EP2478163B1

EP2478163B1 - Eingiessbare Ankerschiene

Info

Publication number: EP2478163B1
Application number: EP10762610.3A
Authority: EP
Inventors: Holger Basche; Ulrich Birnbaum; Markus Heudorfer; Denis Novokshanov
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: CN102597383A; PL2478163T3; DE102009041654A1; ES2446357T3; EP2478163A1; WO2011032810A1; CN102597383B; DK2478163T3; PT2478163E

Description

Die Erfindung betrifft eine eingiessbare Ankerschiene, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Derartige Ankerschienen werden zur Schaffung von flexiblen Befestigungspunkten an einem gegossenen Bauteil, z. B. aus Beton, vorgängig in der Schalung des Bauteils, z. B. eine Wand oder eine Decke, eingelegt und beim Giessen des Bauteils in dieses eingegossen. Mittels Schienenmuttern, Hintergreifteile oder Hammerkopfschrauben werden Befestigungselemente direkt an den Ankerschienen festgelegt. Die Lasten werden über die Schienengeometrie und die Ankerelemente in das ausgehärtete Bauteil übertragen.
Aus der DE 35 31 998 A1 ist eine eingiessbare Ankerschiene mit einem Schienenkörper und mit daran festgelegten Ankerelementen bekannt. Der Schienenkörper weist einen sich in Längserstreckung des Schienenkörpers erstreckenden, rechteckigen Aufnahmeraum auf, der über eine von Rändern begrenzte Montageöffnung zugänglich ist und seitlich von einander gegenüberliegenden Seitenwänden sowie gegenüberliegend der Montageöffnung von einer Rückwand begrenzt ist. Die Seitenwände schliessen mit einer von der Montageöffnung aufgespannten Ebene einen rechten Winkel ein.
Auf eine im Bauteil eingossene Ankerschiene wirken neben Zugkräften, welche senkrecht zu der von der Montageöffnung aufgespannten Ebene wirken und die einfach über die Ankerelemente in das Bauteil einleitbar sind, auch Querkräfte oder bei schräg auf die Ankerschiene angreifenden Belastungen Querkraftanteile ein, die in einer von der Montageöffnung aufgespannten Ebene wirken.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass insbesondere bei einer Anordnung der Ankerschiene in einem Randbereich des Bauteils unter Querkraftbelastung ein Versagensriss auftritt, der von dem Übergang der Seitenwand zur Rückwand ausgehend schräg zum Rand des Bauteils verläuft und einen entsprechend grossen Ausbruch (Scholle) im Bauteil erzeugt.
Weitere Ankerschienen für Beton sind aus der GB 1 020 471 A , der US 3 156 450 A , der US 1 502 766 A , der US 1 260 331 A , der US 1 710 422 A , der GB 892 555 A , der US 3 364 641 A und der US 3 375 623 A bekannt. Diese bekannten Ankerschienen weisen an ihrem Schienenkörper aussenseitige Vorsprünge oder Kanten auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine eingiessbare Ankerschiene zu schaffen, die eine verbesserte Tragfähigkeit in Bezug auf Querkräfte aufweist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist ein Rissinitiatormittel an zumindest einer der Seitenwände vorgesehen.
Durch das Rissinitiatormittel werden bei einer randnahen Anordnung der Ankerschiene und bei Belastung durch Querkräfte im Bauteil anstatt eines Risses zwei Risse erzeugt, die sich nicht schneiden und folglich sich nicht gegenseitig beeinflussen. Dabei gewährleistet das an der zumindest einen Seitenwand angeordnete Rissinitiatormittel eine kontrollierte Entstehung des ersten Risses und somit auch des zweiten Risses. Durch die erste von der zweiten Rissbildung unterschiedliche Rissbildung werden zwei unabhängig voneinander stehende Ausbruchkegel erzeugt. In Bezug auf den zweiten Riss (Versagensriss) wird die Lage der massgeblichen Druckresultierenden von der Oberfläche weg um einen durch das Rissinitiatormittel definierten Abstand in das Bauteil verlagert. Dadurch ergibt sich beim Ausbruch im randnahen Bereich des Bauteils eine grössere Bruchfläche als es bei einer Ankerschiene der Fall ist, bei der unter Querkraftbelastung nur ein Riss ausgebildet wird. Als Folge davon kann bei gleicher Belastung die erfindungsgemässe Ankerschiene näher beim Rand des Bauteils positioniert beziehungsweise bei gleichem Randabstand eine höhere Querkraft auf die eingegossene Ankerschiene aufgebracht werden.
