DE2905337C2

DE2905337C2 - Ankerbolzen mit Klemmkeil

Info

Publication number: DE2905337C2
Application number: DE19792905337
Authority: DE
Inventors: Anton 8500 Nürnberg Gerhard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1979-02-13
Publication date: 1985-05-23
Also published as: DE2905337A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Ankerbolzen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung.

Aus der US-PS 27 48 594 ist ein solcher Ankerbolzen bekannt. Bei diesem Ankerbolzen kann es aber vorkommen, daß sich der Kiemmkeil auch mit großem Kraftaufwand nicht in eine nach außen hin bündige Endposition bringen läßt bzw. daß durch die erforderliche zu große Kraftaufwendung das Trägermaterial, in welches die Bohrung eingebracht wurde, beschädigt wird. Bei diesem bekannten Ankerbolzen ist lediglich am Schaft eine Ausnehmung in Nachbarschaft zu einem Vorsprung angebracht. Diese Anordnung dient aber lediglich dazu, einen definierten Schwenkpunkt für die Ausspreizung des Schaftes beim Eintreiben des Klemmkeils zu schaffen.

Die US-PS 17 98 273 betrifft einen einstückigen Wandnagel völlig anderer Gattung. Bei diesem Wandnagel ist ein Bereich mit an gegenüberliegenden Seiten gegeneinander versetzt angeordneten Ausnehmungen vorgesehen, welche durch einen schmalen Steg verbunden sind und welche Keilflächen der Art aufweisen, daß beim Eintreiben des Nagels in eine Mauerbohrung der Steg nach außen über die Zylinderfläche des Nagel-Schaftes hinaus ausgetrieben wird und auf diese Weise eine Verankerung des Nagels in der Wand zustandekommt. Dieser vorbekannte Nagel ist damit so ausgebildet, daß er nur dann eine hinlänglich wirksame Verankerung gewährleistet, wenn das Bohrloch sowohl hinsieht- τ> lieh seines Durchmessers als auch seiner Tiefe mit einer so hohen Genauigkeit ausgeführt ist, wie sie im praktischen Gebrauch kaum zu erzielen ist. Demnach können mit einem solchen Nagtl bei etwa bestehenden Bohrungstoleranzen nicht hohe Auszugskräfte und eine wi bündige Endlage erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ankerbolzen der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß mit diesem bequem, sicher und kontrollierbar gearbeitet werden kann, insbesondere aber, daß auch bei nicht exakter Ausführung der Bohrung ein bündiger Sitz des äußeren Keilendes im eingeschlagenen Zustand erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ankerbolzen eingangs genannter Art dadurch gelöst, daß er gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestaltet ist.

Hierdurch wird sichergestellt, daß unabhängig von einer genau definierten Ausgangslage des Ankerbolzens und der Dimensionierung der Bohrung ein bündiger Sitz bei hoher und stets gleicher Auszugskraft gewährleistet ist.

In Richtung auf das rückwärtige Ende, an der die Schlagstirn gelegen ist, ist gemäß Anspruch 2 vorzugsweise wieder eine Verjüngung vorgesehen, so daß beim Vortrieb des Klemmkeiles zum Setzen des Ankerbolzens praktisch keine Axialbeanspruchung des Ringes bzw. der Beilagscheibe auf der vergleichsweise kleinen Rückenfläche des Klemmkeiles erfolgt, sondern dieser nur vergleichsweise breitflächig einerseits im vorderen Bereich gegen die Bohrungs-Innenwandung und andererseits gegen die geneigte und gegen die anschließende axiale Ebene abgestützt ist. Dadurch ist zugleich gewährleistet, daß bei Zugbeanspruchung vom befestigten Bauteil über die Beilagscheibe auf den Schaft des Ankerbolzens eine Zugbeanspruchung und damit Lockerungsbeanspruchung des Klemmkeiles vermieden ist. Falls der Ankerbolzen in gerissenem Mauerwerk gesetzt wurde, führt eine solche Zugbeanspruchung aufgrund der gegenüber dem Klemmkeil-Rücken an der Schaft-AuSenwandung geringeren Flächenpressung u. U. zu einer geringfügigen Auszugbewegung des Schaftes bei Arretierung des Klemmkeiles in der Bohrung mit der Folge erneuter Verkeilung zur Sicherung des gesetzten Ankerbolzens.

