DE3139174A1

DE3139174A1 - Ankerbolzen

Info

Publication number: DE3139174A1
Application number: DE19813139174
Authority: DE
Inventors: Albert 7835 Tenigen Frischmann; Kurt 7835 Teningen Mermi; Danilo Ing.(grad.) 7830 Emmendingen Sternisa
Original assignee: Upat GmbH and Co; Upat Max Langensiepen KG
Current assignee: Upat GmbH and Co; Upat Max Langensiepen KG
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-04-21
Also published as: DE3139174C2

Description

BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Ankerbolzen mit einem Anschlußteil, einem Schaftabschnitt und einem Einsteckteil, durch das beim Eindrehen des Ankerbolzens in ein mit einer Mörtelpatrone gefülltes zylindrisches.Bohrloch eine konische Hinterschneidung erzeugbar ist.
Bei einem solchen in der DE-OS 29 41 769 beschriebenen Ankerbolzen wird die konische Hinterschneidung durch Zusammenwirken einer Profilierung auf dem Einsteckteil und in der Mörtelpatrone vorhandenen Abriebkörnern erzeugt. Dabei führt der Ankerbolzen eine taumelnde Bewegung aus, bei der das Einsteckteil mit seiner Profilierung auf eine; nicht genau definierten Bahn bewegt wird. Die Abriebkörner der Mörtelpatrone werden zur Erzeugung der Hinterschneidung während der. Eindrehbewegung streckenweise mit einer Bewegungskomponente in Umfangsrichtung erfaßt und infolge ihrer Anlage am Einsteckteil an der Lochwandung der zylindrischen Vorbohrung entlang gezwängt. Die genaue Form der Hinterschneidung läßt sich nicht vorherbestimmen und es ist nicht ausgeschlossen, daß deren Querschnitt oval statt rund ist.
Bei verschiedenen Anwendungen, beispielsweise bei einer Verankerung in der sogenannten Rißzone, ist jedoch eine definierte Hinterschneidung erwünscht. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Hinterschnitt kreissymmetrisch ist, da nicht vorhergesehen werden kann, in welcher Richtung die möglicherweise auftretenden Risse verl aufen werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ankerbolzen der eingangs genannten Art zu schaffen, der es gestattet, ohne Einsatz von Abriebkörnern eine definierte, reproduzierbare Aufweitung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einsteckteil des Ankerbolzens einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, in den ein axial verschiebbarer Spreizkeil mit seinem verjüngten Ende hineinragt und daß wenigstens zwei sich radial gegenüberliegende Einsätze am vom Schaftabschnitt wegweisenden Ende des Einsteckteil radial über dessen Umfang hinausragend angeordnet sind.
Beim Setzvorgang zerstört der Spreizkeil zunächst die im Bohrloch befindliche Kunstharz-Mörtelpatrone und erreicht schließlich den- Bohrgrund. Unter drehendschlagender Bewegung und stetigem axialem Druck wird dann das Einsteckende mit den überstehenden Einsätzen über den im Bohrloch aufstehenden Spreizkeil geschoben.