Gleichzeitig wird durch die definierte Ausbildung der Risse eine Streuung, die z. B. durch die Materialeigenschaften des Bauteils oder der Ankerschiene beziehungsweise durch den Abstand der eingegossenen Ankerschiene zum Rand des Bauteils oder durch Ungenauigkeiten beim Einbau bedingt ist, reduziert.
Vorteilhaft sind beide, einander gegenüberliegende Seitenwände jeweils mit einem Rissinitiatormittel versehen, so dass bei der Positionierung der Ankerschiene im Bauteil keine besondere Ausrichtung derselben in Bezug auf den Rand des Bauteils zu berücksichtigen ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Ankerschiene sind die Rissinitiatormittel an den Seitenwänden vorteilhaft gleichartig ausgebildet.
Vorzugsweise spannt die Montageöffnung eine Ebene auf und das Rissinitiatormittel ist in einem Abstand zu dieser Ebene angeordnet, der maximal dem 0.75-fachen der Gesamthöhe des Schienenkörpers entspricht. Somit entstehen entsprechend der zu erwartenden Belastungen die gewünschten und für das Tragverhalten optimalen Rissbildungen, womit die Ankerschiene im Vergleich zu den bekannten Lösungen bei gleicher Querkraft näher am Rand des Bauteils positioniert werden kann beziehungsweise bei gleichem Randabstand eine höhere Tragfähigkeit in Bezug auf Querkräfte aufweist.
Bevorzugt ist das Rissinitiatormittel von einer bereichsweise in der zumindest einen Seitenwand vorgesehenen Materialreduktion gebildet, welche ein Gelenk in der entsprechenden Seitenwand des Schienenkörpers ausbildet. Durch dieses Gelenk werden unter Belastung der Ankerschiene Umlenkkräfte erzeugt, die auf das Bauteil einwirken und aufgrund der erzeugten Spaltwirkung rissinitiierend sind. Die Materialreduktion ist beispielsweise einseitig oder beidseitig an der entsprechenden Seitenwand des Schienenkörpers vorgesehen. Bei einer beidseitigen Anordnung sind die Materialreduktionen vorteilhaft symmetrisch zueinander angeordnet und vorteilhaft gleich ausgebildet. Die Materialverstärkung wird beispielsweise beim Ausformen des Schienenkörpers, z. B. in einem Walzverfahren, direkt an dem Materialabschnitt ausgebildet, der im umgeformten Zustand die entsprechende Seitenwand ausbildet.
In einer alternativen Ausführungsform oder ergänzend dazu ist das Rissinitiatormittel von einer bereichsweise in der zumindest einen Seitenwand vorgesehenen Materialverstärkung gebildet, womit eine Kerbwirkung im Bereich des Rissinitiatormittels auf das Material des Bauteils ausgeübt wird. Diese Kerbwirkung ist insbesondere bei spröden Materialien, wie Beton, vorteilhaft rissinitiierend. Besonders vorteilhaft weist die Materialverstärkung im Querschnitt eine dreieckige Ausgestaltung auf, so dass deren Spitze den Startpunkt des ersten Risses definiert. Die Materialverstärkung ist beispielsweise einseitig oder beidseitig an der entsprechenden Seitenwand des Schienenkörpers vorgesehen. Bei einer beidseitigen Anordnung sind die Materialverstärkungen vorteilhaft symmetrisch zueinander angeordnet und vorteilhaft gleich ausgebildet. Die Materialverstärkung wird beispielsweise beim Ausformen des Schienenkörpers, z. B. in einem Walzverfahren, direkt an dem Materialabschnitt ausgebildet, der im umgeformten Zustand die entsprechende Seitenwand ausbildet. Alternativ dazu wird beispielsweise ein separates Profil mit der entsprechenden Querschnittsausgestaltung an der entsprechenden Seitenwand materialtechnisch, z. B. durch Schweissen oder Löten, an dieser festgelegt.
Weiter können auch an einem Schienenkörper unterschiedlich ausgebildete Rissinitiatormittel an den Seitenwänden vorgesehen sein. Zudem können an der dem Aufnahmeraum zugewandten Seite der Seitenwände eine Art von Rissinitiatormittel und an der dem Aufnahmeraum abgewandten Seite der Seitenwände eine andere Art von Rissinitiatormittel angeordnet sein.
