DE2617509A1 - Verankerungsmittel mit huelse und mittels pulverkraftbetriebenen setzgeraeten eintreibbarem bolzen - Google Patents
Verankerungsmittel mit huelse und mittels pulverkraftbetriebenen setzgeraeten eintreibbarem bolzenInfo
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Description
DR. BERQ D I PL.-I NG. STAPF DIPL-ING. SCHWAPE DR. DR. SANDMAIR
PATEN rAiVVV,;:.LTE
8 MÖNCHEN 80 » MAUERKlRCHER8TR.4e
finwaltsakte 27 048 22. April 1976
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN (Fürstentum Liechtenstein)
Verankerungsmittel mit Hülse und mittels pulverkraftbetriebenen Setzgeräten eintreibbarem Bolzen
Die Erfindung betrifft ein Verankerungsmittel, insbesondere für Betonverbundträger mit topfartiger Hülse, darin angeordnetem,
mittels pulverkraftbetriebenen Setzgeräten eintreibbarem Bolzen und einer den Durchtritt des Bolzenschaftes
erlaubenden Oeffnung im Boden der Hülse.
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Unter Betonverbundträger werden Balken verstanden, deren Obergurt aus arm;, sr ten Betondruckplatten und deren Untergurt
aus Stahlprofi I- oder Gitter-Trägern besteht. Damit das volle Trägheitsmoment des Balkens ausgenutzt werden
kann, ist zwischen Obergurt und Untergurt eine schubfeste Verbindung erforderlich.
Zur Herstellung dieser Verbindung ist es bekannt, auf dem Untergurt, also den Stahlprofil- oder Gitter-Träger Verankerungsmittel
zu befestigen, um so eine Verankerung in der aufzugiessenden Betondruckplatte zu schaffen. Da unter
Belastung des Betonverbundträgers Längenänderungen zwischen Obergurt und Untergurt auftreten, müssen die Verankerungsmittel vor allem Schubbelastungen aufnehmen können, um den
Verbund zu gewährleisten.
Es ist zu diesem Zwecke beispielsweise bekannt, auf dem Stahlprofil-
oder Gitter-Träger Walzprofile oder Rundbolzen aufzuschweissen. Während solche Elemente aus der Sicht der aufzunehmenden
Schubbelastungen ihren Zweck erfüllen, sind sie aus der Sicht der Befestigung auf dem Stahlprofil- oder Gitter-Träger
problematisch. Die Problematik rührt insbesondere daher, dass die zur Anwendung kommenden Stahlprofil- oder Gitter-Träger
zumeist mit einer Korrosionsschutzschicht bedeckt sind, welche sich auf die Schweissverbindung nachteilig auswirkt.
Selbst unter Inkaufnahme einer sich vom Zeitaufwand her gesehen nachteilig auswirkenden Reinigung der Schweisstellen,
kann die Qualität der Schwexssverbxndungen nicht wesentlich verbessert werden, da sich auch die feuchte Umgebung, z.B.
Witterung, innerhalb welcher die Schweissverbindungen hergestellt
werden müssen., negativ auswirkt.
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Zur Behebung dieser Problematik wurJe versucht, Bolzen, welche
mittels pulverkraftbetriebenen Setzgeräten in die Stahlprofiloder
Gitter-Träger eingetrieben werden, als Verankerungsmittel
zu verwenden. Die Verwendung solcher Verankerungsmittel, bei welcher sich die energieunabhängige Befestigungsmöglichkeit
vorteilhaft auswirkt, hat sich nicht bewährt, da die hiefür verwendeten Bolzen den auftretenden Schub- und Biegebelastungen
nicht gewachsen sind und zu Bruch gehen, was zu einem Ausfall der Verbindung zwischen Obergurt und Untergurt führt.
Zur Umgehung dieses Nachteils sind speziell ausgebildete Elemente bekannt geworden, welche an den Stahlprofil- oder Gitter-Trägern
mittels pulverkraftbetriebenen Setzgeräten eintreibbaren
Bolzen befestigt werden, wobei die Elemente der Aufnahme der auftretenden Biegebelastungen dienen. Die bis anhin zu
diesem Zweck verwendeten Elemente sind in ihrem Aufbau relativ kompliziert und können daher zu einer wirtschaftlichen Herstellung
von Betonverbundträgern nicht wesentlich beitragen.
