DE2617509A1

DE2617509A1 - Verankerungsmittel mit huelse und mittels pulverkraftbetriebenen setzgeraeten eintreibbarem bolzen

Info

Publication number: DE2617509A1
Application number: DE19762617509
Authority: DE
Inventors: Elmar Thurner
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1976-04-22
Filing date: 1976-04-22
Publication date: 1977-11-03
Also published as: NO771374L; GB1564759A; FR2349056B1; JPS52130104A; FR2349056A1; AU2440877A; NO143470C; SE7704603L; AU502910B2; IT1081358B; AT353721B; FI771197A; ATA279977A; US4102238A; CH617484A5; ES238394Y; BE853817A; ES238394U; CA1056183A; NO143470B

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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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

Patentansprüche

Verankerunqsmittel, 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.

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ORIGINAL INSPECTED

6. 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.

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