DE3813877A1 - Verankerungsvorrichtung eines gewindebauteils in einer hinterschnittbohrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verankerungsvorrich­ tung eines Gewindebauteils in einer Hinterschnittbohrung, mit einer zumindest zum Teil bohrungssohlenseitig von der Hinter­ schneidung angeordneten Gewindehülse, in die das Gewindebau­ teil eingeschraubt ist, um das herum auf der Hülse abge­ stützte und in die Hinterschneidung eingreifende Klemmseg­ mente vorhanden und von einer von letzteren losen, das Ge­ windebauteil umgebenden Spreizhülse gespreizt sind.

Bei einer bekannten Verankerungsvorrichtung dieser Art sind die Klemmsegmente lose um das als Gewindebolzen ausgebildete Gewindebauteil herum angeordnet und werden von einem Kunststoffring radial zusammengehalten, wenn die Ver­ ankerungsvorrichtung noch nicht in die Hinterschnittbohrung eingesetzt ist. Als Spreizhülse ist eine kurze Konushülse vorhanden, die auf dem Gewindebauteil axial verschieblich ist und von einer axial auf dem Gewindebauteil verschieblichen Distanzhülse über eine zylindrische Schraubenfeder zwischen die Klemmsegmente gedrückt werden kann, wenn eine Befestigungs­ mutter auf dem Gewindebauteil genügend weit in Richtung auf die Gewindehülse verschraubt wird. Die bekannte Verankerungs­ vorrichtung besteht also aus einer größeren Anzahl von Bau­ teilen, wobei im Einbauzustand dafür gesorgt werden muß, daß die separaten Klemmsegmente in ihrer Spreizlage ge­ halten werden, um zu verhindern, daß ein Lockerwerden der Verankerungsvorrichtung zu einem Freiwerden und Entfernen der Klemmsegmente aus ihrer Spreizstellung führt. Außerdem ist bohrungssohlenseitig von der Verankerungsvorrichtung ein größerer Freiraum vorhanden, der die Baulänge ver­ größert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verankerungsvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen auskommt, ohne die Befestigungssicherheit zu verringern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Klemmsegmente an der Gewindehülse spreizbar befestigt sind, und daß die Spreizhülse aus der Hinterschnittbohrung mit einem Hand­ habungsende herausragt und herausziehbar ist.

Aufgrund dieser Ausgestaltung der Verankerungsvorrichtung kann die Spreizung der Klemmsegmente erfolgen, indem die Spreizhülse an ihrem außerhalb des Bauwerks gelegenen Handhabungsende axial beaufschlagt wird. Die Spreizhülse ist ein Setzwerkzeug. Danach wird die Spreizhülse aus der Bohrung herausgezogen, also entfernt. Die Klemmsegmente können aufgrund ihrer Befestigung an der Gewindehülse ohne Verwendung eines radial wirkenden Sicherungsrings gemeinsam mit der Gewindehülse gelagert und in die Bohrung eingebaut werden. Aufgrund der dauerhaften Verbindung zwischen den Klemmsegmenten und der Gewindehülse ist es grundsätzlich nicht erforderlich, die Klemmsegmente gegen nach dem Einbau der Verankerungsvorrichtung erfolgende Bewegungen zu sichern. Die zwischen den Klemmseg­ menten und der Gewindehülse verbleibenden Werkstoffbrücken sind steif genug und ausreichend belastbar, um die erforderliche Verbindungssicherheit zu gewährleisten. Die Verankerungsvor­ richtung kommt infolgedessen mit insgesamt zwei Bauteilen aus, nämlich dem Gewindebauteil und dem aus den Klemmsegmenten und der Gewindehülse gebildeten Dübel. Die zum Einbau der Veranke­ rungsvorrichtung erforderliche Spreizhülse kann als Werkzeug für eine Vielzahl von Verankerungen verwendet werden. Dadurch reduziert sich der Werkstoffaufwand erheblich, und die Ver­ ankerungsvorrichtung ist erheblich kostengünstiger herzustellen und damit für den Masseneinsatz besser geeignet. Das Gewinde­ bauteil ist problemlos längenanpaßbar und benötigt darüber hinaus keine auf unterschiedliche Einbaulängen abgestimmten Bauteile, und das aus den Klemmsegmenten und der Gewindehülse bestehende baueinheitliche Teil ist trotz seiner mehrfachen Funktionsteile massenfertigungsgerecht herzustellen, nämlich aus durchmesserangepaßten Rohrstangen, die als Handelsteile erhältlich sind und lediglich mit üblichen Automaten bearbei­ tet werden müssen, um beispielsweise Gewinde oder Schlitze herzustellen.

Die Gewindehülse und/oder das Gewindebauteil sind auf der Bohrungssohle abstützbar. Auf diese Weise bildet die Bohrungs­ sohle ein einfaches Widerlager für das Spreizen der Klemmseg­ mente, wobei die Spreizhülse axial in die Bohrung hinein­ getrieben wird.

Die bedarfsweise eine mindestens dem Abstand a der Hinterschneidung von der Bohrungssohle etwa entsprechenden Länge 1 aufweisende Gewindehülse und/oder das Gewindebauteil haben ein der Form der Bohrungssohle angepaßtes Ende, damit sie sich vollflächig an der Bohrungssohle abstützen können, wenn die Spreizhülse axial beaufschlagt wird, um die Klemm­ segmente zu spreizen. Das ist insbesondere von Vorteil, wenn die Werkstoffbrücken zwischen der Spreizhülse und den Klemm­ segmenten stärker belassen sind, so daß auch die durch die Spreizhülse bewirkten Axialkräfte zur Erreichung des Spreizens entsprechend größer sein müssen und die Bohrungssohle nicht verformt werden soll, um eine vorbestimmte Relativlage der Klemmsegmente innerhalb der Bohrung zu gewährleisten.

