DE3525026A1

DE3525026A1 - Spreizkoerper fuer eine expansionsanordnung und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3525026A1
Application number: DE19853525026
Authority: DE
Inventors: Allan Henry George Flamwood Klerksdorp Brown; Izak Chater
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1986-01-16
Also published as: GB8517818D0; GB2165017B; GB2165017A

Description

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Spreizkörper für eine Expansionsanordnung und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Expansionsanordnung der Art, wie sie zum Verankern von Zapfen oder Bolzen in festen Materialien verwendet werden, sowie einen Spreizkörper, der zur Verwendung in einer derartigen Anordnung geeignet i st.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spreizkörper, eine Expansionsanordnung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, mit dessen Hilfe sich eine einfachere, verbilligte und besser haltende Befestigung erreichen läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Spreizkörper zur Verwendung in einer Expansionsanordnung vor, die ein Element von etwa Rohrform aufweist, das ein gegenüber seiner Längsachse schräg verlaufendes erstes Ende aufweist, wobei die Wanddicke des Elements mindestens in einem Abschmitt des ersten Endes größer als die Dicke mindestens eines Teils der Wand des Elements entfernt von dem ersten Ende ist.

Das Element kann ein zweites Ende aufweisen, das im wesentlichen rechtwinklig zu der Längsachse verläuft, und vorzugsweise kann die Dicke mindestens eines Teils der Wand an dem zweiten Ende größer sein als die Dicke mindestens eines Teils der Wand des Elements entfernt von dem zweiten Ende.

Das Element kann mit mindestens einer ersten Schwächungslinie geformt bzw. gebildet werden, die sich etwa in axialer Richtung des Elements erstreckt. Die Wanddicke des

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Elements auf jeder Seite der ersten Schwächungslinie kann, in ähnlicher Weise, größer als die Dicke der Wand des Elements entfernt von der ersten Schwächungslinie sein. Die erste Schwächungslinie kann durch einen Schlitz in der Wand des Elements gebildet werden. Der Schlitz kann durch einander gegenüberliegende Enden von Blechmaterial gebildet sein, das in die ungefähre Rohrform geformt ist.

Die Wanddicke des Elements kann in den beschriebenen Bereichen gegenüber dem Rest der Wand in geeigneter Weise vergrößert werden. Beispielsweise kann ein Kanal abschnitt mit dem Rand des Elements in den beschriebenen Bereichen in Eingriff gebracht werden. Ebenfalls möglich ist es, die Umfange des Elements mithilfe eines Schweißens oder eines anderen Anlagerungsverfahrens aufzubauen. Ein weiter Möglichkeit, die bevorzugt wird, verwendet das Umbiegen von geeigneten Umfangsabschnitten des Blechmaterials, aus dem der Spreizkörper geformt ist. Diese Abschnitte können um einen geeigneten Winkel gebogen werden, und werden vorzugsweise um 180° in dichten Kontakt mit der benachbarten Oberfläche des Restes der Wand umgebogen.

Der Spreizkörper nach der Erfindung kann eine zweite Schwächungslinie aufweisen, die sich in axialer Richtung erstrecken kann. Die zweite Schwächungslinie kann der ersten Schwächungslinie gegenüber liegen. Die zweite Schwächungslinie kann durch Bearbeiten des Spreizkörpers in irgendeiner geeigneten Art gebildet werden, beispielsweise durch Einstanzen von Löchern oder Bildung von Eindrückungen oder Nuten in dem Material der Wand. Eine weitere Möglichkeit, die wiederum eine bevorzugte Variation ist, verwendet das Vergrößern der Wanddicke des Elements, im Bereich des zweiten Endes, mit Ausnahme in dem Bereich, wo die zweite Schwächungslinie gebildet werden

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soll. Dadurch wird tatsächlich die zweite Schwächungslinie durch einen Abschnitt der Wand des Spreizkörpers gebildet, der eine normale Dicke aufweist, und an den Bereiche vergrößerter Dicke angrenzen.

