DE68910972T2

DE68910972T2 - Setzwerkzeug für Spreizanker.

Info

Publication number: DE68910972T2
Application number: DE89309142T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Miyanaga
Original assignee: MIYANAGA MIKU KK
Current assignee: MIYANAGA MIKU KK
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2009-09-09
Also published as: HK1006433A1; AU4136889A; EP0416182B1; DE68910972D1; EP0416182A1; US5050286A; AU636117B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug zur Befestigung eines Ankers oder einer versenkten Gewindestruktur in einem Loch, das an seinem Grund mit einer Hinterschneidung versehen ist, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Setzwerkzeug für eine Spreizhülse, die Bestandteil des Ankers ist.
Ein Gegenstand kann an einer harten Oberfläche wie etwa einer Betonwand oder -decke befestigt werden, indem man zunächst einen Anker in der harten Oberfläche installiert und dann den Gegenstand an dem Anker befestigt. In der Vergangenheit sind Anker vorgeschlagen worden, von denen einer in Figur 8 gezeigt ist. Der Anker umfaßt dort ein rohrförmige Haupt- oder Spannhülse 1, die ein mit Innengewinde 4 versehenes Loch und eine Nut für den Eingriff eines Schraubendrehers in ihrer äußeren Stirnfläche aufweist, eine Spreizhülse 2 mit in Längsrichtung in sie eingeschnittenen Schlitzen 6 zur Bildung von Spreizgliedern 7 und einen versenkten Bolzen 3, der an seinem oberen Ende mit einem in die Gewindebohrung 4 eingreifenden Gewindeteil 9 und an seinem unteren Ende mit einer konischen Fläche 8 versehen ist.
Die herkömmliche Verwendungsweise dieses Systems wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figuren 9a bis 9d beschrieben. Ein Loch A mit einer Hinterschneidung B wird in eine Betonoberfläche gebohrt, und der Bolzen 3 und dann die Spreizhülse 2 werden so eingeführt, daß die Spreizhülse 2 leicht auf der konischen Fläche 8 des Bolzens 3 in der Hinterschneidung des Loches aufliegt (Figur 9a). Danach wird eine rohrförmige Setzstange C mit einem zylindrischen Teil, dessen Durchmesser mit dem der Spreizhülse 2 übereinstimmt, in das Loch eingeführt. Das untere Ende der Setzstange C wird an die äußere Stirnfläche der Spreizhülse 2 angelegt, und dann wird mit einem Hammer F auf den Kopf der Stange C geschlagen. Die dünnwandige Brücke 10 (Figur 8) an der Basis (dem oberen Ende) jedes Spreizgliedes 7 der Spreizhülse 2 wird gebogen, und jedes Spreizglied 2 wird längs der vorstehenden konischen Fläche 8 des versenkten Bolzens 3 gespreizt, so daß der Bolzen fest in dem Loch A fixiert wird (siehe Figur 9b). Anschließend wird die Haupthülse 1 in das Loch eingeführt, und ihr Innengewinde 4 wird auf das Gewinde-Ende 9 des Bolzens 3 aufgeschraubt (Figur 9c).
Wenn die Spitze eines Schraubendrehers in den Schraubendreherschlitz 5 eingesteckt und der Schraubendreher gedreht wird, um die Haupthülse auf den Bolzen 3 aufzuschrauben, so wird die Haupthülse 1 in Anlage mit der äußeren Stirnfläche der Spreizhülse 2 gebracht, und die Haupthülse 1 wird so in dem Loch fixiert (Figur 9c). Auf diese Weise wird der Anker im Inneren des Loches A angebracht, und das äußere Innengewinde 4 der Haupthülse 1 kann dazu verwendet werden, mit Hilfe einer Befestigungsschraube D eine Struktur E an der Betonoberfläche zu befestigen (Figur 9d).
Da jedoch für den Setzmechanismus (die Setzstange G und den Hammer F) eine manuelle Kraft benötigt wird, wie oben beschrieben wurde, ist ein beträchtlich hoher Arbeitsaufwand erforderlich, das Setzen, ist zeitraubend, und es ist schwierig, eine konstant gleichförmige Vortriebskraft zu erzielen. Wenn die auf die Spreizhülse 2 wirkende Vortriebskraft nicht gleichförmig ist, läßt sich kein sicherer Preßsitz der Spreizhülse 2 an der Lochwandung erreichen, was manchmal dazu führt, daß der Bolzen 3 nicht fest fixiert wird. Wenn der Bolzen 3 nicht fest fixiert ist, kann natürlich keine sichere Befestigung der Struktur E erreicht werden, die anschließend an dem Anker montiert werden soll.
