DE3821683C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verankerungsvorrichtung zur
Herstellung einer Verbindung zwischen Gasbeton und einem
daran zu befestigenden Bauteil, mit einer lastverteilenden
Verankerungsplatte, die eine an die Oberfläche des
Gasbetons, gegebenenfalls auch versenkt, anlegbare Stütz
fläche, mehrere Durchgangsbohrungen und ein Verankerungs
gewinde oder ein sonstiges Verankerungselement aufweist,
und mit mehreren in die Durchgangsbohrungen einzusetzenden
und in den Gasbeton einbringbaren Befestigungsmitteln.
Es sind zahlreiche unterschiedliche Verankerungsmittel
auf dem Markt, welche mehr oder weniger große Nachteile
aufweisen, da diese auf die materialspezifischen Eigen
schaften des Gasbetons nicht optimal abgestimmt sind.
Bei einer bekannten Verankerungsvorrichtung der eingangs
erwähnten Art, wie sie im Prospekt der Firma Rodolfo
Saraceni unter der Bezeichnung "Loden-Schwerlastanker WS"
dargestellt ist, sind in einer runden Verankerungsplatte
vier zylindrische Durchgangsbohrungen in gleichen Umfangs
winkelabständen vorgesehen. Die Achse jeder dieser Durch
gangsbohrungen schließt mit der Achse der Verankerungs
platte einen Winkel von ca. 15° ein. In die Durchgangs
bohrungen können Metallbolzen gesteckt werden, die nach
einander mittels eines Hammers in den Gasbeton eingeschlagen
werden. Die Metallbolzen greifen hierbei mit sehr ge
ringem Spiel in die Durchgangsbohrungen ein, wodurch sie
beim Einschlagen nicht nur geführt werden, sondern nach dem
Einschlagen auch in einer räumlich gespreizten Stellung
gehalten werden. Diese räumliche Spreizung der vier Metall
bolzen bewirkt die Verankerung, denn die glatten Metall
bolzen selbst haben gegenüber dem Gasbeton nur eine geringe
Haftreibung. Beim Einschlagen der Metallbolzen wird das
Gefüge des Gasbetons gestört, was die Verankerungskräfte
negativ beeinflußt und dadurch nur mittlere Tragkräfte
ermöglichen. Hinzu kommt noch, daß das Einschlagen der
Metallbolzen Kraft und Geschicklichkeit erfordert, insbe
sondere weil die Metallbolzen in vier verschiedene Richtungen
geschlagen werden müssen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Verankerungsvorrichtung zur Herstellung einer Verbindung
zwischen Gasbeton und einem daran zu befestigenden Bauteil
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach im Auf
bau und in der Herstellung ist und sich leicht montieren
läßt, sowie eine hohe Verankerungskraft bei geringem
Schlupf aufweist und deren zulässige Belastbarkeit sich
in einfacher Weise den Erfordernissen anpassen läßt.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die
Befestigungsmittel selbstschneidende Schrauben mit mög
lichst dünnem, zylindrischen Schraubenkern sind, daß die
Durchgangsbohrungen achsparallel zueinander und senk
recht zur Stützfläche verlaufend vorgesehen sind, und
daß die Durchgangsbohrungen in geringem gegenseitigen
Achsabstand angeordnet sind, der mindestens so groß ist
wie der Schraubenkopfdurchmesser bzw. maximal das 8- bis
10fache des Schraubendurchmessers beträgt.
