DE2953181A1 - High strength anchor assembly for fastener - Google Patents

High strength anchor assembly for fastener

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DE2953181A1
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    • F16B13/0808—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front with separate or non-separate gripping parts moved into their final position in relation to the body of the device without further manual operation by a toggle-mechanism
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Description

Aktenzeichen: PCT/US79/00810
Anmelder: Mechanical Plastics Corp. Plea.santvi lie , New York
USA
Hochwiderstands kraftige Verankerungsanordnung für Befestigungseinrichtungen
Beschreibung
Technisches Feld:
Die Erfindung betrifft verbesserte Blind-Verankerungsgeräte zum Befestigen von Gegenständen an Hohlwänden mit langgestreckten Befestigungselementen,wie Schrauben, Bolzen u.dgl
Stand der Technik:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Verankerungsanordnung derart, wie sie allgemein in US-PS 40 75 924 beschrieben ist, das am 28.Februar 1978 an Thomas McSherry u.a. erteilt wurde. Diese Patentschrift beschreibt eine Verankerungsanordnung mit einem Paar von langgestreckten Bein-Elementen aus flexiblem Material und einem langgestreckten Ankerelement, das an benachbarte Endabschnitte der Beine angekoppelt ist. Die Beine sind mit Abstand längs der Längs-Ausdehnung des Ankerelementes angeordnet dargestellt. Die Beinelemente enthalten nachgiebige Einrichtungen wie in Querrichtung abgebogene Endabschnitte, um nachgiebig das Ankerelement im allgemeinen quer zu den Beinen vorzuspannen.
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Beim Gebrauch werden die flexiblen Beine derart gebogen, daß die Längsausdehnung des Ankerelementes in Längsrichtung der Beine orientiert ist, und das Ankerelement wird in ein ;-. -. Loch in einer Wand oder einer Decke eingesetzt. Die quer abgebogenen Endabschnitte der Beine beaufschlagen dann das Ankerelement zurück in seine Querstellung, und geeignete - Krageneinrichtungen werden auf die Beine aufgeschoben, um die Wand zwischen dem Anker und dem Kragen festzulegen.
Während diese Verankerungsanordnung für viele Anwendungen ;;.; sehr brauchbar ist, tendiert das Vorhandensein der nachgie- " —' bigen Vorspanneinrichtungen, wie z.B. der abgebogenen Endabschnitte der Beine, und die Notwendigkeit der Flexibilität der Beine, dazu, die maximale in den Beinen des Gerätes verfügbare Belastung zu begrenzen.
Eine andere Form einer Verankerungsanordnung ist in US-PS 40 43 beschrieben, das am 23.August 1977 an Stanley Kaplan erteilt wurde. Bei dem Kaplan-Gerät sind die Beine mit Abstand quer zu der schmalen Ausdehnung des Ankerelementes angeordnet und jedes Bein ist mit nur einer Seite des Ankerelementes über einen Zapfen verbunden, der in einen mit einer öffnung versehenen Flansch eingesetzt ist.
Die Schwierigkeit mit dieser Struktur liegt darin, daß jedes Bein an dem Ankerelement an nur einer Seite gehalten ist. Nichts zwingt den Zapfen in die öffnung, und wenn er herauszieht, löst sich das Bein. Darüber hinaus begrenzt der Abstand der Beine quer zu der schmalen Ausdehnung des Ankerelementes die Minimal-Große des Ankers und erfordert daher größere Löcher in der Wand.
Offenbarung der Erfindung:
Eine verbesserte Verankerungsanordnung zum Aufnehmen eines langgestreckten Befestigungselementes innerhalb einer öff-
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nung, die von einem Wandabschnitt definiert wird, der mindestens eine unzugängliche Seite besitzt. Solche Geräte enthalten typischerweise mindestens zwei langgestreckte Bein- · elemente, Einrichtungen zum Verbinden eines Paares benachbarter Endabschnitte der Beinelemente, ein mit einer öffnung versehenes Verankerungselement, das an die Beine an entgegengesetzten Endabschnitten angekuppelt ist sowie ein mit den Beinen verbundenes Kragenelement, um den Wandabschnitt zwischen dem Kragen und dem Ankerelement festzuhalten.
