CN108138826A - 用于将膨胀锚固件固定在基体上的方法，在所述方法中，将可硬化的物料引入到围绕膨胀锚固件的环形空间中 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将膨胀锚固件固定在基体上的方法，在所述方法中，‑提供具有至少一个膨胀套和至少一个螺栓的膨胀锚固件，‑将所述螺栓的锚固区以及将所述螺栓的中间区的至少一部分连同所述膨胀套***到所述基体中的孔中，‑接着将所述螺栓相对于所述膨胀套沿拉出方向偏移，由此将所述膨胀锚固件锚固在所述孔的壁上，‑接着将所述孔的壁与所述螺栓之间的空间在所述中间区的至少一部分的高度上以可硬化的物料填充，使得所述可硬化的物料在中间区上延伸直至所述螺栓的与所述螺栓一件式地构造的、环形的、局部横截面较大的凸缘，并且‑使可硬化的物料硬化。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于将膨胀锚固件(Spreizanker)固定在基体上的方法。
背景技术
膨胀锚固件例如由EP2886881A1已知。所述膨胀锚固件用于将安装件锚固在固定的基体、例如混凝土基体中的孔上。已知的膨胀锚固件具有长形的螺栓，所述螺栓在其前端部的区域中设有膨胀圆锥，并且所述螺栓在其后端部的区域中具有螺纹，螺母位于该螺纹上。膨胀圆锥朝向前端部扩宽、亦即逆着拉出方向扩宽。沿拉出方向与膨胀圆锥偏移地在螺栓上设置有膨胀套。该膨胀套朝向螺栓的前端部可移动到膨胀圆锥上地支承在螺栓上。螺栓具有与螺栓一件式地构造的凸缘，所述凸缘形成轴向止挡，该轴向止挡限制膨胀套相对于螺栓朝向螺栓的后端部移动。
在放置锚固件时，将螺栓以前端部向前逆着拉出方向钉入到基体中的孔中。在此，膨胀套由凸缘携动并且因此同样到达孔中。接着将螺母这样长地旋拧，直至所述螺母贴靠在基体或必要时存在的作为支座的安装件上，并且然后将螺母进一步拧紧，直至达到预定的转矩。通过这样拧紧所述螺母，螺栓又被沿拉出方向从孔拉出一点。在钉入膨胀锚固件之后，膨胀套锚固在孔的内壁上并且因此在拉出螺栓时保留在孔中。因此，螺栓的膨胀圆锥被拉入到膨胀套中，其中，膨胀套由于膨胀圆锥的增大的直径而撑开。在此，膨胀锚固件以膨胀套卡在基体中，从而拉载荷可以传递到基体中。这个基本原理优选也可以在按照本发明的方法中使用。
DE10204591A1教导一种用于放置膨胀锚固件的方法，在所述方法中，在膨胀锚固件锚固在孔中之后附加地将水泥填充到孔中。已硬化的水泥应该将膨胀锚固件沿径向方向支撑在孔中。在此，DE10204591A1设置有密封装置，所述密封装置避免水泥到达膨胀锚固件和孔的前面区域中，其中，所述密封装置也可以是锚固螺栓上的环绕的凸起。按照DE10204591A1可能可以容忍小的水泥量经过密封装置转移到孔的前面区域中。为了在孔扩宽时例如由于基体中的裂缝形成能实现膨胀锚固件的再膨胀，按照DE10204591A1可以选择水泥，所述水泥不是固定地与膨胀锚固件和/或孔粘接。
DE10360156A1公开一种膨胀锚固件，其中，在螺栓的周面中构造有凹部，所述凹部能实现可向孔中引入的水泥物料的进入。所述凹部可以圆锥形地构造。
膨胀元件与可硬化的物料相结合地使用的其他锚固件由文献DE102006000475A1、DE10216897A1、DE10060510A1、WO9857035A1、US5919006A、US5636945A、US5042961A、US5064312A、US4601614A、US4516883A、US4556344A、US3702060A、US3695045A、US3204416A、US3326004A、US2952129A、US3379019A和US2667037A已知。
