DE3447414C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur formschlüssigen Verankerung in einem Aufnahmematerial, mit einem in eine Ver­ ankerungsbohrung einsetzbaren, wenigstens teilweise mit Ge­ winde versehenen Ankerbolzen und einem mit dem Ankerbolzen verbindbaren, in eine die Verankerungsbohrung kreuzende Hilfs­ bohrung einsetzbaren Riegel.

Formschlüssige Verankerungen werden hauptsächlich für Befe­ stigungen in harten Aufnahmematerialien wie Beton, Fels oder anderem Gestein eingesetzt, die hohen statischen oder dynami­ schen Belastungen ausgesetzt sind. Im Gegensatz zu den eben­ falls bekannten, durch Reibschluß verankerbaren Dübeln kann bei formschlüssiger Verankerung ein Versagen nur bei einer Zerstörung des Ankers oder bei einem Ausbruch des Aufnahme­ materials erfolgen.

Formschlüssige Verankerungen werden im wesentlichen nach zwei unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Nach dem einen Verfahren wird ein im Inneren des Aufnahmematerials liegen­ der Bereich des Bohrloches mittels eines Spezialwerkzeuges erweitert. Der in das Bohrloch einzusetzende, radial aufweit­ bare Bereich des Befestigungselementes stützt sich dann in axialer Richtung an der der Bohrlochmündung näher liegenden Schulter der Erweiterung ab. Der Nachteil dieser Lösung be­ steht darin, daß die für das Herstellen der Erweiterung er­ forderlichen Spezialwerkzeuge sehr aufwendig und störungs­ anfällig sind.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (EP 00 62 155) wird eine Ver­ ankerungsbohrung und eine diese meist unter einem spitzen Winkel kreuzende Hilfsbohrung hergestellt. Zur Herstellung der Verankerung wird in die Hilfsbohrung ein Riegel und in die Verankerungsbohrung ein Ankerbolzen eingesetzt und mit dem Riegel verbunden. Diese Verankerung weist den Vorteil auf, daß sie bei Bedarf auch ohne weiteres wieder lösbar ist.

Insbesondere Verankerungen, welche im Betrieb dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, werden beim Setzvorgang meist vorgespannt. Infolge von bisher nicht näher geklärten Set­ zungserscheinungen des Aufnahmematerials sowie von im Auf­ nahmematerial entstehenden Rissen kann diese Vorspannung nach kürzerer oder längerer Betriebsdauer ganz oder teil­ weise abgebaut werden. Damit erfüllt die Verankerung die an sie gestellten Anforderungen nicht mehr. Um diesen Abbau der Vorspannung zu verhindern oder wenigstens zu verkleinern, ist es bekannt, zwischen dem Widerlager des Ankerbolzens und dem zu befestigenden Bauteil Federelemente anzuordnen. Aus Platzgründen werden dabei vorzugsweise Tellerfedern verwendet (DE 33 31 097 C2). Solche auf der Außenseite der Befestigung an­ geordnete Federpakete wirken jedoch störend und sind aus­ serdem den äußeren Einflüssen, beispielsweise der Witte­ rung oder Verschmutzung, ausgesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine formschlüs­ sige Verankerung zu schaffen, bei der der Abbau der Vorspan­ nung ohne äußere störende Mittel verhindert wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Riegel blattfederartig mit in Lastrichtung des Ankerbolzens verlaufendem Federweg ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird das Federelement zur Erhaltung der Vorspannung somit ins Innere des Aufnahme­ materials verlegt. Dort ist es vor äußeren Einflüssen ge­ schützt und wirkt sich auch optisch nicht störend aus. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht außerdem darin, daß für die Federung kein zusätzliches Element notwendig ist, sondern daß der ohnehin vorhandene Riegel durch entspre­ chende konstruktive Ausbildung federnde Eigenschaften be­ sitzt. Voraussetzung dafür ist, daß der Riegel aus ela­ stisch federndem Material besteht.

Die Vorspannkraft einer solchen Verankerung kann relativ groß sein. Um eine günstige Einleitung dieser Vorspann­ kräfte auf das Aufnahmematerial zu ermöglichen, weist zweck­ mäßigerweise der Riegel in seinen Endbereichen etwa U-för­ migen Querschnitt auf. Der Riegel kann sich somit in seinen Endbereichen der Wölbung der Hilfsbohrung anpassen, so daß hohe, das Aufnahmematerial zerstörende Spitzendrücke ver­ mieden werden. Je nach Art der Verankerung und Größe der auftretenden Belastung sind unterschiedliche Federeigenschaf­ ten des Ausgleichselementes notwendig. Für eine optimale Anpassung besteht der Riegel vorzugsweise aus mehreren parallel zueinander angeordneten Elementen.

