CH693102A5 - Anchoring for carbon fiber composite wires. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anker zur Verankerung von Zugkräften ausgesetzten kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffdrähten (CFK-Drähte), insbesondere einen platzsparenden Anker, der dennoch hohen auf die Drähte einwirkenden Zugkräften standhält. The present invention relates to an anchor for anchoring carbon fiber reinforced plastic wires (CFRP wires) exposed to tensile forces, in particular a space-saving anchor which nevertheless withstands high tensile forces acting on the wires.

Ein Anker, der sich in der Praxis gut bewährt hat, ist in WO 95/29 308 beschrieben. Dieser Anker zeichnet sich aus durch eine konische Ankerhülse und einen in die Hülse passenden, das Zugelement bzw. die Zugelemente, d.h. den CFK-Draht, haltenden Verankerungskörper, dessen Steifigkeit vom Eintritt des Zugelementes oder der Zugelemente in den Konus, d.h. von vorne nach hinten, zunimmt, um eine möglichst gleichmässige Schubspannungsverteilung über die Ankerlänge zu erreichen. Insbesondere das Auftreten starker Spitzen soll vermieden werden. Die variable Steifigkeit wird nach WO 95/29 308 erreicht durch Verwendung eines gefüllten Kunststoffharzes mit mindestens einem Füllstoff, wobei sich die unterschiedliche Steifigkeit durch unterschiedlichen Füllgrad, unterschiedliche Geometrie des Füllstoffs und/oder unterschiedliche Steifigkeit oder Härte des Füllstoffs ergibt. Ein entsprechendes Verankerungssystem hält bei ausreichender Konuslänge und optimaler Konusgestaltung sehr hoher Zugbeanspruchung stand. Auf Grund des komplizierten Aufbaus des Verankerungskörpers und des hohen Materialbedarfs ist ein entsprechender Anker aber teuer. An anchor that has proven itself in practice is described in WO 95/29 308. This anchor is characterized by a conical anchor sleeve and a tension element or tension elements that fit into the sleeve, i.e. the CFRP wire holding anchoring body, the stiffness of the entry of the tension element or the tension elements into the cone, i.e. from the front to the back increases in order to achieve the most uniform possible distribution of shear stress over the anchor length. In particular, the appearance of strong peaks should be avoided. The variable stiffness is achieved according to WO 95/29 308 by using a filled plastic resin with at least one filler, the different stiffness resulting from different degree of filling, different geometry of the filler and / or different stiffness or hardness of the filler. A corresponding anchoring system can withstand very high tensile loads with a sufficient cone length and optimal cone design. Due to the complicated structure of the anchoring body and the high material requirement, a corresponding anchor is expensive.

Es besteht deshalb das Bedürfnis nach einem Anker, der sich einfacher fertigen lässt, weniger Material benötigt und trotzdem hohen Ansprüchen genügt. There is therefore a need for an anchor that is easier to manufacture, requires less material and still meets high demands.

Ein solcher Anker wird durch die in Anspruch 1 definierte Erfindung bereitgestellt. Such an anchor is provided by the invention as defined in claim 1.

Der erfindungsgemässe Anker besteht aus einer Ankerhülse und mindestens einem in einem Innenraum der Hülse befestigten Kohlenstofffaserverbunddraht, der an seinem in der Hülse befestigten Teil in mindestens einem Bereich aufgetrennt ist und in mindestens diesem einen aufgetrennten Bereich permanent gespreizt ist, sodass im Bereich dieser mindestens einen permanenten Spreizung eine Vergrösserung des durch den äusseren Umfang des Drahtes eingenommenen, quer zur Längsachse gemessenen Querschnitts, d.h. des Hüllkreisdurchmessers, vorliegt. Eine solche permanente Spreizung wird vorzugsweise mit einem von der Hülse unabhängigen Spreizmittel erzeugt. Der Innenraum der Hülse ist zylinderförmig und weist auf der Seite des Drahtaustritts eine \ffnung auf, welche grösser ist als der Durchmesser des ungespreizten Drahtes, aber kleiner als der gespreizte Draht oder der gespreizte Draht mit daran adhäsiv anhaftendem Material. The anchor according to the invention consists of an anchor sleeve and at least one carbon fiber composite wire fastened in an interior of the sleeve, which is separated in at least one area on its part fastened in the sleeve and is permanently expanded in at least this one separated area, so that at least one permanent area is spread in this area Spreading an enlargement of the cross-section taken up by the outer circumference of the wire and measured transversely to the longitudinal axis, ie of the envelope diameter. Such a permanent expansion is preferably produced with an expansion means that is independent of the sleeve. The interior of the sleeve is cylindrical and has an opening on the side of the wire outlet which is larger than the diameter of the unspread wire, but smaller than the spread wire or the spread wire with adhesive material adhering to it.

Die Erfindung wird durch die nachfolgend aufgeführten Figuren weiter veranschaulicht, wobei die Fig. 4b und 4c nicht beanspruchte Ausführungsformen zeigen. The invention is further illustrated by the figures listed below, with FIGS. 4b and 4c showing embodiments not claimed.