Im Hinblick auf eine einfache Ausbildung haben die Klemmsegmente rechtwinklig zu ihrer Mantelfläche ausge­ bildete Stirnkanten. Diese werden beispielsweise beim Ablängen des aus den Klemmsegmenten und der Gewindehülse bestehenden Bauteils von einem Rohr hergestellt.

Vorteilhafterweise ist die Verankerungsvorrichtung so ausgebildet, daß die gespreizten Klemmsegmente min­ destens um 15° gegen die Bohrungslängsachse geneigt sind, und daß ihre Stirnkanten entsprechend geneigt und parallel zu einer die Hülse gegen Herausziehen aus der Hinter­ schnittbohrung abstützenden Bohrungskonusfläche liegen. Bei dieser Ausgestaltung der Verankerungsvorrichtung stützen sich die gespreizten Klemmsegmente unter ihrem Neigungswinkel an der quer zu ihnen angeordneten Bohrungs­ konusfläche ab. Das bedingt eine Verringerung der Bie­ gungsbelastung, und die abzutragenden Stützkräfte sind vorteilhafterweise in dem entsprechenden Neigungswinkel gegen die Bohrungslängsachse radial nach außen zum Werk­ stoff gerichtet, der infolgedessen entsprechend radial mitbelastet wird, so daß sich insgesamt eine vergleich­ mäßigte Belastung des mit der Hinterschnittbohrung ver­ sehenen Bauteils ergibt.

Wenn die Verankerungsvorrichtung insbesondere bei Wechsellasten eingesetzt wird, kann es von Vorteil sein, daß zwischen die Klemmsegmente ein bedarfsweise länger als segmentlanger Konusring eingesetzt ist, der entweder mit einem Gewinde des Gewindebauteils oder mit einer Innenverzahnung der Klemmsegmente in einem gegen Axialbewegungen sichernden Eingriff ist. Der Konusring ist also axiallagegesichert, und sein Vorhandensein gestattet es, die Werkstoffbrücken zwischen der Gewindehülse und den Klemmsegmenten extrem dünn zu gestalten, so daß die von der Spreizhülse aufzubringenden Spreizkräfte gering sein können. Der Konusring kann auch dazu benutzt werden, die Klemmsegmente zu spreizen, indem die Spreizhülse den Konusring zwischen die Klemmsegmente eintreibt. Wenn der Konusring länger ist, als es die Klemmsegmente sind, greift der überschießende Teil in den Ringspalt zwischen dem Gewindebauteil und dem Bauwerkstoff ein und stützt letzteren gegen radiales, nach innen in diesen Ringspalt erfolgendes Ausbrechen ab.

Das Gewindebauteil ist baulich besonders einfach ausgebildet, wenn es eine abgelängte Gewindestange ist.

Die Spreizhülse hat ein konisches, zwischen die un­ gespreizten Klemmsegmente eindringbares Ende und einen bis zum Handhabungsende durchmesserreduzierten Schaft. Das konische Ende erleichtert das Eindringen der Spreizhülse zwischen die ungespreizten Klemmsegmente, wie auch der durchmesserreduzierte Schaft, infolgedessen die Reibungs­ kräfte zur Bohrungswand verringert werden.

Eine besondere Ausgestaltung der Klemmsegmente wird dadurch erreicht, daß die Klemmsegmente in Richtung der Bohrungslängsachse von einem gewindebauteilseitig offenen Ringnutabschnitt in zwei Segmentabschnitte unterteilt sind, die von der Spreizhülse etwa in V-Form deformierbar sind. Die in V-Form deformierten Klemmsegmente sind extrem auszugsicher.

Die gewindehülsenabgewandten bzw. freien Segmentabschnitte gewährleisten, daß die zwischen ihnen und der Gewindehülse angeordneten Segmentabschnitte nicht auf einen Außendurchmesser rückverformt werden, der der Auszugsicherheit nicht mehr genügt. Die zusätzlichen Segmentabschnitte wirken insoweit wie ein zwischen die Klemmsegmente eingesetzter Konusring, sind jedoch einfacher in ihre Funktionslage zu bringen, nämlich durch das ohnehin erforderliche axiale Eindringen der Spreiz­ hülse.

Vorteilhafterweise sind die Segmentabschnitte ungleich lang, und/oder die gewindebauteilseitigen Ringnutabschnitte sind V-artig mit gewindehülsenseitig steilerer Nutwand aus­ gebildet. Ungleich lang gestaltete Segmentabschnitte beein­ flussen die Richtung, in der die von ihnen abzutragende Last hauptsächlich in den den Dübel haltenden Werkstoff abgetragen wird und gestatten entsprechend ihrer Ausbildung eine Anpassung der Verankerungsvorrichtung an unterschied­ liche Eigenschaften des den Dübel haltenden Werkstoffs.

Wenn die Spreizhülse ein Ende mit rechtwinklig zu ihrer Mantelfläche ausgebildeter Stirnkante und einen bis zum Handhabungsende durchmesserreduzierten Schaft aufweist, kann sie entweder den oben erwähnten Konusring zwischen die Klemmsegmente eintreiben, oder sie kann mehrere Segmentab­ schnitte aufweisende Klemmsegmente durch axiales Zusammen­ drücken verformen, beispielsweise in V-Form.

