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Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Befestigungselemente, und
insbesondere auf eine Bauverankerung oder einen Bolzen, der in einer Öffnung klebend
gebunden ist, welche in einer Struktur aus Mauerwerk, Beton oder ähnlichem
definiert ist.
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Bauverankerungen und Bolzen werden typischerweise in Öffnungen festgeklebt,
welche in Mauerwerk, Beton und ähnlichen Strukturen gebildet sind. Solche Anker
und Bolzen sind häufig aus Metall hergestellt und von im wesentlichen zylindrischer
Gestalt, wobei die Anker eine Gewindelängsbohrung aufweisen, und die Bolzen auf
ihrer Peripherie mit Gewinde versehen sind. Nach dem Befestigen an der Fläche
können andere Objekte einfach an die Anker oder Bolzen befestigt oder angehängt
werden.
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Ein Beispiel eines klebend befestigten Bauankers ist in der US-A-5,263,804
dargestellt. Um diesen Anker anzubringen, wird in die Mauerwerksoberfläche eine
Öffnung gebohrt und dann von den Bohrtrümmern befreit. Ein Bauklebstoff, z. B.
Epoxy, wird dann aus einer Injektionspistole in die Öffnung injiziert. Der Anker
wird in die Öffnung eingesetzt, wobei eine Kappe den Anker in einer gewünschten
Tiefe positioniert, während der Klebstoff sich setzt und so den Anker dort drinnen
sichert.
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Ein wichtiges Kriterium beim Befestigen solcher Anker besteht darin, die
Öffnungsgröße geeignet zu wählen und eine entsprechende Menge Klebstoff für die
bestimmte Ankergröße, welche eingesetzt wird, in die Öffnung zu bringen. Wenn die
Klebstoffmenge zu gering ist, kann der Anker an der Struktur nicht richtig befestigt
sein, oder Lufteinschlüsse können sich in der Mischung bilden.
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Wenn zu viel Klebstoff verwendet wird, kann Klebstoff beim Einsetzen des Ankers
aus der Öffnung herausquellen, was unerwünscht ist. Um im Einsatz sicherzustellen,
daß genügend Klebstoff verwendet ist, wird die Öffnung häufig vollständig mit
Klebstoff gefüllt. Beim Einsetzen des Ankers werden dann ungefähr 80% des
Klebstoffes herausgequetscht und verschwendet.
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Herausgequetschter Klebstoff ist insbesondere dann ein Problem, wenn der Anker an
einer Decke einer Struktur befestigt werden soll, weil der Klebstoff auf den
Handwerker fallen und ihn verletzen kann. Zusätzlich kann beim Anbringen an einer
Decke der Klebstoff herausfallen, bevor der Anker sich dort gesetzt hat, und/oder
aufgrund von hydraulischen Drücken, welche von Lufteinschlüssen bewirkt werden,
herausgedrückt werden.
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Wie Fig. 6 darstellt, wurde mit bekannten Befestigern versucht, solche Probleme zu
lösen, indem ein separates, rohrförmiges Metallsieb 100 mit einem Anker 102
verwendet wird. Bei der Installation eines solchen Befestigers wird das Metallsieb 100
über das innenseitige Ende des Ankers 102 in einer zufälligen Position eingesetzt
und auf dem Anker 102 durch Reibung lose gehalten. Das rohrförmige Metallsieb
100 wird dann mit Klebstoff gefüllt, welcher genügend viskos ist, um zu verhindern,
daß Klebstoff durch die Maschen des Siebs hindurchsickert.
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Das Metallsieb 100 und der Anker 102 werden dann in die Öffnung eingesetzt, und
zwar mit dem Sieb voran. Beim Kontaktieren des Grundes der Öffnung wird das
Metallsieb 100 über die Länge des Ankers 102 in die Position, die in Fig. 6
dargestellt ist, gezwungen. Gleichzeitig wird der Klebstoff vom Metallsieb 100
ausgeworfen und fließt um das Metallsieb 100 und den Anker 102 herum und befestigt so
sowohl das Metallsieb 100 als auch den Anker 102 durch Abbinden in der Öffnung.
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Solch ein Metallsieb 100 ermöglicht aber nicht ein sicheres Anbinden des Ankers
102 direkt an die Struktur. Dementsprechend ist die Auszugsfestigkeit des Ankers
102 reduziert. Zusätzlich kann, weil das Metallsieb 100 während des Einsetzens lose
und beweglich auf dem Anker 102 plaziert ist, nicht die richtige Menge Klebstoff
eingesetzt werden. Außerdem kann das Metallsieb 100 die Bindung des Klebstoffs
an der Wand der Öffnung behindern.