Die Verbesserung besteht darin, jedes der Beine mit entsprechenden Kupplungszapfen zu versehen, die längs ihrer Hauptquerausdehnung verlaufen, um in im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Flansche von dem Ankerelement auf jeder Seite einzugreifen oder die Beine quer zu der kleineren Abmessung des Ankers anzubringen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Das Wesen, die Vorzüge und verschiedene Merkmale der Erfindung erscheinen besser bei Betrachtung der erläuternden Ausführungen, die jetzt im einzelnen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben werden.
In den Zeichnungen: Fig. 1 A, 1 B und 1 C sind perspektivische Ansichten
von oben einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen verbesserten Verankerungsanordnung;
Fig. 2 A und 2 B sind perspektivische Ansichten
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht
einer dritten Ausführungsform der
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Erfindung und Fig. 4 A und 4 B sind perspektivische Ansichten einer :
vierten Ausführungsform der Erfindung. :
Zur leichteren Bezugnahme sind den gleichen Bauelementen : ti die gleichen Bezugszeichen durch die gesamten Zeichnungen \ gegeben.
Beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung:
A.Ausführungsform mit geschlitztem Ankerelement (Fig.1 A, 1 B und 1 C)
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert Fig.1 A eine bevorzugte erfindungsgemaße Verankerungs^nordnung, wobei ihre Einzelteile aus Gründen der Beschreibung getrennt voneinander gezeigt sind. Die Verankerungsanordnung 10 enthält ein Paar von langgestreckten im wesentlichen geraden Beinen Die Beine 11 sind vorzugsweise aus einem nachgiebigen Material wie z.B. Kunststoff oder Metall konstruiert, das relativ starr ist, obwohl es für Geräte geringerer Belastung elastisch sein kann. Die Beine 11 besitzen entgegengesetzte gezahnte Oberflächen, die eine Vielzahl von benachbarten
Zähnen 12 enthalten.
Die unteren Endabschnitte 13 der Beine 11 sind über eine Brücke 14 miteinander verbunden, vorzugsweise ist ein Zugring 15 einstückig mit der Brücke konstruiert, um eine feste Steuerung der Beine vorzusehen, wie beschrieben werden wird. Der obere Endabschnitt 16 jedes der Beine 11 endet in einem Kupplungszapfen 17, der parallel mit der Haupt-Quer-Oberfläche des jeweiligen Beines verläuft. Diese Zapfen erlauben das Ankuppeln der Beine an das Kanalelement 18.
Das KanaleTement 18 besteht vorzugsweise aus Metall, bei-
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spielsweise einer Stahlplatte, und besitzt eine kanalähnliche Querschnittsausbildung mit einem mittleren Plattenabschnitt 19 und Flanschen oder Endplatten 20, die sich nach unten erstrecken. Die Flansche können gegenüber der Mittelplatte rechtwinklig angeordnet sein; wenn sie jedoch mit einem Winkel von etwas weniger als 90°, beispielsweise 80°, konstruiert sind, kann das Ankerelement größeren Druckkräften widerstehen, als wenn die Flansche senkrecht zu der Mittelplatte sind.
Die Mittelplatte definiert vorzugsweise eine öffnung 21, wie z.B.eine mit einem Gewinde versehene öffnung, zur Aufnahme von langgestreckten Befestigungselementen, wie z.B. Bolzen oder Schrauben.
Die Flansche 20 sind jeweils mit einem Paar von Kupplungsöffnungen 21 A und 21 B zur Aufnahme der vorspringenden Enden der Kupplungszapfen 17 versehen. Der Zapfen jedes Beines erstreckt sich vorzugsweise quer zu der kleineren Ausdehnung des Kanalelementes 18 und erstreckt sich in entsprechende in gegenseitiger Verlängerung angeordnete öffnungen in jedem der beiden Querflansche 20. Vorzugsweise ist eine derartige öffnung eine kreisförmige öffnung 21 A mit etwa dem gleichen Durchmesser wie der Zapfen und die andere ist ein langgestreckter Schlitz 21 B, um eine Bewegung eines angekuppelten Beines in Richtung auf das andere Bein und von diesem weg zu erlauben.
Der Kragen 22 enthält eine im wesentlichen ebene Basis 23 mit Flanschen 24, die sich von der Basis nach oben erstrecken. Diese Flansche 24 und die Basis 23 sind einstückig gebaut und bestehen vorzugsweise aus nachgiebigem Material wie Kunststoff.