Diese neue Verankerungsvorrichtung ist preiswert in der
Herstellung, denn die ebene Verankerungsplatte kann in ein
facher Weise hergestellt werden. Hierbei wirkt es sich als
vorteilhaft aus, daß die Durchgangsbohrungen achsparallel
zueinander und senkrecht zur Stützfäche verlaufend vorge
sehen sind. Auch die Montage der neuen Verankerungsvor
richtung ist einfach. Die Verankerungsplatte wird an der
gewünschten Stelle auf den Gasbeton aufgesetzt bzw.
in einer vorher eingebrachten Vertiefung darin versenkt
angeordnet. Man braucht dann nur noch die Schrauben nach
einander in die Durchgangsbohrungen zu stecken und einzu
schrauben. Dies erfordert nur einen geringen Zeitaufwand,
zumal ein Vorbohren nicht erforderlich ist. Da die Durch
gangsbohrungen achsparallel zueinander verlaufen, werden
die Schrauben alle in der gleichen Richtung eingeschraubt,
was ebenfalls die Montage vereinfacht. Durch das Eindrehen
der Schrauben wird das Gefüge des Gasbetons nur
minimal gestört. Die Durchgangsbohrungen und damit auch
die Schrauben können in einem geringen gegenseitigen Ab
stand angeordnet sein, ohne daß hierdurch die Bruchlast
nachteilig beeinflußt wird. Insgesamt weist die Veranke
rungsvorrichtung eine sehr hohe Verankerungskraft auf.
Diese Ver
ankerungskraft entspricht in etwa der Summe der Veranke
rungskräfte der einzelnen Schrauben, solange kein Ausbruch
kegel auftritt. Durch Vergrößerung oder Verkleinerung der
Anzahl der Schrauben sowie auch ihrer Länge, kann die Ver
ankerungskraft der Verankerungsvorrichtung in sehr ein
facher Weise den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden.
Neben der hohen Verankerungskraft weist die neue Ver
ankerungsvorrichtung einen sehr geringen Schlupf auf. Ein
wesentlicher Vorteil ist weiterhin, daß sie sofort nach
der Montage belastet und auch jederzeit demontiert werden
kann. Es können marktgängige Schrauben, z. B. Spanplatten
schrauben, Verwendung finden. Diese werden in großen Stück
zahlen hergestellt und sind deshalb relativ preiswert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand von mehreren in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu
tert. Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Verankerungs
vorrichtung im Querschnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Querschnitt,
Fig. 4 die zugehörige Draufsicht,
Fig. 5-12 Draufsichten auf unterschiedlich ausgestaltete
Verankerungsplatten.
Die neue Verankerungsvorrichtung besteht aus einer Veranke
rungsplatte 1 und mehreren Schrauben 2. Die Verankerungs
platte 1 ist mit mehreren Durchgangsbohrungen 3 versehen.
Diese Durchgangsbohrungen verlaufen achsparallel zueinander
und senkrecht zu der Stützfläche 1′ der Verankerungs
platte 1. Die Durchgangsbohrungen können gemäß dem in
Fig. 1 und 2 sowie den Fig. 5-12 dargestellten Aus
führungsbeispielen an der der Stützfläche 1′ abgewandten
Außenfläche 1′′ mit Ansenkungen 4 versehen sein für die
versenkte Anordnung der Schraubenköpfe 2′. Die Veranke
rungsplatte 1 weist fernen ein zentrales Verankerungsge
winde 5 auf, in welches eine nicht dargestellte Halte
schraube einschraubbar ist, mit der die Kraft auf die Ver
ankerungsplatte übertragen wird. In das Verankerungsgewin
de 5 kann auch ein mit einem Gewinde versehener Stehbolzen
eingeschraubt sein. Der Stehbolzen kann auch in der Ver
ankerungsplatte 1 durch Schweißen oder Nieten verbunden
werden, weiterhin kann er auch durch Anschweißlaschen o. ä.
ersetzt werden. Mit der Verankerungsvorrichtung können
Kräfte in den Gasbeton eingetragen
bzw. Bauteile aus solchen Stoffen an Tragkonstruktionen
verankert werden.
