PL170896B1 - Kotew do mocowania na mase zespalajaca w otworze wywierconym w betonowym bloku PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Kotew do mocowania na mase zespalajaca w otworze wywierconym w betonowym bloku lub podo- bnym, wykonana w postaci gwintowanego trzpienia, przedluzonego na koncu skierowanym do dna wywier- conego otworu przez stozek rozpierajacy, rozszerzajacy sie ku koncowi, z obejmujaca go tuleja kotwowa rozsze- rzona przez ten stozek rozpierajacy, znamienna tym, ze do stozka (4) rozpierajacego przylega tworzaca odsadze- nie (5) oporowe koncówka (6,6’) z klinowym ostrzem (7), oraz ze trzpien (1) gwintowany ma odcinek (2) o zmniejszonym przekroju, rozciagajacy sie na pewnej jego dlugosci poczawszy od wezszego konca stozka (4) rozpierajacego i ze na tym pocienionym odcinku (2) zalozona jest na dlugosci od odsadzenia oporowego koncówki (6,6’) glowicowej az do konca pocienionego odcinka tuleja (3) kotwowa z tworzywa sztucznego, majace utworzone w zewnetrznej powierzchni wzdluzne zlobki (10). Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kotew do mocowania na masę zespalającą w otworze wywierconym w betonowym bloku.

Znane jest wykonywanie do zakotwienia nagwintowanego pręta za pomocą masy zespalającej otworu wierconego, który ma na dnie wykonane spodnie nacięcia. Takie kotwienie opisane jest w patencie DE-A-13 516 866. Mocowanie takiej znanej kotwy następuje w ten sposób, że do wywierconego otworu wsunięta zostaje szklana ampułka, zawierająca masę zespalającą z żywicy poliestrowej, utwardzacza i domieszek. Przy osadzaniu kotwy w wywierconym otworze szklana ampuła zostaje zgnięciona, przez co uaktywniają się przez zmieszanie składniki masy zespalającej. Po stwardnieniu tej masy kotew zostaje silnie związana i zamocowana w otworze. Zamocowanie polega przy tym głównie na połączeniu klejowym między masą zespalającą i ściankami otworu. Połączenie to może być jednak znacznie osłabione, jeśli w miejscu zakotwienia powstaną pęknięcia. Wskutek takich pęknięć powiększa się bowiem

170 896 otwór w betonie i odspaja masa zespalająca od ścianki otworu, tak że na prostym odcinku trzpienia kotwy występuje już tylko niewielka siła mocująca. Znane kotwy mają jednak w obszarze spodnich nacięć w wywierconym otworze stożkowe przedłużenie, tak że w tym miejscu występują nadal duże siły mocujące. Zależą one głównie od ukształtowania spodnich nacięć i stosunku długości obszaru z nacięciami do całkowitej długości otworu.

Wykonanie wierconego otworu ze spodnimi nacięciami wymaga specjalnych narzędzi i z reguły też większego nakładu pracy. Z tego powodu były też podejmowane próby zmniejszenia wrażliwości na pęknięcia przez szczególne ukształtowanie kotwy złącznej w cylindrycznym otworze wierconym. I tak na przykład zaprojektowano gwintowany trzpień kotwy ze stożkowym zakończeniem, który dzięki odpowiedniemu powleczeniu wykazuje pewien poślizg względem utwardzonego rdzenia masy zespalającej. W ten sposób osiąga się odpowiednie przesunięcie gwintowanego trzpienia w rdzeniu masy zespalającej dla wyrównania pęknięć. Takie przesunięcie jest w ogóle osiągalne tylko wtedy, gdy cały trzpień gwintowany oddzieli się od utwardzonego rdzenia masy zespalającej. Wtedy zachodzi już jednak znaczne zmniejszenie się wartości siły mocującej. Ponadto rdzeń masy zespalającej jest mało wytrzymały na ciśnienie i dlatego już przy małych siłach następuje przeciągnięcie gwintowanego trzpienia przez rdzeń masy zespalającej.

