DE2838466A1

DE2838466A1 - Verfahren zum kraftschluessigen verbinden von bauteilen mit mindestens einer ankerhuelse

Info

Publication number: DE2838466A1
Application number: DE19782838466
Authority: DE
Inventors: Guenter Bernack
Original assignee: BERNACK
Current assignee: BERNACK
Priority date: 1978-09-04
Filing date: 1978-09-04
Publication date: 1980-03-13
Also published as: DE2838466C2

Description

Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden von
Bauteilen mit mindestens einer Ankerhülse Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kraftschlüssi gen Verbinden von Bauteilen mit mindestens einer Ankerhülse.
Ankerhüsen sind an sich bereits bekannt. Sie bestehen aus Hülsen, z.B. aus Stahl, sind an dem einen Ende abgewinkeltund flachgedrückt, und weisen am anderen Ende ein Schraubgewinde af. Derartige Ankerhülsen erden mit dem flachgedrückten tnde zum Beispiel in eine noch nicht abgebundene Betondecke gedrückt, wobei der abgewinkelte Abschnitt gewissermaßen als Widerhaken dient.
An diesen Ankerhülsen werden dann spater z.B. abgehängte Decken mittels als Befestigungsmittel dienenden Gewindebolzen befestigt.
Prinzipiell könnte man derartige Ankerhülsen , sowie auch Schaubbolzen in abgebundenen Betondecken einsetzen, indem mannach der Herstellung von Sacklöchern diese Anker~-hüsen, Schraubbolzen mit Beton oder Mörtel eingießt.Es zeigte sich jedoch, daß bei diesem konventionellen Sinbringen der Vergumasse in die Sacklöcher nicht gewährleistet ist, da@ Lufteinschlüsse bzw. Luftpolster vermienden werden, die die Tragfähigkeit beträchtlich beeinflussen.
Aus diesen Gründen naben die Baubehörden bisher derartige Verankerungsweisen nicht zugel@@sen.
Jleiches gilt auch, wenn man Dübel vervenden will.
Das Gleiche gilt unter anderen auch für die Verankerungen in Mauerwerk aus Voll-, Loch - oder Kaummersteinen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden von Bauteilen miteinander mit mindestens einer Ankerhülse sowie Ankerhülsen zu seiner Durchführung zu schaffen,sodaß der Aufbau eines Luftposters zwischen der Wandung des Sacklochs und der Ankerhülse sicher vermieden wird.
Unter Bauteilen sind Decken, Wände usw. nach DIN 1053, DIN 1045, DIN 1052 ,d.h. aus Beton, Mauerwerk,Holz und Kunststoff zu verstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Bauteil ein Sackloch fiir die mittels einer aush.rtbaren Injektionsmasse mit uen bauteil zu verbindende Ankerhülse gebohrt wird, die Ankerhülse in das Sackloch unter Ausbildung eines Ringspaltes vorgegebener Breite und in die Ankerhülse ein eine durchgehende Bohrung aufweisendes Montageelement zur Ausbildung eines von der Injektionsmasse freien Bereiches für ein Befestigungsnittel eingesetzt wird, die aushärtbare Injectionsmasse in die Ankerhülse unter Füllen des Ringspaltes injiziert wird, das Montageelement entfernt und das Befestigungsmittel in den von der Injektionsmasse freien Abschnitt der Ankerhülse kraftschlüssig eingesetzt wird.
Material z.B. Stahl .Die Injectionsmassse gelangt über die @ülse in den mit dem Sackloch gebildeten Ringspalt und schiebt das in ihm befindliche Luftpolster vor sich her und füllt hierbei gleichzeitig den Ringspalt vollständig unter allen umständen aus.Erfindungswesentlich ist hierbei, daßdie Injektionsmasse über die hülse zugeführt wird.Prinzipiell kann dies erfindungsgemäß dadurch geschehen, daß die @ rohrförmige Ankerhülse distanziert zum Boden des Sackloches in diesem unter Ausbildung des Ringspaltes zentriert wird und die Injektionsmasse beim Injizieren zunächst die Ankerhülse durchströmt,im Bereich des Bodens des Sachlochs den Rand der Ankerhülse umströmt und den liingspalt vom Boden des Sackloches aus füllt, wobei die in ihm befindliche Luft durch die als Rolben wirkende Injektionsmasse aus dem ringspalt geschoben bzw verdrängt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt vorzugsweise eine aus formulierten Epoxidharz und Härter bestehende Injektionsmasse zum Einsatz.Ein derartiges formuliertes Epoxidharz ist z.B. das unter dem Handelsnamen EP - Klebemörtel 351 -101019 vertriebene Erzeugnis der Firma Büsing & Fasch, die auch den zugehörigen Härter EP - Härter 387-0658 vertreibt.Natürlich könnenje nach dem Anwendungsfall auch Mörtel, flüssiger Beton usw verwendet werden.
