WO2009124769A2 - Bodendübel sowie vorrichtung und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2009124769A2
WO2009124769A2 PCT/EP2009/002646 EP2009002646W WO2009124769A2 WO 2009124769 A2 WO2009124769 A2 WO 2009124769A2 EP 2009002646 W EP2009002646 W EP 2009002646W WO 2009124769 A2 WO2009124769 A2 WO 2009124769A2
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    • E04H12/2223—Sockets or holders for poles or posts not used driven into the ground by screwing

Definitions

  • the present invention relates to a ground anchor with the features of the preamble of claim 1 and a method for producing such a ground anchor with the features of the preamble of the method claim 10.
  • the invention further relates to a device for producing such a ground anchor with the features of claim 33.
  • Floor anchors are used to anchor objects such as columns or support racks in the ground.
  • solar collectors are often anchored in outdoor installation with such ground dowels in the ground.
  • ground anchors are available in many different embodiments and dimensions. Usually, they consist of a pipe section which has a constant diameter over a certain length. A lower section of the ground anchor is conically tapered so that the
  • Soil dowel can be screwed into the soil and thereby fixed by the displacement of the soil.
  • an external thread which may be formed, for example, by a welded sheet metal strip.
  • the conical section is normally welded to the cylindrical section.
  • the conical section is conventionally produced by means of a cold-forming method, known as kneading or hammering, from a cylindrical tube section.
  • the lower tip can be formed, for example, by a welding and / or forging process.
  • the outer thread normally extends from the lower part of the cylindrical pipe section to beyond the conical section and reaches almost to the lower tip.
  • a ground anchor with a hammered conical section and a method for its production are disclosed in DE 198 36 370 A1.
  • a main body of this ground anchor has a cone-shaped basic shape and a cone-shaped portion. The main body is made by hammering a previously cylindrical tube.
  • a similar ground dowel with a hammered anchoring section is also apparent from DE 299 23 796 111.
  • the external threads of the known ground anchors are wound and brought into their desired shape, then pushed in the longitudinal direction of the tip over the lateral surface and welded thereto. With slight deviations this can easily lead to jamming or tilting of the thread.
  • the slope of at least the lower, tapered section deviates more or less from the slope of other sections.
  • the welding of the external thread is usually done by hand, as well as most of the other manufacturing steps, for example.
  • the welding of the two pipe sections of the ground dowel so that the production of the entire ground dowel proves to be very labor intensive and therefore relatively expensive.
  • ground anchors are screwed into loose soil, normally no problems arise.
  • the rigid anchoring is achieved by displacing the soil by means of the screwing into the ground via the thread dowel.
  • the ground anchor can provide a play-free and highly resilient anchoring in this way, even in relatively loose soil.
  • these ground anchors often encounter their strength limits and are susceptible to breakage, especially in the joint area between the cylindrical pipe section and the kneaded conical section.
  • a steel pipe may have a wall thickness between about 1, 5 and 2.5 mm. Since a similar starting material is also used for the kneaded conical lower section, the wall thickness increases sharply downwards towards the tip, while in the upper one
  • a first object of the invention is to provide a very efficient and inexpensive to produce ground anchors and to provide a corresponding manufacturing method. As many production steps as possible should be automated or semi-automated, i. be feasible with as little manual labor as possible. Another object of the invention is to provide a particularly high-strength ground anchor, which is particularly suitable for use in solid ground. Finally, a third object of the invention is to provide a simply constructed device for producing a corresponding ground anchor available, which allows a quick and cost-effective production.
  • the present invention is a tubular steel floor anchor comprising an upper cylindrical portion, a lower portion tapering down to a tip, and an outer thread extending at least over a portion of the lower portion and a continuous one Sheet metal strip is formed, which is welded with a continuous or regularly interrupted fillet weld with an outer surface of the ground anchor.
  • the external thread has over its entire length an approximately constant slope and inclination relative to the
  • the external thread is formed by a sheet metal strip, which extends helically with a narrow side around the cylindrical pipe section and / or around the tapered lower portion and is at least selectively and / or partially welded to the outer circumferential surface of the ground anchor.
  • the external thread extends continuously and with a substantially constant pitch between a lower portion of the cylindrical portion to near the lower tip of the tapered portion.
  • the external thread may in particular consist of an elongated and / or of a Roll developed sheet metal strip may be formed with a rectangular cross-section.
  • the external thread can be welded with a single-sided or double-sided fillet weld with the outer surface of the ground anchor.
  • Such a ground dowel has the particular advantage over the previously known ground dowels that the thread with high precision and very dimensionally stable, i. can be produced with approximately constant slope in the tapered or conical section.
  • the thread is unwound directly from a roll and welded directly to the steel tube, preferably with a continuous and also very uniformly executable weld, which can be designed either as a simple fillet weld or as a double fillet weld.
  • a further embodiment of the ground dowel may provide that the upper portion and the lower portion are integrally formed from a single, continuous steel pipe section.
  • the lower portion may have at least three longitudinal slots, wherein triangular sections are removed in the region of the longitudinal slots, so that the thereby formed at least three strip portions each terminate in a tip.
  • the lower section may have four, five or six longitudinal slots. Accordingly, the lower portion may be formed by four, five or six strip portions.
  • the lower portion may be formed by three, four, or more strip portions, each tapering downwardly toward the lower tip.
  • the strip sections can be welded together at least selectively and / or in sections at their adjacent side edges.
  • the strip sections may also be welded together in a line along their adjacent side edges with each other.
  • strip portions may be welded to each other at their tips to form a lower tip of the ground anchor.
  • the ground anchor in the cylindrical upper and in the tapered lower portion each have a substantially constant wall thickness. It can also be provided that the lower portion has a conical shape.
  • the ground anchor according to the invention is particularly stable and resistant and can also be used for very difficult soil without it too Failure breaks comes.
  • the absence of a weld between the upper and lower sections eliminates the risk of failure or fracture in this area.
  • Due to the design of the ground anchor with largely constant wall thicknesses in the lower, tapered area of the ground anchor remains torsionally elastic in all sections and can withstand much higher torsional loads when screwing into difficult and very solid and / or very hard soils much better than the conventional ground anchors, the Torsionsbelastened due to their rigidity can not yield and suddenly fail when occurring overloads, especially tear.
  • the strip sections of this variant of the ground anchor are held in their shape by means of the metal strip of the external thread welded to their outside, unless they have previously been welded together along the adjacent side edges. Since the application and welding of the external thread can also ensure compression of the strip sections in the tapered shape of the ground anchor, the previous welding of the metal strip together is basically not absolutely necessary.
  • the present invention further relates to a method of manufacturing a tubular steel floor anchor having at least one upper cylindrical portion, a lower portion tapering down to a tip, and an outer thread extending at least over a portion of the lower portion and is formed from a continuous sheet metal strip, which is welded to a continuous or regularly interrupted fillet weld with an outer circumferential surface of the ground anchor.
  • the external thread is supplied as an elongated metal strip laterally to the outer surface of the rotating steel tube and welded there, the steel tube is moved relative to the feed of the metal strip with uniform feed in the longitudinal direction of the steel tube.
  • the metal strip of the external thread is supplied and welded over its entire length with approximately constant pitch and inclination with respect to the direction of longitudinal extension of the ground dowel, a ground dowel with precisely definable dimensions and properties can be made available.
  • the process allows a very efficient semi-automated or fully automated production, since the entire welding process for applying the External thread preferably can be done with automatic rotation of the steel tube of the ground anchor and under automatic feed, which provides the desired precision in the production of the weld.
  • the metal strip of the external thread is fed at approximately constant obtuse angle to the longitudinal direction of the steel tube, said feed angle forms the pitch angle of the external thread.
  • the metal strip of the external thread is supplied with its longitudinal sides approximately perpendicular to the longitudinal axis of the steel tube and welded. Furthermore, it is provided that the steel tube of the ground anchor during welding of the metal strip in the region of the upper cylindrical portion rotates with respect to the feed rate of the steel tube with respect to the feed point of the sheet metal strip substantially constant rotational speed. In addition, it is provided that the steel tube of the ground anchor during welding of the metal strip in the region of the lower tapered or conical section rotates with respect to the feed rate of the steel tube with respect to the feed point of the metal strip accelerated rotational speed.
  • the rotational speed of the steel tube is increased evenly with decreasing distance of the metal strip to the central axis of the steel tube.
  • the shorter the distance between the metal strip and the central axis of the steel tube the faster the steel tube rotates.
  • a preferred embodiment of the method according to the invention provides that the weld of the sheet metal strip is placed on the outer circumferential surface of the steel pipe directly at the tangential contact point on the steel pipe, so that the tangentially applied to the outer lateral surface and welded there
  • Sheet metal strip approximately perpendicular to the central axis of the steel pipe fed and aligned.
