TWI377281B - Befestigungselement - Google Patents

Description

I I1377281 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ‘ 本發明涉及一種帶有申請專利範圍第丨項的引文特微 的緊固件。 。 【先前技術】 由公開文件DE 40 1 1 229 A1公開了這種用於錨固在後 切底的鑽孔内的緊固件。在該文本中記載的緊固件尤其適 用於將板狀的構件，如天然石板，固定到承重結構上。緊 固件設計成切底錨栓並且具有杆段和膨脹元件。在杆段 上，在其裝入側的前端設置有錐形的擴張體，環形或套筒 形的膨脹元件能夠用該擴張體進行擴張。此外，杆段在後 部具有載荷件。膨脹元件由·套筒形的金屬環構成，該金 屬環被屋頂狀地設計成單坡屋頂的形式，《帶有多個屋頂 狀彎曲的部段。 此外在緊固件的杆段上還設置有膨服套筒。若該膨服 套筒朝錐形的擴張體方向在轴向沿杆段運％，那麼膨脹套 筒經由朝裝入方向加寬的錐形的擴張體擠壓膨脹元件由 此將所述環撐開，從而使該環 衣1 ^ 0p刀填滿被切底的鑽孔 的底切部。通過擴張體的擴張， ^ 茱固件破形狀配合地錨固 在鑽孔内。因此經由緊固件脾六 w于口什將力從板狀的構件傳遞到承重 結構上，緊固件經由設計成外 又卜螺紋的载荷器件與所述承重 結構相連。 ^/7281 【發明内容】 件 本發明所要解決的技術問 創造一種不同的緊固 按照本發明’該技術 的緊固件解決。按本發明的、用^申清專利範圍1特徵 的緊固件包括杆段和膨二：:::被切底的鑽孔内 = 荷器件。擴張體尤其設計成錐形部段， 件:二;Γ佈置在杆段的裝入側前端上。載荷器 千例如構4爲外螺紋。膨脹元 筒形”音咗基 双营同形，其中套 心未者膨脹元件在周向上基本 尤复是一藉名令匕圔杆奴。膨脹元件 種在周向上封閉的套筒。“裝入方 側指的是緊固件置入鑽孔的 1虞入 的側面。 ⑽緊固件用來置入鑽孔 按本發明的緊固件的特點在於膨脹元件 膨腊元株且古：f® TT/ 荷U又δ十。 脹兀件…有㈣的基體，在裝 佈置在兮某辦u v 個膨脹片被 入方二 %形的基體尤其佈置在膨脹元件的沿裝 。罪後的端部上。環形的基體優 <( 片”指的早一站+ , 外河封閉。膨脹 私的疋-種在膨脹元件擴張時徑向 體運動的元件。若緊周杜办Mt 作離開裱形基 干右系固件位於被切底的鑽孔内且 例如借助膨脹套筒壓向擴張體，那麼 ：脹兀件 的擴茫_你A + t 6通過錐形加寬 ^ ^向向外地運動，從而使膨脹片嚙入 中，廿〇在底切部 、’ 父邻分填滿該底切部。膨脹片具有飛此 封閉的穿：FI 6Λ ·7ΐ 、开^狀爲全面 穿孔的孔口，尤其這樣佈置該穿孔， 匕與壤形基體連接的區域内的膨脹 J 了在 T/、戢囱。在此，孔 5 1377281 口位於膨脹片"此在膨脹片撐開時孔口基本上與膨脹 片起向外運動。孔口可以尤其設置在膨脹片的面朝基體 的區域上，因此使該孔口被膨脹片和基體包圍。由此在膨 脹片上創造出一個限定的、橫截面減小的鉸鏈狀彎曲部， 膨脹片在該-曲部上很容易彎曲。