JP3694484B2 - 拡張アンカ - Google Patents
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Description
本発明は請求項1の上位概念部の特徴を備えた拡張アンカに関する。
【0002】
このような拡張アンカは自体公知である。拡張アンカは、アンカスリーブを有しており、このアンカスリーブ内に拡張ボルトがねじ込み可能であり、この場合ねじ込み時に拡張ボルトがアンカスリーブを拡開させる。通常、アンカスリーブは長手方向スリット又は長手方向に対して角度を成して延びたスリットを有しており、これらのスリットはアンカスリーブを拡張舌片に分割しており、拡張舌片は拡張ボルトのねじ込みによって拡張させられる。別の可能性は、アンカスリーブを弾性的及び/又は可塑的に拡開可能な材料、特にプラスチックから製造することである。拡開若しくは拡張によって、拡張アンカは穿孔、特に壁に係止させられる。
【0003】
公知の拡張アンカは、例えば壁における割れの形成によって穿孔が拡開した場合に弛緩し、拡張アンカの係止力又は引張力が低減するという欠点を有する。
【0004】
本発明は、冒頭に述べた形式の拡張アンカを、穿孔が拡開した場合に高い係止力又は引張力を有するように改良することである。
【0005】
本発明によれば前記課題は請求項1の特徴によって解決された。本発明による拡張アンカの拡張ボルトはねじ山を有しており、ねじ山の、ねじ込み方向で後側のフランクは、拡張ボルトの軸線方向に対して約45゜以下の角度を成して緩やかに延びている。ねじ山の、ねじ込み方向で後側のフランクは、傾斜面又は拡張面を形成しており、このフランクは抜出方向で拡張ボルトが軸方向で負荷された場合にアンカスリーブを付加的に拡開又は拡張される。ねじ山は円錐形の拡張体を形成している。本発明による拡張アンカが係止させられている穿孔が拡開すると、軸方向での拡張ボルトの負荷の場合に、拡張ボルトはアンカスリーブから軸方向に僅かに引き出される。この場合、軸線方向に対して約45゜以下の緩やかな角度を成した、ねじ込み方向で後側のねじ山のフランクは、アンカスリーブを拡開させ、拡張アンカは後拡張され、ほぼ不変の係止力で穿孔内に係止させられたままである。
【0006】
本発明による拡張アンカは、後拡張動作を有しており、ひいては引張力を受ける領域における使用に適しているという利点を有している。別の利点は、拡開されていない穿孔においても高い係止力を有しており、穿孔内における拡張アンカの係止力に対する拡張ボルトの、アンカスリーブの拡張に必要なねじ込みモーメントの有利な比を有していることである。
【0007】
さらに、本発明による拡張アンカの拡張ボルトは、ねじ山の長さに亘って前方から後方へ増大した谷径を有している。谷径は、段状に又は滑らかに増大していることができる。後方に向かって増大する谷径は、ねじ山が後方領域において大きな横方向負荷(曲げ及びせん断負荷)を受けることができるという利点を有する。これにより、拡張ボルトは、拡張ボルトの後端部に加えられる、拡張ボルトを横方向で負荷する大きな荷重を支持することができる。さらに、当然ながら、拡張ボルトの大きな引張り負荷も可能であり、この引張り負荷は、拡張ボルトのねじ山の長さに亘って前方に向かって減衰する。さらに、ねじ山の横断面減少及び刻み目作用によってねじ山の負荷可能性を著しく減じることなく、ねじ山を拡張ボルトの後端部の近くにまで形成することができる。このことは、アンカスリーブが、本発明による拡張アンカが係止されている例えば壁の表面の近くにおいてさえも、拡張ボルトを用いて拡張及び後拡張可能であるという利点を有する。
【0008】
本発明の有利な実施例の場合、ねじ山は鋸歯プロフィルを有しており、この鋸歯プロフィルの、拡張面を形成したより緩やかなでかつより長いフランクは、拡張ボルトのねじ込み方向で後方を指している。本発明によるこの実施例では、アンカスリーブへの拡張ボルトの良好なねじ込み動作が提供される。別の利点は、ねじ山の軸方向長さと比較して大きな、ねじ込み方向で後側のねじ山フランクによって形成された拡張面である。
【0009】