Damit die Spreizhülse einfacher zu bedienen ist, weist sie einen das Handhabungsende und einen Tiefenanschlag bil­ denden Knauf auf, auf den beispielsweise auch geschla­ gen werden kann, ohne den gegebenenfalls durchmesserre­ duzierten Schaft zu verformen. Mit dem Tiefenanschlag wird sichergestellt, daß die Spreizung der Klemmsegmente auch das gewünschte Ausmaß hat.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Verankerungs­ vorrichtung so ausgebildet, daß die Klemmsegmente spreiz­ hülsenseitig von dem gewindebauteilseitig offenen Ringnut­ abschnitt einen bohrungswandseitig offenen Ringnutabschnitt haben, und daß der von diesem Ringnutabschnitt gebildete Klemmsegmentabschnitt bei gespreiztem Klemmsegment aus dem Bereich der Hinterschneidung hinaus in die glattzylindrische Bohrung hineinragt. Der bei diesen Klemmsegmenten vorhan­ dene dritte Klemmsegmentabschnitt dient der gesteigerten Sicherung der Verankerungsvorrichtung beispielsweise gegen Querbelastungen des Gewindebauteils, die zu einer uner­ wünschten Verformung der gewindehülsenseitigen Klemmsegment­ abschnitte führen könnten. Die zusätzlichen, außen liegenden Klemmsegmentabschnitte stützen das Gewindebauteil radial an der Bohrungswand ab.

Alle spreizhülsenseitigen Klemmsegmentabschnitte bilden einen zusammenhängenden Ring, der also die Klemmsegmentab­ schnitte beim Spreizen zusammenhält und damit zu einer gleichmäßigen Verteilung der Spreizkräfte auf die Segmente führt, die infolgedessen symmetrisch verformt werden.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die spreizbar an der Gewindehülse befestigten, von einem spreizhülsenseitigen Ring zusammengehaltenen Klemmsegmente abtrennbar, und die Gewindehülse hat eine klemmsegmentseitige, die abgetrennten Klemmsegmente spreizende Kegelstumpffläche. Damit ergibt sich eine sehr einfache Ausführungsform für solche Hinter­ schnittbohrungen, deren Hinterschneidung eine vom Bohrungs­ eingang zur Bohrungssohle hin in herkömmlicherweise ver­ gleichsweise flache erste Hinterschneidungswand aufweist. Die für solche Hinterschnittbohrungen sonst üblicherweise ein­ gesetzten Bauteile, vgl. z.B. DE-OS 35 10 163, sind kom­ plizierter gestaltet und bedürfen auch eines größeren Werk­ stoffaufwands. Vorteilhafterweise ist die Kegelstumpffläche von Wandabschnitten der zwischen der Gewindehülse und den anschließenden Klemmsegmentabschnitten gelegenen Ringnutab­ schnitten gebildet.

Die Schlitze zwischen den Klemmsegmenten sind mit einem Kreissägeblatt hergestellt. Infolgedessen wird nicht nur die Herstellung der Schlitze vereinfacht, sondern die Schlitz­ enden können auch mit einer Neigung versehen werden, die auf die Neigung der Ringnutabschnitte abstimmbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die druckbeaufschlagbare Spreizhülse einen die Klemm­ segmente axial positionierenden Hülsenschaft hat, und daß ein Auszugelement vorhanden ist, mit dem das die Klemmsegmente axial verstellende Gewindebauteil ausziehbar ist, bis die Klemmsegmente die Spreizstellung eingenommen haben. Damit kann erreicht werden, daß der die Klemmsegmente tragende Dübel nicht auf der Sohle der Hinterschnittbohrung abgestützt werden muß, was vorteilhaft ist, wenn diese keinen Druck verträgt, beispielsweise wenn ein dünnes Bauwerkteil zur Befestigung herangezogen werden soll, bei dem im Fall einer Belastung der Bohrungssohle Ausbruchgefahr besteht. Außerdem kann mit definierten Kräften gearbeitet werden, z.B. durch Anwendung eines Drehmomentenschlüssels, wodurch leichter kontrollierbar ist, ob die Klemmsegmente in die gewünschte Stellung gelangt sind.

Die Spreizhülse weist ein Wälzlager auf, auf dem ein auf das drehunbewegliche Gewindebauteil aufschraubbares Auszugelement abstützbar ist. Infolgedessen kann sich letzteres ohne größere Bewegungswiderstände drehbeweglich an der Spreiz­ hülse abstützen, um das Gewindebauteil herauszuziehen, welches in herkömmlicher Weise drehunbeweglich gehalten werden kann.

Im Sinne einer Vereinfachung der Anwendung ist das Aus­ zugelement an der Spreizhülse befestigt und weist einen das Herausziehen des Gewindebauteils begrenzenden Anschlag auf.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine eingebaute Verankerungsvorrichtung mit entfernter Spreizhülse und verankertem Last­ teil,

Fig. 2a, b, Längsschnittdarstellungen einer Spreiz­ hülse und einer mit unverformten Klemmsegmen­ ten versehenen Gewindehülse,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer in einer Bohrung angeordneten Gewindehülse im Schnitt mit einem unverformten Klemmsegment und mit einem verformten Klemmsegment,

Fig. 4 und Fig. 5a, b den Fig. 1 und 2a, b ent­ sprechende Darstellungen einer anderen Aus­ führungsform der Erfindung,

Fig. 5c, d unterschiedliche verformte Klemmsegmente,

Fig. 6 und 7a, b den Fig. 1 und 2a, b entsprechende Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 8, 8a Querschnittdarstellungen einer Verankerungs­ vorrichtung, bei der die Klemmsegmente durch Herausziehen des Gewindebauteils gespreizt werden.

