DE19524610A1 - Setzgerät für einen Spreizanker - Google Patents
Setzgerät für einen SpreizankerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Setzgerät zum Setzen eines Spreizankers in ein eine
Hinterschneidung aufweisendes Bohrloch.
Spreizanker weisen einen sich von einem Schaft weg beispielsweise
konusförmig erweiternden Spreizkopf auf. Er wird in ein Bohrloch mit einer
Hinterschneidung, die beispielsweise die Form eines Hohlkonus aufweist,
eingeführt. Durch Verschieben einer Spreizhülse auf dem Schaft des
Spreizankers wird entweder die Hülse selbst oder ein Spreizteil auf den
Spreizkopf aufgeschoben und dabei aufgespreizt, wodurch der Spreizanker im
Bohrloch formschlüssig verankert ist.
Beim Aufschieben der Spreizhülse bzw. des Spreizteils auf den Spreizkopf des
Spreizankers wird der Spreizanker in das Bohrloch hineingedrückt, sein
Spreizkopf drückt gegen einen Bohrlochgrund. Platten oder Fliesen, in welche
ein Spreizanker gesetzt wird, können dadurch am Bohrlochgrund brechen,
insbesondere wenn dort die Restwanddicke gering ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Setzgerät der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß die beim Setzen eines Spreizankers auf ein Werkstück
wirkenden Kräfte, insbesondere am Bohrlochgrund, klein sind, um
Beschädigungen des Werkstücks zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst. Das erfindungsgemäße Setzgerät weist eine Spanneinrichtung auf,
mittels derer ein Spreizanker an seinem Schaft spannbar ist. Der gespannte
Spreizanker wird mit dem Kopf voran in ein eine Hinterschneidung aufweisendes
Bohrloch eingesetzt. Anschließend wird mit einer Spreizeinrichtung die
Spreizhülse auf dem Schaft des Spreizankers in Richtung des Spreizkopfes
verschoben, der Spreizanker dadurch gespreizt und im Bohrloch verankert.
Während des Spreizens wird der Spreizanker von der Spanneinrichtung gegen
die Kraft, die die Spreizhülse bzw. das Spreizteil beim Aufschieben auf den
Spreizkopf auf den Spreizanker ausübt, gehalten. Der Spreizanker wird also
nicht ins Bohrloch hinein gegen den Bohrlochgrund gedrückt. Die zum Spreizen
notwendigen Kräfte werden vom erfindungsgemäßen Setzgerät aufgenommen
und wirken nicht nach außen auf das Werkstück.
Das erfindungsgemäße Setzgerät hat den Vorteil, daß es beim Setzen eines
Spreizankers einen in sich geschlossenen Kraftverlauf von der Spreizeinrichtung
des Setzgeräts über die Spreizhülse auf den Spreizanker und von diesem zurück
auf die Spanneinrichtung des Setzgeräts bewirkt. Mittels des erfindungsgemäßen
Setzgeräts lassen sich Spreizanker auch in dünne Werkstücke mit geringer
Restwanddicke am Bohrlochgrund setzen.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgen die Betätigung von
Spanneinrichtung und/oder Spreizkolben mittels eines Druckfluids, vorzugsweise
mit Druckluft. Die Spanneinrichtung weist dazu einen druckbeaufschlagbaren
Spannkolben mit einem Spannkonus auf. Der Spannkolben ist mit einer Bohrung
versehen, mit welcher er auf einer Spannzange verschiebbar geführt ist, welche
zum Spannen des Schafts des Spreizankers dient. Bei Druckbeaufschlagung
verschiebt sich der Spannkolben, sein Spannkonus gelangt auf einen Konus der
Spannzange und drückt diese zum Spannen des Schafts des Spreizankers in
radialer Richtung zusammen. Die Spannzange ist starr mit einem Gehäuse des
Setzgeräts verbunden, sie bewegt sich nicht mit dem Spannkolben mit. Auf diese
Weise erhält man eine einfach aufgebaute, zuverlässig funktionierende
Spanneinrichtung mit nur einem beweglichen Teil, dem Spannkolben.
