DE3025816A1

DE3025816A1 - Verfahren zum befestigen von lasten mittels spreizanker sowie spreizanker zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3025816A1
Application number: DE19803025816
Authority: DE
Inventors: Roland 8081 Grunertshofen Mächtle
Original assignee: Werkzeugfabrik Fritz Maechtle & Co KG GmbH; MAECHTLE WERKZEUGFAB FRITZ; Werkzeugfabrik Fritz Maechtle & Co Kg 7015 Korntal GmbH
Current assignee: Maechtle GmbH
Priority date: 1980-07-08
Filing date: 1980-07-08
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4519735A; JPS5857512A; FR2513331B1; GB2106209B; DE3137226A1; GB2106209A; JPH0250324B2; NL8104685A; CH656192A5; BE890756A; FR2513331A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Tsickmahn, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

_ „ 8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Werkzeugfabrik

Fritz Mächtle GmbH & Co. KG

Jahnstraße 4

7015 Korntal-Münchingen 1

Verfahren zum Befestigen von Lasten mittels Spreizanker sowie Spreizanker zur Durchführung dieses Verfahrens

Herkömmliche Spreizanker umfassen eine Spreizhülse, einen durch die Spreizhülse hindurchtretenden Gewindeanker, der die zu befestigende Last hält sowie einen auf den Gewindeanker aufgeschraubten Spreizkonus, der die Spreizhülse radial aufweitet und deren Spreizlappen gegen die Wand des zylindrischen Bohrlochs preßt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß in vielen Anwendungsfällen, insbesondere im Reaktorbau, die mit derartigen Spreizankern erzielbaren Haltekräfte nicht ausreichen.

Aus der DE-OS 28 19 289 ist ein Spreizanker bekannt, der zusätzlich zu einer durch den Spreizkonus aufweitbaren Spreizhülse einen ringförmigen Riegelträger für drei radial abklappbare Riegel aufweist, die mittels eines zusätzlichen Spreiz-

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konus beim Spannen des Spreizankers mittels eines durch die Spreizhülse, die beiden Spreizkonen und den Riegelträger hindurchtretenden Gewindeankers abgeklappt werden können. Das ansonsten zylindrische Bohrloch ist mit einer durchmessergrößeren, ebenfalls zylindrischen Erweiterung versehen. Die abgeklappten Riegel hintergreifen die bohrlochmündungsseitige Schulter der Erweiterung. Der Kegelwinkel des die Riegel aufspreizenden Spreizkonus ist größer als der Kegelwinkel der Spreizhülse, so daß beim Spannen des Spreizankers zunächst die Spreizhülse aufgespreizt und dann erst die Riegel abgeklappt werden. Die mit ihren freien Enden zur Bohrlochmündung weisenden Riegel sind einzeln durch Gelenke mit dem Riegelträger verbunden. Da die aufgeklappten Riegel des bekannten Spreizankers jedoch lediglich entlang ihrer Kanten an den Wänden der Erweiterung des Bohrlochs anliegen, können sie, insbesondere bei ungleichmäßig gebohrten und erweiterten Bohrlöchern aus dem Riegelträger ausbrechen, womit der Spreizanker aus dem Bohrloch gezogen werden könnte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Befestigung von Lasten mittels Spreizanker sowie einen Spreizanker zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, bei welchem die Auszugssicherheit des Spreizankers wesentlich verbessert wird.

Während bei dem bekannten Verfahren zum Befestigen von Lasten mittels eines Spreizankers zuerst ein zylindrisches Loch .'gebohrt wird, welches dann im Bereich des Lochgrunds erweitert wird und anschließend der Spreizanker in dieses Bohrloch eingesetzt und in der Erweiterung so aufgespreizt wird, daß er die Erweiterung des Bohrlochs hintergreift, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das zylindrische Loch derart erweitert, daß es sich in Auszugrichtung des Spreizankers konisch verjüngt. In einer derartigen Erweiterung können die Riegel flächig an den koniftchen Händen der

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Erweiterung anliegen, so daß die Riegel aufgrund von Unsymmetrien ihrer Belastungen nicht ausbrechen können.