本発明の有利な実施例では、ねじ山の後端部における谷径は、ねじ山の後端部に接続している、ねじ山を有さないねじシャフトの直径にほぼ相当している。これにより、ねじ山からねじシャフトへのほぼ滑らかな移行が達成される。ねじ山からねじシャフトへの移行部における横断面減少又は刻み目作用は、本発明のこの実施例の場合十分に回避される。このことは、ねじ山からねじシャフトへの移行部が通常表面、例えば拡張アンカが係止させられている壁の近くに位置しているので特に有利である。壁の表面において拡張ボルトの横方向負荷が最大である。
【0010】
本発明の実施例の場合、ねじ込み方向で後側のねじ山のフランクが延びている角度は、ねじ山の前端部において約28゜である。このことは、約56゜の円錐角度を提供し、この場合、円錐角度とは、ねじ山の互いに反対側の位置における、ねじ込み方向で後側のフランクが成す角度を意味する。ねじ込み方向で後側のねじ山のフランクが延びている角度は、ねじ山の後端部までに7゜に減少しており、この角度は約14゜の円錐角度に相当する。前記角度は、抜出方向で拡張ボルトに加えられる軸方向の力と、この力を介して拡張ボルトによってアンカスリーブに加えられる拡張力との有利な比を提供する。
【0011】
拡張ボルトが、より硬いプラスチックから製造されたアンカスリーブとともに使用される場合には、ねじ山のより緩やかなかつより長いねじ山フランクを凹面状に形成すると有利である。これにより、ねじ山の先端角が僅かに小さくなり、ねじ山は材料により簡単に食い込む。さらに、ねじ山フランクのランアウトは、凹面状の構成によってより緩やかとなり、このことは、拡張アンカの後拡張のためのアンカスリーブ内での拡張ボルトの軸方向摺動の開始時における摩擦を減少させ、軸方向の摺動が前進した場合に初めて高める。これによって後拡張動作が達成され、この後拡張動作の場合に拡張アンカの拡張力は軸方向摺動とともに漸増する。ねじ山の、ねじ込み方向で後側の凹面状のフランクの利点は、谷底におけるより小さなフランク角度によって、刻み目作用が減少されるということである。
【0012】
アンカスリーブの拡開及び後拡張のために必要な拡張ボルトの軸方向の移動を提供するために、本発明の実施例の場合アンカスリーブは伸長及び/又は目標分離位置を有しており、この位置は、アンカスリーブが軸方向で負荷された場合にアンカスリーブの軸方向伸長又はアンカスリーブの2つの部分への分離を可能にする。本発明による拡張アンカのアンカスリーブが軸方向で負荷された場合には、アンカスリーブは軸方向に伸長するか、又は2つの部分に分離させられる。軸方向に負荷された場合には、アンカスリーブの後側の部分は、内部に位置する拡張ボルトと共に僅かに軸方向に、前方の、壁に係止させられたアンカスリーブの部分から離れる方向に移動する。この摺動によって、上述のように拡張ボルトはアンカスリーブを前方領域において拡開させ、これによって拡張アンカを穿孔に係止させる。内部に位置した拡張ボルトとともにアンカスリーブの後方部分が、アンカスリーブの、前方の、壁に係止させられた部分に向き合って、前記のように軸方向に移動することは、例えば壁に割れが形成されることによって穿孔が拡開した場合にも生ぜしめられ、これにより、本発明による拡張アンカは、穿孔が拡開した場合に後拡張する。この後拡張によって、既に説明したように、本発明による拡張アンカの係止力又は引張力は、穿孔が拡開した場合にもほとんど変化しない。
【0013】
伸長及び/又は目標分離位置は必ずしも択一的ではなく、いずれか一方が設けられていることもできる。伸長及び/又は目標分離位置は、拡張アンカの軸方向での負荷時にまずアンカスリーブの軸方向での伸長を生ぜしめる。軸方向の負荷が増大すると、アンカスリーブは伸長及び/又は目標分離位置において2つの部分に分離する。伸長及び/又は目標分離位置は、例えばアンカスリーブの壁厚の減少によって提供することができ、この壁厚の減少は、円周に沿って延びた又はらせん状に延びた溝をアンカスリーブに設けることによって提供することができる。
【0014】
