DE3346537C2

DE3346537C2 -

Info

Publication number: DE3346537C2
Application number: DE3346537A
Authority: DE
Inventors: Armin 8123 Peissenberg De Herb
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1992-06-04
Also published as: US4636123A; GB2151739A; GB2151739B; DE3346537A1; GB8429009D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreizanker mit Ankerstange, Spreizkörper und Spreizschalen, wobei die Ankerstange der Lastbefestigung und der Axialverschiebung des sich in Setz richtung erweiternden Spreizkörpers gegenüber den Spreiz schalen dient und der Spreizkörper eine von der geschlossenen Kreisform abweichende Mantelkontur aufweist, die aus in Umfangsrichtung einander grenzenden konvexen, in Axialrichtung geradlinig sich erstreckenden Bogenflächen besteht.

Bekannte Spreizanker werden in einer Aufnahmebohrung befestigt, indem entgegen der Setzrichtung mit Hilfe einer Anker stange ein in der Regel sich kegelig erweiternder Spreiz körper in Spreizschalen eingezogen wird. Dabei läuft die in Setzrichtung sich erweiternde Mantelkontur des Spreizkörpers an den Spreizschalen auf und verspannt diese gegen die Wan dung der Aufnahmebohrung.

Ein Spreizanker der vorgenannten Art ist aus der GB 20 48 419 bekannt. Bei diesem bekannten Spreizanker verlaufen die Krümmungsflächen des Spreizkörpers zum verjüngten Ende hin mit einer stets zunehmenden Krümmung. Wird zum Verspannen des Spreizankers der Spreizkörper in die Spreizschalen hin eingezogen, verändert sich die zunächst vorhandene flächige Auflage der Spreizschalen auf dem Spreizkörper in eine Linien berührung. Dadurch werden die Spreizschalen während des Einziehens des Spreizkörpers aufgrund der sich ändernden wirksamen Krümmung am Spreizkörper verformt, das heißt bei kegelig sich erweiterndem Spreizkörper aufgeweitet. Dies führt zu einem Verklemmen der Spreizschalen auf dem Spreiz körper; dadurch ist ein Mitverschieben der Spreizschalen mit dem Spreizkörper, ohne Erzielung eines brauchbaren Veran kerungswer tes, nicht ausgeschlossen. Das Verformen der Spreizschalen beim Verankerungsvorgang bedingt zudem das Aufbringen einer sehr hohen Zugkraft an der Ankerstange. Ein weiterer erheblicher Nachteil der auftretenden Verklemmung besteht in der dadurch zumeist nicht mehr erzielbaren Nachspreizung des Ankers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spreizanker zu schaffen, bei dem sich der Spreizkörper ohne das Risiko eines Verklemmens und mit geringen Zugkräften in die Spreizschalen einziehen läßt. so daß insbesondere auch ein verbessertes Nachspreizverhalten gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Bogenfläche entlang der Länge der Fläche des Spreizkörpers gleichbleibend gekrümmt ist und jeder Bogenfläche eine Spreizschale zugeordnet ist, deren Innenkontur der Bogen fläche entspricht.

Dank der gleichbleibenden Krümmung der über die gesamte Länge des Spreizkörpers sich geradlinig erstreckenden Bogenflächen und der Innenkontur der Spreizschalen kommt es beim Einziehen des Spreizkörpers zu keiner Verformung und somit zu keinem Ver klemmen der Spreizschalen. Vielmehr läßt sich der Spreizkörper mit kleinem Verschiebewiderstand zwischen die Spreizschalen einziehen und lenkt diese zur Verspannung gegen die Wandung der Aufnahmebohrung aus. Auf diese Weise tritt auch eine gleichmäßigere Verteilung des Spreizdruckes über die Länge der Spreiz schalen auf. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Spreizschalen durch die aufgrund der Bogenflächen unrunde Quer schnittsform des Spreizkörpers auf diesem gegen Verdrehen ge sichert sind.