Vorzugsweise ist das Rissinitiatormittel an der dem Aufnahmeraum des Schienenkörpers abgewandten Seite der zumindest einen Seitenwand vorgesehen, womit einerseits eine vorteilhafte Kerbeinwirkung in das Material des Bauteils und somit eine vorteilhaft definierte Ausbildung des ersten Risses sichergestellt ist und andererseits der Aufnahmeraum des Schienenkörpers nicht durch nach innen ragende Elemente, z. B. für die Anordnung der Anbindeteile, eingeschränkt wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Rissinitiatormittel durch Variation der Wandstärke der zumindest einen Seitenwand gebildet, wobei vorteilhaft im Bereich der Seitenwand mit der geringsten Materialstärke ein Gelenk ausgebildet wird, das rissinitiierend ist. Durch die Variation der Wandstärke über die Erstreckung der entsprechenden Seitenwand kann der Kraftfluss so eingestellt werden, dass bei der Verformung des Schienenkörpers unter Last lokal erhöhte Pressungen im Bauteil entstehen, welche den ersten Riss initiieren. Weiter kann dadurch das Material des Schienenkörpers in Bezug auf Quer- und Zugbelastung optimal ausgenutzt wird. Die Variation der Wandstärke der entsprechenden Seitenwand kann zusätzlich mit einer anderen Art von Rissinitiatormittel kombiniert werden, um die Initiierung des ersten Risses weiter zu beeinflussen. Die Variation der Wandstärke der zumindest einen Seitenwand wird beispielsweise beim Ausformen des Schienenkörpers, z. B. in einem Walzverfahren, direkt an dem Materialabschnitt ausgebildet, der im umgeformten Zustand die entsprechende Seitenwand ausbildet.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Rissinitiatormittel eine Kante an der dem Aufnahmeraum des Schienenkörpers abgewandten Seite der zumindest einen Seitenwand, die von einem ersten Wandabschnitt der zumindest einen Seitenwand und einem zweiten Wandabschnitt der zumindest einen Seitenwand gebildet ist, wobei der erste Wandabschnitt und der zweite Wandabschnitt jeweils in Bezug auf eine von der Montageöffnung aufgespannten Ebene unterschiedliche Winkel mit dieser einschliessen. Durch die bei der Belastung der Ankerschiene entstehenden Umlenkkräfte entsteht zusätzlich zur Kerbwirkung infolge der Kante eine Spaltwirkung, welche verstärkt rissinitierend wirkt.
Vorzugsweise entspricht der erste, innenliegende Winkel des ersten, sich an die Ränder der Montageöffnung anschliessenden Wandabschnitts der zumindest einen Seitenwand 75° bis 135°, womit eine vorteilhafte Kerbwirkung und Spaltkraft, die durch die Umlenkkräfte erzeugt werden, überlagert werden und rissinitiierend wirken. Des Weiteren ergibt sich aufgrund dieser Neigung der ersten Wandabschnitte der entsprechenden Seitenwand ein vorteilhaftes Tragverhalten der Ankerschiene, so dass eine einfache Optimierung der Wandstärken des Schienenkörpers möglich ist, die zu vorteilhaften Materialeinsparungen bei der Fertigung des Schienenkörpers und somit der Ankerschiene führt.
Vorteilhaft entspricht bei dieser Ausführungsform der Ankerschiene der erste Winkel 90° bis 120°, womit die Kraft im Wesentlichen im Bereich des ersten Wandabschnitts der Seitenwand in das Bauteil eingeleitet. Diese Kraft wirkt in Richtung der Oberfläche des Bauteils, was zu einer früheren Bildung des ersten Risses und somit einer schnellen Entlassung des oberflächennahen Abschnitts des Bauteils unter Querkraft führt.
Bevorzugt entspricht der zweite, innenliegende Winkel des zweiten, sich an den ersten Wandabschnitt anschliessenden Wandabschnitts der zumindest einen Seitenwand 20° bis 70°, wobei der Winkel entsprechend der Hauptbelastung der Ankerschiene gewählt wird. Bei einer Ankerschiene zur Schaffung von Befestigungspunkten z. B. für vorgehängte Fassadenelemente (Curtain Wall-Anwendungen) wird vorteilhaft ein zweiter Winkel in einem flacheren Bereich, ausgehend von 20° gewählt. Eine derartige Ankerschiene weist eine hohe Tragfähigkeit in Bezug auf die Querkraft auf, welche bei dieser Anwendung üblicherweise auftritt. Bei einer Ankerschiene zur Schaffung von Befestigungspunkten z. B. für zentrische Abhängungen, wie Abhängungen für Leitungsinstallationen und dergleichen, wird vorteilhaft ein zweiter Winkel in einem steileren Bereich, gegen 70° gewählt. Eine derartige Ankerschiene weist eine hohe Tragfähigkeit in Bezug auf die Zugkraft auf, welche bei dieser Anwendung üblicherweise auftritt.
Da sich in der Praxis verschiedene Belastungen an der Ankerschiene überlagern, entsteht eine Kraftresultierende, welche in vorteilhafter Weise von einer Ankerschiene mit einem zweiten Wandabschnitt der Seitenwand in den Untergrund ableitbar ist, der mit der von der Montageöffnung aufgespannten Ebene einen zweiten Winkel von 40° bis 50° einschliesst. Eine derartige Ankerschiene ist universell einsetzbar.
