WO2004106755A1 - Spreizanker aus metall - Google Patents

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WO2004106755A1
WO2004106755A1 PCT/EP2004/005169 EP2004005169W WO2004106755A1 WO 2004106755 A1 WO2004106755 A1 WO 2004106755A1 EP 2004005169 W EP2004005169 W EP 2004005169W WO 2004106755 A1 WO2004106755 A1 WO 2004106755A1
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WO
WIPO (PCT)
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expansion
anchor
expansion anchor
sleeves
sections
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/005169
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Thielemann
Marc Schäffer
Wolfgang Seeger
Original Assignee
Fischerwerke Artur Fischer Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/04Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front
    • F16B13/06Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front combined with expanding sleeve
    • F16B13/063Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front combined with expanding sleeve by the use of an expander
    • F16B13/065Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front combined with expanding sleeve by the use of an expander fastened by extracting the screw, nail or the like

Definitions

  • the invention relates to an expansion anchor made of metal with the features of the preamble of claim 1.
  • Such an expansion anchor for fastening a component to a substrate is known from document DE 28 28983 A1.
  • the known expansion anchor has an anchor base part with an external thread as a fastening means and a plurality of expansion sections which are reduced in diameter and widen conically in the direction of insertion of the expansion anchor.
  • An expansion sleeve is axially slidable on each of these expansion sections.
  • To set the expansion anchor it is inserted into a borehole in the subsurface and then a nut on the external thread of the anchor base part is tightened against the subsurface or the component to be fastened. By hooking the expansion sleeves on the inner wall of the borehole, they are held in relation to the displacing anchor base.
  • expansion section By pulling the expansion section into the expansion sleeves, these expand and thereby expand in a borehole in the subsurface. Due to the multiply arranged expansion sections, a favorable distribution of the anchoring forces in the borehole is possible. However, such an arrangement, in particular with three or more expansion sections, requires complicated handling and assembly of the individual expansion sleeves designed as stamped and bent parts during manufacture.
  • the invention is therefore based on the object of creating an expansion anchor of the type mentioned which, with the same performance, has lower manufacturing costs.
  • the expansion anchor with the features of claim 1.
  • the expansion sleeves are connected by a web to form a one-piece expansion sleeve assembly.
  • the spreading sections have recesses corresponding to the webs.
  • all of the expansion sleeves of an expansion spreader ⁇ m @ i ⁇ fsa can be manufactured and assembled as an eirl part, which makes production considerably cheaper.
  • This expansion sleeve assembly is preferably designed as a stamped and bent part.
  • each web has a weakening. The web can be lengthened or shortened at this weakening. This is important so that the expansion sleeves can expand individually, for example in the case of an irregular borehole wall, if one expansion section fails due to a dynamic crack in the subsoil or the like, and the load is thus taken over by the other expansion sections.
  • An optimized load-bearing behavior of the expansion anchor is achieved if the maximum expansion paths of the individual expansion sleeves from expansion sleeve to expansion sleeve decrease in the direction of insertion of the expansion anchor. This ensures that when the expansion anchor is set, the expansion sleeve closest to the bottom of the borehole is most expanded, while the others are expanded less and less against the direction of insertion. In contrast to a uniform spreading, this ensures that when a load is applied to the fasteners of the anchor base part, the force is not introduced into the subsurface primarily on the expansion sleeve facing away from the bottom of the borehole at a shallow depth, but rather the force is distributed more evenly over all expansion sleeves. As a result, stress peaks on a single expansion sleeve are avoided in particular.
  • a preferred embodiment provides that only the lengths of the parts of the expansion sections with reduced diameter decrease in the direction of insertion of the expansion anchor, while the other dimensions remain unchanged.
  • FIG. 1 is a side view of the expansion anchor according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the base part of the expansion anchor
  • Figure 3 is a perspective view of the expansion sleeve assembly of the
  • FIG. 1 shows an expansion anchor 1 according to the invention made of metal.
  • the expansion anchor 1 is used to fasten a component 2 to a base 3.
  • the expansion anchor 1 has an anchor base part 4 with an external thread 5 as a fastening means for the component 2 and a plurality of expansion sections 6 with reduced diameter and widening conically in the direction of the anchor end 7.
  • An expansion sleeve 8 is placed axially displaceably on each of the expansion sections 6.
  • the expansion sleeves 8 are connected by webs 9 to an expansion sleeve assembly 10.
  • the expansion anchor 1 is inserted into the borehole 11 of the subsurface 3. This can be done by pushing through the component 2, or the component 2 is placed on later.
  • the washer 12 and the nut 13 serve as counter bearings when the expansion anchor 1 is expanded. This is shown here in the state before the nut 13 is tightened.
  • they have radial lugs 14. If the nut 13 is tightened for spreading, the anchor base part 4 moves relative to the fixed expansion sleeves 8.
  • FIG. 2 again shows the anchor base part 4 with the expansion sections 6. These have recesses 15, in which the webs 9 of the expansion sleeve assembly 10 are arranged in the assembled state.
  • the differently long expansion paths a1 - a4 explained with reference to FIG. 1 are achieved by lengths (b1 - b4) of the parts of the expansion sections (6) with reduced diameter decreasing in the direction of the anchor end 7.
  • FIG 3 the expansion sleeve assembly 10, which is made as a stamped and bent part, is shown.
  • the weakenings 16 of the webs 9 enable the webs 9 to be elongated or compressed even with small tensile or compressive forces and thus an axial movement of the expansion sleeves 8 relative to one another. This ensures that the expansion sleeves 8 can expand individually despite their one-piece construction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spreizanker (1) aus Metall zur Befestigung eines Bauteils (2) an einem Untergrund (3). Der Spreizanker (1) weist ein Ankergrundteil (4) mit Befestigungsmitteln (5) und mehreren im Durchmesser reduzierten, sich konisch in Einbringrichtung des Spreizankers (1) erweiternden Spreizabschnitten (6) auf, auf die jeweils eine Spreizhülse (8) axial verschiebbar aufgesetzt ist. Um einen derartigen Spreizanker zu schaffen, der bei gleicher Leistungsfähigkeit geringere Herstellkosten aufweist, schlägt die Erfindung vor, dass die Spreizhülsen (8) durch einen Steg (9) zu einem einstückigen Spreizhülsenverband (10) verbunden sind und die Spreizabschnitte (6) mit den Stegen korrespondierende Ausnehmungen (15) aufweisen.