Fig. 1 zeigt mögliche Spaltungen des Drahtes parallel zur Längsachse resp. durch die Längsachse in Aufsicht auf das Drahtende im ungespreizten Zustand, wobei Fig. 1a eine einzige Spaltung durch die Längsachse zeigt, Fig. 1b zwei senkrecht aufeinanderstehende Spaltungen, die je durch die Längsachse laufen und Fig. 1c drei Spaltungen, die rotationssymmetrisch um die Längsachse angeordnet sind. Fig. 2 zeigt einen gemäss Fig. 1c aufgetrennten und mittels eines Rings gespreizten Verbunddraht. Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Anordnung eines Drahtbündels mit drei Spaltungen entsprechend Fig. 1c pro Draht und Spreizung mittels eines Ringes, wobei Fig. 3a einen Längsschnitt durch die Mitte des Drahtbündels darstellt und Fig. 3b einen Querschnitt durch den aufgetrennten, gespleissten Teil des Drahtbündels. Fig. 4 zeigt verschiedene Hülsenformen und die Anordnung eines gespleissten Drahtes in deren Innenraum, wobei Fig. 4a eine Hülse mit zylindrischem Innenraum zeigt, Fig. 4b eine Hülse mit zum Teil konischem Innenraum und Fig. 4c eine Hülse mit konischem Innenraum. Fig. 5 zeigt das Verhalten eines einzelnen Verbunddrahtes mit Spaltung gemäss Fig. 1c, Spreizung mittels Ring und Permanenz der Spreizung mittels Eingiessen des gespreizten Drahtendes in den Innenraum der Hülse, wobei Fig. 5a den Traversenweg vs. die Kraft für einen Hülseninnenraum nach Fig. 4a und Fig. 5b den Traversenweg vs. die Spannung für einen zylindrischen (Z) Hülseninnenraum nach Fig. 4a darstellt.  Fig. 1 shows possible splits of the wire parallel to the longitudinal axis, respectively. through the longitudinal axis in supervision of the wire end in the unspread state, whereby  1a shows a single split through the longitudinal axis,  Fig. 1b two perpendicular splits, each running through the longitudinal axis and  Fig. 1c three splits, which are arranged rotationally symmetrically about the longitudinal axis.  FIG. 2 shows a composite wire cut according to FIG. 1c and spread by means of a ring.  Fig. 3 shows a preferred arrangement of a wire bundle with three splits corresponding to Fig. 1c per wire and spreading by means of a ring, wherein  3a shows a longitudinal section through the center of the wire bundle and  3b shows a cross section through the separated, spliced part of the wire bundle.  Fig. 4 shows different sleeve shapes and the arrangement of a spliced wire in the interior, wherein  4a shows a sleeve with a cylindrical interior,  Fig. 4b a sleeve with a partially conical interior and  Fig. 4c a sleeve with a conical interior.  5 shows the behavior of a single composite wire with splitting according to FIG. 1c, spreading by means of a ring and permanent spreading by pouring the spread wire end into the interior of the sleeve, wherein  5a the truss path vs. the force for a sleeve interior according to Fig. 4a and  5b the truss path vs. represents the tension for a cylindrical (Z) sleeve interior according to FIG. 4a.

Der erfindungsgemässe Anker dient zur Befestigung von Spanndrähten aus CFK. Er umfasst eine Ankerhülse 5 mit einem Innenraum 7 und einem in diesem Innenraum 7 angeordneten Ende des Verbunddrahtes 1, der zumindest in einem Bereich 4 aufgetrennt, z.B. durch Schnitte 2 aufgetrennt, und z.B. mittels eines Spreizmittels 3 und gegebenenfalls einem Fixiermittel permanent gespreizt ist. The anchor according to the invention is used for fastening CFRP tensioning wires. It comprises an anchor sleeve 5 with an inner space 7 and an end of the composite wire 1 which is arranged in this inner space 7 and which is separated at least in an area 4, e.g. separated by cuts 2, and e.g. is permanently spread by means of a spreading means 3 and optionally a fixing means.

Eine Auftrennung 2 des Faserverbundes 1 mit gleichzeitiger Spreizung des Faserverbunddrahtes kann auf verschiedene Arten erfolgen, z.B. durch mechanisches Auseinanderspreizen des Drahtes mit einem Spreizmittel 3, wie einem Nagel oder Konus. Bei einer solchen Behandlung wird üblicherweise ein teilweises "Aufsprengen" des Verbundes bewirkt, das bei stark dezentralisierter Einwirkung des Spreizmittels 3 zu asymmetrischer Spreizung und damit schlecht kontrollierbarer Krafteinwirkung führen kann, weshalb hohe Anforderungen an die Präzision zu stellen sind. Es ist aber auch möglich die Kunststoffmatrix, die die Fasern zusammenhält, vorab derart anzulösen, dass eine Lockerung des Verbundes erzielt wird, worauf das "Aufsprengen" und Spreizen schonender erfolgen kann. The fiber composite 1 can be separated 2 with simultaneous spreading of the fiber composite wire in various ways, e.g. by mechanically spreading the wire apart with a spreading means 3, such as a nail or cone. Such a treatment usually results in a partial “bursting open” of the assembly, which can lead to asymmetrical spreading and thus force control that is difficult to control when the decentralized action of the expansion means 3 is strong, which is why high demands are made on the precision. However, it is also possible to dissolve the plastic matrix that holds the fibers together in advance in such a way that the bond is loosened, after which the "bursting open" and spreading can take place more gently.