  • the metal strip is helically wound with a narrow side around the cylindrical tube section and / or around the tapered lower portion and simultaneously softened by the welding, so that it is gap-free and under uniform deformation and curvature is applied to the outer circumferential surface of the steel pipe.
  • softening the metal strip during welding is achieved that it can be bent in the direction perpendicular to its flat resting on the outer lateral surface narrow side, without the sheet metal strip twisted thereby, which would inevitably be the case with cold deformation.
  • This curvature parallel to its broad sides follows very exactly the radius of curvature of the steel pipe, so that an approximately vertical alignment of the external thread to the outer surface of the steel pipe can be achieved.
  • the sheet-metal strip may, for example, be drawn off and supplied from a supply, in particular from a roll, by the rotation of the steel tube and by the simultaneous welding on its outer circumferential surface. Welding ensures the precise and gap-free installation of the metal strip, since the rotation of the steel tube can ensure the tracking and unwinding of the strip from the supply or from the roll.
  • Method is characterized in that the metal strip is pressed with a defined biasing force in the region of its investment and welding point in the vertical direction against the outer surface of the steel pipe. Furthermore, it may be advantageous if a distance of the contact and welding point to the central axis of the steel tube measured and adjusted in dependence on the detected distance, the ratio between the rotational speed of the steel tube and the feed rate of the steel tube relative to the junction of the metal strip with the outer surface of the steel pipe.
  • the distance can be detected, for example, by means of an optical measuring device.
  • the control can provide that when feeding and welding of the metal strip in the region of and in the direction of the tapering towards the tip lower Abhtehn itt (s) of the ground anchor, the rotational speed of the steel pipe is increased at a constant feed rate.
  • the feed rate between the steel pipe and sheet metal strip is reduced at a constant rotational speed of the steel pipe.
  • the first-mentioned variant should lead to a higher weld quality, since with a decreasing radius and a correspondingly higher rotational speed, the circumferential speed on the outer lateral surface remains constant, so that a constant welding speed is ensured.
  • a constant welding feed thus also leads to a consistently strong weld seam and thus to a consistent seam quality over the entire welding path.
  • the welding process can optionally be switched off manually or automatically and the metal strip can be separated from the supplied endless supply, for example by a cutting or shearing process.
  • the softening of the metal strip by the welding process and to provide by quickly lifting the supplied metal strip from the weld for its tearing off at the lower tip of the ground anchor.
  • Lifting the feeder together with the welding device coupled therewith - in particular a suitable electric welding device with controlled or constant welding wire feed (eg, MIG, MAG, TIG, etc.) - can, for example, by means of a suitable lifting cylinder or in another way respectively.
  • the external thread can be either with a single-sided or double-sided
  • Kehlsch padnaht be welded to the outer surface of the ground dowel.
  • the automatically controlled weld can provide a flawless and highly accurate weld without any crawler or visible irregularity.
  • the upper portion and the lower portion of the ground dowel may be integrally formed from a single contiguous steel pipe section.
  • at least three longitudinal slots can be introduced into the lower section by removing triangular sections in the region of the longitudinal slots, the at least three formed thereby
  • Leave strip sections in each case in a tip These strip sections can be welded together at least selectively and / or in sections at their adjacent side edges. If the welding of the strip sections is dispensed with, the at least three strip sections of the ground anchor are joined to one another by the application and welding of the sheet metal strip of the external thread and pressed together to form a point. The strip sections are thus held in their shape by means of the welded with their outside sheet metal strip of the external thread. In this way, it is not absolutely necessary that the metal strips are additionally welded together at their adjoining joints. It may be sufficient that the metal strips are welded together only with their lower tips.
  • the external thread can extend continuously and with a substantially constant pitch between a lower region of the cylindrical section and close to the lower tip of the tapered section.
  • the present invention relates to an apparatus for producing a tubular steel floor anchor comprising an upper cylindrical portion, a lower portion tapering down to a tip, and an external thread extending at least over a portion of the lower portion an uninterrupted sheet metal strip is formed, with a continuous or regularly interrupted fillet weld with a
  • the device according to the invention has a device for clamping and rotation of the steel tube and a device for supplying the metal strip to the outer circumferential surface of the steel tube in tangential contact, wherein the tangentially applied to the outer lateral surface sheet metal strip is fed approximately perpendicular to the central axis of the steel pipe and aligned.
  • the device according to the invention comprises a device for welding the sheet metal strip directly to its tangential contact point on the outer circumferential surface of the steel pipe.
  • the steel tube can be clamped in a simplest embodiment in a conventional lathe, in which the steel tube can rotate in a horizontal position. Preferably, it is clamped on both sides, so that it can not avoid unilaterally by the pressing of the metal strip during its welding.
  • the feed device for the sheet-metal strip can be a slide which can be displaced in a direction parallel to the longitudinal direction of the steel tube and to which normally turning bits or the like can be fastened. In the present case, it can serve for fixing the feed device and the welding electrode, which in this case can be displaced along the longitudinal axis of the rotating steel tube at a predefinable and constant or variable feed rate.
  • the apparatus may further comprise means for advancing the steel pipe against the fixedly mounted device for feeding the sheet metal strip.
  • the metal strip is displaced together with the welding device at a constant feed rate along the stationary rotating steel tube.
  • a means for coupling the feed rate of the steel pipe is provided against the stationary mounted device for feeding the sheet metal strip and the rotational speed of the steel tube, so that as the diameter of the lower portion of the rotation of the steel tube at a constant feed rate of the sheet metal strip and the welding device are accelerated can.
  • an ironing device can be provided for detecting a distance between the metal strip resting against the outer jacket surface of the steel pipe and / or pressed there with a defined pretensioning force and the central axis of the steel pipe.
  • This device can be, for example, a known optical path measuring device o. The like., Which is coupled to the feed device and can detect very accurately the distance of the metal strip and the welding device to Stahlrohrachse, so based on the detected measurement signal, the speed of rotation of the steel tube at the same lasting feed rate can be increased in a suitable manner.
  • the steel pipe itself can be made of seamless drawn steel pipe or optionally of simple steel pipe, depending on the diameter and size of the ground anchor with suitable wall thickness to be made.
  • the external thread is usually made of a sheet steel strip, which can be unrolled from a large roll.
  • the ground anchor can be painted or otherwise coated after welding the external thread.
  • the ground anchor can be provided with a galvanically or by spraying applied zinc layer, so that it receives sufficient corrosion resistance.
  • the externally applied to the outer circumferential surface of the steel pipe by the welding almost without welding external thread can be coated easily, the remaining small gaps are normally completely closed by painting or galvanizing.
  • Fig. 1 shows a first variant of a welded together of two parts
  • Fig. 2 shows another variant of a one-piece steel tube, which is processable by welding an external thread to a ground anchor.
  • Fig. 3 shows a ground dowel with welded external thread.
  • Fig. 4 shows a detailed view of the connection between the external thread and the steel tube of the ground anchor.
  • Fig. 5a / b / c illustrates a manufacturing method for attaching the external thread to the steel pipe in various views.
  • FIG. 1 The schematic representations of Figures 1 and 2 each show perspective views of a manufacturing precursor of a ground anchor 10 made of a steel tube 11, comprising an upper, cylindrical portion 12 and a lower, down to a tip 14 toward tapering portion 16 and not yet attached here External thread that extends after application to the ground anchor 10 at least over part of the lower portion.
  • the upper portion 12 and the lower portion 16 are in the first variant of FIG. 1 off formed two parts, which are joined together in an annular weld 18.
  • the lower portion 16 is usually prepared by kneading a previously cylindrical pipe section, which is compressed and formed into a generally conical section with a closed tip 14.
  • the upper portion 12 and the lower portion 16 are integrally formed from a single, continuous steel pipe section 11.
  • the lower portion 16 has in the illustrated embodiment, four longitudinal slots 20, wherein in the region of the longitudinal slots 20 material is removed.
  • triangular sections are removed in the region of the longitudinal slots 20, so that the lower section 16 is formed by a total of four symmetrical strip sections 22 which each taper downwards, in the direction of the lower tip 14. These four strip sections 22 each extend in a tip 24.
  • the longitudinal slots 20 can advantageously be produced by means of a laser cutting method or else in another way.
  • FIGS. 1 and 2 each show the raw state of the ground anchor 10 after the welding of the upper and lower sections 12, 16 (FIG. 1) or after the insertion of the longitudinal slots 20.
  • the strip sections 22 can optionally be at least selectively and / or partially welded together at their adjacent side edges.
  • the strip portions 22 may also be welded together in a line along their adjacent side edges each other.
  • the strip portions 22 may be welded together at their tips 24 to form the lower tip 14 of the ground anchor 10 in each case.
  • the ground anchor 10 Since the ground anchor 10 is made from a single, continuous pipe section as shown in FIG. 2, it has a substantially constant wall thickness in each case in the cylindrical upper section 12 and in the tapering lower section 16. Depending on further processing can be provided that the lower portion 16 has a conical shape. This is particularly the case when the triangular strip portions 22 are stapled together, so that the middle sections can not bulge. However, if a slightly bulbous contour is to be formed, then it may be sufficient merely to weld the tips 24 together and then to apply the thread (compare FIG. 3).