DE102011055878A1描述一种用于锚固再膨胀的锚固件的方法，其中，膨胀套粘接到锚固孔中，反之锚固螺栓不与锚固孔粘接。
注射垫圈从WO11116918A2得出，所述注射垫圈具有中心孔、填充开口和排气开口。该注射垫圈在用于事后填筑向孔中嵌入的固定器件的方法中使用，所述固定器件已经处于其装配的状态中，所述固定器件例如是具有可撑开的套的重载荷锚固件。另一种具有用于将水泥物料注入到孔中的通孔的垫圈由DE10111470A1已知。
DE19818739A1描述一种事后的加固接头，其中，加强杆在下面区域中设有至少一个圆锥形套并且在上面区域中设有塑料套并且环状间隙以可硬化的物料填充。
EP0251887B1描述一种要注入的锚固件，其中，螺栓在其螺纹区段与其前端部之间由可变形材料制成的管包围，所述管具有比经一次硬化的铸模树脂的机械强度小的机械强度。
DE2745438A1描述一种锚固件，所述锚固件具有扩大的膨胀部分，所述膨胀部分将膨胀力施加到包围的已硬化的粘合剂部段上。DE19712425A1涉及一种复合锚固件，所述复合锚固件具有锚固杆，所述锚固杆具有至少一个朝***端部的方向扩大的圆锥形区段并且借助于复合物料可锚固在基体的孔中。
发明内容
本发明的任务在于，给出一种用于固定膨胀锚固件的方法，所述膨胀锚固件在耗费特别小和可行性简单时开启用于膨胀锚固件的特别大的应用范围并且特别是能实现特别良好的载荷值。
该任务按照本发明通过具有权利要求1所述特征的方法解决。优选的实施方式在从属权利要求中给出。
在按照本发明的用于将膨胀锚固件固定在基体上的方法中规定，
-提供具有至少一个膨胀套和至少一个螺栓的膨胀锚固件，所述螺栓穿过所述膨胀套，其中，所述螺栓具有用于将拉力导入到所述螺栓中的载荷作用区、与所述载荷作用区轴向相邻的中间区和与所述中间区轴向相邻的锚固区，其中，所述膨胀套设置在所述锚固区的高度上，其中，所述螺栓在所述锚固区中具有膨胀圆锥，当所述膨胀圆锥沿拉出方向相对于所述膨胀套偏移时，所述膨胀圆锥将所述膨胀套径向向外挤压，以用于锚固所述膨胀锚固件，并且所述螺栓在所述中间区与所述锚固区之间具有与所述螺栓一件式地构造的环形的凸缘，所述螺栓在所述凸缘处比在相邻的中间区中横截面大地构造，并且所述凸缘形成用于所述膨胀套的轴向止挡，
-将所述螺栓的锚固区以及将所述螺栓的中间区的至少一部分连同所述膨胀套逆着拉出方向***到所述基体中的孔中，
-接着使所述螺栓以所述膨胀圆锥相对于所述膨胀套沿拉出方向偏移，由此将所述膨胀锚固件锚固在所述孔的壁上，
-接着将所述孔的壁与所述螺栓之间的空间在所述中间区的至少一部分的高度上以可硬化的物料填充，使得所述可硬化的物料在所述中间区上延伸直至所述螺栓的环形的凸缘，并且
-使处于所述孔的壁与所述螺栓之间的空间中的可硬化的物料硬化。
本发明的基本构思可以被视为，在螺栓类型的膨胀锚固件中沿轴向接近于锚固区地设置与螺栓一件式地构造的、相对于后面的中间区径向突出的凸缘，并且将围绕膨胀锚固件的螺栓的环形空间紧接在机械地锚固膨胀锚固件之后这样以可硬化的物料填充，使得所述凸缘在可硬化的物料在其后侧上硬化之后至少局部、优选完全贴靠在已硬化的物料上。在实验中以意想不到的方式证实，通过这样的方式不仅可以改进膨胀锚固件的动态的横向负荷能力，而且可以意想不到地改进轴向的拉出载荷。
