EP2489805A2 - Anker zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen und Verfahren sowie Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents
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- EP2489805A2 EP2489805A2 EP12001092A EP12001092A EP2489805A2 EP 2489805 A2 EP2489805 A2 EP 2489805A2 EP 12001092 A EP12001092 A EP 12001092A EP 12001092 A EP12001092 A EP 12001092A EP 2489805 A2 EP2489805 A2 EP 2489805A2
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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- E04B1/38—Connections for building structures in general
- E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
- E04B1/4178—Masonry wall ties
Definitions
- the invention relates to an anchor for connecting two relatively movable components according to the features of the preamble of claim 1 and a method and apparatus for its preparation according to the preamble of claim 8 and claim 11.
- two anchoring elements are provided at both ends of the assembly , which are each connected to the one or the other of the components to be interconnected, such as a masonry and a facing shell, connectable.
- an elongate connecting element is provided between the two anchoring elements.
- the anchoring elements is at least one articulated, in particular ball joint-like, with the respectively associated connection end of one or the other anchoring element connected by means of an articulated thickened part.
- connection anchors Instead of inherently rigid connection anchors, non-rigid connection anchors have been used for decades, so that e.g. caused by different heat expansion relative displacements of the components to be connected are not inhibited by the connecting anchor.
- connection anchor for building parts in which the connecting element located between the two anchoring elements has a resilient portion.
- an attenuator is provided on the resilient portion to reduce undesirable degrees of vibration of the connection anchor to a tolerable level.
- a connecting element located between anchoring elements is inherently rigid and connected in a ball-like manner to the connecting ends of the anchoring elements.
- the anchoring elements have hemispherical thickenings at their connecting ends, over which a connecting element designed as a tube is pushed and deformed into retaining collars by means of crimping around the hemispherical thickenings.
- spring-like support means can be clamped within the housing-like connecting element between the hemispherical thickenings of the anchoring elements. These can exert aligning forces on the hemispherical thickenings and allow, in moderation, a change in spacing between the hemispherical thickenings within the box-like connecting element.
- connecting element for relative to each other movable structural parts known in which the connecting element is rigid and thus does not allow resilient distance changes between the spherical thickenings of the anchoring elements.
- the in this way rigid and generally uniform thickness connecting element is in one piece, for example made of a steel rod.
- the depth of these receptacles is dimensioned so that after insertion of the spherical thickenings of the connecting elements, the free ends of serving as a compensation part connecting element can be flanged by a deformation step to the spherical thickenings.
- the crimping edges leave sufficient scope for pivoting the anchoring elements with respect to the connecting element up to a maximum angular deflection.
- connection anchor is, similar to the CH 576 562 A1 chosen for the connecting element an outer diameter which is chosen to be significantly larger than the outer diameter of the spherical thickenings at the connecting ends of the anchoring elements.
- the ball joint sockets at the two ends of the connecting element can have sufficient material thickness to ensure the required strength of the ball joint connections, without the costly machining operations are required on the connecting element.
- the flanges can take place at the connecting ends of the connecting elements for the partial encompassing of the spherical thickenings of the anchoring elements by so-called roll deformation.
- a still further anchor for connecting two relatively movable structural parts in which at least one of the articulated connections between the two anchoring elements and the connecting element consists of a straight pipe section, which is crimped at both ends is at its first end a thickening articulated and at its opposite second end another thickening rigidly to embrace.
- the one thickening is on the anchoring element and the other thickening is provided on the connecting element.
- the invention is based on the recognition that the conventional hinged connections suffer from the difficulty of achieving the desired dimensional stability of the connecting anchors and that it is difficult in the material deformation to produce a hinged connection that the joint is neither too tight nor too loose becomes. Based on this, the invention is based on the problem of simplifying a precise articulated connection between the connecting element and at least one of the anchor elements in a generic connection anchor for two spaced-apart components. To solve this problem, a connecting anchor with the features of claim 1 and a method with the features of claim 8 and a manufacturing apparatus with the features of claim 11 is proposed.
- a separate prefabricated socket element is arranged or can be arranged.
- the prefabricated socket element has a first end portion preformed to a socket and a second end portion preformed to a fastener.