Vorteilhaft schliessen die ersten Wandabschnitte und/oder die zweiten Wandabschnitte der einander gegenüberliegenden Seitenwände den gleichen ersten beziehungsweise zweiten Winkel mit der von der Montageöffnung aufgespannten Ebene ein, womit der Aufnahmeraum und somit der Schienenkörper eine im Wesentlichen symmetrische Ausgestaltung aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform, z. B. für spezielle Anwendungen, bei denen die auftretenden Kräfte über speziell geformte Schienenkörper abgeleitet werden sollen, können die ersten Wandabschnitte und/oder die zweiten Wandabschnitte in Bezug auf die von der Montageöffnung aufgespannten Ebene unterschiedlich ausgerichtet sein. Weiter können die Wandabschnitte und insbesondere die ersten Wandabschnitte der einander gegenüberliegenden Seitenwände geneigt zu der Montageöffnung aufgespannten Ebene sowie parallel zueinander ausgerichtet sein. Damit weist der sich an die Montageöffnung anschliessende Bereich des Aufnahmeraums eine im Wesentlichen rautenförmige Ausgestaltung auf.
Vorzugsweise ist der Schienenkörper einteilig, womit dieser einfach herzustellen ist und eine gute Umleitung der auftretenden Kräfte durch den Schienenkörper ermöglicht. Der Schienenkörper wird vorteilhaft aus einem flächigen Grundmaterial, z. B. aus einem Stahlband, gefertigt. Besonders vorteilhaft wird der Schienenkörper in einem Walzverfahren in die entsprechende Form gebracht. Je nach Art und Ausgestaltung des Rissinitiatormittels kann dieses z. B. während dem Walzen im Grundmaterial ausgeformt werden.
Vorteilhaft verlaufen die Wandabschnitte der Seitenwände linear, was eine einfache Fertigung der Ankerschiene und insbesondere des Schienenkörpers gewährleistet.
Alternativ zu einem linearen Verlauf kann zumindest der zweite Wandabschnitt einer der Seitenwände auch entlang einer Krümmung verlaufen, womit der Kraftverlauf im Schienenkörper zur Ableitung der Kraft über das Ankerelement in das Bauteil zusätzlich optimierbar ist. Besonders vorteilhaft verläuft der zweite Wandabschnitt entlang eines Kreisbogens. Die Neigung eines gekrümmten Wandabschnitts wird in diesem Zusammenhang durch die Neigung einer Tangente durch den mittleren Punkt des Kreisbogens bestimmt. Diese Tangente schliesst mit der von der Montageöffnung aufgespannten Ebene einen Winkel ein, der abhängig von dem Wandabschnitt, um den es sich handelt, dem ersten oder dem zweiten Winkel entspricht.
Vorteilhaft sind zur Festlegung der Ankerelemente Gewinde am Schienenkörper vorgesehen, in welche das entsprechende Ankerelement anschraubbar ist. Durch diese Art der Festlegung der Ankerelemente lässt sich der Schienenkörper separat von den Ankerelementen fertigen und in einem weiteren Fertigungsschritt das Ankerelement einfach an diesem festlegen. Damit weist die Ankerschiene im Vergleich zu Ankerschienen, bei denen die Ankerelemente direkt angeordnet sind, ein wesentlich geringeres Transportvolumen auf, was, insbesondere bei einer globalen Produktion des Schienenkörpers und der Ankerelemente beziehungsweise der Ankerschiene, die Transportkosten massgeblich reduziert. Weiter können unterschiedlich ausgebildete Ankerelemente bedarfsweise an einem Typ von Schienenkörper in einfacher Art und Weise festgelegt werden. Vorteilhaft wird das angeschraubte Ankerelement in der montierten Stellung mit einem Sicherungsmittel, wie beispielsweise einem zusätzlichen Element oder einer Verstemmung am Schienenkörper festgelegt. Vorteilhaft ist das Gewinde ein am Schienenkörper, z. B. in einem Durchzug, vorgesehenes Innengewinde, in welches ein an dem Ankerelement vorgesehenes Aussengewinde einschraubbar ist. Alternativ ist das Gewinde am Schienenkörper als Aussengewinde ausgebildet und das Gewinde am Ankerelement ist ein entsprechend ausgebildetes Innengewinde, welches mit dem Aussengewinde am Schienenkörper in Eingriff bringbar ist.