Eine Ausgestaltung der Erfindung weist einen druckbeaufschlagbaren
Spreizkolben auf, der die Spreizhülse des in der Spanneinrichtung gespannten
Spreizankers in Richtung auf dessen Spreizkopfs verschiebt und den
Spreizanker dadurch aufspreizt. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen
Spreizkolben mit einer axialen Bohrung vor, in welcher der Spannkolben
aufgenommen ist. Der Spreizkolben umschließt den Spannkolben, die beiden
Kolben sind ineinander in Achsrichtung gegeneinander verschiebbar geführt. Auf
diese Weise läßt sich eine kompakte Bauform des erfindungsgemäßen
Setzgeräts erreichen. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den weitern
Vorteil, daß die Spanneinrichtung und die Spreizeinrichtung koaxial auf den
Spreizanker wirken und infolgedessen Momente beim Spreizen des Ankers
weder innerhalb des Setzgeräts noch am Anker entstehen.
Die Handhabung des erfindungsgemäßen Setzgeräts wird durch ein
Überdruckventil erleichtert, das bei Erreichen eines Spanndrucks in einem
Spannkolbendruckraum einen Durchlaß zu einem Spreizkolbendruckraum öffnet.
Dadurch wird bewirkt, daß durch Zufuhr von Druckfluid in den Spannkolbenraum
zunächst der Spreizanker gespannt und anschließend gespreizt wird.
Das erfindungsgemäße Setzgerät läßt sich sowohl als Handgerät verwenden als
auch in einen Setzautomaten zum automatischen Setzen von Spreizankern
integrieren. Der Setzautomat wird vorzugsweise in einer vollautomatischen
Bohranlage verwendet, die Werkstücke wie Platten oder Fliesen mit Hinter
schneidungen aufweisenden Bohrlöchern an vorgegebenen Stellen versieht. Auf
diese Weise erfolgen Bohren und Setzen von Spreizankern präzise und schnell
auf einer Anlage.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Achsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Setz
gerät;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Setzgeräts aus
Fig. 1 mit einem daran angebrachten Handgriff;
Fig. 3 einen Setzautomaten mit dem Setzgerät aus Fig. 1
gemäß der Erfindung; und
Fig. 4 das in eine vollautomatische Bohranlage integrierte
Setzgerät aus Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Setzgerät 10 weist einen
Hohlzylinder 12 auf, dessen eine Stirnseite mit einem Deckel 14 dicht
verschlossen ist. Der Deckel 14 ist mit dem Hohlzylinder 12 verschraubt.
Hohlzylinder 12 und Deckel 14 bilden ein Gehäuse des Setzgeräts 10. Auf einer
dem Deckel 14 gegenüberliegenden Stirnseite ist ein flacher Anschlagring 16 mit
dem Hohlzylinder 12 verschraubt, der ein Stück radial nach innen über den
Hohlzylinder 12 übersteht.
Im Hohlzylinder 12 ist ein Spreizkolben 18 in axialer Richtung verschiebbar
aufgenommen. In zwei flache Kolbennuten nahe den beiden Stirnenden des
Spreizkolbens 18 sind umlaufende Führungsbänder 20 eingelegt. Der
Spreizkolben 18 ist mittels eines in eine Kolbennut eingelegten O-Rings 22
gegen den Hohlzylinder 12 abgedichtet.
An seiner dem Anschlagring 16 zugewandten Stirnseite ist eine kreisrunde
Spreizscheibe 24 mit dem Spreizkolben 18 verschraubt. Die Spreizscheibe 24
befindet sich innerhalb des Anschlagrings 16, sie weist radiales Spiel zum
Anschlagring 16 auf. In ihrer Mitte ist die Spreizscheibe 24 mit einem Loch 26
versehen, das ein Durchstecken eines Schafts 28 eines Spreizankers 30, 32
erlaubt (in Fig. 1 sind zwei Spreizankertypen 30, 32 je zur Hälfte dargestellt).