Hierbei werden die Einsätze gegen die Bohrlochwandung gepreßt und tragen das Material des Befestigungsgrundes so ab, daß ein Hinterschnitt entsteht. Der Spreizkeil wird dabei so weit in den Schlitz eingetrieben, bis er am geschlossenen Schlitzende anliegt. Ist dieser Punkt erreicht, so hat der Ankerbolzen seine größtmögliche Spreizung erreicht und den definierten Hinter schnitt erzeugt.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Einsätze, als runde Hartmetallstifte ausgebildet, die in sich radial erstreckenden Aufnahmebohrungen eingelötet, eingeklebt oder eingepreßt sind. Um ein Abziehen des Einsteckteils des bereits im Bohrloch verankerten Ankerbolzens vom Keil zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahmebohrungen sich radial durchgehend bis zum Schlitz erstrecken und die Hartmetallstifte in diesen radial verschiebbar geführt sind. Die Hartmetallstifte rutschen nach Erreichen der größtmöglichen Spreizung in Ausnehmungen hinein, die jeweils am vorderen Ende der Keilflächen des Spreizkeils ausgebildet sind. Durch das Eingreifen der innen liegenden Enden der Hartmetallstifte wird ein Abziehen des Ankerbolzens vom Spreizkeil wirksam verhindert. Die Ausnehmungen können dabei die Gestalt von Absätzen oder von quer zu den Keilflächen verlaufenden Nuten haben.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Ankerbolzens hat auch noch den Vorteil, daß auf Zuschlagstoffe in der einzugebenden Mörtelpatrone verzichtet werden kann, da der Abraum als Zuschlagstoff verwendbar ist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Spreizkeil einen Ansatz mit parallel verlaufenden Flächen aufweist, so daß der Spreizkeil in den Schlitz des Einsteckteils eingeklemmt werden kann und der Verbraucher den Ankerbolzen und den Spreizkeil komplettiert erhält. Die Breite des Spreizkeils ist etwas geringer als der Außendurchmesser des Einsteckteils. Die optimale Größe des Keilwinkels für den Spreizkeil ist abhängig von der Härte des Befestigungsgrundes, von der Materialqualität des Ankerbolzens und der Länge des Spreizkeils. Ein günstiger Keilwinkel bei einem Befestigungsgrund aus Beton liegt im Bereich von 2" bis 60. Eine gute Zertrümmerung der Mörtelpatrone und Durchmischung des Kunsthartmörtels wird dadurch erreicht, daß der Spreizkeil an seinem vom Ankerbolzen wegweisenden Ende eine Dachschneide aufweist. Zusätzlich können an der Stirnseite des Ankerbolzens Mischzähne vorgesehen sein.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 Den erfindungsgemäßen Ankerbolzen im Bereich der Mündung eines Bohrloches vor dem Zertrümmern der Mörtelpatrone in einer Seitenansicht, die Mörtelpatrone teilweise geschnitten, Fig.2 das Einsteckteil des'Ankerbolzens nach Fig. 1 in einer vergrößerten Seitenansicht, Fig. 3 den Ankerbolzen gemäß Fig. 1 in einem Zwischenstadium beim Einsetzen in ein Bohrloch, in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt, Fig. 4 den Ankerbolzen im eingesetzten Zustand in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 5 das Einsteckteil eines anderen Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Ankerbolzens im Schnitt in einer Seitenansicht, wobei links ein Zwischenstadium und rechts das Endstadium während der Erzeugung des Hinterschnitts dargestellt ist, und Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ankerbolzens in einer der Fig. 5 entsprechenden Darstellung.
Der insgesamt mit 1 bezeichnete Ankerbolzen besteht im wesentlichen aus einem Anschlußteil 2, einem glatten Schaftabschnitt 3 und einem Einsteckteil 4. Das Anschlußteil 2 ist mit einem Außengewinde 5 versehen und mit einem überstehenden Mitnehmerelement 7 verbunden, das als schraubenkopfartiger Sechskantzapfen ausgebildet ist und über einen Übergang 8 verfügt, der eine Kerbwirkungen vermeidende Neigung aufweist.
Am einsteckseitigen Ende des Ankerbolzens 1 ist das Einsteckteil 4 mit einer in Fig. 1 sichtbaren Profilierung 9 versehen, die am schaftseitigen Auslaufende eine Schulter 28 bildet. Diese Profilierung 9 kann sägezahnförmig, trapezförmig, spitzförmig ausgebildet sein oder auch völlig fehlen, wenn wie unten beschrieben Hartmetallstifte 30, Keramikstifte oder sonstige geeignete Einsätze verwendet werden. Falls eine Durchsteckmontage erwünscht ist, ist der Außendurchmesser der Profilierung 9 bzw. der Außendurchmesser des glatten Einsteckteils 4 kleiner als der Gewinde-Nenndurchmesser des Außengewindes 5.
Wie in den Fig. 1 und 2 gut erkennbar ist, verfügt der Ankerbolzen 1 über einen Schlitz 10, der sich vom vorderen Ende des Ankerbolzens 1 ausgehend axial und mittig durch das Einsteckteil 4 bzw. die Profilierung 9 bis in den glatten Schaftabschnitt 3 erstreckt. Der Schlitz 10 ist als Ausnehmung ausgebildet, die sich diametral durch das Einsteckteil 4 erstreckt. Falls eine Profilierung 9 vorgesehen ist, erstreckt sich diese mindestens über zwei Drittel der Länge des Schlitzes 10.