特别是可以观察到在这样的膨胀锚固件中对拉出载荷的改进，所述膨胀锚固件锚固在孔中，所述孔延伸通过交替地张开和闭合的裂缝。在这里，在重复的裂缝张开循环之后可以观察到明显增大的剩余拉出力。所述明显增大的剩余拉出力伴随着在重复的裂缝张开循环之后的明显降低的锚固件移动和明显较深的混凝土喷溅锥体。目前推测，经改进的值归因于一种类型的附加的、形锁合的轴向锚固，它在凸缘和贴靠在凸缘上的且与孔壁连接的物料之间产生。因为凸缘在这里按照本发明与锚固区直接相邻地设置(所述凸缘同时也形成轴向的套止挡)，所以载荷导入可以利用这个机构特别深地在孔中且因此有效地进行。因为按照本发明凸缘与螺栓一件式地构造，所以通过所述机构可以将特别大的拉载荷特别可靠地传递到螺栓上。
因此，对孔的壁与螺栓之间的空间的填充可以按照本发明的配置结构一方面带来以下优点，即，完整的锚固***变得刚性得多，由此可以实现在横向拉力方面的较大的载荷。附加地，通过特别的按照本发明的在凸缘上形成类似侧凹的附加的形锁合锚固的方法运用也可以获得在地震条件和动态条件下锚固件的明显较大的拉出值和较小的移动值。通过按照本发明首先将锚固件撑开并且然后才将其填充的方式，所述锚固件的情况通常不像传统的复合锚固件那样，而更像机械锚固的锚固件那样，它具有提高的***刚度和附加的类似侧凹的锚固的附加优点。
螺栓的中间区沿轴向处于螺栓的载荷作用区与螺栓的锚固区之间。特别是中间区、载荷作用区和锚固区沿轴向彼此偏移。如果在本说明书文字中谈及“径向”、“轴向”和“周向”，则这特别是可以与螺栓的纵轴线有关，所述纵轴线特别是可以是螺栓的对称轴线和/或中轴线。纵截面和/或横截面同样可以与这个纵轴线有关。如果在这里谈及一个元件处于另一个元件的“高度”上，则这特别是同样可以与这个纵轴线有关、亦即在纵轴线上测量高度。
在按照本发明的将所述螺栓的锚固区以及中间区的至少一部分连同所述膨胀套逆着拉出方向***到所述基体中的孔中的步骤中，也可以将整个中间区和/或载荷作用区的至少一部分***到孔中。按照本发明，膨胀套沿着螺栓可移动地设置在螺栓上、特别是固定在螺栓上。
膨胀锚固件特别是可以是受力控制地膨胀的膨胀锚固件。膨胀套和/或螺栓适当地由金属材料制成，所述金属材料例如为了有针对性地影响摩擦也可以被涂层。基体特别是可以是矿物的结构材料、优选混凝土。可硬化的物料例如可以是水泥或合成树脂。根据物料的成分，对物料的硬化例如可以简单地通过时间推移而发生。备选地，例如可以规定通过能量供应、特别是供热的硬化。
优选在锚固膨胀锚固件时，通过螺栓连同其膨胀圆锥相对于膨胀套的共同的轴向运动将膨胀圆锥拉入到膨胀套中。膨胀圆锥适当地、至少沿轴向方向固定地设置在螺栓上。优选膨胀圆锥与螺栓一件式地构造。按照本发明的膨胀锚固件优选也可以称为螺栓类型的锚固件。
适宜地，当膨胀圆锥相对于膨胀套沿螺栓的拉出方向轴向偏移时，膨胀套由膨胀圆锥的倾斜的表面径向向外挤压并且在此压到基体中的孔壁上。由此，将膨胀锚固件锚固在孔中。优选拉出方向平行于螺栓的纵轴线地延伸和/或从基体中的孔指出。适宜地，膨胀圆锥的表面与螺栓的纵轴线的间距逆着拉出方向、亦即随着与载荷作用区的间距的增大而增大。膨胀圆锥的表面可以是严格圆锥形的。但是，根据膨胀圆锥的专业定义它不必如此。例如膨胀圆锥的表面在纵截面中也可以是凸的或凹的。
按照本发明，可硬化的物料在时间上首先在机械锚固之后、亦即在时间上在将膨胀圆锥拉入到膨胀套中并且使膨胀套径向扩宽之后导入到所述螺栓与壁之间的空间中，以便避免可硬化的物料与机械的锚固机构不希望的相互作用。但是，紧接在使可硬化的物料硬化之后，可以规定套筒通过膨胀圆锥再膨胀和因此再锚固。
凸缘形成用于膨胀套的后面的轴向止挡，所述轴向止挡限制膨胀套背离膨胀圆锥移动、亦即限制膨胀套沿拉出方向移动。凸缘优选具有用于膨胀套的环形的或至少中断地环形的止挡面，其中，所述止挡面优选可以垂直于螺栓的纵轴线地延伸。凸缘优选形成螺栓上的至少局部的横截面最大值，其中，轴向止挡构造在凸缘的前侧上，膨胀套挡靠在轴向止挡上。凸缘原则上也可以具有径向的空隙部。但是，凸缘优选具有封闭的环的形状。