Bei der Suche nach wirtschaftlich herstellbaren Elementen als
Verankerungsmittel, welche mittels Bolzen, die durch pulver—
kraftbetriebene Setzgeräte eintreibbar sind, befestigt werden können und zudem den auftretenden Biegebeiastungen gewachsen
sind, ist man auf topfartige.Hülsen gestossen, wie sie beispielsweise
an Decken oder "Wänden befestigt v/erden, um der Aufnahme
von Drähten oder dergleichen zu dienen. Derartige Töpfe, wie sie beispielsweise aus der US-PS 3 455 199 bekannt sind,
konnten jedoch nicht unmittelbar dem neuen Verwendungszweck zugeordnet werden, sondern mussten insbesondere hinsichtlich
der Dimensionierung, wie beispielsweise Hülsenlänge, Wandstärke und dergleichen, erhebliche Aenderungen erfahren. Die
damit gegenüber den bekannten eine grössere Masse aufweisenden Hülsen, lassen sich nicht mehr auf herkömmliche Art befestigen,
indem der Bolzen im Boden der Hülse eingesetzt ist und beide Teile zusammen ein dem Setzgerät zuführbares Element bilden.
Das Setzen mittels einem Schlagkolbengerät würde zur Wirkung
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haben, dast; aufgrund der Stosswirkung die Energie des auf
den Bolzen auftreffenden Kolbens derart vermindert wird, dass
ein ausreichendes Eintreiben des Bolzens nicht mehr gewährleistet ist. Ausserdem kann die schlagartige Beschleunigung
der eine nicht unerhebliche Masse aufweisenden Hülse zu einem Ausreissen des Bodens führen. Wird anstelle eines
Schlagkolbengerätes ein Schubkolbengerät verwendet, ist aufgrund der zu beschleunigenden grossen Masse der aus Hülse
und Bolzen bestehenden Einheit, der Ruckstoss des Setzgerätes
unerträglich hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich
herstellbares Verankerungsmittel zu schaffen, das mittels Bolzen die durch pulverkraftbetrxebene Setzgerätes eintreibbar
sind, befestigt werden kann und die Belastungsanforderungen, insbesondere bei Verwendung für Betonverbundträger erfüllt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei
dem Hülse und Bolzen aufweisenden Verankerungsmittel der Bolzen in der Hülse in axialem Abstand vom Boden angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung des Bolzens in der Hülse
besteht die Möglichkeit, die vorteilhaften Eigenschaften eines
Laufkolbengerätes auszunutzen, ohne dass Hülse und Bolzen dem
Gerät einzeln zugeführt werden müssen. Wie bis anhin bekannt, brauchen die hiefür Anwendung findenden Setzgeräte lediglich
im Lauf eine Ausnehmung aufzuweisen, deren Durchmesser dem Durchmesser der Hülse entspricht. Im vorliegenden Falle kann
die Länge der Ausnehmung etwa gleich der Länge der Hülse oder geringfügig kürzer als die Hülse sein.
Beim Aufsetzen des Setzgerätes auf das Aufnahmematerial, d.h.
auf den Stahlprofil- oder Gitter-Träger kommt die Hülse bereits zur Anlage. Während dem Eintreibvorgang erfährt demnach
die Hülse keine Beschleunigung, sondern einzig und allein der
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f-
Bolzen wird vorn Kolben des Setzgerätes entlang der freien Wegstrecke bis aura Aufnahmematerial getrieben, wobei während
dieser Phase die Hülse der Führung des Bolzens dient. Es steht somit für den daran anschliessenden Eintreibvorgang
des Bolzens in das Aufnahmematerial die volle kinetische
Energie des Kolbens vom Setzgerät zur Verfügung. Da der Boden der Hülse bereits auf dem Aufnahmematerial aufsteht, kann "
das Auftreffen des Bolzenkopfes beim Abschluss des Eintreibvorganges nicht zu einem Ausreissen oder Beschädigen des
Bodens der Hülse führen.