In Fig. 1 ist ein Teil 26 eines Bauwerks mit einer strichpunktiert dargestellten Hinterschnittbohrung 11 abgebildet. In die Hinterschnittbohrung 11 ist eine Ver­ ankerungsvorrichtung 27 eingebaut, die der Befestigung eines Lastteils 28 dient, das beispielsweise eine Träger­ schiene ist. Die Hinterschnittbohrung 11 ist mit einer Hinterschneidung 12 versehen und hat eine Bohrungssohle 16.

Die Verankerungsvorrichtung 27 besteht im wesent­ lichen aus einem Gewindebauteil 10 und einer Gewindehülse 13, die mit Klemmsegmenten 14 versehen ist. Des weiteren benötigt die Verankerungsvorrichtung 27 eine in Fig. 2a dargestellte Spreizhülse 15.

Das Gewindebauteil 10 ist eine Stange, die an ihrem oberen, aus dem Bauwerksteil 26 herausragenden Ende 10′′ ein Gewinde 21′ hat, auf das eine Befestigungsmutter 29 ge­ schraubt ist, die über eine Unterlegscheibe 30 das Last­ teil 28 gegen das Bauwerksteil 26 drückt. Die ent­ sprechende Reaktionskraft und alle etwa auf das Gewinde­ bauteil 10 einwirkenden Auszugkräfte müssen mit Hilfe des in Fig. 2b dargestellten Dübels abgetragen werden. Hierzu muß die Gewindehülse 13 mit dem Gewindebauteil 10 axial formschlüssig verbunden werden, nämlich über ein Gewinde 21 des Gewindebauteils 10 und ein Innengewinde 13′ der Gewindehülse 13. Das Gewindebauteil 10 kann auch eine über seine gesamte Länge mit durchgehendem Gewinde ver­ sehene Gewindestange sein.

Die Gewindehülse 13 hat einen der Bohrung 11 etwa entsprechenden Außendurchmesser und bohrungssohlenseitig ein der Bohrungssohle 16 in der Form angepaßtes Ende 13′′, das also entsprechend konusförmig ist. An ihrem anderen Ende besitzt die Gewindehülse 13 insgesamt vier Klemm­ segmente 14, die durch bis in die Nähe des Innengewindes 13′ ragende axiale Schlitze 32 gebildet sind, wobei die Schlitze 32 um 90° zueinander versetzt sind. Die Klemm­ segmente 14 sind mit der Gewindehülse 13 über Werkstoff­ brücken 33 verbunden, deren Dicke durch die Einschnitt­ iefe von Ringnutabschnitten 31 bestimmt wird, die etwa auf der Höhe der gewindehülsenseitigen Enden der Schlitze 32 angeordnet sind. Während die Schlitze 32 eingesägt werden können, sind die Ringnutabschnitte 31 durch Ein­ stechen einer Ringnut in die Mantelfläche 14′ des klemm­ segmentseitigen Endes der Gewindehülse 13 herstellbar. Die Klemmsegmente 14 haben rechtwinkelig zu ihrer Mantel­ fläche 14′ angeordnete Stirnkanten 14′′.

Zur Verankerungsvorrichtung 27 gehört auch die Spreiz­ hülse 15, die zum Spreizen der Segmente 14 verwendet wird. Zum Spreizen hat die Hülse 15 ein konisches Ende 15′. Sie weist eine durchmesserreduzierte Mantelfläche 15′′′ auf, damit das von Hand erfolgende Hineinstecken und Herausziehen der Spreizhülse 15 vor und nach dem Spreizvorgang nicht durch Reibung an der Bohrungsinnenwand belastet wird. Die Spreiz­ hülse 15 ist so lang ausgebildet, daß sie mit einem Handha­ bungsende 17 aus der Hinterschnittbohrung 11 herausragt. Das Handhabungsende 17 ist ein Knauf, um die Hülse 15 von Hand besser bewegen zu können. Dieser Knauf verschließt handha­ bungsendseitig auch eine Bohrung 34, die so lang ausgebildet ist und einen derart großen Innendurchmesser hat, daß die Hülse 15 zum Einbau der Verankerungsvorrichtung über das Gewindebauteil 10 gesteckt werden kann. Außerdem bildet das Handhabungsende einen Tiefenanschlag 17′, so daß die in die Bohrung 11 hineinragende Länge der Spreizhülse 15 ein Maß für eine ordnungsgemäße Spreizung der Klemmsegmente 14 sein kann.

Der Einbau der Verankerungsvorrichtung 27 erfolgt derart, daß zunächst das Gewindebauteil 10 mit der ge­ windehülse 13 in eine auf die Bohrung 11 abgestimmte Lage zusammengeschraubt wird. Sodann wird diese Montageeinheit in die Hinterschnittbohrung 11 eingeführt, bis z.B. das Gewindebauteil 10 mit seinem unteren, der Bohrungssohle 16 angepaßten Ende 10′ auf der Bohrungssohle 16 aufsitzt. Der Zusammenbau des Gewindebauteils 10 mit der Gewindehülse 13 kann auch so erfolgen, daß die Gewindehülse 13 gemäß Fig. 4 mit ihrem unteren Ende 13′′ auf der Bohrungssohle 16 auf­ liegt, entweder alleine oder gemäß Fig. 4 gemeinsam mit dem Ende 10′ des Gewindebauteils. In diesem Fall wird das Gewinde 21 beim Spreizen nicht belastet. Um die letztbeschriebene Anordnung zu ermöglichen, also die Abstützung der Gewinde­ hülse 13 auf der Bohrungssohle 16, muß die Länge 1 der Gewindehülse 13 gemäß Fig. 3 etwa gleich dem Abstand a der Hinterschneidung 12 von der Bohrungssohle 16 sein, sofern die Klemmsegmente 14 beim Spreizen ihre axiale Relativlage zur Gewindehülse 13 beibehalten.