  • the variant of the ground anchor 10 shown in Fig. 2 is particularly stable and resistant by its one-piece shape and can also be used for very difficult floors without causing failure breaks.
  • the lack of weld seam 18 (see Fig. 1) between upper portion 12 and lower portion 16 eliminates the risk of failure or fracture in this area.
  • tapered region 16 of the ground anchor 10 remains torsionally elastic in all sections and can withstand high torsional loads when screwing in difficult and very solid and / or very hard soils very well.
  • FIG. 3 shows a ground anchor 10 with welded external thread 26 which is formed by a metal strip 28 having a rectangular cross-section (see Fig. 4) and with a narrow side 30 to the outer circumferential surface 32 of the upper portion 12 and of the lower portion 16 is welded.
  • This weld 34 is formed as a continuous fillet weld largely constant strength.
  • the pitch of the external thread 26 is approximately constant over its entire length along the upper portion 12 as well as the lower portion 16 of the ground dowel.
  • the pitch of the external thread 26 is approximately constant over its entire length along the upper portion 12 as well as the lower portion 16 of the ground dowel.
  • Sheet metal strip 28 in addition to the one-sided fillet weld 34 indicated in Fig. 4 with a double-sided fillet weld (not shown) are welded to the outer circumferential surface 32 of the ground dowel.
  • the external thread 26 shown in Fig. 3 and in Fig. 4 is thus formed by the sheet metal strip 28 which helically with its narrow side 30 around the lower portion of the cylindrical pipe section 12 and in particular to the tapered lower portion 16 and at least is welded selectively and / or in sections on the outer circumferential surface 32 of the ground anchor 10.
  • the strip sections 22 of the tapering lower region 16 shown in the variant according to FIG. 2 can optionally be held in their shape by means of the sheet-metal strip 28 of the external thread 26 welded to their outside. In this way, it is not absolutely necessary that the metal strips 22 are additionally welded together at their adjoining joints. Much more may be sufficient that the metal strips 22 are welded together only with their lower tips 24.
  • the external thread 26 extends continuously and with approximately constant pitch between the lower portion of the cylindrical portion 12 to nearer.ypteren tip 14 of the tapered portion sixteenth
  • the sheet metal strip 28 is first attached at the desired starting point in the region of the cylindrical upper portion 12 by means of a welding device 36.
  • the external thread 26 forming sheet metal strip 28 is in this case of a roller 38 or another suitable
  • the sheet metal strip 28 is placed with its narrow side 30 on the outer circumferential surface 32 of the ground anchor 10, so that its broad sides protrude substantially perpendicularly from the outer circumferential surface 32 (see Fig. 4).
  • the inclination of the sheet metal strip ⁇ against the longitudinal axis 40 of the ground anchor 10 defines the pitch of the external thread 26 (see Fig. 5a).
  • a rotation R of the steel tube 11 about the longitudinal axis 40 against the feed direction Z of the metal strip 28 ensures that it is withdrawn from the roller 38.
  • the roller 38 in this case neither actively driven nor the promotion and / or supply of the metal strip 28 is actively supported in other ways. Rather, the slight resistance of the sheet metal strip 28 under tension ensures that it lays very precisely around the outer circumferential surface 32 of the steel tube while it is being rotated.
  • the welding process of the aligned in a defined distance and in a defined position to the sheet metal strip 28 welding device 36 simultaneously provides a desired softening of the sheet metal stiffener 28 at the stapling point 42.
  • the sheet metal stiffener 28 is thereby deformed in the desired direction, so that its narrow side 30 at any time on the Outer jacket surface 32 of the steel pipe 11 abuts.
  • Fig. 5b illustrates the feed V of the welding device 36 and coupled thereto feeder 44 for the sheet metal stiffeners 28 in the direction of the longitudinal axis 40, in the direction of the upper portion 12 to the lower portion 16 and the top 14 of the ground anchor 10, where the welding process Separating the metal strip is terminated. Subsequently, this separation point can be cleanly sanded, so that no sharp edges remain.
  • the feed rate V of the welding device and the feeder 44 must be in fixed relation to the rotational speed R of the ground anchor 10 about its longitudinal axis 40, as long as the metal strip 28 with the cylindrical upper portion 12 is welded. Once the conical or otherwise tapered lower portion 16 is reached, the rotational speed R must be gradually increased at the same feed rate V, so that the welding speed remains the same.
  • Feed rate V it makes sense, for example, to detect the distance A between the stapling point 42 of the sheet metal strip 28 and the longitudinal axis 40, which can be done in a simple and reliable manner by means of a suitable optical measuring device (not shown). On the basis of the signals of this measuring device, the rotational speed R is increased with increasing reduction of the measured distance A until a predetermined minimum value is reached, at which the welding process can be switched off, because the tip 14 of the ground anchor 10 is reached.
  • the very exact, gap-free and dimensionally stable welding of the sheet metal strip 28 to form the external thread 26 with approximately constant pitch S has several prerequisites in the embodiment shown.
  • the stapling point 42 and thus the welding point of the welding device 36 must be arranged approximately radially to the central axis 40 and must not be laterally offset. Only then is it to be ensured that the welding can also run along the tapering lower portion 16 with the desired precision.
  • a pressing force K in the direction perpendicular to the feed direction Z of the sheet metal strip 28 must be exerted on this, so that it is pressed at its stapling point 42 in the direction perpendicular to the outer surface 32 of the steel tube in the direction of the central axis 40.
  • This pressing force K need not be very large, but should be sufficient to the sheet metal strip 28 during the welding process to lift off the
  • This pressing force K can be applied, for example, by means of a suitable pressing device with spring support and / or with a pneumatic cylinder or the like. After reaching the top and after Completion of the welding process, the pressing device can be deactivated and the metal strip 28 are lifted together with the welding device 36 from the ground anchor 10.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodendübel (10) aus Stahlrohr (11), umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26), das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist. Es ist vorgesehen, dass das Außengewinde (26) über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber einer Längsachse (40) des Bodendübels (10) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bodendübels, bei dem das Außengewinde (26) als lang gestreckter Blechstreifen (28) seitlich zur Außenmantelfläche (32) des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt wird, wobei das Stahlrohr (11) gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens (28) mit gleichmäßigem Vorschub (V) in Längsrichtung des Stahlrohrs (11) bewegt wird. Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Bodendübels (10). Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs sowie eine Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) an die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) in tangentialer Anlage auf.

Description

Bode n d ü be l sowie Vo rri c htu n g u n d Ve rfa h re n zu d esse n H erstel l u n g
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bodendübel mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bodendübels mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Verfahrensanspruchs 10. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Bodendübels mit den Merkmalen des Anspruchs 33.
Bodendübel dienen zum Verankern von Gegenständen wie Säulen oder Stützgestellen im Erdreich. So werden beispielsweise Solarkollektoren in Freilandaufstellung oftmals mit derartigen Bodendübeln im Boden verankert.
Derartige Bodendübel gibt es in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen und Dimensionierungen. Üblicherweise bestehen sie aus einem Rohrabschnitt, der über eine bestimmte Länge einen konstanten Durchmesser aufweist. Ein unterer Abschnitt des Bodendübels ist konisch verjüngt, so dass der
Bodendübel in das Erdreich eingedreht werden kann und dabei durch die Verdrängung des Bodens fest fixiert wird. Um den Bodendübel eindrehen zu können, ist er mit einem Außengewinde versehen, das bspw. durch einen angeschweißten Blechstreifen gebildet sein kann.
Der konische Abschnitt ist mit dem zylindrischen Abschnitt normalerweise verschweißt. Der konische Abschnitt wird herkömmlicherweise mittels eines Kaltformverfahrens, dem sog. Kneten oder Hämmern aus einem zylindrischen Rohrabschnitt hergestellt. Die untere Spitze kann bspw. durch einen Schweiß- und/oder Schmiedeprozess ausgebildet werden. Das äußere Gewinde erstreckt sich normalerweise vom unteren Teil des zylindrischen Rohrabschnitts bis über den konischen Abschnitt und reicht bis nahe zur unteren Spitze.
In den Rohrabschnitt können dann Stützsäulen o. dgl. eingeschoben und fixiert werden, meist über Klemmschrauben am oberen, offenen Ende des über eine kurze Länge aus dem Boden ragenden Bodendübels. Ein Bodendübel mit einem gehämmerten konischen Abschnitt und ein Verfahren zu dessen Herstellung gehen aus der DE 198 36 370 A1 hervor. Ein Grundkörper dieses Bodendübels weist eine konusförmige Grundform und einen konusförmigen Teilabschnitt auf. Der Grundkörper wird durch Hämmern eines zuvor zylindrischen Rohrs hergestellt. Ein ähnlicher Bodendübel mit einem gehämmerten Verankerungsabschnitt geht auch aus der DE 299 23 796 111 hervor.