Bei einem anderen System, das in EP-A-0 063 679 beschrieben wird, wird ein Bohrer mit speziell geformten Schneidkanten verwendet, um ein Loch zu bohren, das dann durch Schwenken des Bohrwerkzeugs um eine sphärische Montierung hinterschnitten wird. Danach wird mit Hilfe eines über den Bohrer geschobenen Spezialwerkzeugs eine Spreizhülse, die einen in dem Loch angeordneten Bolzen umgibt, in die Hinterschneidung eingetrieben, wobei die Schlagwirkung des Bohrwerkzeugs zum Eintreiben der Hülse in das Loch verwendet wird, so daß ihr gespaltenes Ende durch das konische Ende des Bolzens gespreizt wird.
Erfindungsgemäß wird nunmehr zum Setzen eines Ankers mit einem Bolzen und einer zugehörigen Spreizhülse in einem Loch mit einer Hinterschneidung ein Gerät vorgesehen, das aufweist:
ein für den Eingriff von Antriebsmitteln vorgesehenes erstes Teil,
ein zur Anlage an der Spreizhülse in dem Loch und zum Eintreiben derselben in die Hinterschneidung vorgesehenes zweites Teil und
eine lösbare Kupplung, die zwischen den ersten und zweiten Teilen angeordnet ist und ein Kupplungselement, das mit den ersten und zweiten Teilen in Eingriff tritt, um diese axial miteinander zu verriegeln, und ein Führungsteil aufweist, das dazu eingerichtet ist, an dem Bolzen in dem Loch zur Anlage zu kommen und dadurch stationär zu bleiben, während das zweite Teil die Spreizhülse in die Hinterschneidung eintreibt, wobei das Führungsteil Mittel aufweist, die ein Lösen und Freigeben des Kupplungselements zwischen den ersten und zweiten Teilen veranlassen, nachdem die Spreizhülse in die Hinterschneidung eingetrieben worden ist und die ersten und zweiten Teile sich um eine vorgegebene Strecke (1) relativ zu dem Führungsteil bewegt haben.
Vorzugsweise ist das zweite Teil rohrförmig und teleskopisch in dem ersten Teil angeordnet, das Führungsteil ist teleskopisch in dem rohrförmigen zweiten Teil angeordnet, und die lösbare Kupplung umfaßt
eine in einer Öffnung in der Wand des rohrförmigen zweiten Teils angeordnete Kugel, deren Durchmesser größer ist als die Wanddicke des rohrförmigen zweiten Teils,
eine innere ringförmige Ausnehmung in dem ersten Teil, die die Kugel teilweise aufnimmt und dadurch die ersten und zweiten Teile axial miteinander verriegelt,
eine äußere ringförmige Ausnehmung auf dem Führungsteil, die die Kugel teilweise aufnimmt und dadurch die ersten und zweiten Teile voneinander löst, und
Mittel zum Auseinanderdrücken des ersten Teils und des Führungsteils entgegen der auf das erste Teil ausgeübten Kraft zum Eintreiben der Spreizhülse in die Hinterschneidung.
Die Erfindung wird nunmehr lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs;
Fign. 2 u. 3 Querschnitte längs der Linie 2-2 bzw. 3-3 in Figur 1;
Fign. 4a u. 4b Schnitte ähnlich Figur 1, die das Werkzeug im Betrieb zeigen;
Fig. 5 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Schraubendreher-Aufsatzes;
Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie 6-6 in Figur 5;
Fig. 7 eine perspektivische Teilansicht des Aufsatzes nach Figur 5;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines herkömmlichen Ankers;
Fign. 9a bis 9d Axialschnitte zur Illustration der Anbringung und Verwendung des herkömmlichen Ankers.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, umfaßt ein Setzwerkzeug H einen äußeren Antriebskörper 21 mit einem zylindrischen äußeren Teil 21b, einen inneren Antriebszylinder 11, der in den äußeren Teil 21b eingesetzt ist, und einen inneren stangenförmigen Fügungskörper 18, der in den inneren Zylinder 11 eingesetzt ist.
Ein stangenförmiger Schaft 21a am oberen Ende des äußeren Antriebskörpers 21 ist mit einem herkömmlichen Anschlußteil für eine Schlagbohrmaschine versehen, an dem eine Schlagbohrmaschine (nicht gezeigt) angeschlossen ist. Am unteren Ende des Antriebskörpers 21 sind radiale Stifte 23 montiert, die, wenn sie in längliche Schlitze oder Löcher 13 in der äußeren Oberfläche des inneren Antriebszylinders eingreifen, als Verriegelung zwischen dem inneren Antriebszylinder 11 und dem Körper 21 dienen.