本発明による拡張アンカのアンカスリーブに伸長及び/又は目標分離位置を形成することは、既にアンカスリーブ内に配置された拡張ボルトを備えた拡張アンカが穿孔内に挿入、例えば打ち込まれることができるという利点を有する。まず拡張ボルトなしにアンカスリーブを穿孔内に挿入し、引き続き拡張ボルトをねじ込む必要がなく、拡張ボルトのねじ込み行程を省略することができる。拡張ボルトは、抜出方向での軸方向負荷時に拡張スリーブを拡開及び/又は拡張させ、これにより、本発明による拡張アンカはこの負荷によって穿孔内に係止される。拡張ボルトのねじ込みによる拡張スリーブの拡張は不要である。必要な場合には、アンカスリーブ内に位置した拡張ボルトは、穿孔への拡張アンカの挿入後に僅かに引き寄せられ、これにより、アンカスリーブの拡開及び/又は拡張、ひいては壁における拡張アンカの係止を、拡張アンカの負荷なしに生ぜしめる。
【0015】
アンカスリーブ内に配置された拡張ボルトを備えた本発明による拡張アンカを、穿孔内に拡張ボルトをねじ込むことなく挿入することができることにより、本発明による拡張アンカの係止が簡単になりかつ時間短縮される。このことは、拡張ボルトが、例えばプラスチックから射出成形によってアンカスリーブを製造する時に、コアとして使用されることができるという利点を有する。拡張ボルトはコアとして射出成形機に埋設され、引き続きアンカスリーブを形成するプラスチックで成形により取り囲まれる。これによって、別個のコア及びこのような別個のコアを射出成形後にアンカスリーブからねじ外すこと及び拡張ねじをアンカスリーブ内にねじ込むことが排除される。周囲にアンカスリーブが射出成形されている、拡張ボルトを備えた拡張アンカは、型から取り出した後にすぐに利用可能である。アンカスリーブの射出成形前に拡張ボルトに設けられた分離手段は、滑りコーティングとして働き、この滑りコーティングは、アンカスリーブ内での拡張ボルトの容易な軸方向摺動性を保証し、これにより、軸方向負荷に対する拡張力の良好な比を保証する。
【0016】
有利な実施例において、アンカスリーブは拡張領域において、例えば直線的な仮想軸線を備えた円筒形状から逸脱しており、アンカスリーブは少なくとも拡張領域において例えば長手方向で波形を有しているか又はらせん形を有している。一般的に言って、アンカスリーブの表面は、拡張領域において、長手方向で見て、仮想円筒面に対して若しくはアンカ長手方向軸線に対して所定の角度を成して延びている。この場合、アンカスリーブの表面が拡張アンカの長手方向軸線に対して延びている角度は、アンカスリーブの長さに亘って変化している。
【0017】
本発明のこの構成の目的は、アンカスリーブを拡張領域において横方向で変形可能に構成することである。穿孔内への打込み時に、アンカスリーブは、直線化されるように変形され、例えばアンカスリーブが波形に形成されている場合には波の頂上が半径方向内方へ押圧される。これにより、アンカスリーブは、予負荷を掛けられながら穿孔内に当接する。
【0018】
図面に示された実施例に基づいて本発明を以下にさらに詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明による拡張アンカを示す側面図であり、
図2は、図1に示した拡張アンカの拡張スリーブを示す斜視図であり、
図3は、図2に示した拡張スリーブを示す断面図であり、
図4は、図1に示した拡張アンカの拡張ボルトを示す側面図であり、
図4a−dは、図4に示した拡張ボルトのねじ山の区分を示す拡大図であり、
図5は、図1に示した拡張アンカの使用形式を示す縦断面図である。
【0020】
図1に示した本発明による拡張アンカ10は、図2及び図3に示したような、プラスチックから製造されたアンカスリーブ12を有しており、また、拡張ボルト14を有しており、この拡張ボルトはアンカスリーブ12内に配置されていて図4に示されている。拡張ボルト14は、金属、特に鋼から成っている。
【0021】
アンカスリーブ12は、中空円筒状のシャフト16を備えたほぼ中空円筒形状を有しており、前記シャフト16はアンカスリーブ12の後方部分を占めている。アンカスリーブ12の前方部分18は、円筒形からずれた形状を有しており、前方部分18は、拡張アンカ10の長手方向に延びた波形を有している。アンカスリーブ12のこの前方部分18は、アンカスリーブ12の拡張領域18を形成している。アンカスリーブ12の拡張領域18には、中断された長手方向スリット20が設けられており、この長手方向スリットは、拡張領域18を拡張脚22に分割している。プラスチック等の伸長可能な材料からアンカスリーブ12を製造する場合、長手方向スリット20は必ずしも必要ではない。なぜならば、アンカスリーブ12の材料の伸長性によって拡張領域18の十分な拡開性が提供されているからである。