Nach dem Einbau der Gewindehülse 13 bzw. des Gewinde­ bauteils 10 in die aus Fig. 3, linke Hälfte ersichtliche Lage kann die Verformung der Klemmsegmente 14 mit der Spreiz­ hülse 15 vorgenommen werden. Diese wird mit ihrer Bohrung 34 über das Gewindebauteil 10 geschoben, bis die Hülse 15 mit ihrem konischen Ende 15′ auf den Stirnkanten 14′′ der Klemmsegmente 14 aufsitzt. In diesem nicht dargestell­ ten Fall der Anordnung der Spreizhülse 15 in der Hinter­ schnittbohrung 11 hat das obere Ende 10′′ noch einen solchen Abstand vom Ende der Bohrung 34 der Spreizhülse 15, daß letztere axial nach unten, also zwischen die Klemmsegmente 14 vorgetrieben werden kann, und zwar je nach Steifigkeit der Werkstoffbrücken 33 von Hand oder durch mechanischen Längsschub, der beispielsweise schlagweise erzeugt wird, z.B. mit einem Hammer. Infolgedessen gelangen die Klemm­ segmente 14 aus der in Fig. 2b dargestellten Stellung in die in Fig. 1 bzw. Fig. 3, rechte Hälfte dargestellte Stel­ lung, in der sie mindestens 15° gegen die Längsachse 18 der Hinterschnittbohrung 11 geneigt sind. Ihre Stirnkanten 14′′ sind dann entsprechend abgewinkelt und liegen parallel zu einer Konusfläche 19 der Hinterschnittbohrung 11, deren Längswand 35 unter einem Winkel von mindestens 15° gegen die Bohrungslängsachse 18 geneigt ist, und deren Konusfläche 19 zu dieser Längswand 35 im rechten Winkel angeordnet ist, wobei eine beide Wände verbindende Zylinderwand 36 der axialen Toleranz dient, die jedoch beim Anziehen der Be­ festigungsmutter 29 derart überwunden wird, daß die Stirn­ kanten 14′′ an der Konusfläche 19 abstützend anliegen. Insbesondere aus Fig. 3, rechte Hälfte ist ersichtlich, daß die zum problemlosen Abwinkeln der Klemmsegmente 14 vorgesehenen V-förmigen Ringnutabschnitte 31 so tief aus­ gebildet werden müssen, daß eine problemlose Verformung der Werkstoffbrücke 33 möglich ist.

Gemäß Fig. 3 wird in den beim Spreizen der Klemmseg­ mente 15 zwischen diesen und dem Gewindebauteil 10 ent­ stehenden Freiraum ein Konusring 20 eingesetzt, beispiels­ weise mit Hilfe einer Spreizhülse der Fig. 5a. Der Konus­ ring 20 hat entweder die in Fig. 3 dargestellte Innenver­ zahnung 20′, die in das Gewinde des Gewindebauteils 10 ein­ greift und infolgedessen gegen axiales Verschieben des Rings 20 sichert, oder es sind am Außenumfang des Konus­ rings 20 nicht dargestellte Verzahnungen vorhanden, die in entsprechende ebenfalls nicht dargestellte Innenverzahnungen der Klemmsegmente 14 eingreifen und dadurch axial gehalten sind. Der Konusring 20 hat eine Verlängerung 20′′, die gemäß Fig. 3, rechte Hälfte in den zwischen dem nicht dargestellten Gewindebauteil und der Wand der Hinterschnittbohrung 11 ge­ legenen Ringraum 11′ eingreift und damit der Abstützung des benachbarten Werkstoffs gegen Ausbrechen dient, wenn die­ ser vom Klemmsegment 14 beaufschlagt wird.

Die in den Fig. 4, 5b dargestellte Gewindehülse 13 hat Klemmsegmente 14 mit mehreren Klemmsegmentabschnitten 23′, 23′′, 25. Diese werden von Ringnutabschnitten 22, 24 gebildet, die den Ringnutabschnitten 31 parallel sind. Die Gewindehülse 13 wird gemäß Fig. 4 in die Hinterschnittbohrung 11 mit Hilfe des darin eingeschraubten Gewindebauteils 10 eingesetzt, und dann wird mit Hilfe der Spreizhülse 15 eine Verformung der Klemmsegmentabschnitte 23′, 23′′ so vor­ genommen, daß diese etwa V-förmig angeordnet sind. Der Scheitelwinkel des V beträgt etwa 90°. Die gewindehülsen­ seitigen Klemmsegmentabschnitte 23′ sind bei dieser V-för­ migen Deformierung erheblich mehr schräggestellt, als die Klemmsegmente 14 gemäß Fig. 1. Ihre Schrägstellung und damit die Sicherung der Gewindehülsen 13 gegen axiales Herausziehen aus der Hinterschneidung 12 ist dadurch erheblich vergrößert und wird durch die gewindehülsenabgewendeten Klemmsegment­ abschnitte 23′′ gegen Rückverformungen gesichert. Spreiz­ hülsenseitig sind weitere Klemmsegmentabschnitte 25 vorhanden, die beim Einbau der Verankerungsvorrichtung radial unverformt bleiben. Sie verformen sich lediglich etwas im Bereich ihres Übergangs zum benachbarten Klemmsegmentabschnitt 23′′ und dienen im übrigen der Radialabstützung des Gewindebauteils 10, indem sie trotz der Lageänderung der Klemmsegmentabschnitte 23′, 23′′ mit ihren Enden in den glattzylindrischen Teil der Hinterschnittbohrung 11 hineinragen. Die Stirnkanten 14′′ des Klemmsegments 14 sind auch in diesem Fall rechtwinklig zur Mantelfläche 14′, was hier den weiteren Vorteil hat, daß die Spreizhülse 15 ein entsprechend zur Mantelfläche 15′′′ rechtwinkliges Ende 15′′ haben kann, welches stumpf auf den Stirnkanten 14′′ aufliegt, so daß die axialen Verformungskräfte für das Klemmsegment 14 gut übertragen werden können.