Die Stirnfläche 11 des Einsteckteils 4 verläuft im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Ankerbolzens 1 und kann mit in der Zeichnung nicht dargestellten Mischzähnen bestückt sein, Ein Spreizkeil 13 ragt mit seinem Ansatz 14 in den Schlitz 10. Der Ansatz 14 hat eine Dicke, die gleich der Weite des Schlitzes 10 ist und verfügt über zwei parallel zueinander verlaufende Flächen 15, 16, die gegen die Innenseiten des Schlitzes 10 anliegen.
Fig. 1 zeigt, wie der Spreizkeil 13 im Schlitz 10 eingeklemmt werden kann, um dem Verbraucher den Ankerbolzen 1 und den Spreizkeil 13 komplettiert zu liefern.
Die Klemmung kann durch genaue Anpassung der Dicke des Ansatzes 14 an die lichte Weitedes Schlitzes erreicht werden oder auch dadurch, daß der Spreizkeil 13 ein wenig mit seinen Keilflächen 17, 18 in den Schlitz 10 eingepreßt wird.
Die Keilflächen 17, 18 des Spreizkeils 13 bilden einen Keilwinkel, der beispielsweise für einen Befestigungsgrund aus Beton 2 e bis 60 beträgt. Die Keilflächen 17, 18 enden an der dem Ansatz 14 gegenüberliegenden Seite in einer Dachschneide 19, die den Glaskörper einer Kunsthartz-Mörtelpatrone 20 zerstören und eine gute Durchmischung der Mörtelmasse bewerkstelligen soll.
Außerdem wird durch die Dachschneide 19 eine Verminderung der Reibungskräfte erzielt, wenn der Spreizkeil 13 auf dem Bohrlochgrund 24 der insbesondere in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Bohrung 21 aufsitzt. Zweckmäßig ist die Breite des Spreizkeils 13 etwas geringer als der Außendurchmesser des glatten Einsteckteils 4 bzw. der Profilierung 9.
Der Ankerbolzen 1 ist aus härtbarem Stahl gefertigt, wobei er durchgehärtet sein kann oder eine harte Oberfläche mit zähelastischem Kern aufweist. Als Ausgangswerkstoff für den Spreizkeil 13 kommt vorzugsweise einsatzgehärteter oder durchgehärteter Stahl in Betracht, jedoch kann er auch aus Hartmetall oder Keramik hergestellt sein.
Die Gesamtlänge des Spreizkeils 13 entspricht im wesentlichen der Länge des Schlitzes 10. Zur Verminderung der Reibungskräfte zwischen dem Ansatz 14 des Spreizkeils 13 und der Wandung des Schlitzes 10 kann der Spreizkeil.l3 oder der Schlitz 10 auch mit einem Gleitmittel beschichtet sein.
Wie in den Fig. 1 bis 4 und insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Einsteckteil 4 am äußeren Ende zwei sich im rechten Winkel zum Schlitz 10 erstreckende radiale Sacklochbohrungen 31 auf, in die Hartmetallstifte 30 eingesetzt sind. Das Profil der Hartmetallstifte 30 ist vorzugsweise rund, kann jedoch beliebig sein. Als Material für die Metallstifte 30 wird Hartmetall, Keramik oder gehärteter Stahl verwendet. Die Befestigung der Hartmetallstifte 30 in den Sacklochbohrungen 31 erfolgt durch Löten, Aufkleben oder Einpressen. Der Durchmesser der Hartmetallstifte 30 ist auf den Außendurchmesser des Ankerbolzens 1 abgestimmt, wobei die Hartmetallstifte 30 radial über den Umfang des Einsteckendes 4 bzw. der Profilierung 9 hinausragen.
Bei glatt und zylindrisch ausgebildetem Einsteckende bewirken die Hartmetallstifte 30 alleine den Materialabtrag zur Erzeugung eines Hinterschnittes. Sind keine Hartmetallstifte vorhanden, so übernimmt die Profilierung 9 diese Aufgabe. Falls, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, sowohl die Profilierung 9 als auch die Hartmetallstifte 36 vorgesehen sind, unterstützt die Profilierung 9 die Durchmischung der Mörtelmasse.
Während Fig. 1 den Beginn des Einsetzvorganges des Ankerbolzens 1 in eine Bohrung 21 zeigt, zeigt Fig. 3 den Ankerbolzen während des Einßetzvorgangs und Fig. 4 den Ankerbolzen 1 nach Beendigung des Einsetzvorgangs.
Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist der Ankerbolzen 1 gleichzeitig Befestigungsmittel und Aufweitwerkzeug für die Erzielung eines Hinterschnittes 22 im Tiefsten der zylindrischen Bohrung 21.
Als Vorbereitung für den Setzvorgang wird zunächst die zylindrische Bohrung 21 in einen Befestigungsgrund 23 eingebracht. Danach wird die Kunstharz-Mörtelpatrone 20 in die Bohrung 21 eingeschoben, bevor der Ankerbolzen 1 zusammen mit dem im Schlitz 10 eingeklemmten Spreizkeil 13 in die Bohrung 21 unter drehend-schlagender-Bewegung und stetigem axialem Druck eingeführt wird, wobei eine Zerstörung der Mörtelpatrone und eine Vermischung ihres Inhalts erfolgt. Zur Verhinderung eines vorzeitigen Aufspreizens des Einsteckteiles 4 beim Zertrümmern der Mörtelpatrone 20 sind am Ansatz 14 des Spreizkeils 13 Schultern 35 ausgebildet, wie in Fig. 2 sichtbar ist. Sobald die Spitze des Spreizkeils 13 den Bohrlochgrund 24 erreicht hat, wird der Einsteckteil 4 ganz über den in der Bohrung 21 aufstehenden Spreizkeil 13 geschoben. Hierbei werden je nach der Ausbildung des Einsteckteils 4 die Profilierung 9 und/oder die Hartmetallstifte 30 des Ankerbolzens 1 gegen die Wandung der Bohrung 21 gepreßt und bewirken eine Aufweitung entsprechend den Maßen des Materialabtrags. Der Spreizkeil 13 wird im Verlauf der Erzeugung des Hinterschnitts so weit in den Schlitz 10 eingetrieben, bis der Ansatz 14 am geschlossenen Ende des Schlitzes 10 anliegt, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Beim Erreichen dieses Zustandes hat der Ankerbolzen 1 seine größtmögliche Spreizung erreicht, wobei der beabsichtigte Hinterschnitt 22 erzeugt ist und eine formschlüssige Verbindung hergestellt worden ist. Durch die Schulter 28 wird der Verbund, d.h. die Mörtelmasse 29 abgestützt, was einen geringeren Anfangs schlupf bewirkt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Durchsteckmontage ausgeführt. Der zu befestigende Gegenstand 25 wird mit Hilfe einer Mutter 26 und einer Unterlegscheibe 27 gegen die Oberfläche des Befestigungsgrundes 23 angedrückt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Ankerbolzens 1, bei denen statt der Sacklochbohrungen 31 (Fig. 2)durchgehende Aufnahmebohrungen 32 am vorderen Ende des Einsteckteils 4 vorgesehen sind. Die Hartmetallstifte 30 sind gegenüber dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verlängert und können in den durchgehenden Aufnahmebohrungen 32 gleiten. Während des Aufweitvorganges liegen sie gegen die Keilflächen 17 und 18 des Spreizkeils 13 an und rutschen nach Erreichen der größtmöglichen Spreizung in jeweils zugeordnete Ausnehmungen in der Nähe der Dachschneide 19 des Spreizkeils 13.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen in Gestalt von Absätzen 33 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind stattdessen Nuten 34 vorgesehen, die sich quer zur Längsachse der Keilflächen 17 und 18 des Spreizkeils 13 erstrecken und eine Breite haben, die ausreichend für ein Einrasten der innenliegenden Enden der Hartmetallstifte 30 ist.
Durch diese Maßnahmen wird verhindert, daß das Einsteckteil 4 des bereits im Bohrloch verankerten Ankerbolzens 1 vom Spreizkeil 13 abgezogen werden kann. Über die in den Absätzen 33 bzw,. den Nuten 34 eingerasteten Hartmetallstifte 30 wird bei einem axialen Zug in Keilrichtung des Spreizkeils 13 eine Mitnahme des Spreizkeils 13 sichergestellt, so daß.es nicht möglich ist, den aufgeweiteten Einsteckteil 4 vom Spreizkeil 13 abzuziehen und durch die in Auszugsrichtung enger werdende Bohrung wieder zusammenzudrücken.