Eine auf dem Schaft 28 des Spreizankers 30, 32 verschiebbare Spreizhülse 34
stößt an einem Rand der Bohrung 26 gegen die Spreizscheibe 24. Die
Spreizhülse 34 dient zum Aufspreizen ihres einen Endes oder eines separaten
Spreizteils 36 über einen Spreizkonus 38, der mit dem Schaft 28 des
Spreizankers 30, 32 einstückig ist.
Der Spreizkolben 18 ist mit einer axialen Bohrung 39 versehen, in der ein
Spannkolben 40 in axialer Richtung verschiebbar aufgenommen ist. Dieser weist
ein umlaufendes Führungsband 42 auf, das in eine flache Kolbennut nahe einem
der Spreizplatte 24 zugewandten Stirnseite eingelegt ist und das den
Spannkolben 40 im Spreizkolben 18 führt. Mittels eines in eine Kolbennut
eingelegten O-Rings 44 sind der Spannkolben 40 und der Spreizkolben 18
gegeneinander abgedichtet.
An seinem dem Deckel 14 zugewandten Ende ist der Spreizkolben 40 in einem
hohlzylindrischen Fortsatz 46 geführt, der mit dem Deckel 14 einstückig ist und
um etwas weniger als eine halbe Kolbenlänge in axialer Richtung in den
Hohlzylinder 12 ragt. Zur Führung in dem Fortsatz 46 ist ein umlaufendes
Führungsband 48 in eine flache Kolbennut nahe einer dem Deckel 14
zugewandten Stirnseite des Spannkolbens 40 eingelegt. Der Spannkolben 40 ist
gegen den Fortsatz 46 des Deckels 14 mit einem O-Ring 50 abgedichtet, der in
eine Kolbennut eingelegt ist.
Um Platz für den hohlzylindrischen Fortsatz 46 des Deckels 14 zu schaffen, ist
die Bohrung 39 im Spreizkolben 18 als Stufenbohrung ausgeführt, die sich in
Richtung des Deckels 14 erweitert. Der Fortsatz 46 weist zumindest in radialer
Richtung Spiel zum Spreizkolben 18 auf.
Der Spannkolben 40 weist eine axiale Bohrung 51 auf, die sich an einem der
Spreizplatte 24 zugewandten Ende zu einem Spannkonus 52 erweitert. In der
Bohrung 51 des Spannkolbens 40 ist eine ansich bekannte Spannzange 54 mit
einem Konus 56 aufgenommen. Die Spannzange 54 ist mit einer ein
Innengewinde tragenden Schraubhülse 58 verschraubt, die am deckelseitigen
Ende aus dem Spannkolben 40 vorsteht und in eine Stufenbohrung des Deckels
14 ragt. Mit einer Schraube 60 ist die Schraubhülse 58 mit dem Deckel 14
verschraubt. Die Spannzange 54 ist über die Schraubhülse 58 starr mit dem
Deckel 14 verschraubt. Mit zwei O-Ringen 62, 64 ist die Schraubhülse gegen
den Spannkolben 40 und den Deckel 14 abgedichtet.
Der Deckel 14 begrenzt einen Spannkolbendruckraum 66 im Innern seines
hohlzylindrischen Fortsatzes 46, der vom Spannkolben 40 abgeschlossen wird.
Durch den Deckel 14 führt eine mit einem Gewinde versehene Bohrung als
Druckluftanschluß 68 in den Spannkolbendruckraum 66.
Eine zweifach abgewinkelte Bohrung im Deckel 14 führt als Fluid- bzw.
Druckluftdurchlaß 70 vom Spannkolbendruckraum 66 zu einem
Spreizkolbendruckraum 72. Der Spreizkolbendruckraum 72 wird vom
Hohlzylinder 12, vom Deckel 14, vom Spreizkolben 18 und vom Umfang des
Spannkolbens 40 begrenzt.
