DE4203324C2 - Bolzenanker mit Spreizhülse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen in einer zylindrischen Bohrung in einem Untergrund, beispielsweise einem Beton-Untergrund, setzbaren Bolzenanker, bestehend aus einem an seinem rückwärtigen bohrungsäußeren Ende mit einem Gewinde für eine aufschraubbare Mutter versehenen Bolzenschaft, der an sei­ nem vorderen bohrungsinneren Ende mit einem im Durchmesser verringerten Schaftabschnitt versehen ist, welcher am freien Ende in einen sich im wesentlichen kegelstumpfförmig erweiternden Spreizkonus ausläuft, wobei auf dem im Durch­ messer verringerten Schaftabschnitt eine durch mehrere Längsschlitze vom bohrungsinneren Ende her durch den Spreizkonus aufspreizbare Spreizhülse lose aufgesetzt ist, die so bemessen ist, daß ihr Außendurchmesser den Außendurchmesser des im Durchmesser vergrößerten Schaftab­ schnitts im ungesetzten und aufgefederten Zustand geringfü­ gig übersteigt, jedoch beim Einsetzen in die Bohrung auf das Maß des Außendurchmessers des Bolzenschafts zusammen­ drückbar ist, während ihr bohrungsinneres vorderes Ende an dem rückwärts zur Bohrungsmündung weisenden verjüngten Be­ reich des Spreizkonus abgestützt ist, und die Spreizhülse an ihrem zur Bohrungsmündung zurückweisenden Randabschnitt wenigstens in einem Teilbereich leicht konisch aufgeweitet ist und dort einen im wesentlichen sägezahnförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Spreizhülse aus einem ursprünglich ebenflächigen Metallblechzuschnitt zu einer einen durchgehenden Längsschlitz aufweisenden Hülse umgeformt ist.

Ankerbolzen, welche unter Ausübung von Druck oder auch durch Eintreiben mittels leichter Hammerschläge in die Bohrung und anschließendes Anschrauben der Mutter gesetzt werden, wobei der Bolzenschaft zurückgezogen wird und der sich in die Spreizhülse einziehende Spreizkonus den boh­ rungsinneren vorderen Endbereich der Spreizhülse konisch aufspreizt und radial mit der umgebenden Bohrungswandung verspannt, haben sich in den letzten Jahren zunehmend ein­ geführt, zumal sie gegenüber den sogenannten (einfach oder doppelt spreizenden) Spreizdübeln einfacher aufgebaut und somit preisgünstiger herstellbar sind. Bei korrekter Mon­ tage werden dabei mit Spreizdübeln vergleichbare Sicherhei­ ten gegen Ausreißen des Ankerbolzens aus der Bohrung er­ reicht. Allerdings hat sich gezeigt, daß es beim Setzvor­ gang zu Schwierigkeiten kommen kann. So wird bisweilen beobachtet, daß bei dem im Anschluß an das Einbringen des Bolzenschafts in die Bohrung erfolgenden Andrehen der Mut­ ter der Konus nicht in die Spreizhülse hineingezogen, son­ dern der Anker insgesamt, d. h. zusammen mit der Spreizhülse aus der Bohrung herausgezogen wird, d. h. der Anker schlupft. Dies wird beispielsweise dann beobachtet, wenn der Bohrungsdurchmesser - z. B. infolge Ausbrechens von Wandungsmaterial - im Vergleich zum aufgefederten Durch­ messer der Spreizhülse zu groß ist oder wenn die Spreiz­ hülse sich auf dem im Durchmesser verringernden Schaftab­ schnitt aus irgendeinem Grund derart verklemmt hat, daß sie sozusagen auf dem Ankerschaft fixiert ist und der Spreiz­ konus nicht in ihr vorderes Ende eingezogen wird. Bei den Bolzenankern der eingangs erwähnten Art (DE 35 08 015 A1) ist zwar bereits versucht worden, durch am bohrungsseitigen Endbereich der Spreizhülse vorgesehene, durch Einbringen von kurzen, in Hülsen-Längsrichtung verlaufenden Schlitzen und leicht konische Aufweitung von zwischen zwei Schlitzen liegenden Teilbereichen des Hülsen- Randabschnitts, Verankerungsvorsprünge einen zusätzlichen Widerstand der Spreizhülse gegen Schlupfen zu verwirklichen, jedoch befriedigen die hierdurch erreichten Ergebnisse nicht in vollem Umfange, weil auch dann noch gelegentlichen Schlupfen der Ankerbolzen beim Setzen beobachtet wird, wenn sich nämlich in der Wandung der Bohrung gerade in dem nach dem Einsetzen des Bolzenankers dem jeweiligen Verankerungsvorsprung gegenüberliegenden Bereich ein Ausbruch befindet oder die Wandung infolge von Inhomogenitäten des Materials des Untergrunds zum Ausbröckeln neigt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die in Frage stehenden Bolzenanker so auszubilden, daß sich die Spreizhülse nach dem Einsetzen zuverlässig in der vorgese­ henen Montagestellung in der Bohrung verkrallt, so daß sie beim Anziehen der Mutter des Ankers und somit der Rück­ wärtsbewegung des Ankerschafts nicht mit zurückgezogen, sondern ihr vorderes bohrungsinneres Ende von dem eingezo­ genen Anker aufgespreizt wird.