Description

Spreizanker aus Metall
Die Erfindung betrifft einen Spreizanker aus Metall mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Dokument DE 28 28983 A1 ist ein derartiger Spreizanker zur Befestigung eines Bauteils an einem Untergrund bekannt. Der bekannte Spreizanker weist ein Ankergrundteil mit einem Außengewinde als Befestigungsmittel und mehreren im Durchmesser reduzierten, sich konisch in Einbringrichtung des Spreizankers erweiternden Spreizabschnitten auf. Auf diesen Spreizabschnitten ist axial verschiebbar jeweils eine Spreizhülse aufgesetzt. Zum Setzen des Spreizankers wird dieser in ein Bohrloch des Untergrunds eingesetzt und dann eine Mutter auf dem Außengewinde des Ankergrundteils gegen den Untergrund oder das zu befestigende Bauteil angezogen. Durch ein Verhaken der Spreizhülsen an der Bohrlochinnenwand werden diese gegenüber dem sich verschiebenden Ankergrundteil gehalten. Durch Einziehen des Spreizabschnitts in die Spreizhülsen weiten sich diese auf und verspreizen sich hierdurch in einem Bohrloch des Untergrunds. Aufgrund der mehrfach angeordneten Spreizabschnitte wird eine günstige Verteilung der Verankerungskräfte im Bohrloch möglich. Eine derartige Anordnung, insbesondere mit drei oder mehr Spreizabschnitten, erfordert jedoch während der Herstellung eine aufwändige Handhabung und Montage der einzelnen, als Stanzbiegeteile ausgeführten Spreizhülsen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Spreizanker der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei gleicher Leistungsfähigkeit geringere Herstellkosten aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Spreizanker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Spreizanker sind die Spreizhülsen durch einen Steg zu einem einstückigen Spreizhülsenverband verbunden. Die Spreizabschnitte weisen mit den Stegen korrespondierende Ausnehmungen auf. Hierdurch können sämtliche Spreizhülsen eines Spreizaπtas ©m@iπfsa als eirl Teil hergestellt und montiert werden, was die Herstellung erheblich günstiger macht. Vorzugsweise wird dieser Spreizhülsenverband als ein Stanzbiegeteil ausgeführt. Um den Spreizhülsen dennoch die Möglichkeit zu geben, unabhängig voneinander zu verspreizen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass jeder Steg eine Schwächung aufweist. An dieser Schwächung kann der Steg gelängt oder verkürzt werden. Dies ist wichtig, damit die Spreizhülsen beispielsweise bei einer unregelmäßigen Bohrlochwandung, bei Versagen eines Spreizabschnitts durch einen dynamischen Riss im Untergrund oder dgl. individuell verspreizen können und somit die Traglast durch die anderen Spreizabschnitte übernommen wird.
Ein optimiertes Tragverhalten des Spreizankers wird erreicht, wenn die maximalen Spreizwege der einzelnen Spreizhülsen von Spreizhülse zu Spreizhülse in Einbringrichtung des Spreizankers kleiner werden. Hierdurch wird erreicht, dass beim Setzen des Spreizankers die dem Bohrlochgrund nächste Spreizhülse am meisten verspreizt wird, während die anderen entgegen der Einbringrichtung immer weniger verspreizt werden. Im Gegensatz zu einer gleichmäßigen Verspreizung wird hierdurch erreicht, dass bei einem Lastangriff an den Befestigungsmitteln des Ankergrundteils die Krafteinleitung in den Untergrund nicht vorwiegend an der dem Bohrlochgrund abgewandten Spreizhülse in geringer Bohrlochtiefe erfolgt, sondern die Krafteinleitung gleichmäßiger über alle Spreizhülsen verteilt wird. Hierdurch werden insbesondere auch Spannungsspitzen an einer einzelnen Spreizhülse vermieden.