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DE-A-2,843,038 offenbart einen Anker mit einem ersten Ende, welches in eine
Öffnung eingesetzt wird, in der der Anker befestigt werden soll. Der Anker umfaßt eine
brüchige Kunststoffkartusche für die Komponenten eines
Zweikomponentenklebstoffs. Wenn der Anker in die Öffnung eingesetzt wird, wird die Kartusche
zerbrochen und vermischt sich, wobei die Teile des spröden Kunststoffs als Füllstoff für
den Klebstoff funktionieren.
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Nach dieser Erfindung ist eine Bau-Befestigungsbaugruppe zum Befestigen mittels
eines Klebstoffs in einer Öffnung einer Struktur, zum Beispiel Mauerwerk, Beton
oder Metall, mit einem länglichen Befestigungsteil mit einem ersten Ende zum
Einsetzen in die Öffnung und einem zweiten entgegengesetzten Ende, welches nach
dem Einsetzen von außerhalb der Öffnung zugänglich ist, und einem
Klebstoffhaltemittel, welches am ersten Ende des Befestigungsteils zum Aufnehmen von
Klebstoff befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebstoffhaltemittel starr genug
ist, um Klebstoff in sich während des Einsetzens in die Öffnung aufzunehmen und
zu halten, und flexibel genug ist, um leicht zu kollabieren, wenn das Haltemittel und
das Befestigungsteil in die Öffnung eingesetzt werden, sowie um den Klebstoff aus
dem Haltemittel in die Öffnung abzugeben und so das Befestigungsteil darin zu
sichern.
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Das Klebstoffhalteteil gestattet, daß eine abgemessene Menge Klebstoff in einer
bestimmten Öffnung einer Struktur eingesetzt wird, gibt den Klebstoff beim
Einsetzen des Halteteils und des Befestigers in die Öffnung frei und beeinträchtigt die
Bindeleistung des Klebstoffs nicht. Im Einsatz an Decken reduziert es außerdem das
Risiko zu tropfen.
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Das Halteteil ist vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall als rohrförmiges Sieb,
Balg oder perforiertes oder geschlitztes Teil geformt und nimmt eine bestimmte
Menge Klebstoff in sich auf. Dadurch wird die korrekte Menge Klebstoff, die für
eine bestimmte Öffnung und ein bestimmtes Befestigungsteil erforderlich ist,
verwendet und reduziert so die Verschwendung von Klebstoff sowie das
Herausquetschen von Klebstoff aus der Öffnung, während die gewünschte Klebung
sichergestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen von Baubefestigern entsprechend dieser Erfindung
werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 eine räumliche Ansicht eines Ankers und eines Klebstoffhalteteils nach der
Erfindung ist, die beim Befüllen mit einem Klebstoff dargestellt sind;
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Fig. 2 eine räumliche, teilweise geschnittene Ansicht des Ankers und
Klebstoffhalteteils nach der Erfindung ist und das Einsetzen in eine Öffnung einer
Struktur darstellt;
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Fig. 3 eine Seitenansicht des Ankers und Klebstoffhalteteils nach der Erfindung ist,
die in ihrer schließlichen Position in der Öffnung dargestellt sind;
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Fig. 4 eine Seitenansicht einer Zwischenposition beim Einsetzen des Ankers und
Klebstoffhalteteils nach der Erfindung ist und darstellt, wie der Klebstoff
vom Halteteil ausgeworfen wird, wenn dieses innerhalb der Öffnung
kollabiert;
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Fig. 5 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist und eine Schraube und ein Klebstoffhalteteil nach der Erfindung
darstellt, die innerhalb einer Öffnung befestigt sind;
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Fig. 6 eine Seitenansicht eines Befestigers und eines Metallsiebs nach dem Stand der
Technik ist, die in einer Öffnung einer Struktur dargestellt sind; und
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Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist und eine Schraube und ein Klebstoffhalteteil nach der Erfindung
darstellt.
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Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Baubefestiger nach der Erfindung generell durch die
Referenznummer 10 bezeichnet. Der Befestiger 10 ist vorzugsweise innerhalb einer
Öffnung 12 einer Struktur 14, z. B. Mauerwerk, Beton, Metall oder einer ähnlichen
Struktur, mit Hilfe eines Klebstoffs, z. B. Epoxy oder ähnlichem befestigt, welcher in
Fig. 1 generell mit der Bezugsziffer 16 dargestellt ist.