Celem wynalazku jest stworzenie kotwy do zamocowanie na masę zespalającą w wywierconym otworze cylindrycznym w bloku betonowym, jaką wykazywałaby duży zapas bezpieczeństwa przy zamocowaniu w strefie naciągu i przy powiększeniu wywierconego otworu spowodowanym powstaniem pęknięć.

Odpowiadające temu celowi rozwiązanie ma następujące cechy. Kotew składa się mianowicie z gwintowanego trzpienia, mającego odcinek o zmniejszonej średnicy, na który założona jest rozszerzalna tuleja kotwowa z tworzywa sztucznego. Do tego cylindrycznego odcinka przylega od strony dna wywierconego w podłożu otworu stożek rozpierający, rozszerzający się na zewnątrz. Na stożek ten nasadzona jest tworząca odsądzenie oporowe końcówka głowicowa, której średnica zewnętrzna odpowiada średnicy gwintowanego trzpienia. Tuleja kotwowa opiera się na odsądzeniu oporowym, tworząc w ten sposób uszczelnienie, przeciwdziałające przedostaniu się masy zespalającej do środkowego otworu w tulei. W celu zamocowania kotwy wsadza się ją do wywierconego otworu, w którym umieszczona jest ampuła szklana, wypełniona składnikami masy zespalającej. Wsadzenie kotwy następuje ruchem obrotowym przy użyciu wiertarki, przy czym na skutek obrotu i jednoczesnego posuwu gwintowanego trzpienia klinowaty kolec utworzony na końcówce głowicowej rozgniata ampułę szklaną, powodując wymieszanie składników masy zespalającej. Wyciskana z dna wywierconego otworu masa zespalająca wypełnia całkowicie sam otwór, jak też żłobki podłużne w tulei kotwowej.

Po zestaleniu się masy zespalającej zamocowana zostaje mocno w wywierconym otworze sama tuleja kotwowa, a tym samym również gwintowany trzpień, opierający się swym odsądzeniem oporowym na końcówce głowicowej o czołową powierzchnię tulei. Jeśli teraz wywiercony otwór ulegnie poszerzeniu wskutek pęknięć, to masa zespalająca oddzieli się od zewnętrznych powierzchni tulei kotwowej, wykonanej z tworzywa sztucznego. Ze względu na elastyczność i podatność tulei gwintowany trzpień zostanie pod działaniem zewnętrznej siły wyrywającej przesunięty poosiowo względem tulei. Przez to stożek rozpierający na gwintowanym trzpieniu ulega wciągnięciu do tulei kotwowej, a to powoduje rozszerzenie i spręcznienie tulei z tworzywa sztucznego. Oba te działania prowadzą do wyrównania rozszerzenia się wywierconego otworu, tak że początkowa siła mocująca kotwy, przed pojawieniem się pęknięć, zostaje nie zmieniona. Utwardzona masa zespalająca w żłobkach wzdłużnych w tulei kotwowej tworzy w obszarze tej tulei otwór o przekroju zębatym, którego średnica wewnętrzna jest mniejsza od zewnętrznej średnicy głowicowej końcówki trzpienia kotwy. W ten sposób tworzy się poprzez masę zespalającą dodatkowe połączenie kształtowe, które wzmacnia uchwycenie gwintowanego trzpienia przez tuleję kotwową. Tak to dzięki zwężeniu wywierconego otworu w obszarze pocienionego odcinka trzpienia kotwy i możliwości wyrównania poszerzenia się otworu dzięki wykonanej z tworzywa sztucznego tulei kotwowej uzyskuje się samoczynne dopasowanie kotwy według wynalazku do warunków osadzenia w strefie wyrywania z bloku betonowego.

