DE2721911A1 - Selbstbohrende und selbstschneidende mauerwerkverankerung - Google Patents

Selbstbohrende und selbstschneidende mauerwerkverankerung

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DE2721911A1
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Description

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dr. ing. H. NEGTiNDANK (-10-3) · i>ipl.-ing. II. IIATJCK · dipl.-imiys. W. SCHMTTZ LNG. E. GRAALFS · dhving. W. WEHNERT · niPL-rnys. Λν. CARSTENS
HAMBURG-M CNCIIEN
. s·
ZUSTELLUNOSANSCHRIFT: 2OOO HAMBURG 3β ■ NEUER WALL 41 Pl-BASR WBPI.Y TO:
TELBFON (ΟΙΟ) 8074 2β VNO SH 41 10
TKLBOR. NKOBDAPATENT HAMBORO
8OOO MÜNCIIEN2 · MOZARTSTR. 23
. _ η w , T TKLKFON (OSD)O 58 OO SO
Illinois Tool Y/orks, Inc. tkleor „obdafat„, u0Kcnttlt
8501 West Higgins Road Hamburg. 22. April 1977
Chicago, 111. 60631
U.S.A.
Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerkverankerung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Mauerwerksverankerung, insbesondere auf eine selbstbohrende Verankerung zur Verwendung in hohlvandigen Mauerwerkskonstruktionen.
Benutzer bekannter Vorrichtungen dieser Art hatten relativ große am Verwendungsort anfallende Kosten zu tragen, entweder weil derartige Vorrichtungen mehrstückige Artikel sind und/oder mehrstufige Einbauverfahren verlangen.
Vertreter beKannter Verankerungen zur Verv/endung in einem Mauerwerk verlangen wenigstens vier getrennte Einbauschritte, d.h. einen Schritt zur Entfernung von Material in dem Mauerwerk, die Entfernung oder das Zurückziehen des Bohrers oder der Vorrichtung, die zur Entfernung des Materials ais dem Mauerwerk ausgelegt ist, das Einbringen der Verankerungsvorrichtung in das Loch oder die Öffnung, sowie einen abschließenden Schritt zum
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Einsetzen oder Befestigen der Verankerung an der Konstruktion. Bekannte Mauerwerksverankerungen sind auch kennzeichnenderweise mehrstückige Vorrichtungen, die entweder einen Bolzen mit einem Verteilungskörper oder einen Bolzen mit Einrichtungen zum Aufweiten gegen oder Verklemmen mit der Blindseite des hohlwandigen Betonblocks enthalten. Derartige mehrstückige Vorrichtungen tragen offensichtlich auch zu relativ hohen am Ort anfallenden Kosten bei, und zwar infolge eines Voreinbaus, Handhabung usw. .
Angesichts der Begrenzungen und Nachteile der bekannten Vorrichtungen besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer einstückigen, mit Gewinde versehenen Verankerung, die in die Mauerwerkskonstruktion eingesetztverden kann, ohne vorher eine Öffnung in der Konstruktion vorzubereiten.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer einstückigen Verankerung, die unter Anwendung bekannter Verfahren und Vorrichtungen leicht und in leistungsfähiger Weise hergestellt werden kann.
Die Mauerwerksverankerung gemäß der Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß sie in der Lage ist, in einem einzigen Arbeitsgang ein Loch in einen hohlen Mauerwerksblock zu bohren und sich darin zu verankern.
Ferner i.s£ nach einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Verankerung in der Lage, ein Loch in eine Mauerwerkskonstrukticn zu* bahren und dennoch einen Bereich zu
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bilden, in dem sich Mauerwerksstaub leicht ansammeln kann, ohne den Vorgang des Bohrens oder Verankerns nachteilig zu berühren.