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Der Befestiger 10 umfaßt im wesentlichen ein Befestigungsteil 18, eine Kappe 20
und ein Klebstoffhalteteil 22. Für die Einfachheit der Nutzung ist der Befestiger 10
als einheitlicher, einteiliger Artikel vorgesehen, was detailliert im folgenden
beschrieben wird. Alternativ kann der Befestiger 10 auch vor der Benutzung am
Montageort zusammengesetzt werden.
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Wie Fig. 1 bis 4 darstellen, sind das Befestigungsteil 18 und die Kappe 20 im
wesentlichen dem Anker und der Kappe nach der oben gewürdigten US-Patentschrift
Nr. 5.263 804 ähnlich, wobei das dort Offenbarte hier durch die Referenz mit
aufgenommen ist. Das Befestigungsteil 18 ist vorzugsweise aus Metall hergestellt z. B.
aus zinkbeschichtetem Stahl, das genaue Material kann aber variieren und kann ganz
nach Wunsch Kunststoff oder ein ähnliches Material sein.
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Alternativ, wie Fig. 5 darstellt, kann der Befestiger 1 Ob ein Gewindebolzen 18b mit
einem daran angebrachten Klebstoffhalteteil 22b sein, ohne daß eine Kappe
vorgesehen ist. Vorzugsweise hat der Bolzen 18b ein Ende 19, welches entlang einer
Kante zum Linienkontakt mit der Öffnung 12 angespitzt ist. Zur leichteren
Beschreibung wird die vorliegende Erfindung für ein Befestigungsteil 18 des
Ankertyps beschrieben.
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Wie Fig. 2 darstellt, umfaßt das Befestigungsteil 18 ein erstes distales Einsatzende
24 und ein zweites gegenüberliegendes proximales Ende 26, welches von außerhalb
der Öffnung 12 zugänglich ist. Um Extraktion oder Herausziehen des Befestigers 18
aus der Öffnung 12 nach Abbinden des Klebstoffs 16 zu widerstehen, umfaßt der
Befestiger 18 eine Anzahl größerer Rillen 28 und einer Anzahl kleinerer Rillen 30.
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Die größeren Rillen 28 sind entlang der Länge des Befestigungsteils 18 nahe dem
ersten Ende 24 positioniert. Die kleineren Rillen 30 sind zwischen den größeren
Rillen 28 und dem zweiten Ende 26 angeordnet. Obwohl drei größere Rillen 28 und
zwei kleinere Rillen 30 dargestellt sind, kann die Anzahl, Gestalt und Position der
größeren und kleineren Rillen 28 und 30 variieren.
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Um nach dem Abbinden des Klebstoffs 16 Rotation des Befestigungsteils 18
innerhalb der Öffnung 12 zu verhindern, kann das Befestigungsteil 18 eine Anzahl
längli
cher Grate oder Abflachungen 32 aufweisen. Die Grate 32 sind nahe dem zweiten
Ende 26 des Befestigungsteils 18 angeordnet und erstrecken sich über eine
bestimmte Länge des Befestigungsteils 18, welche variieren kann.
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Wie Fig. 2 darstellt, umfaßt das zweite Ende 26 des Befestigungsteils 18 eine axiale
Gewindebohrung 34, welche sich über eine bestimmte Entfernung innerhalb des
Befestigungsteils 18 erstreckt. Die Bohrung 34 kann einen Gewindebolzen (nicht
dargestellt) oder ein anderes Teil zum daran Befestigen eines anderen Gegenstands
aufweisen.
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Die Kappe 20 schützt die Gewindebohrung 34 und verhindert, daß Bohrtrümmer
und Klebstoff 16 vor dem Benutzen in die Bohrung 34 geraten. Die Kappe 20
unterstützt außerdem das Einsetzen des Befestigungsteils 18 in eine gewünschte Tiefe
innerhalb der Öffnung 12, so daß eine angemessene Zugfestigkeit erreicht werden
kann. Strukturelle Details der Kappe 20 sind in der oben zitierten US-Patentschrift
Nr. 5,263,804 enthalten.
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Das Klebstoffhalteteil 22 ist als rohrförmiges Teil mit einem ersten und zweiten
offenen Ende 36 und 38 gebildet. Das Klebstoffhalteteil 22 ist vorzugsweise aus
Kunststoff, z. B. einem Kunststoffsieb, -film oder aus Metall gebildet und genügend
flexibel, um einfach zu kollabieren, was im folgenden beschrieben ist, dabei aber
genügend starr um, den Klebstoff 16 während des Einsetzens in die Öffnung 12 in
sich aufzunehmen und zu halten.