Die nach oben abstehenden Flansche 24 bilden Schlitze 25, innerhalb der entgegengesetzt angeordnete Zahnelemente 26
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vorgesehen sind. Die Schlitze 25 stehen mit sich verjüngenden Kanälen 27 in Verbindung, die in geeigneter Weise die Beinelemente 11 in Richtung auf die Schlitze 25 leiten, um die Anordnung des Kragens 22 und der Beine 11 zu vervollständigen.
Die Anordnung wird geeigneter Weise dadurch hergestellt, daß die Anordnung aus Ring und Beinen aus nachgiebigem Material mit Erinnerungsvermögen spritzgeformt wird, wobei die Beine die in Fig.1 C gezeigte auseinandergespreizte Stellung besitzen. Anschließend wird der Kragen spritzgeformt und das Kanalelement mit den Flanschen unter einem etwas kleineren Winkel als dem endgültigen Winkel geformt. Dann wird das Kanalelement über den oberen Endabschnitt der Beine angeordnet, die längs der Hauptausdehnung des Ankerelementes mit Abstand angeordnet sind, wobei die. Öffnungen 21 A und 21 B mit den Zapfen 17 ausgerichtet sind. Anschließend werden die Flansche zur Herstellung des endgültigen Winkels gebogen, wobei jeder der Zapfen auf beiden Seiten des Kanalelementes eingreift.
Die Verankerungsanordnung wird passend in Wandöffnungen verwendet, die eine kleinere Abmessung als die Länge des Kanalelementes 18 aufweisen. Wie in Fig.1 B gezeigt ist, wird das Einsetzen des Kanalelementes 18 in die Wandöffnung durch die Tatsache erleichtert, daß mit der verwendeten Kupplungsan-Ordnung das Kanalelement um den Zapfen in den kreisförmigen Öffnungen 21 A gedreht werden kann, bis es im wesentlichen in Ausrichtung mit den Längsabmessungen der Beine 11 liegt. Nachdem das Kanalelement die rückseitige Oberfläche der Wand passiert hat, wird es frei gegeben, und die Tendenz
ßO der Beine 11, auseinanderzufedern, bringt das Kanalelement in seine Querstellung zurück, wie in Fig. 1 C gezeigt.
Die Anbringung der Verankerungsanordnung wird dadurch vervollständigt, daß der Kragen 22 über die Beinelemente 11
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geschoben wird, so daß ein einrastendes Eingreifen zwischen den Zähnen 12 der Beine und den Zähnen 26 des Kragens geschieht. Die Beine werden anschließend durch den Kragen 22 ; gezogen, bis die Wand wirksam zwischen dem Kragen und dem Kanalelement 18 eingeschlossen ist. Die überstehenden Abschnitte der Beine können weggeschnitten werden, und ein Befestigungselement kann durch den Kragen eingesteckt und, beispielsweise durch Schrauben, in das Kanalelement eingesetzt werden.
Die Kombination der geradlinigen Beine und der querverlaufenden Zapfen, die an beiden Seiten des Kanalelementes angekoppelt sind, vergrößert wesentlich die Belastungsfähigkeit der Anordnung. Darüber hinaus erlaubt das Vorsehen und die Verwendung der Kupplungsanordnung mit der geschlitzten Öffnung die Verwendung von kräftigeren, relativ starren Beinen, da die Fähigkeit des Zapfens, in dem Schlitz zu gleiten, die Notwendigkeit für die Flexibilität während des Einsetzvorganges in die Wand minimiert. Als eine weniger bevorzugte Ausführungsform der Erfindung können die Schlitze 21 B in den Flanschen 20 durch einen Schlitz in dem Mittelplattenabschnitt 19 ersetzt werden, und ein Bein kann gleitend in diesen Schlitz eingreifen mit Hilfe herkömmlicher Zapfenkupplung anstelle der Kupplungszapfen. Eine derartige Bauweise hat den Vorteil, die Verwendung von relativ starrem
Beinmaterial zuzulassen, aber ihre Kupplung ist nicht so
groß, wie sie durch die Verwendung von Zapfen erreicht wird.
Fig. 2 A und 2 B stellen eine alternative Ausführungsform der Erfindung dar, die ähnlich der Ausführungsform nach Fig.1 A ist, mit der Ausnahme, daß beide Kupplungsöffnungen 21 A und 2 B etwa den gleichen Durchmesser aufweisen wie der Kupplungszapfen 17.