Der Zusammenhalt des montagefertig vorbereiteten dreiteiligen Ankerbolzens wird noch dadurch gefördert, daß der Klemmkeil im Bereiche des Überganges von der geneigten Ebene zur axialen Ebene am Ankerbolzen-Schaft nicht flächig anliegt, sondern diesen Übergangsbereich überbrückt, so daß eine geringe Durchfederung aufgrund der radialen Beanspruchung des Klemmkeiles vom Innenrand der Scheibe her eintritt und der dreiteilige Ankerbolzen auch bei der Handhabung bzw. beim Transport nicht auseinanderfällt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche vergrößert, aber im wesentlichen maßstabsgerecht dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles zur Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 in Schnittdarstellung senkrecht zur geneigten Keil-Ebene einen lose, noch unverkeilt in eine Bohrung in tragendem Bauwerk eingesetzten Ankerbolzen aus von einem Ring umgebenen Schaft mit Kiemmkeil,

Fig. 2 den setzfertig angesetzten Ankerbolzen nach F i g. 1 in Stirnansicht, entsprechend Sichtpfeilen H-II in Fig· I.

F i g. 3 eine Ansicht gegen die der geneigten Ebene zugewandte Oberfläche des Klemmkeiles gemäß Sichtpfeil III in F i g. 1 und

Fig. 4 eine Rückansicht, entsprechend Fig. 3. des Klemmkeiles nach Vortrieb durch den Ring hindurch zum Verkeilen des Ankerbolzens in der Bohrung.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Ankerbolzen 1 besteht aus einem Schaft 2 und einem Klemmkeil 3. die beide axial durch einen Ring 4 hindurchgreifen. Sämtliche genannte Einzelteile des Ankerbolzens 1 sind aus normalem Stahl, beispielsweise der Qualität St 37 oder St 52, spanlos geformt, nämlich kaltgepreßt. Am Schaft 2 des Ankerbolzens I ist eine geneigte Ebene 5 ausgebil-

det die durch Abscheren am fertig gestauchten Schaft 2 gewonnen ist. Die Erzeugende der geneigten Ebene ist piine Sehne, die im rückwärtigen Bereich des Schaftes 2 durch den Mittelpunkt des Schaft-Querschnittes verläuft, sich also als Durchmesser darstellt, i>n Bereiche des vorderen Endes 7 des Schaftes 2 sich dagegen als Tangente am Schaft-Umfang darstellt Die geneigte Ebene 5 verläuft also geneigt zur Ankerbolzen-Längsachse 8, wobei die Ebene 5 im rückwärtigen Bereich 6 im Durchmesser des Schaftes 2 liegt und zum vorderen Ende 7 hin ah stetig sich verkleinernder Durchmesser-Abschnitt mit abgerundeter Spitze auf dem Schaft-Umfang ausläuft An die geneigte Ebene 5 schüeßt sich im rückwärtigen Bereich 6 eine im Schaft-Durchmesser und damit in der Ankerbolzen-Längsachse 8 liegende axiale Ebene 9 an, uie bis zum rückwärtigen Schaft-Ende 10 durchläuft

In der in F i g. 1 bis F i g. 3 dargestellten, nicht-vorgetrieoenen Stellung ragt der Klemmkeil 3 mit einer Schlagstirn 11 axial über das rückwärtige Schaft-Ende 10 vor. Das rückwärtige Schaft-Ende 10 ist als linsenförmiger Senkkopf 12 gestaltet der allerdings aufgrund der axialen Ebene 9 nur auf einer Hälfte des Schaftes 2 ausgebildet ist Dieser Senkkopf 12 am rückwärtigen Schaft-Ende 10 übergreift radial von innen nach außen den Ring-Innenrand 13.

Die halbe Fläche innerhalb des Ring-Innenrandes 13, die den halben Senkkopf 12 zum Kreis ergänzt, stellt den Querschnitt einer axialen, halbzylindrischen Aussparung 14 dar, die längs der axialen Ebene 9 in die geneigte Ebene 5 übergeht. In dieser Aussparung 14 ist der Klemmkeil 3 zwischen dem Schaft 2 und dem Ring 4 kraftschlüssig gehaltert, so daß die drei Teile des Ankerbolzens 1 auch in nicht-vorgetriebener Stellung des Klemmkeiles 3 kraftschlüssig zusammengehalten werden.

