Halters Spannungswellen verursacht, die sich durch den Beton bewegen und die dazu neigen, den Beton um den Halter herum zusammenzupressen und zu reißen. Dieser Bruch oder Splitterbereich verhindert praktisch jede Haltekraft in den oberen Schichten des Betons. Daher war solch ein.Halter so gestaltet,Up to now, high energy sources and relatively long holder lengths have been used due to the structural features of the concrete deemed necessary. A conventional retaining bolt as described above normally creates a splinter area of considerable depth in the concrete because of the impact such a holder causes stress waves which move through the concrete and which tend to wrap the concrete around the holder clenching and tearing around. This break or splinter area prevents practically any holding force in the upper ones Layers of concrete. Therefore, such a holder was designed

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daß er eine Länge hatte, die groß genug war/ in eine Tiefe unter den Bruch oder Splitterbereich vorzudringen, um dem Beton zu erlauben, um den Schaft zusammengedrückt zu werden und Haltekraft zu schaffen. Gemäß dem Stand der Technik wurde ein Bolzenhalter so geformt, daß seine Länge etwa achtmal seinen Durchmesser ausmachte, um in die Zone unterhalb des Splitterbereiches vorzudringen, wo der Schaft mechanisch durch den Druck des Betons auf den Schaft zurückgehalten wird. Natürlich erfordert solch eine Durchdringung relativ hohe Eintreibenergie und somit die begleitenden Nachteile des Benutzens solch hoher Energiequellen. Weiterhin werden solche Haltebolzen oft zur Durchdringung einer Haltevorrichtung, ζ.B. aus Stahl, benutzt, so daß der Halter ein weiteren Belastung ausgesetzt wird. Es ist weiterhin zu be-that it had a length large enough / to a depth to penetrate under the fracture or splinter area to allow the concrete to compress around the stem and to create holding power. According to the prior art, a stud chuck has been shaped so that its length is approximately eight times its diameter to penetrate into the zone below the splinter area where the shaft mechanically held back by the pressure of the concrete on the shaft. Of course, such penetration requires relatively high driving energy and thus the accompanying disadvantages of using such high energy sources. Farther such retaining bolts are often used to penetrate a retaining device, ζ.B. made of steel, used so that the holder is a is exposed to further stress. It is still to be

die achten, daß bei gewissen fertiggestellten Betonanlagen/oberste Zone des Betons relativ frei von Zuschlagstoffen ist, daß aber die tiefere Zone des Betons natürlich nicht frei von jenen Zuschlagstoffen ist. Das Vorhandensein solch eines Zuschlagstoffes in dem Beton und der Bereich des Stoffes hindert die Eindring- und Haltekapazität des Bolzenhalters.who pay attention that with certain completed concrete plants / top Zone of the concrete is relatively free of aggregates, but of course the deeper zone of the concrete is not free of aggregates those aggregates is. The presence of such an aggregate in the concrete and the area of the fabric hinders the penetration and holding capacity of the stud chuck.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halter zu schaffen, der mit relativ kleiner Geschwindigkeit und relativ kleiner Energiestufe in den Beton eingetrieben werden kann.Accordingly, it is an object of the present invention to To create a holder that penetrates the concrete at a relatively low speed and a relatively low energy level can be driven.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Halter zu schaffen, der in der Lage ist, in eine begrenzte Tiefe ein-Another object of the invention is to provide a holder create that is able to enter into a limited depth

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zudringen und in einer begrenzten Tiefe des Betons zu halten, ohne eine wesentliche Splitterung des Betons zu verursachen.to penetrate and to hold in a limited depth of the concrete without any significant chipping of the concrete cause.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Halter zu schaffen, der so geformt ist, daß er durch eine Haltevorrichtung, z.B. aus Stahl, getrieben werden kann und der ebensogut in der Lage ist, kurze Betontiefen zu durchdringen und dort zu halten. Die obengenannten Aufgaben werden mittels der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Bolzenhalter einen vergrößerten Treibkopf enthält und daß der Schaftbereich aus einer Vielzahl von sich längserstreckenden Schneidekanten, die in einer scharfen Eindringspitze enden, geformt ist. Der Schaft enthält einen gewölbten Eintrittsbereich und einennormalerweise geraden Ablaufbereich. Der Ablaufbereich und der Eintrittsbereich sind vorzugsweise gleich, um die Eindring- und Haltefähigkeit in schmalen Tiefen zu erhöhen. Ein weiterer Gesichtspunkt dieser Erfindung ist die Aufnahme dieser Merkmale in einem kleinen Halter, der dennoch gute Halteeigenschaften hat, wobei die benötigte Eintreibenergie und Geschwindigkeit zum Durchdringen und Halten auf ein Minimum reduziert wurden.It is another object of the invention to provide a holder to create, which is shaped so that it can be held by a holding device, e.g. made of steel, can be driven and which is just as well able to penetrate short concrete depths and keep there. The above-mentioned objects are achieved by means of the present invention, that the stud chuck contains an enlarged drive head and that the shank area consists of a plurality of them longitudinal cutting edges that are in a sharp Penetration tip ends, is shaped. The shaft includes an arched entry area and a normally straight one Drainage area. The drainage area and the entry area are preferably the same to increase penetration and holding ability at narrow depths. Another point of view this invention is the inclusion of these features in a small holder that still has good holding properties, with the required driving energy and speed for penetration and holding have been reduced to a minimum.

