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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Betonanker.
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Ein derartiger Betonanker kann in ein Roh- bzw. Grobloch, welches in einer Betonstruktur, wie
zum Beispiel einem Betonblock, einer Betonwand oder dergleichen ausgebildet worden ist,
eingesetzt und in diesem fixiert werden.
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Figur 5 der Zeichnungen zeigt einen Betonanker nach dem Stand der Technik, welcher einen
Ankerkorpus 1 und einen konischen Stopfen 8 aufweist. Ein Außengewinde 3 und ein
Schlagkopf 4 sind an einem Ende eines Schaftes 2 ausgebildet, der den Ankerkorpus 1 bildet.
Das andere Ende des Schaftes weist einen zylindrischen Abschnitt 5 auf, der an seinem
inneren Ende geschlossen und an seinen äußeren Ende offen ist. Eine Mehrzahl von Schlitzen
erstrecken sich in axialer Richtung von dem offenen Ende in Richtung des geschlossenen
Endes des zylindrischen Abschnittes 5, so daß dadurch eine Mehrzahl von ausstreckbaren
Fußteilen 7 gebildet wird. Der konisch verjüngte Stopfen 8 wird in eine axiale Bohrung 5a
eingesetzt, die innerhalb des zylindrischen Abschnittes ausgebildet ist. Bei der Benutzung wird
ein Rohloch 11 in einem Betonaufbau bzw. einer Betonstruktur 10 hergestellt und dann wird
der Betonanker in das Loch eingesetzt, zunächst der zylindrische Abschnitt 5, bis das Ende
des verjüngt zulaufenden Stopfens 8 den Grund 11a des Loches 11 erreicht. Anschließend
wird ein Hammer oder ein anderes geeignetes Werkzeug verwendet, um auf den Kopf 4 zu
schlagen, um so zu bewirken, daß der verjüngt zulaufende Stopfen 8 als ein Keil dient, der die
ausstreckbaren Fußteile 7 in radialer Richtung nach außen öffnet bzw. ausstreckt. Die Fußteile
7, die auf diese Weise ausgestreckt worden sind, verklammern sich oder greifen fest an der
inneren Umfangswand 11b des Loches 11 an, so daß der Anker in dem Betonaufbau befestigt
ist. Der Durchmesser des Schaftes 2 ist in etwa gleich dem des Außengewindes 3.
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Der Anker von dem beschriebenen Typ, welcher aus nur zwei Teilen besteht, das heißt
dem Ankerkorpus und dem verjüngt zulaufenden Stopfen, ist daher in seinem Aufbau einfach
und kann in vorteilhafter Weise zu niedrigen Kosten hergestellt werden. Da weiterhin das
Rohloch 11 in dem Betonaufbau 10 klein hergestellt werden kann, so daß es soeben erlaubt,
daß der Schaft 2 und das Außengewinde 3 eingesetzt werden, ist es einfach, den Betonanker
dieser Art bei verschiedenen Bauarbeiten zu verwenden.
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Die ausstreckbaren Fußteile 7 können jedoch nicht in ausreichendem Maß geöffnet
oder gestreckt werden, selbst wenn ein starker anfänglicher Stoß auf den Schlagkopf 4 des
Ankerkorpus aufgebracht wird. Zusätzlich können die Fußteile 7 des Ankers daher das
Betonloch stark verkratzen und eine beträchtliche Menge an Betonspänen oder Brocken
erzeugen. Derartige Brocken oder abgekratzte Teile sammeln sich am Grund des Loches 11a
an und verhindern, daß der Ankerkorpus 1 seine tiefste Position einnimmt, so daß es nicht
gelingt, ihn in dem Betonaufbau fest zu fixieren. Dies ist ein noch ernsthafteres Problem in
einem Fall, bei welchem auf den Anker eine vibrierende oder sich verändernde Last
aufgebracht wird, da eine solche Last oder Spannung leicht größere oder kleinere Risse um das
Rohloch 11 herum erzeugen kann, was die Haltekraft des Materials, in welches der
Betonanker eingesetzt worden ist, verschlechtert.
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Die Patentbeschreibung FR-A-2 218 496 offenbart einen Betonanker der als
Schneidmeißel verwendet werden kann, um ein Loch zu bilden, und einen Auslaßkanal für
Schneidstücke bzw. gelöstes Material hat. Nachdem das Loch ausgebildet ist, kann ein Dehnungsteil
mit dem inneren Ende des Ankers in Eingriff gebracht werden, um eine Ausdehnung desselben
zu bewirken, wenn auf den Anker geschlagen wird.