Bevorzugt wird der Faserverbunddraht aber mindestens einmal in mindestens einem Bereich 4 im Wesentlichen parallel zur oder entlang der Längsachse des Drahtes 1 gespalten (Fig. 1) und anschliessend in mindestens einem derart gespaltenen Bereich 4 permanent gespreizt. However, the fiber composite wire is preferably split at least once in at least one area 4 essentially parallel to or along the longitudinal axis of the wire 1 (FIG. 1) and then permanently spread in at least one area 4 split in this way.

Üblicherweise wird die Spaltung ausgehend vom Drahtende gemacht (Fig. 1), da nur von dort aus eine Spaltung mit minimaler Verletzung der einzelnen Kohlenstofffasern sowie Schnittführung parallel zur oder entlang der Längsachse möglich ist. The splitting is usually carried out starting from the wire end (FIG. 1), since splitting is possible only from there with minimal damage to the individual carbon fibers and a cut parallel to or along the longitudinal axis.

Obschon eine nur einfache Spaltung möglich ist (Fig. 1a), ist es bevorzugt mindestens drei, insbesondere drei oder mehr möglichst symmetrisch um die Längsachse angeordnete Spaltungen zu haben (Fig. 1c), um eine möglichst homogene Kraftverteilung zu gewährleisten, sodass Abspreizung in unterschiedliche Richtungen bezüglich der Längsachse möglich ist. Bevorzugt ist, dass keine zwei parallelen Richtungen, oder zumindest nicht nur zwei parallele Richtungen, vorliegen, um möglichst gute Kraftverteilung im Raum zu gewährleisten. Although only a simple split is possible (FIG. 1a), it is preferred to have at least three, in particular three or more splits arranged as symmetrically as possible about the longitudinal axis (FIG. 1c) in order to ensure a force distribution that is as homogeneous as possible, so that spreading into different Directions with respect to the longitudinal axis is possible. It is preferred that there are no two parallel directions, or at least not only two parallel directions, in order to ensure the best possible force distribution in space.

Solche Spaltungen 2, die nicht gleichzeitig eine Spreizung beinhalten, können auf verschiedene Arten erzielt werden, z.B. durch Spaltung mit einem Messer oder Skalpell, durch spezielles Beschiessen des Drahtendes, durch Auflösen der die einzelnen Fasern verbindenden Kunststoffmatrix etc. oder durch Kombination solcher Verfahren. Beispielsweise kann es für die mechanische Spaltung vorteilhaft sein, die Kunststoffmatrix zuvor etwas anzulösen, um z.B. einfachere Spaltung und Spreizung mit vermindertem Bruchrisiko zu erzielen. Such splits 2, which do not include spreading at the same time, can be achieved in different ways, e.g. by splitting with a knife or scalpel, by special bombardment of the wire end, by dissolving the plastic matrix connecting the individual fibers, etc. or by combining such processes. For example, it may be advantageous for the mechanical splitting to slightly dissolve the plastic matrix beforehand, e.g. to achieve easier splitting and spreading with reduced risk of breakage.

Eine bevorzugte Spleissung erfolgt in Form von Kreissegmenten (Fig. 1c), die sich bevorzugt spreizen lassen. A preferred splicing is in the form of circular segments (FIG. 1c), which can preferably be spread.