Sämtliche oben genannten Merkmale und Vorteile werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt, bei welcher es sich um einen mit Gewinde versehenen Schaft handelt, der an einem Ende eine Bohrspitze und an dem anderen Ende einen Treibkopf aufweist, sowie einen unteren Schaftbereich zwischen dem mit Gewinde versehenen Schaft und der Bohrspitze. Der untere Schaftbereich ist vorzugsweise von einer Länge gleich der Dicke ader größer als die Dicke der zu durchbohrenden Mauerwerkswand und hat außerdem eine Querschnittsform mit einer größten und kleinsten radialen Abmessung. Die kleinste radiale Abmessung schafft in Verbindung mit der Wand des zu bohrenden Loches ein Reservoir, in welches Beton- oder Mauerwerksstaub frei hineinfließen kann. Die größte Abmessung des unteren Schaftbereichs schafft vorzugsweise eine ununterbrochene Abstützung gegen die Y/ände des zu bohrenden Loches und stellt somit eine senkrechte oder axiale Stabilität für die Verankerung bei ihrem Durchgang durch die V/and sicher. Aus diesem Grunde ist die größte radiale Abmessung vorzugsweise etwas größer als die radiale Abmessung der Bohrspitze.
Es ist festgestellt worden, daß die Verwendung von Bohrspitzen unmittelbar angrenzend an einen Schneidbereich eines mit Gewinde versehenen Schaftes, wie beispielsweise bei den herkömmlichen Bohrschrauben, unangemessen ist und in einem
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Mauerwerk mit einer die Länge einer Bohrspitze überschreitenden Materialdicke tatsächlich unwirksam ist. Da die Bohrspitze allgemein sehr kurz ist, hat eine solche Formgebung praktisch wenig Nutzen bei Werkstücken in Form typischer Vertreter hohlwandiger Mauerwerksblocke. Bei Werkstücken, deren Dicke größer ist als die Länge der Bohrspitze, hindert ein zusätzlihes Problem eine solche Form daran, als Verankerung wirksam zu sein. Beispielsweise ist häufig der für ein wirksames Bohren erforderliche axiale Vorschub und die Drehgeschwindigkeit recht verschieden von der Drehgeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit zur Durchführung des Gewindebohrens in dem Werkstück. Ein Unterschied in der Gewindebohrgeschwindigkeit und der Spitzenbohrgeschwindigkeit führt entweder zu einem unangemessenen spitzen Bohren oder zu einer Deformierung (Stripping) der in der Öffnungsv/and zu bildenden Gewinde. Zusätzlich zu dieser Schwierigkeit müssen der während des Betonbohrens erzeugte Staub und Abfall angemessen auf der Bohrspitze abgegeben und von ihr entfernt werden, oder der Bohrer würde einer übermäßigen Wärme ausgesetzt, waskzu einer Verminderung der Bohrleistung führen würde. Abgesehen von der Wärme erzeugt der verdichtete und eingefangene Staub und Abfall eine ernsthafte Zunahme in der Reibung und anschließendes Pressen der Schraubenverankerung in dem Loch, was zu einem Abscheren des Kopfes von dem Schaft führen könnte und in den meisten Fällen auch hierzu führt.
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Es gibt in der Tat im Stand der Technik Bohrschrauben, bei denen ein Abschnitt des Schaftes unmittelbar oberhalb der Bohrspitze im Durchmesser reduziert ist. Eine derartige Formgebung führt jedoch bei der hier infrage stehenden Umgebung zu einem Umkippen und anschließenden Brechen oder mindestens zu einem Pressen des Schaftes in dem Loch vor dem endgültigen Instellungbringen.