Um Engergieverlusten, hervorgerufen durch eine Stosswirkung
zwischen Kolben und Bolzen, entgegenzuwirken, ist der Bolzen vorzugsweise in dem, dem Boden entgegengesetzten Ende der
Hülse angeordnet. Zur Sicherstellung der Führung des Bolzens in der Hülse vor Auftreffen auf dem Aufnahmematerial sind zweck mässigerweise
am Bolzen zwei, der Führung dienende Stellen vorgesehen, die sieh in axialem Abstand voneinander befinden.
Während die eine Führungstelle des Bolzens von dessen Kopf gebildet werden kann, ist zur Bildung der anderen Führungsstelle, einem weitern Vorschlag der Erfindung entsprechend,
eine Rondelle vorgesehen. Diese der Führung dienenden Teile stellen auch die Halterung des Bolzens in der Hülse sicher.
Dies kann beispielsweise durch Vorsprünge an der Hülse oder durch ein geringes Uebermass des Kopfes oder der Rondelle erfolgen.
Als Rondelle kann entweder eine übliche Stahlrondelle oder vorzugsweise eine Kunststoffrondelle Anwendung finden.
Die Verwendung einer Kunststoffrondelle hat den Vorteil, dass
diese in bekannter Weise mit elastischen Lappen am Umfang versehen sein kann, sodass eine sichere Halterung des Bolzens
innerhalb der Hülse gewährleistet ist." Ausserdem springt eine Kunststoffrondelle beim Auftreffen des Bolzenkopfes weg, sodass
der Bolzen über die gesamte Länge seines Schaftes in das Aufnahmematerial eindringen kann und sich die Rondelle dabei
nicht störend auswirkt.
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Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend weist
der Bolzen einen Kopf auf, dessen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des Schaftes verhältnismässig gross ist und der
Uebergangsbereich zwischen Schaft und Kopf als Kurve ausgebildet ist, welche vom Schaft weg mit einer zunehmend stärkeren
Krümmung in den Kopf ausläuft. Ein derartig ausgebildeter Bolzen gewährleistet auch dann eine sichere Verbindung,
wenn die Abstimmung der Eintreibenergie gegenüber dem Aufnahmematerial nicht optimal erfolgt ist. Insbesondere
bei allfällig auftretender Ueberenergie weist der Bolzen ein optimales Verformungsverhalten auf, da die Ueberenergie in
Verformungsarbeit am Kopf umgewandelt wird, während der sich erweiternde Schaftbereich die Befestigung sicherstellt.
Eine vorzugsweise kegelförmig ausgebildete, sich nach aussen
hin öffnende Erweiterung der Oeffnung im Boden der Hülse.dient der Aufnahme des durch das Eintreiben des Bolzens verdrängten
und aufgeworfenen Aufnahmematerials. Dadurch entsteht zwischen Aufnahmematerial, d.h. Stahlprofil- oder Gitter-Träger und
Hülse ein Formschluss, sodass Querkräfte aufgenommen werden können, ohne dass Scherbeanspruchungen auf den Bolzen einwirken.
Vorzugsweise ist die Wandstärke des Bodens der Hülse etwas grosser als die Wandstärke des Zylindermantels. In bevorzugter
Weise beträgt die Wandstärke des Bodens etwa das 1,5 bis 2,5-fache
der Wandstärke des Zylindermantels.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden
Figuren näher erläutert werden und zwar zeigen:
Fig. 1 Das erfindungsgemässe Verankerungsmittel in einem Längsschnitt.
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Fig. 2 Das Verankerungsmittel der Fig. 1, eingeführt in ein pulverkraftbetriebenes Setzgerät unmittelbar
vor dem Befestigen.
Fig. 3 Das Verankerungsmittel der Fig. 1 in befestigtem Zustand.
Figur 1 zeigt das im wesentlichen aus Hülse 1 und Bolzen 2 bestehende
Verankerungsmittel. Der Bolzen 2 ist mittels dem Kopf 3 und der Rondelle 4 in der Hülse 1 geführt. Zur Halterung des
Bolzens 2 in der Hülse 1 weist die beispielsweise aus Kunststoff bestehende Rondelle 4 an sich bekannte Haltelappen 5 auf.