Ausgehend von einem Bolzenanker der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zur Bohrungsmündung zurückweisende konische Randabschnitt der Spreizhülse bis auf den durchgehenden Längsschitz ununterbrochen umläuft, daß der durchgehenden Längsschlitz in einem bohrungsmündungsseitigen Längenbereich eine geringere Breite als im restlichen bis zum bohrungsendseitigen vorderen Ende reichenden Längenabschnitt der Spreizdüse hat, so daß die einander zugewandten Kanten des durchgehenden Längsschlitzes im bohrungsmündungsseitigen Bereich bis in Anlage aneinander zusammendrückbar sind, während im restlichen Längenabschnitt des Längsschlitzes zwischen den Kanten ein Abstand verbleibt, und daß der lichte Innendurchmesser der Spreizhülse in bis zur Aneinanderlage des bohrungsmündungsseitigen Längenabschnitts der Kanten des durchgehenden Längsschlitzes gedrückter Lage noch geringfügig größer als der Außendurchmesser des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts des Bolzenschafts ist.

In den vorgeschriebenen Setztiefen legt sich dann die von der Sägezahn-Spitze gebildete umlaufende Kante praktisch über den gesamten Umfang der Spreizhülse - mit Ausnahme des Bereichs des durchgehenden Schlitzes - an der Bohrungswandung an, wodurch eine sichere Verankerung gegen Rückziehen erreicht wird. Die angestrebte sichere Setzfunktion des in dieser Weise ausgebildeten Bolzenankers wird dadurch mit großer Zuverlässigkeit erreicht. Andererseits wird durch eine Verklemmung der Hülse auf dem im Durchmesser verringerten Schaftabschnitt des Bolzenschafts mit Sicherheit dadurch ausgeschlossen, daß die Hülse in ganz zusammengedrücktem Zustand, d. h. wenn die Kanten des durchgehenden Längsschlitzes im bohrungsmündungsseitigen Enbereich in Anlage aneinandergedrückt sind, einen Innendurchmesser hat, der etwas größer als der Außendurchmesser des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts des Bolzenschafts ist. Die Spreizhülse sitzt also auch in ganz zusammengedrücktem Zustand, in dem eine weitere Verringerung ihres Innendurchmessers nicht mehr möglich ist, mit Spiel auf dem im Durchmesser verringerten Schaftabschnitt des Bolzenschafts.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher er­ läutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines zur Befesti­ gung eines Werkstücks in einer Bohrung in einem Beton-Untergrund gesetzten, in der erfindungsgemäßen Weise ausge­ bildeten Bolzenankers, wobei der Untergrund im Bereich der Bohrung ge­ schnitten ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemä­ ßen Bolzenankers in ungesetztem Zustand;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den Bolzen­ anker, gesehen in Richtung der Pfeile 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht durch den Bolzen­ anker, gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Bolzenschafts des erfindungsgemäßen Bolzenankers ohne die zugehörige Spreizhülse;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Spreizhülse;