Die neuartigen Merkmale, welche die Zwecke und Vorteile der Erfindung erfüllen, gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, die einen Teil dieser Beschreibung bilden. Es zeigen:
FIG. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Verankerung gemäß der Erfindung;
FIG. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Verankerung, um 90° von de
Darstellung verschoben;
ankerung, um 90° von der in Fig. 1 gezeigten
FIG. 3 und FIG. k fortlaufende Darstellungen ira Querschnitt, die die Verwendung der Verankerung während des Bohrens und des Einsetzens in einen Kauerwerksblock zeigen;
FIG. 5 einen Schnitt durch den unteren Schaftbereich des Ankers nach den Linien 5-5 der Fig. 3;
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FIGUREN 6-10 verschiedene wahlweise Formgebungen des
Querschnitts des unteren Schaftbereichs über eine Fläche des unteren Schaftes ähnlich derjenigen der Linie 5-5 der FIG. 3;
FIG. 11 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Verankerung.
Es wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Verankerung 10 zeigen, und zwar mit einem radial erweiterten Kopf 12 an einem Ende, einem mit Gewinde versehenen, oberen Schaftbereich, einer Bohrspitze 18 an dem gegenüberliegenden Ende und einem unteren Schaftbereich 16 angrenzend an die Bohrspitze und zwischen der Bohrspitze und dem mit Gewinde versehenen Schaft.
Der mit Gewinde versehene Schaftbereich 14 enthält in der bevorzugten Ausführungsform ein Doppelsteigungsabstandsgewinde mit einer ersten Gev/indespirale 20 von einer gegebenen Höhe und einer zweiten Spirale 22 von geringerer Höhe als die Spirale 20. Das hohe Gewinde 20 verjüngt sich vorzugsweise in der Flankenhöhe vom unteren Schaftbereich zum Kopf und nimmt mit Annäherung der Spirale an den Kopf fortschreitend in der Höhe zu. Zur Erleichterung des allmählichen Einschneidens passender Gewinde in eine Betonöffnung können in der Flanke des hohen Gewindes Kerben 21 gebildet werden.
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Aus den Figuren 1, 2 und 5 ist ersichtlich, daß die Querschnittsform des unteren Gev/indebereichs 16 derart ist, daß sie eine größte und kleinste radiale Abmessung aufweist. Für Zwecke, die im weiteren Verlauf dieser Anmeldung zu erläutern sind, sollte die größte radiale Abmessung wenigstens in zwei mit Umfangsabstand voneinander angeordneten Punkten auf dem Schaft vorhanden sein. In der bevorzugten Ausführungsforia sind die Punkte größter radialer Abmessung diametral entgegengesetzt, wobei die kleinsten radialen Abmessungen ebenfalls diametral entgegengesetzt und durch in Längsrichtung verlaufende, im wesentlichen flache Abschnitte gebildet sind.
Ein bedeutendes Merkmal der Erfindung liegt in der Beziehung zwischen den verschiedenen radialen Abmessungen der verschiedenen Abschnitte der Verankerung. Die Bohrspitze 18 kann als eine erste radiale Abmessung A enthaltend definiert v/erden, -während die Flanken der Schneidgewinde 1A als mit einer zweiten radialen Abmessung B ausgestattet beschrieben werden können. Der untere Schaftbereich 16 weist eine dritte radiale Abmessung C und eine vierte^ radiale Abmessung D auf, die jeweils die oben beschriebenen größten und kleinsten radialen Abmessungen desselben darstellen.