Fig. 2 B zeigt die Struktur in ihrer Stellung zum Einsetzen in eine Wandöffnung. Das Ankerelement wird um einen Zapfen,
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beispielsweise 21 A, rotiert, um das entgegengesetzte Beiη nach unten und außen zu verlagern. Das verlagerte Bein, das an dem Bein 11 A am entgegengesetzten Ende befestigt ist, entwickelt eine sich der Drehung widersetzende feder- ! 5 ähnliche Kraft, und wenn der Anker durch die Öffnung hindurchgeht, läßt die von dem Bein 11 B ausgeübte Federkraft den Anker zurück in die Querstellung schnappen.
•Der Vorteil dieser Struktur gegenüber bekannten Strukturen mit Beinen mit abgebogenen Enden liegt darin, daß die Federkraft zum Zurückschnappen des Ankers in seine Querstellung über einen relativ großen Krümmungsradius erzeugt wird. Diese Tatsache erlaubt die Verwendung von relativ -zerbrechlichem*Kunststoffmaterial für die Beine, beispielsweise Polystyren, das anschließend,nachdem die Wand zwischen dem Kragen und dem Anker festgelegt wurde, leicht weggebrochen werden kann. Derartiges zerbrechliches Material kann durch eine von Hand angebrachte scharfe Biegung ohne die Verwendung von zusätzlichen Werkzeugen abgebrochen werden.
Fig. 3 erläutert eine alternative Ausführungsform der Erfindung, die glatte Beine 30 anstelle der sägezahnförmigen Beine der Ausführungsform nach Fig.1 sowie eine befestigte Basis 31 mit einer Öffnung 32 anstelle des Kragenelementes nach Fig.1 verwendet. Vorzugsweise sind die Beine 30 mit Scharniereinrichtungen in der Form von Entlastungskerben versehen, um zuzulassen, daß sie zwischen den Flanschen 20 des Kanalelementes 18 gefaltet werden, sobald die Wand zwischen der Basis 31 und dem Kragenelement mit Hilfe eines nicht dargestellten Befestigungselementes eingesetzt ist.
Fig. 4 A und 4 B erläutern eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform, die nur für Anwendungen mit geringer Belastung geeignet ist, unterscheidet sich von der nach Fig.3 darin, daß eine mit einer Öffnung ver-
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sehene massive Kunststoffstange 40 anstelle des Kanalelementes18 verwendet wird, und daß die Stange 40 an den Beinen 30 durch Verbinden quer zu ihrer kleinsten Abmessung befestigt ist, anstatt durch die Verwendung von Kupplungszapfen und öffnungen. Ggf. vorhandene Flossen 41 zur Verhinderung der : Drehung sind gezeigt, die vorteilhafterweise an der Basis 30 angeordnet oder durch mechanische Techniken befestigt sind.
Diese Anordnung wird geeigneter Weise durch Gießen als ein- : stückige Struktur in der in Fig.4 B dargestellten Form hergestellt. Hier ist die aus Kunststoff bestehende Ankerstange :„ einstückig an die Beinelemente in einer winkelmäßig versetzten ; Stellung angeformt. Nach dem Gießen wird die Stange 40 auf die Beine rotiert und dort durch thermisches oder Ultraschallbonden befestigt.
Während die Erfindung in Verbindung mit einer kleinen Anzahl spezieller Ausfuhrungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß diese nur beschreibend für die vielen anderen speziellen Ausfuhrungsformen sind, die ebenfalls die Prinzipien der Erfindung verwenden können. Daher können von Fachleuten viele und unterschiedliche Geräte hergestellt werden, ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Claims (8)

Hochwiderstands kraft ige Ve ranke rungs anordnung für Befestigungseinrichtungen Ansprüche ln einer Verankerungsanordnung zum Festhalten eines langgestreckten Befestigungselementes innerhalb einer von einem Wandabschnitt definierten Öffnung, der mindestens eine nicht zugängliche Seite besitzt, von der Art, die
1. mindestens zwei langgestreckte Beinelemente mit jeweils einer langen Ausdehnung und einer Hauptquerausdehnung,
2. Einrichtungen zur Verbindung eines Paares benachbarter Endabschnitten dieser Beinelemente,
3. ein mit einer Öffnung versehenes Ankerelement, das mit den Beinen an deren entgegengesetzten Enden verbunden ist, sowie
4. ein an den Beinen befestigtes Kragenelement zur Festlegung des Wandabschnittes zwischen dem Kragen und dem Ankerelement aufweist, wobei die Verbesserung darin besteht, daß das Ankerelement ein Kanal-
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element mit einem Paar von Flanschen aufweist, von denen jeder Flansch ein Paar von Kupplungsöffnungen definierten, und daß jedes der Beine einen im wesentlichen geradlinig verlaufenden Abschnitt aufweist, der einen an seinem Ende angeordneten Kupplungszapfen besitzt, der in Richtung der Haupt-Querdehnung verläuft, um in jeden Flansch des Paares von Flanschen des Anker- : elementes durch die Kupplungsöffnungen einzugreifen.
2. Verankerungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ankerelement ein im allgemeinen langgestrecktes Kanalelement ist und wobei mindestens eine der Kupplungsöffnungen in jedem Flansch des Kanalelementes ein langgestreckter Schlitz ist, der sich in Längsrichtung des Kanalelementes erstreckt.
3. Verankerungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Beine aus elastischem Material in einer gespreizten Stellung gebildet sind, um das Kanalelement derart vorzuspannen, daß dessen Längsabmessung im allgemeinen quer zu der Längsabmessung der Beine verläuft.
4. In einer Verankerungsanordnung zur Aufnahme eines langgestreckten Befestigungselementes innerhalb einer von einem Wandabschnitt definierten öffnung, der mindestens eine unzugängliche Seite besitzt, von der Art, die die
1. mindestens zwei langgestreckte Beinelemente mit einer Haupt-Querausdehnung,
2. Einrichtungen zum Verbinden eines Paares von benachbarten Endabschnitten der Beinelemente,
3. ein an den Beinen an den entgegengesetzten Endabschnitten befestigtes, mit einer öffnung versehenes Ankerelement, und
4. ein an den Beinen befestigtes Kragenelement zur Festlegung des Wandabschnittes zwischen dem Kragen
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und dem Ankerelement aufweist, wobei die Verbesserung darin besteht, daß das Ankere;lement ein Kanalelement mit einem Paar von Flanschen aufwejist,- und daß die Beine mit einer Scharniereinrichtunlg zu ihrem Falten zwischen den Flanschen versehen: sind. !
5. Verankerungsanordnung nach Anspruch 4, wobei die Scharniereinrichtungen Entlastungskerben in den Beinen ent-;
j hai ten. ;
6. In einer Verankerungsanordnung zur Aufnahme eines lang gestreckten Befestigungselementes innerhalb einer von einem Wandabschnitt definierten öffnung, der mindestens eine unzugängliche Seite besitzt, von der Art, die
1. mindestens zwei langgestreckte Beinelemente,
2. Einrichtungen zum Verbinden eines Paares benach-l barter Endabschnitten "der Beinelemente,
; 3· ein an den Beiden an entgegengesetzten Endabschnitten befestigtes Änkerelement j und
; 4. ein an den Beinen befestigtes Kragenelement zur Festlegung des Wandabschnittes zwischen dem Kragen und dem Ankerelement aufweist, wobei die Verbesserung darin besteht, daß das Ankerelement eine I
einstückig mit den Beinelementen geformte Kunststoffstange enthält.
7. Verankerungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die Kunststoffstange einstückig an die Beinelemente in einer wi(i kelmäßig versetzten Stellung gegossen und anschließend! mit den Beinelementen verbunden ist.
8. In einer Verankerungsanordnung zur Aufnahme eines langgestreckten Befestigungselmentes innerhalb einer von einem Wandabschnitt definierten öffnung, der mindestens
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eine nicht zugängliche Seite besitzt, von der Art, die
1. mindestens zwei langgestreckte Beinelemente,
2. Einrichtungen zur Verbindung eines Paares benachbarter Endabschnitte der Beinelemente,
3. ein an den Beinen an entgegengesetzten Endabschnitten befestigtes Ankerelement und
4. ein an den Beinen befestigtes Kragenelement zur Festlegung des Wandabschnittes zwischen dem Kragen und dem Ankerelement aufweist, wobei die Verbesserung darin besteht, daß mindestens eines der Beinelemente gleitend in das Ankerelement eingreift. . .
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