Zur Ausgestaltung dieser unterschiedlichen Spreizwege ist durch Variation unterschiedlicher Maße, wie der Längen und Durchmesser der reduzierten und sich erweiternden Teile der Spreizabschnitte oder der Spreizhülsen, möglich. Um eine möglichst einfache Geometrie zu erhalten, sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, dass lediglich die Längen der im Durchmesser reduzierten Teile der Spreizabschnitte in Einbringrichtung des Spreizankers abnimmt, während die anderen Maße unverändert bleiben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Spreizankers; Figur 2 eine Seitenansicht des Ankergrundteils des Spreizankers; und
Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Spreizhülsenverbands des
Spreizankers.
Die Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Spreizanker 1 aus Metall. Der Spreizanker 1 dient der Befestigung eines Bauteils 2 an einem Untergrund 3. Der Spreizanker 1 weist ein Ankergrundteil 4 mit einem Außengewinde 5 als Befestigungsmittel für das Bauteil 2 und mehrere im Durchmesser reduzierte, sich konisch in Richtung des Ankerendes 7 erweiternden Spreizabschnitte 6 auf. Auf den Spreizabschnitten 6 ist jeweils eine Spreizhülse 8 axial verschiebbar aufgesetzt. Die Spreizhülsen 8 sind durch Stege 9 zu einem Spreizhülsenverband 10 verbunden.
Zum Befestigen des Bauteils 2 wird der Spreizanker 1 in das Bohrloch 11 des Untergrunds 3 eingeschoben. Dies kann in Durchsteckmontage durch das Bauteil 2 erfolgen, oder das Bauteil 2 wird nachträglich aufgesetzt. Die Unterlagscheibe 12 und die Mutter 13 dienen als Gegenlager beim Verspreizen des Spreizankers 1. Dieser ist hier im Zustand vor dem Anziehen der Mutter 13 dargestellt. Um einen ersten Halt der Spreizhülsen 8 im Bohrloch 11 zu gewährleisten, weisen diese radiale Nasen 14 auf. Wird die Mutter 13 zum Verspreizen angezogen, so verschiebt sich das Ankergrundteil 4 gegenüber den feststehenden Spreizhülsen 8. Durch die konische Erweiterung der Spreizabschnitte 6 werden die Spreizhülsen 8 radial aufgeweitet und verspreizen sich hierdurch im Bohrloch 11. Entsprechend der in Einbringrichtung des Spreizankers 1 abnehmenden Spreizwege a1 - a4 wird die dem Ankerende 7 nächste Spreizhülse 8 am meisten verspreizt, während die Verspreizung der anderen Spreizhülsen 8 in Richtung des Außengewindes 5 abnimmt. Hierdurch wird erreicht, dass bei einem Lastangriff an am Außengewinde 5 eine gleichmäßige Krafteinleitung in den Untergrund 3 erreicht wird. Insbesondere wird die gesamte Tiefe des Bohrlochs 11 ausgenutzt. Dies ist wichtig, da bei einer Überlastung der Ausbruchkegel des Spreizankers 1 im Untergrund 3 vor allem durch den tiefsten Krafteinleitungspunkt bestimmt wird. Gegenüber Spreizankern mit nur einem Spreizabschnitt werden außerdem Spannungsspitzen, die ein Versagen des Untergrunds leicht provozieren können, vermieden. Figur 2 zeigt nochmals das Ankergrundteil 4 mit den Spreizabschnitten 6. Diese weisen Ausnehmungen 15 auf, in denen im montierten Zustand die Stege 9 des Spreizhülsenverbands 10 angeordnet sind. Die anhand Figur 1 erläuterten unterschiedlich langen Spreizwege a1 - a4 werden durch in Richtung des Ankerendes 7 abnehmende Längen (b1 - b4) der im Durchmesser reduzierten Teile der Spreizabschnitte (6) erreicht.
In Figur 3 ist der Spreizhülsenverband 10, der als Stanzbiegeteil hergestellt ist, dargestellt. Die Schwächungen 16 der Stege 9 ermöglichen bereits bei geringen Zugoder Druckkräften eine Längung bzw. Stauchung der Stege 9 und damit eine axiale Relativbewegung der Spreizhülsen 8 zueinander. Hierdurch wird erreicht, dass die Spreizhülsen 8 trotz ihrer Einstückigkeit individuell verspreizen können.