Etwas oberhalb der Stifte 23 ist eine innere umlaufende Nut 17a vorgesehen, die einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, und Stahlkugeln 17 werden teilweise in der Nut aufgenommen. Die Kugeln 17 (drei in diesem speziellen Beispiel) sind auf dem Umfang verteilt, wie in Figur 2 gezeigt ist. Die umlaufende Nut 17a ist vorzugsweise auf der gesamten inneren Oberfläche des zylindrischen Teils 21b ausgebildet, und radiale Löcher 12 sind in der passenden Position durchgehend in dem inneren Zylinder 11 ausgebildet. Ein vorstehender Teil 14 ist entweder durchgehend oder stückweise längs des Umfangs der inneren Oberfläche etwa in der Mitte des inneren Zylinders 11 ausgebildet. Im unteren Ende des inneren Zylinders 11 sind durchgehende Rollenlöcher 15a (Figuren 1 und 3) ausgebildet, und in jedem Rollenloch 15a ist eine axiale Rolle 15 untergebracht. Auf der Rückseite der Rollen 15 ist eine flache Feder 16 um den äußeren Umfang des inneren Zylinders 11 gewickelt.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist jedes Rollenloch 15a so gestaltet, daß seine Innenseite etwas schmaler ist als der Rollendurchmesser, so daß die Rolle 15 in dem Loch 15a gehalten wird. Jede Rolle 15 wird dadurch gehalten, daß sie mit Hilfe der hinter ihr liegenden flachen Feder 16 zur Innenseite gedrückt wird, und unter diesen Bedingungen stehen die Rollen 15 etwas von der inneren Oberfläche des inneren Zylinders 11 vor. Aufgrund dieses Aufbaus gleitet die Innenfläche des inneren Antriebszylinders 11 niemals über das Gewinde 9 des versenkten Bolzens 3, so daß eine Beschädigung des Gewindes verhindert wird.
Im oberen Ende des Führungskörpers 18 ist eine Ausnehmung 20 vorgesehen, und eine Druckfeder 24 ist zwischen der Ausnehmung 20 und einer Ausnehmung 22 der oberen Innenseite des äußeren Antriebskörpers 21 angebracht. Die zylindrische Oberfläche des Führungskörpers 18 ist mit einer umlaufenden Nut 19 für den Eingriff der Kugeln 17 versehen. Der untere Teil des Führungskörpers 18 ist außerdem mit einem im Durchmesser verringerten Teil 18a versehen, der in den vorspringenden Teil 14 des inneren Zylinders 11 eingreift, der die Aufwärtsbewegung des inneren Antriebszylinders 11 begrenzt.
Ein schraubendreherartiger Aufsatz 30 zur lösbaren Anbringung an dem Setzwerkzeug H ist in Figuren 5-7 gezeigt. Der Aufsatz 30 umfaßt eine Schale 31 und einen säulenförmigen Teil 32 mit kleinerem Durchmesser, der am Boden mit einem Vorsprung 33 versehen ist. Das obere Ende der Schale 31 ist mit Löchern 34 versehen, die jeweils eine Stahlkugel 34 halten, und eine Feder 35 ist so angebracht, daß sie jede der Kugeln 34 auf der Außenseite berührt, um die Kugel 34 nach innen zu drücken. Während des Eingriffs mit dem Setzwerkzeug H treten die Kugeln 34 teilweise in Nuten 25 (Figur 1) ein, die in der äußeren Umfangsfläche im unteren Bereich des inneren Zylinders 11 des Setzwerkzeugs ausgebildet sind. Ein Drehmomentübertragungsstift 37 (Figur 5), der in der Nähe der Basis der Schale 31 angeordnet ist, greift in eine am unteren Ende des inneren Zylinders 11 ausgebildete Nut 37a ein, so daß das Drehmoment des Setzwerkzeugs H über den Stift 37 auf den Aufsatz 30 übertragen wird. Löcher 36 zum Einstecken einer Nachspannstange (nicht gezeigt) sind durchgehend in der Nähe der Mitte der Schale 31 ausgebildet.
Die Arbeitsweise des Setzwerkzeugs ist in Figuren 4a und 4b dargestellt. In Figur 4a ist der Bolzen 3 in ein Loch A eingesteckt, und die Spreizhülse 2 liegt an der konischen Oberfläche des Bolzens 3 an. In diesem Zustand wird das untere Ende des inneren Zylinders 11 in das Loch A eingesteckt, so daß seine untere Endfläche das obere Ende der Spreizhülse 2 berührt und gleichzeitig das untere Ende des Führungskörpers 18 das obere Ende des Bolzens 3 berührt. Die Spreizhülse 2 wird dann mit Hilfe einer Schlagbohrmaschine eingetrieben, die an den Schaft 21a angekuppelt, jedoch nicht gezeigt ist. Die Antriebskraft der Schlagbohrmaschine wird von dem äußeren Körper 21 über die Kugeln 17 auf den inneren Zylinder 11 übertragen. Der innere Zylinder 11 treibt die Spreizhülse 2, wobei er über den Führungskörper 18 gleitet und durch diesen geführt wird. Außerdem stehen die Rollen 15 mit dem Gewinde des Bolzens 3 in Druckberührung.