Fig. 7 eine Ansicht der Spreizhülse, gesehen in Richtung des Pfeils 7 in Fig. 6;

Fig. 8 eine Ansicht der Spreizhülse in Rich­ tung des Pfeils 8 in Fig. 6; und

Fig. 9 eine Ansicht der Spreizhülse, gesehen in Richtung des Pfeils 9 in Fig. 6.

In den Fig. 1 und 2 ist ein in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter, in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildeter Bolzenanker, und zwar einerseits in ein Werkstück 12 in einer Bohrung 14 in einem Beton-Untergrund 16 halternder gesetzter und andererseits in ungesetztem Zustand in Ein­ zeldarstellung gezeigt.

Der Ankerbolzen 10 setzt sich beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus dem in Fig. 5 gesondert dargestellten Bolzenschaft 20, der in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Spreizhülse 22 und einer Unterlegscheibe 24 sowie einer Mutter 26 zusammen. Die Unterlegscheibe 24 und die Mutter 26 sind Normteile und deshalb nicht in gesonderten Zeich­ nungsfiguren dargestellt.

Der über den größeren Teil seiner Länge im Durchmesser nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 14 bemessene metallische Bolzenschaft 20 weist an seinem - in den Fig. 1, 2 und 5 oberen - rückwärtigen Ende einen Gewinde-Abschnitt 28 auf, auf welchem die Mutter 26 - ggf. nach Aufsetzen der Unterlegscheibe 24 - aufgeschraubt ist.

Im in den Zeichnungsfiguren 1, 2 und 5 unten dargestellten, und in gesetztem Zustand (Fig. 1) im Bohrungsinneren lie­ genden Endbereich weist der Bolzenschaft 20 einen im Durch­ messer verringerten Schaftabschnitt 30 auf, wobei der Über­ gang vom Schaftabschnitt 30 zum restlichen Bolzenschaft durch eine ringförmig umlaufende radiale Stufenfläche 32 gebildet wird. An seinem vorderen, d. h. bohrungsinneren Ende, ist am Schaftabschnitt 30 ein sich in Richtung auf sein freies Ende kegelstumpfförmig erweiternder Spreizkonus 34 angepreßt.

Auf dem Schaftabschnitt 30 ist die aus einem ursprünglich ebenflächigen Metallblech-Abschnitt geformte Spreizhülse 22 aufgesetzt, welche durch insgesamt drei Längsschlitze 36a, 36b und 36c in eine gleiche Anzahl von Spreizlamellen 38a, 38b und 38c unterteilt ist. Von den Längsschlitzen läuft der in Fig. 6 vorn sichtbare Längsschlitz 36a über die gesamte Höhe der Spreizhülse durch, d. h. die Spreizhülse kann unter Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Breite dieses Längsschlitzes 36a insgesamt aufgeweitet bzw. zusam­ mengedrückt werden. Die Längsschlitze 36b und 36c münden dagegen nur an der vorderen bohrungsinneren Kante der Spreizhülse 22 offen, während sie im rückwärtigen bohrungs­ mündungsseitigen Randbereich durch verbleibende Stege 40a überbrückt sind, d. h. die Spreizlamellen 38a und 38b sind an diesem Ende jeweils einstückig mit der Spreiz­ lamelle 38c verbunden.