Damit die Verankerungsplatte möglichst klein gehalten werden
kann und deshalb am Montageort möglichst wenig Platz
erfordert und auch wenig Material zu ihrer Herstellung
benötigt wird, sind die Durchgangsbohrungen 3 in einem
geringen gegenseitigen Achsabstand a angeordnet. Mit Achs
abstand wird hier jeweils der kürzeste Abstand zwischen
zwei benachbarten Durchgangsbohrungen 3 verstanden. Der
kleinstmögliche Abstand a zwischen zwei Durchgangsbohrungen
3 ist durch den Durchmesser d des Schraubenkopfes 2′
bestimmt. Der Abstand a darf nicht kleiner sein als der
Schraubenkopfdurchmesser d. Der maximale Abstand zwischen
den Durchgangsbohrungen 3 und damit den Schrauben 2 wird
nur durch die Größe der Verankerungsplatte 1 und deren
wirtschaftliche Herstellung begrenzt.
Durch experimentelle Versuche mit Spanplattenschrauben
⌀ 7 mm (handelsübliche Größe) konnte festgestellt werden,
daß auch bei einem sehr geringen Abstand a - der in etwa
dem Schraubenkopfdurchmesser d entsprach - annähernd gleich
große Verankerungskräfte ermittelt wurden wie bei Versuchen
mit größeren Achsabständen. Daher kann die Veranke
rungsplatte relativ klein dimensioniert werden. Die Ver
ankerungskräfte von Einzelschrauben ⌀ 7 mm in Gasbeton
der Güteklasse G/2/0.5 mit einer Einschraubtiefe von
100 mm lagen bei einer durchschnittlichen Verankerungskraft
von 1,70 kN. Im Gasbeton der Güteklasse G4/0.6 wurden im
Mittel 2,40 kN erreicht. Innerhalb der Einzelergebnisse
war nur eine minimale Streuung zu verzeichnen und auch der
Schlupf der Schrauben im Gasbeton war gleichmäßig und ge
ring. Unter Verankerungskraft wird diejenige Kraft verstanden,
ab der ein Verankerungsversagen auftritt, d. h. eine
oder mehrere Schrauben aus dem Gasbeton herausgezogen werden.
Beim Herausziehen der Schrauben entsteht hierbei kein
Ausbruchkegel, sondern ein zylinderförmiges Loch von der
Größe des Schraubendurchmessers. Auch beim hier vorgesehenen
Einsatz tritt nur eine der Schraubenzahl entsprechende
Zahl von zylinderförmigen Löchern auf, solange bis die
Summe der Verankerungskräfte der einzelnen Schrauben größer
ist als die Zugfestigkeit des Gasbetons. Erst bei dieser
Randbedingung entsteht ein Kegelausbruch, der dem Haupt
zug-Spannungsverlauf entspricht. Die Größe der Verankerungs
kraft der Verankerungsvorrichtung läßt sich durch die An
zahl der Schrauben, die Schraubenlänge und den Schrauben
durchmesser variieren. Auch die Verankerungskraft jeder
einzelnen Schrauben läßt sich durch ihre Gewindeform, das
Verhältnis vom Kerndurchmessr d 2 zum Außendurchmesser d 1,
das Steigungsverhältnis der Gewindegänge und auch die
Schraubenlänge verändern.
Entgegen dem allgemeinen in der Bautechnik anerkannten Prin
zip, daß zwischen einzelnen Verankerungselementen (z. B.
Dübeln) ein Mindestabstand eingehalten werden sollte, damit
keine Überschneidung der Ausbruchkegel entsteht, um ein
Absinken der Verankerungskraft zu vermeiden, ist das prin
zipielle Tragverhalten der neuen Verankerungsvorrichtung
vollkommen anders. Da die Einzelschraube nur ein zylindrisches
Ausbruchloch aufweist, ist es bei der neuen Veranke
rungsvorrichtung möglich, die zuvor erwähnten Mindestab
stände der Verankerungselemente ohne Tragkraftabfall zu
unterschreiten und die Schrauben zu bündeln. Erst ab einer
bestimmten Anzahl von Schrauben im Bündel entsteht ein Aus
bruchkegel. Treten Ausbruchkegel auf, sind zwischen den
einzelnen Ausbruchkegeln die zuvor beschriebenen Mindest
abstände einzuhalten.
