DE3821683C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verankerungsvorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen Gasbeton und einem daran zu befestigenden Bauteil, mit einer lastverteilenden Verankerungsplatte, die eine an die Oberfläche des Gasbetons, gegebenenfalls auch versenkt, anlegbare Stütz­ fläche, mehrere Durchgangsbohrungen und ein Verankerungs­ gewinde oder ein sonstiges Verankerungselement aufweist, und mit mehreren in die Durchgangsbohrungen einzusetzenden und in den Gasbeton einbringbaren Befestigungsmitteln.

Es sind zahlreiche unterschiedliche Verankerungsmittel auf dem Markt, welche mehr oder weniger große Nachteile aufweisen, da diese auf die materialspezifischen Eigen­ schaften des Gasbetons nicht optimal abgestimmt sind.

Bei einer bekannten Verankerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art, wie sie im Prospekt der Firma Rodolfo Saraceni unter der Bezeichnung "Loden-Schwerlastanker WS" dargestellt ist, sind in einer runden Verankerungsplatte vier zylindrische Durchgangsbohrungen in gleichen Umfangs­ winkelabständen vorgesehen. Die Achse jeder dieser Durch­ gangsbohrungen schließt mit der Achse der Verankerungs­ platte einen Winkel von ca. 15° ein. In die Durchgangs­ bohrungen können Metallbolzen gesteckt werden, die nach­ einander mittels eines Hammers in den Gasbeton eingeschlagen werden. Die Metallbolzen greifen hierbei mit sehr ge­ ringem Spiel in die Durchgangsbohrungen ein, wodurch sie beim Einschlagen nicht nur geführt werden, sondern nach dem Einschlagen auch in einer räumlich gespreizten Stellung gehalten werden. Diese räumliche Spreizung der vier Metall­ bolzen bewirkt die Verankerung, denn die glatten Metall­ bolzen selbst haben gegenüber dem Gasbeton nur eine geringe Haftreibung. Beim Einschlagen der Metallbolzen wird das Gefüge des Gasbetons gestört, was die Verankerungskräfte negativ beeinflußt und dadurch nur mittlere Tragkräfte ermöglichen. Hinzu kommt noch, daß das Einschlagen der Metallbolzen Kraft und Geschicklichkeit erfordert, insbe­ sondere weil die Metallbolzen in vier verschiedene Richtungen geschlagen werden müssen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Verankerungsvorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen Gasbeton und einem daran zu befestigenden Bauteil der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach im Auf­ bau und in der Herstellung ist und sich leicht montieren läßt, sowie eine hohe Verankerungskraft bei geringem Schlupf aufweist und deren zulässige Belastbarkeit sich in einfacher Weise den Erfordernissen anpassen läßt.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Befestigungsmittel selbstschneidende Schrauben mit mög­ lichst dünnem, zylindrischen Schraubenkern sind, daß die Durchgangsbohrungen achsparallel zueinander und senk­ recht zur Stützfläche verlaufend vorgesehen sind, und daß die Durchgangsbohrungen in geringem gegenseitigen Achsabstand angeordnet sind, der mindestens so groß ist wie der Schraubenkopfdurchmesser bzw. maximal das 8- bis 10fache des Schraubendurchmessers beträgt.

Diese neue Verankerungsvorrichtung ist preiswert in der Herstellung, denn die ebene Verankerungsplatte kann in ein­ facher Weise hergestellt werden. Hierbei wirkt es sich als vorteilhaft aus, daß die Durchgangsbohrungen achsparallel zueinander und senkrecht zur Stützfäche verlaufend vorge­ sehen sind. Auch die Montage der neuen Verankerungsvor­ richtung ist einfach. Die Verankerungsplatte wird an der gewünschten Stelle auf den Gasbeton aufgesetzt bzw. in einer vorher eingebrachten Vertiefung darin versenkt angeordnet. Man braucht dann nur noch die Schrauben nach­ einander in die Durchgangsbohrungen zu stecken und einzu­ schrauben. Dies erfordert nur einen geringen Zeitaufwand, zumal ein Vorbohren nicht erforderlich ist. Da die Durch­ gangsbohrungen achsparallel zueinander verlaufen, werden die Schrauben alle in der gleichen Richtung eingeschraubt, was ebenfalls die Montage vereinfacht. Durch das Eindrehen der Schrauben wird das Gefüge des Gasbetons nur minimal gestört. Die Durchgangsbohrungen und damit auch die Schrauben können in einem geringen gegenseitigen Ab­ stand angeordnet sein, ohne daß hierdurch die Bruchlast nachteilig beeinflußt wird. Insgesamt weist die Veranke­ rungsvorrichtung eine sehr hohe Verankerungskraft auf. Diese Ver­ ankerungskraft entspricht in etwa der Summe der Veranke­ rungskräfte der einzelnen Schrauben, solange kein Ausbruch­ kegel auftritt. Durch Vergrößerung oder Verkleinerung der Anzahl der Schrauben sowie auch ihrer Länge, kann die Ver­ ankerungskraft der Verankerungsvorrichtung in sehr ein­ facher Weise den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Neben der hohen Verankerungskraft weist die neue Ver­ ankerungsvorrichtung einen sehr geringen Schlupf auf. Ein wesentlicher Vorteil ist weiterhin, daß sie sofort nach der Montage belastet und auch jederzeit demontiert werden kann. Es können marktgängige Schrauben, z. B. Spanplatten­ schrauben, Verwendung finden. Diese werden in großen Stück­ zahlen hergestellt und sind deshalb relativ preiswert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem, anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Verankerungs­ vorrichtung im Querschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Querschnitt,

