DE3940411C2 - Spreizanker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spreizanker zum Einsetzen in eine zylindrische Bohrung eines Befestigungsgrundes mit einem Ankerbolzen, der am Befestigungsende ein Außengewinde und am Einsteckende ein Verankerungsteil mit wenigstens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten, sich zum Einsteckende hin erweiternden Spreizkonen aufweist, die jeweils am Konusende mit dem kleineren Durchmesser in einen zylindrischen Halsab­ schnitt mit einer Anschlagschulter und am Konusende mit dem größeren Durchmesser in eine zylindrische Überzugs­ zone übergehen, und denen jeweils ein Spreizelement zugeordnet ist, das die Gestalt eines axial geschlitzten hülsenartigen Ringes hat, dessen Innendurchmesser kleiner als der größte Konusdurchmesser sowie größer als der Halsabschnittdurchmesser und dessen Außendurchmesser mindestens gleich dem größten Durchmesser des Anker­ bolzens ist, wobei das dem Einsteckende näherliegende erste Spreizelement eine größere axiale Länge als das weiter vom Einsteckende liegende zweite Spreizelement aufweist, und wobei die dem kürzeren zweiten Spreiz­ element zugeordnete Überzugszone des Spreizkonus eine kürzere axiale Länge als die dem ersten Spreizelement zugeordnete Überzugszone am Einsteckende hat.

Ein derartiger Spreizanker ist aus der DE-OS 28 28 983 bekannt. Zum Setzen des bekannten Spreizankers wird der Ankerbolzen in die zylindrische Bohrung des Befesti­ gungsgrundes eingebracht und eine Mutter auf das mit einem Außengewinde versehene Befestigungsende, das sich durch einen zu befestigenden Gegenstand erstreckt, aufgeschraubt. Dadurch bewegt sich der Ankerbolzen in axiale Richtung etwas aus der Bohrung heraus. Die an der Bohrlochwandung anliegenden Spreizelemente werden dabei durch die auf dem Ankerbolzen ausgebildeten Spreizkonen aufgeweitet und gegen die Wand der Bohrung gepreßt, so daß sich ein fester Sitz des Spreizankers in der Bohrung ergibt.

Beim Setzen des bekannten Spreizankers muß zum Spreizen der Spreizelemente über die Spreizkonen eine axiale auf den Ankerbolzen aufgebrachte Kraft in eine radiale Spreizkraft zum Aufweiten der Spreizelemente umgesetzt werden. Dazu ist es einerseits erforderlich, daß die Spreizelemente eine ausreichende Reibung mit dem Be­ festigungsgrund gewährleisten, so daß es zu einer Re­ lativbewegung zwischen den Spreizkonen und den Spreiz­ elementen kommen kann. Andererseits muß ein voll­ ständiges Durchziehen der Spreizkonen durch die an der Bohrlochwandung festgelegten Spreizelemente verhindert werden.

Bei dem bekannten Spreizanker kann es in einem harten Befestigungsgrund vorkommen, daß die radialen Kräfte die Spreizelemente so stark verpressen, daß deren Material­ stärke durch einen Auswalzeffekt erheblich verringert wird. Dadurch besteht einerseits die Gefahr, daß bereits beim Setzen ein vollständiges Durchziehen der Spreiz­ konen durch die Spreizelemente erfolgt. Andererseits ist infolge der Verdünnung der Materialstärke der Spreiz­ elemente durch die Flächenpressung ein ausreichendes Nachspreizen beim Auftreten von Rissen in rißanfälligen Zonen nicht mehr gewährleistet.

Aus dem DE-GM 74 13 786 ist ferner ein Wandanker be­ kannt, der wie der aus der DE-OS 28 28 983 bekannte Spreizanker einen Ankerbolzen aufweist, an dessen Ein­ steckende zwei Spreizkonen ausgebildet sind, die beim Setzen des Wandankers jeweils einen ringförmigen Spreiz- und Klemmkörper gegen die Wand der Bohrung pressen. Im Gegensatz zu dem aus der DE-OS 28 28 983 bekannten Spreizanker weisen bei diesem Wandanker die den beiden Spreizkonen zugeordneten Überzugszonen sowie Spreiz- und Klemmkörper die gleiche axiale Länge auf.