Unter vergleichbaren Randbedingungen erreicht die neue
Verankerungsvorrichtung (Bündelanker) sehr große Veranke
rungskräfte, die das 3- bis 5fache der derzeit bekannten
leistungsfähigen Verankerungssysteme betragen. Trotz der
hohen Verankerungskräfte ist der Schlupf des Verankerungs
systems im Gasbeton minimal.
Damit durch jede einzelne Schraube 2 eine optimale Veranke
rungskraft erzielt wird, ist es wichtig, daß die Schraube 2
einen möglichst dünnen zylindrischen Schraubenkern 2′′ auf
weist. Das Verhältnis Kerndurchmesser d 2 zu Schraubendurch
messer d 1 sollte ca. 0,5 bis 0,3 betragen und möglichst an
der zuletztgenannten unteren Grenze liegen. Die Schraube
sollte einen sehr schlanken, scharfkantigen Gewindegangsteg
2′′′ mit einem Flankenwinkel μ von etwa 30 bis 40° aufweisen.
Das bevorzugte Steigungsverhältnis des Gewindegangsteges
2′′′, nämlich die Gewindegangshöhe h zu dem Außendurch
messer d 1 sollte ca. 0,8 bis 1,2 betragen. Die Schraube 2
soll mit einer angeformten Spitze versehen sein. Das Gewin
de sollte sich bevorzugt über die ganze Schraubenlänge er
strecken. Der Schraubenkopf 2′ hat auf die Verankerungs
kraft keinen Einfluß. Wenn nach der Montage die Schrauben
köpfe 2′ nicht über die Außenseite 1′′ der Verankerungs
platte 1 vorstehen sollen, dann werden zweckmäßig Schrauben
2 mit Senkkopf 2′ verwendet und Ankerplatten, die ent
sprechende Ansenkungen für den Schraubenkopf aufweisen.
Es ist jedoch auch möglich, wie es in Fig. 3 und 4 darge
stellt ist, Schrauben 2 a mit einem Rundkopf oder Zylinder
kopf 2 a′ zu verwenden, wenn vorstehende Schraubenköpfe das
zu verankernde Teil nicht beeinträchtigen. In diesem Fall
brauchen die Durchgangsbohrungen 3 in der Verankerungs
platte 1 a keine Ansenkungen aufzuweisen, wodurch die Her
stellungskosten der Verankerungsplatte 1 a gesenkt werden.
Das es sich bei geringen Stückzahlen nicht rentiert, Spezial
schrauben mit den oben beschriebenen Merkmalen herzustellen,
empfiehlt sich die Verwendung von sogenannten Spanplatten
schrauben, da diese an gestellten Anforderungen am nächsten
kommen.
Je nach Einsatzort müssen die Verankerungsplatte 1, 1 a und
die Schrauben 2, 2 a mehr oder weniger gut rostgeschützt
sein. In besonderen Fällen empfiehlt sich der Einsatz von
rostfreiem Stahl.
Die optimale Form der Verankerungsplatte richtet sich nach
der Richtung des Kraftangriffes an dem zu verankernden Teil
und nach der gewünschten Tragkraft. Reiner Zug läßt sich am
besten durch eine um x- und y-Achse symmetrische Veranke
rungsplatte erreichen. Das Verankerungsgewinde 5 sitzt in
diesem Fall im Schnittpunkt beider Achsen und die Durch
gangsbohrungen 3 sind um das Verankerungsgewinde 5 grup
piert. Die in den Fig. 1-9 dargestellten Verankerungs
platten 1 a bis 1 h erfüllen diese Anforderungen. Die runden
Platten 1, 1 c bis 1 e haben den Vorteil, daß mittels eines
entsprechenden Bohrers im Gasbeton sehr leicht Ver
tiefungen vorgesehen werden können, um diese Verankerungs
platten versenkt anzuordnen. In den Zeichnungen sind nur
einige mögliche Ausführungsformen dargestellt, ohne daß
die Erfindung hierauf beschränkt sein soll.