Die Spreizschalen können beispielsweise über einen an diese entgegen der Setzrichtung anschließenden Hülsenbereich zusammen gehalten werden. Ebenso ist es möglich, die Spreizschalen durch Ringe oder dergleichen Haltemittel zu einem Schalenkranz zusammenzufügen.

Der Spreizkörper kann auf unterschiedliche Weise mit der Anker stange in Verbindung stehen. So kann beispielsweise der Spreiz körper einstückig mit der Ankerstange verbunden sein, die ein Außengewinde als Angriffsmittel zur Lastbefestigung aufweist. Ebenso kann der Spreizkörper eine durchgehende Gewindebohrung aufweisen, in die zur axialen Verschiebung eine als Schraube ausgebildete Ankerstange eingreift.

Aus Gründen der einfachen Herstellung sind vorzugsweise alle Bogenflächen gleichförmig gekrümmt.

Grundsätzlich ist es möglich, zwei oder eine beliebige größere Zahl von Bogenflächen und Spreizschalen vorzusehen. Zur Erzie lung einer einwandfreien Verdrehsicherung sowie einer guten Spreizdruckverteilung weist die Mantelkontur in Umfangsrichtung zweckmäßigerweise drei Bogenflächen auf. Ebenso der Verbesse rung der Spreizdruckverteilung dient eine vorzugsweise kreisbogen förmige Krümmung der Bogenflächen.

Einen Beitrag zur Erzielung obiger Vorteile leistet auch die bevorzugte Dimensionierung der Bogenflächen, gemäß welcher der Krümmungsradius der Hälfte des größten Durchmessers des Spreiz körpers entspricht. Diese Dimensionierung führt zu einem stufen losen setzrichtungsseitigen Auslauf der Mantelkontur in den größten Durchmesser des Spreizkörpers, d. h. es läßt sich eine maximal mögliche Länge der für die Spreizung maßgeblichen Mantel kontur erzielen. Insbesondere ist diese Ausführungsform auch bei einem Spreizanker von Vorteil, dessen Spreizkörper und Anker stange einstückig ausgebildet sind, wobei die Mantelkontur den Grund einer gegenüber dem Durchmesser der Ankerstange aus geformten Einschnürung bildet. Die Spreizschalen sind bei dieser Ausführungsform zweckmäßig durch Ringe oder dergleichen zu einem Schalenkranz zusammengefügt.

In Weiterbildung der Erfindung verläuft der Scheitel der Bogen flächen unter einem Scheitelwinkel von 5° bis 20° zur Längsachse des Spreizkörpers. Dieser Winkelbereich gewährleistet einer seits problemlos aufbringbare Kräfte zum Einziehen des Spreiz körpers und bringt andererseits zudem den Vorteil der selbst hemmenden Verbindung der verankerten Spreizschalen mit der Mantel kontur des Spreizkörpers. Dieserart ist auch ein günstiges Verhältnis zwischen dem Einschiebeweg des Spreizkörpers und dem Ausmaß der radialen Auslenkung der Spreizschalen gegeben.

Insbesondere zum Einsatz in weichem oder rißgefährdetem Auf nahmematerial schließt, nach einem weiteren Vorschlag der Er findung, in Setzrichtung an die Mantelkontur ein sich in Setz richtung erweiternder Kegelbereich mit einem den Scheitelwinkel übersteigenden Winkel zwischen Kegelkontur und Längsachse des Spreizkörpers an. Tritt unter Belastung des Spreizankers, bei spielsweise durch auftretende Risse im Aufnahmematerial, ein weiteres Verschieben des Spreizkörpers entgegen der Setzrich tung auf, so läuft der Kegelbereich in die in der Aufnahmeboh rung verspannten Spreizschalen ein, wobei es bei der Aufweitung zu einer Verformung kommt. Diese Verformung setzt dem Einziehen des Spreizkörpers einen erhöhten Widerstand entgegen, wie dies von herkömmlichen Spreizkörpern mit kegeliger Mantelkontur be kannt ist. Der Kegelbereich bewirkt somit einerseits eine Ver größerung des Verankerungswertes und unterbindet aufgrund des zunehmenden Einziehwiderstandes andererseits ein Durchziehen des Spreizkörpers durch die Spreizschalen. Zur Erzielung dieses Effektes reicht es aus, wenn der Winkel der Kegelkontur den Scheitelwinkel um nur wenige Grade, maximal 20°, übersteigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die Aus führungsbeispiele erfindungsgemäßer Spreizanker wiedergeben, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Spreizanker im Längsschnitt;