Spreizung kann ebenfalls auf verschiedene Arten erzielt werden, wie z.B. durch Einbringen eines Spreizkörpers wie eines Ringes 3 (siehe Fig. 2), eines Konus aus einem beliebigen, ausreichend starren Material, wobei der Konus entweder nur als Spreizmittel oder auch noch als Auftrennmittel eingesetzt werden kann, etc. Um eine permanente Spreizung zu erzielen kann es erforderlich sein, das Spreizmittel zu befestigen. Dies kann beispielsweise durch Eintauchen des gespreizten Endes in eine gut haftende, ausreichend fest aushärtende Masse, auch als erstes Mittel oder Fixiermittel bezeichnet, erfolgen oder auch durch Eingiessen in eine insbesondere "tulpenförmig" gestaltete Form, sodass ein permanent gespreizter Draht gebildet wird, der anschliessend in eine Ankerhülse eingebracht werden kann. Die Tulpenform ist bevorzugt, weil sie für die Kräfteverteilung vorteilhaft ist. Dieses Fixiermittel kann aus Kunststoff oder Metall bestehen, wobei dem Eintauchen allenfalls eine Behandlung zur Verbesserung der Adhäsion vorangehen kann. Insbesondere bei vollständiger Auflösung der Kunststoffmatrix des Verbunddrahtes, ist nach der Spreizung eine Fixierung des Spreizmittels mit einem Fixiermittel, insbesondere einem Fixiermittel, das die Wirkung von anderen Kräften als reinen Zugkräften auf die Fasern mindert, notwendig. Spreading can also be achieved in several ways, e.g. by introducing an expansion body such as a ring 3 (see FIG. 2), a cone made of any sufficiently rigid material, the cone can either be used only as an expansion means or also as a separating means, etc. In order to achieve permanent expansion it may be necessary to attach the spreader. This can be done, for example, by immersing the spread end in a well-adhering, sufficiently hard hardening mass, also referred to as the first agent or fixing agent, or by pouring it into a particularly "tulip-shaped" shape, so that a permanently spread wire is formed, which then can be inserted into an anchor sleeve. The tulip shape is preferred because it is advantageous for the distribution of forces. This fixative can be made of plastic or metal, with the immersion being preceded at most by a treatment to improve the adhesion. In particular when the plastic matrix of the composite wire is completely dissolved, after the spreading, the spreading agent must be fixed with a fixing agent, in particular a fixing agent, which reduces the effect of forces other than pure tensile forces on the fibers.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird der gespreizte Draht, insbesondere das gespreizte Drahtende in den Innenraum 7 der Hülse 5 gegeben und der Innenraum 7 mit einem Fixiermittel, insbesondere einem Kunststoff-Harz, ausgegossen, sodass über das Ausgiessen der Hülse permanente Spreizung des Drahtes erzielt wird. Durch dieses Ausgiessen wird - bei geeigneter Hülsenform - gleichzeitig eine Fixierung des Drahtes in der Hülse erzielt. In a preferred embodiment, the spread wire, in particular the spread wire end, is placed in the interior 7 of the sleeve 5 and the interior 7 is poured out with a fixing agent, in particular a plastic resin, so that permanent spreading of the wire is achieved by pouring out the sleeve. With this pouring out - with a suitable sleeve shape - the wire is simultaneously fixed in the sleeve.

Die Befestigung des gespreizten Drahtes in der Hülse kann auf verschiedene Arten erfolgen, wobei Befestigung durch spezielle Ausgestaltung der Hülse 5 bevorzugt ist. Diese spezielle Ausgestaltung betrifft insbesondere eine Gestalt, die zum Drahtaustrittsende 6 hin, d.h. vorne, eine \ffnung aufweist, die grösser ist als der Durchmesser des nicht gespreizten Drahtes, aber kleiner als der Durchmesser des gespreizten Drahtes zusammen mit daran adhäsiv gebundenen Stoffen. Formen, die diese Anforderungen erfüllen sind z.B. vorne mit Ausnahme des Drahtdurchtritts geschlossene Hülsen mit zylinderförmigem oder konischem Innenraum, oder Hülsen mit rein konischem Innenraum, wobei die rein konische Form lediglich für eingegossene Drähte Sinn macht. Bevorzugt ist aber grundsätzlich die zylindrische Form, da insbesondere im Falle von Metallhülsen die konische Form aufwändiger in der Herstellung ist als die zylindrische Form. Die Hülse kann selbstverständlich zusätzlich mit weiteren Elementen ausgestattet sein, wie sie heute bereits eingesetzt werden, z.B. Gewinden etc. The spreading wire can be fastened in the sleeve in various ways, fastening by means of a special design of the sleeve 5 being preferred. This particular configuration relates in particular to a shape that faces the wire exit end 6, i.e. front, has an opening which is larger than the diameter of the non-spread wire, but smaller than the diameter of the spread wire together with substances bonded to it. Forms that meet these requirements are e.g. At the front, with the exception of the wire passage, closed sleeves with a cylindrical or conical interior, or sleeves with a purely conical interior, the purely conical shape only making sense for cast wires. In principle, however, the cylindrical shape is preferred, since in the case of metal sleeves in particular, the conical shape is more complex to manufacture than the cylindrical shape. The sleeve can of course also be equipped with additional elements such as are already used today, e.g. Threads etc.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass beim Einsatz eines entsprechend gestalteten Drahtes sogar ohne Eingiessen desselben in die Hülse 5 gute Ankerwirkung erzielt wird. Die Ankerwirkung wird aber durch Eingiessen zusätzlich verbessert. Dies lässt sich durch verbesserte Ausnützung aller, die Verankerung positiv beeinflussenden Kräfte erklären. Bei einem eingegossenen Körper wirken Kräfte von der Wand auf das Eingiessmittel. Dadurch erfolgt eine bessere Kraftverteilung innerhalb des eingegossenen Drahtteils. Durch das Eingiessen wird ferner die mögliche Adhäsion optimiert, wie auch die höchste Reibung bei Nachlassen der adhäsiven Kräfte erzielt. Durch die Spreizung wird im gespreizten Bereich abhängig von der Auffächerung die Oberfläche des Faserverbundes vergrössert, sodass im Spreizbereich sowohl stärkere Adhäsion wie auch grössere Reibung auftritt, und zudem wird durch die spezielle Spreizung, deren permanente Ausführung, bei Bruch der adhäsiven Verbindung ein "innerer Konus" gebildet, der eine zusätzliche mechanische Verankerung bewirkt. Ein solches Eingiessen kann - wie bereits erwähnt - derart vorgenommen werden, dass es gleichzeitig die permanente Fixierung der Spreizung bewirkt. Surprisingly, it has been shown that when an appropriately designed wire is used, a good anchoring effect is achieved even without pouring the same into the sleeve 5. The anchor effect is additionally improved by pouring. This can be explained by improved use of all forces that positively influence the anchorage. In the case of a cast-in body, forces act on the pouring agent from the wall. This results in a better force distribution within the cast wire part. Pouring in also optimizes the possible adhesion, as does the highest friction when the adhesive forces decrease. As a result of the spreading, the surface of the fiber composite is increased depending on the fanning out, so that both stronger adhesion and greater friction occur in the spreading area, and moreover, due to the special spreading, the permanent design of which breaks the adhesive connection, an "inner cone" "which creates additional mechanical anchoring. As already mentioned, such pouring can be carried out in such a way that it simultaneously fixes the spread permanently.