Die Erfindung soll ebenfalls einen Spreizkörper zur Verwendung in einer Expansionsanordnung betreffen, die ein Element von ungefährer Rohrform aufweist, das aus einem Blechzuschnitt geformt ist, wobei das Element ein gegenüber seiner Längsachse schräg verlaufendes erstes Ende aufweist, das sich von einem ersten Abschnitt, in dem das Element seine kürzeste axiale Länge aufweist, bis zu einem dem ersten Bereich diametral gegenüberliegenden zweiten Bereich erstreckt, wo das Element seine größte axiale Länge aufweist, wobei Umfangsabschnitte des Blechzuschnitts umgefaltet sind, so daß die Dicke des ersten Endes etwa doppelt so groß wie die Dicke des Zuschnitts ist.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Expansionsanordnung, die zwei Spreizkörper der beschriebenen Art und ein durch die beiden Spreizkörper hindurchgehendes langgestrecktes Element aufweist, wobei die Spreizkörper derart angeordnet sind, daß sich die ersten Enden gegenüber liegen und miteinander in Berührung stehen.

Nach einer unterschiedlichen Ausführungsform der Erfindung ist eine Expansionsanordnung vorgesehen, die mindestens einen ersten und mindestens einen zweiten radial aufweitbaren Spreizkörper und ein sich axial durch die Spreizkörper erstreckendes langgestrecktes Element aufweist, das im Gebrauch die Spreizkörper axial beaufschlagt, wobei jeder Spreizkörper eine Oberfläche aufweist, die im Allgemeinen eine größere Dicke als die Dicke eines größeren Abschnitts des Spreizkörpers auf-

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weist, und die gegenüber dem langgestreckten Element schräg verläuftj wobei die schräg verlaufenden Oberflächen der Spreizkörper in Kontakt miteinander stehen.

Die Kontaktoberflächen des ersten und zweiten SpreizkÖrpers können jeweils dadurch gebildet sein, daß Umfangsabschnitte des Blechmaterials, aus dem die Spreizkörper hergestellt sind, um einen geeigneten Winkel von vorzugsweise 180° umgebogen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Spreizkörpers für eine Expansionsanordnung, bei dem ein Blechzuschnitt aus Plattenmaterial gebildet, Umfangsabschnitte des Zuschnitts um einen gewünschten Winkel gebogen und der Zuschnitt in einen Spreizkörper von ungefährer Rohrform geformt wird.

Die Umfangsabschnitte werden vorzugsweise um 180° gebogen.

Die Umfangsabschnitte können entweder nach innen oder nach außen gegenüber dem rohrförmigen Element gebogen werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen für die Konstruktion eines Spreizkörpers nach der Erfindung verwendeten Blechzuschnitts;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Abschnitts eines erfindungsgemäßen Spreizkörpers in Eingriff mit einer Mutter, die ebenfalls Merkmale der Erfindung aufweist;

Fig. 3 eine expandierte Expansionsanordnung, die aus zwei Spreizkörpern nach der Erfindung gebildet ist.

Fig. 1 stellt einen Blechzuschnitt 10 dar, der in der Konstruktion eines erfindungsgemäßen Spreizkörpers verwendet wird. Der Zuschnitt 10 wird aus einer Flußeisenblechplatte gebildet, die bei diesem Beispiel etwa 1,2 mm dick ist. Die genaue Dicke der Platte und die Art des verwendeten Stahls werden selbstverständlich durch die sich ergebende Lasttragefähigkeit bestimmt, die die Expansionsanordnung haben soll.

Der Zuschnitt 10 wird mit Umfangsabschnitten 12 gebildet, die schattiert dargestellt sind. Diese schattierten Abschnitte erstrecken sich von Faltlinien 14A, 14B, 14 C und 14D um den Hauptteil des Zuschnitts 10 herum. Der Zuschnitt 10 hat zwei relativ kurze Kanten, 14E, die keine abstehenden Umfangsabschnitte aufweisen. Der Blechzuschnitt 10 hat an seinem oberen Ende eine wahlweise vorhandene Kerbe 16 in dem oberen Umfangsabschnitt. Es ist zu beachten, daß die untere Faltungslinie 14D von dem Hauptteil des Zuschnitts 10 entfernt angeordnet ist, so daß nach Umfalten des benachbarten Umfangsabschnitts ein kleiner Vorsprung gebildet wird.

