DE8809574U1

DE8809574U1 - Verbundanker

Info

Publication number: DE8809574U1
Application number: DE8809574U
Authority: DE
Original assignee: Maechtle GmbH
Current assignee: Maechtle GmbH
Priority date: 1988-07-27
Filing date: 1988-07-27
Publication date: 1988-10-13

Description

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PATENTANWALT * EUROPEAN PATENT ATTORNEY

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TELEX : 7 31&bgr;&bgr;&bgr; raaok d TELEFAX : CO711) 849208

Mächtle GmbH M 2588

7015 Korntal-Münchingen

Verbundanker

Die Erfindung betrifft einen Verbundanker bestehend aus einem Ankerbolzen, der im Bohrloch einer Mauerwand mit Hilfe einer dort eingebrachten Verbundmasse, z. B. Mörtel auf Kunststoffbasis, Kunstharz und dergleichen, befestigt wird.

Im Gegensatz zu Spreizdübeln sind Verbundanker auf solche Befestigungsbedingungen hin ausgelegt, bei denen keine oder nur geringe Spreizdruckkräfte zum Zweck der Verankerung auftreten dürfen, beispielsweise in leichterem Mauerwerk oder auch in einer Betonmauer, in der mehrere Anker in verhältnismäßig dichten Abständen zueinander angeordnet sind und deshalb das Mauerwerk durch die Spreizdruckkräfte üblicher Spreizanker zu hoch belastet werden würde.

Bei bekannten Verbundankern wird die Haltekraft durch die physikalischen Eigenschaften der Verbundmasse aufgebracht, die im Zwischenraum zwischen dem Ankerbolzen und der Bohrlochwand zur Lastabtragun^ zur Verfügung steht. Aufgrund der am Ankerbolzen angreifenden Auszugskräfte wird die diese Last weiterleitende Verbundmasse durch eine insbesondere für üblicherweise verwendete Kunststoffe ungünstige Kombination von Zug- und Scherkräften beansprucht, die erfahrungsgemß schneller Ablösungen der

Verbundmasse von der Bohrlochwand nach sich ziehen. Dies hat dazu geführt, daß für Befestigungen in einer bereits gerissenen oder auf Risse anfälligen Biegezugzone einer Mauerwand solche Verbundanker aus Gründen der Sicherheit abgelehnt worden sind. Wenn ein Mauerriß durch das Bohrloch verläuft, so löst sich beim Öffnen des Risses zwangsläufig der Verbund zwischen dem Ankerbolzen und dem !/,,..i-ni-^rfmx^i-ni <->/4av zwischen den¹. Kunststo£fn\Ö3Ttel der Bohrlochwandung, wodurch in jedem Fall die

t setzte Haltekraft des Befestigungselementes nicht mehr f gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundanker der eingangs bezeichneten Art dahingehend zu verbessern, daß die Haftung zwischen Verbundmasse und Bohrlochwand unanfällig gegenüber Mauerrissen wird, die durch H das Bohrloch verlaufen und somit eine gesicherte Mindest-

iauszugskraft gewährleistet bleibt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am vorderen Ende der J Ankerstange ein sich radial über deren Durchmesser hinaus J? erstreckender Auflegerkopf befestigt ist, daß auf die im d Bohrloch befindliche Länge des Ankerbolzens eine sich bis zum Auflegerkopf erstreckende Hülse mit radialen Stegen angeordnet ist, und daß sowohl der Umfang des Ankerbolzens als auch die Oberfläche der Steghülse mit haftver- : hinderndem Material beschichtet sind oder aus einem solchen Material bestehen, sodaß die Abtragung der auf den i* Ankerbolzen wirkenden Zugkraft allein über die rückwär-

tige Stirnfläche des Auflegerkopfes und von dort auf die

einzelnen an der Bohrlochwand anhaftenden Mörtelstege j erfolgt.