Erfindungsgemaß weist die Ankerhülse rn'ndestens eine Durchtrittsöffnung für die Injektionsmasse auf,d.h. im einfachsten Falle dient die Öffnung cm Ende der Hülse a's Durchtrittsöffnung.Da gegen Ende des Injektionsvorgangs der auf die Injektionsmasse auszuübende Druck in diesem Falle erheblich ansteegtbzv; gesteigert werden muß, danit sie bis in die Ebene des Bauteils gepresst wird, weist in veiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ankerhülse weitere Durchtrittsöffnungen in ihrer Wandung auf , wobei der Stromungswiderstand der Durchtrittsöffnungen in Injectiosnrichtung abnimmt.Durch diese maßnahmen wird erreicht, daß die Injektionsmasse zunächst im wesentlichen nur durch dieseDurchtrittsöffnungen hindurchtritt, die sich in Bereich des Bodens des Sackloches befinden.Hier bei kenn die Ankerhülse mit ihrem endseitigen Rand gegen den Boden des Sackloches anstehen.Um jedoch die Injektiosnmasse mit nicht allzu hohem Druck injizieren zu müssen , ist es vorteilhaft, den enseitigen Hcnd der Ankerhülse distanziert zum Boden des Sacklochs anzuordnen.
Erfindungsgemäß sind die Durchtrittsöffnungen Bohrungen mit in mit in Strömungsrichtung größer werdendem Durchmesser d,h., der durchmesser ist im Bereich des endseitigen Randes am größten.Die Durchtrittsöffnungen können erfindungsgemäß auch Schlitze sein, deren Länge und /oder Breite in Strömungsrichtung zunimmt.
In vorteilhafter weise hat erfindungsgemäß der Endabschnitt der Ankerhülse vom Rande ausgehende Ausnehmungen,die z.B. Schlitze sein können.
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Hülse auf den Boden des Sackloches "aufgesetzt "werden kann , ohne daß der Injektionsvorgang im Vergleich zur distanzierten Anordnung verändert wird.
In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat der vordere Abschnitt der Ankerhülse eine von Durchtrittsöffrnrngen freie Zone , wobei die Breite t a ) dieser Zone größer ist als der größte Abstand der Durchtrittsöffnungen voneinander in Injektionsrichtung.Hierdurch wird vermieden, da£ sich in hbstand zum Boden des Sackloches ein Massepolster aus injektionsnsse bildet, die zu einem Bufteinschlui. im Ringspalt führen könnte. Diese Maßnahmen garantieren , daß bis zum Austritt der Injektionsmasse aus dem Ringspalteine vollständige Verfül-lung Bohrloches und aller durch das Bohrloch aufgeschlossenen Hohlräume eingetreten ist. in einer noch weiteren Ausgestaltung ist im Bereich dieser Zone die Ankerhülse ausgehend von ihrem freien Rand verjüngt, wobei der Rin spalt in diesem Bereich eine größere Breite hat.Hierdurch wird erreicht, daß sich um den freien Rand der Ankerhülse eine Ringwulst aus Injektionsmasse bildet, die Ungleichmäßigkeiten in der Verfüllung der Bohrung im vorderen Bereich des Sackloches vermeidet und ausgleicht.
In einer nocfl weiteren Ausgestaltung der Brfindung ist eine mit dem Andabschnitt der Ankerhülse verbindbare ,sich an Boden des Sackloches mit Stegen und an der Wandung des Sackloches mit biegsamen lamellen abstützende Distanzier - und Zentrierhülse vorgesehen.Dieses Distanzier-und Zentrierstück kann aus Kunststoffmaterial hergestellt sein und v;ird vor dem einsetzen der Ankerhülse in ihr Ende im Bereich einer Ringszone eingesteckt bzw. aufgesteckt.Der besondere Vorteil liegt darin,daß im Bedarfsfall auch eine als Rohrabschnitt ausgebildete Ankerhülse distanziert zum Boden des Sackloches angeordnet erden kann, wobei der besondere Vorteil in der zentrierung der Ankerhülse im Sackloch gegeben ist.Die Anordnung von Lamellen gewährleistet zusätzlich eine Zentrierung in den von Lochkanälen durchzogenen Materialien ( ZB.Hochlechsteine) Prinzipiell wird die Injektionsmasse mittels einer Kartusche mit angeformter Düse, die in die Ankerhülse eintaucht,injiziert.Es lä@t sich jedoch nicht sicher vermeiden,daß Injektionsmasse in den vorderen Abschnitt der Ankerhülse gerät, der zur Aufnahme des Befestigungsmittels, z.B. eines Schraubbolzens, dient.In diesem Falle muß darauf geachtet werden, daß daß Innengwwinde der Ankerhülse frei von jeglicher Injektionsmasse bleibt.Unter anderem ist zu diesem Zweck in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein in den mit oem Befestingungsmit'el zu verbindenden Abschnitt der Ankerhülse während des Injizierens eingesetztes, eine durchgehende Bohrung aufweisendes Montageelement zur Ausbildung eines von der Injektionsmasse freien Bereiche vorgesehen.Für den Fall, daß die Ankerhülse am freien Rand ein Innengewinde aufweist, ist das Montageelmente eine Schraube mit durchgehender Bohrung.Die länge der Schraube bzw des Montageelemente ist so bemessen, daß nach dein Injizieren genügend raum zur Aufnahme des Befestigungsmittels verbleibt.