Fig. 2 stellt einen Abschnitt eines aus dem Zuschnitt 10 gebildeten Spreizkörpers 18 dar. Die Umfangsabschnitte benachbart der Linien 14A, 14B und 14 D werden jeweils um 180° nach innen gebogen, und zwar bis in engen Kontakt

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mit den jeweiligen benachbarten Oberflächen des Zuschnitts 10. Die oberen Umfangsabschnitte werden um die Linie 14C in entgegengesetzter Richtung in engen Kontakt mit der anderen Außenoberfläche des Zuschnitts 10 gefaltet. Anschließend wird der Zuschnitt 10 in einen Spreizkörper von ungefährer Rohrform geformt, wie dieser in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Umfangsabschnitte benachbart der Faltungslinien 14C sind, siehe Fig. 2, an der äußeren Oberfläche des Spreizkörpers, während die anderen Umfangsabschnitte, die benachbart zu den Faltungslinien 14A und 14B liegen, an der inneren Oberfläche des Spreizkörpers sind und in gestrichelten Umrissen in Fig. 2 dargestellt sind.

Die Kanten 14E des Zuschnitts 10, die gegenüber den benachbarten Faltungslinien 14A schräg verlaufen, bilden eine Kerbe 20 in dem unteren Ende des Spreizkörpers, das im wesentlichen unter einem rechten Winkel gegenüber der Längsachse des Spreizkörpers verläuft. Die Faltungslinien 14B bilden ein oberes Ende des Spreizkörpers, das gegenüber der Längsachse des Spreizkörpers schräg verläuft. Die beiden Faltungslinien 14 A liegen einander gegenüber und in Verlängerung der Kerbe 20. Der größere Abschnitt der Wand des Spreizkörpers 18 weist eine Dicke von 1,2 mm auf, was die Dicke des ursprünglichen Zuschnitts 10 ist. Die Umfangsabschnitte des Spreizkörpers, die umgefaltet wurden, haben eine Dicke von etwa 2,4 mm.

Fig. 3 zeigt eine Expansionsanordnung nach der Erfindung, die zwei Spreizkörper 18A bzw. 18B der in Fig. 2 dargestellten Art aufweist, die derart angeordnet sind, daß die schräg verlaufenden von den Faltungslinien 14B gebildeten Enden einander gegenüberliegen. Ein Schraubbolzen 22 ist durch die Spreizkörper hindurchgesteckt und steht in Eingriff mit Muttern 24, 26 und 28. Die Anordnung wird

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in ein in einer Felsfläche 32 gebildetes Loch 30 eingesetzt, die mithilfe des Bolzens stabilisiert werden soll. Eine Unterlegscheibe 34 liegt an der Felsfläche auf und steht in Eingriff mit der äußeren Mutter 28.

Wenn die Mutter 28 angezogen wird, wird der Bolzen 22 gegen die Reaktionskraft gespannt, die zwischen der Unterlegscheibe 34 und der innersten Mutter 24 ausgeübt wird. Die beiden schräg verlaufenden Kanten 14 werden gegeneinander und in Kontakt mit der Wand des Loches gepreßt und bilden dadurch eine Verankerung für die Mutter 24. Die Vorsprünge an den vorderen Enden der Spreizkörper, die von den um die Linien 14D gefalteten Abschnitten gebildet sind, erstrecken sich jeweils in die gegenüberliegenden Spreizkörper. Die einander gegenüber liegenden schräg verlaufenden Kanten der beiden Spreizkörper liegen aneinander an, werden gegenseitig hineingezwängt und expandieren einander, so daß die Spreizkörper daher einer gleichzeitigen radial ausdehnenden Kraft und einer keilartigen Wirkung unterworfen werden, die den einen Spreizkörper veranlaßt, über den jeweils anderen vorzustoßen. Auf diese Art wird eine beachtliche Expansionskraft über die volle Länge der beiden Spreizkörper ausgeübt und der Felsbolzen in seiner Position verankert.