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Die Patentbeschreibung BE-7 773 948 zeigt einen Betonanker, der auf einen verjüngt
zulaufenden Stopfen getrieben wird, wobei der verjüngt zulaufende Stopfen einen
Aussparungsabschnitt hat, um abgekratzte Stücke aufzunehmen, die erzeugt werden, wenn der
Anker auf den Stopfen getrieben wird.
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Gemäß der Erfindung ist ein Betonanker vorgesehen, mit:
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einem Ankerkorpus, der Befestigungseinrichtungen und einen Schlagkopf hat, der an
einem von zwei entgegengesetzten Enden eines stangenförmigen Teiles ausgebildet ist,
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einem hohlen zylindrischen Anschnitt, der an dem anderen Ende des stangenförmigen
Teiles ausgebildet ist, so daß hierdurch eine axiale Bohrung definiert wird, die ein offenes
Ende und ein geschlossenes Ende hat,
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Schlitzen, die sich jeweils axial von dem offenen Ende in Richtung des geschlossenen
Endes des hohlen zylindrischen Abschnittes erstrecken,
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ausstreckbaren Fußteilen, die jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen des
hohlen zylindrischen Abschnittes definiert werden und die jeweils eine sägezahnförmige
Kratzspitze haben, die an ihrem freien Ende ausgebildet ist, und
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einem verjüngten Stopfen, der einen in die axiale Bohrung des hohlen zylindrischen
Abschnittes des Ankerkorpus verjüngt zulaufenden Abschnitt hat und der eine ringförmige
Aussparung mit einer Halteschulter hat, die zwischen einem Abschnitt mit großem
Durchmesser und einem Fuß bzw. einer Wurzel des verjüngt zulaufenden Stopfen ausgebildet ist,
wobei die ringförmige Aussparung einen Hohlraum bereitstellt, um Betonkratzstücke bzw.
abgeschabte Betonstücke aufzunehmen und wobei die Rückhalteschulter einen kreisförmigen
Rand des verjüngten Abschnittes darstellt, wobei der verjüngte Stopfen so geformt ist, daß
die ausstreckbaren Fußteile gleichzeitig mit der Einwärtsbewegung des Ankerkorpus Richtung
eines Grundes eines zuvor in einen Betonaufbau gebohrten Rohloches bezüglich des hohlen
zylindrischen Abschnittes in radialer Richtung und nach außen gespreizt werden, wenn der
Anker, der in das Rohloch eingesetzt worden ist, auf seinen Kopf geschlagen wird, und daß
dann, wenn die ausstreckbaren Fußteile ausgestreckt sind, die Kratzspitzen an dem inneren
Umfang des Loches kratzen, um dadurch Hinterschneidungen zu bilden, die es erlauben, daß
die ausstreckbaren Fußteile leicht gespreizt werden, und wobei beim Spreizen der Fußteile
Endabschnitte der Fußteile aufgrund ihrer großen Elastizität nach innen gedrückt werden und
bewirkt wird, daß die Schulter sich in die innere Fläche dieser Endabschnitte dieser Füße
hineinkrallt bzw. -beißt. Bei einem solchen Betonanker kann ein mäßiger Anfangsschlag auf
den Betonanker eine starke Haltekraft zwischen einer groben Bohrung und dem Betonanker
erzeugen und aufrecht erhalten, und zwar trotz möglicher Risse, die, nachdem der Anker
eingesetzt worden ist, um das Loch herum entstehen können.