特别优选的是，在填充所述孔的壁与所述螺栓之间的空间时，由可硬化的物料形成保持环，所述保持环在所述凸缘的朝向所述中间区的那侧上贴靠在所述凸缘上，并且所述保持环包围所述螺栓，并且使所述保持环硬化。按照这种实施方式，整个凸缘贴靠在已硬化的物料上，从而还可以进一步提高保持值和可靠性。
此外可以规定，所述锚固区的至少一部分保持没有可硬化的物料。因此，使孔的壁与螺栓之间的空间仅部分地以可硬化的物料填充。由此，可以避免可硬化的物料与膨胀机构之间不希望的相互作用，并且还可以进一步提高可靠性。在螺栓上集成的凸缘例如可以形成密封装置，它阻止可硬化的物料朝向锚固区流动。
此外适宜的是，使用这样的可硬化的物料，所述可硬化的物料在硬化之后在所述孔的壁上比在所述螺栓上强地粘附。特别是可以使用这样的可硬化的物料，该可硬化的物料在硬化之后粘附在孔的壁上、不与之相反地粘附在螺栓上。按照这种构造方案，一方面已硬化的可硬化的物料可以用作用于凸缘在基体上的形锁合锚固件，另一方面余下的螺栓可以在已硬化的物料中轴向地运动，从而机械的膨胀机构还保持有效。由此，还可以进一步提高可靠性。特别是已硬化的物料可以具有与孔的壁的固定连接，然而在裂缝开口处与螺栓脱开。
所述螺栓可以在所述中间区中无螺纹地、特别是基本上圆柱体形地构造。由此，上面描述的形锁合的锚固效果可以还较好地集中到凸缘上，这在载荷值方面可以是有利的。出于相同的原因，附加地或备选地，螺栓可以在环形的凸缘上比在载荷作用区中横截面大地构造。
所述螺栓可以在所述载荷作用区中具有外螺纹。但备选地或附加地，螺栓可以在载荷作用区中也具有内螺纹或/和头部。
本发明的另一种优选的构造方案在于，设置注射垫圈，所述注射垫圈环形地包围所述螺栓，并且所述螺栓具有至少一个通道，并且将所述孔的壁与所述螺栓之间的空间通过所述注射垫圈的通道以可硬化的物料填充。由此，特别简单的且同时可靠的填充是可能的。所述注射垫圈例如可以如在DE10111470A1中描述的那样构造。孔的壁与螺栓之间的空间适宜地从螺栓的背侧、亦即从其锚固区和/或螺纹侧那边填充，优选借助于注射垫圈填充。
本发明也涉及一种固定布置***，所述固定布置***包括膨胀锚固件和基体，其中，所述膨胀锚固件借助于按照本发明的方法固定在所述基体上。与按照本发明的方法相关联地阐述的特征也可以在按照本发明的固定布置***中使用，以及反之，与按照本发明的固定布置***相关联阐述的特征也可以在按照本发明的方法中使用。
附图说明
下面借助优选实施例详细阐述本发明，所述实施例示意性地在附图中示出，其中，下面示出的实施例的各个特征可以在本发明的范围内原则上单独或以任意组合实现。在附图中示意性地：
图1至4示出在实施按照本发明的方法时的相继的方法阶段，其中，图1示出所使用的锚固件的侧视图并且图2至4示出所使用的锚固件的纵剖视图，并且在图2至4中外螺纹仅粗体地示意性示出。
具体实施方式
图1至4示出在实施按照本发明的放置方法的实施例时的相继的阶段。
首先如在图1中示出的那样提供膨胀锚固件1。所述膨胀锚固件具有螺栓10和膨胀套20，其中，膨胀套20环形地包围螺栓10。
螺栓10具有三个沿轴向方向隔开间距的区：在螺栓10的前端部区域中的锚固区15、在螺栓10的后端部区域中的载荷作用区17以及沿轴向在锚固区15与载荷作用区17之间的中间区16。锚固区15、中间区16和载荷作用区17彼此同轴地设置。在锚固区15中，螺栓10具有用于膨胀套20的膨胀圆锥12。膨胀圆锥12固定地设置在螺栓10上并且优选与螺栓10一件式地构造。在膨胀圆锥12上，螺栓10的表面构造为倾斜面13，并且螺栓10的直径在那里朝向螺栓10的前端部增大、亦即螺栓10在膨胀圆锥12上朝向其前端部扩宽。膨胀圆锥12上的倾斜面13可以是在严格数学意义内的圆锥形、但这不必如此。