Außerdem ist aus dem DE-GM 71 00 768 ein Spreizdübel bekannt, an dessen einsteckseitigem Ende ein Spreizkonus ausgebildet ist, der im Bereich der Überzugszone mit einer Riffelung versehen ist, deren Vertiefungen in Längsrichtung und damit parallel zur Bewegungsrichtung der auf dem Spreizkonus aufsitzenden Spreizhülse ver­ laufen. Die Riffelung erhöht die Flächenpressung an den Erhebungen der Riffelung und sichert den Spreizdübel beim Setzen gegen ein Verdrehen, so daß ein gutes Auf­ spreizen der Spreizhülse und damit eine erhöhte Zug­ festigkeit des Spreizdübels erreichbar ist.

Die AT 340 113 schließlich beschreibt ein zum Setzen in einem Bohrloch vorgesehenes Befestigungselement, das zum Spreizen der Spreizhülse an seinem einsteckseitigen Ende einen Spreizkonus aufweist. Der Spreizkonus verfügt im Bereich der Überzugszone über einen Bund, der verhindern soll, daß die Spreizhülse über den Spreizkonus hinweg­ gleitet.

Weiterhin offenbart die CH 591 637 einen Dübel mit einem am Einsteckende ausgebildeten Spreizkonus, der im Be­ reich der Überzugszone ebenfalls mit einem einstufigen Bund versehen ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, einen Spreizanker zu schaf­ fen, der nicht nur leicht hergestellt und gesetzt werden kann, sondern auch im Falle einer Rißbildung in riß­ anfälligen Zugzonen durch Nachspreizen eine sichere Befestigung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Überzugszone am Einsteckende über eine im axialen Längsschnitt säge­ zahnförmige Profilierung mit im wesentlichen in Umfangs­ richtung umlaufenden Vertiefungen verfügt, deren Zahn­ flanken beim Durchziehen des Verankerungsteils durch die Spreizelemente für das erste Spreizelement mehrere axial versetzte Widerlager zum Arretieren des ersten Spreiz­ elementes bilden, und daß das erste Spreizelement in der Nähe seines dem Einsteckende zugewandten vorderen Randes über wenigstens eine Öffnung verfügt.

Durch die im axialen Längsschnitt sägezahnförmige Profi­ lierung der Überzugszone mit in Umfangsrichtung und damit quer zur Bewegungsrichtung des Spreizankers beim Setzen oder beim Nachspreizen umlaufenden Vertiefungen wird ein Durchziehen des Spreizkonus durch das in seiner Materialstärke durch Flächenpressung verdünnte Spreiz­ element vermieden. Das in seiner Materialstärke durch die Flächenpressung verdünnte Spreizelement verhakt sich in der sägezahnförmigen Profilierung und wird nach dem Verhaken verformt, um sich sowohl im Befestigungsgrund als auch am Ankerbolzen festzusetzen.

Dieser Effekt wird dadurch unterstützt und verbessert , daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Nähe des dem Einsteckende zugewandten vorderen Randes des Spreizelements eine oder mehrere Öffnungen oder Bohrungen vorgesehen sind, die beim Aufweiten und Ver­ dünnen des Spreizelements zum vorderen Rand hin ein­ reißen können und dadurch das ursprünglich nur mit einem Längsschlitz versehene Spreizelement an mehreren Stellen schwächen, so daß die vom Spreizkonus aufgebrachten Kräfte weniger von der Schlupfreibung aufgebraucht werden, sondern zum Spreizen oder Nachspreizen zur Verfügung stehen. Außerdem bewirken diese Bohrungen, daß zum Verformen des Spreizelements wegen der zusätzlichen Schwächung weniger Kraft erforderlich ist. Die geringe­ ren Kräfte haben zur Folge, daß auch die Gegenkräfte in der Bohrlochwandung kleiner sein dürfen, so daß ein sicheres Nachspreizen bei einer Rißbildung gewährleistet ist.

