DE3139174C2 - Ankerbolzen - Google Patents

Abstract

Ein Ankerbolzen verfügt über ein Anschlußteil, einen glatten Schaftabschnitt und ein mit überstehenden Hartmetalleinsätzen und/oder einer Profilierung versehenes Einsteckteil. Das Einsteckteil weist einen axial verlaufenden Schlitz auf, in den ein verschiebbarer Spreizkeil hineinragt. Beim Setzvorgang sitzt der Spreizkeil auf dem Bohrlochgrund auf und weitet das mit Hartmetalleinsätzen ausgerüstete Einsteckteil auf, wobei die mit einer Mörtelpatrone gefüllte ursprünglich zylindrische Bohrung mit einer konischen Hinterschneidung versehen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ankerbolzen mit einem Anschlußteil, einem glatten Schaftabschnitt und einem Einsteckteil, das einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, in den ein axial verschiebbarer Spreizkeil mit seinem verjüngten Ende hineinragt, und durch das beim Eindrehen des Ankerbolzens in ein mit einer Mörtelpatrone füllbares zylindrisches Bohrloch eine konische Hinterschneidung im Bohrlochtiefsten erzeugbar ist.

Ein derartiger Ankerbolzen ist in der nachveröffentlichten DE-OS 31 24 244 beschrieben und gestattet es, eine Aufweitung des zylindrischen Bohrlochs mit Hilfe einer am Einstecktteil vorgesehenen Profilierung vorzunehmen. Die mit Hilfe des Spreizkeils erzeugte Kraft verteilt sich auf eine verhältnismäßig große Andruckfläche zwischen der Profilierung und der Bohrlochwand, so daß der Anpreßdruck klein bleibt. Aus diesem Grunde ist die zum Aufweiten benötigte Zeit verhältnismäßig

lang.

Aus der DE-OS 29 41 769 ist ein Ankerbolzen bekannt, bei dem die konische Hinterschneidung durch das Zusammenwirken einer Profilierung mit Abriebkörnern erzeugt wird. Dabei führt der Ankerbolzen eine taumelnde Bewegung aus, bei der das Einsteckende mit seiner Profilierung auf einer mehr oder weniger definierten Bahn bewegt wird. Die Abriebkörner der Mörtelpatrone werden bei dem bekannten Ankerbolzen

ίο 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 ergibt sich zufällig, wobei statt eines runden Querschnitts durch die Hinterschneidung ein ovaler Querschnitt auftreten kann.

Aus dem DE-GM 69 12 909 ist ein Ankerbolzen bekannt, der es gestattet, mit Hilfe eines speziell ausgebildeten keilförmigen Elementes in einem ersten Arbeitsgang eine zylindrische Bohrung zu erzeugen und in ei-■nem zweiten Arbeitsgang den Ankerbolzen mit Hilfe des auch als Spreizkeil verwendbaren keilförmigen Elementes nach dem Schlagbohrdübelprinzip zu verankern. Die Befestigung ergibt sich dadurch, daß die Spreizschenkel des Ankerbolzens in die Bohrlochwand gedrückt werden und infolge des Spreizdrucks ein Kraftschluß erzeugt wird. Verwendet man diesen bekannten Ankerbolzen zur Verankerung in der sogenannten Rißzone, so führt ein Riß zum Verlust der Befestigung, da der durch den Spreizdruck bewirkte Reibschluß infolge einer bereits geringen Durchmesservergrößerung des Bohrloches verloren geht.
Bei einem in der FR-PS 9 70 861 beschriebenen Gewindeeinsatz ist eine außen glatte zylindrische Hülse vorgesehen, die im Innern ein Innengewinde zum Einschrauben eines Schraubenbolzens aufweist. Zur Verankerung der glatten zylindrischen Hülse in einem zylindrischen Bohrloch werden vier radial durch die Außenwand der Hülse heraustreibbare Verankerungsstifte verwendet, die beim Einschrauben eines Hilfswerkzeuges in das Innengewinde durch eine konische Spitze des Hilfswerkzeugs nach außen getrieben werden und sich im umgebenden Wandmaterial verkrallen, um dadurch eine Drehbewegung der Hülse zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch Eindrehen setzbaren Ankerbolzen zu schaffen, der es gestattet, mit hoher Geschwindigkeit ohne Einsatz von Abriebkörnern und ohne Verpressung des Wandmaterials eine definierte, reproduzierbare Aufweitung zu schaffen, die frei von Spreizdruck ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Einsteckteil an dem vom Schaftabschnitt wegweisenden Ende des Einsteckteils wenigstens zwei in radial verlaufenden Aufnahmebohrungen angeordnete, sich radial gegenüberliegende sowie radial über den Umfang des Einsteckteils hinausragende harte Abtragwerkzeugeinsätze vorgesehen sind.

Dadurch, daß die Abtragwerkzeugeinsätze radial über den Umfang des Einsteckteils hinausragen, gelangen diese beim Aufspreizen zunächst alleine mit der Innenwand des zylindrischen Bohrloches in Berührung. Die durch den Spreizkeil erzeugte Spreizkraft wird somit auf die Verhältnismäßig kleinen Stirnflächen der Abtragwerkzeugeinsätze verteilt, was zu einem hohen Anpreßdruck und damit zu einem schnellen Abräumen des Materials an der Bohrlochwand führt. Da die Bohrlochwandung lediglich im verhältnismäßig kleinen Be-

reich der Stirnfläche der Abtragwerkzeugeinsätze belastet wird, erfolgt nicht nur eine schnelle, sondern auch eine besonders schonende Aufweitung für empfindliche Materialien. Im aufgeweiteten Bohrloch findet der Ankerbolzen schließlich aufgrund eines Formschlusses Halt, ohne daß ein Spreizdruck zur Verankerung erforderlich ist.