Fig. 2 die Ankerstange des Spreizankers nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Spreizkörper nach Fig. 2, gemäß Schnittverlauf III-III;

Fig. 3a eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 3 durch einen Spreizkörper mit anderem Querschnitt;

Fig. 3b eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 3, durch einen Spreizkörper mit wiederum anderem Quer schnitt;

Fig. 4 die Spreizschalen des Spreizankers nach Fig. 1, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 5 eine Ansicht der Spreizschalen nach Fig. 4, vom freien Stirnende her;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Ankerstange.

Der in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 1 bezeichnete Spreiz anker besteht aus Spreizschalen 2, die über einen angeformten Hülsenbereich 3 zusammengehalten werden, sowie einem insgesamt mit 4 bezeichneten Spreizkörper, der an eine Ankerstange 5 an geformt ist. Die Ankerstange 5 überragt entgegen der Setzrich tung den Hülsenbereich 3 und trägt ein Außengewinde 5a, auf das eine Gewindemutter 6 aufgeschraubt ist. Eine Unterlagscheibe 7 wird von der Gewindemutter 6 gegen die Stirnseite des Hülsen bereichs 3 gehalten.

Wie die Fig. 2 zeigt, weist der Spreizkörper 4 eine sich in Setzrichtung erweiternde Mantelkontur 8 auf, an die in Setz richtung ein zylindrischer Fortsatz 9 mit dem größten Durch messer D der Mantelkontur 8 anschließt.

Die Mantelkontur 8 ist, wie insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann, durch drei in Umfangsrichtung des Spreizkörpers 4 einandergrenzende konvexe Bogenflächen 8a gebildet. Die Bogen flächen 8a erstrecken sich mit geradlinigem Scheitel über deren gesamte Länge und sind alle in gleicher Weise in Um fangsrichtung des Spreizkörpers 4 kreisbogenförmig gekrümmt, wobei die Krümmung über die gesamte Länge der Bogenflächen gleichbleibend ist. Der Radius r der Bogenflächen entspricht der Hälfte des größten Durchmessers D des Spreizkörpers 4.

Die Fig. 3a zeigt im Querschnitt einen Spreizkörper mit durch zwei Bogenflächen 8b gebildeter Mantelkontur. In der Fig. 3b wiederum ist ein Querschnitt durch einen Spreizkörper mit durch vier Bogenflächen 8c gebildeter Mantelkontur gezeigt. Der Scheitel jeder dieser Bogenflächen 8a, 8b, 8c verläuft unter einem Scheitelwinkel α von etwa 10° zur Längsachse des Spreizkörpers 4.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, erstrecken sich die Spreizschalen 2 in Umfangsrichtung über einen Winkelbereich von je etwa 120°. Die setzrichtungsseitige Innenkontur 2a jeder Spreizschale 2 ist korrespondierend zu den konvexen Bogenflächen 8a, also konkav ausgebildet. Der an die Spreizschalen 2 anschließende Hülsenbereich 3 weist einen sich durch die Herstellung im Biege verfahren ergebenden Längsschlitz 3a auf, der sich zwischen zwei benachbarten Spreizschalen 2 fortsetzt. Nahe dem Über gangsbereich der Spreizschalen 2 in den Hülsenbereich 3 weist die Innenseite der Spreizschalen eine umlaufende Einbuchtung 2b auf. Dadurch wird eine Querschnittsschwächung geschaffen, die das radiale Auslenken des setzrichtungsseitigen Bereiches der Spreizschalen 2 beim Verankerungsvorgang begünstigt.

