TW201804093A - 具有鋅合金敷層的膨脹錨栓 - Google Patents
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Abstract
本發明關於具有至少一個錨栓體和栓的膨脹錨栓，其中，栓具有膨脹體，當膨脹體在拉出方向上相對於錨栓體移動時，膨脹體對錨栓體徑向朝外施力，其中，在膨脹體上設有防腐蝕層和覆蓋防腐蝕層的滑動層。根據本發明規定，防腐蝕層是Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層。本發明也關於這種膨脹錨栓的製造方法。
Description
本發明關於根據獨立請求項1的前序部分所述的膨脹錨栓。這種膨脹錨栓構造成具有至少一個錨栓體和栓，該錨栓體較佳構造成膨脹套筒，其中，栓具有膨脹體，較佳是膨脹錐，當膨脹體在拉出方向上相對於錨栓體移動時，膨脹體對錨栓體徑向朝外施力，其中，在膨脹體上尤其在用於錨栓體的接觸區域中設有防腐蝕層和覆蓋防腐蝕層的滑動層。本發明還關於根據請求項8所述的用於製造這種膨脹錨栓的方法。
例如EP 0514342 A1公開了一種膨脹錨栓。膨脹錨栓被裝入構件的基礎中，例如壁或罩中的鑽孔中。通過將設置在栓上的膨脹錐拉入構造成膨脹套筒的錨栓體中，使得錨栓體沿徑向擴張並且向外排擠並由此使膨脹錨栓錨定在基礎中。根據EP 0514342 A1，在膨脹錐和錨栓體之間的接觸區域中設有減小摩擦的敷層。
EP 0429880 A2關於一種用於在施加含鋅的保護層的情況下對錨栓，尤其用於建造房屋正面的敲擊式錨栓進行防腐蝕敷層的方法，具有以下步驟：以機械方式清潔錨栓表面及/或將底塗層塗覆在錨栓表面上並且進行乾燥、以機械方式塗覆至少一層含鋅的有機敷層材料、乾燥經塗覆的
每個含鋅的層、塗覆有機保護層並且乾燥有機保護層。
申請號為15171632.1的歐洲專利申請關於一種膨脹錨栓，在其中，在膨脹區域中設置具有內層和覆蓋內層的外層的雙敷層，其中，外層與相鄰元件的摩擦係數大於內層與相鄰元件的摩擦係數。
US 8491244 B2描述了一種膨脹錨栓，在其中，膨脹套筒元件敷有錫鋅敷層。
EP 0523298 B1示出了一種由奧氏體不鏽鋼構成的螺釘，其表面層構造成滲氮層，然後通過金屬覆蓋層例如鎳鋅敷層覆蓋。
US 4746408 A描述了一種用於螺釘，尤其具有鋅鎳層和有機遮蓋層的多層式敷層。
DE202004001155U1公開一種在機動車領域中的車輪螺栓，其具有由電敷覆的鋅鎳合金層以及額外的矽質滑動敷層構成的外表面。
DE 3924133 A1示出了一種膨脹錨栓，在其中膨脹元件經熱鍍鋅。
US 2008050195 A描述了一種膨脹錨栓，在其中，朝膨脹錨栓的後端部，膨脹套筒的表面粗糙度提升。
DE 4225869 A1描述一種由不鏽鋼構成的錨栓，在其中，經受表面壓力的面設有對抗阻塞的敷層。尤其可通過鍍鋅或滲氮形成敷層並且可選地能夠塗覆由滑動塗層(漆層，lack)、蠟或油脂構成的附加層。
DE 10118374 A1描述了一種用於製造膨脹錨栓的方
法，該膨脹錨栓在其前端部上具有包括滑動敷層的錐體，其中，在施加滑動敷層之前用鋼刷加工錐體的表面，使得形成平行延伸的條紋。
DE 19716926 A1公開了一種膨脹錨栓，其具有收縮軟管形式的敷層。
EP 2876312 A1關於一種膨脹錨栓，在其中，在膨脹體和錨栓體之間的摩擦係數與方向相關。