- the thickening on the anchoring element or on the connecting element provided in at least one of the respective connecting zones is partially encompassed or encompassable by the first preformed end region of the associated separate prefabricated joint cup element. For this purpose, a final deformation of the separate prefabricated joint socket element takes place, so that an axial fixation of the thickening takes place.
- the at least one separately prefabricated joint socket element is rigidly connected or rigidly connectable by means of its second preformed end region to the connecting element or to at least one of the anchoring elements.
- the joint-like connection according to the invention may be, for example, ball joint or part ball joint-like, universal joint-like or any other known in the art articulation in which a thickening is claw-like, ring-like or in a similar manner teilumjant.
- the invention is based on the idea of providing at least one separately prefabricated socket element for the connection anchors.
- the mechanical requirements for the joint connection can be optimally taken into account, both with regard to the use of materials, as well as the selection of materials and material processing.
- the joint socket elements according to the invention in a uniform size with connecting and anchoring elements of different dimensions and in particular different cross-section, because their load capacity is particularly high. The provision of many different sizes is therefore avoidable.
- the socket elements can be particularly precise and before especially made to measure. The same applies to the total length of the connecting element and the socket element (s). It is also within the meaning of the invention, when the connecting element and the socket elements are made in one piece.
- the separate joint socket elements can be made of e.g. solid metal material, e.g. be made by turning. Preference is given to forgings, i. generally prepared by forming separate prefabricated socket elements, in particular ball joint socket elements; this may also be about a tubular blank deformed joint socket elements. Wholly or partially prefabricated by forging separate joint socket elements achieve comparatively low material usage and high precision particularly high strengths. This also applies if the connecting element and the joint socket elements form a one-piece forging or are joined together.
- the rigid connection of the separate prefabricated socket elements with the anchoring elements or the connecting element can be achieved in various ways, e.g. also done by welding. Particularly preferred is a compound in which the rod-shaped connection-side end of the anchoring element or the connecting element is provided with at least one closed or spirally encircling or interrupted materisrillung. Such deformations can be made by roll forming or machining and e.g. in the form of a single or multiple circumferential self-contained grooves or a spirally-shaped groove, e.g. a screw thread can be realized.
- the crimping of the separate prefabricated socket element required after joining the anchoring element and the connecting element to the articulated connection point can in principle be based on conventional methods Done way. Particularly advantageous is a, in particular radial projection of the separate prefabricated joint socket element has proven at or near its mouth or bead. This can u. A. Improve the subsequent strength and / or precision of the joint connection and / or allow reshaping by crimping with relatively simple tools. Such a discharge is independent of individual features of claim 1 of independent inventive importance.
- the cross-sectional ratio or the outer diameter of the separate joint cup element, to the cross-sectional areas or diameters of the adjacent anchoring and / or connecting elements can be chosen freely. Outer diameters that are 1.0 to 4.0 times the cross-sectional dimension of the anchoring element and / or connecting element have proven particularly advantageous. Particularly preferred is a diameter ratio of 1.5 to 3.0. In extreme applications, however, diameter ratios below 1.0 are executable.
- FIG. 1 shows the section of a building consisting of two parts of the building, namely a wall 10B and a facing shell 10A.
- An anchoring element 12A or 12B which is rod-shaped in the exemplary embodiment, is firmly anchored in each of the components.
- An intermediate connecting member 14 is hingedly connected to the connecting ends of the anchoring members 12A and 12B via connection zones 13A and 13B, respectively.
- separate prefabricated socket elements 16A, 16B are used.
- each socket element 16A, 16B comprises a preformed first end region 17A designed as a ball joint socket with an outer collar 19 extending radially outward and a preformed second end section 17B designed as a threaded bore 21 (see detailed illustration).
- the anchoring elements 12 A, 12 B are provided at the joint-side end with known thickenings 18 A, 18 B, with or without slight undersize in the Fit in the socket.
- the connecting element 14 has at both ends a projecting beyond a stop 14A, 14B threaded pin 20 (see detail), which is matched to the threaded bore 21 of the socket elements 16A, 16B and up to a stop 16A ', 16B' in the socket elements 16A, 16B screwed is.
- the socket element is by forging to the z.
- Fig. 2A or 3 preformed shape shown and consists of a usually metallic material.