170 896

W celu poprawienia zazębienie tulei kotwowej w masie zespalającej celowe jest utworzenie w zewnętrznej powierzchni tulei kotwowej dodatkowo poprzecznych rowków okrężnych. W ten sposób tworzy się połączenie między rowkami podłużnymi i poprzecznymi, których działanie uzupełnia się wzajemnie. Przez wykonanie wylotów rowków wzdłużnych z dala od przedniej ścianki czołowej tulei kotwowej w pewnym odstępie względem wewnętrznego stożka w tej tulei utrwalona masa zespalająca w tym obszarze uzyskuje kształt stożkowy, co wzmaga efekt klinowania tulei kotwowej przy wsadzaniu gwintowanego trzpienia.

Dzięki wyrównaniu zewnętrznej średnicy tulei kotwowej do średnicy gwintowanego trzpienia tworzy się kotew o jednakowej na całej długości średnicy. Tym samym możliwe jest, by wiercony w betonowym bloku otwór do osadzenia kotwy miał średnicę niewiele większą od znamionowej średnicy gwintowanego trzpienia kotwy. Głębokość żłobków w tulei kotwowej dobiera się tak, by powstawały mostki o grubości 0,3 do 0,5 mm tworzące dno żłobków. Osiąga się wtedy optymalne warunki zwężenia wierconego otworu w obszarze tulei kotwowej.

W innym wykonaniu kotwy według wynalazku średnica końcówki głowicowej jest nieco większa od średnicy tulei kotwowej, a jednocześnie cylindryczny odcinek końcówki ma ukształtowane dwie powierzchnie, przebiegające najlepiej równolegle do powierzchni klinowego ostrza. Przy takim ukształtowaniu zwiększa się zdolność końcówki głowicowej do ściskania tulei, jak też opór gwintowanego trzpienia kotwy na jej wyrywanie. W ten sposób można osiągnąć wystarczająco duże wartości wytrzymałości na siły wyrywające nawetprzy pęknięciach o dużej szerokości i odpowiadającym temu poszerzeniu się wywierconego otworu. Średnica końcówki głowicowej może być zbliżona do średnicy wierconego otworu, różniąc się ledwie o ok. 0,3 mm. Aby umożliwić, względnie ułatwić przepływ masy zespalającej z dna wywierconego otworu wzdłuż kotwy w procesie jej mocowania przewidziano utworzenie na cylindrycznym odcinku końcówki głowicowej dwóch powierzchni, przebiegających najlepiej równolegle do powierzchni klinowego kolca. Masa zespalająca wyciskana jest po ukośnych powierzchniach kolca klinowego przez obie szczeliny, utworzone między powierzchniami na cylindrycznym odcinku końcówki głowicowej i ścianką wierconego otworu. Przedłużenie ukośnych powierzchni kolca klinowego przez powierzchnie cylindrycznego odcinka końcówki wpływa też korzystnie na wymieszanie masy zespalającej przy obrotowym ruchu kotwy w trakcie jej osadzania, a tym samym na proces utrwalania masy.

Aby opór dla przepływu masy możliwie zmniejszyć i jednocześnie utrzymać dużą zdolność zgniatania tulei kotwowej przez końcówkę głowicową, okazało się celowe utrzymać rozstęp między obu powierzchniami na cylindrycznym odcinku końcówki głowicowej w przybliżeniu równy największej średnicy stożka rozpierającego.

Wynalazek wyjaśnia się w dalszym ciągu bliżej na przykładzie wykonania kotwy, przedstawionym na załączonym rysunku na którym fig. 1 pokazuje kotwę w rzucie bocznym, częściowo w przekroju, fig. 2 - tę samą kotwę po poszerzeniu się wywierconego otworu wskutek pęknięć, fig. 3 - przekrój poprzeczny kotwy z fig. 1, fig. 4 - końcówkę głowicową kotwy w innym, przykładowym wykonaniu, fig. 5 - widok czołowy kotwy z fig. 4.

