本発明は、ロッド状のアンカーのための貫通開口部を有する減衰装置に関する。この種の減衰装置は、構成部材を、アンカーを介して係着ベースに取り付けるために用いられるものである。係着ベースに取り付けられ又は固定される構成部材は、取り付けるべき製品若しくは固定すべき製品とも呼ばれ、1つのアンカーに通される1つの穴を有し、或いは各アンカーに通される複数の穴を有している。例えば基礎、天井若しくは壁等である係着ベースは、例えば煉瓦、コンクリート、岩、石材等から成っている。係着ベースに固定されるアンカー(固定具又は留め金)は、一般的にロッド状であり、端部にねじを有し、或いは全長にわたってねじを有しており、ねじは、係着(固定)された状態で係着ベースから突出していて、後端とも呼ばれる。構成部材(構成要素)をアンカーに装着した後に、構成部材は、アンカーのねじにナットをねじはめかつ締め込むことにより、係着ベースに対して押圧され、即ち締め付けられるようになっている。係着ベースへのアンカーの係着(植設又は結合)、つまり取り付け(固着又は固定)は、通常は機械的若しくは化学的に行われる。機械的な係着は、一般的に穿孔により形成される、アンダーカットなしの穴若しくはアンダーカットされた穴内における拡開スリーブ若しくは拡張栓の拡開に基づき行われる。化学的な係着は、係着ベースの穴内におけるアンカーの素材結合により、つまり例えば接着剤若しくはモルタルを用いた接着又は接合により行われる。
係着ベースに対して押圧された、つまり締め付けられた構成部材は、アンカーに対して横方向には、つまり、係着ベースの表面に対して平行な方向には係着ベースとの摩擦力によって保持される。高い負荷(過負荷又は超過荷重)の発生の場合にのみ、係着ベースと構成部材との間の摩擦力が超えられて、構成部材が係着ベースに対して移動するようになる。つまり、過負荷(又は超過荷重)は、係着部の破壊を引き起こすのではなく、上述のように、取り付けられている構成部材を係着ベースに対して移動させることになる。過負荷は、例えば地震などの際に発生する。係着ベースに対する構成部材の移動に要する力は、減衰装置により高められ得るものである。減衰装置の本来の目的は、いずれにしてもその1つの目的は、一般的に過負荷の発生の際に、係着ベースに対する構成部材の(限定的な)移動を可能にすることに基づき、アンカー、ひいては構成部材に作用する負荷(荷重)を減少させると同時に、構成部材の移動に抗する作用を形成することにある。これにより、例えば地震時の構成部材の衝撃応力が減少される。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第10134809A1号明細書には、硬質の材料、例えばコランダム若しくは硬質合金から成る角張った粒子を有するディスク状の摩擦力増強部材として、座金が開示されている。摩擦力増強部材としての座金は、係着ベースと構成部材との間に用いるために、係着ベースに係着されかつ係着ベースから突出するロッド状のアンカーに被せはめられて、構成部材を係着ベースに対して押圧するようになっている。座金から突出する粒子が、係着ベースへの構成部材の締め付けに際して、係着ベース及び構成部材の互いに向き合う表面内に食い込んで、構成部材と係着ベースとの間の摩擦を増大させるようになっている。つまり、該座金は、構成部材と係着ベースとの間の、互いに向き合う表面に対して平行な、即ちアンカーに対して横方向若しくは半径方向の伝達力を高めるものであり、これによってアンカーの横方向応力は減少される。しかしながら、係着ベースに作用する衝撃は、減少されることのない強さ又は大きさで、係着ベースに固定された構成部材へ伝達されてしまうことになる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3331097A1号明細書は、アンカーに皿ばねセットを被せはめる構成を開示しており、皿ばねセットを介して、アンカーが構成部材を係着ベースに締め付けるようになっている。皿ばねは、アンカーにより生ぜしめられる締め付け力を、弛緩の際に補償して維持するものである。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第10106844A1号明細書にも同様の装置が開示されており、この場合も皿ばねセットがアンカーに被せはめられるようになっている。皿ばねセットはケース内に収容されており、ケースは、ケースがアンカーの設置の際に開かれるまで、皿ばねをまとめているものである。ケースを開くことにより、皿ばねが解放されて、固定すべき構成部材を係着ベースに対して押圧するようになっている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19625176A1号明細書は、リング状の弾性要素を用いた化学的な係着を開示しており、弾性要素はアンカーロッドの前の端部に配置されている。弾性要素は、穴底部の近傍で係着用のモルタルの下側に位置している。弾性要素は、弛緩の際の締め付け力の減少を防止するために、アンカーの軸線方向に伸びるようになっていて、かつ動荷重の際のアンカーの軸線方向の負荷を減少させるものである。