Diese einzelnen Elemente können gleich ausgebildet sein oder unterschiedliche Länge, Breite oder Dicke aufweisen. Somit kann mit wenigen Elementen praktisch jede beliebige Feder­ kennlinie zusammengestellt werden, wie dies beispielsweise von den Tellerfedern her bekannt ist.

Zur Verbindung des Ankerbolzens mit dem Riegel bestehen ver­ schiedene Möglichkeiten. Bei einer einfachen Ausführung weist der Riegel zweckmäßigerweise ein dem Gewinde des Anker­ bolzens entsprechendes Innengewinde auf. Bei der Herstellung der Verankerung wird dabei der Ankerbolze direkt in das Gewinde des Riegels eingeschraubt. Für das Verbinden des Riegels mit dem Ankerbolzen muß der Neigungswinkel des Innen­ gewindes im Riegel im wesentlichen dem Winkel zwischen der Verankerungsbohrung und der Hilfsbohrung entsprechen.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Verbindung des Anker­ bolzens mit dem Riegel besteht darin, daß der Riegel eine im wesentlichen dem Außendurchmesser des damit zu verbin­ denden Bereiches des Ankerbolzens entsprechende Durchtrittsöffnung aufweist. Der Ankerbolzen wird dabei durch den Riegel hindurchgesteckt. Die Verbindung kann beispielsweise mittels den Riegel hintergreifender Nocken am Ankerbolzen erfolgen. Falls die Durchtrittsöffnung als Langloch ausgebildet ist, sind bei dieser Lösung auch unter­ schiedliche Winkel zwischen der Verankerungsbohrung und der Hilfsbohrung möglich.

Zusammen mit einem eine Durchtrittsöffnung aufweisenden Rie­ gel ist es zweckmäßig, wenn auf der in Lastangriffsrichtung abgewandten Seite des Riegels ein mit einem dem Gewinde des Ankerbolzens entsprechenden Innengewinde versehenes Gegen­ lager am Riegel anliegt. Ein solches Gegenlager kann als einfache Gewindebüchse mit dem Neigungswinkel der Hilfs­ bohrung entsprechend geneigter Auflagefläche für den Riegel ausgebildet werden. Ein Mitdrehen des Gegenlagers beim An­ ziehens des Ankerbolzens wird durch die Neigung des Riegels vermieden.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Verankerung;

Fig. 2 eine weitere Ausführung einer erfindungsge­ mäßen Verankerung;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die in Fig. 2 darge­ stellte Verankerung entlang der Linie III-III.

Die aus Fig. 1 ersichtliche, erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in ein insgesamt mit 1 be­ zeichnetes Aufnahmematerial eingesetzten Ankerbolzen 2 und einem insgesamt mit 3 bezeichneten, mit dem Ankerbolzen 2 verbundenen Riegel. Der Ankerbolzen 2 ist in eine im wesent­ lichen senkrecht zur Oberfläche des Aufnahmematerials 1 ver­ laufende Verankerungsbohrung 1a eingesetzt. Eine ebenfalls von der Oberfläche des Aufnahmematerials 1 ausgehende Hilfs­ bohrung 1b kreuzt die Verankerungsbohrung 1a unter einem Winkel von ca 45°. Die Verbindung des Riegels 3 mit dem Ankerbolzen 2 erfolgt über ein dem Gewinde des Ankerbolzens 2 entspre­ chendes Innengewinde 3a des Riegels 3. Zwischen dem Kopf des Ankerbolzens 2 und dem zu befestigenden Bauteil 4 ist eine Unterlagscheibe 5 angeordnet. Der Riegel 3 ist nach Art einer Blattfeder ausgebildet, die in Richtung des Ankerbolzens 2 federnd ist. Beim Setzvorgang wird zunächst der Riegel 3 in die Hilfsbohrung 1b eingesetzt und beispiels­ weise mittels eines Hilfswerkzeuges gegenüber der Veranke­ rungsbohrung 1a ausgerichtet. Sodann wird der Ankerbolzen 2 durch das zu befestigende Bauteil 4 hindurch in die Veranke­ rungsbohrung 1a eingeführt und in den in die Verankerungs­ bohrung 1a ragenden Riegel 3 eingeschraubt. Beim Vorspannen der Verankerung durch Aufbringen eines Drehmomentes am An­ kerbolzen 2 wird der blattfederartig ausgebildete Riegel 3 elastisch verformt. Bei einem anschließenden Sichsetzen des Aufnahmematerials 1 kann der Riegel 3 ausgleichen und einen wesentlichen Abbau der Vorspannung der Verankerung verhindern.