Die Außengewinde der bekannten Bodendübel werden gewickelt und in ihre gewünschte Form gebracht, anschließend in Längsrichtung von der Spitze her über die Mantelfläche geschoben und mit dieser verschweißt. Bei leichten Maßabweichungen kann dies leicht zum Klemmen oder Verkanten des Gewindes führen. Zudem weicht meist die Steigung zumindest des unteren, sich verjüngenden Abschnitts mehr oder weniger von der Steigung anderer Abschnitte ab. Das Verschweißen des Außengewindes erfolgt meist in Handarbeit, ebenso wie die meisten übrigen Fertigungsschritte, bspw. des Verschweißens der beiden Rohrabschnitte des Bodendübels, so dass sich die Herstellung des gesamten Bodendübels als sehr arbeitsintensiv und damit relativ teuer erweist.
Ein weiteres Problem kann durch die mehrteilige Bauweise und die damit einhergehende Schwächung im Bereich der Schweißnaht auftreten. Werden derartige Bodendübel in lockeres Erdreich eingedreht, entstehen normalerweise keinerlei Probleme. Die starre Verankerung wird über die Verdrängung des Erdreichs mittels des sich über das Gewinde in den Boden eindrehenden Bodendübels erreicht. Der Bodendübel kann auf diese Weise auch bei relativ lockerem Erdreich eine spielfreie und hoch belastbare Verankerungsmöglichkeit bieten. Bei sehr steinigem und festem Untergrund stoßen diese Bodendübel jedoch oftmals an ihre Festigkeitsgrenzen und neigen zum Versagen durch Bruch, insbesondere im Verbindungsbereich zwischen dem zylindrischen Rohrabschnitt und dem gekneteten konischen Abschnitt. Bei einem typischen Rohrdurchmesser von ca. 50 bis 100 kann ein Stahlrohr eine Wandstärke zwischen ca. 1 ,5 und 2,5 mm aufweisen. Da auch für den gekneteten konischen unteren Abschnitt ein gleiches Ausgangsmaterial verwendet wird, steigt die Wandstärke nach unten in Richtung zur Spitze stark an, während sie im oberen
Bereich, nahe der Schweißnaht ebenfalls nur zwischen 1 ,5 und 2,5 mm beträgt. Der konische Abschnitt kann also bei hohen Belastungen nicht nachgeben, sondern ist besonders torsionssteif. Da jedoch andererseits beim Eindrehen des Bodendübels in einen sehr festen Untergrund der konische Abschnitt den höchsten Torsionsbelastungen unterliegt, wird diese Belastung weitgehend vollständig in den oberen Bereich und in die Schweißnaht eingeleitet, so dass diese bei sehr hoher Belastung zum Reißen neigt.
Ein erstes Ziel der Erfindung besteht darin, einen sehr effizient und kostengünstig herstellbaren Bodendübel zu schaffen und ein entsprechendes Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen. Dabei sollten möglichst viele Fertigungsschritte automatisiert oder teilautomatisiert, d.h. mit möglicht geringem manuellem Arbeitseinsatz durchführbar sein. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen besonders hoch belastbaren Bodendübel zur Verfügung zu stellen, der insbesondere für einen Einsatz in festem Untergrund geeignet ist. Schließlich besteht ein drittes Ziel der Erfindung darin, eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Bodendübels zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle und kostengünstige Fertigung ermöglicht.
Diese Ziele der Erfindung werden mit den Gegenständen der unabhängigen
Ansprüche erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.
Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Bodendübel aus Stahlrohr, umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt ist. Das Außengewinde weist über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung und Neigung gegenüber der
Längserstreckungsrichtung des Bodendübels auf. Das Außengewinde ist durch einen Blechstreifen gebildet, der mit einer Schmalseite helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche des Bodendübels angeschweißt ist. Dabei erstreckt sich das Außengewinde durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts bis nahe zur unteren Spitze des sich verjüngenden Abschnitts. Das Außengewinde kann insbesondere aus einem lang gestreckten und/oder von einer Rolle abgewickelten Blechstreifen mit rechteckförmigem Querschnitt gebildet sein. Das Außengewinde kann mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht mit der Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt sein.
Ein solcher Bodendübel weist gegenüber den bisher bekannten Bodendübeln den besonderen Vorteil auf, dass das Gewinde mit hoher Präzision und sehr maßhaltig, d.h. mit annähernd konstanter Steigung auch im sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitt herstellbar ist. Das Gewinde ist direkt von einer Rolle abgewickelt und unmittelbar mit dem Stahlrohr verschweißt, vorzugsweise mit einer ununterbrochenen und ebenfalls sehr gleichmäßig ausführbaren Schweißnaht, die wahlweise als einfache Kehlnaht oder als Doppelkehlnaht ausgeführt sein kann.
Eine weitere Ausführungsform des Bodendübels kann vorsehen, dass der obere Abschnitt und der untere Abschnitt einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt gebildet sind. In diesem Zusammenhang kann der untere Abschnitt mindestens drei Längsschlitze aufweisen, wobei im Bereich der Längsschlitze dreieckförmige Abschnitte entnommen sind, so dass die dadurch gebildeten wenigstens drei Streifenabschnitte jeweils in einer Spitze auslaufen. Wahlweise kann der untere Abschnitt vier, fünf oder sechs Längsschlitze aufweisen. Entsprechend kann der untere Abschnitt durch vier, fünf oder sechs Streifenabschnitte gebildet sein.
Der untere Abschnitt kann bspw. durch drei, vier oder mehr Streifenabschnitte gebildet sein, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze verjüngen. Wahlweise können die Streifenabschnitte zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt sein. Wahlweise können die Streifenabschnitte auch linienförmig entlang ihrer aneinander grenzenden Seitenkanten jeweils miteinander verschweißt sein.
Zudem können die Streifenabschnitte an ihren Spitzen unter Ausbildung einer unteren Spitze des Bodendübels jeweils miteinander verschweißt sein.
Vorzugsweise weist der Bodendübel im zylindrischen oberen und im sich verjüngenden unteren Abschnitt jeweils eine weitgehend konstante Wandstärke auf. Es kann zudem vorgesehen sein, dass der untere Abschnitt eine konische Form aufweist.
Der erfindungsgemäße Bodendübel ist besonders stabil und widerstandsfähig und kann auch für sehr schwierige Böden verwendet werden, ohne dass es zu Versagensbrüchen kommt. Durch die fehlende Schweißnaht zwischen oberem und unterem Abschnitt entfällt die Gefahr eines Versagensbruches oder -risses in diesem Bereich. Durch die Ausbildung des Bodendübels mit weitgehend konstanten Wandstärken auch im unteren, sich verjüngenden Bereich bleibt der Bodendübel in allen Abschnitten torsionselastisch und kann hohen Torsionsbelastungen beim Eindrehen in schwierige und sehr feste und/oder besonders harte Böden weitaus besser standhalten als die herkömmlichen Bodendübel, die Torsionsbelastungen aufgrund ihrer Steifigkeit nicht nachgeben können und bei auftretenden Überbelastungen plötzlich versagen, insbesondere reißen.
Die Streifenabschnitte dieser Ausführungsvariante des Bodendübels sind mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens des Außengewindes in ihrer Form gehalten, sofern sie nicht zuvor entlang der aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt wurden. Da das Aufbringen und Verschweißen des Außengewindes ebenfalls für ein Zusammendrücken der Streifenabschnitte in die sich zuspitzende Form des Bodendübels sorgen kann, ist das vorherige Verschweißen der Blechstreifen miteinander grundsätzlich nicht zwingend erforderlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Bodendübels aus Stahlrohr, der zumindest einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt wird. Das Außengewinde wird dabei als lang gestreckter Blechstreifen seitlich zur Außenmantelfläche des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt, wobei das Stahlrohr gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens mit gleichmäßigem Vorschub in Längsrichtung des Stahlrohrs bewegt wird.
Dadurch, dass der Blechstreifen des Außengewindes über seine gesamte Länge mit annähernd konstanter Steigung und Neigung gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Bodendübels zugeführt und verschweißt wird, kann ein Bodendübel mit exakt definierbaren Abmessungen und Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden. Das Verfahren ermöglicht eine sehr effiziente teilautomatisierte oder vollautomatisierte Herstellung, da das gesamte Schweißverfahren zum Aufbringen des Außengewindes vorzugsweise unter automatischer Drehung des Stahlrohrs des Bodendübels und unter automatischem Vorschub erfolgen kann, was für die gewünschte Präzision bei der Herstellung der Schweißnaht sorgt.