-¹J-

Die Besonderheiten dieses Vorschlages führen gegenüber dem Stand der Technik zu mehreren Vorteilen. Die Lasteinleitung vom Ankerbolzen in den Beton- oder Maueruntergrund erfolgt mittels des Auflegerkopfes vom Bohrlochgrund her. Bei zentrisch am Bolzen angreifendem Zug wird dadurch die Last im tiefstmöglichen Punkt der Mauer eingeleitet, womit sich ein größtmöglicher Ausbruchkegel und damit eine größtmögliche Bruchlast des Betons oder des Mauerwerks ergibt. Bei gleicher Verankerungstiefe wird folglich die Bruchlast im Vergleich zu bekannten Systemen erhöht.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß bei der neuartigen Einleitung der Last (Auszugskraft) vom Bohrlochgrund her die Verbundmasse nicht mehr auf die ungünstige kombinierte Zug- und Scherlast, sondern auf eine kombinierte Druck- und Scherlast beansprucht wird. Aufgrund dieser geänderten Lasteinleitung werden die günstigeren Druckfestigkeitswerte von Polyester- oder Epoxyacrylharzen gegenüber ihren entsprechenden Zugfestigkeitswerten ausgenutzt, was die Bruchlastgrenze bei einem möglichen Verbundbruch weiter steigert.

Durch die Steghülse, die bei Verwendung eines geeigneten Kunststoffes oder eines Trennmittels keinen Verbund mit der Mörtelmasse eii^cl.t, sowie durch geeignete Beschichtung des Ankerbolzens bleibt bei einem sich nachrtäglich einstellenden Mauerriß, der durch das Bohrloch hindurchgeht, der feste Verbund zwischen den einzelnen Harzsäulen oder -Stegen und der Mauerwandung des Bohrloches erhalten. Indem nun der Auflegerkopf an den Stirnseiten dieser

Si Säulen oder Stege anliegt und weiterhin die Last über-

I trägt, bleibt die Tragfähigkeit des Verbundankers in gerissenem Beton oder Mauerwerk gewährleistet. Die Lastabtragung bei dem erfindungsgemäßen Verbundanker erfolgt folglich über den am Bohrlochgrund befindlichen Auflegerkopf und von dort über die einzelnen Mörtelstege oder -Gäulen, die sich zwischen den einzelnen Stegen des Rippenrohres bzw. der Steghülse gebildet haben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung und aus den Ansprüchen, die jeweils erfindungswesentliche Einzelheiten wiedergeben. Die Merkmale der einzelnen Ansprüche können jeweils einzeln für sich oder in beliebiger anderer Kombination weitere Ausführungsformnen der Erfindung bilden. Es zeigen

Fig. la einen Ankerbolzen für einen Verbundanker gemäß der Erfindung,

Fig. Ib eine Ansicht und Schnitt durch einen aufschraubbaren Auflegerkopf,

Fig. Ic einen einstückigen Ankerbolzen mit angeformtem Auflegerkopf,

Fig. 2 eine Steg- bzw. Rippenhülse mit wenigstens vier radial verlaufenden Stegen, deren Außendurchmesser mindestens dem Bohrlochmesser entspricht,

Fig. 3 eine Ansicht einer mit Harzmasse und Glaskugeln oder gerundetem Quarzkies und einem darin verschweißten, mit Härtermaeee gefülltem Innenrohr,

Fig. 3a einen Schnitt durch ein Setzwerkzeug

Fig. 4 einen vergrößerten Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßgen Verbundanker in eingebautem Zustand

Fig. 5 einen schematischen Teilschnitt durch den Verbundanker im Bereich des Auflegerkopfes

Fig. 6 einen Teilschnitt wie in Fig. 5 im Zustand nach einem Mauerriß.

In ein Bohrloch einer Tiefe, die der Länge des Ankerbolzens 10 abzüglich dessen Nutzgewindelänge entspricht und dessen Durchmesser mindestens dem Durchmesser des Auflegerkopfes 16 entspricht, wird nach Reinigung durch Ausbürsten oder Ausblasen/Aussaugen eine Glaspatrone gemäß Fig. 3 eingeschoben.

Der Ankerbolzen 10 wird mittels eines Schlagbohrgerates drehend und schlagend in das Bohrloch eingedreht/ wobei die Glaspatrone 40 zerstört wird. Ihre Bestandteile Mörtel, Harz, Härter, Glaskugeln, Quarzsand und Glassplitter werden dabei so gemahlen und vermischt, daß ein gleichmäßiges Gemenge 44 entsteht, das aushärtefähig ist. Dieses Gemenge der Verbundmasse dringt in den Ringraum zwischen Anker 10 und Bohrloch 30 ein, nachdem es die äußere.) Nutkanäle 20 im Auflegerkopf 16 vom Bohrlochgrund 32 her durchströmt hat.