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch die kürzere dem zweiten Spreizelement zugeord­ nete Überzugszone mit einer Profilierung versehen sein, wodurch sich eine erhöhte Auszugslast ergibt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Verankerungsteil des Spreizankers ohne das an dem gezeigten glatten Schaftabschnitt sich anschließende Befestigungsende mit einem Außen­ gewinde in einem Bohrloch nach Beginn des Setz­ vorganges vor dem Spreizen in einer Seitenan­ sicht und im Halbschnitt,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines abgewandelten Spreizankers mit zwei profilierten Übergangszonen,

Fig. 3 den Spreizanker gemäß Fig. 1 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise nach dem Ende des Setzvorganges,

Fig. 4 den Spreizanker gemäß Fig. 2 in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellungsweise nach dem Ende des Setzvorganges,

Fig. 5 das in den Fig. 1 bis 4 untere Spreizelement in einer vergrößerten Seitenansicht,

Fig. 6 einen radialen Schnitt durch das Spreizele­ ment entlang der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 5 vor dem Spreizvorgang gezeigten Spreizelementes während des Aufspreizens,

Fig. 8 einen radialen Schnitt durch das Spreiz­ element gemäß Fig. 7 entlang der Linie VII-VII,

Fig. 9 eine den Fig. 5 und 7 entsprechende Darstel­ lung mit einem ganz aufgeweiteten Spreizele­ ment am Ende des Setzvorganges und

Fig. 10 einen Querschnitt durch das Spreizelement entlang der Linie X-X in Fig. 9.

In Fig. 1 erkennt man einen Befestigungsgrund oder ein Mauerwerk 1 mit einem zylindrischen Bohrloch 2, aus dessen Bohrlochmund 3 ein glatter Schaftabschnitt 4 eines Ankerbolzens 7 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Befestigungsende herausragt, das mit einem in der Zeichnung ebenfalls nicht erkennbaren Außengewinde zum Aufschrauben einer Befestigungsmutter versehen ist. Der mit dem in der Zeichnung erkennbaren Spreizanker 5 zu befestigende und in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellte Gegenstand ist nach dem Setzen des Spreizankers 5 zwischen der Oberseite 6 des Mauerwerks 1 und der oben erwähnten Mutter einge­ klemmt.

Der Ankerbolzen 7 des Spreizankers 5 verfügt über ein sich zwischen dem glatten Schaftabschnitt 4 und dem vorderen Ende oder Einsteckende 8 erstreckendes Verankerungsteil 9, das über einen dem Einsteckende 8 benachbarten ersten Spreizkonus 10 und einen in Richtung auf das Befestigungsende axial versetzten zweiten Spreizkonus 11 verfügt. Die Spreizkonen 10, 11 erweitern sich jeweils in Richtung auf das Einsteck­ ende 8.

An seinem verjüngten Ende geht der erste Spreizkonus 10 in einen ersten Halsabschnitt 12 über, dessen axiale Länge etwa 50 Prozent der Länge des ersten Spreizkonus 10 beträgt.

An seinem zum Einsteckende 8 weisenden Ende mit dem größeren Durchmesser geht der erste Spreizkonus 10 in eine erste Überzugszone 13 über, deren Außendurch­ messer dem Außendurchmesser des glatten Schaftab­ schnittes 4 entspricht. Die erste Überzugszone 13 weist eine in Fig. 1 deutlich erkennbare im Längs­ schnitt sägezahnartige Profilierung 14 auf. Die Profilierung 14 wird durch mehrere in Umfangsrichtung umlaufende Nuten 15 gebildet, deren Breite sich in radialer Richtung verringert.

Die auf diese Weise gebildeten umlaufenden Zähne dienen zum Arretieren eines ersten Spreizelementes 16, wenn der erste Spreizkonus 10 infolge einer axialen Verschiebung in Fig. 1 nach oben in das erste Spreiz­ element 16 hineingezogen worden ist. Das erste Spreizelement 16 besteht aus einem geschlitzten hülsenartigen Ring aus einem Metallblech, dessen Stärke mindestens 10 Prozent des Durchmessers des Ankerbolzens 7 beträgt. Das erste Spreizelement 16 verfügt über zwei radial gegenüberliegende nasenartige Vorsprünge 17, die zu Beginn des Setzvorganges ein Verhaken des ersten Spreizelementes 16 mit der Bohrlochwand 18 erleichtern.

Wie man in Fig. 1 weiter erkennt, ist in der Nähe des zum Einsteckende 8 verlaufenden Randes 19 des ersten Spreizelementes 16 eine Bohrung 20 vorgesehen, die in dem das erste Spreizelement 16 bildenden Blechteil ausgestanzt sein kann. Die Bohrung 20 kann als Einzelbohrung oder gemeinsam mit weiteren entlang dem Rand 19 verteilten Bohrungen 20 vorgesehen sein. Durch die Bohrungen 20 werden Schwachstellen erzeugt, deren Funktion weiter unten anhand der Fig. 5 bis 10 genauer erläutert wird.