Es ist aber selbstverständlich auch möglich zuerst den Draht permanent zu spreizen, beispielsweise unter Verwendung eines Fixiermittels, und diesen bereits permanent gespreizten Draht anschliessend mit einem zweiten Mittel, das mit dem Fixiermittel identisch oder von diesem verschieden sein kann, in die Hülse einzugiessen. However, it is of course also possible to first spread the wire permanently, for example using a fixing agent, and then pour this already permanently spread wire into the sleeve using a second agent which can be identical to or different from the fixing agent.

Eine geschwungene Spreizung bringt zudem den Vorteil, dass durch den geschwungenen Übergang von der Spreizung in den ungespreizten Draht Schubspannungskräfte besser verteilt werden. A curved spread also has the advantage that shear stress forces are better distributed due to the curved transition from the spread to the unspread wire.

Es ist selbstverständlich auch möglich und wird von dieser Erfindung mitumfasst, dass die Verankerung in der Ankerhülse mittels eines vorgeformten, z.B. mehrteiligen, Einsatzes erzeugt oder verbessert wird. Ein solcher Einsatz, der den Raum 7 zwischen Anker 5 und Draht 1 mindestens teilweise ausfüllt, ist vorzugsweise ankerseitig an den Anker angepasst und bildet drahtseitig einen tulpenförmig gestalteten "Kanal" aus, in den sich insbesondere ein permanent tulpenförmig gespreizter Draht vorzugsweise schlüssig einfügt. It is of course also possible and is included in this invention that the anchoring in the anchor sleeve by means of a preformed, e.g. multi-part, use is generated or improved. Such an insert, which at least partially fills the space 7 between armature 5 and wire 1, is preferably adapted to the armature on the anchor side and forms a tulip-shaped "channel" on the wire side, into which, in particular, a permanently tulip-shaped wire preferably fits in a conclusive manner.

Infolge dieser Ausnützung aller möglichen Kräfte lassen sich bereits bei Verwendung zylindrischer Hülsen mit geringer Höhe Verankerungen erzielen, die wesentlich besser sind als sie mit gängigen Ankern und entsprechend reduzierter Höhe erzielbar wären. Für höhere und höchste Anforderungen ist es selbstverständlich möglich, die Länge und Form der Hülse an die Forderungen anzupassen, z.B. durch Verlängerung der Hülse und des darin befestigten Drahtteils sowie konische Form der Hülse mit oder ohne zusätzlich verengten Drahtdurchtritt. As a result of this utilization of all possible forces, anchoring which is considerably better than would be achievable with common anchors and a correspondingly reduced height can be achieved even with the use of cylindrical sleeves with a low height. For higher and highest requirements, it is of course possible to adapt the length and shape of the sleeve to the requirements, e.g. by lengthening the sleeve and the wire part fastened therein as well as the conical shape of the sleeve with or without additionally narrowed wire passage.

Selbstverständlich ist es auch möglich für zusätzliche Ansprüche das Eingiessmittel über die Länge der Hülse - wie in WO 95/29 308 beschrieben - variabel zu gestalten. Of course, it is also possible to make the pouring means variable over the length of the sleeve - as described in WO 95/29 308 - for additional requirements.

Das variable Eingiessmittel ist insbesondere wesentlich für die Verbesserung der Schubspannungsverteilung. Diese kann alternativ auch durch eine "tulpenförmig" geschwungene Konusform positiv beeinflusst werden. The variable pouring agent is particularly important for improving the shear stress distribution. Alternatively, this can also be positively influenced by a "tulip-shaped" curved cone shape.

Der erfindungsgemässe Anker ist beliebig breit anwendbar, beispielsweise auf sämtliche CFK-Verbunddrähte unabhängig von deren Herstellung und Kunststoffmatrix. Auch das Hülsenmaterial ist nicht kritisch, solange es den gestellten Anforderungen genügt. Geeignet sind z.B. die heute zu diesem Zweck verwendeten Stähle, aber auch andere Metalle, wie Aluminium, Titan etc., Kunststoffe, insbesondere Hochleistungskunststoffe, Spezialkeramik, Verbundwerkstoffe oder Materialkombinationen. The anchor according to the invention can be used as widely as desired, for example on all CFRP composite wires regardless of their manufacture and plastic matrix. The sleeve material is also not critical as long as it meets the requirements. Suitable are e.g. the steels used today for this purpose, but also other metals such as aluminum, titanium etc., plastics, in particular high-performance plastics, special ceramics, composite materials or material combinations.