EP 2339186 B1示出了一種具有楔形元件和套筒元件的錨栓，楔形元件由維氏硬度在約218HV和約290HV之間的材料構成，套筒元件由維氏硬度在約218HV和約290HV之間的材料構成。
DE 102007057160 A1提出，在膨脹錨栓中將滑動環置入從桿至膨脹體的過渡部上的環形階梯中，這能夠避免在膨脹體上的膨脹套筒被腐蝕。
DE 10248664 A1示出了一種由優質鋼構成的膨脹錨栓，在其中，膨脹區段至少部分地具有凹穴。
DE 19522026 A1公開了一種具有在膨脹體和錨栓體之間的中間層的膨脹錨栓，該中間層由光滑薄膜的條帶構成並且不可鬆開地固定在膨脹體和錨栓體之間。
本發明的目的是提供一種可簡單製造的並且同時特別可靠的、有效率的並且用途多的膨脹錨栓及其製造方法。
根據本發明通過具有請求項1的特徵的膨脹錨栓和具有請求項8的特徵的相應製造方法實現了該目的。在附屬
請求項中給出膨脹錨栓的較佳實施方式。
根據本發明的膨脹錨栓的特徵在於，防腐蝕層是Zn-Ni敷層(coating)或Zn-Fe敷層。
根據本發明，使用鋅合金敷層、尤其鋅鎳敷層(Zn-Ni敷層)或鋅鐵敷層(Zn-Fe敷層)作為防腐蝕層，其中，尤其出於更有用的硬度的原因，鋅鎳敷層可為較佳的。在實驗中已經令人驚奇地觀察到，這種防腐蝕層能夠顯著提高膨脹錨栓的效率，這是因為基於兩種有利效果。
一方面，在軟的防腐蝕層中，在表面壓力(例如在錨栓負載時可能出現的表面壓力)較高的情況下通常觀察到一種防腐蝕層的壓入以及進而伴隨有通過一種橫向排擠位於其上的滑動層而造成的磨損，這會導致不期望的摩擦行為。相反，根據本發明實施成Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層的防腐蝕層相對硬。尤其與由純鋅構成的電鍍層(在其中通常硬度小於100HV)(galvanic coating)相反，通過根據本發明的Zn-Ni敷層可獲得例如在350HV和500HV之間的範圍中，較佳約425HV的硬度，即尤其在通常用於位於防腐蝕層之下的膨脹體的鋼的硬度範圍中的硬度，或甚至大於該鋼的硬度。由於Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層的相對高的在底層硬度或位於其上的硬度的範圍中的硬度，在根據本發明實施的防腐蝕層中可以簡單而有效的方式抵抗前述不期望的壓入和開裂，從而能夠以特別簡單的方式獲得特別可靠且有效的錨栓。根據本發明實施的防腐蝕層即為特別硬的且耐磨損的底層，其用於位於其上的功能敷層。
另一方面，以令人驚奇的方式確定了，相比於電鍍的鋅敷層，藉助根據本發明的Zn-Ni或Zn-Fe防腐蝕層能夠獲得在膨脹體和錨栓體之間的摩擦的動態摩擦係數和靜態摩擦係數之間的特別低的差。這對錨栓的負載行為也可為有利的。因為在靜態摩擦係數接近動態摩擦係數時，僅有很小的防止錨栓體滑脫的阻力施加在膨脹體上，從而實現了特別好的再膨脹行為，亦即，在負載情況及/或鑽孔尺寸可能改變時錨栓能可靠地進一步膨脹，例如在斷裂的混凝土中。出於該原因，根據本發明可獲得特別可靠且有效的錨栓，尤其是用於斷裂的混凝土。根據本發明的防腐蝕層因此即使在表面壓力很高的情況下對定義的摩擦係數也表現出特別好的摩擦基礎。
滑動層向外覆蓋防腐蝕層，亦即，防腐蝕層布置在滑動層和承載該層的膨脹體之間。防腐蝕層可直接地即無中間層地置於膨脹體上。但是也可在防腐蝕層和膨脹體之間設置一個或多個中間層。滑動層可直接地即無中間層地置於防腐蝕層上。但是也可在滑動層和防腐蝕層之間設置一個或多個中間層。尤其防腐蝕層可在其朝靠近滑動層的一側上具有鈍化層(膜)，較佳鉻(III)鈍化層。