Die Bedeutung der relativen radialen Abmessungen ist insbesondere· aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, welche die Verankerung bei ihrer Verwendung zum Bohren eines hohlwandigen Mauerwerkblocks 28 und Befestigen einer Halterung 32 daran, zeigt. 709882/0679
Al
Die Bohrspitze 18 erzeugt ein Loch 30 von einer Abmessung in Übereinstimmung mit der ersten radialen Abmessung A. Die dritte radiale Abmessung C könnte gleich der Abmessung A oder größer als diese sein, jedoch nicht geringer als die Abmessung A. Die Bedeutung dieser Beziehung wird in Fig. 3 dargestellt, wo die erweiterte radiale Abmessung C sich gegen die Wand eines Loches 30 verkeilt und dadurch die Verankerung beim Durchbohren des Werkstücks senkrecht stabilisiert. Ohne eine solche Stabilisation und feste Unterstützung wäre die Verankerung frei, aus ihrer axialen Fluchtlage mit dem Loch herauszukippen, was zu einer unzulänglichen Bohrung, einem Wechsel in dem Bohrweg führen und Spannungen in der Verankerung erzeugen würde. In der Praxis ist die Abmessung C vorzugsweise etwas größer als die Abmessung A, so daß das Loch genau bemessen und tatsächlich geschliffen werden kann, um es für das schließliche Gewindeschneiden und Einbetten der Flanken der Schneidgewinde 20 in die Wand vorzubereiten. Derartige Kalibrier- und Stützmerkmale werden insbesondere v/ichtig in einer Konstruktion, wie beispielsweise Hauerwerk, Beton, Backsteinbau usw., da das Vorhandensein von Zuschlagstoffen, Sand und Beton oft eine Substanz von nicht gleichmäßiger Härte oder Konsistenz bietet. Beim Bohren einer derartigen Konstruktion entsteht ein Loch mit Hohlräumen oder weichen Stellen auf einer Seite und Zuschlagsstoffen auf den gegenüberliegenden Seiten des Loches. Es ist ferner ratsam, daß die Oberfläche größter radialer Abmessung an einer Anzahl mit Umfangsabstand angeordneter Stellen auf dem unteren Schaftbereich angeordnet wird, um die Kräfte im Gleichgewicht zu halten und die Verankerung
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während des Bohrens angemessener zu unterstützen. Das Kalibrieren und Polieren, welches von dem unteren Schaftabschnitt 16 durchgeführt wird, schafft eine gleichmäßigere Wandfläche, in welche die Gewinde eingeschnitten werden.
Während des Bohrvorgangs erzeugt die verminderte radiale Querabmessung D ein Reservoir zwischen der Seitenwand des Loches 30 und dem unteren Schaftbereich. Da die Länge des unteren Schaftbereichs vorzugsweise wenigstens gleich der Dicke des Werkstücks ist, bildet ein solches Reservoir oder bilden derartige Reservoire einen angemessenen Raum, in den Staub, Abfall usw., von der Spitze fort einströmen kann. Bei einer Länge des unteren Schaftbereichs wenigstens gleich der Dicke des Werkstücks wird das Einschneiden der Gewinde nicht behindert.
Die radiale Abmessung B, welche durch die Flanke des Schneidgewindes begrenzt wird, muß größer sein als die radiale Abmessung C, so daß der mit Gewinde versehene Schaft 14 richtig in die Wand des Loches in dem Werkstück eingebettet werden kann.
Eine noch weitere radiale Abmessung, die in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform in Betracht gezogen werden muß, ist die Abmessung E, welche den Flankendurchmesser des untersten Gewindes 22 begrenzt. Die radiale Abmessung E, so definiert, sollte im wesentlichen gleich der radialen Abmessung C oder etwas größer als diese sein, um es dadurch diesem mittleren niedrigen Gewinde 22 zu ermöglichen, als
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eine zusätzliche axiale Stabilisierungseinrichtung beim Einschneiden des mit Gewinde versehenen Schaftes in das Loch zu wirken. Die Räume zwischen den benachbarten Gewinden 20 und 22 dienen als ein sekundäres Reservoir zur Aufnahme jeglichen nicht aufgenommenen Staubes oder des Staubes, der während des Schneidvorgangs erzeugt wird.
Während die Bohrspitze von jeder beliebigen anerkannten Gestalt sein kann, zeigt die bevorzugte Ausführungsform eine Bohrspitze mit einem Paar Nuten 24, die weiter zur Staubentfernung beitragen. Die bevorzugte Ausführungsform»igt auch die Nuten 24 fluchtend mit den Oberflächen, welche die radiale Mindestabmessung begrenzen und unmittelbar mit ihnen verbunden sind, um einen unbehinderten Weg für den Staub zu bilden. Zur Erleichterung der Herstellung dieser Verankerung kann die Schmiedetechnologie Anwendung finden. Sowohl die Bohrspitze 18 als der untere Schaftbereich können bei Anwendung einer solchen Technologie gleichzeitig geformt werden.