Für das Eingiessen des Drahtes eignen sich schwundarme und kriechfeste, giess- und ausreichend aushärtbare Materialien wie gefüllte Kunststoff-Harze, insbesondere hochgefüllte Harze mit schwundarmen und kriechfesten Füllstoffen. Solche Füllstoffe sind insbesondere z.B. Aluminiumoxidkügelchen mit Durchmessern von 0,5-2,5 mm, wie Stemalox (Durchmesser 1,5-2,5 mm) (Ceramtec, Art. Nr. 80012). Für die Matrix geeignete Kunststoffe sind, beispielsweise Araldit F (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz), Ciba XB 5959 Harz (Ciba Spezialitätenchemie, Basel, Schweiz), Sikadur-30 (Sika AG, Zürich, Schweiz), Ruetapox EA 330 KA/KB (Bakelite AG, Duisburg, DE) etc. Low-shrinkage and creep-resistant, pourable and sufficiently hardenable materials such as filled plastic resins, in particular highly filled resins with low-shrinkage and creep-resistant fillers, are suitable for pouring the wire. Such fillers are particularly e.g. Aluminum oxide spheres with a diameter of 0.5-2.5 mm, such as Stemalox (diameter 1.5-2.5 mm) (Ceramtec, Art. No. 80012). Suitable plastics for the matrix are, for example, Araldit F (Ciba Specialty Chemicals, Basel, Switzerland), Ciba XB 5959 resin (Ciba Specialty Chemicals, Basel, Switzerland), Sikadur-30 (Sika AG, Zurich, Switzerland), Ruetapox EA 330 KA / KB (Bakelite AG, Duisburg, DE) etc.

Selbstverständlich ist es nicht nur möglich, einzelne Drähte entsprechend zu verankern, sondern auch ganze Drahtbündel (Fig. 3). Dazu werden Drähte wie oben beschrieben vorbereitet, d.h. in einem Bereich 4 mit einer Spreizung versehen und in eine das ganze Bündel fassende Hülse 5 gegeben, die sich entweder konisch verengt und/oder mit einem Verschluss versehen ist, der zwar den Durchtritt der ungespreizten Drähte gestattet, nicht aber den Durchtritt der Spreizung. Ein bevorzugter Verschluss enthält für jeden Draht des Bündels eine auf seinen Durchmesser (Minimum: grösser als nichtgespreizter Durchmesser, Maximum: kleiner als gespreizter Durchmesser inklusive adhäsiv haftender Stoff resp. adhäsiv haftende Stoffe, z.B. Fixiermittel) abgestimmte \ffnung. Um die Grösse des Ankers möglichst klein zu halten, ist es bevorzugt, dass die einzelnen Drähte im Bereich der Spreizung 4 ineinandergreifen. Of course, it is not only possible to anchor individual wires accordingly, but also entire wire bundles (FIG. 3). For this, wires are prepared as described above, i.e. provided with an expansion in a region 4 and placed in a sleeve 5 which holds the entire bundle and which either narrows conically and / or is provided with a closure which, although it allows the unexpanded wires to pass through, does not allow the expansion to pass through. For each wire of the bundle, a preferred closure contains an opening which is matched to its diameter (minimum: larger than unspread diameter, maximum: smaller than spread diameter including adhesive substance or adhesive substance, e.g. fixing agent). In order to keep the size of the armature as small as possible, it is preferred that the individual wires engage in the area of the spread 4.

Auch beim Verankern ganzer Drahtbündel lassen sich die oben im Zusammenhang mit den Einzeldrähten beschriebenen Effekte erzielen. The effects described above in connection with the individual wires can also be achieved when anchoring entire wire bundles.

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels näher erläutert. Dieses dient rein der Illustration und soll die Erfindung in keiner Weise beschränken. The invention will now be explained in more detail using an example. This is purely for illustration and is not intended to limit the invention in any way.