Der bekannte Spreizanker besteht aus einem hülsen- oder ringförmigen Riegelträger mit wenigstens zwei radial abklappbardaran gehaltenen Riegeln, einem Spreizkonus und einem den Riegelträger und den Spreizkonus durchsetzenden Gewindeanker mittels dem der Spreizkonus zum Aufspreizen der Riegel zwischen die Riegel einziehbar ist. Um einen solchen Spreizkonus für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen zu können, ist vorgesehen, daß die Riegel zum Bohrlochgrund hin von dem Riegelträger abstehen und mittels des auf den Gewindeanker aufgeschraubten Spreizkonus in flächige Anlage mit der konusförmigen Bohrlocherweiterung bringbar sind. Die Riegel sind bevorzugt als Spreizlappen ausgebildet, die über eine als Klappgelenk wirkende Umfangsnut mit einer Hülse verbunden sind. Ein derartiger Spreizanker kann nicht ohne Zerstörung der Bohrlochwände aus dem Bohrloch ausgezogen werden. Zusätzlich können die Riegel durch bohrlochgrundseitige, abklappbare Verlängerungen von Spreizlappen einer Spreizhülse gebildet sein, so daß der Spreizanker zusätzlich zur Haltekraft der Riegel noch durch die Spreizkräfte der beim Abklappen der Riegel im zylindrischen Bohrlochteil aufgespreizten Spreizlappen erhöht wird.

Der Klappwinkel der Riegel sollte möglichst groß sein. Die Riegel sollten deshalb im Axiallängsschnitt gesehen konstante Wandstärke haben. Neben der Wandstärkegestaltung der Riegel wird der Klappwinkel durch den Kegelwinkel des Spreizkonus beeinflußt. Der Kegelwinkel ist bevorzugt größer als 5° und beträgt zweckmäßigerweise etwa 8° bis 10°.

Um die vollständig abgespreizten Riegel ganzflächig unterstützen au können, ist der Kegelwinkel des Spreizkonus vorzugsweite etwa gleich dem Kegelwinkel der konusförmigen Erweiterung gewMhlt. Ebenso ist die Länge der Riegel etwa gleich der Mantellänge des $preizkonus bemessen.

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Von wesentlicher Bedeutung sind Ausführungsformen, bei welchen der Spreizkonus an seiner durchmessergrößeren Stirnseite einen radial nach außen vorspringenden, flanschförmigen Rand aufweist, der die freien Enden der Riegel im aufgespreizten Zustand hintergreift. Ein derartiger Spreizkonus kann, insbesondere bei geteilten Riegelträgern bzw. Spreizhülsen nicht zwischen den Riegeln hindurch ausgezogen werden, wenn das Bohrloch unzulässiges Übermaß haben sollte.

Der Riegelträger besteht zweckmäßigerweise aus mehreren, in Umfangsrichtung voneinander getrennten Schalen, die durch einen elastischen Ring, beispielsweise einen Federring, zusammengehalten sind.

Für den Distanzausgleich beim Spannen des Spreizankers kann zwischen dem Riegelträger und einer bohrlochmündungsseitigen Distanzhülse eine Konushülse angeordnet sein, deren konische Fläche in die Schalen des Riegelträgers eingreift. Ebenso kann aber zwischen dem Riegelträger und der bohrlochmündungsseitigen Distanzhülse auch eine deformierbare Hülse, beispielsweise ein Plastikring oder dgl., vorgesehen sein.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen teilweisen Schnitt durch einen in ein Bohrloch eingesetzten Spreizanker.