Im folgenden soll die Erfindung zum besseren Verständnis durch Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:In the following the invention is intended for a better understanding are explained in more detail by drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bolzenhalters gemäß Erfindung;Fig. 1 is a perspective view of a stud holder according to the invention;

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Fig. 2 die perspektivische Ansicht einer Vielzahl von Haltebolzen, wie sie bei der Befestigung eines U-Profils auf Beton verwendet werden;Fig. 2 is a perspective view of a plurality of retaining bolts as they are used in the attachment of a U-profile can be used on concrete;

Fig. 3 die Frontansicht eines Haltebolzens; Fig. 4 die Seitenansicht eines Haltebolzens;3 shows the front view of a retaining bolt; 4 shows the side view of a retaining bolt;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3; undFigure 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in Figure 3; and

Fig. 6 eine Teilansicht eines in den Beton eingetriebenen Haltebolzens.6 shows a partial view of a retaining bolt driven into the concrete.

Entsprechend den Zeichnungen ist der Haltebolzen mit der Nummer 10 versehen. Der Haltebolzen 10 enthält einen vergrößerten Treibkopf 12 und einen langgestreckten Schaft 14, der eine im wesentlichen scharfe Eindringspitze 20 aufweist. Der Schaft 14 enthält unmittelbar unter dem Kopf einen relativ gerade verlaufenden Ablaufbereich 24, der mit einem gewölbten Eindringbereich 22 zusammenläuft, der sich vom geraden Bereich bis zur Spitze 20 erstreckt.According to the drawings, the retaining bolt is numbered 10. The retaining bolt 10 includes an enlarged Driving head 12 and an elongated shaft 14 having a substantially sharp penetration point 20. The shaft 14 includes one immediately below the head relatively straight drainage area 24 which converges with an arched penetration area 22, the extends from the straight area to the tip 20.

Wie aus den Figuren 3, 4 und 5 zu ersehen ist, kann der Halter 10 so geformt sein, daß der Schaft grundsätzlich einen rechteckigen Aufbau mit zwei Paaren sich gegenüberliegender Seitenoberflächen 16 und 18 aufweist. Die Breite der Seite 16 ist etwas größer als die Beite der Seite 18.As can be seen from Figures 3, 4 and 5, the holder 10 can be shaped so that the shaft is basically has a rectangular configuration with two pairs of opposing side surfaces 16 and 18. The width of page 16 is slightly larger than the width of page 18.

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Die Breite der Seite 18 ergibt die Dicke des Halters, die von der oberen Fläche 28 des" Treibkopfes 12 bis zum Übergang des Ablaufbereiches 24 zum Eindririgbereich 22 im wesentlichen gleich ist. Der Kopf 12 enthält grundsätzlich ein Paar sich quer zur Schaftachse erstreckender Ohren, die die gleiche Breite wie die Seite 18 aufweisen.The width of the side 18 gives the thickness of the holder, the from the upper surface 28 of the "driving head 12" to the transition of the drainage area 24 to the single screw area 22 essentially is equal to. The head 12 basically includes a pair of ears extending transversely to the shaft axis, which the have the same width as the side 18.

Die Aufmerksamkeit soll nun auf die sich längserstreckenden Schneidekanten 30 gezogen werden, die durch die sich schneidenden Paare der Seitenoberflächen 16 und 18 gebildet werden. In der erfindungsgemäßen Ausführung dienen diese Kanten 30The attention should now be drawn to the longitudinal ones Cutting edges 30 formed by the intersecting pairs of side surfaces 16 and 18 are drawn. In the embodiment according to the invention, these edges 30 are used

dazu,to,

zusammen mit der scharfen Eindringspitze 20 den Beton schneidend zu durchdringen und. die Aufprallerschütterung, diecutting the concrete together with the sharp penetration point 20 to penetrate and. the impact vibration that