在Zn-Ni敷層中的鎳含量或在Zn-Fe敷層中的鐵含量較佳為8-18重量%，尤其10-16重量%。如果含量過高，敷層會過脆，由此會損害黏附性能。如果含量過低，會損害防腐蝕性。
根據本發明，錨栓(dowel)體可沿著栓(bolt)移動地布置
尤其固定在栓上。在提及“徑向”和“軸向”時，應尤其相對於栓及/或膨脹錨栓的縱軸線，該縱軸線尤其可以為栓或膨脹錨栓的對稱軸線及/或中軸線。膨脹錨栓尤其可為受力控制而膨脹的膨脹錨栓。
根據本發明，通過膨脹體沿徑向向外對錨栓體施力，並且在此在膨脹體沿栓的拉出方向相對於錨栓體沿軸向移動時，將錨栓體壓到基礎中的鑽孔壁上。在該過程中，尤其通過設置在膨脹體上的斜面引起該過程，並且在其中較佳構造成膨脹套筒的錨栓體也會被擴張，從而將膨脹錨栓錨定在鑽孔中。較佳地，拉出方向平行於栓的縱軸線延伸及/或從鑽孔中指向外。尤其在膨脹體上，膨脹體的表面與栓的縱軸線的距離反向於拉出方向地增大。
根據本發明的防腐蝕層和根據本發明的滑動層至少設置在膨脹體和錨栓體之間的接觸區域中，即尤其在這樣的區域中，在該區域中錨栓體貼靠在膨脹體上使得膨脹體能抵著錨栓體作用並沿徑向向外對後者施力。根據本發明的層也可伸出到接觸區域之外並且也可在整個栓上延伸，這尤其可具有製造技術方面的優點。尤其根據本發明的層也可延伸到栓的後面的負載接收裝置，尤其後面的外螺紋上。
特別較佳的是，防腐蝕層具有350HV和500HV之間的硬度。在該硬度範圍中特別有效地發揮上述的有利效果，尤其在膨脹體由鋼構成時。
尤其可規定，Zn-Ni敷層是由鹼性電解質沉積的Zn-Ni敷層。由此可以特別簡單的方式獲得特別均勻的層厚度，
這又可對於特別均勻的摩擦性能是有利的。
錨栓體及/或栓，尤其栓的膨脹體較佳由金屬材料尤其由鋼構成。特別較佳的即為，膨脹體由鋼構成，較佳由C鋼構成。
適宜地，滑動層可為基於水的滑動塗層，尤其醇酸樹脂(磁)漆(Alkydharzlack)。
特別適宜的是，錨栓體是膨脹套筒，其至少部分地包圍栓，及/或膨脹體是膨脹錐。由此實現了在周向方向上特別均勻的力導入。較佳地，膨脹套筒的圍繞栓縱軸線的角擴張至少為270°。根據本發明，膨脹錐用於擴張膨脹套筒，即用於沿徑向擴開膨脹套筒。可設置一個錨栓體或多個錨栓體以及相應數量的膨脹體。膨脹錐可具有在數學上嚴格意義的錐形表面，但是這不是必須的。
根據本發明，栓可具有負載接收裝置，其尤其可構造成外螺紋、內螺紋或頭部。負載接收裝置用於將指向拉出方向的拉力導入膨脹錨栓中。適宜地，膨脹體布置在栓的第一端部區域中，負載接收裝置布置在栓的相反的第二端部區域中。尤其拉出方向的方向矢量可從膨脹體指向負載接收裝置。膨脹體的表面至栓的縱軸線的距離較佳隨著與負載接收裝置的距離的增加而增加。
膨脹錨栓較佳是栓類型的膨脹錨栓。在這種膨脹錨栓中，在安置錨栓時膨脹體通過栓相對於錨栓體的軸向運動而被拉入錨栓體中。在栓類型的膨脹錨栓中栓較佳構造成一件式，尤其膨脹體與相鄰的栓區域實施成一件。較佳地，
在栓上構造止擋尤其環形凸肩，其限制錨栓體從膨脹體上移動出去。
可替代地，膨脹錨栓可為套筒類型的膨脹錨栓。在套筒類型的膨脹錨栓中，栓具有與膨脹體分開的錨桿，其中，膨脹體較佳經由對應的螺紋與錨桿連接。此時在安置錨栓時，較佳至少部分地通過使錨桿相對於膨脹體旋轉可使得膨脹體被拉入錨栓體中，該旋轉通過由對應的螺紋所形成的螺桿傳動轉變成膨脹體相對於錨桿的軸向運動。尤其在套筒類型的膨脹錨栓中，也可實施成多件式的錨栓體也直達鑽孔口。