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die Abtragwerkzeugeinsätze aus Hartmetalls'iften mit rundem Profil. Um zu verhindern, daß das Einsteckteil eines bereits im Bohrloch verankerten Ankerbolzens vom Spreizkeil abgezogen werden kann, kann es vorgesehen sein, im Spreizkeil den Hartmetallstiften zugeordnete Ausnehmungen vorzusehen, damit diese dort nach dem Aufspreizen einrasten können. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

Fig. I den erfindungsgemäßen Ankerbolzen im Bereich der Mündung eines Bohrloches vor dem Zertrümmern der Mörtelpatrone in einer Seitenansicht, die Mörtelpatrone teilweise geschnitten,

F i g. 2 das Einsteckteil des Ankerbolzens nach F i g. 1 in einer vergrößerten Seitenansicht,

F i g. 3 den Ankerbolzen gemäß Fi g. 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,

F i g. 5 das Einsteckteil eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ankerbolzens im Schnitt in einer Seitenansicht, wobei links ein Zwischenstadium und rechts das Endstadium während der Erzeugung des Hinterschnitts dargestellt ist, und

F i g. 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 F i g. 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 F i g. 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.

F i g. 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 Dikke des Ansatzes 14 an die lichte Weite des 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° bis 6° beträgt. Die Keilflächen 17,18 enden an der dem Ansatz 14 gegenüberliegenden Seite in einer Dachschneide 19, die den Glaskörper einer Kunstharz-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 F i g. 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 13 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.

Die Hartmetallstifte 30 bewirken den Materialabtrag zur Erzeugung eines Hinterschnittes. Falls, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, das Einsteckteil 4 eine Profilierung 9 aufweist, unterstützt diese die Durchmischung der Mörtelmasse.

Während Fig. 1 den Beginn des Einsetzvorganges des Ankerbolzens 1 in eine Bohrung 21 zeigt, zeigt Fi g. 3 den Ankerbolzen während des Einsetzvorgangs und Fig.4 den Ankerbolzen 1 nach Beendigung des Einsetzvorgangs. Wie aus den F i g, 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 2! unter drehend-schlagender Bewegung und stetigem axialen 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 F i g. 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 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 formschiüssige Verbindung hergestellt worden ist. Durch die Schulter 28 wird der Verbund, d. h. die Mörtelmasse 29 abgestützt, was einen geringeren Anfangsschlupf bewirkt.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Durchsteckmonlage ausgeführt. Der zu befestigende Gegenstand 25 wird mit Hilfe einer Mutter 26 und einer Unterlegscheibe 27 gegen die Oberfläche des Befestigungsgrundes 23 angedrückt.

Die F i g. 5 und 6 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Ankerbolzens 1, bei denen statt der Sacklochbohrungen 31 (F i g. 2) durchgehende Aufnahmebohrungen 32 am vorderen Ende des Einsteckteils 4 vorgesehen sind. Die Hartmetallstifte 30 sind gegenüber dem in den F i g. 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 F i g. 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. Ober 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 erfindungsgemäßen Ankerbolzen 1 ist durch die Hinterschneidung oder Hintergreifung im Bohrlochtiefsten noch genügend Resthaltekraft vorhanden, um den Ankerbolzen 1 trotz einer möglichen Lokkerung in der Bohrung 21 am Herausfallen zu hindern, wenn ein Riß unmittelbar durch die Bohrung 21 verläuft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Ankerbolzen mit einem Anschlußteil, einem glatten Schaftabschnitt und einem Einsteckteil, das einen axial verlaufenden Schlitz aufweist, in den ein axial verschiebbarer Spreizkeil mit seinem verjüngten Ende hineinragt, und durch das beim Eindrehen des Ankerbolzens in ein mit einer Mörtelpatrone füllbares zylindrisches Bohrloch eine konische Hinterschneidung im Bohrlochtiefsten erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsteckteil (4) an dem vom Schaftabschnitt (3) wegweisenden Ende des Einsteckteils wenigstens zwei in radial verlaufenden Aufnahmebohrungen (31,32) angeordnete, sich radial gegenüberliegende sowie radial über den Umfang des Einsteckteils (4) hinausragende harte Abtragwerkzeugeinsätze (30) vorgesehen sind.

2. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragwerkzeugeinsätze (30) Hartmetallstifte mit rundem Profil sind.

3. Ankerbolzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen Sacklochbohrungen (3t) sind, in denen jeweils ein Hartmetallstift (30) befestigt ist

4. Ankerbolzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (32) sich radial durchgehend bis zum Schlitz (10) erstrecken und die Hartmetallstifte (30) in diesen radial verschiebbar geführt sind.

5. Ankerbolzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 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.

6. Ankerbolzen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Berandungen der Ausnehmungen (33,34) mit den Keilflächen (17,18) einen rechten Winkel bilden.

7. Ankerbolzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen Absätze (33) am vorderen Ende des Spreizkeils (13) sind.

8. Ankerbolzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen jeweils quer zu den Keilflächen (17, 18) verlaufende Nuten (34) sind.