Zur Befestigung eines Bauteils 1 ist in der Figur in Durchsteckmontage ein Spreizanker 3 in ein zylindrisches Bohrloch 5 eingesetzt, welches im Bereich seines Bohrlochgrunds 7 eine zur Bohrlochmündung hin konisch sich verjüngende Erweiterung 9 aufweist. Die konische Erweiterung 9 ist mittels eines aufspreizbaren Fräs- oder Schleifwerkzeugs nachträglich in die Wand des zylindrischen Bohrlochs 5 eingearbeitet worden.

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Auf einer Gewindespindel 11 sitzen der Reihe nach eine Sechskantmutter 13, eine Beilagscheibe 15, eine Distanzhülse 17, eine Konushülse 19, eine Spreizhülse 21 und eine Konusmutter 23. Die Spreizhülse 21 besteht aus mehreren, in ümfangsrichtung voneinander getrennten Schalen, die mittels eines Federrings 25 im Bereich des bohrlochmündungsse'itigen Endes zusammengehalten werden. Die Konushülse 19 verjüngt sich zur Spreizhülse 21 hin und liegt an einer konusförmigen Abschrägung 27 an der Innenfläche der Schalen an.,Im Bereich des durchmesserkleineren Übergangs zwischen zylindrischer Bohrung 5 und konischer Erweiterung 9 sind die Schalen der Spreizhülse 21 mit einer am Außenmantel umlaufenden Ringnut 29 versehen. Die von der ümfangsnut 29 zum Bohrlochgrund 7 hin abstehenden Abschnitte der Schalen bilden Riegel 31, die mittels der Konusmutter 23 in die konische Erweiterung 9 hinein abgeklappt werden, wenn der Spreizanker 3 gespannt wird. Die Riegel 31 hintergreifen somit den bohrlochmündungsseitigen Teil des zylindrischen Bohrlochs 5, so daß der Spreizanker 3 nur unter Zerstörung der Bohrlochwand ausgezogen werden kann.

Die Konusmutter 23 verjüngt sich zur Bohrlochmündung hin.· Ihr Konuswinkel beträgt etwa 8° bis 10° und ist etwa gleich dem Konuswinkel der Erweiterung 9. Die Riegel 31 haben in axialer Richtung gleichbleibende Wandstärke, um einen möglichst großen Spreizwinkel zu erzielen. An der durchmessergrößeren Stirnseite der Konusmutter 23 ist ein radial nach außen vorspringender Ringflansch 33 vorgesehen, der den bohrlochgxundseitigen freien Rand der Riegel 31 hintergreift. Selbst bei mit Übermaß gebohrtem Bohrloch kann die Konusmutter 23 nicht durch die Spreizhülse 21 hindurch ausgezogen werden.

Die Konushülse 19 kann einstückig mit der Distanzhülse 17 verbunden sein und ermöglicht die Spannbewegung der Sechskantmutter 13, wenn die Riegel 31 in der Erweiterung 9 bereits aufgespreizt sind. Anstelle der Konushülse 19 kann auch ein

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axial nachgiebiges Distanzelement, beispielsweise ein elastischer Ring oder dgl. vorgesehen sein. Ebenso kann anstelle einer aus mehreren Schalen gebildeten Spreizhülse eine einstückige, durch axiale Längsschlitze im Spreizlappen unterteilte Spreizhülse vorgesehen sein. Die Riegel 31 können darüber hinaus durch getrennte Bauteile gebildet sein, die durch Klappgelenke oder Steckorgane mit einem hülsen- oder ringförmigen Riegelträger verbunden sind.