Der Uebergang zwischen Schaft 6 und Kopf 3 des Bolzens 2 ist als Kurve 7 ausgebildet, welche vom Schaft 6 gegen den Kopf
hin eine zunehmend stärkere Krümmung aufweist. An der äusseren Stirnseite weist der Kopf 3 einen zylinderförmigen Ansatz 8
auf, an welchem der Kolben eines Setzgerätes angreifen kann.
Die Hülse 1 weist einen Boden 9 auf, in welchem eine Oeffung
zum Durchtritt des Schaftes 6 vom Bolzen 2 vorgesehen ist. Gegen aussen weist die Oeffnung 10 eine kegelförmige Erweiterung
auf.
In Figur 2 ist mit 12 andeutungsweise ein Lauf und mit 13 der vorderste Teil eines Kolbens von einem an sich bekannten und
daher weiter nicht gezeichneten Setzgerät dargestellt. Im Lauf 12 ist eine Ausnehmung 17 vorgesehen, welche der Aufnahme
des aus Hülse 1 und Bolzen 2 bestehenden Verankerungsmittels dient. Der Kolben 13 weist eine Vertiefung 14 auf, welche die
Aufnahme des am Bolzen 2 angeordneten Ansatzes 8 ermöglicht.
Wie Figur 2 verdeutlicht, steht vor dem Befestigen des Verankerungsmittels
die Hülse 1 auf dem Aufnahmematerial 15, d.h. dem Stahlprofil- oder Gitter-Träger auf. Der mittels Pulverkraft
betriebene Kolben 13 treibt somit lediglich den Bolzen 2 in der Hülse 1 nach vorne durch die Oeffnung 10 hindurch in
das Aufnahmematerial 15. Während diesem Vorgang bleibt die Hülse 1 gegenüber dem Lauf 12 stehen.
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Das fertig befestigte Verankerungsmittel nach Abziehen des Setzgerätes ist in Figur 3 dargestellt« Der Bolzen 2 ist
vollständig in das Aufnahmematerial 15 eingetrieben worden, wobei die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Kunststoffrondelle
4 weggesprungen ist und eine satte Auflage des Kopfes 3 am Boden 9 ermöglicht hat. Weiterhin verdeutlicht
die Figur 3 wie sich ein Teil 16 des Aufnahmematerials 15 aufgeworfen hat und in die Ausnehmung 11 der Hülse 1 eingedrungen
ist, sodass eine Querkräfte aufnehmende formschlüssige Verbindung entstanden ist.
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Claims (1)
- PatentansprücheVerankerunqsmittel, insbesondere für Betonverbundträger, mit topfartiger Hülse, darin angeordnetem, mittels pulverkraftbetriebenen Setzgeräten eintreibbarem Bolzen und einer den Durchtritt des Bolzenschaftes erlaubenden Oeffnung im Boden der Hülse, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) in der Hülse (1) in axialem Abstand vom Boden (9) angeordnet ist.Verankerungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) in dem,dem Boden (9) entgegengesetzten Ende der Hülse (1) angeordnet ist.Verankerungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) an zwei Stellen, die sich in axialem Abstand voneinander befinden, in der Hülse (1) geführt ist.Verankerungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Führungsstelle vom Kopf (3) des Bolzens (2) und die andere Führungsstelle von einer Rondelle (4) gebildet ist.Verankerungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) einen Kopf (3) von gegenüber dem Schaftdurchmesser verhältnismässig grossen Durchmesser aufweist, wobei der Uebergangsbereich zwischen Kopf (3) und Schaft (6) als Kurve (7) ausgebildet ist, die vom Schaft (6) mit einer zunehmend stärkeren Krümmung in den Kopf (3) ausläuft.709844/0296ORIGINAL INSPECTED6. Verankeruruj3'ni f". t.el nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnung (10) im Boden (9) der Hülse (1) nach aussen hin erweitert ist.7. Verankerungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (11) der Hülse (1) kegelförmig nach aussen sich öffnend ausgebildet ist.8. Verankerungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Bodens (9) etwa das 1,5 bis 2,5-fache der Wandstärke des Zylindermantels der Hülse (1) beträgt.709844/0296
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