Beispiel example

Es wurden drei Anker hergestellt und unter gleichen Messbedingungen miteinander verglichen. Die Anker sind in der nachfolgend angeführten Tabelle beschrieben. <tb><TABLE> Columns=4 Tabelle <tb> <tb>Head Col 2 AL=L: Zylinder (Fig. 4a) <tb>Head Col 1: Teilkonus (Fig. 4b) <tb>Head Col 2: Konus (Fig. 4c) <tb><SEP>Draht<SEP>Stesalit 5 mm, gespaltenes Ende<SEP>Stesalit 5 mm, gespaltenes Ende<SEP>Stesalit 5 mm, gespaltenes Ende <tb><SEP>Füllstoff<SEP>Stemalox 1,5-2,5 mm Ceramtec, Art. Nr. 80012<SEP>Stemalox 1,5-2,5 mm Ceramtec, Art. Nr. 80012<SEP>kein Füllstoff <tb><SEP>Harz<SEP>Ruetapox EA 330 KA/KB von Bakelite, 2 Komponenten<SEP>Ciba XB 5959 Harz Id. Nr. 1770317<SEP>Sikadur-30 (kein Füllstoff) <tb><SEP>Stahlhülse: <tb><SEP>Länge<SEP>75,0 mm<SEP>56,0 mm<SEP>200,0 mm <tb><SEP>max.Durchm.<SEP>24,0 mm<SEP>48,0 mm<SEP>70,0 mm <tb><SEP>Konus:<CEL AL=L>kein Konus, konstanter Innendurchmesser <tb><SEP>Länge<SEP>60,0 mm<SEP>36,0 mm<SEP>180,0 mm <tb><SEP>min. Durchm.<SEP>15,0 mm<SEP>16,0 mm<SEP>27,4 mm <tb><SEP>max. Durchm.<SEP>15,0 mm<SEP>24,5 mm<SEP>49,0 mm <tb><CEL AL=L>Harzlänge<SEP>60,0 mm<SEP>56,0 mm<SEP>180 mm <tb><SEP>Oberfläche<SEP>Rauheit N12<SEP>unbehandelt korrodiert<SEP>PTFE Film <tb><SEP>Zugfestigkeit<SEP>vgl. Fig. 5 <tb><SEP>Bruchbelastung<SEP>51,3 kN/49.8 kN<SEP>"Rutschen" 46.4 kN<SEP>68.0 k <tb></TABLE> Three anchors were produced and compared with each other under the same measurement conditions. The anchors are described in the table below. <tb> <TABLE> Columns = 4 table <Tb> <tb> Head Col 2 AL = L: cylinder (Fig. 4a) <tb> Head Col 1: partial cone (Fig. 4b) <tb> Head Col 2: cone (Fig. 4c) <tb> <SEP> wire <SEP> Stesalit 5 mm, split end <SEP> Stesalit 5 mm, split end <SEP> Stesalit 5 mm, split end <tb> <SEP> filler <SEP> Stemalox 1.5-2.5 mm Ceramtec, Art. No. 80012 <SEP> Stemalox 1.5-2.5 mm Ceramtec, Art. No. 80012 <SEP> no filler <tb> <SEP> resin <SEP> Ruetapox EA 330 KA / KB from Bakelite, 2 components <SEP> Ciba XB 5959 resin Id.No. 1770317 <SEP> Sikadur-30 (no filler) <Tb> <September> steel sleeve: <tb> <SEP> length <SEP> 75.0 mm <SEP> 56.0 mm <SEP> 200.0 mm <tb> <SEP> max diameter <SEP> 24.0 mm <SEP> 48.0 mm <SEP> 70.0 mm <tb> <SEP> cone: <CEL AL = L> no cone, more constant Inner diameter <tb> <SEP> length <SEP> 60.0 mm <SEP> 36.0 mm <SEP> 180.0 mm <Tb> <September> min. Diameter <SEP> 15.0 mm <SEP> 16.0 mm <SEP> 27.4 mm <Tb> <September> max. Diameter <SEP> 15.0 mm <SEP> 24.5 mm <SEP> 49.0 mm <tb> <CEL AL = L> resin length <SEP> 60.0 mm <SEP> 56.0 mm <SEP> 180 mm <tb> <SEP> surface <SEP> roughness N12 <SEP> untreated corroded <SEP> PTFE film <Tb> <September> tensile <September> see. Fig. 5 <tb> <SEP> breaking load <SEP> 51.3 kN / 49.8 kN <SEP> "slipping" 46.4 kN <SEP> 68.0 k <Tb> </ TABLE>

Der Zugversuch wurde mit einer Geschwindigkeit v = 5,0 mm/min, gefahren. Die freie Probenlänge betrug 670 mm. The tensile test was carried out at a speed v = 5.0 mm / min. The free sample length was 670 mm.

Resultat: Die teilkonische Probe begann bei 46.4 kN zu "rutschen", worauf der Versuch abgebrochen wurde. Result: The partially conical sample started to "slip" at 46.4 kN, whereupon the experiment was stopped.

Zwei Proben mit zylindrischer Bohrung ergaben Bruch bei 51.3 kN (ohne "Rutschen") resp. 49.8 kN nachdem bei 43 kN zuvor ein "Rutschen" festgestellt worden war (siehe Fig. 5a, 5b für die zylindrischen Proben). Two samples with a cylindrical bore showed fracture at 51.3 kN (without "slipping") resp. 49.8 kN after a "slip" had previously been determined at 43 kN (see FIGS. 5a, 5b for the cylindrical samples).

Die zwei Maxima bei der zylindrischen Form mit nur einer dem Durchmesser des nicht gespreizten Drahtes entsprechender \ffnung können allenfalls mit der Erzeugung eines inneren Konus im Bereich der permanenten Spreizung erklärt werden, der seinerseits eine mechanische Verankerung bewirkt. The two maxima in the cylindrical shape with only one opening corresponding to the diameter of the non-spread wire can at best be explained by the creation of an inner cone in the area of the permanent spread, which in turn causes mechanical anchoring.