因此膨脹元件报容易被 撐開，從而僅需一個小的軸向力就能使膨脹元件在鑽孔内 擴張進入底切部。按本發明的緊固件由此也能夠裝入非常 薄的構件’而不會因膨脹元件的擴瘙而破壞構件。膨脹片 的其餘部分能夠由此而設計成實心的，從而其將底切盡可 ，完整且平坦地填充，並且膨脹片本身在其中如此之穩 疋’以致於通過膨脹元件能夠將很大的應力從有待固定的 構件傳遞到承重結構中。 …在按本發明的緊固件的-種優選設計形式中，孔口也 可以構造成，在其表面的主要部分内貫穿膨服片，從而使 批脹片僅由環形的壁構成，該壁包括兩個接片和一個沿裝 入方向靠前的响合區。該壁尤其的薄，這意味著它的厚度 比于孔口的大小而言是很小的。在相應較大的孔口中， 二的材枓厚度很小，從而使膨脹片本身能較爲容易地變 二=將緊固件裝入狹小的鑽孔時，膨脹片的環形壁 …形性使得經由膨腺元件施加到鑽孔壁上的厂堅力減 小。右膨脹片用其自由端、 H ^ ^ ^ „ 匕位口增孔壁’那麼膨脹 =緊並變形，因此，相比帶僅有小孔口的膨脹片 這樣的緊固件更容易安裝。對可變形性而言尤 …的-，將環形的基體與壁的構成自由端部的… 印7281 區連接起來的壁的接片設計得盡可能細長，因而能輕易將 …緊由其長度與其寬度的比決定的接片的細長度優選 在1至4 ’優選在15和3 〇之間的數量級内。

在緊固件的一種股優選實施形式中，將接片在其背離 環形基體的前端上相互連接起來的响合區基本彎曲形狀地 冓成 f曲形狀在這裏尤其意味著，嚙合區是圓環的 一 p刀也就疋垅具有這樣的表面，該表面被包夾在兩個 ::的圓之間。冑曲形”描述了各種類型的能夠實現嚙 一品L 種4拱穩定地得以構造的連接。當彎棋式的0齒 合區來到鑽孔壁上0夺，那麼該嚙合區便會报容易地變形， C /、對嗜合區產生作用的壓應力會通過f拱作用而導出到 接片上’接片則折扭或者被壓緊，從而施加到鑽孔壁上的 [力減小尤其對於能夠輕易且在定義的應力下折扭或壓 5的細長的接片而言會帶來膨脹片的定義的變形，從而保 濩了構件不會由於在安置緊固件時的壓力而被損壞。 在按本發明的緊固件的一個優選的實施形式中，膨脹 片構造成沿其自由端方:向逐漸收縮變:細。這樣設計的優點 在於，膨脹片在碰到鑽孔壁時更容易變形。當膨脹片具有 例如接片的k候’那麼接片會由於變細結構的緣故而相對 於鑽孔壁傾斜。當膨胳μ & A丄 田恥脹片的自由端碰到鑽孔壁上時，那麼 在接片中由於傾斜的緣故不僅導入了壓應力而且導入了彎 曲力矩’從而接片在較低的壓應力下就已經變形。由此減 小了能夠通過緊固孙歧λ Μ，，μ 震入鑽孔壁而產生的應力，尤其是本 膨脹片被壓向鑽孔启邮〇士 ^ 田 實孔底。「時。對可變形性而言，特別有利的 7 1377281 疋’孔口沿膨脹片的自由端方向逐漸收縮變小， 口 、 九具疋孔 的逐漸變小與膨脹片的逐漸變細對應。這樣— 14 μ ^ 水，例如 按月就能相對細長地構成。 ，設防轉動裝置的第—部分 杆段’優選在杆段的擴張體上 _，八 轉動裝置的第一部分尤其設計成鼻狀隆起的形式。鼻， =與:皮樓開的膨脹元件對應’從而使被樓開的膨脹元: …'沄相對于杆段以及在其軸向轉動。若緊固件在 鑽·?