Kotew składa się z gwintowanego trzpienia 1 ze zwężonym odcinkiem 2, na który nasadzona jest tuleja 3, najlepiej z tworzywa sztucznego, wzmocnionego włóknem szklanym. Do odcinka 2 o zmniejszonej średnicy dołączony jest stożek 4 rozpierający, na którym osadzona jest końcówka 6 głowicowa z utworzonym odsądzeniem 5 oporowym. Końcówka 6 przewidziana jest do rozgniecenia ładunku zaprawy ostrzem 7. Trzpień 1 ma nagwintowany odcinek 8, na który może być założona nakrętka do mocowania przedmiotu do powierzchni betonowego bloku 9 podłoża.

Tuleja 3 kotwowa ma w swej powierzchni zewnętrznej wykonane żłobki 10 wzdłużne i w większych odstępach żłobki 11 okrężne. Otwór 12 wewnętrzny tulei ma w obszarze stożka 4 dociskowego kształt stożka 13 wewnętrznego, dopasowanego ściśle do stożka 4 dociskowego. Jednocześnie do odsadzenia 5 oporowego dociśnięta jest tuleja 3 kotwowa, co stwarza uszczelnienie otworu wewnętrznego tulei. Żłobki 10 wzdłużne przebiegają w pewnych odstępach od odsadzenia 5 oporowego stosowanie do nachylenia powierzchni stożka4 rozpierającego.

170 896

Do zamocowania kotwy w bloku 9 betonowym wykonuje się otwór 14, do którego wkłada się ampułę szklaną z żywicą poliestrową, z utwardzaczem i domieszkami. Do wsadzania i wkręcania gwintowanego trzpienia 1 służy końcówka 15 w kształcie wieloboku, na którą nasadza się narzędzie do wbijania, zaciśnięte w uchwycie wiertarki. Przy wsadzaniu gwintowanego trzpienia rozgnieciona zostaje szklana ampuła, z jednoczesnym wymieszaniem żywicy z utwardzaczem i domieszkami. Dzięki żłobkom wzdłużnym masa zespalająca po stwardnieniu doprowadza do zawężenia wywierconego otworu, co w obszarze pocienionego odcinka 2 trzpienia tworzy łącznie z tuleją 3 kotwową formowe zakotwienia gwintowanego trzpienia 1. To ząbkowate zawężenie otworu 14 widoczne jest w szczególności na fig. 3. Zamocowanie gwintowanego trzpienia 1 w tulei 3 kotwowej następuje przez nasadzenie końcówki 6 głowicowej z odsądzeniem 5 oporowym na czołową powierzchnię tulei 3. Przy wystąpieniu pęknięcia i spowodowanym tym poszerzeniu wywierconego otworu wsparcie tulei 3 kotwowej przez utwardzoną masę zespalającą nieco słabnie. Wskutek tego gwintowany trzpień 1 zostaje pod działaniem siły wyrywającej przesunięty poosiowo, tak że stożek 4 rozpierający wchodzi do stożka 13 wewnętrznego tulei 3 kotwowej. Tuleja ta, wykonana z tworzywa sztucznego, rozszerza się przy tym i wzmaga docisk rozprężający na ścianki wywierconego otworu, a w szczególności na stożkowaty kontur wewnętrzny masy zespalającej, jaki powstaje wskutek jej wypłynięcia przez rowki 10 wzdłużne. Jednocześnie zachodzi też niewielkie spęcznienie tulei 3 kotwowej, jakie w całym obszarze tej tulei wyrównuje poszerzenie się wywierconego otworu. Tuleja 3 kotwowa pozostaje tym samym nieruchoma i niezmiennie zatopiona w utrwalonej masie zespalającej, tak że zachowana zostaje pełna siła utrzymująca nagwintowany trzpień 1, a więc i całą kotwę.