Die in Fig. 5b dargestellten Ringnutabschnitte 22 sind V-artig ausgebildet, jedoch unsymmetrisch. Sie besitzen ge­ windehülsenseitig eine steilere Nutwand 22′ und spreiz­ hülsenseitig eine flachere Nutwand 22′′. Infolge der steileren Nutwand 22′ ist der neben den Abschnitten 22 verbleibende Querschnitt von den Auszugskräften der Gewindehülse 13, die in Richtung der gewindehülsenseitigen Klemmsegmentabschnitte 23 wirken, im wesentlichen nur auf Druck und auf Scherung beansprucht, so daß die Abreißgefahr an dieser Stelle ver­ ringert ist. Der dementsprechend quer zu den gewindehülsen­ seitigen Klemmsegmentabschnitten 23′ angeordnete Schlitz ist in den Fig. 5c, d mit 37 bezeichnet.

Die Fig. 5c, d zeigen Gewindehülsen 13 mit ungleich langen Klemmsegmentabschnitten 23′, 23′′. Gemäß Fig. 5c ist der Abschnitt 23′′ steiler gestellt als der Abschnitt 23′. Infolgedessen wird die aus der Gewindehülse 13 herrührende Axialkraft im wesentlichen in der Richtung des Pfeils 38 abgetragen, und zwar mit einer vergleichsweise kleinen Druck­ fläche. Diese Ausgestaltung ist für entsprechend feste Werk­ stoffe geeignet und für solche Bohrungen, die sich nahe am Rand eines Werkstücks befinden, der möglichst wenig durch Radialkräfte belastet werden soll. Gemäß Fig. 5d erfolgt die Kraftabtragung gemäß dem Pfeil 38 vergleichsweise senkrecht zur Bohrungslängsachse 18 über die große Druckfläche des Ab­ schnitts 23′′. Diese Konstruktion ist beispielsweise für weiche Werkstoffe geeignet, und/oder solche, die axial aus­ bruchgefährdet sind.

Die unterschiedlich langen Abschnitte 23′, 23′′ werden in einfacher Weise dadurch hergestellt, daß die Ringnutab­ schnitte 22 mehr zur Gewindehülse 13 hin oder mehr von dieser weg außermittig angeordnet werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Verankerungsvorrich­ tung 27′ wird der in Fig. 7b dargestellte Dübel mit der in Fig. 7a dargestellten Spreizhülse 15 beaufschlagt. An einer Gewindehülse 13 sind, wie bei den zuvor beschriebenen Aus­ führungsformen, Klemmsegmente 14 spreizbar befestigt. Die Befestigung erfolgt jeweils über Werkstoffbrücken 33, die recht dünn ausgebildet sind, weil die entsprechenden Ring­ nutabschnitte 31 sehr tief sind. Diese Ringnutabschnitte 31 haben jeweils einen quer zur Hinterschnittbohrung 11 ange­ ordneten Wandabschnitt 31′ sowie einen Wandabschnitt 31′′, der zur Gewindehülse 13 hin geneigt ist, so daß alle Wandabschnitte 31′′ eine Kegelstumpffläche 39 bilden.

Die Klemmsegmentabschnitte 14 sind, wie in den vorbe­ schriebenen Ausführungsformen, durch Längsschlitze 32 von­ einander getrennt. Diese Längsschlitze 32 werden mit einem Kreissägeblatt hergestellt, so daß sich entsprechend schräg gestellte Schlitzwände 32′ ergeben, die in etwa den Wand­ abschnitten 31′′ der Ringnutabschnitte 31 oder den entsprechend benachbarten Wandabschnitten der Ringnut 24 parallel sind.

Die Klemmsegmentabschnitte 14 werden, wie auch in Fig. 5b, von einem aus den Klemmsegmentabschnitten 25 gebildeten einstückigen Ring 42 zusammengehalten. Dieser Ring 42 ragt in den Zwischenraum 11′ der Hinterschnittbohrung 11 und stützt dort das Gewindebauteil 10 am Teil 26 des Bauwerks ab.

Die Länge der Gewindehülse 13 und deren Kegelstumpffläche 39 sind so bemessen und angeordnet, daß die Klemmsegmente 14 gemäß Fig. 6 zwischen der Gewindehülse 13 und der Längswand 35 der Hinterschneidung 12 Platz finden. Zu der in Fig. 6 dargestellten Verankerungsvorrichtung kommt man unter Ver­ wendung des in Fig. 7b dargestellten Dübels, indem man diesen auf das untere Ende 10′ des Gewindebauteils 10 so aufschraubt, daß sich die Gewindehülse 13, oder auch das Gewindebauteil 10, auf der Bohrungssohle 16 abstützen. Dann wird die Spreizhülse 15 der Fig. 7a benutzt, um auf die quer zur Bohrungslängsachse angeordneten Stirnkanten 14′′ zu drücken oder zu schlagen, so daß die Werkstoffbrücke 33 zerstört wird und die Klemm­ segmente 14 auf der Kegelstumpffläche 39 nach unten abgleiten und in die in Fig. 6 dargestellte Lage gelangen.

Beim Verformen der Klemmsegmentabschnitte 14 verformen sich in geringem Umfang auch die Werkstoffbrücken 33 bzw. die angrenzenden Bereiche der Gewindehülse 13 oder der Klemm­ segmentabschnitte 25 bzw. des Rings 42, so daß diese Teile in das Gewinde des Gewindebauteils 10 eingreifen und damit eine Axialverstellung des Dübels bzw. der Gewindehülse 13 auf dem Gewindebauteil 10 verhindern.