Der Blechstreifen des Außengewindes wird unter annähernd konstantem stumpfem Winkel zur Längserstreckungsrichtung des Stahlrohrs zugeführt, wobei dieser Zuführwinkel den Steigungswinkel des Außengewindes bildet. Der Blechstreifen des Außengewindes wird dabei mit seinen Längsseiten annähernd senkrecht zur Längsachse des Stahlrohrs zugeführt und verschweißt. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Stahlrohr des Bodendübels beim Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des oberen zylindrischen Abschnitts mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens weitgehend konstanter Rotationsgeschwindigkeit rotiert. Zudem ist vorgesehen, dass das Stahlrohr des Bodendübels beim Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des unteren sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitts mit gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens beschleunigter Rotationsgeschwindigkeit rotiert. Dabei wird die Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs mit geringer werdendem Abstand des Blechstreifens zur Mittelachse des Stahlrohrs gleichmäßig gesteigert. Das Stahlrohr rotiert somit umso schneller, je geringer der Abstand des Blechstreifens zur Mittelachse des Stahlrohrs ist. Diese Vorgänge können mittels eines entsprechend programmierten Automaten gesteuert werden, so dass zu jedem Zeitpunkt der richtige Zusammenhang zwischen Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs bzw. des zugeführten Blechstreifens in Bezug auf die Längsachse des Stahlrohrs und der Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegenüber dem seitlich in stumpfem Winkel zur Längsachse des Stahlrohrs zugeführten und unmittelbar an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs verschweißten Blechstreifens besteht.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Schweißstelle des Blechstreifens an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle am Stahlrohr platziert ist, so dass der tangential an der Außenmantelfläche angelegte und dort verschweißte
Blechstreifen annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse das Stahlrohrs zugeführt und ausgerichtet ist. Der Blechstreifen wird mit einer Schmalseite helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt gelegt und durch das Verschweißen gleichzeitig erweicht, so dass er spaltfrei und unter gleichmäßiger Verformung und Krümmung an die Außenmantelfläche des Stahlrohrs angelegt wird. Durch das Erweichen des Blechstreifens während des Schweißens wird erreicht, dass er in senkrechter Richtung zu seiner flächig auf der Außenmantelfläche aufliegenden Schmalseite verkrümmt werden kann, ohne dass sich der Blechstreifen dabei tordiert, was bei kalter Verformung unweigerlich der Fall wäre. Diese Krümmung parallel zu seinen Breitseiten folgt sehr exakt dem Krümmungsradius des Stahlrohrs, so dass eine annähernd senkrechte Ausrichtung des Außengewindes zur Außenmantelfläche des Stahlrohrs erreicht werden kann.
Der Blechstreifen kann bspw. durch die Rotation des Stahlrohrs und durch die gleichzeitige Verschweißung an dessen Außenmantelfläche von einem Vorrat, insbesondere von einer Rolle abgezogen und zugeführt werden. Das Verschweißen sorgt für die präzise und spaltfreie Anlage des Blechstreifens, da die Rotation des Stahlrohrs für die Nachführung und Abwicklung des Streifens vom Vorrat bzw. von der Rolle sorgen kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstreifen mit definierter Vorspannkraft im Bereich seiner Anlage- und Verschweißungsstelle in senkrechter Richtung gegen die Außenmantelfläche des Stahlrohrs gedrückt wird. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn ein Abstand der Anlage- und Verschweißungsstelle zur Mittelachse des Stahlrohrs gemessen und in Abhängigkeit vom erfassten Abstand das Verhältnis zwischen Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs und der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegenüber der Verbindungsstelle des Blechstreifens mit der Außenmantelfläche des Stahlrohrs angepasst wird. Der Abstand kann bspw. mittels einer optischen Messeinrichtung erfasst werden. Mittels dieser Messeinrichtung und einer damit gekoppelten Auswerte- und Steuereineinheit kann das Schweißverfahren zur Anbringung des Außengewindes weitgehend automatisiert ablaufen, wobei eine sehr hohe Verarbeitungsqualität erreicht werden kann.
So kann die Steuerung vorsehen, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze hin verjüngenden unteren Absehn itt(s) des Bodendübels die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs bei konstant bleibender Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird. Als Alternative hierzu kann vorgesehen sein, dass beim Zuführen und Verschweißen des Blechstreifens im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) des Bodendübels die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Stahlrohr und Blechstreifen bei konstant bleibender Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs reduziert wird. Allerdings dürfte die zuerst genannte Variante zu einer höheren Schweißnahtgüte führen, da bei sich mit kleiner werdendem Radius und entsprechend höher werdender Umdrehungsgeschwindigkeit die Umfangsgeschwindigkeit an der Außenmantelfläche konstant bleibt, so dass auch eine gleich bleibender Schweißgeschwindigkeit gewährleistet ist. Ein konstanter Schweißvorschub führt somit auch zu einer konstant starken Schweißnaht und damit zu einer gleich bleibenden Nahtqualität über die gesamte Schweißstrecke.
Wird die Spitze des Bodendübels und damit das Ende des Außengewindes erreicht, so kann der Schweißvorgang wahlweise manuell oder automatisch abgeschaltet und der Blechstreifen von dem zugeführten Endlosvorrat abgetrennt werden, bspw. durch einen Schneid- oder Schervorgang. Wahlweise ist es auch möglich, die Erweichung des Blechstreifens durch den Schweißvorgang zu nutzen und durch schnelles Abheben des zugeführten Blechstreifens von der Schweißstelle für dessen Abreißen an der unteren Spitze des Bodendübels zu sorgen. Das Abheben der Zuführung mitsamt der damit gekoppelten Schweißeinrichtung - insbesondere eine geeignete Elektroschweißeinrichtung mit gesteuerter bzw. konstanter Schweißdrahtzuführung _(zJ3. MIG-, MAG-, WIG-, etc. -Verfahren) - kann bspw. mittels eines geeigneten Hubzylinders oder auf andere Weise erfolgen. So hat es sich bspw. als vorteilhaft erwiesen, die Zuführeinrichtung mitsamt der daran aufgehängten Schweißeinrichtung mittels Federkraft senkrecht auf das Stahlrohr zu drücken und mittels einer geeigneten Hubeinrichtung, die gegen die Federkraft wirken kann, bei Bedarf von der Verbindungsstelle abzuheben.
Das Außengewinde kann wahlweise mit einer einseitigen oder doppelseitigen
Kehlschweißnaht mit der Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt werden. Die automatisch gesteuerte Verschweißung kann für eine absatzlose und äußerst präzise Schweißnaht ohne jegliche Raupenbildung oder sichtbare Unregelmäßigkeit sorgen. Versuche haben gezeigt, dass durch den präzise gesteuerten Vorschub und durch die sehr gleichmäßige Verschweißung mit konstanter Zuführgeschwindigkeit des Blechstreifens eine optimale Schweißqualität mit annähernd konstanter Nahtstärke erreicht werden kann. Wahlweise kann der obere Abschnitt und der untere Abschnitt des Bodendübels einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt gebildet werden. Bei dieser Variante können in den unteren Abschnitt mindestens drei Längsschlitze eingebracht werden, indem im Bereich der Längsschlitze dreieckförmige Abschnitte entnommen werden, wobei die wenigstens drei dadurch gebildeten
Streifenabschnitte jeweils in einer Spitze auslaufen. Diese Streifenabschnitte können zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden. Wird auf das Verschweißen der Streifenabschnitte verzichtet, werden die wenigstens drei Streifenabschnitte des Bodendübels durch das Aufbringen und Verschweißen des Blechstreifens des Außengewindes aneinander gefügt und zu einer Spitze zusammengedrückt. Die Streifenabschnitte werden somit mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens des Außengewindes in ihrer Form gehalten. Auf diese Weise ist es nicht zwingend notwendig, dass die Blechstreifen zusätzlich an ihren aneinander grenzenden Stoßstellen miteinander verschweißt sind. Es kann ausreichen, dass die Blechstreifen lediglich mit ihren unteren Spitzen miteinander verschweißt sind.
Das Außengewinde kann sich insbesondere durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts bis nahe zur unteren Spitze des sich verjüngenden Abschnitts erstrecken.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bodendübels aus Stahlrohr, der einen oberen, zylindrischen Abschnitt, einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze hin verjüngenden Abschnitt und ein Außengewinde aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht mit einer
Außenmantelfläche des Bodendübels verschweißt ist. Das Außengewinde weist über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung und Neigung gegenüber der Längserstreckungsrichtung des Bodendübels auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs und eine Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens an die Außenmantelfläche des Stahlrohrs in tangentialer Anlage auf, wobei der tangential an der Außenmantelfläche angelegte Blechstreifen annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse des Stahlrohrs zugeführt und ausgerichtet wird. Zudem umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zum Verschweißen des Blechstreifens unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs. Das Stahlrohr kann in einer einfachsten Ausführungsform in eine herkömmliche Drehmaschine eingespannt sein, bei der das Stahlrohr in horizontaler Lage rotieren kann. Vorzugsweise ist es beidseitig eingespannt, so dass es durch das Andrücken des Blechstreifens bei dessen Verschweißen nicht einseitig ausweichen kann. Die Zuführeinrichtung für den Blechstreifen kann in einer einfachsten Variante ein in paralleler Richtung zur Längsrichtung des Stahlrohrs verschiebbarer Schlitten sein, an dem normalerweise Drehmeißel o. dgl. befestigt werden können. Im vorliegenden Fall kann er zur Fixierung der Zuführeinrichtung und der Schweißelektrode dienen, die in diesem Fall mit vorgebbarer und konstanter oder variabler Vorschubgeschwindigkeit entlang der Längsachse des rotierenden Stahlrohrs verschoben werden können.
