NO179563B - Anker til forankring i et borhull i en konstruksjonsdel av betong ved hjelp av en komposittmasse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et anker til forankring i et borhull i en konstruksjonsdel av betong ved hjelp av en komposittmasse, som angitt i innledningen til krav 1.

Til forankring av en gjengestang ved hjelp av en komposittmasse er det kjent å danne et borhull som i området for bunnen av hullet har en underskjæring. I DE-A1-3 516 866 er der beskrevet en slik forankring. Befestigelsen av dette kjente anker finner sted ved at der i borhullet blir skjøvet inn en glassampulle som inneholder en komposittmasse av polyesterharpiks, en herder og tilsetningsstoffer. Ved innsetning av ankeret i borhullet blir glassampullen ødelagt og komponentene av komposittmassen aktivert ved sammenblanding. Etter herding av komposittmassen er ankeret fast innleiret og forankret i komposittmassen. Forankringen skyldes hovedsakelig klebeforbindelsen mellom komposittmassen og borhullveggen. Denne forbindelse blir imidlertid vesentlig redusert hvis et riss strekker seg gjennom forankringsstedet. Ved forstørrelse av borhullet pga. risset løsner komposittmassen fra borhullveggen, slik at der i ankerets skaftparti bare foreligger små holdekrefter. Det kjente anker har imidlertid en konisk utvidelse i området for borhullets underskjæring slik at der i dette område fortsatt foreligger store holdekrefter. Disse avhenger imidlertid av utformningen av underskj æringen og den andel som det underskårne område utgjør av boringens samlede lengde.

Fremstillingen av et underskåret borhull krever spesialverktøy og vanligvis også en betydelig innsats ved fremstilling av borhullet. Av denne grunn er der allerede tidligere blitt gjort forsøk på å redusere følsomheten overfor riss ved spesielle utformninger av ankeret i sylindriske borhull. Således har det f.eks. vært foreslått å forsyne ankerets gjengebolt med en konus som som følge av et påført skikt kan gli i forhold til den herdede bindemiddelkjerne. På denne måte skal man oppnå at gjengebolten i bindemiddelkjernen følger med for å utligne rissutvidelsen. Imidlertid kan en slik glidning bare oppnås hvis hele gjengebolten løsner fra den herdede bindemiddelkjerne. Dermed finner der allerede sted en betydelig reduksjon av holdeverdien. Videre er bindemiddelkjernen lite trykkstabil, slik at gjengebolten allerede ved relativt små krefter kan trekkes tvers gjennom bindemiddelkjernen.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å skaffe et anker til forankring i et sylindrisk borhull i en betongdel ved hjelp av en komposittmasse, hvor ankeret har høye sikkerhetsreserver ved en forankring i strekksonen og de dermed opptredende borhullutvidelser som følge av rissdannelse.

Løsningen av denne oppgave er oppnådd ved hjelp av de trekk som er angitt i krav 1. Ankeret består av en gjengebolt med et redusert parti, som en utvidbar ankerhylse av plast er satt inn på. I retning av bunnen av borhullet går det sylindriske parti over i en ekspansjonskonus som utvider seg mot bunnen av borhullet. Ekspansjonskonusen går under dannelse av en anslagsskulder over i et hodestykke hvis utvendig diameter tilsvarer diameteren av gjengebolten. Ankerhylsen sitter på denne anslagsskulder og danner dermed en avtetning som hindrer at bindemiddel trenger inn i ankerhylsens innvendige boring. Til forankring blir ankeret drevet inn i et borhull hvor der befinner seg en glassampulle som er fylt med bestanddelene av bindemiddelet. Innføringen av ankeret finner sted ved hjelp av en roterende bormaskin, ved hvis hjelp den på hodestykket anordnede kileegg ødelegger glassampullen ved dreining av gjengebolten under samtidig fremmatning, hvorved bestanddelene av bindemiddelet blir blandet. Som følge av at bindemiddelet stiger opp fra borhullbunnen, blir borhullet og de langsgående riller av ankerhylsen fullstendig utfylt med bindemiddel.

Etter herding av komposittmassen er ankerhylsen og dermed gjengebolten, som med hodestykkets anslagsskulder støter an mot den fremre endeflate av hylsen, fast forankret i borhullet. Hvis der senere finner sted en borhullutvidelse som følge av rissdannelse, løsner komposittmassen fra omkretsflaten av den av plast bestående ankerhylse. Som følge av elastisiteten og ettergivenheten av plasthylsen blir gjengebolten forskjøvet aksialt i forhold til hylsen som følge av den strekkraft som virker på bolten. Dermed blir ekspansjonskonusen på gjengebolten trukket inn i ankerhylsen, slik at der finner sted såvel en utvidelse som en stuking av plasthylsen. Begge virkninger fører til en utligning av borhullutvidelsen, slik at den opprinnelige holdekraft av ankeret før rissdannelsen opprettholdes. Som følge av den i ankerhylsens langsgående riller herdede komposittmasse blir der i området for ankerhylsen skaffet en tannprofilboring hvis kjernediameter er mindre enn diameteren av hodestykket. Dermed oppstår der via komposittmassen en ytterligere formsluttende forbindelse som bidrar til ankerhylsens understøttelse ved hjelp av gjengebolten. Innsnevringen av borhullet i området for det reduserte parti og muligheten for en utligning av borhullutvidelsen som følge av den av plast bestående ankerhylse medfører at ankeret ifølge oppfinnelsen er egnet for anvendelse i strekksonen av en betongdel.