本發明還關於根據本發明的膨脹錨栓的製造方法，在其中，電沉積防腐蝕層，尤其從鹼浴中電沉積防腐蝕層。接著電沉積防腐蝕層之後，可例如在浸漬法中尤其在浸漬離心方法中施加滑動層。在電沉積防腐蝕層之後並且在施加滑動層之前，對防腐蝕層較佳進行鈍化尤其Cr(III)鈍化。
5‧‧‧基礎
6‧‧‧安裝件
8‧‧‧螺母
10‧‧‧栓
11‧‧‧頸部區域
12‧‧‧膨脹體
13‧‧‧斜面
15‧‧‧錨桿
17‧‧‧止擋
18‧‧‧外螺紋
20‧‧‧錨栓體
61‧‧‧防腐蝕層
62‧‧‧滑動層
88‧‧‧頭部
100‧‧‧縱軸線
101‧‧‧拉出方向
下面根據在圖式中示意性示出的較佳實施例詳細闡述本發明，其中，原則上在本發明中下面所示實施例的各個特徵可單獨地或任意結合地實現。在圖式中示意性地示出以下
圖1示出了根據第一實施方式的安置在混凝土基礎中的根據本發明的膨脹錨栓的部分縱向剖視圖。
圖2示出了圖1的膨脹錨栓在膨脹體和錨栓體之間的接觸區域處在圖1中用圓標示的位置的詳細視圖。
圖3示出了在圖1和圖2的實施方式的變型中的膨脹錨栓的栓的側視圖。
圖4示出了根據另一實施方式的安置在混凝土基礎中的根據本發明的膨脹錨栓的部分縱向剖視圖。
圖5示出了圖4的膨脹錨栓在膨脹體和錨栓體之間的接觸區域處在圖4中用圓標示的位置的詳細視圖。
相同的或作用相似的元件在圖式中用相同的元件符號表示。
圖1和圖2示出了根據本發明的膨脹錨栓的第一實施例。如尤其圖1所示，膨脹錨栓具有栓10和構造成膨脹套筒的錨栓體20，該錨栓體包圍栓10。栓10具有橫截面恆定的頸部區域11並且與頸部區域11連接地在栓10的前端部區域中具有構造為膨脹錐的用於錨栓體20的膨脹體12，膨脹體的表面構造為斜面13。在此，斜面13實施成旋轉對稱的。由於斜面13，栓10在膨脹體12上從頸部區域11開始朝其前端部擴張。在頸部區域11的背離膨脹體12的一側上，栓10具有例如構造成環形凸肩的止擋17，止擋用於構造成膨脹套筒的錨栓體20。栓10在其與膨脹體12相反的後端部區域上設有用於螺母8的外螺紋18。
在安置膨脹錨栓時，栓10以膨脹體12在前、反向於拉出方向101地、與栓10的縱軸線100平行地推入圖1的基礎5中的鑽孔中。在此，由於止擋17也將構造成膨脹套筒的錨栓體20引入鑽孔中。然後，例如通過旋緊螺母8
使得栓10又在平行於縱軸線100延伸的拉出方向101上從鑽孔中拉出一段。構造成膨脹套筒的錨栓體20在此由於其與鑽孔壁的摩擦而被留下，並且栓10相對於錨栓體20移動。在移動時，栓10的膨脹體12始終更深地侵入錨栓體20中，使得錨栓體20由膨脹體12沿徑向擴張並且擠壓鑽孔的壁。通過該機構使得膨脹錨栓固定在基礎5中。在圖1中示出了膨脹錨栓固定在基礎5中的安置狀態。藉助螺母8可使安裝件6固定在基礎5上。
如尤其從圖2中所見，膨脹體12在其斜面13上構造的與錨栓體20的接觸區域中具有雙敷層，雙敷層由布置在內部的防腐蝕層61和布置在外部的滑動層62構成，其中，防腐蝕層61布置在滑動層62和承載尤其材料連接地承載兩個層(防腐蝕層61、滑動層62)的膨脹體12之間。對此，防腐蝕層61是Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層，滑動層62例如是基於水的滑動塗層。
在圖1和圖2的實施例中描述了在膨脹體12上的由防腐蝕層61和滑動層62構成的雙敷層。如圖3所示，在圖3中用虛線示意性強調地放大示出的具有防腐蝕層61和滑動層62的雙敷層也額外地延伸至頸部區域11上，或如未示出地，延伸至整個栓10上。