Die Vorrichtung kann weiterhin eine Einrichtung zum Vorschub des Stahlrohrs gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens aufweisen. Wahlweise jedoch wird der Blechstreifen mitsamt der Schweißeinrichtung in konstanter Vorschubgeschwindigkeit entlang des ortsfest rotierenden Stahlrohrs verschoben. Vorzugsweise ist eine Einrichtung zur Koppelung der Vorschubgeschwindigkeit des Stahlrohrs gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung des Blechstreifens und der Rotationsgeschwindigkeit des Stahlrohrs vorgesehen, so dass bei kleiner werdendem Durchmesser des unteren Bereichs die Umdrehung des Stahlrohrs bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit des Blechstreifens und der Schweißeinrichtung beschleunigt werden kann.
Weiterhin kann eirüTEinrichtung zur Erfassung eines Abstandes zwischen dem an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs anliegenden und/oder dort mit definierter Vorspannkraft angedrückten Blechstreifen und der Mittelachse des Stahlrohrs vorgesehen sein. Diese Einrichtung kann bspw. eine an sich bekannte optische Wegmesseinrichtung o. dgl. sein, die mit der Vorschubeinrichtung gekoppelt ist und sehr exakt den Abstand des Blechstreifens und der Schweißeinrichtung zur Stahlrohrachse erfassen kann, damit auf Basis des erfassten Messsignals die Umdrehungsgeschwindigkeit des Stahlrohrs bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit in geeigneter Weise erhöht werden kann.
Das Stahlrohr selbst kann aus nahtlos gezogenem Stahlrohr oder wahlweise aus einfachem Stahlrohr, je nach Durchmesser und Größe des Bodendübels mit geeigneter Wandstärke, gefertigt sein. Das Außengewinde wird üblicherweise aus einem Stahlblechstreifen gefertigt, der von einer großen Rolle abgerollt werden kann. Der Bodendübel kann nach dem Verschweißen des Außengewindes wahlweise lackiert oder anderweitig beschichtet werden. Insbesondere kann der Bodendübel mit einer galvanisch oder durch Aufspritzen aufgebrachten Zinkschicht versehen werden, so dass er eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit erhält. Das bereits durch das Verschweißen annähernd spaltfrei an der Außenmantelfläche des Stahlrohrs anliegende Außengewinde kann problemlos beschichtet werden, wobei die verbleibenden kleinen Spalten normalerweise durch das Lackieren oder Verzinken vollständig verschlossen werden.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung hervor, die als nicht einschränkende Beispiele dienen und auf die beigefügte Zeichnung Bezug nehmen.
Fig. 1 zeigt eine erste Variante eines aus zwei Teilen zusammengeschweißten
Stahlrohrs, das durch Aufschweißen eines Außengewindes zu einem Bodendübel verarbeitbar ist.
Fig. 2 zeigt eine weitere Variante eines einstückigen Stahlrohrs, das durch Aufschweißen eines Außengewindes zu einem Bodendübel verarbeitbar ist.
Fig. 3 zeigt einen Bodendübel mit angeschweißtem Außengewinde.
Fig. 4 zeigt in einer Detaildarstellung die Verbindung zwischen dem Außengewinde und dem Stahlrohr des Bodendübels.
Fig. 5a/b/c verdeutlicht ein Fertigungsverfahren zum Anbringen des Außengewindes an das Stahlrohr in verschiedenen Ansichten.
Die schematischen Darstellungen der Figuren 1 und 2 zeigen jeweils perspektivische Darstellungen einer Fertigungsvorstufe eines Bodendübels 10 aus einem Stahlrohr 11 , umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt 12 und einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze 14 hin verjüngenden Abschnitt 16 und ein hier noch nicht angebrachtes Außengewinde, das sich nach dem Aufbringen auf den Bodendübel 10 zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts erstreckt. Der obere Abschnitt 12 und der untere Abschnitt 16 sind bei der ersten Variante gemäß Fig. 1 aus zwei Teilen gebildet, die in einer ringförmigen Schweißnaht 18 zusammengefügt sind. Bei dieser Variante wird der untere Abschnitt 16 üblicherweise durch Kneten eines zuvor zylindrischen Rohrabschnitts hergestellt, das dabei verdichtet und zu einem in der Regel konischen Abschnitt mit geschlossener Spitze 14 umgeformt wird.
Bei der zweiten Variante gemäß Fig. 2 sind der obere Abschnitt 12 und der untere Abschnitt 16 einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt 11 gebildet. Der untere Abschnitt 16 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel vier Längsschlitze 20 auf, wobei im Bereich der Längsschlitze 20 Material entnommen ist. Im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind im Bereich der Längsschlitze 20 jeweils spitze, dreieckförmige Abschnitte entnommen, so dass der untere Abschnitt 16 durch insgesamt vier symmetrische Streifenabschnitte 22 gebildet ist, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze 14 verjüngen. Diese insgesamt vier Streifenabschnitte 22 laufen jeweils in einer Spitze 24 aus.
Die Längsschlitze 20 können in vorteilhafter Weise mittels eines Laserschneidverfahrens oder auch auf andere Weise hergestellt sein. So ist es grundsätzlich denkbar, die Längsschnitte mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges mittels eines Stanzverfahrens herzustellen.
Die Darstellungen der Figuren 1 und 2 zeigen jeweils den Rohzustand des Bodendübels 10 nach dem Verschweißen der oberen und unteren Abschnitte 12, 16 (Fig. 1) bzw. nach dem Einbringen der Längsschlitze 20. Anschließend können die Streifenabschnitte 22 wahlweise zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden. Wahlweise können die Streifenabschnitte 22 auch linienförmig entlang ihrer aneinander grenzenden Seitenkanten jeweils miteinander verschweißt werden. Zudem können die Streifenabschnitte 22 an ihren Spitzen 24 unter Ausbildung der unteren Spitze 14 des Bodendübels 10 jeweils miteinander verschweißt sein.
Da der Bodendübel 10 gemäß Fig. 2 aus einem einzigen, durchgängigen Rohrabschnitt gefertigt ist, weist er jeweils im zylindrischen oberen Abschnitt 12 und im sich verjüngenden unteren Abschnitt 16 eine weitgehend konstante Wandstärke auf. Je nach weiterer Verarbeitung kann vorgesehen sein, dass der untere Abschnitt 16 eine konische Form aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die dreieckförmigen Streifenabschnitte 22 aneinander geheftet werden, so dass sich die mittleren Abschnitte nicht ausbeulen können. Soll jedoch eine leicht bauchige Kontur gebildet werden, so kann es ausreichen, lediglich die Spitzen 24 miteinander zu verschweißen und anschließend das Gewinde (vgl. Fig. 3) aufzubringen.
Die in Fig. 2 gezeigte Variante des Bodendübels 10 ist durch seine einstückige Form besonders stabil und widerstandsfähig und kann auch für sehr schwierige Böden verwendet werden, ohne dass es zu Versagensbrüchen kommt. Durch die fehlende Schweißnaht 18 (vgl. Fig. 1) zwischen oberem Abschnitt 12 und unterem Abschnitt 16 entfällt die Gefahr eines Versagensbruches oder -risses in diesem Bereich. Durch die Ausbildung des Bodendübels 10 mit weitgehend konstanten Wandstärken auch im unteren, sich verjüngenden Bereich 16 bleibt der Bodendübel 10 in allen Abschnitten torsionselastisch und kann hohen Torsionsbelastungen beim Eindrehen in schwierige und sehr feste und/oder besonders harte Böden sehr gut standhalten.
Die schematische Darstellung der Fig. 3 zeigt einen Bodendübel 10 mit angeschweißtem Außengewinde 26, das durch einen Blechstreifen 28 gebildet ist, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist (vgl. Fig. 4) und mit einer Schmalseite 30 an die Außenmantelfläche 32 des oberen Abschnitts 12 sowie des unteren Abschnitts 16 geschweißt ist. Diese Schweißnaht 34 ist als ununterbrochene Kehlschweißnaht weitgehend konstanter Stärke ausgebildet. Die Steigung des Außengewindes 26 ist über seine gesamte Länge entlang des oberen Abschnitts 12 wie auch des unteren Abschnitts 16 des Bodendübels annähernd konstant. Wahlweise kann der
Blechstreifen 28 zusätzlich zu der in Fig. 4 angedeuteten einseitigen Kehlschweißnaht 34 mit einer doppelseitigen Kehlschweißnaht (nicht dargestellt) an der Außenmantelfläche 32 des Bodendübels verschweißt werden.