Im Druckluftdurchlaß 70 ist ein Überdruckventil 74 mit einem federbelasteten
Ventilkolben 76 angebracht. Die Federspannung einer Ventilfeder 78, und damit
der Öffnungsdruck des Rückschlagventils 74, ist mittels eines Gewindestifts 80
einstellbar. In seiner Grundstellung ist das Rückschlagventil 74 geschlossen und
sperrt den Druckluftdurchlaß 70 vom Spannkolbendruckraum 66 zum
Spreizkolbendruckraum 72.
Der Ventilkolben 76 ist mit zwei einander kreuzenden Querbohrungen 82
versehen, die in eine Kolbennut 84 münden. Vom Kreuzungspunkt der
Querbohrungen 82 führt eine axiale Sackbohrung 86 axial zu einem mit der
Umgebung kommunizierenden Ventilraum 87. Über die Bohrungen 82, 86 im
Ventilkolben 76 und den Druckluftdurchlaß 70 kommuniziert der
Spreizkolbendruckraum 72 mit der Umgebung, d. h. er ist entlüftet. Die
Kolbennut 84 des Ventilkolbens 76 bewirkt, daß die Querbohrungen 82 des
Ventilkolbens 76 unabhängig von der Drehstellung des Ventilkolbens 76 mit dem
in den Spreizkolbendruckraum 72 führenden Teil des Druckluftdurchlasses 70
kommunizieren.
Das erfindungsgemäße Setzgerät 10 funktioniert wie folgt: Der Schaft 28 eines
Spreizankers 30, 32 wird durch das Loch 26 der Spreizplatte 24 in die
Spannzange 54 eingeführt. Der Spannkolbendruckraum 66 wird durch den
Druckluftanschluß 68 mit Druckluft beaufschlagt, wodurch sich der Spannkolben
40 in Richtung der Spreizplatte 24 bewegt. Der Spannkonus 52 des
Spannkolbens 40 gleitet auf den Konus 56 der Spannzange 54 auf und drückt
deren Spannbacken radial zusammen, wodurch der Schaft 28 des Spreizankers
30, 32 gespannt wird. Dabei verschließt der Ventilkolben 76 den
Druckluftdurchlaß 70, der Spannzangendruckraum 66 ist hermetisch
geschlossen.
Sobald der Druck im Spannzangendruckraum 66 einen mit dem Gewindestift 80
des Rückschlagventils 74 einstellbaren Spanndruck erreicht und überschreitet,
gibt der federbelastete Ventilkolben 76 den Druckluftdurchlaß 70 frei, so daß
Druckluft vom Spannzangendruckraum 66 in den Spreizkolbendruckraum 72
überströmt. Zugleich sperrt der Ventilkolben 76 seine Querbohrungen 82, so daß
der Spreizkolbendruckraum 72 von der Umgebung abgeschlossen ist. Die
Druckluft im Spreizkolbendruckraum 72 bewegt den Spreizkolben 40 bis zum
Anschlag am Anschlagring 16. Dabei verschiebt der mit dem Spreizkolben 40
verschraubte Spreizring 24 die Spreizhülse 34 in Richtung des Spreizkopfes 38
des Spreizankers 30, 32. Dadurch wird die Spreizhülse 34 selbst bzw. das
Spreizteil 36 aufgespreizt und der Spreizanker 30, 32 in einem nicht
dargestellten Bohrloch mit einer beispielsweise konischen Hinterschneidung
verankert.
Da der Spreizanker 30, 32 an seinem Schaft 28 in der Spannzange 54 gespannt
ist, wird der Spreizanker 30, 32 beim Aufschieben seiner Spreizhülse 34 auf
seinen Spreizkopf 38 nicht gegen einen Bohrlochgrund gedrückt. Die beim
Aufschieben der Spreizhülse 34 auf den Spreizkonus 38 in Längsrichtung des
Spreizankers 30, 32 wirkende Kraft wird von der Spannzange 54 des
erfindungsgemäßen Setzgeräts 10 aufgenommen.