In einer noch weiteren Ausgestaltung de Erfindung ist ein auf dem Motageelemnet anordbares und zwischen diesen und dem Bauteil verspannbares Vorspannungs- und Zentrierelement für die Ankerhülse vorgesehen. Durch diese maßnahmen wird erreicht, daß in Verbindung mit der Distanzier-urd Zentrierhülse dic Ankerhülse an beiden ändern bzw Enden im Sackloch zentriert wird und gleichzeitig, da sich die Lamellen in der rauhen Wandung des Sacklochs verhaken,eine Spannung auf die Ankerhülse ausgeübt, sodaß. sie während des Injizierens stets in ihrer Position fixiert bleibt.
Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß das Aontageelement eire Schrube ist und das Vorspannungs - und Zentrierelement kegelstumpfförmig ausgebildet ist und ,us zzei über federnde Stege miteinander verbundene Ringscheiben besteht, sie gegen das Bauteil und den Schraubenkopf unter Vorspannung anstehen. Es kann auch ein konusförmiger Körper seinmit einer Öffnung für die austretende Luft und überschüssige Injektionsmasse. Erfindung wesentlich ist in jedem Fall, daß das Montageelement aus einem Werkstoff besteht, der sich nicht mit der injektionsmce verbindet bzw eine Beschichtung us einen derartigen Material in der Kontakt zone mit der Injektionsmasse aufweist.
Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung naher erlautert.
Es zeigen: Fig la - ic das erfindungsgemäße Verfahren und Fig 2 bis 4 Ausführungsbeispiele für die erfindangsgemä-ße Ankernülse.
In Fig 1 bis ic ist mit 1 eine Ankerhülse bezeichnet, die aus einem Rohrabschnitt besteht und in dem Sackloch 2 (des Bauteils 3 distanziert zum Boden 4 des Sackloches und distanziert zu dessen Wandung 5 unter Ausbildung des Ringspaltes 6 angeordnet ist.Die Ankerhülse hat eine Zone 7 mit einem innengewinde 8 im Bereich der Wandfläche 9.In die Ankerhülse tucht die Injektionsdüse 10a der trans retten Kartusche10, in der ein verschiebbarer Kolben ii mittels der als Uandhabe ausgebildeten Kolbenstange geführt ist.In der Kartusche befindet sich eine aushärtbare Injektionsmasse auf der Basis eines Gemisches aus einem formulierten Epoxidharz und Härter.
Die Injektionsdüse taucht in die Ankerhülse so tief ein, daß sie über das Gewinde hinausragt, sodaß sichergestellt ist, daß nach Beendigung des Injiziervorganges und Zurückziehen der Injektionsdüse der innere Bereich der Ankerhüse in der Zone des innengewindes frei von Injektionsmasse ist. In der gezeigten Stellung steht die Injektionsdüse unter leichtem Druck gegen die innenwandung der Ankerhtilse an.
Die Injektionsmasse wird unter Druck von den Kolben in die Ankerhülse eingeschobentritt durch ihre endseitige Öffnung aus , umströmt die Kante 14 der Ankerhülse und verdrängt unter gleichzeitigem Ausfüllen des Ringspaltes die in ihm befindliche luft ( Fig 1b ).
Nach vollständigem Füllen des Ringspaltes wird die Injektionsdüse entfernt, wobei der Innenbereich der Ankerhülse im Bereich des innengewindes frei von injektionsmasse ist ( Fig lc).