Claims (12)

1. Anker mit einer Ankerhülse (5) und mindestens einem in einem Innenraum in der Ankerhülse (5) befestigten Faserverbunddraht (1), wobei der Verbunddraht (1) an seinem in der Ankerhülse (1) befestigten Teil in mindestens einem Bereich (4) aufgetrennt ist und in mindestens diesem einen aufgetrennten Bereich permanent gespreizt ist, sodass im Bereich dieser mindestens einen permanenten Spreizung eine Vergrösserung des durch den äusseren Umfang des Drahtes eingenommenen, quer zur Längsachse gemessenen Querschnitts vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbunddraht (1) ein Kohlenstofffaserverbunddraht (1) ist und der Innenraum den Ankerhülse (5) zylinderförmig ist und auf der Seite des Drahtaustritts eine \ffnung aufweist, die grösser ist als der Durchmesser des ungespreizten Drahtes (1), aber kleiner als der gespreizte Draht (1) oder der gespreizte Draht (1) mit daran adhäsiv haftendem Material. 1. Anchor with an anchor sleeve (5) and at least one fiber composite wire (1) fastened in an interior in the anchor sleeve (5), the composite wire (1) on its part fastened in the anchor sleeve (1) in at least one area (4) is separated and is permanently spread in at least this one separated area, so that in the area of this at least one permanent spread there is an enlargement of the cross section occupied by the outer circumference of the wire and measured transversely to the longitudinal axis, characterized in that the fiber composite wire (1) is a carbon fiber composite wire (1) and the interior of the anchor sleeve (5) is cylindrical and has an opening on the side of the wire outlet that is larger than the diameter of the unspread wire (1), but smaller than the spread wire (1) or the spread Wire (1) with adhesive material. 2. Anker gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbunddraht (1) mit seinem permanent gespreizten Bereich durch unmittelbares Eingiessen im Innenraum der Ankerhülse (5) fixiert ist. 2. Anchor according to claim 1, characterized in that the composite wire (1) with its permanently spread area is fixed by direct pouring into the interior of the anchor sleeve (5). 3. Anker gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der permanent gespreizte Bereich (4) des Verbunddrahtes (1) im Innenraum der Ankerhülse (5) derartig mit einem Vergussmaterial eingegossen ist, dass er mit seiner äusseren Begrenzung adhäsiv mit dem Vergussmaterial verbunden ist. 3. Anchor according to claim 2, characterized in that the permanently spread area (4) of the composite wire (1) in the interior of the anchor sleeve (5) is cast in such a way that it is adhesively bonded to the potting material with its outer boundary. 4. Anker gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein von der Hülse (5) getrenntes Spreizmittel (3) zum Bewirken der permanenten Spreizung. 4. Anchor according to one of the preceding claims, characterized by an expansion means (3) separate from the sleeve (5) for effecting the permanent expansion. 5. Anker gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbunddraht in seinem Endbereich (4) durch drei, die Fläche quer zur Längsachse unter Ausbildung von Kreissegmenten und einem Dreieck spaltende und parallel zu dieser Längsachse verlaufende Einschnitte (2) aufgetrennt ist, insbesondere durch eine bezüglich der Längsachse rotationssymmetrische Spaltung (2). 5. Anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the composite wire is separated in its end region (4) by three incisions (2) splitting the surface transversely to the longitudinal axis to form circular segments and a triangle and extending parallel to this longitudinal axis, in particular by a split (2) that is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis. 6. Anker gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine permanente Spreizung durch ein mechanisches Spreizmittel (3) erzeugt wird, das mittels eines adhäsiv zumindest am Kohlefaserverbunddraht haftenden Fixiermittels fixiert ist. 6. Anchor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one permanent expansion is generated by a mechanical expansion means (3) which is fixed by means of an adhesive at least adhering to the carbon fiber composite wire fixing agent. 7. Anker gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das adhäsiv zumindest am Kohlefaserverbunddraht haftende Fixiermittel den Innenraum der Hülse vollständig ausfüllt. 7. Anchor according to claim 6, characterized in that the fixing agent adhering adhesively at least to the carbon fiber composite wire completely fills the interior of the sleeve. 8. Anker gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der durch ein mechanisches Spreizmittel (3) und dessen Fixierung mittels eines Fixiermittels permanent gespreizte Verbunddraht durch ein zweites Mittel im Innenraum der Hülse gehalten wird, welches den Innenraum vollständig ausfüllt. 8. Anchor according to claim 6, characterized in that the composite wire permanently spread by a mechanical expansion means (3) and its fixing by means of a fixing means is held by a second means in the interior of the sleeve, which completely fills the interior. 9. Anker gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Mittel ein Kunststoff-Harz ist. 9. Anchor according to claim 8, characterized in that the second means is a plastic resin. 10. Anker gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixiermittel ein Kunststoff-Harz ist. 10. Anchor according to one of claims 6 to 8, characterized in that the fixing agent is a plastic resin. 11. Anker gemäss Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Harz ein einen schwundarmen, kriechfesten Füllstoff enthaltendes Kunststoff-Harz ist. 11. Anchor according to claim 9 or 10, characterized in that the plastic resin is a low-shrinkage, creep-resistant filler containing plastic resin. 12. Anker gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Aluminiumoxid ist, insbesondere kugelförmiges Aluminiumoxid mit einem Kugeldurchmesser von 0,5 bis 2,5 mm. 12. Anchor according to claim 11, characterized in that the filler is aluminum oxide, in particular spherical aluminum oxide with a ball diameter of 0.5 to 2.5 mm.