丨 ΐλϋ lift. ?e & 6¾ 内擴張’那麼在鑽孔壁和樓開的膨脹元件之間的摩摔 —立了膨脹元件相對於鑽孔的轉動’以及防轉動裝置的第 了杆段相對於膨脹元件以及因而也相對於鑽孔 的轉動。因此可以例如將螺母毫無問題地擰至 構上螺紋的載荷器件上，以便例如將緊固件固定到承重分 固件二Γ件在掉螺母時不會隨之轉動。例如可以在; 應。爲：::二上"一個環形槽，它與鼻狀隆起對 兀件與鑽孔壁之間的摩擦，可以在 牛上…不平坦元件。該不平坦元件 的凸起'壓花或槽狀的凹陷。 疋鼻狀成齒狀 膨脹片的孔口優選設計爲，使其 :分對應，並且與該第—部分共同構成二 動裝置的第-部分，鼻狀隆起，被卡==二轉 口中，所述孔口在该箱达 頌在％脹片的孔 分，並且通、… 下形成防轉動裝置的第二部 、且通過與膨脹元件的配合 周向轉動。在這種情h 接防止了杆段沿 隋况下，孔口滿足雙重功能：它實現了 /ζοι 膨脹7L件方便的 ，τ β ^ 擴張以及必要時膨脹片的變形，此外還Μ 成了防轉動裝置的坌此外還構

Rm. 第一部为。因此，無需在膨脹元件上# 置附力，構件作爲防轉動裝置的第二部分。 又 :::發明的緊固件的一種優選的實施形式中，在膨 、70 ’ 土體上設置至少兩個 / 缺口彼此分開。Λ卢丑， 匕們在周向上通過 在辰形的基體上設多個膨胳， 膨脹片的幾何形妝盥雄， 、 沒樣做使 g? 狀/、鑽孔的底切部的幾何形狀達到最佳谪 配，且孔口可以机4 # — 心』取後適 。又叶成，貫現了最佳的力傳遞 :軸向力就能樓開膨脹元件。尤其可以通過佈置=:: ^膨脹片的爲環形設計的鑽孔所需的f曲減 最小，所述膨脹片經由圓周分佈在環形基體上。若膨^ 在周向上大幅度蠻曲 K 片 又f曲，就防止了膨脹元件被輕鬆地撐開， 因爲擴張時，膨脹片本身必須被彎曲。 優選的疋，故樣設計在至少兩個膨張片之間的缺口， 使得該缺口與防轉動裝置的第一部分對應。作爲備選，令 缺口在這種情況下構成防轉動裝置的第二部分。特別有利 的是防轉動裝置的兩個不同的部分的以及備選的第二部分 的設計。因此可以在一個或多個膨脹片上設置—個孔口， 亚且在膨脹片之間可以有缺口。戶斤以確保了防轉動裝置的 第一部分在杆段沿軸向輕微轉動後就已經與防轉動裝置的 第二部分接觸，戶斤述第二部分與第一#分對應並且與第一 部分共同構成防轉動裝置。 在按本發明的緊固件的另一個優選的實施形式中，在 膨脹元件的環形的基體上設置了沿著徑向向内取 口的止擔 1377281 台。該止擋台保證了膨脹元件在杆段的擴張體上的限定的 止擋點。優選在擴張體上設計一個與該止擋台對應的止护 凸肩。該止擋凸肩與止擋台一起用作止擋元件，並且限制 了膨脹元件和擴張體之間的相對移動。止擋元件因此防止 了膨脹元件通過軸向力過深地壓入鑽孔和/或底切部中由 此在鑽孔壁區域内産生能夠損壞構件的有害應力。 最好，按本發明的緊固件的膨脹元件是—種衝壓件， 尤其是一種金屬制的衝壓彎曲件。這實現了膨脹元件和按 本發明的緊固件的簡單且成本低廉的製造。 接下來借助附圖所示實施例詳細解釋本發明。 【實施方式】 在圖1和2中示出了在未張開狀態下的按本發明的緊 固件1 ’以及示出了該緊固件如何能夠沿裝入方向e插入到 帶底切部的、未示出的鑽孔内。