在圖1至圖3的實施例中，膨脹錨栓分別實施成所謂的栓類型的膨脹錨栓。在圖4和圖5中示出了膨脹錨栓構造成所謂的套筒類型的膨脹錨栓的另一實施例。與圖1至圖3中的膨脹錨栓(在其中膨脹體12沿軸向牢固地固定在
栓10的其餘部分上並且尤其與栓10的其餘部分一件式地構造)相對，圖4和圖5的實施例的栓10具有錨桿15，錨桿與膨脹體12分開，亦即，錨桿15和膨脹體12為兩個單獨的部件。具有斜面13的膨脹體12具有內螺紋，內螺紋與栓10的錨桿15上的外螺紋相對應。此外，在圖4和圖5的膨脹錨栓中，構造成膨脹套筒的錨栓體20也可為多件式的並且直達鑽孔口，在栓10的後端部區域上，具有外多邊形結構的加寬頭部88不可相對轉動地布置在錨桿15上。
為了安置圖4和圖5的膨脹錨栓，使錨桿15，較佳經由頭部88，圍繞縱軸線100轉動。對應的螺紋使該錨桿15的轉動運動轉變成膨脹體12相對於錨桿15的軸向運動以及進而相對於錨栓體20的軸向運動，這使得具有斜面13的膨脹體12被拉入錨栓體20中。
在圖4和圖5的膨脹錨栓中，栓10的膨脹體12在構造在膨脹體12的斜面13上的與錨栓體20的接觸區域中也具有由布置在內部的防腐蝕層61和布置在外部的滑動層62構成的雙敷層，其中，防腐蝕層61是Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層，滑動層62例如是基於水的滑動塗層。
5‧‧‧基礎
6‧‧‧安裝件
8‧‧‧螺母
10‧‧‧栓
11‧‧‧頸部區域
12‧‧‧膨脹體
13‧‧‧斜面
17‧‧‧止擋
18‧‧‧外螺紋
20‧‧‧錨栓體
100‧‧‧縱軸線
101‧‧‧拉出方向
Claims (8)
- 一種膨脹錨栓，具有：至少一個錨栓體(20)；以及栓(10)，前述栓(10)具有膨脹體(12)，當前述膨脹體(12)在拉出方向(101)上相對於前述錨栓體(20)移動時，前述膨脹體(12)對前述錨栓體(20)徑向朝外施力；其中，在前述膨脹體(12)上設置有防腐蝕層(61)和覆蓋前述防腐蝕層(61)的滑動層(62)；其中，前述防腐蝕層(61)是Zn-Ni敷層或Zn-Fe敷層。
- 如請求項1所記載之膨脹錨栓，其中，前述防腐蝕層(61)具有在350HV和500HV之間的硬度。
- 如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓，其中，前述Zn-Ni敷層是由鹼性電解質沉積的Zn-Ni敷層。
- 如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓，其中，前述膨脹體(12)由鋼構成。
- 如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓，其中，前述滑動層(62)是基於水的滑動塗層。
- 如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓，其中，前述錨栓體(20)是膨脹套筒，其至少部分地包圍前述栓(10)；以及前述膨脹體(12)是膨脹錐。
- 如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓，其中，前 述膨脹錨栓是栓類型的膨脹錨栓。
- 一種用於製造如前述請求項中任一項所記載之膨脹錨栓的方法，在其中，電沉積防腐蝕層(61)。
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