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Im Betrieb bzw. im Gebrauch wird ein erster Schlag auf einen Schlagkopf des Ankers
gegeben, nachdem er in das Rohloch eingesetzt worden ist. Der verjüngt zulaufende Stopfen
wirkt wie ein Keil, so daß er die ausstreckbaren Fußteile des Ankerkorpus in radialer Richtung
und nach außen ausstreckt, während der Korpus gleichzeitig insgesamt in Richtung des
Grundes des Rohloches verschoben wird. Während dieser Bewegung kratzen die
sägezahnförmigen Spitzenenden der Füße am inneren Umfang des Rohloches und erzeugen dadurch
"Hinterschneidungen", die ein vollständiges Aufspreizen der ausstreckbaren Fußteile leichter
machen. Wenn die Fußteile vollständig und komplett gespreizt sind, so ist der Abschnitt mit
dem größten Durchmesser des verjüngt zulaufenden Stopfens nach innen in bzw. zwischen
die sägezahnförmigen Kratzspitzen eingezogen. In diesem Zustand steht die Halteschulter in
festem Eingriff mit den Innenflächen der ausstreckbaren Fußteile, die die Tendenz haben,
elastisch und radial nach innen in ihre nicht gespreizte Position zurückzukehren. Sobald der
verjüngt zulaufende Stopfen in den Ankerkorpus eingesetzt worden ist, kann er von diesem
nicht mehr getrennt werden. Die zerbrochenen Betonspäne jedoch, die durch die Kratzspitzen
erzeugt werden, wenn der Ankerkorpus in seinen Platz bzw. Sitz geschlagen wird, werden in
der ringförmigen Aussparung zwischen dem Ende des verjüngt zulaufenden Bereiches und der
Wurzel des Stopfens gesammelt. Damit sollte der Ankerkorpus kein Hindernis vorfinden, bis
er seine tiefste Position erreicht hat.
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Die Erfindung ist anhand eines Beispieles in den zugehörigen Figuren schematisch
dargestellt, von denen:
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Figur 1 eine Draufsicht auf einen Betonanker gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung und vor dem Gebrauch ist,
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Figur 2 eine Draufsicht ist, welche den Betonanker nach Figur 1 im Gebrauch zeigt,
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Figur 3 ein vergrößerter Querschnitt ist, der teilweise den Anker nach Figur 2 zeigt,
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Figur 4 eine Querschnittansicht entsprechend Figur 3 ist, jedoch eine zweite
Ausführungsform eines Betonankers gemäß der Erfindung zeigt, und
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Figur 5 eine Draufsicht auf einen Betonanker im Gebrauch gemäß einer früher
vorgeschlagenen Art ist.
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Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Betonanker einer ersten Ausführungsform vor dem Gebrauch
bzw. im Gebrauch. Der Betonanker weist einen Ankerkorpus 21 auf, der als ein
stangenförmiges Teil 22 ausgebildet ist, und an einem seiner Enden ein Außengewinde 23 und einen
Schlagkopf 24 hat. An dem anderen Ende des Korpus 21 ist eine hohler zylindrischer
Abschnitt 25 ausgebildet, so daß er ein offenes Ende und ein geschlossenes Ende hat. Vier
Schlitze 26 erstrecken sich in axialer Richtung des hohlzylindrischen Abschnittes 25 von
dessen offenem Ende in Richtung des geschlossenen Endes, so daß jeweils zwischen zwei
benachbarten der Schlitze 26 vier ausstreckbare Füße bzw. Fußteile 27 definiert werden. Das
stangenförmige Teil 22 hat einen Durchmesser, der in etwa gleich dem äußeren Durchmesser
des Außengewindes 23 ist. Jedes ausstreckbare Fußteil 27 hat an seinem äußersten Ende
sägezahnförmige Kratzspitzen 28, deren äußere Oberflächen nach innen geneigt sind, um eine
Aussparung 29 bereitzustellen. Ringförmige Nuten 30a und 30b sind in der Nähe des
Außengewindes 23 des Korpus 21 ausgebildet. Die Nut 30a dient als Anzeige, um die Einsetztiefe
des Korpus 21 in einem groben Loch bzw. Rohloch 11 eines Betonaufbaus zu zeigen. Nut 30b
dient als weitere Anzeige, um zu zeigen, daß die Fußteile 27 sich in ihrem vollständig
gespreizten Zustand befinden, der durch Schlagen auf den Ankerkorpus 21 hervorgerufen wird.
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Der Anker weist weiterhin einen verjüngt zulaufenden Stopfen 31 auf, der einen
kurzen säulenförmigen Abschnitt 32 hat, von welchem aus der verjüngte Abschnitt 33 sich
erstreckt und wobei eine flanschförmige Wurzel 35 über einen dünnen und kurzen Schaft 37
mit dem verjüngt zulaufenden Abschnitt 33 verbunden ist. Der säulenförmige Teil bzw.