- FIG. 2B how out FIG. 2B can be seen, the first end portion 17A in the region of the projection 19, which is located at or near the mouth end, by z. B. a rolling operation to the thickening 18A, 18B are partially flanged, so that a sufficient pivoting mobility of the adjacent elements remains despite axial immobility.
- Figure 2C shows an application situation of the connecting anchor, in which the building parts have shifted against each other.
- a rigid connection of the separate joint socket elements 16A, 16B with the connecting element 14 can also be effected, for example, by welding. Particularly preferred is one in the FIGS. 1 to 3 illustrated connection, wherein the rod-shaped connection-side ends of the anchoring elements 12A, 12B are provided with at least one closed or spirally encircling or interrupted materisrillung, such as with a screw thread, the second end portions 17B of the separate joint socket elements 16A, 16B then a corresponding mating thread or receptacle , in the example shown an internal thread having.
- the separate joint socket elements 16A, 16B are preferably produced as forgings; this may also be about a tubular blank deformed joint cup elements 16C, as in FIG. 3 shown, in this embodiment, the one, formed from a pipe end portion second end portion 17B was formed into a pin 16C 'with external thread, which is screwed into an internal thread of the connecting element or one of the anchor elements.
- the aspect ratio or the outer diameter D1 of the separate joint cup elements to the cross-sectional areas or diameters D2 and / or D3 of the adjacent anchoring and / or connecting elements can be chosen freely. Outer diameters that are 1.0 to 4.0 times the cross-sectional dimension of the anchoring element and / or connecting element have proven particularly advantageous. Particularly preferred is a diameter ratio of 1.5 to 3.0. In extreme applications, however, diameter ratios below 1.0 are executable.
- FIG. 4 is an apparatus for producing an anchor for connecting two relatively movable components consisting of two anchoring elements, of which at least one of the anchoring elements articulated, in particular spherical, with a connecting element serving as a compensating part are connected by means of an articulated thickened part, wherein a driven roller set 30 is provided such that the socket element 16A is pressed by a rolling movement with simultaneous application of a load so that a thickening 18A embedded in the socket; 18B, in particular a bolt or a ball pin, is positively fixed and can take over the desired tensile and compressive load of the socket.
- the roller set 30 consists of at least three on a circle around the socket member 16A; 16B, 16C arranged rollers 30A, 30B, 30C, wherein at least one of the rollers rotatably driven and at least one of the rollers against the socket element is expressible.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Anker zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff von Anspruch 8 und Anspruch 11. Demnach sind zwei Verankerungselemente an beiden Enden der Anordnung vorgesehen, die jeweils mit dem einen bzw. dem anderen der miteinander zu verbindenden Bauteile, wie z.B. einem Mauerwerk und einer Vorsatzschale, verbindbar sind. Zwischen den beiden Verankerungselementen ist ein längliches Verbindungselement vorgesehen. Von den Verankerungselementen ist zumindest eines gelenkartig, insbesondere kugelgelenkartig, mit dem jeweils zugehörenden Verbindungsende des einen bzw. des anderen Verankerungselementes mit Hilfe einer gelenkartig teilumgriffenen Verdickung verbunden.
- Anstelle von in sich starren Verbindungsankern werden seit Jahrzehnten bereits nicht starre Verbindungsanker verwendet, so dass z.B. durch unterschiedliche Wärrnedehnung hervorgerufene Relativverlagerungen der zu verbindenden Bauteile durch den Verbindungsanker nicht gehemmt werden.
- Aus der
CH-PS-441 679 - Aus der
CH 565 908 A5 - Aus der
CH 576 562 A1 - Schließlich ist aus der
EP 0 995 850 A1 ein weiterer Anker zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauwerksteilen bekannt, bei dem als einteiliges Verbindungselement, ähnlich wie bei derCH 565 908 A5 CH 576 562 A1 - Ferner ist aus der Praxis, von der die Erfindung ausgeht, ein noch weiterer Anker zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauwerksteilen bekannt, bei dem zumindest die eine der gelenkigen Verbindungen zwischen den beiden Verankerungselementen und dem Verbindungselement aus einem graden Rohrabschnitt besteht, der beidendig umgebördelt wird, um an seinem ersten Ende eine Verdickung gelenkig und an seinem gegenüberliegende zweiten Ende eine andere Verdickung starr zu umgreifen. Die eine Verdickung ist an dem Verankerungselement und die andere Verdickung ist an dem Verbindungselement vorgesehen.