Fig. 4 die zugehörige Draufsicht,

Fig. 5-12 Draufsichten auf unterschiedlich ausgestaltete Verankerungsplatten.

Die neue Verankerungsvorrichtung besteht aus einer Veranke­ rungsplatte 1 und mehreren Schrauben 2. Die Verankerungs­ platte 1 ist mit mehreren Durchgangsbohrungen 3 versehen. Diese Durchgangsbohrungen verlaufen achsparallel zueinander und senkrecht zu der Stützfläche 1′ der Verankerungs­ platte 1. Die Durchgangsbohrungen können gemäß dem in Fig. 1 und 2 sowie den Fig. 5-12 dargestellten Aus­ führungsbeispielen an der der Stützfläche 1′ abgewandten Außenfläche 1′′ mit Ansenkungen 4 versehen sein für die versenkte Anordnung der Schraubenköpfe 2′. Die Veranke­ rungsplatte 1 weist fernen ein zentrales Verankerungsge­ winde 5 auf, in welches eine nicht dargestellte Halte­ schraube einschraubbar ist, mit der die Kraft auf die Ver­ ankerungsplatte übertragen wird. In das Verankerungsgewin­ de 5 kann auch ein mit einem Gewinde versehener Stehbolzen eingeschraubt sein. Der Stehbolzen kann auch in der Ver­ ankerungsplatte 1 durch Schweißen oder Nieten verbunden werden, weiterhin kann er auch durch Anschweißlaschen o. ä. ersetzt werden. Mit der Verankerungsvorrichtung können Kräfte in den Gasbeton eingetragen bzw. Bauteile aus solchen Stoffen an Tragkonstruktionen verankert werden.

Damit die Verankerungsplatte möglichst klein gehalten werden kann und deshalb am Montageort möglichst wenig Platz erfordert und auch wenig Material zu ihrer Herstellung benötigt wird, sind die Durchgangsbohrungen 3 in einem geringen gegenseitigen Achsabstand a angeordnet. Mit Achs­ abstand wird hier jeweils der kürzeste Abstand zwischen zwei benachbarten Durchgangsbohrungen 3 verstanden. Der kleinstmögliche Abstand a zwischen zwei Durchgangsbohrungen 3 ist durch den Durchmesser d des Schraubenkopfes 2′ bestimmt. Der Abstand a darf nicht kleiner sein als der Schraubenkopfdurchmesser d. Der maximale Abstand zwischen den Durchgangsbohrungen 3 und damit den Schrauben 2 wird nur durch die Größe der Verankerungsplatte 1 und deren wirtschaftliche Herstellung begrenzt.

Durch experimentelle Versuche mit Spanplattenschrauben ⌀ 7 mm (handelsübliche Größe) konnte festgestellt werden, daß auch bei einem sehr geringen Abstand a - der in etwa dem Schraubenkopfdurchmesser d entsprach - annähernd gleich große Verankerungskräfte ermittelt wurden wie bei Versuchen mit größeren Achsabständen. Daher kann die Veranke­ rungsplatte relativ klein dimensioniert werden. Die Ver­ ankerungskräfte von Einzelschrauben ⌀ 7 mm in Gasbeton der Güteklasse G/2/0.5 mit einer Einschraubtiefe von 100 mm lagen bei einer durchschnittlichen Verankerungskraft von 1,70 kN. Im Gasbeton der Güteklasse G4/0.6 wurden im Mittel 2,40 kN erreicht. Innerhalb der Einzelergebnisse war nur eine minimale Streuung zu verzeichnen und auch der Schlupf der Schrauben im Gasbeton war gleichmäßig und ge­ ring. Unter Verankerungskraft wird diejenige Kraft verstanden, ab der ein Verankerungsversagen auftritt, d. h. eine oder mehrere Schrauben aus dem Gasbeton herausgezogen werden. Beim Herausziehen der Schrauben entsteht hierbei kein Ausbruchkegel, sondern ein zylinderförmiges Loch von der Größe des Schraubendurchmessers. Auch beim hier vorgesehenen Einsatz tritt nur eine der Schraubenzahl entsprechende Zahl von zylinderförmigen Löchern auf, solange bis die Summe der Verankerungskräfte der einzelnen Schrauben größer ist als die Zugfestigkeit des Gasbetons. Erst bei dieser Randbedingung entsteht ein Kegelausbruch, der dem Haupt­ zug-Spannungsverlauf entspricht. Die Größe der Verankerungs­ kraft der Verankerungsvorrichtung läßt sich durch die An­ zahl der Schrauben, die Schraubenlänge und den Schrauben­ durchmesser variieren. Auch die Verankerungskraft jeder einzelnen Schrauben läßt sich durch ihre Gewindeform, das Verhältnis vom Kerndurchmessr d 2 zum Außendurchmesser d 1, das Steigungsverhältnis der Gewindegänge und auch die Schraubenlänge verändern.