膨胀套20可以具有轴向延伸的缝隙22，所述缝隙使膨胀套20的膨胀变得容易。此外，膨胀套20为了较好地锚固在孔99的壁98上可以具有外侧的突出部29。
载荷作用区17用于将沿拉出方向101指向的拉力导入到螺栓10中。在示出的实施例中，载荷作用区17的特征在于，螺栓在那里具有外螺纹18。在螺栓10的这个外螺纹18上安装有螺母8，所述螺母具有与外螺纹18相对应的内螺纹。
在螺栓10的中间区16中，螺栓10基本上圆柱体形地构造。在中间区16与锚固区15之间，螺栓10具有环形的凸缘50。该凸缘50与螺栓10一件式地构造、与中间区16和锚固区15同轴地设置并且不仅横截面大于中间区16而且横截面大于锚固区15、至少横截面大于锚固区15的连接到凸缘50上的后面区域。因此，凸缘50形成至少局部的横截面最大值和轴向止挡51，所述轴向止挡阻止和限制膨胀套20相对于螺栓10沿拉出方向101轴向运动。凸缘50也可以横截面大于载荷作用区17。
最后，所提供的锚固件具有注射垫圈70，所述注射垫圈环形地包围螺栓10。在该注射垫圈70中构造有通道72，所述通道用于引入可硬化的物料77，所述引入在下面进一步详细阐述。在螺母8与注射垫圈70之间例如还可以设置有球形垫圈75，以便也在非正交的布置***中确保注射垫圈70的均匀压紧。
在下一个方法步骤中，其结果在图2中示出，螺栓10以其前端部向前穿过安装件6平行于螺栓10的纵轴线100地且逆着螺栓10的拉出方向101地被推到基体9中的孔99中。由于在凸缘50上构造的轴向止挡51，所述轴向止挡限制膨胀套20背离膨胀圆锥12移动，此时膨胀套20也被引入到孔99中。
在接着的方法步骤中，其结果在图3中示出，通过拧紧经由任选地存在的球形垫圈75、注射垫圈70和安装件6间接地贴靠在基体9上的螺母8，螺栓10又被沿平行于螺栓10的纵轴线100延伸的拉出方向101从孔99拉出一点。由于膨胀套在孔99的基本上圆柱体形的壁98上的摩擦，膨胀套20此时在孔99中保持向后并且因此引起螺栓10相对于膨胀套20的移动。在这个移动中，螺栓10的膨胀圆锥12的倾斜面13总是这样较深地进入到膨胀套20中，使得膨胀套20在其前端部的区域中由倾斜面13径向地扩宽并且被压紧到孔99的壁98上。通过这个机构将膨胀锚固件1固定在基体9中。
在接着的方法步骤中，其结果在图4中示出，如在图4中以箭头标明的那样，可硬化的物料77通过注射垫圈70中的通道72注射到孔99的壁98与螺栓10之间的空间中。在此，可硬化的物料77在孔99的壁98与螺栓10之间的形成环形空间的空间中沿载荷作用区17和中间区16流动，或者根据锚固深度也仅沿着中间区16、朝锚固区15的方向流动。在此，按照本发明数量上将这样多的可硬化的物料77注射到孔99的壁98与螺栓10之间的空间中，使得可硬化的物料77到达直到螺栓10上的环形的凸缘50。环形的凸缘50可以作为密封装置起作用，所述密封装置至少阻止可硬化的物料77向锚固区15中继续流动。按照规定的填充可以从以下方面识别，即，可硬化的物料77在孔口处排出。优选这样多的可硬化的物料77引入到孔99的壁98与螺栓10之间的空间中，使得可硬化的物料77形成与螺栓10的纵轴线100同中心地设置的且连续地贴靠在凸缘50上的保持环。
紧接在将可硬化的物料77引入到孔99的壁98与螺栓10之间的空间中之后，使可硬化的物料77在孔99的壁98与螺栓10之间的空间中硬化，这在基于双组分树脂的可硬化的物料77中例如可以通过等待硬化时间而发生。
Claims (8)
1.用于将膨胀锚固件(1)固定在基体(9)上的方法，在所述方法中，