Zusätzlich oder anstelle der das Klappgelenk der Riegel 31 bildenden Nut 29 können in die Schalen der Spreizhülse 21 in ümfangsrichtung verlaufende Schlitze eingearbeitet sein, wie sie in der Figur bei 35 gestrichelt eingezeichnet sind. Die Schlitze 35 verlaufen vorzugsweise von den Längskanten der Schalen symmetrisch zur Mitte der Schale hin und belassen in der Mittellängsebene der Schale einen als Klappgelenk wirkenden Steg, mit dem der Riegel 31 einstückig an der Schale gehalten ist. Ein solcher Steg ist in der Figur bei 37 angedeutet. Die letztgenannte Ausführungsform erlaubt in ümfangsrichtung relativ breite Riegel, die aufgrund ihrer Wölbung in definierter Lage in die konische Erweiterung 9 des Bohrlochs hineingeklappt werden können.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Wsickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A."Weιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

-8. Juli i·.:--··:

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Werkzeugfabrik

Fritz- Mächtle GmbH & Co. KG

Jahnstraße 4

Korntal-Münchingen 1

Patentansprüche

.) Verfahren zum Befestigen von Lasten mittels eines Spreizankers., bei dem zuerst ein zylindrisches Loch gebohrt wird, welches dann im Bereich des Lochgrunds erweitert wird, und bei dem anschließend der Spreizanker in dieses Bohrloch eingesetzt und in der Erweiterung aufgespreizt wird, derart, daß er die Erweiterung des Bohrloches hintergreift, dadurch gekennzeichnet , daß das zylindrische Loch derart erweitert wird, daß es sich in Auszugsrichtung des Spreizankers konisch verjüngt.
2. Spreizanker zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem hülsen- oder ringförmigen Riegelträger mit wenigstens zwei radial abklappbar daran gehaltenen Riegeln, einem Spreizkonus und einem den Riegelträger und den Spreizkonus durchsetzenden Gewindeanker mittels dem der Spreizkonus zum Aufspreizen der Riegel zwischen die Riegel einziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegel (31) zum Bohrlochgrund (7) hin

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von dem Riegelträger (21) abstehen und mittels des auf den Gewindeanker (11) aufgeschraubten Spreizkonus (23) in flächige Anlage einer konusförmigen Bohrlocherweiterung (9) bringbar sind.
3. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Riegel (31) als Spreizlappen ausgebildet sind, die über eine als Klappgelenk wirkende Umfangsnut (29) mit einer Hülse (21) verbunden sind.
4. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Riegel (31) als Spreizlappen ausgebildet sind, die jeweils über wenigstens einen als Klappgelenk wirkenden, durch Umfangsschlitze in der Hülsenwand gebildete, Steg mit einer Hülse (21) verbunden sind.
5. Spreizanker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Riegel (31) durch bohrlochgrundseitige, abklappbare Verlängerungen von Spreizlappen einer Spreizhülse (21) gebildet sind.
6. Spreizanker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege in der Längsmittelebene der Spreizlappen verlaufen.
7. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Riegel (31) im Axiallängsschnitt gesehen konstante Wandstärke haben.
8. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des Spreizkonus (23) größer als 5° ist.
9. Spreizanker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des Spreizkonus (23) etwa 9° beträgt.

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10. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des Spreizkonus (23) etwa gleich dem Kegelwinkel der konusförmigen Erweiterung (9) ist.
11. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Riegel (31) etwa gleich der Mantellänge des Spreizkonus (23) ist.
12. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spreizkonus (23) an seiner durchmessergrößeren Stirnseite einen radial nach außen vorspringenden, flanschförmigen Rand (33) aufweist, der die freien Enden der Riegel (31) im aufgespreizten Zustand hintergreift.
13. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Riegelträger (21) aus mehreren, in Umfangsrichtung von einander getrennten Schalen besteht, die durch einen elastischen Ring (25)
zusammengehalten sind.
14. Spreizanker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Riegelträger (21) und einer bohrlochmündungsseitigen Distanzhülse (17) eine Konushülse (19) angeordnet ist, deren konische Fläche in die Schalen eingreift.
15. Spreizanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Riegelträger (21) und einer bohrlochmündungsseitigen Distanzhülse (17) eine deformierbare Hülse vorgesehen ist.

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