Vorteilhaft ist ein Zusatzteil, wie eine Einnietmutter, am Schienenkörper vorgesehen, welches das Gewinde zur Festlegung der Ankerelemente aufweist und welches in einer zuvor am Schienenkörper erstellten Lochung festgelegt ist. Unter dem Begriff "Einnietmutter" wird in diesem Zusammenhang ein Niet verstanden, dessen freies, durch die Lochung gestecktes Ende zur Festlegung der Einnietmutter am Schienenkörper aufgeweitet beziehungsweise umgebördelt ist und der einen Innengewindeabschnitt als Festlegemittel zur Festlegung der Ankerelemente an dem Schienenkörper aufweist. Das Gewinde ist vorteilhaft ein Innengewindeabschnitt, der in einer die Einnietmutter vorteilhaft vollständig durchdringenden Bohrung vorgesehen ist. Die Einnietmutter ist vorteilhaft im Aufnahmeraum angeordnet und umgreift die freien Ränder der Lochung vorteilhaft vollständig von aussen her, so dass ein Korrosionsschutz des freien Randes einer in einem korrosionsgeschützten Schienenkörper erstellten Lochung gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ankerschiene in Seitenansicht;
Fig. 2: einen Querschnitt durch die Ankerschiene gem. Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ankerschiene im Querschnitt analog Fig.2;
Fig. 4: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ankerschiene im Querschnitt analog Fig.2; und
Fig. 5: ein viertes Ausführungsbeispiel einer Ankerschiene im Querschnitt analog Fig.2;
Fig. 6: eine Variante eines Rissinitiatormittels im vergrösserten Detailschnitt;
Fig. 7: eine weitere Variante eines Rissinitiatormittels im vergrösserten Detailschnitt; und
Fig. 8: eine im Bauteil eingegossene Ankerschiene im Schnitt.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte eingiessbare Ankerschiene 11 weist einen Schienenkörper 12 und daran festlegte Ankerelemente 21 auf.
Der Schienenkörper 12 weist einen sich in Längserstreckung des Schienenkörpers 12 erstreckenden Aufnahmeraum 13 für ein Befestigungselement 6 auf, das über ein Hintergreifteil als Anbindeteil 7 an der Ankerschiene 11 festgelegt ist. Der Aufnahmeraum 13 ist über eine von Rändern 14 begrenzte Montageöffnung 15 zugänglich und seitlich von einander gegenüberliegenden, einander zugewandten Seitenwänden 16 begrenzt. Jede der Seitenwände 16 weist einen ersten, sich an die Ränder 14 anschliessenden Wandabschnitt 17, der einen ersten, innen liegenden Winkel (Alpha) mit der von der Montageöffnung 15 aufgespannten Ebene E einschliesst, und einen zweiten, sich an den ersten Wandabschnitt 17 anschliessenden Wandabschnitt 18 auf, der einen zweiten Winkel (Beta) mit der von der Montageöffnung 15 aufgespannten Ebene E einschliesst. Der erste Winkel (Alpha) ist grösser als der zweite Winkel (Beta). Der erste Winkel (Alpha) entspricht in diesem Ausführungsbeispiel 115°. Der zweite Winkel (Beta) entspricht in diesem Ausführungsbeispiel 45°. Beide Seitenwände 16 sind gleich ausgebildet und der erste Wandabschnitt 17 und der zweite Wandabschnitt 18 schliessen jeweils mit der von der Montageöffnung 15 aufgespannten Ebene E die gleichen Winkel ein. Der Schienenkörper 12 ist somit symmetrisch ausgebildet.
Der Schienenkörper 12 weist für eine vorteilhafte Krafteinleitung von der Ankerschiene 11 in das Bauteil im Bereich der Montageöffnung 15 eine Breite B auf, die dem 1.1-fachen bis 1.65-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 12 entspricht. In diesem Beispiel entspricht die entsprechende Breite B des Schienenkörpers 12 dem 1.3-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 12.
Zur Verdeutlichung und Klarstellung, welcher Winkel der ersten und zweiten Wandabschnitte 17 und 18 in diesem Zusammenhang gemeint ist, wurde in den Figuren die von der Montageöffnung 15 aufgespannten Ebene E über den Schienenkörper 12 hinaus verlängert.
An dem der Montageöffnung 15 gegenüberliegenden Bereich des Schienenkörpers 12 ist eine Rückwand 19 vorgesehen, welche die zweiten Wandabschnitte 18 der Seitenwände 16 miteinander linear verbindet. Die Ankerelemente 21 sind vorteilhaft an der Rückwand 19 festgelegt. Durch den trapezförmigen Bereich des Aufnahmeraums 13, der benachbart zur Rückwand 19 ausgebildet ist, ist ein zusätzlicher Raum für Festlegeelemente zum Festlegen der Ankerelemente 21 am Schienenkörper 12 geschaffen. Damit kann eine Beeinträchtigung des Bereichs des Aufnahmeraums, der für die Anbindeteile 7 der Befestigungselemente 6 vorgesehen ist, durch etwaige in den Aufnahmeraum 13 ragende Festlegeelemente für die Ankerelemente 21 vermieden werden.