- Der Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die herkömmlichen gelenkartigen Verbindungen darunter leiden, dass die gewünschte Maßhaltigkeit der Verbindungsanker nur schwierig zu erreichen ist und dass es bei der Materialverformung zum Herstellen einer gelenkartigen Verbindung schwierig ist, dass das Gelenk weder zu stramm noch zu lose wird. Davon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verbindungsanker für zwei voneinander beabstandete Bauteile ein präzises gelenkartiges Verbinden zwischen dem Verbindungselement und zumindest einem der Ankerelemente zu vereinfachen. Zur Lösung dieses Problems wird ein Verbindungsanker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie eine Herstellungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgeschlagen. Demnach ist bei einem gattungsgemäßen Verbindungsanker vorgesehen, dass in zumindest einer der zwischen dem Verbindungselement und den Verankerungselementen gelegenen Verbindungszonen ein gesondertes vorgefertigtes Gelenkpfannenelement angeordnet oder anordbar ist. Das vorgefertigte Gelenkpfannenelement weist einen zu einer Gelenkpfanne vorgeformten ersten Endbereich und einen demgegenüber liegenden, zu einem Befestigungselement vorgeformten zweiten Endbereich auf. Die in zumindest einer der jeweiligen Verbindungszonen vorgesehene Verdickung an dem Verankerungselement oder an dem Verbindungselement ist von dem ersten vorgeformten Endbereich des zugehörenden gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes gelenkartig teilweise umgriffen oder umgreifbar. Hierzu findet eine abschließende Verformung des gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes statt, so dass eine axiale Festlegung der Verdickung erfolgt. Das zumindest eine gesondert vorgefertigte Gelenkpfannenelement ist mittels seines zweiten vorgeformten Endbereiches mit dem Verbindungselement oder mit mindestens einem der Verankerungselemente starr verbunden oder starr verbindbar. Bei der gelenkartigen Verbindung nach der Erfindung kann es sich z.B. um kugelgelenk- oder teilkugelgelenkartige, kreuzgelenkartige oder jede andere im Stand der Technik bekannte Gelenkverbindung handeln, bei der eine Verdickung klauenartig, ringartig oder auf ähnliche Weise teilumfasst wird.
- In der Regel sind zwei Gelenkverbindungen vorgesehen und beide sind gleich aufgebaut. Die zweite Gelenkverbindung kann aber auch auf jede andere im Stand der Technik auffindbare Weise ausgeführt sein, ohne die Erfindungslösung zu verlassen.
- Demnach basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, für die Verbindungsanker zumindest ein gesondert vorgefertigtes Gelenkpfannenelement bereit zu stellen. Hierdurch kann den mechanischen Anforderungen an die Gelenkverbindung in optimaler Weise Rechnung getragen werden, und zwar sowohl bezüglich des Materialeinsatzes, als auch der Materialauswahl und der Materialbearbeitung. Es ist auch möglich, die erfindungsgemäßen Gelenkpfannenelemente in einer einheitlichen Größe mit Verbindungs- und Verankerungselementen unterschiedlicher Dimensionierung und insbesondere unterschiedlichen Querschnitts zu verwenden, weil ihre Belastbarkeit besonders hoch ist. Das Vorhalten vieler verschiedener Größen ist also vermeidbar. Die Gelenkpfannenelemente können besonders präzise und vor allem besonders maßhaltig hergestellt werden. Das gleiche gilt für die Gesamtlänge von Verbindungselement und Gelenkpfannenelement/en. Es liegt auch im Sinne der Erfindung, wenn das Verbindungselement und die Gelenkpfannenelemente einteilig hergestellt sind.
- Es ist nun auf verschiedene Weise möglich, die Erfindung auszuführen: Grundsätzlich können die gesonderten Gelenkpfannenelemente aus einem z.B. metallischen Vollmaterial, z.B. durch Drehen, hergestellt sein. Bevorzugt werden Schmiedestücke, d.h. allgemein durch Umformen hergestellte gesonderte vorgefertigte Gelenkpfannenelemente, insbesondere Kugelgelenkpfannenelemente; hierbei kann es sich auch um aus einem rohrförmigen Rohling umverformte Gelenkpfannenelemente handeln. Ganz oder teilweise durch Schmieden vorgefertigte gesonderte Gelenkpfannenelemente erreichen bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz und großer Präzision besonders hohe Festigkeiten. Dies gilt auch, wenn das Verbindungselement und die Gelenkpfannenelemente ein einteiliges Schmiedestück bilden oder dazu zusammengefügt sind.