Das bevorzugte Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Ankerbolzens 1 ist eine Verankerung in der sogenannten Rißzone. Der Verlauf von Rissen in einem Befestigungsgrund ist unberechenbar und es besteht somit die Gefahr, daß solche Risse quer durch eine Befestigungsbohrung laufen und deren Durchmesser vergrößern. Bei dem erfindpngsgemäßen Ankerbolzen 1 ist durch die Hinterschneidung oder Hintergreifung im Bohrlochtiefsten noch genügend Resthaltekraft vorhanden, um den Ankerbolzen 1 trotz einer möglichen Lockerung in der Bohrung 21 am Herausfallen zu hindern, wenn ein Riss unmittelbar durch die Bohrung 21 verläuft.
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Claims

Ankerbolzen PATENTANSPRÜCHE Ankerbolzen mit einem Anschlußteil, einem Schaftabschnitt und einem Einsteckteil, durch das beim Eindrehen des Ankerbolzens in ein mit einer Mörtelpatrone gefülltes zylindrisches Bohrloch eine konische Hinterschneidung erzeugbar ist, dadurch c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß das Einsteckteil (4) einen axial verlaufenden Schlitz (10) aufweist, in den ein axial verschiebbarer Spreizkeil (13) mit seinem verjüngten Ende (14) hineinragt und daß wenigstens zwei sich radial gegenüberliegende Einsätze (30) an vom Schaftabschnitt (3) wegweisenden Ende des Einsteckteils (4) radial über dessen Umfang hinausragend angeordnet sind.
2. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (30) Hartmetallstifte mit rundem Profil sind, die in sich radial erstreckenden Aufnahmebohrungen (31, 32) angeordnet sind.
3. Ankerbolzen nach Anspruch 2, dadurch gek e n n z e i ch ne t, daß die Aufnahmebohrungen Sacklochbohrungen (31) sind, in denen jeweils ein Hartmetallstift (30) befestigt ist.
4. Ankerbolzen nach Anspruch 2, dadurch gek e n n z e i c h n e t , daß die Aufnahmebohrungen (32) sich radial durchgehend bis zum Schlitz (10) erstrecken und die Hartmetallstifte (30) in diesem radial verschiebbar geführt sind.
5. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckteil (4) eine Profilierung (9F aufweist, deren Länge mindestens zwei Drittel der Länge des Schlitzes (101 beträgt.
6. Ankerbolzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (92 am schaftseitigen Auslaufende eine Schulter (28) aufweist.
7. Ankerbolzen nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g ek e n nz e i c h n e t , daß der Spreizkeil (13) einen Ansatz (14) mit parallel verlaufenden Flächen (15) aufweist, deren Dicke gleich der Schlitzweite ist.
8. Ankerbolzen nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breite des Spreizkeils (13) etwas geringer als der Außendurchmesser des Einsteckteils (4) ist.
9. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spreizkeil (13) an seinem vom Einsteckteil (4) wegweisenden Ende eine Dachschneide (19) aufweist.
10. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g ek e n n z e ic h n e t , daß die Gesamtlänge des Spreizkeils (13) und des Ansatzes (14) gleich der Länge des Schlitzes (10) ist.
11. Ankerbolzen nach Anspruch 4 und 10, dadurch g ek en n z e i c hne t , daß der Spreizkeil (13) am vorderen Ende der Keilflächen (17, 18) jeweils eine Ausnehmung (33, 34) aufweist, deren Breite mindestens gleich dem Durchmesser der Hartmetallstifte (30) ist.
12. Ankerbolzen nach Anspruch 11, dadurch gek e n n z e i c h n e t, daß die seitlichen Berandungen der Ausnehmungen (33, 34) mit den Keilflächen (17, 18) einen rechten Winkel bilden.
13. Ankerbolzen nach Anspruch 12, dadurch gek e n n z e i c h n e t , daß die Ausnehmungen Absätze (33) am vorderen Ende des Spreizkeils (13) sind.
14. Ankerbolzen nach Anspruch 12, dadurch gek e n n z e i ch ne t, daß die Ausnehmungen jeweils quer zu den Keilflächen (17, 18) verlaufende Nuten (34) sind.
15. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansatz (14) an dem zu den Keilflächen (17, 18) weisenden Ende auf beiden Flächen (15; 16) eine Schulter (35) aufweist.