inin

dazu neigen würde,/der obersten Zone des Betons einen Splitterbereich zu schaffen, auf ein Minimum zu beschränken. Es ist weiterhin festzustellen, daß der Eindringbereich 22 einen fortschreitenden Keileffekt beim Eindringen in den Beton verursacht, und daß er sich über etwa die Hälfte des Schaftes erstreckt. Der Eindringbereich 22 wird durch gekrümmte Oberflächen geformt, die direkt hinter der Eindringspitze 20 nach außen gewölbte Oberflächen bilden.would tend to / the topmost zone of the concrete a splinter area to create to a minimum. It is further note that the penetration area 22 has a progressive wedge effect as it penetrates the concrete caused, and that it extends over about half of the shaft extends. The penetration area 22 is formed by curved surfaces formed, which form directly behind the penetration tip 20 outwardly curved surfaces.

Aufgrund der oben beschriebenen neuen Ausführungsform kann, der Bolzenhalter 10 im Verhältnis zu den bekannten Haltern in besonders kleinen Größen hergestellt werden, Zum Beispiel ist ein Halter mit einer Länge über alles von 1,19 cm, einer Schaftlänge von 0,94 cm, einer Entfernung von der Oberkante des Kopfes zum Übergang des Eindringbereiches zum Ablauf-Due to the new embodiment described above, the stud holder 10 can be made in particularly small sizes in relation to the known holders, for example is a holder with an overall length of 1.19 cm, a shaft length of 0.94 cm, a distance from the top edge of the head to the transition from the penetration area to the drainage

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bereich von 0,58 cm, einem Eindringbereich von 0,58 cm, einer Weite von 0,25 cm und einer Dicke von 0,18 cm ausreichend, um eine Stahlhaltevorrichtung und eine Betonhaltefläche zu durchdringen, ohne eine wesentliche Splitterwirkung zu verursachen dergestalt, daß eine Laufrinne oder eine Kehle, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, völlig festgehalten wird. Es ist selbstverständlxch, daß· die oben angegebnen Dimensionen repräsentativ für einen Halter gemäß Erfindung sind, daß sie die Erfindung jedoch nicht ,auf diese Größen begrenzen.area of 0.58 cm, a penetration area of 0.58 cm, a width of 0.25 cm and a thickness of 0.18 cm sufficient to hold a steel support device and a concrete support surface to penetrate without causing a significant splintering effect such that a trough or a throat as shown in Fig. 2 is completely retained. It goes without saying that · the The dimensions given above are representative of a holder according to the invention, but that they are not the invention , limit to these sizes.

Fig. 2 zeigt einen Stahl-Hohlkanal 36, der mit einer Vielzahl von Bolzenhaltern 10 an einer Betonvorrichtung 38 befestigt ist. Fig. 6 gibt die Lage eines in Fig. 2 gezeigten Halters nach Eintreiben wieder. Bei dem Hohlkanal 36 kann es sich um ein normales 25er Maß handeln, das benutzt wird, um vertikale Stahlständer zu halten, die im Kanal angeordnet sind und sich rechtwinklig zu diesem erstrecken, um eine Endwand, wie zum Beispiel eine Trockenwand, zu halten. Solche Kanäle werden normalerweise sowohl auf Boden- als auch Decken-Betonflächen verwendet. Die Figuren 2 und 6 zeigen die typische Beschaffenheit des Betons 38, in dem normalerweise weniger Zuschlagstoff in der Nähe der Oberfläche als in einer geringen Tiefe vorhanden ist. Deshalb erscheint es wahrscheinlich, daß die Möglichkeit eines erfolglosen Eintreibens eines Halters in Beton größer wird, wenn der Halter von wesentlicher Länge ist.Fig. 2 shows a steel hollow channel 36, which with a plurality by bolt holders 10 is attached to a concrete device 38. FIG. 6 gives the location of one shown in FIG Halters again after driving in. The hollow channel 36 can be a normal 25 dimension that is used to hold vertical steel studs arranged in the duct and extending at right angles to it, around a End wall, such as a drywall. Such channels are typically found on both floor and ceiling concrete surfaces used. Figures 2 and 6 show the typical texture of the concrete 38, in which normally less Aggregate is present near the surface than at a shallow depth. Therefore it seems likely that the possibility of unsuccessful driving of a retainer into concrete increases when the retainer is essential Length is.