- Das starre Verbinden der gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelemente mit den Verankerungselementen bzw. dem Verbindungselement kann auf verschiedene Weise, z.B. auch durch Schweißen erfolgen. Besonders bevorzugt wird eine Verbindung, bei der das stabförmige verbindungsseitige Ende des Verankerungselementes oder des Verbindungselementes mit mindestens einer geschlossen oder spiralig umlaufenden oder unterbrochenen Umfangsrillung versehen ist. Solche Verformungen können durch Rollverformung oder spanabhebend hergestellt werden und z.B. in Gestalt einer einzelnen oder mehrerer umlaufender in sich geschlossener Rillen oder einer spiralförmig geformten Rille, wie z.B. einem Schraubgewinde verwirklicht werden.
- Das nach dem Zusammenfügen von Verankerungselement und Verbindungselement an der gelenkartigen Verbindungsstelle erforderliche Umbördeln des gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes kann grundsätzlich auf konventionelle Weise erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine, insbesondere radiale Auskragung des gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes an oder nahe seinem Mündungsende oder Bördelrand erwiesen. Dies kann u. A. die spätere Festigkeit und/oder Präzision der Gelenkverbindung verbessern und/oder die Um- verformung durch Bördeln mit vergleichsweise einfachen Werkzeugen ermöglichen. Eine derartige Austragung ist auch unabhängig von einzelnen Merkmalen des Anspruchs 1 von eigenständig erfinderischer Bedeutung.
- Das Querschnittsverhältnis bzw. der Außendurchmesser des gesonderten Gelenkpfannenelementes, zu den Querschnittsflächen bzw. Durchmessern der angrenzenden Verankerungs- und/oder Verbindungselemente kann frei gewählt werden. Als besonders vorteilhaft haben sich Außendurchmesser erwiesen, die das 1,0 bis 4,0 fache des Querschnittsmaßes des Verankerungselementes und/oder Verbindungselementes betragen. Besonders bevorzugt ist ein Durchmesserverhältnis von 1,5 bis 3,0. In extremen Anwendungsfällen sind aber auch Durchmesserverhältnisse unter 1,0 ausführbar.
- Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel eines Ankers dargestellt ist. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
- In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- einen zwei Bauwerksteile zueinander sichernden Verbindungsanker;
- Fig.2A-C
- denselben Verbindungsanker in drei verschiedenen Situationen als ganzen und im Detailausschnitt
- Fig. 3
- von einer alternativen Ausführungsform eines Gelenkpfannenelementes für einen Verbindungsanker im Längsschnitt sowie
- Fig. 4
- eine Herstellungsvorrichtung für das Verbinden einer Verdickung mit einem Gelenkpfannenelement.
-
Figur 1 zeigt den Ausschnitt eines Gebäudes bestehend aus zwei Bauwerksteilen, nämlich einer Mauerung 10B und eine Vorsatzschale 10A. In jedem der Bauteile ist ein, im Ausführungsbeispiel stabförmiges, Verankerungselement 12A bzw. 12B fest verankert. Ein dazwischen liegendes Verbindungselement 14 ist über Verbindungszonen 13A bzw. 13B mit den Verbindungsenden der Verankerungselemente 12A bzw. 12B gelenkig verbunden. Hierzu dienen gesonderte vorgefertigte Gelenkpfannenelemente 16A, 16B. - Wie aus