Das in Fig. 3 und in Fig. 4 dargestellte Außengewinde 26 ist somit durch den Blechstreifen 28 gebildet, der mit seiner Schmalseite 30 wendeiförmig bzw. helixförmig um den unteren Bereich des zylindrischen Rohrabschnitts 12 und insbesondere um den sich verjüngenden unteren Abschnitt 16 verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche 32 des Bodendübels 10 angeschweißt ist. Die in der Variante gemäß Fig. 2 gezeigten Streifenabschnitte 22 des sich verjüngenden unteren Bereichs 16 können wahlweise mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens 28 des Außengewindes 26 in ihrer Form gehalten sein. Auf diese Weise ist es nicht zwingend notwendig, dass die Blechstreifen 22 zusätzlich an ihren aneinander grenzenden Stoßstellen miteinander verschweißt sind. Vielmehr kann ausreichen, dass die Blechstreifen 22 lediglich mit ihren unteren Spitzen 24 miteinander verschweißt sind. Das Außengewinde 26 erstreckt sich durchgängig und mit annähernd konstanter Steigung zwischen dem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts 12 bis nahe zur.ypteren Spitze 14 des sich verjüngenden Abschnitts 16.
Die schematischen Darstellungen der Figuren 5a, 5b und 5c verdeutlichen ein
Fertigungsverfahren zum Anbringen des Außengewindes 26 an die Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs 11 des Bodendübels 10. So wird der Blechstreifen 28 zunächst an der gewünschten Anfangsstelle im Bereich des zylindrischen oberen Abschnitts 12 mittels einer Schweißeinrichtung 36 angeheftet. Der das Außengewinde 26 bildende Blechstreifen 28 wird hierbei von einer Rolle 38 oder einem anderen geeigneten
Reservoir zur Verfügung gestellt. Der Blechstreifen 28 wird mit seiner Schmalseite 30 auf die Außenmantelfläche 32 des Bodendübels 10 aufgesetzt, so dass seine breiten Seiten im Wesentlichen senkrecht von der Außenmantelfläche 32 abragen (vgl. Fig. 4). Die Neigung des Blechstreifens α gegen die Längsachse 40 des Bodendübels 10 definiert die Steigung des Außengewindes 26 (vgl. Fig. 5a).
Eine Rotation R des Stahlrohrs 11 um die Längsachse 40 entgegen der Zuführrichtung Z des Blechstreifens 28 sorgt dafür, dass dieser von der Rolle 38 abgezogen wird. Die Rolle 38 hierbei weder aktiv angetrieben noch wird die Förderung und/oder Zuführung des Blechstreifens 28 auf andere Weise aktiv unterstützt. Der leichte Widerstand des unter Zugspannung stehenden Blechstreifens 28 sorgt vielmehr dafür, dass sich dieser sehr exakt um die Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs legt, während dieses gedreht wird. Der Schweißvorgang der in definiertem Abstand und in definierter Position zum Blechstreifen 28 ausgerichteten Schweißeinrichtung 36 sorgt gleichzeitig für eine gewünschte Erweichung des Blechsteifens 28 an der Heftstelle 42. Der Blechsteifen 28 wird dadurch in der gewünschten Richtung verformt, so dass seine Schmalseite 30 jederzeit flächig auf der Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs 11 anliegt.
Fig. 5b verdeutlicht den Vorschub V der Schweißeinrichtung 36 und der damit gekoppelten Zuführeinrichtung 44 für den Blechsteifen 28 in Richtung der Längsachse 40, und zwar in Richtung vom oberen Abschnitt 12 zum unteren Abschnitt 16 und zur Spitze 14 des Bodendübels 10, wo der Schweißvorgang durch Abtrennen des Blechstreifens beendet wird. Anschließend kann diese Trennstelle sauber verschliffen werden, so dass keine scharfen Kanten verbleiben. Um sicherzustellen, dass die Steigung S des Außengewindes 26 an jeder Stelle des Bodendübels 10 annähernd konstant bleibt, muss die Vorschubgeschwindigkeit V der Schweißeinrichtung und der Zuführeinrichtung 44 in fester Beziehung zur Rotationsgeschwindigkeit R des Bodendübels 10 um seine Längsachse 40 stehen, solange der Blechstreifen 28 mit dem zylindrischen oberen Abschnitt 12 verschweißt wird. Sobald der konische oder sich andersartig verjüngende untere Abschnitt 16 erreicht ist, muss die Rotationsgeschwindigkeit R bei gleich bleibender Vorschubgeschwindigkeit V allmählich gesteigert werden, damit die Schweißgeschwindigkeit gleich bleibt.
Um die Koppelung der Rotationsgeschwindigkeit R mit der
Vorschubgeschwindigkeit V sicherzustellen, ist es sinnvoll, bspw. den Abstand A zwischen der Heftstelle 42 des Blechstreifens 28 und der Längsachse 40 zu erfassen, was auf einfache und zuverlässige Weise mittels einer geeigneten optischen Messeinrichtung (nicht dargestellt) erfolgen kann. Auf Basis der Signale dieser Messeinrichtung wird die Rotationsgeschwindigkeit R mit zunehmender Verringerung des gemessenen Abstandes A erhöht, bis ein vorgegebener Minimalwert erreicht ist, bei dem der Schweißvorgang abgeschaltet werden kann, weil die Spitze 14 des Bodendübels 10 erreicht ist.
Die sehr exakte, spaltfreie und maßhaltige Verschweißung des Blechstreifens 28 zur Bildung des Außengewindes 26 mit annähernd konstanter Steigung S hat im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Voraussetzungen. Die Heftstelle 42 und damit der Schweißpunkt der Schweißeinrichtung 36 muss annähernd radial zur Mittelachse 40 angeordnet und darf nicht seitlich versetzt sein. Nur dann ist zu gewährleisten, dass die Verschweißung auch entlang des sich verjüngenden unteren Abschnitts 16 mit der gewünschten Präzision verlaufen kann. Weiterhin muss eine Andrückkraft K in senkrechter Richtung zur Zuführrichtung Z des Blechstreifens 28 auf diesen ausgeübt werden, so dass er an seiner Heftstelle 42 in senkrechter Richtung zur Außenmantelfläche 32 des Stahlrohrs in Richtung zur Mittelachse 40 gedrückt wird. Diese Andrückkraft K muss nicht sehr groß sein, sollte jedoch ausreichen, um den Blechstreifen 28 während des Schweißvorgangs am Abheben von der
Außenmantelfläche 32 zu hindern. Diese Andrückkraft K kann bspw. mittels einer geeigneten Andrückeinrichtung mit Federunterstützung und/oder mit einem Pneumatikzylinder o. dgl. aufgebracht werden. Nach Erreichen der Spitze und nach Beendigung des Schweißvorgangs kann die Andrückeinrichtung deaktiviert und der Blechstreifen 28 mitsamt der Schweißeinrichtung 36 vom Bodendübel 10 abgehoben werden.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die skizzierten Bewegungszusammenhänge bei der Aufbringung des Außengewindes 26 auch auf andere Weise hergestellt werden können, bspw. mit Unterstützung eines Schweißroboters, der entlang der Außenkontur des Bodendübels 10 geführt werden kann. Auch sind kinematiscrVe Ümkehrungen möglich, so dass bspw. die Schweißeinrichtung 36 ortsfest und der Bodendübel 10 längsverschieblich sein kann. Die grundlegenden Zusammenhänge der vorliegenden Erfindung ändern sich hierdurch nicht.
Weiterhin ist zu ergänzen, dass die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt zu sehen ist. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
Bezuqszeichenliste
10 Bodendübel
11 Stahlrohr
12 oberer Abschnitt
14 Spitze
16 unterer Abschnitt
18 ringförmige Schweißnaht
20 Längsschlitz
22 Streifenabschnitt
24 Spitze
26 Außengewinde
28 Blechstreifen
30 Schmalseite
32 Außenmantelfläche
34 Kehlschweißnaht
36 Schweißeinrichtung
38 Rolle
40 Längsachse
42 Heftstelle
44 Zuführeinrichtung
A Abstand
K Andrückkraft
R Rotation / Rotationsgeschwindigkeit
S Steigung
V Vorschub / Vorschubgeschwindigkeit
Z Zuführung / Zuführrichtung
α Steigungswinkel

Claims

Pate nta n s prüch e
1. Bodendübel (10) aus Stahlrohr (11), umfassend einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26), das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber einer Längsachse (40) des Bodendübels (10) aufweist.
2. Bodendübel nach Anspruch 1 , bei dem das Außengewinde (26) durch einen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer Schmalseite (30) helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt (12) und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) verläuft und zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) angeschweißt ist.