Der Ring 4 ist als hutförmig profilierte, hohlgewölbte Beilagscheibe 15 mit eingezogenem lnnenrandbereich 16 zur Aufnahme des pyramidenstumpfförmigen rückwärtigen Teiles des axial halbierten Senkkopfes 12 ausgebildet.

Im ausgewölbten Bereich außerhalb des umlaufenden Wulstes weist die hutähnlich profilierte Beilagscheibe 15 Durchbrechungen 18 auf, in die (in der Zeichnung nicht dargestellte) Greifwerkzeuge von Belastungs-Prüfgeräten eingreifen können, um den gesetzten Ankerbolzen auch dann, wenn unter der Beilagscheibe 15 kein Bauteil angeordnet ist, auf Auszugfestigkeit überprüfen zu können, wie es bautechnische Zula^r.sungsvorschriften fordern.

Der eingezogene lnnenrandbereich 16 am Ring-Innenrand 13 ist vorzugsweise über angenähert die verbleibende Höhe der hutförmigen Beilagscheibe 15 zu einem hohlzylindrischen Ansatz verlängert, der als Führungsrohr 19 zur Axialführung des Klemmkeilrs 3 beim Vortrieb dient, um auch bei schräger Schlageinwirkung auf die Schlagstirn 11 eine möglichst achsparallele Vorbewegung auf der geneigten Ebene 5 des Schaftes 2 zu fördern.

Der Klemmkeil 3 ist zumindest in demjenigen Bereich, der sich in der nicht-vorgetriebenen Stellung zwischen dem Ring-Innenrand 13 und der Schlagstirn 11 erstreckt, als im Querschnitt U-förrniges Blechprofilteil ausgebildet dessen flankenförmige U-Schenkel zur Spitze 21 des Klemmkeiles 3 hin in das U-Joch 22 hineinverlaufend abflachen. Dieses den Klemmkeil 3 darstellende Blet'hprofiltcil stellt, in die Ebene abgewickelt ein snimvinkliiies Dreieck mit abgestumpfter Spitze dar.

dessen an die Basis-Seite anschließenden Seiten um eine Biegeachse 23 zu den flankenförmigen U-Schenkeln 20 aus der Ebene heraus hochgebogen sind, die im Bereiche der Spitze 21 aus der Oberfläche des Blechprofiles und damit aus der Oberfläche des U-Joches 22 heraus verläuft, also gegen den Rücken 24 des Klemmkeiles 3 geneigt ist, wie im einzelnen aus der Schnittdarstellung in F i g. 1 ersichtlich. Dabei ist der spitze Winkel des Dreieckes bei in die Ebene abgewickeltem Blechprofilteil so bemessen, daß in der Nachbarschaft der Klemmkeil-Spitze 21 die zu den U-Schenkein 20 hochgebogenen Blechprofilteil-Seitenränder gegenüber dem Klemmkeil-Rücken 24 etwas flacher verlaufen, als es dem Winkel zwischen der Ankerbolzen-Längsachse 8 und der geneigten Ebene 5 entspricht vgl. Fig. 1, um Einfederung zuzulassen.

Vor dem Ring-Führungsrohr 19, bezogen auf die noch nicht vorgetriebene Stellung des Klemmkeiles 3 im Ring 4, ist am Klemmkeil 3 eine Stauchzone 25 ausgebildet.

Diese ist bevorzugt dadurch gebildet, daß die der Basis des spitzwinkligen Dreieckes (beim in die Ebene abgewickelten Blechprofilteil) gegenüberliegenden Dreiecksseiten mit flach-gestreckten nutförmigen Ausnehmungen versehen sind, die beim Hochwölben dieser Seiten zur Ausbildung der U-Schenkel 20 zu entsprechenden Ausnehmungen 26 führen, so daß hier der Klemmkeil 3 streckenweise im wesentlichen nur aus dem U-J och 22 verringerter Breite gegenüber den benachbarten Bereichen des Klemmkeiles 3, besteht.