Abschnitt 31 dieses Stopfens ist in enger Passung in eine axiale Bohrung des hohlen
zylindrischen Abschnittes 25 des Ankerkorpus eingepaßt. Der verjüngt zulaufende Abschnitt 33
des Stopfens 31 nimmt in Richtung der Wurzel 35 im Durchmesser zu. Die Wurzel 35 ruht auf
einem Grund 11a des Rohloches 11 und wird durch diesen abgestützt. Eine ringförmige
Aussparung 34 für die Aufnahme gebrochener Betonspäne ist als eine Vertiefung oder ein
Freiraum um den kurzen Schaft 37 herum und zwischen einer Endfläche bzw. Stirnfläche des
verjüngten Abschnittes 33 und einer oberen Fläche der flanschförmigen Wurzel 35
ausgebildet. Die Stirnfläche des verjüngten bzw. konischen Abschnittes 33 ist von einem
kreisförmigen Rand umgeben, der den größten Durchmesser des verjüngten bzw. konischen Abschnittes
33 hat, wobei dieser kreisförmige Rand als eine Halteschulter 36 dient, wie im einzelnen
weiter unten beschrieben wird.
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Die mit Sägezähnen versehenen bzw. sägezahnförmigen Kratzspitzen 28 des
Ankerkorpus und des sich verjüngenden Stopfens 31 werden vor dem Gebrauch durch Abschrecken
gehärtet.
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Figur 2 zeigt den so aufgebauten Betonanker im Gebrauch. Der Anker wird mit dem
sich verjüngenden Stopfen 31 voran in das zuvor in einem Betonaufbau 10 gebohrte Rohloch
11 eingesetzt. Die Tiefe des Loches wird so eingestellt, daß die untere ringförmige Nut 30a
mit der äußeren Fläche des Betonaufbaus 10 bündig ist, wobei die flanschförmige Wurzel 35
des Stopfens am Grund 11a des Loches anliegt. Der Ankerkorpus wird dann an seinem Kopf
24 durch einen Hammer oder ein ähnliches Werkzeug nach unten bzw. nach innen
geschlagen, so daß der sich verjüngende Abschnitt 33 des Stopfens als ein Keil wirkt und die
ausstreckbaren Fußteile 27 radial nach außen spreizt, während der hohle zylindrische
Abschnitt 26 entlang des sich verjüngenden Abschnittes 33 und in Richtung des Lochgrundes
11a gleitet. Während einer derartigen Bewegung der Fußteile 27 kratzen die Endspitzen 28 an
der inneren Wand bzw. den inneren Umfang 11b des Loches, und bilden dadurch
"Hinterschneidungen", die insgesamt dazu beitragen, daß eine sich verjüngende Aussparung 12
gebildet wird, deren Durchmesser in Richtung des Grundes zunimmt. Dementsprechend
werden die ausstreckbaren Fußteile 27 allmählich gespreizt und kommen in festen
Halteeingriff mit den Wänden der sich verjüngenden Aussparung 12. In diesem Zustand liegt die obere
ringförmige Nut 30b mit der äußeren Fläche des Betonaufbaus 10 bündig, wie in Figur 2
dargestellt ist. Eine solche Position der Nut 30b zeigt also an, daß das Spreizen der Fußteile
beendet ist (d.h. das Einsetzen des eingeschlagenen Ankerkorpus ist vollendet). Der
Ankerkorpus 21 ist auf diese Weise starr an dem Betonaufbau 10 befestigt. Die Aussparungen 29
oberhalb der Kratzspitzen 38 wirken dahingehend, daß sie den Widerstand des groben
Betonloches gegen das Einsetzen des Ankerkorpus vermindern.
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Da die Kratzspitzen 28 beim Spreizen der ausstreckbaren Fußteile 27 helfen, kann der
Winkel (Konuswinkel) des sich verjüngenden bzw. konischen Abschnittes 33 des Stopfens 31
auf das Doppelte oder mehr des Winkels für Stopfen nach dem Stand der Technik vergrößert
werden, so daß er beispielsweise 10º oder mehr bezüglich seiner Achse beträgt. Genau
gesagt kann der Durchmesser des kurzen säulenartigen Abschnittes 32 um ein beträchtliches
Maß vermindert werden, um den Ausstreckwinkel der Fußteile zu vergrößern. Der
Innendurchmesser der axialen Bohrung 25a wird kleiner gemacht, wobei die Dicke der Fußteile 27
entsprechend vergrößert wird, um die Haltefestigkeit dieses Ankers weiter zu verbessern.
Bemerkenswert ist auch, daß die Höhe des Stopfens 31 und die Länge der Schlitze 26 im
Vergleich zum Stand der Technik vermindert werden können.