In dem die Stege 40a einschließenden bohrungsmün­ dungsseitigen Randabschnitt 40 ist die Spreizhülse insge­ samt derart konisch aufgeweitet, daß dieser Randabschnitt einen - bis auf den Bereich des durchgehenden Längsschlit­ zes 36a - sägezahnförmigen Querschnitt aufweist, dessen steile Zahnflanke auf der rückwärts zur Bohrungsmündung und dessen geringer geneigte Zahnflanke auf der vorwärts ins Bohrungsinnere weisenden Seite liegt. Der Innendurchmesser D der Spreizhülse 22 ist außerdem etwas größer als der Außendurchmesser d des Schaftabschnitts 30 bemessen, so daß die in nicht gesetztem Zustand in der in Fig. 2 erkennbaren Weise etwas über den Außendurchmesser des Ankerschafts 20 radial vorstehende Spreizhülse 22 beim Einführen in die Bohrung auf einen Außendurchmesser zusammendrückbar ist, der kleiner als der Bohrungsdurchmesser ist. Dabei ist die Breite des durchgehenden Längsschlitzes 36a im oberen rückwärtigen Randbereich so bemessen, daß die den Längs­ schlitz dort begrenzenden Kanten der Spreizhülse beim Zusammendrücken aneinander zur Anlage kommen können, wenn der maximale Außendurchmesser (im Bereich der zugespitzten umlaufenden Randkante) etwa gleich dem Durchmesser der Boh­ rung 14 ist, wobei aber der Innendurchmesser D der Spreiz­ hülse immer noch geringfügig größer als der Außendurch­ messer d des Schaftabschnitts 30 ist. Eine Festklemmung der Spreizhülse 22 auf dem Schaftabschnitt ist also nicht mög­ lich. Im speziell gezeigten Fall ist der Längsschlitz 36a nur im rückwärtigen oberen Randbereich in dieser Weise be­ messen, während er über den größeren Teil seiner Länge eine etwas größere Breite hat, so daß er in seinem bohrungsinne­ ren vorderen Endbereich also auch stärker, d. h. bis zur Klemmung auf dem bohrungsinneren Ende des Ankerschafts 20 zusammengedrängt werden kann. In diesem bohrungsinneren Endbereich liegt die dort komplementär konisch zum Spreiz­ konus 34 geformte Innenfläche 42 der Spreizhülse aber bereits am verjüngten rückwärtigen Endabschnitt des Spreiz­ konus 34 an, wobei die Spreizhülse ein geringes Längsspiel zwischen der Stufenfläche 32 und dem Spreizkonus 34 hat.

Wenn der erfindungsgemäße Bolzenanker in einer passend bemessene zugehörige Bohrung eingesetzt oder - in der Regel - mit leichten Hammerschlägen eingeschlagen wird, wird die Spreizhülse zusammengedrückt und der Ankerbolzen kann bis in die vorgesehene Tiefe eingesetzt werden. Wird dann die Mut­ ter 26 in Aufschraubrichtung gedreht, wird der sich über die Unterlegscheibe 24 an einem ggf. auf dem Untergrund 16 zu befestigenden Werkstück 12 abstützende Bolzenschaft 20 in Richtung aus der Bohrung 14 herausgezogen, wobei der Spreizkonus 34 sich in die Spreizhülse 22 hineinzieht. Die unter Vorspannung an der umgebenden Bohrungswandung anlie­ gende zugespitzte Randkante des umlaufenden Randabschnitts 40 verkrallt sich dabei in der Bohrungswandung, so daß die Spreizhülse 22 nicht mit zurückgezogen wird. Dadurch zieht sich der Spreizkonus 34 in das vordere bohrungsinnere Ende der Spreizhülse hinein und drängt die Spreizlamellen 38a, 38b und 38c zunehmend in Anlage an die Bohrungswandung, wo­ durch eine zusätzliche Fixierung der Spreizhülse und schließlich auch des Bolzenschafts 20 erhalten wird. Ein Schlupfen des Ankerbolzens 10 insgesamt, wie er bei den Ankerbolzen gemäß Stand der Technik bisweilen unter ungün­ stigen Bedingungen beobachtet wird, tritt bei dem erfin­ dungsgemäßen Ankerbolzen 10 aufgrund der speziellen Ausge­ staltung der Spreizhülse 22 nicht auf.