Die Berandung des in die Ebene abgewickelten Blechprofilteiles, aus dem der Klemmkeil 3 geformt ist, ist der Dreiecks-Basis gegenüber jedoch nicht exakt linear; vielmehr verläuft sie bevorzugt derart abgewinkelt, daß beim Hochbiegen der Dreiecks-Ränder zur Ausbildung der flankenförmigen U-Schenkel 20 diese im Bereich der Klemmstelle des noch nicht vorgetriebenen Klemmkeiles 3 am Ring-Innenrand 13 die höchste Höhe zwischen dem Rücken 24 und dem freien Stirnrand der Flanken-Schenkel 20 ergeben, diese Höhe also in Richtung auf die Schlagstirn 11 geringfügig abfällt, wie durch die Kante 27 in F i g. 3 angedeutet Hierdurch ist sichergestellt, daß einerseits die drei Teile des Ankerbolzens im vorbereiteten Zustand sicher kraftschlüssig gegeneinander fixiert sind, daß aber andererseits beim Vortreiben des Klemmkeiles 3 /um Setzen des Ankerbolzens 1 radiale Beanspruchungen des Klemmkeiles 3 im wesentlichen nicht im Bereiche des profilierten Ringes 4, sondern nur im Bereiche der geneigten Ebene 5 auftreten.

so Dieser Ankerbolzen 1 kann praktisch wie ein Nagel gehandhabt werden, was insbesondere auch bei Arbeiten über Kopf von Vorteil ist. In eine tragende Konstruktion, beispielsweise eine Bauwerks-Decke 28, wird eine Montage-Bohrung 29 eingebracht, deren Durch-

5> messer geringfügig größer als der Durchmesser des Schaftes 2 ist, wobei das Übermaß unkritisch ist der Bohrer also danach gewählt werden kann, daß er auch noch bei schon abgearbeiteter Schneide eine Bohrung 29 hinreichenden Durchmessers erbringt Der aus

bo Schaft 2 und Klemmkeil 3 im Ring 4 setzfertig angelieferte Ankerbolzen 1 wird durch tin Loch 30 im zu befestigenden Bauteil 31 mit dem vorderen Ende 7 des Schaftes 2 voran hindurch und in die Bohrung 29 hineingeschoben, bis der Ring 4. nämlich die hutförmig profilien«. Beilagscheibe 15. gegen das Bauteil 31 und dieses gegen die Umgebung der Bohrung 29 anliegt. Bei dem Bauteil 31 handelt es sich im in der Zeichnung dargestellten Bcispiclsfalle um ein Lochband, das nach dem

Setzen des Ankerbolzens 1 beiderseits dieser Befestigungsstelle nach unten gebogen wird, um beispielsweise als Abhängung für eine Zwischendecke, für einen Installationskanal oder für eine Rohrleitung zu dienen.

Für die Ausübung dieser Befestigung, also für das Setzen des Ankerbolzens 1, genügt es, wie beim Nageln einige Hammerschläge auf die Schlagstirn 11 des aus der gewölbten Beilagscheibe 15 vorstehenden Klemmkeiles 3 auszuüben. Die Schräge der geneigten Ebene 5 gegenüber der Ankerbolzen-Längsachse 8 liegt in der Größenordnung von 8° und ist damit so bemessen, daß die sehr flache Klemmkeil-Spitze 21 unter Abstützung einerseits auf dieser geneigten Ebene 5 unci andererseits gegenüber der Wandung der Bohrung 29 weit vortreibbar ist und in voller Länge bis wenigstens in den Bereich der Stauchzone 25 trägt. Die Länge des aus der Beilagscheibe 15 zunächst noch vorstehenden Teiles des Klemmkeiles 3 ist dabei so bemessen, daß er ganz bis in den eingezogenen Innenrandbereich 16 der hutförmig ausgewölbten Beilagscheibe 15 eintreibbar ist. Weil der Klemmkeil 3 sich von der Kante 27 an in Richtung auf die Schlagstirn 11 wieder etwas verjüngt, erfolgt praktisch keine Axialbeanspruchung der Beilagscheibe 15 im Zuge des Vortreibens des Klemmkeiles 3. Staucherscheinungen in diesem Teil des Klemmkeiles 3 oder gar Ausknickerscheinungen kommen praktisch nicht vor, da dieser Teil des Klemmkeiles 3 aufgrund der durch den U-förmigen Querschnitt ausgebildeten Hohlkehle, deren Berandung auf der axialen Ebene 9 im Bereiche des Schaft-Kopfes 12 geführt wird, außerordentlich biegesteif ist. Die vom Bauteil 31 auf den gesetzten Ankerbolzen 1 ausgeübte Zugbeanspruchung belastet also praktisch nicht den Klemmkeil 3, sondern über die Beilagscheibe 15 praktisch nur den großflächig gegen die Wandung der Bohrung 29 angedrückten Schaft 2.