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Aufgrund der gewölbten Beschaffenheit des Eindringbereiches 22 kann die Spitze 20 Halterungen, wie zum Beispiel einen Stahlkanal 36, durchdringen. Wenn der Stahl durchdrungen ist, bewirken die langgestreckten Schneidekanten 30 und der Keileffekt des Eindringbereiches 22 ein Eindringen in den Beton 38, ohne wesentliche' Spannungswellen aufgrund des Αμίρ^ΙΙεε zu erzeugen, so daß aufgrund der vorliegenden Erfindung das Splittern wesentlich reduziert wird. Wenn der Halter 10 gesetzt ist und wenn sich die unteren Flächen 26 gegen die Haltevorrichtung legen, wirkt die Druckkraft des Betons auf die axiale Erstreckung des Ablaufbereiches 24,Due to the arched nature of the penetration region 22, the tip 20 can be holders, such as, for example, a Steel channel 36, penetrate. When the steel is penetrated, the elongated cutting edges 30 and 30 act the wedge effect of the penetration area 22 results in penetration into the concrete 38 without substantial stress waves des Αμίρ ^ ΙΙεε to generate, so that due to the present Invention the splintering is significantly reduced. When the holder 10 is in place and when the lower surfaces 26 place against the holding device, the compressive force of the concrete acts on the axial extent of the drainage area 24,

im
um so eine/wesentlichen ausbalancierte Belastung auf den Schaft auszuüben, wobei sie ganz wesentlich zur Haltekraft beiträgt. Hauptsächlich weil kein Splitterbereich vorhanden ist, ist der Beton in der Lage, Druckkraft oder Haltekraft auf die im wesentlichen gesamte eingedrungene Länge des Schaftes 14 auszuüben.in the
so as to exert a / substantially balanced load on the shaft, which makes a substantial contribution to the holding force. Primarily because there is no splinter area, the concrete is capable of exerting compressive or holding force over substantially the entire length of shaft 14 that has penetrated.

Es wurde somit ein erfindungsgemaßer Haltebolzen geschaffen, der eine relativ kleine Länge aufweist und der mit im wesentlichen geringer Eintreibenergie und -geschwindigkeit in^ den Beton eindringt und im Beton hält. Während die Erfindung im Hinblick auf eine bestimmte Ausfuhrungsform beschrieben wurde, kann es als offensichtlich gelten, daß dem Fachmann viele verschiedene Abänderungsmöglichkeiten naheliegen. Auch diese Abänderungen werden von der Erfindung und den Ansprüchen erfaßt.A retaining bolt according to the invention was thus created, which has a relatively small length and which with substantially low driving energy and speed in ^ den Concrete penetrates and holds in the concrete. While the invention is described in terms of a particular embodiment it can be taken as obvious that the skilled person many different possibilities for modification are obvious. These modifications are also within the scope of the invention and the claims recorded.

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Claims

Claims;

II.) Fastening device for penetrating steel and Concrete at relatively low speed / characterized in that it has a shaft (14) and an enlarged one Having driving head (12), wherein the shaft (14) with a polygonal cross-section over its entire length by means of a plurality of longitudinally extending side surfaces (16; 18) is shaped, all of which extend transversely to the axis of the holding device (10) in a straight line, that longitudinally extending, Edges (30) formed by the intersection points of the side surfaces (16; 18) as elongated cutting edges act to facilitate the penetration of the fastening device into the concrete that the shaft (14) a penetration area (22) and a drainage area (24), wherein the drainage area (24) is directly below of the head (12) with longitudinally extending side surfaces essentially parallel to the longitudinal axis of the shaft (14) extends, and wherein the penetration region (22) by means of all side surfaces converging convergent at a point (16; 18) a workpiece penetration point (20) forms that at least two opposite side surfaces (16; 18) create the penetration area (22) by being curved in the direction of the shaft axis and away from the drainage area (24) to form outwardly curved surfaces to the substantially sharp point (20) and that the penetration area (22) has an axial extension at least as large as the drainage area (24).

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2. Fastening device according to claim 1, characterized in that that the side surfaces (1.6? 1-8), which the penetration area (22) shape, are curved.

3. Fastening element according to claim 1, characterized in that that the shaft (14) has a rectangular cross-section perpendicular to the axis of the fastening device (10).

4. Fastening device according to claim 1, characterized in that that the drive head (12) has the same width as the drainage area (24) of the shaft (14) and a length created by firmly attached ears that extend laterally to either side of the shaft axis, is formed, the ears having contact surfaces (26) on both sides of the shaft (14).

5. Fastening device according to claim 1, characterized in that four longitudinally extending cutting edges (30) are provided.

6. Fastening device according to claim 1, characterized in that the total axial length of the fastening device is about 1, 3 cm and the length of the penetration region (22) is about 0.63 cm. _;

7. Fastening device according to claim 1, characterized in that that the shaft has a width of about 0.25 cm and a thickness of about 0.18 cm.

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