Beim Einsetzen des Spreizankers 5 in das Bohrloch 2 stößt das erste Spreizelement 16 mit seinem vom Einsteckende 8 wegweisenden hinteren Rand gegen eine Anschlagschulter 21 an, die durch die unterschied­ lichen Durchmesser zwischen dem ersten Halsabschnitt 12 und dem Durchmesser einer zylindrischen zweiten Überzugszone 22 gebildet wird, in die der zweite Spreizkonus 11 an seinem zum Einsteckende 8 weisenden Ende übergeht.

An den zweiten Spreizkonus 11 schließt sich entspre­ chend dem ersten Halsabschnitt 12 des ersten Spreiz­ konus 10 ein zweiter Halsabschnitt 23 an, dessen axiale Länge derjenigen des ersten Halsabschnitts 12 entspricht. Der Übergang zwischen dem zweiten Hals­ abschnitt 23 und dem glatten Schaftabschnitt 4 bildet eine Anschlagschulter 24, gegen die beim Einsetzen des Spreizankers 5 in das Bohrloch 2 ein zweites Spreiz­ element 25 anstoßen kann, das, wie das erste Spreiz­ element 16, als geschlitzter hülsenartiger Ring ausgebildet ist, der über zwei radial einander gegenüberliegende Vorsprünge 26 verfügen kann, um die Reibung zwischen dem zweiten Spreizelement 25 und der Bohrlochwand 18 zu erhöhen.

Das zweite Spreizelement 25 hat eine kürzere axiale Länge als das erste Spreizelement 16. Da die axialen Längen der Halsabschnitte 12 und 23 sowie ggf. auch die Längen der Spreizkonen 10, 11 gleich sind, erfolgt ein Aufspreizen des zweiten Spreizelementes 25 erst nach einer größeren axialen Verschiebung des Ankerbol­ zens 7 entgegen der Einsteckrichtung, so daß beim Setzen des Spreizankers 5 zunächst ein Aufspreizen des ersten Spreizelementes 16 durch den ersten Spreizkonus 10 eingeleitet wird und danach erst ein Aufspreizen des zweiten Spreizelementes 25 durch den zweiten Spreizkonus 11.

Fig. 2 zeigt einen Spreizanker 50, der sich vom in Fig. 1 dargestellten Spreizanker 1 lediglich dadurch unterscheidet, daß die zweite Überzugszone 22 statt eines glatten Mantels einen Mantel mit einer Profilie­ rung 27 aufweist, die in der gleichen Gestalt aus­ gebildet ist, wie die Profilierung 14 an der ersten Überzugszone 13.

Wie man in denk Fig. 1 und 2 erkennt, sind die ersten Überzugszonen 13 in axialer Richtung jeweils länger, beispielsweise doppelt so lang wie die glatte zweite Überzugszone 22 oder die mit der Profilierung 27 versehene zweite Überzugszone 28 gemäß Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Spreizanker 5, 50 jeweils nach dem Einschieben in das Bohrloch 2 und vor dem Anziehen der Befestigungsmutter mit deren Hilfe der Ankerbolzen 7 in Auszugsrichtung etwas zurückgezogen wird, um durch eine Relativbewegung zwischen den Spreizkonen 10, 11 und den Spreizelementen 16, 25 ein Aufspreizen derselben und damit eine Befestigung des Spreizankers 5, 50 zu erreichen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Spreizanker 5, 50 nach dem Setzen. Man erkennt in den Fig. 3 und 4, daß die Spreizelemente 16, 25 im Bohrloch 2 ihre axiale Lage im wesentlichen beibehalten haben und durch das Zurückziehen des Ankerbolzens 7 aufgespreizt worden sind. Dabei ist der Rand 19 des ersten Spreizelementes 16 bis zur ersten Überzugszone 13 verschoben worden, in der der Rand 19 mit den Nuten 15 der Profilierung 14 der ersten Überzugszone 13 in Eingriff kommt und ein Durchziehen des ersten Spreizkonus 10 durch das erste Spreizelement 16 hindurch verhindert.