Die aus den Fig. 2 und 3 ersichtliche Vorrichtung entspricht funktionsmäßig weitgehend derjenigen gemäß Fig. 1. In einem insgesamt mit 11 bezeichneten Aufnahmematerial be­ finden sich eine im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Aufnahmematerials 11 verlaufende Verankerungsbohrung 11a sowie eine diese kreuzende Hilfsbohrung 11b. In die Veranke­ rungbohrung 11a ist ein Ankerbolzen 12 eingesetzt. In der Hilfsbohrung 11b befindet sich ein insgesamt mit 13 bezeich­ neter Riegel. Der Riegel 13 besteht aus zwei parallel zuein­ ander angeordneten Teilen 13a, 13b. Durch diese Ausbildung ist der Riegel 13 relativ einfach und wirtschaftlich durch Stanzen herstellbar.

Wie der in Fig. 3 dargestellte Querschnitt zeigt, sind die Endbereiche des Riegels 13 etwa U-förmig ausgebildet. Somit entsteht eine günstige Auflagefläche des Riegels 13 an der Wandung der Hilfsbohrung 11b. Der Ankerbolzen 12 ist durch ein zu befestigendes Bauteil 14 hindurch in die Veranker­ ungsbohrung 11a eingesetzt. Zwischen dem Kopf des Anker­ bolzens 12 und dem Bauteil 14 ist eine Unterlagscheibe 15 angeordnet. Eine Hülse 16 dient der Aufnahme von Querkräften sowie dem Zentrieren des Ankerbolzens 12. Der Riegel 13 weist eine im wesentlichen dem Aussendurchmesser des Anker­ bolzens 12 entsprechende Durchtrittsöffnung 13c auf. Das Ende des Ankerbolzens 12 ist in ein in die Verankerungs­ bohrung 11a eingesetztes, hülsenförmiges Gegenlager 17 ein­ geschraubt. Das Gegenlager liegt auf der in Lastangriffs­ richtung abgewandten Seite des Riegels 13 am Teil 13b des Riegels 13 an. Zu diesem Zweck ist das Gegenlager 17 mit einer der Neigung der Hilfsbohrung 11b entsprechenden Auflage­ fläche versehen. Bei der Montage der Vorrichtung wird zu­ nächst das Gegenlager 17 bis zum Grund der Verankerungs­ bohrung 11a eingeführt. Sodann wird der Riegel 13 in die Hilfsbohrung 11b eingesetzt. Schließlich wird der Anker­ bolzen 12 samt der Hülse 16 durch das zu befestigende Bau­ teil 14 hindurch in die Verankerungsbohrung 11a eingeführt und durch den Riegel 13 hindurch in das Gegenlager 17 ein­ geschraubt. Beim Vorspannen der Verankerung wird auch hier der Riegel 13 in Lastangriffsrichtung des Ankerbolzens 12 verformt. Durch die mehrteilige Ausbildung des Riegels 13 kann dessen Federkennlinie den entsprechenden Verhältnissen angepaßt werden. Nach dem Einsetzen des Riegels 13 in die Hilfsbohrung 11b kann diese beispielsweise mittels eines Pfropfens oder mittels einer aushärtenden Masse verschlossen werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur formschlüssigen Verankerung in einem Aufnahmematerial, mit einem in eine Verankerungsbohrung einsetzbaren, wenigstens teilweise mit Gewinde versehe­ nen Ankerbolzen und einem mit dem Ankerbolzen verbind­ baren, in eine die Verankerungsbohrung kreuzende Hilfs­ bohrung einsetzbaren Riegel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Riegel (3, 13) blatt­ federartig mit in Lastangriffsrichtung des Ankerbolzens (2, 12) verlaufendem Federweg ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (3, 13) in seinen Endbereichen etwa U-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Riegel (13) aus mehreren parallel zueinan­ der angeordneten Elementen (13a, 13b) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (3) ein dem Gewinde des Ankerbolzens (2) entsprechendes Innengewinde (3a) auf­ weist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (13) eine im wesent­ lichen dem Außendurchmesser des damit zu verbindenden Bereiches des Ankerbolzens (12) entsprechende Durch­ trittsöffnung (13c) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der in Lastangriffsrichtung abgewandten Seite des Riegels (13) ein mit einem dem Gewinde des Anker­ bolzens (12) entsprechenden Innengewinde versehenes Gegenlager (17) am Riegel (13) anliegt.