Figur 2A ersichtlich umfasst jedes Gelenkpfannenelement 16A, 16B einen vorgeformten, als Kugelgelenkpfanne mit einem radial außen umlaufenden Außenkragen 19 gestalteten, ersten Endbereich 17A und einen vorgeformten, als Gewindebohrung 21 gestalteten, zweiten Endbereich 17B (siehe Detaildarstellung). Die Verankerungselemente 12A, 12 B sind am gelenkseitigen Ende mit an sich bekannten Verdickungen 18A, 18B versehen, die ohne oder mit geringem Untermaß in die Gelenkpfanne hineinpassen. Das Verbindungselement 14 weist beidendig einen über einen Anschlag 14A, 14B hinausragenden Gewindezapfen 20 auf (siehe Detaildarstellung), der auf die Gewindebohrung 21 der Gelenkpfannenelemente 16A, 16B abgestimmt ist und bis zu einem Anschlag 16A', 16B' in das Gelenkpfannenelement 16A, 16B hineinschraubbar ist. - Das Gelenkpfannenelement ist durch Schmieden zu der z. B. in
Fig. 2A oder 3 dargestellten Form vorgeformt und besteht aus einem in der Regel metallischen Werkstoff. - Wie aus
Figur 2B ersichtlich, kann der erste Endbereich 17A im Bereich der Auskragung 19, die am oder nahe dem Mündungsende gelegen ist, durch z. B. einen Rollvorgang um die Verdickung 18A, 18B teilweise umgebördelt werden, so dass eine ausreichende Schwenkbeweglichkeit der benachbarten Elemente trotz axialer Unbeweglichkeit verbleibt. -
Figur 2C zeigt eine Einsatzsituation des Verbindungsankers, in dem sich die Bauwerksteile gegeneinander verlagert haben. - Ein starres Verbinden der gesonderten Gelenkpfannenelemente 16A, 16B mit dem Verbindungselement 14 kann z.B. auch durch Schweißen erfolgen. Besonders bevorzugt wird eine in den
Figuren 1 bis 3 dargestellte Verbindung, bei der die stabförmigen verbindungsseitigen Enden der Verankerungselemente 12A, 12B mit mindestens einer geschlossen oder spiralig umlaufenden oder unterbrochenen Umfangsrillung versehen sind, wie z.B. mit einem Schraubgewinde, wobei die zweiten Endbereiche 17B der gesonderten Gelenkpfannenelemente 16A, 16B dann ein entsprechendes Gegengewinde oder Aufnahme, in dem dargestellten Beispiel ein Innengewinde, aufweisen. - Das nach dem Zusammenfügen der Verankerungselemente 12A, 12B mit dem Verbindungselement an der kugelartigen Verbindungsstelle in Gestalt der kugelartigen Verdickungen 18A, 18B erforderliche Umbördeln der gesonderten gesonderten Gelenkpfannenelemente 16A, 16B kann grundsätzlich auf konventionelle Weise erfolgen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Außenkragung 19 der gesonderten Gelenkpfannenelemente 16A, 16B an ihrem Mündungsende oder Bördelrand erwiesen. Dies kann u. A. die spätere Festigkeit und/oder Präzision der Gelenkverbindung verbessern und/oder die Umverformung durch Bördeln mit vergleichsweise einfachen Werkzeugen ermöglichen.
- Wie bereits erwähnt, werden die gesonderten Gelenkpfannenelemente 16A,16B bevorzugt als Schmiedestücke hergestellt; hierbei kann es sich auch um aus einem rohrförmigen Rohling umverformte Gelenkpfannenelemente 16C handeln, wie in
Figur 3 dargestellt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel der eine, von einem Rohrabschnittsende gebildete zweite Endbereich 17B zu einem Zapfen 16C' mit Außengewinde umgeformt wurde, das in ein Innengewinde des Verbindungselementes oder eines der Ankerelemente einschraubbar ist. Durch das Schmieden der gesonderten Gelenkpfannenelemente werden bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz hohe Festigkeiten erzielt. - Das Querschnittsverhältnis bzw. der Außendurchmesser D1 der gesonderten Gelenkpfannenelemente, zu den Querschnittsflächen bzw. Durchmessern D2 und/oder D3 der angrenzenden Verankerungs- und/oder Verbindungselemente kann frei gewählt werden. Als besonders vorteilhaft haben sich Außendurchmesser erwiesen, die das 1,0 bis 4,0 fache des Querschnittsmaßes des Verankerungselementes und/oder Verbindungselementes betragen. Besonders bevorzugt ist ein Durchmesserverhältnis von 1,5 bis 3,0. In extremen Anwendungsfällen sind aber auch Durchmesserverhältnisse unter 1,0 ausführbar.