Die Figuren 6-10 zeigen verschiedene wahlweise Formen für den Querschnitt des unteren Schaftbereichs 16. Es ist ersichtlich, daß jede der wahlweise möglichen Querschnittsformen eine größte und eine kleinste radiale Abmessung enthält, ähnlich den Abmessungen C und D, die oben beschrieben wurden. Jede dieser Ausführungsformen enthält wenigstens zwei in Längsrichtung verlaufende Oberflächen, die auf der größten radialen Abmessung liegen, um die Verankerung auf
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zwei mit Umfangsabstand angeordneten Bereichen in dem Loch zu stüzten. Die Figuren 7 und 8 zeigen untere Schaftbereiche I6b und i6c, wo eine ungleiche Zahl in Längsrichtung -verlaufender Oberflächen gebildet ist, die eine ausgewogene Unterstitzung um das Loch herum gewährleisten. Die Figuren 6, 8, 9 und 10 zeigen in Längsrichtung verlaufende Oberflächen auf den Schaftbereichen i6a, 16c, i6d und i6e, welche in Verbindung mit der größten radialen Abmessung allgemein bogenförmig sind, um ein Polieren des Loches herbeizuführen.
Zusätzlich zu der Verwendung im wesentlicher konstanter Querschnittsformen, die in Längsrichtung verlaufende größte und kleinste radiale Abmessungen bieten, können die Ziele und Vorteile der Erfindung auch erfüllt werden durch die Verwendung eines auf dem unteren Schaft gebildeten spiralförmigen Gepräges. Beispielsweise enthält die in Fig. 11-gezeigte Verankerung 100 eine derartige Spirale 116, in welcher die Flanke derselben eine radiale Abmessung ähnlich der maximalen radialen Abmessung C hat, wie in der bevorzugten Ausführungsform, und eine Fußabmessung, welche in der bevorzugten Ausführungsform die radiale Mindestabmessung D darstellt. In dieser wahlweisen Ausführungsform dient die Spirale zum Kalibrieren des Loches wie auch zum Stabilisieren der Verankerung beim Einsetzen derselben in das Werkstück. Die Beziehung der radialen Abmessungen des unteren Schaftes 116, der Spitze 118 und der Flanke des Gewindes 114, bleibt ähnlich den entsprechenden Beziehungen der Spitze 18, des Gewindes 14 und des Schaftes 16 der be-
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vorzugten Ausführungsform. Außerdem dient die Spiralform des Stabilisierungsabschnitt dazu, den Staub durch die Pumpwirkung innerhalb des Fußes zwischen den Flanken der Gewindegänge 116 zwangsläufig zu verdrängen.
Obwohl die Erfindung hier mit einer gewissen Ausführlichkeit beschrieben und erläutert wurde, ist doch diese Offenbarung selbstverständlich lediglich als Beispiel gedacht und es können zahlreiche Abwandlungen und Abweichungen von der Offenbarung vorgerxmmsn werden, ohne vom Gedanken und Bereich der Erfindung, wie im folgenden beansprucht, abzuweichen.