Wenn, wie in Figur 4b gezeigt ist, die Spreizhülse 2 gespreizt und in Preßsitz in der Hinterschneidung B gebracht worden ist und die Kugeln 17 die Position der äußeren umlaufenden Nut 19 des Führungskörpers 18 erreichen, so werden die Kugeln 17 durch die Radial- oder Horizontalkomponente einer infolge der vertikalen Kraft des äußeren Körpers 21 auf die sphärische Oberfläche der Kugeln 17 wirkenden Kraft radial nach innen gedrückt, so daß sie in die Nut 19 hineingleiten. Die Antriebsverbindung zwischen dem äußeren Körper 21 und dem inneren Zylinder 11 ist dann aufgehoben, und die Vortriebskraft der Schlagbohrmaschine wird nicht mehr auf den inneren Zylinder 11 übertragen.
In diesem Zustand ist die Feder 24 komprimiert. Die Spreizhülse 2 wird somit um eine Strecke nach unten getrieben, die dem Weg 1 der Vertikalbewegung der Kugeln 17 entspricht, d.h., dem vertikalen Abstand 1 zwischen den umlaufenden Nuten 17a und 19 in der in Figur 4a gezeigten Ruhestellung. Hierdurch wird es möglich, reproduzierbar eine voreingestellte Setztiefe sicherzustellen. Außerdem stehen während des Setzvorgangs die Rollen 15 mit dem Gewinde 9 in Druckberührung, um eine Beschädigung des Gewindes zu verhindern.
Nachdem das Setzwerkzeug H in der oben beschriebenen Weise zum Eintreiben der Spreizhülse 2 um die voreingestellte Setztiefe benutzt worden ist, wird es aus dem Loch A herausgezogen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Begrenzung des Führungskörpers 18 durch die Berührung mit dem oberen Ende des Bolzens 3 aufgehoben, so daß er sich frei nach unten bewegen kann, und aufgrund der vertikalen Kraft bei der Ausdehnung der Feder 24 in ihren Ursprungszustand wirkt eine radiale Kraftkomponente auf die Kugeln 17, und die Kugeln bewegen sich wieder aus der Nut 19 und treten in die Nut 17a des äußeren Körpers 21 ein. Der äußere Körper 21 bewegt sich zusammen mit dem inneren Zylinder 11 nach oben, so daß wieder der in Figur 4a gezeigte Ausgangszustand erreicht wird.
Nachdem nach Abschluß des Eintreibens der Spreizhülse 2 das Setzwerkzeug H entfernt ist, wird der Schraubendreher-Aufsatz 30 (Figuren 5-7) an das Werkzeug H angekuppelt. Zur gleichen Zeit wird die Haupthülse 1 des Ankers (Figur 8) in das Loch A eingesteckt, der Vorsprung oder die Klinge 33 des Aufsatzes wird in die Nut 5 der Hülse 1 eingesetzt, und die Schlagbohrmaschine wird nunmehr in Drehung versetzt, um die Haupthülse 1 auf den Bolzen 3 aufzuschrauben. Schließlich wird das Setzwerkzeug H von dem Aufsatz 30 gelöst, und eine Nachspannstange (nicht gezeigt) wird in die Löcher 36 des Aufsatzes 30 eingesteckt, um die Haupthülse 1 von Hand anzuziehen, so daß die Haupthülse 1 fest mit dem Bolzen 3 verschraubt wird.
Wie oben erläutert wurde, kann durch Verwendung des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs eine voreingestellte Setztiefe der Spreizhülse sichergestellt werden, so daß ein sicherer Preßsitz der Spreizhülse in dem Hinterschnitt des Loches erreicht und somit auch der Bolzen sicher befestigt werden kann.
Da außerdem keine Handarbeit erforderlich ist, wie etwa das Einschlagen einer Setzstange mit dem Hammer, wie es bisher notwendig war, kann das Setzen schnell und mit geringem Arbeitsaufwand durchgeführt werden.
Da außerdem der Eingriff der Haupthülse mit dem versenkten Bolzen durch mechanische Kraft bewerkstelligt werden kann, indem man den schraubendreherartigen Aufsatz an dem Setzwerkzeug anbringt, läßt sich mit geringem Arbeitsaufwand ein sicherer Eingriff erreichen, wobei außerdem die Möglichkeit zum Nachspannen mit Hilfe einer Nachspannstange besteht.