裝入方向E平行於緊固件！ 的縱軸A。緊固件i設計成用於錨固在未示出的切底式鑽孔 内的切底錫栓。緊固件i由杆段2、膨脹元件3和膨服 4組成。 杆段2是帶有圓柱形部段5和在裝入側與該圓柱形部 段連接的圓錐形部段6的錐形螺栓，所述圓錐形部段構成 杆段2的，端。圓柱形部段5具有形式爲外螺紋的‘荷器 件7。載荷器件7例如用於將緊固件丨固定到同樣沒有示出 的承重結構上。圓錐形部段6構成擴張體8，其直=朝$入 方向E變大。當膨脹元件3沿裝人方向E朝著圓㈣部段6 1377281 . 移動時，膨脹元件3通過擴張體8張開。在圓柱形部段5 和圓錐形部段6之間的過渡處，圓錐形部段6的直徑大於 圓柱开部段5的直徑，由此産生一個在徑向超出圓柱形部 段5的圓環面，所述圓環面構成止擋凸肩9。在圓錐形部段 6的裝入側的前部上設有一鼻狀隆起1〇，作爲防轉動裝置 的第部分1丨。鼻狀隆起11凸狀地沿徑向，亦即相對縱轴 A標準地’突出於圓錐形部段6的外殼面1 2。 φ 膨脹元件3在其後端具有環形的基體1 3，該環形的基 體作爲封閉的套筒環形地包圍杆段2的圓柱形部段5 ^在基 體U上於裝入側設四個膨脹片14，它們通過缺口 Μ在周 向上彼此間隔一定距離。在環形的基體13上，在其後端設 計有一個徑向向内定向的止擋台16，它和杆段2的止擋凸 肩9 一起起到止擋元件的作用。膨脹片14分別具有全面環 繞的穿孔形式的孔口 1 7，所述孔口大致佈置在各膨脹片14 的中央。通過孔口 17在膨脹片14上產生了環形壁21，環 φ 形壁帶有用於嚙合到同樣未示出的鑽孔的未示出的底切部 中的嚙合區18，以及兩個用各一個鉸鏈狀的彎曲部1 9將嚙 合區18和基體13相互連接的接片22。由於孔口 17，鉸鏈 .狀的彎曲部19設計得很便於彎曲.因此一個朝裝入方向£ 取向的相對較小的軸向負荷就足以使膨脹片14，與孔口 Η 和壁21 —起，通過將膨脹元件3移到杆段2的圓錐形部段 6上而在徑向向外撐開。嚙合區18設計得實心且穩定因 而能經由該嚙合區在鑽孔壁和緊固件丨之間傳遞較大的力。 基於包括膨脹片14表面的主要部分的較大的孔口 17, 1377281 土 較爲'專地構成並從而是容易變形的。壁21環形地具 有通過彎曲形喷合區18彼此連接的接片22。接片22相對 細長’這在圖5和6中清楚可見。接片22的細長有利於它 的可镦鍛性。通過將妨區18 ^形地構造可以將在膨服 片14娅到鑽孔壁上時作用在嚙合區π上的壓應力通過嚙 合區料給接片應力作用在^接片中，並且，由於 沿周向在喷合區18和接片22之間的4隔以及由於接片Μ 的傾斜而在接片22中還附加作用有彎曲力矩。由於嚙合區 ^破構造成彎曲形且被構造成帶有外㈣r的圓環的一部 为’所以嚙合區18起到了較爲穩固的彎拱部的作用 應力的作用下，嚙人冋彳s 喵。£18可以略微變形，壓 被導給接片22,接片22由於e 〜刀主要會 〇 片由於其細長構造的緣故在較小且較 月匕精確定義的負載下變形。 1各士 、傈的好處在於，不會有如例 如在膨脹7C件3膨脹時形成的那樣 银的/D縱軸方向A作用的 較大的力通過膨脹片14傳遞到鑽孔的底部。 :論是膨脹片14還是孔口 17，都朝膨脹片Μ的自由 鈿方向逐漸收縮，此時在圖5和6 侔目丨丨S VL V-上4 T不出的未考曲的衝壓 牛貝丨疋〜徑向朝著嚙合區J 8 爲3D。，甘士 . 逐漸收鈿。收縮處的頂角α ··、 中，5亥角通常優選在20。和40。t π j- 片22的寬度β基本上保持恒定 接 障况下可以簡化地等同于孔口 種 使拯β 99 e & 17在徑向上的高度H，從而 使接片22的細長度，亦即高度H與 2.2。這樣有利於膨脹片14的又,t ’大約在 的嘁入r· , 了支形性。由於收縮，圓環形 的嚙s區1 8較小且較爲穩固 相反，接片22則較長。因 12 1377281 此，在壓應力的作用下’起彎拱作用的喷合區18將麼應力 直接導給接片22並在接片22中産生附加的f曲力矩。接 片22能夠很容易地被壓扁並自身變形地定義。因此，按本 發明的緊固件i也能裝入非常薄的構件中而不會由於膨腸 π件1的膨脹而損壞構件。 >脹套筒4 4成空心圓柱體。在此’ ^計成圓柱形 鑽孔20的空腔具有基本上與杆段2的圓柱形部段$的外和 對應的内徑。若膨脹套筒4通過例如經由未示出的屡緊果: 置施加的軸向力朝裝入方向Ε移動，則膨脹套筒4將膨脹 元件3按壓超過擴張濟，吉$ 、颁m體直至止擋台16碰到杆段2的止擋 =月9。即使之後提高軸向力’膨脹元件3也不會再繼續朝 二方向E移動。因此可以防止膨脹元件3的過度擴張。 膨脹元件3移到擴張體8上，使膨脹片丨4被徑向向 牙開’並且在鉸鏈狀彎曲部19的區域内彎曲。圖3和 4中示出了張開狀態。 :了在裝入鑽孔並擴張的緊固元# ι中能將一未示出 1、擰到料成外螺紋的載荷器件7上，而不會使緊固 體8的在鑽孔内一起轉動，緊固件】具有防轉動裝置。擴張 :圓錐形部段6上的鼻狀隆起1〇用作防轉動裝置的第 八 或士圖3所不，孔口 1 7構成防轉動裝置的第二 :二所述孔口設計成與鼻狀隆起10對應，從而使該孔口 或如^起1G在張開狀態下能夠彼此形狀配合地喃合； 裝置的：所：：缺口 15在兩個膨脹片14之間起到防轉動 置的第—部分的作用。g LU Z.4, 爲此，缺口 1 5構造成在張開狀態 13 1377281 下能夠和鼻狀隆起丨0同樣形狀配合地嚙合。若緊固件1在 鑽孔内擴張’那麽擴張後該鼻狀隆起10或卡鎖在孔口 17 中’或卡鎖在缺口 15中。根據膨脹元件3相對于杆段2的 取向’緊固件]在周向上的略微轉動是必要的，直至防轉 動裝置的第一部分u卡鎖在防轉動裝置的第二部分中。卡 鎖後’防轉動裝置將一個通過螺母施加的扭矩經由擴張的 膨服7G件3通過摩擦配合傳遞到未示出的鑽孔壁上。由此 防止緊固件1在鐵孔内隨之一起轉動。 緊固件1的膨脹元件3製造成金屬制的衝壓彎曲件。_ 杆奴2同樣用金屬製成並且通過冷鍛變形成本低廉地製 ^反之膨脹套筒4用纖維增強的塑膠製成並且在壓轉 工麻_製k。按本發明的緊固件因此能夠成本低廉地製造 並且基於其設計有效且簡單地安裝。 【圖式簡單說明】 圖1 π按本發明的緊固件在未張開狀態下的視圖； 圖2%圖1的剖面圖； 攀 . 疋知本發明的緊固件在第一種張開狀態下的立體 圖； 〜 圖4疋按本發明的緊固件在第二種張開下的立體 圖， 圖；L5是膨脹元件作爲衝壓件在未彎曲狀態下的立體 圖6是圖5的衝壓件的膨脹片的俯視圖。 14 1377281