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Die Betonspäne, die durch die Kratzspitzen 28 abgebrochen werden, werden in die
ringförmige Aussparung oder den Hohlraum 34 gelenkt, so daß die nach innen gerichtete
Vorwärtsbewegung des Ankerkorpus 21 durch die Betonspäne nicht behindert wird. Die
ausstreckbaren Fußteile 27 können sich also gleichmäßig und vollständig spreizen
entsprechend der zwangsweisen Einwärtsbewegung des Ankerkorpus. Wie am besten in Figur 3
dargestellt ist, wird die Halteschulter 36, welche den größten Durchmesser des sich
verjüngenden Abschnittes 33 des Stopfens 31 definiert, zwangsweise jenseits der äußersten
Fußteilenden, d.h. der Spitzen 28, angeordnet, und liegt innerhalb der axialen Bohrung. Die
Pfeile "A" in Figur 3 zeigen, daß die Endabschnitte der ausstreckbaren Fußteile 27 aufgrund
ihrer großen Elastizität zentral in Richtung der Achse dieses Ankers gedrückt werden. Als
Ergebnis hiervon frißt sich die Schulter 36 in die Innenfläche dieser Endabschnitte der
ausspreizbaren Fußteile 27 in einem solchen Ausmaß ein, daß der sich verjüngende Stopfen 31
nicht mehr aus dem Ankerkorpus 21 heraus bzw. von diesem abgleiten kann. Es ist damit
offensichtlich, daß trotz irgendwelcher möglicher Risse, die eine vibrierende oder variierende
Last in der Wand des Rohloches 11 hervorrufen könnte, in welches der Ankerkorpus
eingesetzt ist, der Stopfen 31 die Fußteile 27 gespreizt halten kann.
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In einer zweiten Ausführungsform, die in Figur 4 dargestellt ist, ist der sich
verjüngende Stopfen 31 dadurch modifiziert, daß der dünne Schaft 37 durch einen schräg abgestuften,
längeren Schaft 38 ersetzt ist, der sich zwischen dem sich verjüngenden Abschnitt 33 und
der Wurzel 35 erstreckt. Eine Mehrzahl von Rückhalteschultern 36 wird damit koaxial und eine
hinter der anderen in dieser Anordnung bereitgestellt. Auch wenn das Rohloch 11 in dem
Betonaufbau 10 etwas tiefer gebohrt werden muß, ist es nicht erforderlich, das Ankermaterial
durch Zerspanung zu bearbeiten, um den dünnen und kurzen Schaft und die die Späne
aufnehmende, ringförmige Aussparung 34 nach der Art und Weise der ersten Ausführungsform
zu bilden. Die nebeneinander angeordneten Schultern 36 sind wirksamer für die Verhinderung
des Abgleitens des verjüngt zulaufenden Stopfens 31. Die ringförmige Aussparung 34 für die
Aufnahme der Betonspäne wird in diesem Fall um den schräg abgestuften Schaft 38 und
oberhalb der Wurzel 35 des Stopfens ausgebildet, wenn dieser in Gebrauch ist, wie in Figur
4 dargestellt. Um einen solchen Raum sicherzustellen, ist es erforderlich, daß die obere Fläche
der Wurzel 35 um einen Abstand "C" von dem unteren Ende der Kratzspitzen 28 entfernt ist,
selbst wenn das obere Ende des kurzen säulenförmigen Abschnittes 32 des Stopfens 31
gegen einen Grund 25b der axialen Bohrung 25 anschlägt. Bei den oben beschriebenen
Ausführungsformen hat der Ankerkorpus 21 an seinem äußeren Ende das Außengewinde 23
für die Verbindung mit einem mechanischen Teil oder dergleichen. Ein solches Außengewinde
kann jedoch durch ein Innengewinde, einen Haken, einen Flansch, oder irgendeine andere
zweckmäßige Verbindungseinrichtung ersetzt werden.
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Zusammenfassend läßt sich sagen, daß ein vergleichsweise schwacher Schlag, der auf
den Kopf aufgebracht wird, ausreicht, um den Betonanker, wie er hier dargestellt ist, in einen
Betonkörper einzusetzen und mit einer starken Rückhaltekraft an diesem zu befestigen.
Weiterhin lösen irgendwelche Risse, die durch Vibration oder Schlag auf den befestigten
Anker verursacht werden, diesen nicht innerhalb des Loches des Betonkörpers. Außerdem ist
es vorteilhaft, daß dieser Anker in seinem Aufbau einfach ist, so daß er eine preiswerte und
effiziente Produktion desselben ermöglicht.