本発明の課題は、アンカーを介して構成部材を係着ベースに取り付ける場合に用いられる減衰装置を提供し、該減衰装置によって、例えば地震の際に発生するような衝撃的な横荷重を減衰することである。
前記課題は、本発明に基づき請求項1に記載の構成により解決される。本発明に基づく減衰装置は、ケーシングを有しており、ケーシング内にエラストマースリーブが収容されている。特に、ケーシングはエラストマースリーブのための一種の枠又はホルダーを成すものである。ケーシング及びエラストマースリーブは、装着された状態では、つまり、例えば構成部材を係着ベースに取り付けて固定するために減衰装置が構成部材の孔内に挿入された状態ではアンカーを取り囲んでいる。エラストマースリーブは、ケーシング内で据え込まれるようになっており、このことは、エラストマースリーブの軸線方向の押し縮め、つまり、エラストマースリーブの、アンカーの軸線方向での押し縮めを意味し、言い換えると、エラストマースリーブの軸線方向の寸法(長さ)を縮めることを意味するものである。据え込みによって、エラストマースリーブは、半径方向に、つまり内側へも外側へも伸長することになる。即ち結果として、エラストマースリーブは、内側で、エラストマースリーブを貫通するアンカーに遊びなく、それも初期荷重を伴って接触(当接)すると共に、外側で、エラストマースリーブを受容するケーシングに遊びなく初期荷重を伴って接触することになる。据え込みによるエラストマースリーブの遊びの除去、つまり据え込みの後のエラストマースリーブの密着性又は圧着性に基づき、利点として、空動きなしの減衰作用、つまり遊び運動なしの減衰作用が達成され、減衰作用は、アンカーに対して横方向若しくは半径方向に、つまり、係着ベースと係着ベースへ取り付けられる構成部材との互いに向き合った平面に対して平行な方向に有効なものである。更なる利点が、エラストマースリーブの据え込みによる減衰装置のセンタリング又は中心位置決めである。
本発明に基づく減衰装置は、ロッド状のアンカーのための貫通開口部(通し案内開口部)を有しており、つまり、減衰装置は、全体的にリング状若しくはスリーブ状である。エラストマースリーブは弾性的であり、若しくは著しく弾性的である。エラストマースリーブの必要に応じて与えられる付加的な塑性特性は、減衰作用の更なる改善に寄与することになるものであり、塑性変形された部分は、再度の負荷又は荷重に際してもはや減衰作用にかかわらなくなっている。エラストマースリーブの体積は、おおよそ非圧縮であると見なされるものである。エラストマースリーブは、減衰装置のケーシング内において減衰装置を貫通するアンカーの周囲の環状の空間を、据え込みに基づき完全に満たして、前述のように、内側でアンカーに遊びなく接触し、かつ外側でケーシングに遊びなく接触するようになっている。据え込み力は、エラストマースリーブを内側でアンカーに、かつ外側でケーシングに接触させる初期荷重(初期応力)を調節するために、高められ得るようになっている。
本発明の構成によれば、ケーシングに被せはめるようにねじはめられるねじ結合部材若しくはケーシング内にねじ込まれるねじ結合部材が設けられている。ねじ結合部材をケーシングにねじはめ若しくはケーシング内にねじ込むことにより、エラストマースリーブが据え込まれて、その結果、既に述べてあるように、内側でロッド状のアンカーに遊びなく接触させられると共に、外側でケーシングに遊びなく接触させられ、かつ、エラストマースリーブを内側でアンカーに接触させると共に外側でケーシングに接触させる初期荷重が、調節されるようになっている。本発明の形態によれば、ねじ付き閉鎖部材を設けてあり、ねじ付き閉鎖部材のねじ込みによってエラストマースリーブが据え込まれるようになっている。
本発明の構成によれば、ケーシングから有利には半径方向で外側へ突出する係合要素が設けられている。係着ベースへ取り付けるべき構成部材と係合する係合要素(軸線方向で構成部材を覆う部分若しくは構成部材と重なる部分)は、半径方向フランジ(半径方向つば)によって形成され、若しくは環状段部によって形成されている。係合要素(覆い部分若しくは重なり部分)は、外側へ突出する出張り又は突起部若しくは耳状部分等であってよい。有利には、直径方向で互いに相対して位置する少なくとも2つの出張り若しくは耳状部分を設けてある。2つの、若しくは2つより多い複数の出張り若しくは耳状部分は、ケーシングの周囲にわたって等角度間隔に分配して、或いは互いに異なる角度間隔で分配して設けられている。装着された状態では、ケーシングの係合要素は、取り付けるべき構成部材を、構成部材の、係着ベースとは逆の側の外面を覆っており、つまり構成部材の外面に係合している。係合要素を用いて、構成部材は、構成部材と係着ベースとの間の摩擦結合又は摩擦接続を得るために、係着ベースに対して押圧される。減衰装置自体は、荷重が構成部材から直接に係着ベースへ伝達されるために、つまり荷重が減衰装置を介して伝達されないために、係着ベースに対しては締め付けられないようになっている。