【主要元件符號說明】 1 緊固件 2 杆段 3 膨脹元件 4 膨脹套筒 5 圓柱形部段 6 圓錐形部段 7 載荷器件 8 擴張體 9 止擔凸肩 10 鼻狀隆起 11 防轉動裝置的第一部分 12 外殼面 13 基體 14 膨脹片 15 缺口 16 止擔台 17 孔口 18 。齒合區 19 鉸鏈狀彎曲部 20 鑽孔 21 壁 22 接片 15 1377281 E 裝入方向 A 縱軸 R 嚙合區1 8的外半徑 B 接片 22的寬度 L 接片 22的長度 H 孔口 17的高度 a 頂角 16

Claims (1)

1377^81 • / " —---- / 1〇1年09月Η日修正替換頁 / 七、申請專利範圍： --- S 1. 一種用於錨固在被切底的鑽孔中的緊固件（1)， -帶有杆段（2)和膨脹元件（3),及膨脹套筒⑷ 其中’在杆段（2)上設置了用於撐開膨脹元件⑴ 的擴張體（8 )和載荷器件（7 )， -其中’膨脹元件（3)設計成套筒形， 其特徵在於， -膨脹元件（3)具有環形的基體（13), •在基體（13)上於裝入側設置有膨脹片（14)，以及 -該膨脹片（14)具有孔口（17)，膨脹套筒⑷和 膨脹元件（3 )係设計成分別的個別元件，環形的基體（⑴ 本身封閉。 2·如申請專利範圍第！項所述的緊固件，其巾，膨脹 片包括環形的壁（21)，所述壁（21)包括兩個接片（22) 和一個嚙合區（18)。 3. 如申請專利範圍第2項所述的緊固件，其中，嚙合 區（18)基本彎曲形地構成。 4. 如申請專利範圍第i或第2項所述的緊固件，其中， 膨脹片（14)朝其自由端方向逐漸收縮。 5. 如申請專利範圍第i或第2項所述的緊固件，其中， 孔口（17)朝膨脹片〇4)的自由端方向逐漸收縮/、 6. 如申請專利範圍第i或第2項所述的緊固件，其中， 在所述杆段（2 )上設置了防轉動裝置的第一部分（丨丨）， 特別是鼻狀隆起（1 〇 )的形式。 17 1377281 101年09戍7日修正替換頁 7·如申請專利範圍第6項所述的緊固中，膨脹’ 片（14)的孔口 〇7)設計成與防轉動裝置的第-部分（⑴ 對應並且與之一起構成防轉動裝置。 8. 如申請專利範圍第6項所述的緊固件，其巾，在美 體（13)上設置了至少兩個膨 ^ 土 服片（14)，它們在周向上 通過缺口（ 1 5 )彼此分開。 9. 如申請專利範圍第8項所述的緊固件，其中，缺口 (15)如此構造’以致於該缺口（15)與防轉動裝置的第 一部分（Π)對應並且與之一起構成防轉動裝置。 10. 如申請專利範圍第i或第2項所述的緊固件，其 中，在環形的基體（13)上設置了沿著經向向内取向的1 擋台（16)。 11 ·如申請專利範圍第i 〇項所述的緊固件’其中，在 擴張體⑴上構造有止擋凸肩（9),它與止擋=(Μ) 起作爲用於限制在膨脹元件（3 )和擴張體（8 )之間的 軸向相對運動的止擋元件作用。 a’ 12.如申請專利範圍第丨或第2項所述的緊固件，其 中，％脹元件（3)是衝壓件，尤其是衝壓彎曲件。 八、圖式： (如次頁） 18