Die in Fig. 8 dargestellte Verankerungsvorrichtung 27′ entspricht bezüglich der Ausbildung des Gewindebauteils 10 der Gewindehülse 13, der Klemmsegmente 14 und des Rings 42 derjenigen der Fig. 6. Der Einbau erfolgt jedoch mit einer anders ausgebildeten Spreizhülse 15, die aber auch als Setzwerkzeug wirkt, wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt. Die Spreizhülse 15 hat einen Hülsenschaft 40, an dem außerhalb des Bauwerkteils 26 das Handhabungsende 17 angeordnet ist. Dieses liegt mit einem Tiefenanschlag 17′ auf der Außenfläche des Bauwerkteils 26 auf, so daß die Länge des Hülsenschafts 40 bei diesem Aufliegen ein Maß für die Tiefe ist, in der der von den Klemmsegmenten 14 und der Gewindehülse 13 gebildete Dübel angeordnet ist. Der Hülsenschaft 40 stützt sich mit seinem rechtwinkligen Ende 15′′ auf der entsprechend rechtwinkligen Stirnkante 14′′ des Rings 42 ab.

Das Handhabungsende 17 hat ein als Drucklager ausgebildetes Wälzlager 43 in einer dem Bauwerkteil 26 abgewendet offenen Ausnehmung 45, die eine Ringnut 46 zur Aufnahme eines Spreng­ rings 47 hat. Der Sprengring 47 sichert die axiale Lage eines Auszugelements 41 gegen Herausziehen, das nach Art einer Hut­ mutter ausgebildet ist. Das Auszugelement 41 hat für einen Zusammenbau mit der Handhabe 17 einen Ringbund 48, der mit einem Sechskant 49 eine Ausnehmung 50 bildet, in die der Sprengring 47 gemäß Fig. 8 eingreift. Das Auszugelement 41 hat eine Bohrung 51, die das Ende 10′′ des Gewindebauteils 10 aufnimmt. Das innenliegende Ende dieser Ausnehmung 51 ist mit Gewinde 52 versehen, in das das Gewindebauteil 10 bzw. dessen Ende 10′′ hineingeschraubt werden kann. Die Eingriffstiefe wird durch einen Anschlag 44 begrenzt, der von einer Absetzung der Bohrung 51 gebildet wird. Letztere mündet auf der freien Außenseite und bildet in ihrem Bereich 51′ einen Durchgriff für einen Innenmehrkantschlüssel, der nicht dargestellt ist. Mit dem Innenmehrkantschlüssel wird in eine passende Innen­ mehrkantausnehmung 52 des Gewindebauteils 10 eingegriffen, so daß dieses gegen Verdrehung festgehalten werden kann.

Der Einbau der Verankerungsvorrichtung 27′ erfolgt derart, daß zunächst ein Dübel gemäß Fig. 7b auf das untere Ende 10′ des Gewindebauteils 10 aufgeschraubt wird und beide in die Hinterschnittbohrung 11 eingesetzt werden. Das Einsetzen erfolgt zweckmäßigerweise gemeinsam mit der Spreizhülse 15, die das Gewindebauteil 10 aufgrund ihrer hülsenartigen Ausgestaltung umgibt. Für das Festsetzen des Dübels bzw. für das Spreizen der Klemmsegmente 14 ist es erforderlich, daß das Gewindebauteil 10 mit Hilfe der Innenmehrkantausnehmung 52 drehunbeweglich gehalten und das Auszugelement 41 auf das Ende 10′′ aufgeschraubt wird. Das erfolgt durch Drehen des Aus­ zugselements 41 mit einem Maulschlüssel, der am Sechskant 49 angreift. Die zum Spreizen erforderliche Gegenkraft wird durch ein Drücken des Auszugelements 41 auf das Handhabungsende 17 gebildet. Infolgedessen wird das Gewindebauteil 10 in der Richtung des Pfeils 53 gezogen, wobei die in Fig. 7b darge­ stellte Werkstoffbrücke 33 abreißt und die Gewindehülse 13 zwischen die Klemmsegmente 14 gezogen wird. Diese spreizen sich infolgedessen und gelangen in die in Fig. 8 dargestellte Stellung. Die Gewindehülse 13 wird solange nach oben gezogen, bis das Gewindebauteil 10 am Anschlag 44 anstößt und das Auszugelement 41 infolgedessen nicht weiter verdrehbar ist. Da die Länge des Innengewindes 52 so bemessen wurde, daß sich die Gewindehülse 13 in der in Fig. 8 dargestellten Stellung befindet, ist die gewünschte Spreizung der Klemmsegmente 14 gewährleistet.

Die Spreizhülse 15 bzw. die für das Setzen der Veranke­ rungsvorrichtung 27′ erforderliche Setzeinrichtung kann vom Dargestellten abweichend ausgebildet sein. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, daß das Herausziehen des Gewindebauteils 10 benutzt wird, um die Klemmsegmente 14 zu spreizen.

Auch bei dieser Ausführungsform wird gewährleistet, daß die Klemmsegmente 14 die für den speziellen Einsatzzweck erforderliche Neigung zur Längsachse 18 haben, indem die Ringnutabschnitte 31 und insbesondere die Kegelstumpffläche 39 wie erforderlich bemessen werden, nämlich mit spitzerem Kegelwinkel bei geringerer Neigung und mit stumpferem Kegel­ winkel bei größerer Neigung der Klemmsegmente 14.