- Aus
Figur 4 ist eine Vorrichtung ersichtlich zum Herstellen eines Ankers zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen bestehend aus zwei Verankerungselementen, von denen zumindest eines der Verankerungselemente gelenkartig, insbesondere kugelartig, mit einem als Ausgleichsteil dienenden Verbindungselement mit Hilfe einer gelenkartig teilumgriffenen Verdickung verbunden sind, wobei ein angetriebener Rollensatz 30 derart vorgesehen ist, das Gelenkpfannenelement 16A durch eine Rollbewegung unter gleichzeitigem Aufbringen einer Last so verpresst wird, dass eine in der Gelenkpfanne eingelassene Verdickung 18A; 18B, insbesondere ein Bolzen oder ein Kugelbolzen, formschlüssig fixiert ist und die gewünschte Zug- und Druckbelastung von der Gelenkpfanne übernehmen kann. Der Rollensatz 30 besteht aus mindestens drei auf einem Kreis um das Gelenkpfannenelement 16A; 16B, 16C angeordneten Rollen 30A, 30B, 30C, wobei mindestens eine der Rollen drehangetrieben und mindestens eine der Rollen gegen das Gelenkpfannenelement ausdrückbar ist. -
- 10
- Verbindungsanker
- 10A, 10B
- Bauteile
- 12A, 12B
- Verankerungselemente
- 13A, 13B
- Verbindungszonen
- 14
- Verbindungselement
- 14A, 14B
- Anschläge
- 15A, 15B
- Verbinder
- 16A, 16B
- Gelenkpfannenelement
- 16C
- Gelenkpfannenelement
- 16A', 16B'
- Anschläge
- 16C'
- Zapfen
- 17A
- erster Endbereich
- 17B
- zweiter Endbereich
- 18A, 18B
- Verdickung
- 19
- Auskragung
- 20
- Gewindezapfen
- 21
- Gewindebohrung
- 30
- Rollensatz
- 30A-C
- Rollen
- 31
- Druckeinrichtung
- D1
- Außendurchmesser
- D2
- Außendurchmesser
- D3
- Außendurchmesser
Claims (12)
- Anker zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen (10A, 10B) mit zwei Verankerungselementen (12A, 12B), von denen zumindest eines der Verankerungselemente gelenkartig, insbesondere kugelartig, mit einem als Ausgleichsteil dienenden Verbindungselement (14) mit Hilfe einer gelenkartig teilumgriffenen Verdickung verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zumindest einer der zwischen dem Verbindungselement (14) und den Verankerungselementen (12A, 12B) gelegenen Verbindungszonen (13A, 13B) ein gesondertes vorgefertigtes Gelenkpfannenelement (16A, 16B, 16C) mit einem zu einer Gelenkpfanne vorgeformten ersten Endbereich (17A) und einem demgegenüber liegenden, zu einem Befestigungselement vorgeformten zweiten Endbereich (17B), angeordnet oder anordbar ist,
dass die in zumindest einer der jeweiligen Verbindungszonen (13A, 13B) an dem Verankerungselement (12A, 12B) oder an dem Verbindungselement (14) vorgesehene Verdickung (18A, 18B) von dem vorgeformten ersten Endbereich (17A) des zugehörenden gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes (16A, 16B) gelenkartig teilweise umgriffen wird oder umgreifbar ist, und
dass das zumindest eine gesondert vorgefertigte Gelenkpfannenelement (16A, 16B) mittels seines vorgeformten zweiten Endbereiches (17B) mit dem Verbindungselement (14) oder mit mindestens einem der Verankerungselemente (12A, 12B) starr verbunden oder starr verbindbar ist. - Verbindungsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine gesonderte Gelenkpfannenelement (16A, 16B) als Schmiedestück ausgeführt ist.
- Verbindungsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des zweiten Endbereiches (17B) des mindestens einen gesonderten Gelenkpfannenelementes (16A, 16B) im Endbereich des zugeordneten Verankerungselementes (12A, 12B) bzw. Verbindungselementes (14) zumindest ein Verbinder (15A, 15B) vorgesehen ist.