Entgegen dem allgemeinen in der Bautechnik anerkannten Prin­ zip, daß zwischen einzelnen Verankerungselementen (z. B. Dübeln) ein Mindestabstand eingehalten werden sollte, damit keine Überschneidung der Ausbruchkegel entsteht, um ein Absinken der Verankerungskraft zu vermeiden, ist das prin­ zipielle Tragverhalten der neuen Verankerungsvorrichtung vollkommen anders. Da die Einzelschraube nur ein zylindrisches Ausbruchloch aufweist, ist es bei der neuen Veranke­ rungsvorrichtung möglich, die zuvor erwähnten Mindestab­ stände der Verankerungselemente ohne Tragkraftabfall zu unterschreiten und die Schrauben zu bündeln. Erst ab einer bestimmten Anzahl von Schrauben im Bündel entsteht ein Aus­ bruchkegel. Treten Ausbruchkegel auf, sind zwischen den einzelnen Ausbruchkegeln die zuvor beschriebenen Mindest­ abstände einzuhalten.

Unter vergleichbaren Randbedingungen erreicht die neue Verankerungsvorrichtung (Bündelanker) sehr große Veranke­ rungskräfte, die das 3- bis 5fache der derzeit bekannten leistungsfähigen Verankerungssysteme betragen. Trotz der hohen Verankerungskräfte ist der Schlupf des Verankerungs­ systems im Gasbeton minimal.

Damit durch jede einzelne Schraube 2 eine optimale Veranke­ rungskraft erzielt wird, ist es wichtig, daß die Schraube 2 einen möglichst dünnen zylindrischen Schraubenkern 2′′ auf­ weist. Das Verhältnis Kerndurchmesser d 2 zu Schraubendurch­ messer d 1 sollte ca. 0,5 bis 0,3 betragen und möglichst an der zuletztgenannten unteren Grenze liegen. Die Schraube sollte einen sehr schlanken, scharfkantigen Gewindegangsteg 2′′′ mit einem Flankenwinkel μ von etwa 30 bis 40° aufweisen. Das bevorzugte Steigungsverhältnis des Gewindegangsteges 2′′′, nämlich die Gewindegangshöhe h zu dem Außendurch­ messer d 1 sollte ca. 0,8 bis 1,2 betragen. Die Schraube 2 soll mit einer angeformten Spitze versehen sein. Das Gewin­ de sollte sich bevorzugt über die ganze Schraubenlänge er­ strecken. Der Schraubenkopf 2′ hat auf die Verankerungs­ kraft keinen Einfluß. Wenn nach der Montage die Schrauben­ köpfe 2′ nicht über die Außenseite 1′′ der Verankerungs­ platte 1 vorstehen sollen, dann werden zweckmäßig Schrauben 2 mit Senkkopf 2′ verwendet und Ankerplatten, die ent­ sprechende Ansenkungen für den Schraubenkopf aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, wie es in Fig. 3 und 4 darge­ stellt ist, Schrauben 2 a mit einem Rundkopf oder Zylinder­ kopf 2 a′ zu verwenden, wenn vorstehende Schraubenköpfe das zu verankernde Teil nicht beeinträchtigen. In diesem Fall brauchen die Durchgangsbohrungen 3 in der Verankerungs­ platte 1 a keine Ansenkungen aufzuweisen, wodurch die Her­ stellungskosten der Verankerungsplatte 1 a gesenkt werden.

Das es sich bei geringen Stückzahlen nicht rentiert, Spezial­ schrauben mit den oben beschriebenen Merkmalen herzustellen, empfiehlt sich die Verwendung von sogenannten Spanplatten­ schrauben, da diese an gestellten Anforderungen am nächsten kommen.

Je nach Einsatzort müssen die Verankerungsplatte 1, 1 a und die Schrauben 2, 2 a mehr oder weniger gut rostgeschützt sein. In besonderen Fällen empfiehlt sich der Einsatz von rostfreiem Stahl.