3. Bodendübel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich das Außengewinde (26) durchgängig und mit weitgehend konstanter Steigung (S) zwischen einem unteren Bereich des zylindrischen Abschnitts (12) bis nahe zur unteren Spitze (14) des sich verjüngenden Abschnitts (16) erstreckt.
4. Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Außengewinde (26) aus einem lang gestreckten und/oder von einer Rolle (38) abgewickelten Blechstreifen (28) mit rechteckförmigem Querschnitt gebildet ist, der mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht (34) mit der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist.
5. Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der obere Abschnitt (12) und der untere Abschnitt (16) einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt (11) gebildet sind.
6. Bodendübel nach Anspruch 5, bei dem der untere Abschnitt (16) mindestens drei Längsschlitze (20) aufweist, wobei im Bereich der Längsschlitze (20) dreieckförmige Abschnitte entnommen sind und wobei die dadurch gebildeten wenigstens drei Streifenabschnitte (22) jeweils in einer Spitze (24) auslaufen.
7. Bodendübel nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der untere Abschnitt (16) durch wenigstens drei Streifenabschnitte (22) gebildet ist, die sich jeweils nach unten hin, in Richtung zur unteren Spitze (14) verjüngen, wobei die Streifenabschnitte (22) zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt sind.
8. Bodendübel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der im zylindrischen oberen
(12) und im sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) jeweils eine weitgehend konstante Wandstärke aufweist.
9. Bodendübel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die Streifenabschnitte (22) mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens (28) des Außengewindes (26) in ihrer Form gehalten sind.
10. Verfahren zur Herstellung eines Bodendübels (10) aus Stahlrohr (11), der zumindest einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26) aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht (34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (26) als lang gestreckter Blechstreifen (28) seitlich zur Außenmantelfläche (32) des rotierenden Stahlrohrs zugeführt und dort verschweißt wird, wobei das
Stahlrohr (11) gegenüber der Zuführstelle des Blechstreifens (28) mit gleichmäßigem Vorschub (V) in Längsrichtung des Stahlrohrs (11) bewegt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) über seine gesamte Länge mit annähernd konstanter Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber der Längsachse (40) des
Bodendübels (10) zugeführt und verschweißt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) unter annähernd konstantem stumpfem Winkel (α) zur Längsachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt wird, wobei dieser Zuführwinkel den Steigungswinkel des Außengewindes (26) bildet.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Blechstreifen (28) des Außengewindes (26) mit seinen Längsseiten annähernd senkrecht zur Längsachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und verschweißt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem das Stahlrohr (11) des Bodendübels (10) beim Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des oberen zylindrischen Abschnitts (12) mit gegenüber der
Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens (28) weitgehend konstanter Rotationsgeschwindigkeit (R) rotiert.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem das Stahlrohr (11) des Bodendübels (10) beim Verschweißen des Blechstreifens (28) im Bereich des unteren sich verjüngenden bzw. konischen Abschnitts (16) mit gegenüber der
Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) bezüglich der Zuführstelle des Blechstreifens (28) beschleunigter Rotationsgeschwindigkeit (R) rotiert.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) mit geringer werdendem Abstand (A) des Blechstreifens (28) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) gleichmäßig gesteigert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem das Stahlrohr (11) umso schneller rotiert, je geringer der Abstand (A) des Blechstreifens (28) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, bei dem die Schweißstelle (42) des Blechstreifens (28) an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle am Stahlrohr (11) platziert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der tangential an der Außenmantelfläche (32) angelegte und dort verschweißte Blechstreifen (28) annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und ausgerichtet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, bei dem der Blechstreifen mit einer Schmalseite (30) helixförmig um den zylindrischen Rohrabschnitt (12) und/oder um den sich verjüngenden unteren Abschnitt (16) gelegt wird und durch das Verschwsißen erweicht wird, so dass er spaltfrei und unter gleichmäßiger Verformung und Krümmung an die Außenmantelfläche (32) des
Stahlrohrs (11) angelegt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Blechstreifen (28) durch die Rotation (R) des Stahlrohrs (11) und durch die gleichzeitige Verschweißung an dessen Außenmantelfläche (32) von einem Vorrat, insbesondere von einer Rolle (38) abgezogen und zugeführt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 21 , bei dem das Außengewinde (26) mit einer einseitigen oder doppelseitigen Kehlschweißnaht (34) mit der Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, bei dem der Blechstreifen (28) mit definierter Vorspannkraft im Bereich seiner Anlage- und
Verschweißungsstelle (42) in senkrechter Richtung gegen die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) gedrückt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem ein Abstand (A) der Anlage- und Verschweißungsstelle (42) zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) gemessen und in Abhängigkeit vom erfassten Abstand (A) das Verhältnis zwischen
Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) und der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs (11) gegenüber der Verbindungsstelle (42) des Blechstreifens (28) mit der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) angepasst wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem beim Zuführen und Verschweißen des
Blechstreifens (28) im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze (14) hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) (16) des Bodendübels (10) die Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) bei konstant bleibender Vorschiabgeschwindigkeit (V) erhöht wird.
26. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem beim Zuführen und Verschweißen des
Blechstreifens (28) im Bereich des und in Richtung zum sich in Richtung zur Spitze (14) hin verjüngenden unteren Abschnitt(s) (16) des Bodendübels (10) die Vorschubgeschwindigkeit (V) zwischen Stahlrohr (11) und Blechstreifen (28) bei konstant bleibender Umdrehungsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11) reduziert wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 26, bei dem der obere Abschnitt
(12) und der untere Abschnitt (16) des Bodendübels (10) einstückig aus einem einzigen, zusammenhängenden Stahlrohrabschnitt (11) gebildet werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem in den unteren Abschnitt (16) mindestens drei Längsschlitze (20) eingebracht werden, indem im Bereich der Längsschlitze (20) dreieckförmige Abschnitte entnommen werden, wobei die wenigstens drei dadurch gebildeten Streifenabschnitte (22) jeweils in einer Spitze (24) auslaufen.
29. Verfahren nach einem Anspruch 28, bei dem die Streifenabschnitte (22) zumindest punktuell und/oder abschnittsweise an ihren aneinander grenzenden Seitenkanten miteinander verschweißt werden.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, bei dem die wenigstens drei Streifenabschnitte (22) des Bodendübels (10) durch das Aufbringen und Verschweißen des.ßle.chstreifens (28) des Außengewindes (26) aneinander gefügt und zu einer Spitze (14) zusammengedrückt werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, bei dem die Streifenabschnitte
(22) mittels des mit ihrer Außenseite verschweißten Blechstreifens (28) des Außengewindes (26) in ihrer Form gehalten werden.
32. Bodendübel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, der mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 31 hergestellt ist.
33. Vorrichtung zur Herstellung eines Bodendübels (10) aus Stahlrohr (11), der einen oberen, zylindrischen Abschnitt (12), einen unteren, sich nach unten zu einer Spitze (14) hin verjüngenden Abschnitt (16) und ein Außengewinde (26) aufweist, das sich zumindest über einen Teil des unteren Abschnitts (16) erstreckt und aus einem ununterbrochenen Blechstreifen (28) gebildet ist, der mit einer durchgängigen oder regelmäßig unterbrochenen Kehlschweißnaht
(34) mit einer Außenmantelfläche (32) des Bodendübels (10) verschweißt ist, wobei das Außengewinde (26) über seine gesamte Länge eine annähernd konstante Steigung (S) und Neigung (α) gegenüber der Längserstreckungsrichtung (40) des Bodendübels (10) aufweist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs, durch eine Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) an die Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11) in tangentialer Anlage, wobei der tangential an der Außenmantelfläche (32) angelegte Blechstreifen (28) annähernd rechtwinkelig zur Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11) zugeführt und ausgerichtetTsf, und durch eine Einrichtung (36) zum Verschweißen des Blechstreifens (28) unmittelbar an dessen tangentialer Anlagestelle (42) an der
Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11).
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vorschub der Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) und/oder der Schweißeinrichtung (36) gegen die ortsfest rotierende Einrichtung zur Einspannung und Drehung des Stahlrohrs (11 ).
35. Vorrichtung nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Vorschub des Stahlrohrs (11) gegen die ortsfest montierte Einrichtung zur Zuführung (44) des Blechstreifens (28).
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Koppelung der Vorschubgeschwindigkeit (V) des Stahlrohrs
(11) gegen die ortsfest montierte Einrichtung (44) zur Zuführung des Blechstreifens (28) und der Rotationsgeschwindigkeit (R) des Stahlrohrs (11).
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erfassung eines Abstandes (A) zwischen dem an der Außenmantelfläche (32) des Stahlrohrs (11 ) anliegenden und/oder dort mit definierter Vorspannkraft (K) angedrückten Blechstreifen (28) und der Mittelachse (40) des Stahlrohrs (11).
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