An beiden Seitenwänden 16 ist ein Rissinitiatormittel 26 vorgesehen, das in einem Abstand A zu der von der Montageöffnung 15 aufgespannten Ebene E angeordnet ist, der maximal dem 0.75-fachen und in diesem Beispiel dem 0.55-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 12 entspricht.
Die Rissinitiatormittel 26 sind jeweils von einer an der dem Aufnahmeraum 13 des Schienenkörpers 12 abgewandten Seite der entsprechenden Seitenwand 16 angeordneten Kante 27 gebildet. Die Kante 27 entspricht der Schnittlinie des ersten Wandabschnitts 17 mit dem zweiten Wandabschnitt 18 der entsprechenden Seitenwand 16.
Die Ankerschiene 31 gem. Fig. 3 weist einen Schienenkörper 32 mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Der Aufnahmeraum 33 des Schienenkörpers 32 weist einen rechtwinkligen Aufnahmebereich zur Aufnahme von herkömmlichen, auf dem Markt bereits befindlichen Anbindeteilen auf. Der Schienenkörper 32 weist eine Breite B auf, die dem 1.35-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 32 entspricht. Als Rissinitiatormittel 46 sind an den Seitenwänden 36 jeweils eine nach aussen ragende, an der dem Aufnahmeraum 33 abgewandten Seite der Seitenwand 36 Materialverstärkung 47 in Form von einer Ausbuchtung sowie eine nach innen ragende, an der dem Aufnahmeraum 33 zugewandten Seite der Seitenwand 36 Materialreduktion 48 in Form von einer Einschnürung auf. Die Rissinitiatormittel 46 sind in einem Abstand A zu der von der Montageöffnung 35 aufgespannten Ebene E an dem Schienenkörper 32 angeordnet, der dem 0.45-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 32 entspricht.
Der Schienenkörper 52 der Ankerschiene 51 gem. Fig. 4 weist Seitenwände 56 auf, bei denen der erste Wandabschnitt 57 mit der von der Montageöffnung 55 aufgespannten Ebene E einen ersten Winkel (Alpha) von 90° und bei denen der zweite Wandabschnitt 58 mit der von der Montageöffnung 55 aufgespannten Ebene E einen zweiten Winkel (Beta) von 40° einschliesst. Der zweite Wandabschnitt 58 verläuft entlang einem Kreisbogen und somit entlang einer Krümmung. Der zweite eingeschlossene Winkel (Beta) des zweiten Wandabschnitts 58 mit der von der Montageöffnung 55 aufgespannten Ebene E wird durch die Tangente 60 im mittleren Punkt des Kreisbogens bestimmt. Die zweiten Wandabschnitte 58 der Seitenwände 56 sind direkt miteinander verbunden, weshalb diese Ankerschiene 51 keinen Schienenkörper 52 mit einer Rückwand aufweist. Der Schienenkörper 52 weist eine Breite B auf, die dem 1.5-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 52 entspricht. Die Ankerelemente 61 sind in einem Übergangsbereich der beiden zweiten Wandabschnitte 58 festgelegt.
Als Rissinitiatormittel 66 sind an den zweiten Wandabschnitten 58 der Seitenwände 36 jeweils nach aussen ragende Materialverstärkungen 67 vorgesehen, die im Querschnitt dreieckig ausgebildet und an der dem Aufnahmeraum 53 abgewandten Seite der Seitenwand 56 angeordnet sind. Die Rissinitiatormittel 66 sind einteilig mit dem Schienenkörper 52 z. B. in einem Walzverfahren oder Prägeverfahren ausgebildet. Die Rissinitiatormittel 66 sind in einem Abstand A zu der von der Montageöffnung 55 aufgespannten Ebene E an dem Schienenkörper 52 angeordnet, der dem 0.7-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 52 entspricht.
Die Ankerschiene 71 gem. Fig. 5 weist Seitenwände 76 auf, bei denen der erste Wandabschnitt 77 mit der von der Montageöffnung 75 aufgespannten Ebene E einen ersten Winkel (Alpha) von 100° und bei denen der zweite Wandabschnitt 78 mit der von der Montageöffnung 75 aufgespannten Ebene E einen zweiten Winkel (Beta) von 50° einschliesst. An dem der Montageöffnung 75 gegenüberliegenden Bereich des Schienenkörpers 72 ist eine Rückwand 79 vorgesehen, welche die zweiten Wandabschnitte 78 der Seitenwände 76 miteinander verbindet. Die ersten Wandabschnitte 77 weisen eine variierende Wandstärke W1 auf, die in diesem Beispiel ausgehend von den Rändern 74 in Richtung der zweiten Wandabschnitte 78 abnimmt. Die zweiten Wandabschnitte 78 weisen ebenfalls eine variierende Wandstärke W2 auf, die in diesem Beispiel ausgehend von der Rückwand 79 in Richtung der ersten Wandabschnitte 77 zunimmt.