Die optimale Form der Verankerungsplatte richtet sich nach der Richtung des Kraftangriffes an dem zu verankernden Teil und nach der gewünschten Tragkraft. Reiner Zug läßt sich am besten durch eine um x- und y-Achse symmetrische Veranke­ rungsplatte erreichen. Das Verankerungsgewinde 5 sitzt in diesem Fall im Schnittpunkt beider Achsen und die Durch­ gangsbohrungen 3 sind um das Verankerungsgewinde 5 grup­ piert. Die in den Fig. 1-9 dargestellten Verankerungs­ platten 1 a bis 1 h erfüllen diese Anforderungen. Die runden Platten 1, 1 c bis 1 e haben den Vorteil, daß mittels eines entsprechenden Bohrers im Gasbeton sehr leicht Ver­ tiefungen vorgesehen werden können, um diese Verankerungs­ platten versenkt anzuordnen. In den Zeichnungen sind nur einige mögliche Ausführungsformen dargestellt, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt sein soll.

Reiner Querzug läß sich am besten mit einer länglichen Verankerungsplatte 1 i übertragen, wie sie in Fig. 11 dar­ gestellt ist. Bei dieser Verankerungsplatte 1 i sind die Durchgangsbohrungen 3 achsensymmetrisch am einen Ende der Verankerungsplatte 1 i angebracht, während das Verankerungs­ gewinde 5 am anderen Ende sitzt.

Zur Einreichung von Schrägzugkräften können angepaßte Ver­ ankerungsplatten verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung kann sowohl zur Verankerung von schweren Teilen wie z. B. Waschbecken, WC's, Hängeschränke, Regale oder dgl. an Gasbeton als auch zur Verankerung von Bauteilen aus Gasbeton an einer tragenden Konstruktion verwendet werden. Für den letztgenannten Fall eignet sich besonders die laschenartig ausgestaltete, in Fig. 12 dargestellte Ver­ ankerungsplatte 1 j, die an ihrem einen Ende mit Durchgangs­ bohrungen 3 versehen ist und am anderen Ende als Veranke­ rungselement einen hammerartigen Kopf 7 aufweist. Dieser Kopf greift in eine an der Tragkonstruktion vorgesehene Schiene mit entsprechendem Querschnitt ein. Eine weitere Einsatzmöglichkeit besteht darin, daß zum Transport von schweren Gasbeton-Bauteilen die leicht montierbare und demontierbare erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung verwendet werden kann.

Claims (8)

1. Verankerungsvorrichtung zur Herstellung einer Verbindung zwischen Gasbeton und einem daran zu befestigenden Bau­ teil, mit einer lastverteilenden Verankerungsplatte, die eine an die Oberfläche des Gasbetons, gegebenenfalls auch versenkt, anlegbare Stützfläche, mehrere Durchgangs­ bohrungen und ein Verankerungsgewinde oder ein sonstiges Verankerungselement aufweist, und mit mehreren in die Durchgangsbohrungen einzusetzenden und in den Gasbeton einbringbaren Befestigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel selbstschneidende Schrauben (2, 2 a) mit möglichst dünnem, zylindrischen Schrauben­ kern (2′′) sind, daß die Durchgangsbohrungen (3) achs­ parallel zueinander und senkrecht zur Stützfläche (1′) verlaufend vorgesehen sind, und daß die Durchgangsboh­ rungen (3) in geringem gegenseitigen Achsabstand (a) angeordnet sind, der mindestens so groß ist wie der Schraubenkopfdurchmesser (d) und maximal das 8- bis 10fache des Schraubendurchmessers (d 1) beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand (a) der Durchgangsbohrungen (3) etwa 20 bis 30 mm beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchgangsbohrungen (3) an der der Stütz­ fläche (1′) abgewandten Außenfläche (1′′) der Veranke­ rungsplatte (1, 1 c-1 j) mit Ansenkungen (4) für die versenkte Anordnung der Schraubenköpfe (2′) versehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verankerungsplatte (1, 1 c-1 e) rund ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (2, 2 a) folgende Merkmale aufweist: eine angeformte Spitze, einen scharfkantigen Gewindegangsteg (2′′′) mit einem Flankenwinkel ( μ ) von 30-40°, ein Verhältnis des Kerndurchmessers (d 2) zum Außendurch­ messer (d 1) von etwa 0,3-0,5, ein Steigungsverhältnis von Gewindeganghöhe (h) zum Außendurchmesser (d 1) von etwa 0,8-1,2.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube nach Art einer Spanplattenschraube ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gewinde sich bis zum Schraubenkopf (2′) erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsplatte (1, 1 b-1 j) aus Stahl, insbesondere rostgeschütztem Stahl, besteht.