In Fig. 6 ist an den insgesamt mit 11 bezeichneten Spreizkörper wiederum eine Ankerstange 12 mit Außengewinde 12a ange formt. Der Spreizkörper 11 weist eine sich in Setzrichtung er weiternde Mantelkontur 13 auf, die wiederum durch drei Bogen flächen 13a gebildet ist. Der Radius (analog r in Fig. 3) der Bogenflächen 13a ist etwa 10% kleiner als die Hälfte des größten Durchmessers (analog D in Fig. 3) des Spreizkörpers 11. Der Scheitelwinkel α der Bogenflächen 13a zur Längsachse des Spreizkörpers 11 beträgt etwa 8°. An die Mantelkontur 13 schließt sich in Setzrichtung ein sich in Setzrichtung erwei ternder Kegelbereich 14 an. Dessen Kegelkontur schließt einen Winkel β zur Längsachse des Spreizkörpers 11 ein, der um etwa 15° größer als der Scheitelwinkel α ist. Der Kegelbereich 14 geht wiederum in einen zylindrischen Fortsatz 15 über.

Aufgabe des Kegelbereiches 14 ist es, beispielsweise beim Auf treten von Rissen im Aufnahmematerial eine Erhöhung des Veran kerungswertes zu erzielen, indem der Kegelbereich 14 zwischen die Spreizschalen 2 einläuft. Damit kommt es zur Verformung und in folgedessen zum Verklemmen der Spreizschalen 2, so daß der Widerstand zum Einziehen des Spreizkörpers 11 stark anwächst. Der Kegelbereich 14 dient somit auch als Durchzugssperre für den Spreizkörper 11.

Claims

1. Spreizanker mit Ankerstange, Spreizkörper und Spreiz schalen, wobei die Ankerstange der Lastbefestigung und der Axialverschiebung des sich in Setzrichtung erwei ternden Spreizkörpers gegenüber den Spreizschalen dient und der Spreizkörper eine von der geschlossenen Kreis form abweichende Mantelkontur aufweist, die aus in Um fangsrichtung aneinander grenzenden konvexen, in Axialrichtung geradlinig sich erstreckenden Bogenflächen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bogenfläche (8a, 8b, 8c; 13a) entlang der Länge der Fläche des Spreizkörpers (4, 11) gleichbleibend gekrümmt ist und jeder Bogenfläche (8, 8a, 8b, 8c; 13a) eine Spreizschale (2) zugeordnet ist, deren Innenkontur (2a) der Bogenfläche (8a, 8b, 8c; 13a) entspricht.

2. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bogenflächen (8a, 8b, 8c; 13a) gleichförmig gekrümmt sind.

3. Spreizanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelkontur (8) in Umfangsrichtung drei Bogenflächen (8a, 13a) aufweist.

4. Spreizanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bogenflächen (8a, 8b, 8c; 13a) kreisbogenförmig gekrümmt sind.

5. Spreizanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenflächen (8a, 8b, 8c; 13a) mit einem der Hälfte des größten Durchmessers (D) des Spreizkörpers (4, 11) entsprechenden Radius (r) kreisbogenförmig gekrümmt sind.

6. Spreizanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Scheitel der Bogenflächen (8a, 8b, 8c; 13a) unter einem Scheitelwinkel (α) von 5 bis 20° zur Längsachse des Spreizkörpers (4, 11) verläuft.

7. Spreizanker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Setzrichtung an die Mantelkontur (13) ein sich in Setz richtung erweiternder Kegelbereich (14) anschließt, dessen Winkel (β) zwischen Kegelkontur und Längsachse des Spreizkörpers (11) größer als der Scheitelwinkel (α) ist.