Claims

Patentansprüche
1. Spreizanker (1) aus Metall zur Befestigung eines Bauteils (2) an einem Untergrund (3), wobei der Spreizanker (1) ein Ankergrundteil (4) mit Befestigungsmitteln (5) und mehreren im Durchmesser reduzierten, sich konisch in Einbringrichtung des Spreizankers (1) erweiternden Spreizabschnitten (6) aufweist, auf die jeweils eine Spreizhülse (8) axial verschiebbar aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizhülsen (8) durch Stege (9) zu einem einstückigen Spreizhülsenverband (10) verbunden sind und die Spreizabschnitte (6) mit den Stegen (9) korrespondierende Ausnehmungen (15) aufweisen.
2. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die der Spreizhülsenverband (10) ein Stanzbiegeteil ist.
3. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (9) eine Schwächung (16) aufweist.
4. Spreizanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Spreizwege (a1 - a4) der Spreizhülsen (8) von Spreizhülse zu Spreizhülse in Einbringrichtung des Spreizankers (1) kleiner werden.
5. Spreizanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass von Spreizabschnitt zu Spreizabschnitt in Einbringrichtung des Spreizankers (1) die Längen (b1 - b4) der im Durchmesser reduzierten Teile der Spreizabschnitte (6) abnehmen, während die Längen und Durchmesser der Spreizabschnitte (6) und der Spreizhülsen (8) ansonsten gleich sind.
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