Die Rückwand 79 weist einen in den Bezug auf den Aufnahmeraum 73 nach aussen ragenden Abschnitt mit einer Lochung auf, in der eine Einnietmutter 80 festgelegt ist. Die Einnietmutter 80 ist im Aufnahmeraum 73 vorgesehen und umgreift die Ränder der Lochung vollständig von aussen her. Die Einnietmutter 80 als Festlegeelement für ein Ankerelement 81 weist eine Bohrung mit einem Innengewindeabschnitt auf, in den die einen Aussengewindeabschnitt aufweisenden Ankerelemente 81 zu deren Festlegung am Schienenkörper 72 einschraubbar sind.
Die Ankerschiene 71 weist als Rissinitiatormittel 86 einerseits jeweils eine Kante 87 an der dem Aufnahmeraum 73 des Schienenkörpers 72 abgewandten Seite der entsprechenden Seitenwand 76 auf. Diese Kante 87 entspricht jeweils der Schnittlinie des ersten Wandabschnitts 77 mit dem zweiten Wandabschnitt 78 der entsprechenden Seitenwand 76. Weiter wird durch die Variation der Wandstärken der Seitenwände 76 die risserzeugende Wirkung des Rissinitiatormittels 86 zusätzlich verstärkt beziehungsweise optimiert. Die Rissinitiatormittel 86 sind in einem Abstand A zu der von der Montageöffnung 75 aufgespannten Ebene E an dem Schienenkörper 72 angeordnet, der dem 0.4-fachen der Gesamthöhe H des Schienenkörpers 72 entspricht.
Die Ränder 74 der Montageöffnung 75 sind aufgestaucht, was eine Materialverfestigung entlang der Montageöffnung bewirkt und somit den Schienenkörper bereichsweise aussteift. Die aufgestauchten Ränder 74 der Montageöffnung 75 weisen an ihren freien Enden jeweils eine in Richtung des Aufnahmeraums 73 erstreckende Höhe auf, die in Richtung der benachbarten Seitenwand 76 bis auf die eigentliche Materialdicke des Schienenkörpers 72 abnimmt, so dass eine rampenförmig verlaufende, vergrösserte Anschlagsfläche für ein Anbindeteil eines Befestigungselementes vorhanden ist.
Die im Ausschnitt in der Figur 6 dargestellte Seitenwand 96 weist an einer Seite eine Materialreduktion 107 als Rissinitiatormittel 106 auf. Gestrichelt ist eine Variante dargestellt, welche eine zweite, der ersten Materialreduktion 107 gegenüberliegende Materialreduktion 108 an der Seitenwand 96 vorsieht. Die erste Materialreduktion 107 beziehungsweise die erste Materialreduktion 107 und die zweite Materialreduktion 108 bilden ein Gelenk in der Seitenwand 96 aus, welches unter Belastung der Ankerschiene rissinitiierend wirkt.
Bei der im Ausschnitt in der Figur 7 dargestellten Seitenwand 116 ist an einer Seite eine Materialverstärkung 127 als Rissinitiatormittel 126 vorgesehen. Gestrichelt ist hier eine Variante dargestellt, welche eine zweite, der ersten Materialverstärkung 127 gegenüberliegende Materialverstärkung 128 an der Seitenwand 116 vorsieht. Die erste Materialverstärkung 127 beziehungsweise die erste Materialverstärkung 127 und die zweite Materialverstärkung 128 bilden ebenfalls ein Gelenk in der Seitenwand 116 aus, welches unter Belastung der Ankerschiene rissinitiierend wirkt.
In der Figur 8 ist die Ankerschiene 31 im eingegossenen Zustand gezeigt, welche nahe dem Rand 9 des gegossenen Bauteils 8 angeordnet ist. Tritt eine Querkraftbelastung der Ankerschiene 31 in eine Richtung 131 auf, die parallel zu der von der Montageöffnung 35 aufgespannten Ebene E verläuft, wird durch das an der Seitenwand 46 vorgesehene Rissinitiatormittel 46 ein erster Riss 132 erzeugt. Durch den ersten Riss 132 entsteht zuerst ein erster Ausbruch 133 im Bauteils 8. Bei einer weiteren oder anhaltenden Querkraftbelastung wird der Angriffspunkt der Kraftresultierenden von der Oberfläche 10 weg in das Bauteil 8 hinein verschoben, so dass der zweite Riss 134 (Versagensriss) tiefer im Bauteil erzeugt wird. Der erste Riss 132 und der zweite Riss 134 überlagern beziehungsweise schneiden sich nicht.