Tuleja 3 kotwowa może być utworzona na pocienionym odcinku trzpienia przez natrysk, przy gwintowany trzpień służy jako rdzeń do formowania tworzywa sztucznego metodą ciśnieniową. Jeśli zaś tuleja kotwowa wytwarzana jest jako oddzielna część, celowe jest wykonanie trzpienia gwintowanego jako złożonego z dwóch części, przy czym pocieniony odcinek 2 z tylną częścią trzpienia są po założeniu tulei 3 kotwowej skręcane lub łączone w inny sposób.

Przedstawiona na fig. fig. 4 i 5 końcówka 6’ trzpienia 1 gwintowanego na średnicę nieco większą od średnicy tulei 3 kotwowej. Dla kotwy złącznej z trzpieniem gwintowanym M 12 i tuleją kotwową o średnicy 12 mm konieczna jest średnica otworu wierconego w bloku betonowym 14 mm. W kotwie złącznej o tej średnicy końcówka głowica może mieć średnicę około

13,7 mm. Do stworzenia wystarczającej szczeliny na masę zespalającą cylindryczny odcinek końcówki 6’ głowicowej ma dwie powierzchnie 15, przebiegające równolegle do ukośnych powierzchni klinowego kolca 7. Rozstęp obu powierzchni 15 odpowiada w przybliżeniu największej średnicy stożka 4 rozprężnego. W kotwie złącznej o podanych poprzednio stosunkach średnic zaleca się, by ten rozstęp wynosił około 12,0 do 12,5 mm.

170 896

170 896

170 896

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kotew do mocowania na masę zespalającą w otworze wywierconym w betonowym bloku lub podobnym, wykonana w postaci gwintowanego trzpienia, przedłużonego na końcu skierowanym do dna wywierconego otworu przez stożek rozpierający, rozszerzający się ku końcowi, z obejmującą go tuleją kotwową rozszerzoną przez ten stożek rozpierający, znamienna tym, że do stożka (4) rozpierającego przylega tworząca odsądzenie (5) oporowe końcówka (6, 6') z klinowym ostrzem (7), oraz że trzpień (1) gwintowany ma odcinek (2) o zmniejszonym przekroju, rozciągający się na pewnej jego długości począwszy od węższego końca stożka (4) rozpierającego i że na tym pocienionym odcinku (2) założona jest na długości od odsadzenia oporowego końcówki (6, 6') głowicowej aż do końca pocienionego odcinka tuleja (3) kotwowa z tworzywa sztucznego, mające utworzone w zewnętrznej powierzchni wzdłużne żłobki (10).
2. 2. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja (3) kotwowa ma w powierzchni zewnętrznej utworzone dodatkowo rowki (11) okrężne.
3. 3. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że tuleja (3) kotwowa ma otwór (12) wewnętrzny odpowiadający średnicy pocienionego odcinka (2) i że tuleja (3) ta ma w obszarze wymienionego stożka (4) rozpierającego trzpienia (1) gwintowanego wewnętrzny stożek (13), dopasowany do stożka rozpierającego.
4. 4. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że żłobki (10) wzdłużne kończą się w pewnym odstępie od powierzchni czołowej tulei (3) kotwowej stosowanie do przebiegu stożka (13) wewnętrznego.
5. 5. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że średnica zewnętrzna tulei (3) kotwowej jest równa w przybliżeniu średnicy zewnętrznej gwintowanego trzpienia (1).
6. 6. Kotew według zastrz. 1, znamienna tym, że głębokość żłobków (10) jest o 0,3 do 0,5 mm mniejsza od grubości ścianki tulei (3) kotwowej.
7. 7. Kotew według zastrz. 1, albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6, znamienna tym, że średnica końcówki (6) głowicowej jest nieco większa od średnicy tulei (3) kotwowej i że cylindryczny odcinek tej końcówki (6') ma utworzone dwie powierzchnie (15) w zasadzie równoległe do ukośnych powierzchni klinowego ostrza (7).
8. 8. Kotew według zastrz. 7, znamienna tym, że rozstęp obu powierzchni (15) odpowiada w przybliżeniu największej średnicy stożka (4) rozpierającego.