Reiner Querzug läß sich am besten mit einer länglichen
Verankerungsplatte 1 i übertragen, wie sie in Fig. 11 dar
gestellt ist. Bei dieser Verankerungsplatte 1 i sind die
Durchgangsbohrungen 3 achsensymmetrisch am einen Ende der
Verankerungsplatte 1 i angebracht, während das Verankerungs
gewinde 5 am anderen Ende sitzt.
Zur Einreichung von Schrägzugkräften können angepaßte Ver
ankerungsplatten verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung kann sowohl zur
Verankerung von schweren Teilen wie z. B. Waschbecken, WC's,
Hängeschränke, Regale oder dgl. an Gasbeton
als auch zur Verankerung von Bauteilen aus
Gasbeton an einer tragenden Konstruktion verwendet werden.
Für den letztgenannten Fall eignet sich besonders die
laschenartig ausgestaltete, in Fig. 12 dargestellte Ver
ankerungsplatte 1 j, die an ihrem einen Ende mit Durchgangs
bohrungen 3 versehen ist und am anderen Ende als Veranke
rungselement einen hammerartigen Kopf 7 aufweist. Dieser
Kopf greift in eine an der Tragkonstruktion vorgesehene
Schiene mit entsprechendem Querschnitt ein. Eine weitere
Einsatzmöglichkeit besteht darin, daß zum Transport von
schweren Gasbeton-Bauteilen die leicht montierbare
und demontierbare erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung
verwendet werden kann.
Claims (8)
1. Verankerungsvorrichtung zur Herstellung einer Verbindung
zwischen Gasbeton und einem daran zu befestigenden Bau
teil, mit einer lastverteilenden Verankerungsplatte, die
eine an die Oberfläche des Gasbetons, gegebenenfalls
auch versenkt, anlegbare Stützfläche, mehrere Durchgangs
bohrungen und ein Verankerungsgewinde oder ein sonstiges
Verankerungselement aufweist, und mit mehreren in die
Durchgangsbohrungen einzusetzenden und in den Gasbeton
einbringbaren Befestigungsmittel, dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsmittel selbstschneidende Schrauben
(2, 2 a) mit möglichst dünnem, zylindrischen Schrauben
kern (2′′) sind, daß die Durchgangsbohrungen (3) achs
parallel zueinander und senkrecht zur Stützfläche (1′)
verlaufend vorgesehen sind, und daß die Durchgangsboh
rungen (3) in geringem gegenseitigen Achsabstand (a)
angeordnet sind, der mindestens so groß ist wie der
Schraubenkopfdurchmesser (d) und maximal das 8- bis
10fache des Schraubendurchmessers (d 1) beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Achsabstand (a) der Durchgangsbohrungen (3) etwa
20 bis 30 mm beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Durchgangsbohrungen (3) an der der Stütz
fläche (1′) abgewandten Außenfläche (1′′) der Veranke
rungsplatte (1, 1 c-1 j) mit Ansenkungen (4) für die
versenkte Anordnung der Schraubenköpfe (2′) versehen
sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verankerungsplatte (1, 1 c-1 e)
rund ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraube (2, 2 a) folgende Merkmale aufweist:
eine angeformte Spitze,
einen scharfkantigen Gewindegangsteg (2′′′) mit einem
Flankenwinkel ( μ ) von 30-40°,
ein Verhältnis des Kerndurchmessers (d 2) zum Außendurch
messer (d 1) von etwa 0,3-0,5,
ein Steigungsverhältnis von Gewindeganghöhe (h) zum
Außendurchmesser (d 1) von etwa 0,8-1,2.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraube nach Art einer Spanplattenschraube
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gewinde sich bis zum Schraubenkopf
(2′) erstreckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verankerungsplatte (1, 1 b-1 j) aus Stahl, insbesondere
rostgeschütztem Stahl, besteht.
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