Der Raum der Hinterschnittbohrung 11 vom verformten Dübel bis zur Außenfläche des Bauwerkteils 26, also bis zum Ende der Hinterschnittbohrung 11, kann auch von einer Distanzhülse ausgefüllt sein.

Claims (20)

1. Verankerungsvorrichtung eines Gewindebauteils in einer Hinterschnittbohrung, mit einer zumindest zum Teil boh­ rungssohlenseitig von der Hinterschneidung angeordneten Gewindehülse, in die das Gewindebauteil eingeschraubt ist, um das herum auf der Hülse abgestützte und in die Hinterschneidung eingreifende Klemmsegmente vorhanden und von einer von letzteren losen, das Gewindebauteil umgebenden Spreizhülse gespreizt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmsegmente (14) an der Gewindehülse (13) spreizbar befestigt sind, und daß die Spreizhülse (15) aus der Hinterschnittbohrung (11) mit einem Handhabungsende (17) herausragt und heraus­ ziehbar ist.

2. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindehülse (13) und/oder das Gewindebauteil (10) auf der Bohrungssohle (16) abstützbar sind.

3. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die be­ darfsweise eine mindestens dem Abstand (a) der Hinter­ schneidung (12) von der Bohrungssohle (16) etwa ent­ sprechenden Länge (1) aufweisende Gewindehülse (13) und/oder das Gewindebauteil (10) ein der Form der Bohrungssohle (16) angepaßtes Ende (10′, 13′′) haben.

4. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmsegmente (14) rechtwinklig zu ihrer Mantelfläche (14′) ausgebildete Stirnkanten (14′′) haben.

5. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die gespreizten Klemmsegmente (14) mindestens um 15° gegen die Bohrungslängsachse (18) geneigt sind, und daß ihre Stirnkanten (14′′) entsprechend geneigt und parallel zu einer die Hülse (13) gegen Herausziehen aus der Hinterschnittbohrung (11) abstützenden Bohrungs­ konusfläche (19) liegen.

6. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen die Klemmsegmente (14) ein bedarfs­ weise länger als segmentlanger Konusring (20) eingesetzt ist, der entweder mit einem Gewinde (21) des Gewindebau­ teils (10) oder mit einer Innenverzahnung der Klemmseg­ mente (14) in einem gegen Axialbewegungen sichernden Eingriff ist.

7. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gewindebauteil (10) eine abgelängte Gewindestange ist.

8. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spreizhülse (15) ein konisches, zwischen die ungespreizten Klemmsegmente (14) eindringbares Ende (15′) und einen bis zum Handhabungsende (17) durch­ messerreduzierten Schaft (Mantelfläche 15′′′) hat.

9. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmsegmente (14) in Richtung der Bohrungslängsachse (18) von einem gewindebauteilseitig offenen Ringnutabschnitt (22) in zwei Segmentabschnitte (23′, 23′′) unterteilt sind, die von der Spreizhülse (15) etwa in V-Form deformierbar sind.

10. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentabschnitte (23′, 23′′) ungleich lang sind und/oder daß die gewinde­ bauteilseitigen Ringnutabschnitte (22) V-artig mit gewindehülsenseitig steilerer Nutwand (22′) ausgebildet sind.

11. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spreizhülse (15) ein Ende (15′′) mit rechtwinklig zu ihrer Mantelfläche (15′′′) ausge­ bildeter Stirnkante und einen bis zum Handhabungsende (17) durchmesserreduzierten Schaft (Mantelfläche 15′′′) auf­ weist.

12. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 9 oder 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spreiz­ hülse (15) einen das Handhabungsende (17) und einen Tiefenanschlag (17′) bildenden Knauf aufweist.

13. Verankerungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmsegmente (14) spreizhül­ senseitig von dem gewindebauteilseitig offenen Ringnut­ abschnitt (22) einen bohrungswandseitig offenen Ring­ nutabschnitt (24) haben, und daß der von diesem Ring­ nutabschnitt (24) gebildete Klemmsegmentabschnitt (25) bei gespreiztem Klemmsegment (14) aus dem Bereich der Hinterschneidung (12) hinaus in die glattzylindrische Bohrung (11) hineinragt.

14. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß alle spreizhülsensei­ tigen Klemmsegmentabschnitte (25) einen zusammenhängenden Ring (42) bilden.

15. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die spreizbar an der Gewindehülse (13) befestigten, von einem spreizhülsenseitigen Ring (42) zusammenge­ haltenen Klemmsegmente (14) abtrennbar sind, und daß die Gewindehülse (13) eine klemmsegmentseitige, die ab­ getrennten Klemmsegmente (14) spreizende Kegelstumpf­ fläche (39) hat.

16. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelstumpffläche (39) von Wandabschnitten (31′′) der zwischen der Ge­ windehülse (13) und den anschließenden Klemmsegmenten (14) gelegenen Ringnutabschnitten (31) gebildet ist.

17. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (32) zwischen den Klemmsegmenten (14) mit einem Kreissägeblatt hergestellt sind.

18. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbeaufschlagbare Spreizhülse (15) einen die Klemmsegmente (14) axial positionierenden Hülsen­ schaft (40) hat, und daß ein Auszugelement (41) vor­ handen ist, mit dem das die Klemmsegmente (14) axial verstellende Gewindebauteil (10) ausziehbar ist, bis die Klemmsegmente (14) die Spreizstellung eingenommen haben.

19. Verankerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizhülse (15) ein Wälzlager (43) aufweist, auf dem ein auf das drehunbewegliche Gewindebauteil (10) aufschraubbares Auszugelement (41) abstützbar ist.

20. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Auszugelement (41) an der Spreizhülse (15) befestigt ist und einen das Herausziehen des Gewindebauteils (10) begrenzenden Anschlag (44) aufweist.