Nachdem der Spreizanker 30, 32 gesetzt ist, wird die Druckluft durch den
Druckluftanschluß 68 aus dem Spannkolbendruckraum 66 entlassen.
Schraubendruckfedern 88, die sich gegen die Spreizplatte 24 abstützen, drücken
den Spannkolben 40 in eine Ausgangsstellung zurück. Die Spannzange 54 öffnet
sich dabei, so daß das erfindungsgemäße Setzgerät 10 vom Schaft 28 des
Spreizankers 30, 32 abgenommen werden kann.
Der Spreizkolbendruckraum 72 wird durch das Überdruckventil 74 entlüftet,
sobald dessen Ventilkolben 76 den Druckluftdurchlaß 70 bei nachlassendem
Druck im Spannkolbendruckraum 66 verschließt. Schraubendruckfedern 90, die
sich gegen den Anschlagring 16 abstützen, drücken den Spannkolben 18 in
seine Ausgangsstellung zurück.
In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Setzgerät 10 mit einem in den
Druckluftanschluß 68 eingeschraubten Handgriff 92 in Form eines Pistolengriffs
dargestellt, der einen Druckluftanschluß 94 aufweist. In den Handgriff 92 ist ein
mittels eines Fingerhebels 96 betätigbares Druckluftventil integriert. Bei gelöstem
Fingerhebel 96 ist das Setzgerät 10 entlüftet.
Fig. 3 zeigt die Verwendung des erfindungsgemäßen Setzgeräts 10 in einem
Setzautomaten 100 zum Setzen und Verankern von Spreizankern in
Bohrlöchern. Seitlich neben dem Setzgerät 10 ist ein Magazin 102 in Form eines
stehenden Rohres angeordnet, das Spreizanker 32 enthält. Unter einer Mündung
des Magazins 102 befindet sich ein Schieber 104, der von einem
Pneumatikzylinder 106 betätigbar ist. Eine Sackbohrung 108 im Schieber 104
dient zur Aufnahme eines Spreizankers 32. Die übrigen Spreizanker 32 werden
von einer pneumatisch betätigten Vereinzelungseinrichtung 110 im Magazin 102
zurückgehalten.
Das Setzgerät 10 ist mittels einer Stangenführung 112 in vertikaler Richtung
verschiebbar am Setzautomaten 100 gehalten und mittels eines pneumatischen
Hubzylinders 114 zu einer Hubbewegung antreibbar.
Mittels des Hubzylinders 114 wird das Setzgerät 10 auf den Spreizanker 32
abgesenkt und dieser durch Druckluftzufuhr am Druckluftanschluß 68 gespannt.
Anschließend wird das Setzgerät 10 vom Hubzylinder 114 wieder angehoben, so
daß der Spreizanker 32 aus der Sackbohrung 108 des Schiebers 104
herausgelangt. Der Pneumatikzylinder 106 des Schiebers 104 bewegt diesen zur
Seite, so daß das Setzgerät 10 frei nach unten verfahren werden kann.
Zum Spreizen des Spreizankers 32 wird der Spreizkolbendruckraum 72 durch
einen zweiten Druckluftanschluß 116 mit Druckluft beaufschlagt. Der zweite
Druckluftanschluß 116 ist anstelle des Rückschlagventils 74 in den
Druckluftdurchlaß 70 eingeschraubt und verschließt diesen in Richtung des
Spannkolbendruckraums 66. Nach dem Setzen des Spreizankers 32 werden
beide Druckräume 66, 72 durch die Druckluftanschlüsse 68,116 entlüftet und
das Setzgerät 10 vom Hubzylinder 114 in seine Ausgangsstellung zurück
verfahren.
Die Vereinzelungseinrichtung 110 gibt während des Setzens einen Spreizanker
32 aus dem Magazin 102 frei, der in die Sackbohrung 108 des Schiebers 104
fällt und durch Verschieben des Schiebers 104 dem Setzgerät 10 zugeführt wird.