Die Ankerhülse in den Fig 1a bis lc hat den Nachteil, daß sie mittels der Injektionsdüse in der zentrierten Stellung gehalten werden nuß, wobei gegen Ende des Injizierens ein erhöhter Druckauf die Injektionsmasse auszuüben ist, da der Strömungswiderstand der Injektionsmasse im Ring palt ansteigt.
Aus diesen Gründen ist es vorteilhsft,Ankerhülsen gemäß den Fig 2 ff vorzusehen.
aemäß Fig 2a hat die Wandung der AnkerhUlse 15 Durchtrittsbohrungen 16 für die iiijektionsmasse , wobei am Rande, der beim Injizieren der injektionsdüse zugekehrt ist, eine von Durchtritssöffnungen freie Ringzone der Breite a vorgesehen ist.Die Durchtrittsbohrungen sind als Öffnungen ausgebildet, deren Durchmesser in Strömungsrichtung zunimmt.Zusätzlich sind in Endabschnitt der Ankerhülse vom Rande 17 ausgehende schlitzförmige,Ausnehmungen vorge-- ehen.
Gemäß Fig 2b steht dieAnkerhülse 16 mit ihrem Rand 17 gegen den Boden des backloches an.Beim injizieren strömt die Injektionsmasse über die Ausnehmungen 18 und über die in ihrer Nähe befindlichen Durchtrittsöffnungen mit dem größten Durchmesser in den Ringspalt und erst im weiter.n Verlauf des Injizierens über die anderen Durchtrittsöffnungen in diesen eic, vobei das Luftpolster aus dem Ringspalt verdrängt wird.Die von Durchtrittsöffnungen freie Ringzone bewirkt, daß sich ein Druck in der injektionsmasse beim allmählichen Auffüllen des dingspaltes aufbaut, sodaß im Bereich des vorderen Randes 19 keine Lufteinschlüsse auftreten können.
Um diesen Druckaufbau sicherzustellen, ist v.ie aus Fig2b er-sichtlich, die Breite a der Ringzone viel größer als die Breite b des Ringspaltes.und auch größer als der größe Abstand der Durchtrittsöffnungen in Injektionsrichtung voneinander Die Ankerhülse in Fig 3 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig 2 dadurch, daß die Durchtrittsöffnungen Schlitze 20 sind, die in Strömungsrichtung, d.h. in Richtung zum Rand 17, eine größere Breite und länge haben, wobei diese Abmessungen in Richtung dieses Randes zunehmen.
Die Ankerhülse in Fig 4a,4b weist ebenfal]s Durchtrittsbohrungen 22 auf, sowie eine von diesen Bohrungen freie Zone, die in Richtung zum vorderen Rand in einen abschnitt 24 von geringerem Durchmesser übergelt.
Weiterhin ist im Bereich des Bodens des Sackloches eine in den Endabschnitt der Ankerhülse ( Rand 26 ) einschiebare Distanzier- und Zentrierhülse 27 vorgesehen, die sich am Boden des Sackloches abstützende Steife 28 , sowie sich sowie an die Wandung von durchbohrten Stegen von Lochsteinen an die Wandung des Sackloches/abstutzende Lamellen 27 aufweist.Hierdurch ist es möglich,eine Ankerhülse mit durchgenendem Rand ohne Ausnehmungen18 (Fig 2a 2 am Boden dLS Sackloches abzustützen und gleichzeitg endseitig zu zentrieren. Zur Schaffung eines vcn der Innekticnsmasse freien Raumes im Bereich des Innengewindes 3 ist als Montageelement eine Scharube 34 mit durchgehender Bohrung 34' vorgesehen,die vährend des Injizierens in die Ankerhülse eingedreht ist.Auf der Ankerhülse ist ein Vorspanungs- und Montageelemnet für die Ankerhülse vorgesehen, die aus zvei RinOccheiben unterschiedlichen Durchmesses 30 und 31 besteht, die beide unter Ausbildung eines kegelstumpfförmigen Teiles durch Stege (3 aus elas tis chem Material miteinander verbunden sind.
em Fig 4b stützt sich die Ankerhülse über die Stege 28 am Boden des Bohrloches ab.Die lamellen 29 sind mit ihre Rand jeweils mit der Wandung des Eohrlcdes verhakt.
Die Schraube steht mit ihrem Kopf um einen vorgegebenen Betrag vor,wobei er für den Ring ein Widerlager bildet.
Die Ringscheibe 30 stützt sich an der Wand ab und übergreift den Rand des Sackloches, wobei eine Durchtrittsöffnung für die aus dem Sackloch austretende Luft und die überschüssige Injektiosnmasse gebildet ist, wie insbesondere aus Fig 4c ersichtlich ist.