Der Schlagrichtung braucht keine besondere Aufmerksamkeil geschenkt zu werden, was besonders bei Arbeiten über Kopf von praktischem Interesse ist. Denn der noch nicht vorgetriebene Klemmkeil erfährt eine erste Führung in dem rohrförmigen Durchzug am Ring-Innenrand 13 und, nach erstem Vortrieb bei nur geringer Schlagcinwirkung, weiterhin eine vergleichsweise lange, nämlich zwischen der Spitze 21 und der Stauchzone 25 wirksame achsparallele Führung aufgrund der Anlage des Kiemmkeil-Rückens 24 gegen die Innenwandung der Bohrung 29. Wenn nach erstem Vortrieb des Klemmkeiles 3 die entgegenwirkende Kraft größer wird, führen weitere Schläge auf die Schlagstirn 11 unter Stauchung zu einer Verformung der Stauchzone 25. Das stegförmige Joch 22 im Bereich der Schenkel-Ausnehmungen 26 kann sich dabei geringfügig quer zu seiner Ebene verformen, bis es einerseits gegen die geneigte Ebene 5 am Schaft 2 und andererseits gegen die Bohrungswandung abgestützt wird und somit zusätzlich zur Längsführung beim Vortrieb des Klemmkeiles 3 beiträgt. Da der stegförmige Bereich des Klemmkeiles 3, der die Stauchzone 25 darstellt, wenigstens um den doppelten Betrag der Wandstärke der U-Schenkel 20 schmaler ist als die benachbarten Bereiche des Klemmkeiles 3, erfolgt die Verformung aber in der Stauchzone 25 im wesentlichen S-förmig, ähnlich der Darstellung in F i g. 4. Aufgrund der Wirkung der Stauchzone 25 ist nicht zu befürchten, daß der vordere Bereich des Klemmkeiles 3 bei nicht exakt axialer Schlageinwirkung auf die rückwärtige Schlagstirn 11 aus seiner axialen Richtung heraus verläuft und sich in der Bohrung 29 schrägstellt. Außerdem erbringt diese Stauchzone 25 den Vorteil, den rückwärtig aus der hohlprofilierten Beilangscheibe 15 vorstehenden Teil des Klemmkeiles 3, auch bei unvorgesehenen Widerständen gegen den Vorschub des vorderen Bereiches des Klemmkeiles 3, ohne spürbare Verformungen bis in den eingezogenen Innenrandbereich 16 im Bereiche des nur hälftig ausgebildeten Senkkopfes 12 vortreiben zu können, so daß die Schlagstirn 11 nach dem Setzen des Ankerbolzens 1 nicht mehr aus der Beilagscheibe 15 vorsteht und die Montagestelle eine abgerundete Profilierung ohne vorstehende Kanten aufweist. Geringfügige Verformungen am Rande der Schlagstirn 11 werden dabei ohne weiteres in dieser Aussparung 14 neben dem halben Senkkopf 12 aufgenommen, ohne daß axiale Beanspruchungen der Beilagscheibe 15 zu einer axialen Beanspruchung und damit zu einer Lockerung des Klemmkeiles 3 nach Setzen des Ankerbolzens 1 führen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ankerbolzen, umfassend einen Schaft und einen Klemmkeil, insbesondere mit einem beide umgreifenden Ring, wobei der Schaft rückwärtig einen radial verbreiterten Kopf mit einer Durchgangs-Aussparung für den Kiemmkeil aufweist und wobei der Klemmkeil auf einer am Schaft ausgebildeten, gegen die Ankerbolzen-Längsachse geneigten Ebene unter Vergrößerung des wirksamen Ankerbolzen-Durchmessers im wesentlichen axial vortreibbar ist und der Klemmkeil in nicht vorgetriebener Stellung axial über das rückwärtige Schaft-Ende hervorragt, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkeil (3) im Bereich seiner Anlage an dem Schaft (2) eine Stauchzone (25) aufweist.

2. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kiemmkeil (3) in demjenigen Bereich, der in nicht vorgetriebener Stellung den Ring (4) durchsetzt, verdickt in bezug auf den rückwärtig sich anschließenden Bereich des Klemmkeiles (3) ausgebildet ist.