【0022】
アンカスリーブ12の後方部分を形成したシャフト16は、シャフト16の周囲にらせん形に巻き付くように延びた溝46を有しており、この溝46は、伸長及び/又は目標分離位置46を形成している。伸長及び/又は目標分離位置46を形成した溝は、溝46の底部においてシャフト16の壁厚が減少していることによって、シャフト16の軸方向伸長性を可能にする。軸方向の負荷が増大すると、アンカスリーブ12のシャフト16は溝46において裂断することもできる。
【0023】
シャフト16は、アンカスリーブ12の後端部において中空円錐状のフランジ24を有している。
【0024】
拡張アンカ10の拡張ボルト14は、円筒状で、壁部が滑らかなシャフト26を有しており、シャフト26の長さはアンカスリーブ12のシャフト16の長さにほぼ相当している。後方端部において、拡張ボルト14は円錐台形のボルト頭28を有している。前方端部において、ねじ山30は拡張ボルト14のシャフト26に一体的に接続しており、ねじ山30は、アンカスリーブ12の拡張領域18の長さとほぼ一致する長さを有している。ねじ山30は、拡張ボルト14の前方端部において尖鋭に終わっている。
【0025】
ねじ山30は鋸歯状のプロフィルを有しており、ねじ山30の、ねじ込み方向で後側のフランク32は拡張ボルト14の軸線方向に対して緩やかな角度で延びており、ねじ山30の、ねじ込み方向で前側のフランク34は拡張ボルト14の軸線方向に対して急な角度で延びている。ねじ山30の谷径はねじ山の長さに亘って変化しており、谷径は前方から後方に向かって増大している。この場合、ねじ山30の谷径は、前方から後方に向かって滑らかに増大している。図示した実施例の場合、ねじ山30は前方から後方に向かって4つの軸方向区分a〜dに分割されており、この場合、ねじ山の寸法は、これらの区分a〜dの内部においては同じであり、区分毎に異なっている。ねじ山30の区分a〜dは、対応する図4a〜dに拡大して示されている。図示した実施例では、シャフト26は7mmの直径を有している。ねじ山30の谷径36は、区分aにおいて5.2mm、区分bにおいて5.9mm、区分cにおいて6.9mm、最後の区分dにおいては7.2mmである。これは、ねじ山30の谷径36が、壁部が滑らかなシャフト26への移行部において、シャフト26の直径とほぼ同じ大きさであることを意味し、これにより、ねじ山30は滑らかにシャフト26に移行している。
【0026】
ねじ山30の外径38は、拡張ボルト14の図示した実施例の場合、区分a及びbにおいては7.2mm、区分cにおいては7.4mm、区分dにおいては7.7mmである。ねじ山30の、ねじ込み方向で後側のフランク32と、軸線方向との間の角度αは、拡張ボルト14の図示した実施例の場合には、区分aにおいて約28゜、区分bにおいては約20゜、区分c及びdにおいては約7゜である。後側のフランク32は、特に図4a及びbにおいてよく分かるように、拡張ボルト14の長手方向で見て凹面状に湾曲されている。
【0027】
ねじ山30の、ねじ込み方向で前側のフランク34は、急勾配に方向付けられており、これらのフランクは、軸方向で拡張ボルト14とアンカスリーブ12との間の形状接続を提供し、これにより、穿孔に拡張アンカ10を打ち込む場合に拡張ボルト14は打込みエネルギをアンカスリーブ12に伝達する。これにより、拡張アンカ10の打込み時にアンカスリーブ12が軸方向に圧縮されることが回避される。
【0028】
例えばプラスチックから射出成形によって拡張アンカ10の拡張スリーブ12を製造する場合、拡張ボルト14は、図示しない射出成形機のキャビティ内にコアとして挿入されており、アンカスリーブ12を形成するプラスチックによって射出成形により取り囲まれる。射出成形の前に拡張ボルト14に設けられる分離手段は、滑りコーティングを形成し、この滑りコーティングは、拡張ボルト14へのアンカスリーブ12の付着を回避し、アンカスリーブ12内での拡張ボルト14の可動性を保証する。