Claims

1. Vorrichtung zum Setzen eines Ankers mit einem Bolzen (3) und einer zugehörigen Spreizhülse (2) in einem Loch (A) mit einer Hinterschneidung (B), mit

einem ersten Teil (21) für den Angriff von Antriebsmitteln,

einem zweiten Teil (11) zum Anlegen an die Spreizhülse und zum Eintreiben derselben in den Hinterschnitt und

einer lösbaren Kupplung, die zwischen den ersten und zweiten Teilen angeordnet ist und ein Kupplungselement (17), das in die ersten und zweiten Teile eingreift, um sie axial miteinander zu verriegeln, und ein Führungsteil (18) aufweist, das an dem Bolzen (3) in dem Loch (A) anschlägt und dadurch stationär bleibt, während das zweite Teil (11) die Spreizhülse (2) in die Hinterschneidung (B) eintreibt, wobei das Führungsteil (18) Mittel (19) aufweist, die das Lösen und Freigeben des Kupplungselements (17) zwischen den ersten und zweiten Teilen veranlassen, nachdem die Spreizhülse in die Hinterschneidung (B) eingetrieben worden ist und die ersten (21) und zweiten (22) Teile sich um eine vorbestimmte Strecke (1) relativ zu dem Führungsteil (18) bewegt haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Teil (11) rohrförmig und teleskopisch in dem ersten Teil (21) angeordnet ist, das Führungsteil (18) teleskopisch in dem rohrförmigen zweiten Teil (11) angeordnet ist und die lösbare Kupplung aufweist:

eine in einer Öffnung (12) in der Wand des rohrförmigen zweiten Teils (11) angeordnete Kugel (17), deren Durchmesser größer ist als die Wanddicke des rohrförmigen zweiten Teils,

eine innere ringförmige Ausnehmung (17a) in dem ersten Teil (21), die die Kugel (17) teilweise aufnimmt und dadurch die ersten und zweiten Teile axial miteinander verriegelt,

eine äußere ringförmige Ausnehmung (19) auf dem Führungsteil (18), die die Kugel (17) teilweise aufnimmt und dadurch die ersten und zweiten Teile freigibt, und

Mittel (24) zum Auseinanderdrücken des ersten Teils (21) und des Führungsteils (18) entgegen der zum Eintreiben der Spreizhülse (2) in die Hinterschneidung (B) auf das erste Teil ausgeübten Kraft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit Mitteln (13,23) zum Halten des ersten Teils (21) in drehfester teleskopischer Verbindung mit dem zweiten Teil (11) und Antriebsmitteln (30) zum Aufschrauben einer Spannhülse (1) auf den Anker-Bolzen (3), welche Antriebsmittel für die mitdrehbare Verbindung mit dem zweiten Teil (11) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Antriebsmittel einen rohrförmigen Körper (31) mit diametral gegenüberliegenden Öffnungen (36) zur Aufnahme einer Drehstange versehen sind.