Die Verwendung eines Spreizkörpers der beschriebenen Art führt zu einer Anzahl von Vorteilen. An erster Stelle ist das verwendete Material im allgemeinen dünner als es sonst der Fall wäre, und dies bedeutet daher eine Einsparung von Materialkosten. An zweiter Stelle gibt es im allgemeinen keine Notwendigkeit, eine Schwächungslinie in den Körper des Spreizkörpers den beiden einander gegenüberliegenden FaItunsglinien 14A gegenüberliegend zu bilden, da die Wand des Spreizkörpers in diesem zentralen Bereich die ursprüngliche Dicke des Blechzuschnitts auf-

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weist. Die in Verbindung mit dem in Fig. 1 dargestellten Blechzuschnitt 10 angesprochene Kerbe 16 kann jedoch, wie in der Zeichnung dargestellt, gebildet werden, um eine Schwächunglinie zu schaffen, gegenüberliegend der Kerbe 20, um zu gewährleisten, daß es keinen lokal zu starken Abschnitt gibt, der das radiale Expandieren des Spreizkörpers hindern kann. Die Tatsache, daß der Spreizkörper mit relativ geringer Kraft in radialer Richtung expandiert werden kann, bedeutet, daß beim Gebrauch der Expansionsanordnung deren Installationszeit wesentlich verringert wird. Darüber hinaus wird die benötigte Installationskraft wesentlich reduziert.

Ein dritter Vorteil tritt auf, da die schräg verlaufenden Kanten 14B der beiden Spreizkörper glatt sind, und zwar aufgrund der Tatsache, daß das Material der Spreizkörper in diesen Bereichen umgebogen ist. Der Umbiegevorgang stärkt ebenfalls die Spreizkörper in diesen Bereichen. Das Ergebnis ist, daß die Spreizkörper in den Bereichen, wo es nötig ist, gestärkt sind und nicht in den Bereichen, die ein Biegen zuzulassen haben, um eine radiale Expansion zu erreichen. Das Ergebnis ist eine kostengünstige und leichtgewichtige Expansionsanordnung, die leicht an Ort und Stelle installiert werden kann.

Die äußeren Enden der Expansionsanordnung, d. h. die von den Faltungslinien 14C gebildeten Enden, haben die gefalteten Abschnitte 12 vorzugsweise an der äußeren Oberfläche der Spreizkörper. Wenn diese gefalteten Abschnitte an der Innenseite des Spreizkörpers wären, würde die Möglichkeit auftreten, daß bei Kompressionsbelastung der Spreizkörper die Enden der Spreizkörper sich weiter nach innen falten können. Wenn es jedoch nötig ist, die Abschnitte 12 nach innen zu falten, dann kann die ange-

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führte Gefahr dadurch verringert werden, daß beispielsweise die gefalteten Abschnitte an dem Körper des Spreizkörpers punktgeschweißt werden.

Die Expansionsanordnung nach der Erfindung weist einen relativ großen Oberflächenbereich auf, der in Kontakt mit der umgebenden Lochwand steht. Dies bedeutet, daß der Druck an der Wand des Loches für eine gegebene Belastungskraft wesentlich verringert ist, und dies macht es möglich, daß der Spreizkörper an Orten verwendet wird, wo bisher mechanische Anker sonst nicht verwendet werden konnten, beispielsweise bei Sandstein oder bröckeldnen Fels.

Wenn die Mutter 28 an dem Bolzen 22 festgezogen wird, kann die Tendenz auftreten, daß der Bolzen 22 zusammen mit der Mutter 28 rotiert. Wenn unter diesn Umständen die Mutter 24 zusammen mit dem Bolzen 22 rotiert, werden die beiden Spreizkörper nicht unter eine Kompressionskraft gestellt. Die Wahrscheinlichkeit, daß dies auftritt, kann auf die in Fig. 2 dargestellte Art verringert werden, indem die Mutter 24 in eine geformte Rückhalteplatte 36 angeordnet wird, die im Querschnitt dargestellt ist, und die mit einem Federring 38 punktverschweißt ist. Der Federring 38 hat einen von der Mutter 24 weggebogenen Abschnitt 40, der in die zwischen den Kanten 14E des Spreizkörpers gebildete Kerbe 20 eingreift. Eine Mutter dieser Art soll in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen und, wenn nötig, kann die Mutter 26 in ähnlicher Weise konstruiert sein.

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- Leerseite

Claims

Ansprüche:

1. Spreizkörper zur Verwendung in einer Expansionsanordnung,die ein Element (18) mit etwa Rohrform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18) ein gegenüber seiner Längsachse schräg verlaufendes erstes Ende (14B) aufweist und die Wanddicke des Elementes (18) mindestens an einem Abschnitt des ersten Endes (14B) größer als die Wanddicke mindestens eines Teiles des Elementes (18) entfernt von dem ersten Ende (14B) ist.

2. Spreizkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18) ein im wesentlich rechtwinklig zu der Längsachse verlaufendes zweites Ende (14C) aufweist und die Dicke mindestens eines Abschnittes der Wand an dem zweiten Ende (14C) größer als die Dicke mindestens eines Abschnittes der Wand des Elements (18) von dem zweiten Ende (14C) entfernt ist.

3. Spreizkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18) mit mindestens einer ersten Schwächungslinie gebildet ist, die etwa in Axialrichtung des Elementes (18) verläuft.

4. Spreizkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke des Elements (18) auf jeder Seite der ersten Schwächungslinie größer als die Wanddicke des Elements (18) entfernt von der ersten Schwächungslinie ist.

5. Spreizkörper nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwächungslinie von einem Schlitz in der Wand des Elements (18) gebildet ist.

6. Spreizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz von einander gegenüberliegenden Enden (14A) von Blechmaterial gebildet ist, das in eine etwa rohrförmige Gestalt gebildet ist.

7. Spreizkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem metallischen Blechzuschnitt (10) gebildet ist und daß Umfangsabschnitte (12) des Zuschnitts (10) umgefaltet sind, um die Dicke von Endabschnitten des Spreizkörpers gegenüber dem Rest des Spreizkörpers zu vergrößern.

8. Spreizköper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zweite Schwächungslinie (16) aufweist, die sich etwa in axialer Richtung des Spreizkörpers erstreckt.

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9. Spreizkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwächungslinie (16) durch einen Wandabschnitt des Spreizkörpers gebildet ist, der normale Dicke aufweist und von Bereichen (12) vergrößerter Dicke begrenzt ist.

10. Spreizkörper zur Verwendung in einer Expansionsanordnung, mit einem aus einem Blechzuschnitt (10) gebildeten Element (18) von etwa Rohrform, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (18) ein gegenüber seiner Längsachse schräg verlaufendes erstes Ende (14B) aufweist, das sich von einem ersten Bereich, wo das Element (18) seine kürzeste axiale Länge aufweist, zu einem dem ersten Bereich diametral gegenüberliegenden zweiten Bereich erstreckt, wo das Element (18) seine größte axial Länge aufweist, und daß Umfangsabschnitte (12) des Blechzuschnitts (10) umgefaltet sind, so daß die Dicke des ersten Endes etwa doppelt so groß wie die Dicke des Blechzuschnitts (10) ist.

11. Expansionsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Spreizkörper (18A, 18B) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 sowie ein langgestrecktes Element (22) aufweist, das durch die beiden Spreizkörper hindurch geht, wobei die Spreizkörper (18A, 18B) derart angeordnet sind, daß die ersten Enden sich jeweils gegenüber liegen und in Kontakt miteinander stehen.

12. Expansionsanordnung mit mindestens einem ersten und einem zweiten radial aufweitbaren Spreizkörper (18A, 18B) und einem sich axial durch die Spreizkörper erstreckenden und diese im Gebrauch aufeinanderzu beaufschlagenden langgestreckten Element (22), wobei jeder Spreizkörper eine gegenüber dem langgestreckten Element (22) schräg verlaufende Oberfläche (14B) auf-

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weist und die schräg verlaufenden Oberflächen (14B) der Spreizkörper in Kontakt miteinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Oberflächen (14B) im allgemeinen größere Dicke aufweisen als die Dicke eines größeren Abschnittes jedes Spreizkörpers.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einander berührenden Oberflächen (14B) der ersten und zweiten Spreizkörper jeweils dadurch gebildet sind, daß Umfangsabschnitte (12) des Blechs, aus dem die Spreizkörper hergestellt sind, um einen geeigneten Winkel umgebogen sind.

14. Verfahren zur Herstellung eines Spreizkörpers für eine Expansionsanordnung, bei dem ein Zuschnitt (10) aus Blechmaterial gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Umfansgabschnitte (12) des Zuschnitts (10) um einen gewünschten Winkel umgebogen und der Zuschnitt (10) in einen Spreizkörper (18) von etwa Rohrform geformt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsabschnitte um 180° umgebogen werden.