Til forbedring av tanninngrepet mellom ankerhylsen og den herdede komposittmasse er det hensiktsmessig i tillegg å utforme mantelflaten av ankerhylsen med omløpende riller. Dermed fås en forbindelse mellom lengderiller og tverriller som gjensidig avstøtter hverandre. Ved at de langsgående riller løper ut i en avstand fra hylsens forende som svarer til forløpet av ankerhylsens innvendige konusflate, danner den i dette område herdede komposittmasse en konuslignende kontur som forsterker fastkilingen av ankerhylsen ved inntrekking av gjengebolten.

Som følge av at ytterdiameteren av ankerhylsen er avpasset etter gjengebolten, fås der et anker med en gjennomgående ensartet ytterdiameter. Dermed kan ankeret settes inn i et borhull som bare er ubetydelig større enn gjengeboltens nominelle diameter. Ankerhylsens rilledybde er slik valgt at, der som rillebunn blir stående et steg på omtrent 0,3 - 0,5 mm. Dermed oppnås en optimal innsnevring av boringen i området for ankerhylsen.

I henhold til en ytterligere utformning av oppfinnelsen kan hodestykkets diameter være noe større enn diameteren av ankerhylsen og samtidig det sylindriske parti av hodestykket være utformet med to flater som fortrinnsvis er parallelle med kileeggen. Med denne utformning blir ekspansjonsevnen av hodestykket og dermed gjengeboltens motstand mot uttrekning vesentlig økt. Dermed kan der oppnås høye holdeverdier også ved større rissbredder og dermed forbundet borhullutvidelse. Diameteren av hodestykket kan på ca. 0,3 mm nær svare til diameteren av borhullet. For å tillate eller lette at komposittmassen stiger opp fra borhullbunnen langs ankeret når dette settes inn, er de to flater som fortrinnsvis er parallelle med kileeggen, anordnet på det sylindriske parti av hodestykket. Via kileeggens skråflater blir komposittmassen trykket gjennom de to spalter som de nevnte flater danner mellom det sylindriske parti av hodestykket og borhullveggen. Det at kileeggens skråflater fortsetter i flater på det sylindriske parti, forbedrer også sammenblanding av komposittmassens bestanddeler og dermed herdeprosessen i forbindelse med ankerets rotasjonsbevegelse ved inndrivning.

For å holde gjennomløpsmotstanden så lav som mulig og samtidig oppnå en høyest mulig ekspansjonsevne av ankerhylsen som følge av hodestykket, har det vist seg hensiktsmessig å la nøkkelvidden for de to flater på det sylindriske parti av hodestykket omtrent tilsvare ekspansjonskonusens største diameter.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere beskrevet under henvisning til på tegningen viste utførelseseksempler.

Fig. 1 viser et anker delvis i lengdesnitt.

Fig. 2 viser ankeret etter en borhullutvidelse som følge av rissdannelse.

Fig. 3 er et tverrsnitt gjennom ankeret på fig. 1.

Fig. 4 viser hodestykket av et ytterligere utførelseseksempel på ankeret.

Fig. 5 er et enderiss av ankeret på fig. 4.

Ankeret består av en gjengebolt 1 med et redusert parti 2 som en hylse 3 av fortrinnsvis glassfiberarmert plast er satt inn over. Partiet 2 med redusert diameter går over i en ekspansjonskonus 4, som så under dannelse av en anslagsskulder 5 går over i et hodestykke 6 av gjengebolten. Hodestykket 6 er utformet med en kileegg 7 til ødeleggelse av mørtelpatronen. Gjengebolten 1 har et gjengeparti 8 som en mutter til befestigelse av en gjenstand på overflaten av betongdelen 9 kan skrus inn på.

Omkretsflaten av ankerhylsen 3 oppviser langsgående riller 10 og omløpende riller 11 med relativt stor innbyrdes avstand. I området for ekspansjonskonusen 4 er den innvendige boring 12 av ankerhylsen utformet med en innvendig konus 13 som sitter trangt på ekspansjonskonusen 4. Samtidig ligger ankerhylsen 3 an mot anslagsskulderen 5, slik at der fås en avtetning av ankerhylsens innvendige boring. De langsgående riller 10 løper ut i retning av anslagsskulderen 5 parallelt med ekspansjonskonusens konusvinkel.