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Claims (11)

  1. ANSPRt)CHE
    M. ,Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung, gekennzeichnet durch einen langgestreckten Schaftkörper mit einer Bohrspitze an einem Ende und einem radial erweiterten Treibkopf an dem gegenüberliegenden Ende, wobei die Bohrspitze Sehneidkanten enthält, die eine erste vorgegebene radiale Abmessung begrenzen und der Schaftkörper einen oberen Bereich mit einem darauf gebildeten Gewinde enthält, das einen vorgegebenen Flankendurchmesser aufweist, und dessen Flanken dadurch eine zweite vorgegebene radiale Abmessung begrenzen, einen unteren Schaftkörperbereich, unmittelbar angrenzend an die Bohrspitze, mit einer Querschnittsform, welche dritte und vierte vorgegebene radiale Abmessungen enthält, die jeweils die größte und kleinste radiale Abmessung auf dem unteren Schaftbereich begrenzen, wobei die zweite vorgegebene, radiale Abmessung größer ist als die erste vorgegebene radiale Abmessung und dadurch die Einbettung wenigstens der Planken in die Wände des durch die Bohrspitze gebildeten Loches zuläßt, und wobei die dritte vorgegebene radiale Abmessung nicht kleiner· ist als die erste vorgegebene radiale Abmessung, jedoch kleiner als die zweite vorgegebene radiale Abmessung der Gewinde, so daß der untere Körper die Verankerung während des Bohrens axial stabilisiert und dabei einen Bereich bildet, in den Mauerstaub fließen und sich anhäufen kann.
    ..14.. 9
    - ΛΑ -
    oll
  2. 2. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schaftbereich unter Querabmessung im wesentlichen gleichmäßig über die Längsausdehnung desselben reduziert ist.
  3. 3· Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schaftkörper so ausgebildet ist, daß er einander gegenüberliegende im wesentliche flache Oberflächen enthält, die sich in Längsrichtung von der Bohrspitze zu dem Gewindeschaft erstrecken.
  4. 4. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Schaftkörper eine darauf aufgepreßte SchneckenforiQ enthält, deren Flanken den genannten dritten vorgegebenen Radius und deren Fuß den genannten vierten vorgegebenen Radius begrenzen.
  5. 5. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksveraukerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Schaftflächen, welche die größten radialen Abmessungen desselben begrenzen, bogenförmig sind.
  6. 6. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankonnurchmesser des Gewindeschaftes an dem unteren
    Schaftkörper zum Kopf der Verankerung zunimmt, um das 7 U F) 882/0679
    Einschneiden in die Wände des durch die Bohrspitze gebildeten Loches zu erleichtern.
  7. 7. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung des unteren Schaftes größer als die erste radiale Abmessung der Bohrspitze ist, um das Loch genau zu kalibrieren und die Verankerung während des Bohrens des Loches sicher zu stützen.
  8. 8. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitze ein Paar allgemein in Längsrichtung verlaufende Nuten aufweist, die allgemein mit den die kleinste Querabmessung bildenden gegenüberliegenden Oberflächen fluchten und unmittelbar mit ihnen verbunden sind, um den Fluß des von den Schneidrändern entfernten Mauerwerks zu dem durch die beiden gegenüberliegenden Flächen und zwischen ihnen und der Wand des Loches gebildeten Reservoirs zu erleichtern.
  9. 9. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrspitze darauf aufgeschmiedet ist.
  10. 10. Selbstbohrende und selbstschneidende Mauerwerksverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Gewinde versehene Schaft ein erstes schneckenförmiges
    Gewinde mit einer Anzahl Windungen und einer relativ 7 C '.) 0 8 ? / 0 6 7 9
    großen vorgegebenen Höhe zur Begrenzung der ersten vorgegebenen radialen Abmessung, ein zweites schneckenförmiges Gewinde mit einer Anzahl Windungen und einer vorgegebenen geringeren Höhe als derjenigen des ersten Gewindes zur Bildung einer radialen Abmessung im wesentlichen gleich der dritten vorgegebenen radialen Abmessung des unteren Schaftsbereichs enthält.
  11. 11. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem hohlvandigen Mauerwerksblock, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des unteren Schaftkörpers allgemein gleich der Dicke der zu verankernden V/and ist.
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DE19772721911 1976-07-09 1977-05-14 Selbstbohrende und selbstschneidende mauerwerkverankerung Withdrawn DE2721911A1 (de)

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US05/703,989 US4034641A (en) 1976-07-09 1976-07-09 Self-drilling and tapping masonry anchor

Publications (1)

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DE2721911A1 true DE2721911A1 (de) 1978-01-12

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