Mittels eines Setzwerkzeuges 42 entsprechend Fig. 3a und

eines Hammers wird nunmehr eine Steghülse 24 vor dem Aushärten der Verbundmasse 44 eingeschlagen, bis das Setzwerkzeug 42 bündig auf dem Beton oder Mauerwerk aufsitzt. Durch die Bohrung 46 im Setzwerkzeug 42, die der Gewindelänge 12 des Ankerbolzons entspricht, findet zugleich ein KontrolLvorgang über das Erreichen der erforderlichen Verankerungstiefe statt. Gegebenenfalls wird ditse Tiefe durch weiteres Einschlagen erreicht.

Die Setzhülse 24 besteht gemäß Fig. 2 aus einem Kunststoffrohr 22, dessen Innendurchmesser 28 nur wenig größer als der Außendurchitiesser des Ankerbolzens 10 ist. Am Rohrumfang sind im allgemeinen regelmäßig verteilte radiale Rippen oder Stege 26 angeformt, deren Umkreis dem Durchmesser des Bohrloches 30 entspricht.

Nach Aushärten der sferbundmasse 44 kann über eine Befestigung am hinteren Nutzgewinde 12 des Ankerbolzens entsprechend Fig. 4 eine Last 38 aufgebracht werden. Diese wirkt als Zugkraft auf den Auflegerkopf 16 und über diesen als Druckkraft auf die sich rund um den auf dem Ankerbolzen 10 sitzende Steghülse 24 gebildeten Harzsäulen 36, wie dies in Fig. 4 schematisch im Schnitt wiedergegeben ist.

Die an der Bohrlochwand anhaftenden Harzsäulen 36 oder Rippen übertragen die auftretende Orucklast aufgrund ihres Verbund mit der Bohrlochwand 30 auf den Betonuntergrund. Aufgrund der Beschichtung mit Hafttrennmittel bzw. durch die Verwendung haftverhindernder Materialien für den Ankerbolzen 10 und die Steghülse 24, erfolgt die

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Lasteinleitung in die Harzmasse lediglich durch Formschluii am Auflegerkopf 16, sodaß jegliche Lasteinleitung im Bereich des Bohrlochmundes 34 verhindert wird. Dadurch werden Betonrisse und dadurch bedingte Tragkraftabminderungen in Bereichen niedriger Verankerungstiefe ausgeschlossen.

Das Verhalten des Verbundankers gemäß der Erfindung in gerissenem Beton oder gerissenem Mauerwerk läßt sich dahingehend beschreiben, daß durch die Aufteilung des Ringspaltes zwischen Ankerbolzen und Bohrlochwand in einzelne, mindestens jedoch vier Sektoren durch die Stege 26 der Steghülse 24 und durch die Kaftverhinderung zwischen Steghülse und Harzmasse 44 die bei der Rißöffnung im nicht durchbrochenen Ringspalt auftretenden radialen Zugspannungen der Harzmasse verhindert werden. Üblicherweise sind die radialen Zugspannungen der Harzmasse größer als die Zugspannungen zwischen Beton und Harzmasse und führen daher zu einem Abschälen des Harzpfropfens beim Stand der Technik.

Da keine radialen Zugspannungen auftreten, vollziehen die einzelnen Mörtelharzstege 36 die Rißbewegung ungehindert mit, wobei der Verbund zum Beton vollständig erhalten bleibt, sofern der Riß auf einen Steg 26 trifft. - Trifft der Riß auf eine Mörtelharzlsäule, so trennt er den Verbuni zwischen Mörtel und Beton partiell auf und nimmt dabei jedoch aufgrund der auftretenden Querspannungen im Harz den kürzestmöglichen Weg zum nächsten Steg 26. Im ungünstigsten Fall werden dabei nicht mehr als 50 Prozent des Verbundes zwischen Mörtel und Beton zerstört, z. B.

bei Kretuzrissen, die alle in der Mitte zwischen zwei Stegen auf die Bohrlochwand auftreffen. Öei Verwendung von mehr als vier Stegen für die Steghülse wird der Verlustfaktor weiter verringert.

Durch die Änderung des Zustandes des Bohrloches gemäß Fig. 5 bei Auftreten eines Mauerrisses gemäß Fig. 6 folgen die Mörtelharzstege 36 den Mauerwandungshälften beiderseits des Risses 50. Dadurch wird die Anlagefläche des hier scheibenförmig gezeigten Auflegerkopfes 16 zwar verringert, es bleibt jedoch an den Stirnflächen der Mörtelharzstege eine beträchtliche Resttragfähigkeit bestehen. Bei geöffnetem Riß 50 wird die auf den Ankerbolzen 10 wirkende zentrische Zuglast über den Auflegerkopf 16 als kombinierte Druck- und Scherlast auf die Harzmörtelstege übertragen und von diesen über die verbleibende Restverbundfläche in den Betonuntergrund abgetragen.