Til forankring av ankeret blir der i betongdelen 9 tildannet en boring 14 som en polyesterharpiks med herder og tilsetningsstoffer føres inn i, f.eks. ved hjelp av en glassampulle. Til inndrivning og dreining av gjengebolten 1 tjener et flerkantet parti 15 som det i en bormaskin innspente inndrivningsverktøy kan settes inn på. Ved inndrivning av gjengebolten blir glassampullen ødelagt og harpiksen samtidig blandet med herdemiddelet og tilsetningsstoffene. Ved hjelp av de langsgående riller fås der etter herding av komposittmassen en innsnevring av boringen som i området for det reduserte parti 2 i forbindelse med ankerhylsen 3 bevirker en formsluttende forankring av gjengebolten 1. Denne fortannede innsnevring av boringen 14 fremgår særlig tydelig på fig. 2. Sikringen av gjengebolten 1 i ankerhylsen 3 finner sted som følge av at hodestykket 6 med sin anslagsskulder 5 ligger an mot endeflaten av ankerhylsen 3. Når der opptrer et riss og en dermed følgende borhullutvidelse gir den herdede komposittmasses understøttelse av ankerhylsen 3 noe etter. Dermed blir gjengebolten 1 forskjøvet aksialt som følge av den trekkraft som virker på den, slik at ekspansjonskonusen 4 trekker seg inn i den innvendige konus 13 av ankerhylsen 3. Den av plast bestående av ankerhylse 3 vil herunder utvide seg og igjen forsterke ekspansjonskraften på borhullveggen og spesielt på den koniske innvendige kontur av komposittmassen som skyldes de langsgående rillers utløp. Samtidig fås der også en svak stuking av ankerhylsen 3 som utligner utvidelsen av borhullet i det øvrige parti av ankerhylsen. Ankerhylsen 3 forblir således fast og urokkelig innleiret i den herdede komposittmasse, slik at den fulle holdekraft av gjengebolten 1 og dermed ankeret opprettholdes.

Ankerhylsen 3 kan anbringes på det reduserte parti 2 ved at den sprøytestøpes rundt dette, idet gjengebolten tjener som kjerne for sprøytestøpingen av plasten. Hvis ankerhylsen fremstilles som en separat del, er det hensiktsmessig å utforme gjengebolten i to deler og å forbinde det reduserte parti 2 med det bakre parti av gjengebolten ved påskruing eller på annen måte etter at ankerhylsen 3 er satt inn over partiet 2.

Det på fig. 4 og 5 viste hodestykke 6' av gjengebolten 1 har en diameter som er noe større enn diameteren av ankerhylsen 3. For et anker med en gjengebolt M12 og en utvendig ankerhylsediameter på 12 mm, er det nødvendig med en borhull-diameter på 14 mm i den betongdel som gjengebolten skal forankres i. Ved et anker med disse dimensjoner kan diameteren av hodestykket være ca. 13,7 mm. For dannelse av en tilstrekkelig spalte for komposittmassen, er det sylindriske parti av hodestykket 6' utformet med to flater 15' som forløper parallelt med kileeggens skråflater. Nøkkelvidden for de to flater 15' tilsvarer omtrent den største diameter av ekspansjonskonusen 4. Ved et anker med de foran angitte diameterforhold passer en nøkkelvidde på ca. 12,0 - 12,5 mm.

Claims (8)

1. Anker til forankring i et borhull i en konstruksjonsdel av betong eller lignende ved hjelp av en komposittmasse, omfattende en gjengebolt som ved den mot borhullet vendende ende oppviser en ekspansjonskonus som utvider seg mot enden, og er omsluttet av en ankerhylse som kan utvides av ekspansjonskonusen, karakterisert ved at ekspansjonskonusen (4) under dannelse av en anslagsskulder (5) går over i et hodestykke (6) med en kileegg (7), at gjengebolten (1) over en del av sin lengde har et parti (2) med redusert diameter som går ut fra ekspansjonskonusens (4) minste diameter, og at ankerhylsen (3), som består av plast, og hvis mantelflate er utformet med langsgående riller (10), er anordnet på det nevnte parti (2) og strekker seg fra anslagsskulderen (5) på hodestykket (6) til enden av det nevnte parti (2).

2. Anker som angitt i krav 1, karakterisert ved at ankerhylsens (3) mantelflate dessuten oppviser omløpende riller (11).

3. Anker som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at ankerhylsens (3) innvendige boring (12) tilsvarer partiet (2) med redusert diameter, og at ankerhylsen (3) i området for gjengeboltens (1) ekspansjonskonus (4) har en innvendig konusflate (13) som er tilpasset ekspansjonskonusen (4).

4. Anker som angitt i krav 3, karakterisert ved at de langsgående riller (10) løper ut i en avstand fra hylsens (3) forende som svarer til forløpet av ankerhylsens (3) innvendige konusflate (3).

5. Anker som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at ankerhylsens (3) ytterdiameter omtrent tilsvarer gjengeboltens (1) ytterdiameter.

6. Anker som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at rilledybden er ca. 0,3 - 0,5 mm mindre enn ankerhylsens (3) veggtykkelse.

7. Anker som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at hodestykkets (6<1>) diameter er noe større enn diameteren av ankerhylsen (3), og at det sylindriske parti av hodestykket (6<1>) har to flater (15<1>) som fortrinnsvis er parallelle med kileeggen (7).

8. Anker som angitt i krav 7, karakterisert ved at nøkkelvidden for de to flater (15') omtrent tilsvarer ekspansjonskonusens (4) største diameter.