Ein höheneinstellbarer Anschlag 118 auf dem Schieber 104 begrenzt die
Spanntiefe des Spreizankers im Setzgerät 10 und gibt auf diese Weise den
Verschiebeweg der Spreizhülse 34 auf dem Spreizanker 32 vor.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Anlage zum Anbringen von
Hinterschneidungen aufweisenden Bohrlöchern in Platten, Fliesen oder dgl. und
zum Setzen von Spreizankern in die Bohrlöcher. Die Anlage 120 weist zwei
ansich bekannte Bohrvorrichtungen 122 auf, die an einer Traverse 124
verfahrbar angebracht sind. Die Traverse 124 ist ihrerseits an einem
Maschinengestell 126 der Anlage 120 quer zur Verfahrrichtung der
Bohrvorrichtungen 122 verfahrbar. Nicht dargestellte Werkstücke lassen sich auf
eine Arbeitsfläche 128 des Maschinengestells 126 unter den Bohrvorrichtungen
122 ablegen. An einem Schlitten 130, an welchem auch die Bohrvorrichtungen
122 angebracht sind, ist der Setzautomat 100 mit dem erfindungsgemäßen
Setzgerät 10 seitlich angebracht, so daß nach dem Bohren die Bohrlöcher
positionsgenau angefahren und Spreizanker mittels des Setzgeräts 10 in sie
gesetzt werden können. Die Anlage 120 wird vorzugsweise vollautomatisch
computergesteuert betrieben.
Claims (9)
1. Setzgerät (10) für einen Spreizanker (30, 32), mit einer Spanneinrichtung (40,
54) zum Spannen eines Schafts (28) des Spreizankers (30, 32) und mit einer in
Bezug auf die Spanneinrichtung (40, 54) in Längsrichtung eines eingespannten
Spreizankers (30, 32) bewegbaren Spreizeinrichtung (18, 24) zum Verschieben
einer auf dem Schaft (28) des Spreizankers (30, 32) befindlichen Spreizhülse
(34) in Richtung eines Spreizkopfs (38) des Spreizankers (30, 32), um den
Spreizanker (30, 32) aufzuspreizen.
2. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spanneinrichtung (40) eine Spannzange (54) aufweist.
3. Setzgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spanneinrichtung (40) einen Spannkonus (52) aufweist, der zum Spannen auf
einen Konus (56) der Spannzange (54) aufschiebbar ist.
4. Setzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spanneinrichtung einen auf einem Schaft der Spannzange (54) verschiebbar
geführten, druckbeaufschlagbaren Spannkolben (40) aufweist, der den
Spannkonus (52) verschiebt.
5. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Spreizeinrichtung einen druckbeaufschlagbaren Spreizkolben (18) zum
Verschieben der Spreizhülse (34) in Richtung des Spreizkopfs (38) des
Spreizankers (30, 32) aufweist.
6. Setzgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizkolben
(18) eine Bohrung aufweist, in welcher der Spannkolben (40) aufgenommen ist.
7. Setzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein
Überdruckventil (74) in einem Fluiddurchlaß (70), der von einem
Spannkolbendruckraum (66) zu einem Spreizkolbendruckraum (72) führt,
aufweist, das den Fluiddurchlaß (70) bei Erreichen eines Spanndrucks im
Spannkolbendruckraum (66) öffnet.
8. Setzgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
Überdruckventil (74) in seiner Grundstellung den Spreizkolbendruckraum (72)
entlüftet.
9. Setzautomat zum Setzen von Spreizankern mit einem Setzgerät nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Hubeinrichtung (112, 114)
für das Setzgerät (10) und eine Vereinzelungs- und Zuführeinrichtung (104,106,
110) zur Entnahme eines Spreizankers (32) aus einem Magazin (102) und zur
Zuführung zum Setzgerät (10) aufweist.
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