Das Material für die Schraube muß derart gewählt sein, das es mit der Injektionsmasse keine Verbindung eingeht.
Es kann auch auf der Schraube eine entsprechende Schicht vorgesehen sein,z.B. aus Silikon; die Schraube kann auch aus PVC, PP oder Polyäthylen sein.
Es ist natürlich möglich, anstelle der Schraube einen durchbohrten Stopfen vorzusehen mit einer Ringwulst als Widerlager für die Scheibe.
In den Ausführungsbeispielen sind Ankerhülsen mit Innengewinde dargestellt, wobei als Befestigungsmittel Schraubbolzen bzw. Spindeln dienen.
Statt derartiger Innengewinde kann die Ankerhülse in diesem Bereich anders ausgebildet sein,z.B. derart , daß sie mit dem Befestigungsmittel eine Schnappverbindung eingeht.
Die Art dieser Verbindung ist völlig unabhängig von dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In Fig 4b ist die Ankerhülse nach dem Einbau in einen Hochlochstein dargestellt, wobeidie Distanzier- und Zentrierhülse extrem lange Lamellen hat.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum kraftschlüssigen Verbinden von Bauteilen mit mindestens einer Ankerhülse, dadurch gekennzeichnet 1 , dae in den Bautteil ein Sscklcch für die mittels einer aushartbaren Injektionsmasse mit dem Bauteil zu verbindene Ankerhülse gebohrt wird, die Ankerhülse in das Sackloch unter Ausbildung eines Ringspaltes vorgegebener Breite und in die Ankerhülse ein enne durchgehende Bohrung aufweisendes Montageelement zur Ausbildung eines von der Injektionsmasse freien Bereichs für ein Befestigungsmittel eingesetzt wird,die aushartbare Injektionsmasse in die Ankerhülse unter Füllen des Ringspaltes injiziert wird, das Montageelement entfernt und das Befestigungsmittel in den von der Injektionsmasse freien Abschnitt der Ankerhülse kraftschlüssig eingesetzt wird.
2. Ankerhülse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerhülse mindesterls eine Durchtrittsoffnung für die Injektionsmasse hat und der Strömungswiderstand der Durchtrittsöffnungen in Injektionsrichtung abnimmt.
3. Ankerhülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen Bohrungen (22) mit in Strömungsrichtung größer werdendem Durchmesser sind.
4. Ankerhülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtritts ffnungen Schlitze ( ) sind und ihre Länge und / Breite in Strömungsrichtung zunimmt ( zunehmen).
5. Ankerhülse nch ein der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Konstruktionsteil zu verbindende vordere Abschnitt der Ankerhülse eine von Durchtrittsöffnungen freie Zone hat und daß die Breite ( a ) dieser Zone größer ist als die Breite ( b ) des Ringspaltes zwischen den Sackloch und der einzusetzenden Ankerhülse und größer als der größte Abstand der Durchtrittsöffnungen in Injectionsrichtung veneinander.
6. Ankerhülse nach anspruch , dadurch uekerr.zeichnet, daß die Ankerhülse ausgehend von ihrem freien Rand (25) im Bereich dieser Zone verjüngt ist und der Ringspalt in diesem Bereich eine größere Breite hat.
7. Ankerhülse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der Ankerhülse vom Rande (26) ausgehende Ausnehmungen ( - ) hat.
8. Ankerhülse nach einem der Ansprüche 2 bis 7 gekennzeichnet durch eine mit dem Endabschnitt der Ankerhülse verbindbare, sich am Boden des Sackloches mit Stegen ( @ ) und an der Wandung des Sackloches mit biegsamen Lamellen (@ ) abstützende Distanzier- und Zentrierhülse (
9. Ankerhülse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, gekennzeichnet durch ein in den mit des Befestigungsmittel zu verbindenden abschnitt der Ankerhülse während des Inzjizierens eingesetzes, eine durchgehende Bohrung aufweisendes Montageelement zur Ausbildung eines von der Injektionsmasse freien Bereichs.
10.Ankerhülse nach einem der = sprache 2 bis 9.

gekenn- zeichnet durch ein auf dem Montageelement anordbares@ und zwischen diesem und dem Bauteil verspannbares Vorspannungs- und Zentrierelement für die Ankerhülse.
11. Ankerhülse nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß Montage element eie Schraube ist und das Vorspannungs - Zentrierelement kegelstumpfförmig ausgebildet ist und aus zwei über federnde Stege (32) miteinander verbundene Ringscheiben ( 30 und 31) besteht, die gegen des Bauteil bzw den Schraubenkoyf unter Vorspannung anstehen.