Das zweite Spreizelement 25 ist bei dem in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Setzvorgang ebenfalls auf­ gespreizt worden und reicht mit seinem zum Einsteck­ ende 8 weisenden Rand bis in den Übergangsbereich zwischen dem zweiten Spreizkonus 11 und der zweiten Überzugszone 22 in Fig. 3 bzw. der zweiten Über­ zugszone 28 in Fig. 4. Falls der in Fig. 4 darge­ stellte Spreizanker 50 weiter zurückgezogen würde, könnte ein Durchziehen des zweiten Spreizkonus 11 durch das zweite Spreizelement 25 mit Hilfe der Profilierung 27 auf der zweiten Überzugszone 28 verhindert werden.

Die Fig. 5 bis 10 veranschaulichen jeweils in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht die Verformung der Bohrung 20 beim Aufweiten des ersten Spreizele­ mentes 16. In den Fig. 5 und 6 erkennt man die runde Form der Bohrung 20 vor dem Setzvorgang, die sich während des Setzvorganges gemäß den Fig. 7 und 8 zu einem Oval verformt und schließlich am Ende des Setzvorganges gemäß den Fig. 9 und 10 einreißen kann. Auf diese Weise wird mit Hilfe einer oder mehrerer Bohrungen 20 erreicht, daß das erste Spreizelement 16 geschwächt wird und dadurch ein leichteres Aufspreizen möglich ist, so daß die vom ersten Spreizkonus 10 aufzubringenden Spreizkräfte weniger zum Verformen des Spreizelementes 16 benötigt werden und somit mehr für ein zuverlässiges Einpressen des ersten Spreiz­ elementes 16 in die Bohrlochwand 18 zur Verfügung stehen. Die dabei erzeugte Mulde im Mauerwerk ist somit tiefer als der zu erwartende Riß. Dadurch ist ein Nachspreizen bei Rißbildung gewährleistet.

Claims (6)

1. Spreizanker zum Einsetzen in eine zylindrische Bohrung eines Befestigungsgrundes mit einem Anker­ bolzen, der am Befestigungsende ein Außengewinde und am Einsteckende ein Verankerungsteil mit wenigstens zwei in axialer Richtung hintereinander ange­ ordneten, sich zum Einsteckende hin erweiternden Spreizkonen aufweist, die jeweils am Konusende mit dem kleineren Durchmesser in einen zylindrischen Halsabschnitt mit einer Anschlagschulter und am Konusende mit dem größeren Durchmesser in eine zylindrische Überzugszone übergehen, und denen jeweils ein Spreizelement zugeordnet ist, das die Gestalt eines axial geschlitzten hülsenartigen Ringes hat, dessen Innendurchmesser kleiner als der größte Konusdurchmesser sowie größer als der Hals­ abschnittdurchmesser und dessen Außendurchmesser mindestens gleich dem größten Durchmesser des Anker­ bolzens ist, wobei das dem Einsteckende näherlie­ gende erste Spreizelement eine größere axiale Länge als das weiter vom Einsteckende liegende zweite Spreizelement aufweist, und wobei die dem kürzeren zweiten Spreizelement zugeordnete Überzugszone des Spreizkonus eine kürzere axiale Länge als die dem ersten Spreizelement zugeordnete Überzugszone am Einsteckende hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugszone (13) am Einsteckende (8) über eine im axialen Längsschnitt sägezahnförmige Profilierung (14) mit im wesentlichen in Umfangsrichtung um­ laufenden Vertiefungen (15) verfügt, deren Zahn­ flanken beim Durchziehen des Verankerungsteils (9) durch die Spreizelemente (16, 25) für das erste Spreizelement (16) mehrere axial versetzte Wider­ lager zum Arretieren des ersten Spreizelementes (16) bilden, und daß das erste Spreizelement (16) in der Nähe seines dem Einsteckende (8) zugewandten vor­ deren Randes (19) über wenigstens eine Öffnung (20) verfügt.

2. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spreizelement (16) bis zum 1,5-fachen der axialen Länge des zweiten Spreizelementes (25) hat.

3. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen Bohrungen (20) sind.

4. Spreizanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu drei in Umfangsrichtung versetzt einge­ stanzte Bohrungen (20) vorgesehen sind.

5. Spreizanker nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung (20) bis zu 40 Prozent des Durchmessers des Spreizelementes (16) und bis zu 40 Prozent der axialen Länge des Spreizelementes (16) beträgt.

6. Spreizanker nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem kurzen zweiten Spreizelement (25) zugeordnete Überzugszone (28) ebenfalls eine Profilierung (27) mit im wesentlichen entlang ihres Umfangs verlaufenden, im axialen Schnitt sägezahnförmigen Vertiefungen aufweist.