Gestrichelt ist in der Figur 8 weiter eine Variante mit einer Ankerschiene 11 dargestellt, die im Querschnitt gemäss der Figur 2 ausgebildet ist. Die Kante 27 als Rissinitiatormittel 26 der Ankerschiene 11 erzeugt unter Querkraftbelastung einen ersten Riss 142 der im Vergleich zu dem von dem Rissinitiatormittel 46 der Ankerschiene 31 früher erzeugt wird und einen wesentlich kleineren Ausbruch 143 im Bauteil 8 erzeugt. Der zweite unter Querbelastung der Ankerschiene 11 erzeugte Riss (Versagensriss) entspricht in seiner Lage im Wesentlichen dem zweiten Riss 134, wie er von der Ankerschiene 31 erzeugt wird.

Claims

Eingiessbare Ankerschiene mit einem Schienenkörper (12; 32; 52; 72), der einen sich in Längserstreckung des Schienenkörpers (12; 32; 52; 72) erstreckenden Aufnahmeraum (13; 33; 53; 73) für ein Befestigungselement (6) aufweist, der über eine von Rändern (14; 74) begrenzte Montageöffnung (15; 35; 55; 75) zugänglich ist und seitlich von einander gegenüberliegenden, einander zugewandten Seitenwänden (16; 36; 56; 76) begrenzt ist, und
mit am Schienenkörper (12; 32; 52; 72) festlegbaren Ankerelementen (21; 61; 81), dadurch gekennzeichnet, dass
ein Rissinitiatormittel (26; 46; 66; 86; 106; 126) an zumindest einer der Seitenwände (16; 36; 56; 76) vorgesehen ist.
Ankerschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montageöffnung (15; 35; 55; 75) eine Ebene (E) aufspannt und das Rissinitiatormittel in einem Abstand (A) zu dieser Ebene (E) angeordnet ist, der maximal dem 0.75-fachen der Gesamthöhe (H) des Schienenkörpers (12; 32; 52; 72) entspricht.
Ankerschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rissinitiatormittel (46; 106) von einer bereichsweise in der zumindest einen Seitenwand (36; 96) vorgesehenen Materialreduktion (48; 107, 108) gebildet ist.
Ankerschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rissinitiatormittel (46; 66; 126) von einer bereichsweise in der zumindest einen Seitenwand (36; 56; 116) vorgesehenen Materialverstärkung (47; 67; 127, 128) gebildet ist.
Ankerschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rissinitiatormittel (26; 46; 66; 86; 107, 108; 127, 128) an der dem Aufnahmeraum (13; 33; 53; 73) des Schienenkörpers (12; 32; 52; 72) abgewandten Seite der zumindest einen Seitenwand (16; 36; 56; 76; 106; 116) vorgesehen ist.
Ankerschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rissinitiatormittel (86) durch Variation der Wandstärke (W1, W2) der zumindest einen Seitenwand (76) gebildet ist.
Ankerschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rissinitiatormittel (16; 86) eine Kante (27; 87) an der dem Aufnahmeraum (13; 73) des Schienenkörpers (12; 72) abgewandten Seite der zumindest einen Seitenwand (16; 76) ist, die von einem ersten Wandabschnitt (17; 77) der zumindest einen Seitenwand (16; 76) und einem zweiten Wandabschnitt (18; 78) der zumindest einen Seitenwand (16; 76) gebildet ist, wobei der erste Wandabschnitt (17; 77) und der zweite Wandabschnitt (18; 78) jeweils in Bezug auf eine von der Montageöffnung (15; 75) aufgespannten Ebene (E) unterschiedliche Winkel (Alpha, Beta) mit dieser einschliessen.
Ankerschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, innenliegende Winkel (Alpha) des ersten, sich an die Ränder (14; 74) der Montageöffnung (15; 75) anschliessenden Wandabschnitts (17; 77) der zumindest einen Seitenwand (16; 76) 75° bis 135°, vorzugsweise 90° bis 120° entspricht.
Ankerschiene nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, innenliegende Winkel (Beta) des zweiten, sich an den ersten Wandabschnitt (17; 77) anschliessenden Wandabschnitts (18; 78) der zumindest einen Seitenwand (16; 76) 20° bis 70°, vorzugsweise 40° bis 50° entspricht.
Ankerschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schienenkörper (12; 32; 52; 72) einteilig ist.