- Verbindungsanker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei dem in zumindest einer der jeweiligen Verbindungszonen eine Verdickung an dem Verankerungselement oder an dem Verbindungselement vorgesehen ist, die von einer Gelenkpfanne gelenkartig teilweise umgriffen wird oder umgreifbar ist, und bei dem die zumindest eine Gelenkpfanne mit dem Verbindungselement oder mit mindestens einem der Verankerungselemente starr verbunden oder starr verbindbar ist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gelenkpfanne oder das mindestens eine gesonderte vorgefertigte Gelenkpfannenelement (16A, 16B) im Bereich ihres Mündungsendes oder seines vorgeformten ersten Endbereiche (17A) zumindest vor einem abschließenden Verformungsschritt eine Auskragung (19) aufweist.
- Verbindungsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskragung die mindestens eine Gelenkpfanne oder das mindestens eine gesonderte Gelenkpfannenelement (16A, 16B) außenseitig umläuft.
- Verbindungsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gelenkpfanne oder das mindestens eine gesonderte vorgefertigte Gelenkpfannenelement (16A, 16B) im Bereich ihres/ seines vorgeformten zweiten Endbereiches (17B) einen Gewindezapfen (20) oder eine Gewindebohrung (21) aufweist.
- Verbindungsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (14) und die Gelenkpfannenelemente (16A, 16B) einteilig ausgeführt sind.
- Verfahren zum Herstellen eines Ankers zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen bestehend aus zwei Verankerungselementen, von denen zumindest eines der Verankerungselemente gelenkartig, insbesondere kugelartig, mit einem als Ausgleichsteil dienenden Verbindungselement mit Hilfe einer gelenkartig teilumgriffenen Verdickung verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in zumindest einer der zwischen dem Verbindungselement und den Verankerungselementen gelegenen Verbindungszonen ein gesondertes vorgefertigtes Gelenkpfannenelement mit einem zu einer Gelenkpfanne vorgeformten ersten Endbereich und einem demgegenüber liegenden, zu einem Befestigungselement vorgeformten zweiten Endbereich, angeordnet wird,
dass die in zumindest einer der jeweiligen Verbindungszonen an dem Verankerungselement oder an dem Verbindungselement vorgesehene Verdickung von dem vorgeformten ersten Endbereich des zugehörenden gesonderten vorgefertigten Gelenkpfannenelementes gelenkartig teilweise umgriffen wird und
dass das zumindest eine gesondert vorgefertigte Gelenkpfannenelement mittels seines vorgeformten zweiten Endbereiches mit dem Verbindungselement oder mit mindestens einem der Verankerungselemente starr verbunden wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine gesonderte Gelenkpfannenelement als Schmiedestück ausgeführt wird.
- Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 8, bei dem in zumindest einer der jeweiligen Verbindungszonen eine Verdickung an dem Verankerungselement oder an dem Verbindungselement vorgesehen wird, die von einer Gelenkpfanne gelenkartig teilweise umgriffen wird, und bei dem die zumindest eine Gelenkpfanne mit dem Verbindungselement oder mit mindestens einem der Verankerungselemente starr verbunden wird, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Gelenkpfanne oder das mindestens eine gesonderte vorgefertigte Gelenkpfannenelement im Bereich ihres Mündungsendes oder seines vorgeformten ersten Endbereiche zumindest vor einem abschließenden Verformungsschritt mit einer Auskragung versehen wird.
- Vorrichtung zum Herstellen eines Ankers zum Verbinden von zwei relativ zueinander beweglichen Bauteilen bestehend aus zwei Verankerungselementen, von denen zumindest eines der Verankerungselemente gelenkartig, insbesondere kugelartig, mit einem als Ausgleichsteil dienenden Verbindungselement mit Hilfe einer gelenkartig teilumgriffenen Verdickung verbunden sind, nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet,
dass ein angetriebener Rollensatz (30) derart vorgesehen ist, das Gelenkpfannenelement (16A,...) durch eine Rollbewegung unter gleichzeitigem Aufbringen einer Last so verpresst wird, dass eine in der Gelenkpfanne eingelassene Verdickung (18A; 18B), insbesondere ein Bolzen oder ein Kugelbolzen, formschlüssig fixiert ist und die gewünschte Zug- und Druckbelastung von der Gelenkpfanne übernehmen kann. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollensatz (30) aus mindestens drei auf einem Kreis um das Gelenkpfannenelement (16A; 16B, 16C) angeordneten Rollen (30A, 30B, 30C) besteht, wobei mindestens eine der Rollen drehangetrieben und mindestens eine der Rollen gegen das Gelenkpfannenelement ausdrückbar ist.
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