次に本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明に基づく減衰装置の斜視図である。
図1の減衰装置の分解状態での斜視図である。
図1の減衰装置の分解状態での断面図である。
図1の減衰装置の装着された状態での断面図である。
図面に示してある本発明に基づく減衰装置1は、エラストマースリーブ2、ケーシング3及びねじ付き閉鎖部材4を有している。エラストマースリーブ2は、ほぼ長方形の縦断面形状を有し、かつ両方の端面に円錐形の浅い凹み部5を備えている。エラストマースリーブ2は、エラストマーリングとして理解されてよいものであり、エラストマースリーブ2の形状は重要ではなく、重要なことは、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングの減衰特性であり、かつ、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングが、装着された状態では、エラストマースリーブ若しくはエラストマーリングを貫通するアンカー6を取り囲んでいて、更にケーシング3内の、アンカー6を取り囲む環状空間を満たしていることである(図4)。エラストマースリーブ2は、その内周に、アンカー6のねじ24との係合のためのねじ若しくは環状のみぞ部7を有していてよいものの、ねじ(ねじ部)若しくは環状のみぞ部7は必須のものではない。ねじ若しくは環状のみぞ部は、図示されていないものの、エラストマースリーブ2の外周にも設けられていてよいものである。エラストマースリーブ2は、弾性的であり、つまり、著しく弾性的に変形し、しかしながら実質的に非圧縮性であるとみなされるものである。
ケーシング3は、管状であり、かつ穴あきプレート状の底部8を備えており、該底部の中心穴9は、エラストマースリーブ2の内径よりも大きな直径を有している。ケーシング3は、別の端部に外側へ突出するラジアルフランジ10を備えており、かつ内周に雌ねじ11を有している。ケーシング3は、例えば鋼から成っていてよく、或いは別の金属又は合金若しくはプラスチックから成っていてよいものである。
ねじ付き閉鎖部材4は、管状であり、ケーシング3の雌ねじ11内へねじ込まれる雄ねじ12、及びねじまわし工具若しくはスパナ又はレンチがかけられる六角部13を有している。ねじ付き閉鎖部材4は、例えば鋼、或いは別の金属又は合金若しくはプラスチックから成っている。エラストマースリーブ2の軸線方向に貫通する内部穴14、管状のケーシング3、その底部8の中心穴9、並びにねじ付き閉鎖部材4の軸線方向の貫通穴15は、減衰装置1において、ロッド状のアンカー6のための貫通開口部を形成している。
図4は、例えば基礎、天井(上階の床或いは屋根の構造体の下面)若しくは壁等である係着ベース17へのロッド状のアンカー6による構成部材16の取り付けを示している。アンカー6は、拡開可能な拡開スリーブ18を備えた拡張アンカー又はエクスパンション・アンカー若しくは拡張栓として形成されており、拡開スリーブ18は、係着ベース17の穿孔穴19内に挿入されて、係着又は固着のために拡開させられている。アンカー6は、係着ベース17から突出している。構成部材16は、円筒形の貫通穴20を有しており、該貫通穴の直径は、ケーシング3の外径に相当している。ケーシング3を構成部材16の貫通穴20内へ容易に挿入するために、ケーシング3は面取り21を有している。ケーシング3は、フランジ10の下面までの軸線方向の寸法が、構成部材16の厚さよりも小さくされており、つまり、ケーシング3のフランジ10の下面とケーシング3のフランジ10とは逆の側の端面との間の軸線方向の寸法(軸線方向の長さ又は高さ)は、構成部材16の厚さよりも短くなっており、従って、ケーシング3は、装着された状態で、つまり挿入された状態で係着ベース17には接触しないようになっている(図4)。構成部材16が、その貫通穴20を介して、係着ベース17から突出するアンカー6に装着され、次いで、ケーシング3が、該ケーシング内に挿入されたエラストマースリーブ2と一緒に、アンカー6に被せ嵌められて、構成部材16の貫通穴20内に導入される。