Durch die Aufteilung des Ringspaltes zwischen Ankerstange und Bohrlocnwand in einzelne - mindestens jedoch vier Sektoren mit den Stegen der Steghülse 24 werden die bei Rißöffnung im undurchbrochenen Ringspalt auftretenden radialen Zugspannungen der Harzmasse - die üblicherweise größer als die Zugspannungen zwischen Beton und Harzmasse sind und daher ein Abschalen des Harzpfropfens bedingen verhindert.

Da keine radialen Zugspannungen auftreten, können die einzelnen Mörtelharzsäulen die Rißbewegung ungehindert mitvollziehen, wobei der Verbund zum Beton ungehindert bleibt, sofern der Riß auf einen Steg trifft. Trifft der

Riß auf eine Mörtelsäule, so trennt er partiell den Verbund zwischen Mörtel und Beton, nimmt dabei jedoch aufgrund der dabei auftretenden Querspannungen im Harz den kürzestmöglichen Weg zum nächsten Steg. Im ungünstigsten Fall werden dabei mehr als 50 Prozent des Verbundes zwischen Mörtel und Beton zerstört (Bei Kreuzrissen, die al- j le in d«f" Mitte zwischen zwei Stegen auf die Bohrlochwand auftreffen). Bei Verwendung von mehr als vier Stegen wird dieser Faktor minimiert.

Claims

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Mächtle GmbH M 2588

7015 Korntal-Münchingen

Ansprüche

1. Verbi?ndanker bestehend aus einem Ankerbolzen und einer in das Bohrloch einzuführenden mit aushärtender Mörtelmasse gefüllten Patrone,

dadurch gekennzeichnet , daß am vorderen Ende der Ankerstange (10) ein sich radial über deren Durchmasser hinaus erstreckender Auflegerkopf (16) befestigt ist,

daß auf die im Bohrloch befindliche Länge des Ankerbolzens (10) eine sich bis zum Auflegerkopf (16) erstreckende Hülse (24) mit radialen Stegen (26) angeordnet ist, und daß sowohl der Umfang des Ankerbolzens (10) als auch die Oberfläche der Steghülse (24) mit haftverhinderndeTi Material beschichtet sind oder aus einem solchen Material bestehen, sodaß die Abtragung 3er auf den Ankerbolzen (10) wirkenden Zugkraft allein über die rückwärtige Stirnfläche des Auflegerkopfes (16) und von dort auf die einzelnen an der Bohrlochwand (30) anhaftenden Mörtelstege erfolgt.
2. Verbundanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflegerkopf (16) am Umfang wenigstens zwei Läng&nuten (18,20) oder Kanäle enthält, die den Raum im Bereich des Bohrlochgrundes mit dem Ringraum im Bereich des Ankerbolzens verbinden und einen leichten Übergang der Verbundmasse ermöglicht.
3. Verbundanker nach Anspruch 1 oder 2, daduch gekennzeichnet, daß der Auflegerkopf zu seinem vorderen Ende hin kegelig oder konisch ausgeführt ist.
4. Verbundanker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflegerkopf mit Gewinde versehen und auf das vordere Ende des Ankerbolzens aufschraubbar ist.
5. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflegerkopf einstückig am vorderen Ende des Ankerbolzens vorgesehen ist.
6. Verbundanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflegerkopf (16) als gegenüber dem Ankerbolzen verbreiterte Scheibe mit wenigstens dem 1,2-fachen Durchmesser ausgeführt ist.
7. Verbundanker nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ankerbolzen und Auflegerkopf mit Trennmittel beschichtet sind.
8. Verbundanker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steghülse (24) mit einem Schiebesitz auf den Ankerbolzen (10) aufnchiebbar ist.
9. Verbundanker nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Steghülse über ihren Umfang verteilt mindestens vier radial verlaufende Stege oder Rippen (26) aufweist, die bis an die Bohrlochwand reichen.
10. Verbundanker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege oder Rippen (26) der Steghülse (24) aus relativ elastischem Material bestehen und somit elastisch an der Bohrlochwand anliegen und für eine sorgfältige Abdichtung benachbarter Hohlräume sorgen.
11. Verbundanker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ankerbolzen (10) ein rückwärtiges Nutzgewinde vorgesehen ist, das aufgrund der Anlage des Auflegerkopfes (16) am Bohrlochgrund (32) außerhalb des Bohrloches verbleibt.