-提供具有至少一个膨胀套(20)和至少一个螺栓(10)的膨胀锚固件(1)，所述螺栓穿过所述膨胀套(20)，其中，所述螺栓(10)具有用于将拉力导入到所述螺栓(10)中的载荷作用区(17)、与所述载荷作用区(17)轴向相邻的中间区(16)和与所述中间区(16)轴向相邻的锚固区(15)，其中，所述膨胀套(20)设置在所述锚固区(15)的高度上，其中，所述螺栓(10)在所述锚固区(15)中具有膨胀圆锥(12)，当所述膨胀圆锥(12)沿拉出方向(101)相对于所述膨胀套(20)偏移时，所述膨胀圆锥将所述膨胀套(20)径向向外挤压，以用于锚固所述膨胀锚固件(1)，并且所述螺栓(10)在所述中间区(16)与所述锚固区(15)之间具有与所述螺栓(10)一件式地构造的环形的凸缘(50)，所述螺栓(10)在所述凸缘处比在相邻的中间区(16)中横截面大地构造，并且所述凸缘形成用于所述膨胀套(20)的轴向止挡(51)，
-将所述螺栓(10)的锚固区(15)以及将所述螺栓的中间区(16)的至少一部分连同所述膨胀套(20)逆着拉出方向(101)***到所述基体(9)中的孔(99)中，
-接着使所述螺栓(10)以所述膨胀圆锥(12)相对于所述膨胀套(20)沿拉出方向(101)偏移，由此将所述膨胀锚固件(1)锚固在所述孔(99)的壁(98)上，
-接着将所述孔(99)的壁(98)与所述螺栓(10)之间的空间在所述中间区(16)的至少一部分的高度上以可硬化的物料(77)填充，使得所述可硬化的物料(77)在所述中间区(16)上延伸直至所述螺栓(10)的环形的凸缘(50)，并且
-使处于所述孔(99)的壁(98)与所述螺栓(10)之间的空间中的可硬化的物料(77)硬化。
2.按照权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在填充所述孔(99)的壁(98)与所述螺栓(10)之间的空间时，由可硬化的物料(77)形成保持环，所述保持环在所述凸缘(50)的朝向所述中间区(16)的那侧上贴靠在所述凸缘(50)上，并且所述保持环包围所述螺栓(10)，
并且使所述保持环硬化。
3.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使所述锚固区(15)的至少一部分保持没有可硬化的物料(77)。
4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用这样的可硬化的物料(77)，所述可硬化的物料在硬化之后在所述孔(99)的壁(98)上比在所述螺栓(10)上强地粘附。
5.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述螺栓(10)在所述中间区(16)中基本上圆柱体形地构造。
6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述螺栓(10)在所述载荷作用区(17)中具有外螺纹(18)。
7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
设置注射垫圈(70)，所述注射垫圈环形地包围所述螺栓(10)，并且所述注射垫圈具有至少一个通道(72)，并且
将所述孔(99)的壁(98)与所述螺栓(10)之间的空间通过所述注射垫圈(70)的通道(72)以可硬化的物料(77)填充。
8.固定布置***，所述固定布置***包括膨胀锚固件(1)和基体(9)，其中，所述膨胀锚固件(1)借助于按照权利要求1至7中任一项所述的方法固定在所述基体上。
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