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Das besondere Material und die besondere Struktur des Klebstoffhalteteils 22
können so weit variieren, wie es die hier beschriebene Funktion zuläßt. Wenn das
Klebstoffhalteteil 22 aus Sieb gebildet ist, wird die Maschenweite vorzugsweise so
ausgewählt, daß der Klebstoff 16 nicht durch das Sieb fließt, wenn es zu Anfang vor
dem Einsetzen in die Öffnung 12 in das Halteteil 22 injiziert wird, und zwar
aufgrund der Viskosität des Klebstoffs 16.
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Eines der Enden 36 oder 38 wird am ersten distalen Ende 24 des Befestigungsteils
18 befestigt, z. B. mit einem Klebstoff, durch Punktschweißen,
Ultraschallschweißen oder ein anderes Verfahren. Alternativ kann das Halteteil 22 am distalen
Ende 24 des Befestigungsteils 18 mit enger Preßpassung befestigt sein, was Fig. 7
darstellt. Zur leichteren Beschreibung wird das Ende 36 des Klebstoffhalteteils 22
als am Befestigungsteil 18 befestigt beschrieben.
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Das Ende 36 des Klebstoffhalteteils ist über das erste Ende 24 des Befestigungsteils
18 gestülpt, innerhalb einer der größeren Rillen 28 eingeschnürt und dann darin mit
einer Punkt- oder Ultraschallschweißung befestigt. Alternativ, wie Fig. 7 darstellt,
kann das Ende 36 des Klebstoffhalteteils 22 über einen Befestigungszapfen 25
preßgepaßt sein, welcher auf dem distalen Ende 24 des Befestigungsteils 18 gebildet ist.
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Die Länge und der Durchmesser des Klebstoffhalteteils 22 sind so gewählt, daß es
am Befestigungsteil 18 befestigt mit einer gewünschten Menge Klebstoff 16 gefüllt
werden kann und so die exakte Menge Klebstoff 16 zur optimalen
Verankerungswirkung bereitstellt. In der Ausführungsform nach Fig. 5 ist das Klebstoffhalteteil
22b an den letzten Paar Gewindegänge des Bolzens 18b befestigt.
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Die Dimensionen des Klebstoffhalteteils 22 sind so gewählt, daß die erforderliche
Menge Klebstoff 16 innerhalb der Öffnung 12 für eine gegebene Größe der Öffnung
12 und des Befestigungsteils 18 bereitgestellt ist. Diese Menge sorgt für die
gewünschte Bindung und Auszugskraft, während die verschwendete Menge Klebstoff
16 reduziert ist und einem Herausquetschen und Tropfen des Klebstoffs 16 aus der
Öffnung 12 vorgebeugt ist.
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In Benutzung wird die Öffnung 12 in die Struktur 14 gebohrt und anschließend von
Bohrstaub befreit. Wie Fig. 1 darstellt, wird das Klebstoffhalteteil 22 dann mit
Klebstoff 16 gefüllt.
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Wie Fig. 2 darstellt, werden das gefüllte Klebstoffhalteteil 22 und das daran
angebrachte Befestigungsteil 18 anschließend in die Öffnung 12 eingesetzt. Wie Fig. 4
darstellt, beginnt bei Kontakt des Endes 38 des Klebstoffhalteteils 22 mit dem
Boden der Öffnung 12 das Klebstoffhalteteil 22 zu kollabieren. Während des
Kollabierens des Klebstoffhalteteils 22 wird Klebstoff 16 aus dem offenen Ende 38 und bei
Verwendung von Siebmaterial aus den Sieböffnungen im wesentlichen in Richtung
der Pfeile "A" in die Öffnung 12 und um das Befestigungsteil 18 herum gedrückt.
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Wie Fig. 3 darstellt, wird aufgrund der portionierten Menge Klebstoff 16 im
Klebstoffhalteteil 22 im wesentlichen der gesamte Bereich innerhalb der Öffnung 12 um
den Befestiger 18 herum mit Klebstoff 16 ausgefüllt. Dementsprechend sind eine
gute Bindung und Auszugsfestigkeit sichergestellt, ohne daß die Öffnung 12 nicht
genügend ausgefüllt wäre oder Klebstoff herausgequetscht und verschwendet würde.
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Der Befestiger 10 ist besonders nützlich, wenn die Struktur 14 eine Decke ist. In
solch einer Situation tropft der Klebstoff normalerweise heraus, bevor der Befestiger
installiert ist. Das Klebstoffhalteteil 22 und das Befestigungsteil 18 können nun aber
einfach vertikal in die Öffnung 12 eingesetzt werden, ohne daß Klebstoff 16 nach
dem Befüllen aus dem Klebstoffhalteteil 22 herausfällt.