Die in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltete Spreiz­ hülse ist vorstehend in Verbindung mit einem in spezieller Weise ausgestalteten einstückigen Ankerbolzen beschrieben. Es ist ersichtlich, daß sie mit Vorteil auch mit abweichend ausgestalteten Ankerbolzen verwendbar ist, bei denen bei­ spielsweise der im Durchmesser verringerte Schaftabschnitt 30 und/oder der Spreizkonus 34 gesondert hergestellte und mit dem restlichen Ankerschaft 20 verschraubte Teile sind. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Spreizhülse 22 auch in Verbindung mit den üblichen Spreizdübeln verwendbar, obwohl sie bei diesen Spreizdübeln zumindest dann, wenn eine Drehsicherung für die Spreizhülse vorgesehen ist, funktionell nicht unbedingt notwendig ist. Allerdings kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Spreizhülse 22 bei solchen Spreizdübeln in der Regel eine gesonderte Dreh­ sicherung für die Spreizhülse entfallen, weil der konisch aufgeweitete Randabschnitt diese Funktion übernehmen kann.

Claims (1)

1. In einer zylindrischen Bohrung (14) in einem Untergrund (16), beispielsweise einem Beton-Untergrund, setzbarer Bolzenanker (10), bestehend aus einem an seinem rückwärtigen bohrungsäußeren Ende mit einem Gewinde (28) für eine aufschraubbare Mutter (26) versehenen Bolzen­ schaft (20), der an seinem vorderen bohrungsinneren Ende mit einem im Durchmesser verringerten Schaftabschnitt (30) versehen ist, welcher am freien Ende in einen sich im wesentlichen kegelstumpfförmig erweiternden Spreizkonus (34) ausläuft, wobei auf dem im Durchmesser verringerten Schaftabschnitt (30) eine durch mehrere Längs­ schlitze (36a; 36b; 36c) vom bohrungsinneren Ende her durch den Spreizkonus (34) aufspreizbare Spreizhülse (22) lose aufgesetzt ist, die so bemessen ist, daß ihr Außendurch­ messer den Außendurchmesser des im Durchmesser vergrößerten Schaftabschnitts im ungesetzten und aufgefederten Zustand geringfügig übersteigt, jedoch beim Einsetzen in die Boh­ rung (14) auf das Maß des Außendurchmessers des Bolzen­ schafts zusammendrückbar ist, während ihr bohrungsinneres vorderes Ende an dem rückwärts zur Bohrungsmündung weisen­ den verjüngten Bereich des Spreizkonus (34) abgestützt ist, und die Spreizhülse (22) an ihrem zur Bohrungsmündung zurückweisenden Randabschnitt (40) wenigstens in einem Teilbereich leicht konisch aufgeweitet ist und dort einen im wesentlich sägezahnförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Spreizhülse aus einem ursprünglich ebenflächigen Metallblechzuschnitt zu einer einen durchgehenden Längsschlitz (36a) aufweisenden Hülse umgeformt ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß der zur Bohrungsmündung zurückweisende konische Randabschnitt (40) der Spreizhülse (22) bis auf den durchgehenden Längsschlitz (36a) ununterbrochen umläuft,
   daß der durchgehende Längsschlitz (36a) in einem bohrungsmündungsseitigen Längenbereich eine geringere Breite als im restlichen bis zum bohrungsendseitigen vorderen Ende reichenden Längenabschnitt der Spreizhülse (22) hat, so daß die einander zugewandten Kanten des durchgehenden Längsschlitzes (36a) im bohrungsmündungsseitigen Bereich bis in Anlage aneinander zusammendrückbar sind, während im restlichen Längenabschnitt des Längsschlitzes (36a) zwischen den Kanten ein Abstand verbleibt, und
   daß der lichte Innendurchmesser (D) der Spreizhülse in bis zur Aneinanderlage des bohrungsmündungsseitigen Längenabschnitts der Kanten des durchgehenden Längsschlitzes (36a) gedrückter Lage noch geringfügig größer als der Außendurchmesser (d) des im Durchmesser verringerten Schaftabschnitts (30) des Bolzenschafts (20) ist.