ねじ付き閉鎖部材4は、アンカー6へのねじ付き閉鎖部材4の被せ嵌めの際には既にケーシング3の雌ねじ11内にねじ込まれていてよく、つまり、ねじ付き閉鎖部材4は、アンカー6へのケーシング3の被せ嵌めの前にケーシング3の雌ねじ11内にねじ込まれていて、アンカー6へのケーシング3の被せ嵌めに伴って、アンカー6に被せ嵌められるようになっており、或いは、ねじ付き閉鎖部材4は、アンカー6へのケーシング3の被せ嵌めに続いて、ケーシング3の雌ねじ11内にねじ込まれてよく、つまり、ねじ付き閉鎖部材4は、アンカー6へのケーシング3の被せ嵌めの後に、アンカー6に被せ嵌められて、アンカー6へ既に被せ嵌められているケーシング3内にねじ込まれるようになっている。ねじ付き閉鎖部材4は、アンカー6への被せ嵌めの後に、ケーシング3内への該ねじ付き閉鎖部材のねじ込みによって、エラストマースリーブ2を据え込む、つまり、エラストマースリーブ2をその軸線の方向で短くするようになっている。エラストマースリーブの据え込みのための、ケーシング内へのねじ付き閉鎖部材のねじ込みによって、実質的に非圧縮性であるとみなされるエラストマースリーブ2は、半径方向に伸長されて、エラストマースリーブ2の内径が減少され、かつエラストマースリーブ2の外径が増大される。これによって、エラストマースリーブ2は、内側へアンカー6に向けて押圧されて、アンカー6のめじ24内に入り込み、かつ外側へケーシング3に向けて押圧されて、ケーシング3の雌ねじ11内に入り込むことになる。減衰装置1のケーシング3は、エラストマースリーブ2をホルダー若しくは枠のように取り囲んでいる。エラストマースリーブ2は、内側でアンカー6に遊びなく接触し、かつ外側でケーシング3に遊びなく接触している。エラストマースリーブ2を内側及び外側へ押圧するプレストレス(初期荷重又はプレロード)は、ケーシング3の雌ねじ11内におけるねじ付き閉鎖部材4の回動(ねじ回し)によって変えられるものである。エラストマースリーブ2の弛緩により低下するプレストレスは、ねじ付き閉鎖部材4の増し締めによって調整される。
本発明に基づく減衰装置1のケーシング3内へのねじ付き閉鎖部材4のねじ込みによりエラストマースリーブ2を据え込み、かつ必要に応じてプレストレスした、即ち締め付けた後に、アンカー6のねじ24に、座金22が被せ嵌められ、次いでナット23がねじはめられる。この場合に、ねじ付き閉鎖部材4は、ナット23と一緒に回動しないように保持され、或いは、ねじ付き閉鎖部材4は、エラストマースリーブ2を据え込み、かつ必要に応じて締め付けた後にケーシング3内に回動不能に固定され、つまり、例えば回動ロック用ワニスを用いて、若しくはエンボス加工部内への係合により、即ち、ケーシング3とねじ付き閉鎖部材4との間の接合部の領域でケーシング3及び/又はねじ付き閉鎖部材4に設けられてねじ付き閉鎖部材4をケーシング3に対して回動不能にロックする塑性変形加工部により、固定されるようになっている。ナット23の締め込みにより、取り付けるべき構成部材16が、係着ベース17に対して押圧され、その結果、係着ベース17に固着される。つまり、ナット23は、座金22、ねじ付き閉鎖部材4、及びケーシング3のラジアルフランジ10を介して構成部材16を係着ベース17に対して押圧し、即ち締め付けており、ケーシング3は、図4から見て取れるように、係着ベース17には接触していない。ラジアルフランジ10は、一般的に、装着された状態では、係着ベース17に固定されるべき構成部材16と、係着ベース17とは逆の側で重なって、即ち係合し、これにより該構成部材16を係着ベース17に対して締め付ける係合要素とみなされるものである。エラストマースリーブ2の内径は、図示の実施形態のように、アンカー6、特にねじ24の直径よりも小さくなっていてよいものである。このような構成は、しかしながら必須ではなく、エラストマースリーブ2の内径は、アンカー6、特にねじ24の直径と同じか、若しくは該直径よりも大きくなっていてよいものである。ケーシング3内へのねじ付き閉鎖部材4のねじ込みによりエラストマースリーブ2を据え込むことに基づき、エラストマースリーブ2は、既に述べてあるように、内側へアンカー6に向けて押圧されて、該アンカーと遊びなく接触し、この場合に、ねじ付き閉鎖部材4の締め込みにより、プレストレスが形成されるようになっている。減衰装置1は、エラストマースリーブ2を介して、構成部材16の貫通穴20を、アンカー6に対して同軸的に位置決めし、即ち中心位置決め又はセンタリングしており、構成部材16がアンカー6に遊びなく固定されている。
ナット23により係着ベース17に対して押圧され、即ち係着ベース17に締め付けられた構成部材16は、摩擦力により移動力に抗して係着ベース17に保持されている。構成部材16と係着ベース17との間の摩擦力が、例えば地震の際に生じる高い荷重又は負荷によって超えられると、構成部材16は係着ベース17に対して移動することになる。該移動に対して、エラストマースリーブ2が変形されて、係着ベース17に対する構成部材16の移動運動を減衰することになる。