【0029】
図5には、構成部材、例えば木材40を壁42に固定するための拡張アンカ10の使用が示されている。拡張アンカ10は、アンカスリーブ12内に位置した拡張ボルト14を用いて、木材40に設けられた孔を貫通させられ、壁42に設けられた穿孔44に打ち込まれる。ねじ山30の、ねじ込み方向で前側の急勾配のフランク34は、軸方向で拡張ボルト14とアンカスリーブ12との間の形状接続を提供し、フランク34は、穿孔40に拡張アンカ10を打ち込む場合に打ち込みエネルギをアンカスリーブ12に伝達する。穿孔44への打込み時に、アンカスリーブ12の、波形を有する拡張領域10は変形し、波形の頂部46は穿孔44の内壁によって半径方向内方へ押圧される。拡張領域18のこの変形は予負荷を生ぜしめ、この予負荷によって拡張アンカ10は穿孔44内に配置される。
【0030】
拡張ボルト14の軸線方向に対して緩やかな角度で延びた、ねじ山30の後側のフランク32は、斜面又は拡張面を形成しており、この斜面又は拡張面は、拡張ボルトが、アンカスリーブ12に対して拡張アンカ10の後側の端部の方向に軸方向に移動させられた場合にアンカスリーブ12を拡張領域18において半径方向に拡開若しくは拡張させる。アンカスリーブ12に対する拡張ボルト14のこのような軸方向の移動は、拡張アンカ10の軸方向の負荷の場合に生じる。このような軸方向の負荷は、木材40によってアンカスリーブ12のフランジ24に加えられる及びこのフランジによって拡張ボルト14のボルト頭28に加えられる張力として作用する。このような張力は、アンカスリーブ12の、波形の溝46(伸長及び/又は目標分離位置)が設けられたシャフト16の軸方向の延長を生ぜしめ、これにより、拡張スリーブ12の拡張領域18において拡張ボルト14のねじ山30の軸方向の摺動を生ぜしめる。ねじ山30の、緩やかな後側のフランク32は、拡張ボルト14のこの軸方向移動の場合に、アンカスリーブ12の拡張領域18を拡開させ、これによって、拡張アンカ10は高い係止力で、壁42に設けられた穿孔44内に係止させられている。アンカスリーブ12内での拡張ボルト14の軸方向移動は、軸方向でのねじ山30のピッチの大きさの一部である。穿孔44への拡張アンカ10の打込みの前に既にアンカスリーブ12内に配置された拡張ボルト14は、アンカスリーブ12の拡張のために、ひいては壁42に設けられた拡張アンカ10の係止のために、アンカスリーブ12にねじ込まれる必要はなく、壁42への木材40の固定は、専ら、アンカスリーブ12内に位置した拡張ボルト14を用いて拡張アンカ10を打ち込むことによって生じることができる。
【0031】
例えば壁42における割れの形成によって穿孔44が拡開すると、拡張アンカ10の軸方向負荷の場合に、拡張ボルト14が、アンカスリーブ12内で拡張アンカ10の後方端部の方向に軸方向にさらに僅かに移動する。この場合、ねじ山30がアンカスリーブ12を拡張領域18においてさらに拡開させるので、拡張アンカ10は、穿孔が拡開した場合にも、ほとんど不変の引張力で穿孔44内に係止されたままである。拡張アンカ10は、後拡張動作を有しており、この後拡張動作は拡張アンカを、引張力を受ける領域における使用に適するようにする。
【0032】
拡張アンカ10を壁44に打ち込んだ後、アンカスリーブ12の拡張領域18を拡張させ、これにより拡張ボルト14を軸方向に移動させることなく拡張アンカ10を壁42に係止するために、拡張ボルト14も僅かに引き付けられる。原則的に、拡張ボルト14を穿孔44に挿入することなしに及び、アンカスリーブ12の拡張領域18を拡張させるために、ひいては壁42に拡張アンカ10を係止させるために拡張ボルト42をねじ込むことなしに、拡張アンカ10も可能である。
【0033】
本発明の拡張ボルト14に関して、アンカスリーブ12の図示した実施例とは異なる実施例を使用することもできる。例えば、アンカスリーブ12の拡張領域18を、円筒形に、少なくとも拡張領域18の一部に亘って円周に沿って延びた溝を備えるように形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による拡張アンカを示す側面図である。
【図2】 図1に示した拡張アンカの拡張スリーブを示す斜視図である。
【図3】 図2に示した拡張スリーブを示す断面図である。
【図4】 図1に示した拡張アンカの拡張ボルトを示す側面図であり、a〜dは、図4に示した拡張ボルトのねじ山の区分を示す拡大図である。
【図5】 図1に示した拡張アンカの使用形式を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10 拡張アンカ、 12 アンカスリーブ、 14 拡張ボルト、 16 シャフト、 18 前方部分、 20 スリット、 24 フランジ、 26 シャフト、 28 ボルト頭、 30 ねじ山、 32 後側のフランク、 34 前側のフランク、 36 谷径、 38 外径、 40 木材、 42 壁、 44 穿孔、 46 溝
Claims (9)
- 拡張アンカ(10)において、拡開可能なアンカスリーブ(12)と、該アンカスリーブ(12)を拡張させるための拡張ボルト(14)とが設けられており、該拡張ボルト(14)が、鋸歯状プロフィルを備えたねじ山(30)を有しており、該ねじ山のより急勾配でより短いフランク(34)が、拡張ボルト(14)のねじ込み方向で前側に配置されており、より緩やかでより長いフランク(32)が、拡張ボルト(14)のねじ込み方向で後側に配置されていてかつ拡張ボルト(14)の軸方向に対して約45゜以下の緩やかな角度αを有しており、前記ねじ山(30)が、該ねじ山(30)の長さに沿って前方から後方に向かって増大する谷径(36)を有している形式のものにおいて、前記アンカスリーブ(12)がプラスチックから形成されており、前記ねじ山(30)が、アンカスリーブ(12)と噛み合っていることを特徴とする、拡張アンカ。
- 前記拡張ボルト(14)のねじ山(30)が、鋸歯状のプロフィルを有しており、この場合、ねじ山(30)のより急勾配でかつより短いフランク(34)が、拡張ボルト(14)のねじ込み方向で前側に配置されており、ねじ山の、より緩やかでかつより長いフランクが、拡張ボルト(14)のねじ込み方向で後側に配置されている、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記ねじ山(30)の谷径(36)が、ねじ山(30)の後端部において、拡張ボルト(14)のシャフト(26)の直径にほぼ相当しており、前記シャフトが、ねじ山(30)の後端部に接続している、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記ねじ山(30)の、ねじ込み方向で後側のフランク(32)が、拡張ボルト(14)の軸線方向に対して、ねじ山(30)の前端部における約28゜からねじ山(30)の後端部における約7゜まで緩やかになっている角度αを有している、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記ねじ山(30)の、ねじ込み方向で後側のフランク(32)が、拡張ボルト(14)の長手方向で見て凹面状である、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記アンカスリーブ(12)が、伸長及び/又は目標分離位置(46)を有しており、該伸長及び目標分離位置が、軸方向での伸長及び/又はアンカスリーブ(12)を2つの部分に分割することを可能にする、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記アンカスリーブ(12)が拡張領域(18)において、長手方向で見て平らでない形状を有しており、前記アンカスリーブの表面が、長手方向で見て、アンカスリーブ(12)の軸線方向に対して所定の角度を成して延びており、この場合、前記角度が、拡張領域(18)の長さに亘って変化している、請求項1記載の拡張アンカ。
- 前記アンカスリーブ(12)が、拡張領域(18)において、長手方向で見て波形を有している、請求項7記載の拡張アンカ。
- 前記アンカスリーブ(12)が、拡張領域(18)において、らせん形状を有している、請求項7記載の拡張アンカ。
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