EP0226710A2 - Ankerschiene für die Bautechnik - Google Patents

Abstract

Ankerschiene (1) für die Bautechnik, mit auf dem Schienenrücken (2) aufwärts gerichteten Ausformungen (13), in denen Öffnungen vorge­sehen sind, die vom Schaft (9) eines Ankerbolzens (6) durchgriffen sind, welch letzterer mit seiner Senkkopfschräge passend in der Aus­formung (13) einliegt, und deren Innenfläche zufolge Materialverfor­mung im Preßsitz liegt zur Mantelfläche des Ankerbolzens (6), und schlägt insbesondere zur fertigungstechnischen Optimierung vor, daß die Öffnungsinnenfläche (14ʹ) kegelstumpfförmig mit dem größeren Durchmesser zum Schienenrücken (2) liegend ausgerichtet ist und der dadurch gebildete Zwickel (16) durch Stauchen eines querschnitts­größeren, vom Senkkopf (7) ausgehenden Zwischenabschnitts (8) des Ankerbolzens (6) ausgefüllt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Ankerschiene für die Bautechnik, mit auf dem Schienenrücken aufwärts gerichteten Ausformungen, in denen Öffnungen vorgesehen sind, die vom Schaft eines Ankerbolzens durch­griffen sind, welch letzterer mit seiner Senkkopfschräge passend in der Ausformung einliegt, und deren Innenfläche zufolge Materialver­formung im Preßsitz liegt zur Mantelfläche des Ankerbolzens.
• Eine derartige Ausgestaltung ist bekannt aus der DE-PS 3 407 801, wobei der Ankerbolzen als Senkkopfschraube ausgestaltet ist mit über den gesamten Schaft reichendem Außengewinde. Die Ausformung setzt sich dabei in einen auswärts gerichteten Hals fort, welcher im An­schluß an den Senkkopf auf den Schaft aufgepreßt ist. Dieser Bau­form mangelt es an der genügenden Stabilität. Die Übergangsstelle zwischen dem Senkkopf und Schaft ist die am meisten bruchgefährdete. Die Erzeugung eines genügend materialstarken Halses ist umformtech­nisch sehr schwierig. Die Sicherung der Anlagestellung der Kopfschrä­ge zur Ausformung ist während des Verpressens des Halses nur mit erheblichem Aufwand gewährleistet.
• Desweiteren ist eine Bauform bekannt, bei welcher das Ankerelement etwa Doppel-T-förmig gestaltet ist. Von dem dem Schienenrücken zu­gekehrten Auflageschenkel des Ankerelements geht ein konisch gestal­tetes Einsteckende aus. Dieses durchgreift die Öffnung und wird dann gestaucht. Das Stirnende wird dabei nietartig zu einem Kopf verformt, der im wesentlichen in der Ausdrückung versenkt einliegt. Es läßt sich jedoch nicht vermeiden, daß nach dem Nietvorgang eine gewisse Rückverformung auftritt, was die Befestigungsstabilität des Ankerbolzens an der Ankerschiene mindert.
• Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankerschiene der in Rede stehenden Art in herstellungstechnisch einfacher Weise so auszugestalten, daß neben einer äußerst stabilen Festlegung der Ankerbolzen an der Ankerschiene keine die Belastbar­keit mindernde Bruchzone im Bereich der Übergangsstelle zwischen Senkkopfschräge und Schaft auftritt.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1.
• Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
• Zufolge derartiger Ausgestaltung ist eine gattungsgemäße Ankerschiene angegeben, die sich durch eine große Haltbarkeit und Stabilität aus­zeichnet. Der nach der erfindungsgemäßen Lehre erzielte Formschluß zwischen Ankerbolzen und Ankerschiene ist optimal, so daß höchste Belastungen schadfrei aufgefangen werden. Erstmals wird ein von einem Senkkopf ausgehender Zwischenabschnitt so vernietet, daß bei diesem Vorgang der Zwickel zwischen Öffnungsinnenfläche und Zwi­schenabschnitt vollständig ausgefüllt wird. Insbesondere läßt sich dieses im Wege des Kaltstauchens vornehmen, wobei der sich an den Senkkopf anschließende, Zwischenabschnitt zu einer gleichmäßigen höheren Festigkeit im Bereich der Übergangsstelle zwischen Senkkopf­schräge und Zwischenabschnitt führt, was mit Sicherheit dort eine bruchbegünstigte Zone ausschließt. Die entsprechende Querschnitts­form der Öffnung führt dazu, daß keine Rückverformung auftritt, die ein etwaiges Lösen des Ankerbolzens begünstigen würde. Der Stauch­druck setzt sich dabei bis in die Ausformung fort unter Erzielung einer engen Anlage der Ausformung an der Senkkopfschräge. Diese Verbindung ist sogar flüssigkeitsdicht. Haarrisse können nicht auf­treten, die einen Durchtritt von Feuchtigkeit zulassen würden. Um die entsprechende kegelstumpfförmige Ausrichtung der Öffnungsinnen­ fläche zu erhalten, ist es möglich, zuerst im Schienenrücken die Öff­nung zu stanzen bzw. zu bohren. Durch das anschließende Drücken der Ausformung erhält die Öffnungsinnenfläche ihre kegelstumpfförmige Ausrichtung. Dieses führt zu einer Herstellungsvereinfachung verbun­den mit verringerten Herstellungskosten. Durch eine entsprechend größere Materialdehnung auf der Außenseite der Ausformung bricht das Loch beim Stanzen kegelstumpfförmig aus. Auch kann die Öffnung noch zwischen der Ausformung gestanzt sein. Es empfiehlt sich dabei, jede Ausformung aus mehreren winklig aneinanderanschließenden Ein­zelabschnitten zusammenzusetzen. Der zentrale Einzelabschnitt dient zur Aufnahme der Senkkopfschräge, während der bzw. die sich an­schließenden Einzelabschnitte zu einer Versteifung des Schienenrückens führen zwecks Erhöhung der Belastungsstabilität und Verringerung auftretender Verformungen unter Belastung. Insbesondere trägt hierzu die Maßnahme bei, einen zum Schieneninneren hin brückenförmig durch­gewölbten Ausformungs-Einzelabschnitt beiderseits des Senkkopf-­Aufnahmeraumes vorzusehen. Damit u. a. auch eine stabile Lage­sicherung des Ankerbolzens beim Vorgang des Gewindewalzens ge­währleistet ist, ist er im Bereich seines freien Endes mit zwei Ge­windeabschnitten ausgestattet, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt belassen. Hierdurch wird eine Doppelfunktion er­reicht. Einerseits lassen sich die Gewindeabschnitte günstiger her­stellen. Andererseits dienen diese Gewindeabschnitte zur Halterung einer Mutter, welche sich an den beiden Gewindeabschnitten kontert und dadurch drehgesichert wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Kern-Durchmesser im Gewindebereich kleiner ist als im Bereich des Zwischenabschnitts. Dies führt zu einer Vereinfachung der Herstellung. Schließlich ist es belastungstechnisch noch vorteil­haft, daß die Öffnungsinnenfläche etwa senkrecht steht zur Kegel­stumpfmantelfläche des Senkkopfes, d. h., der Senkkopfschräge. Der äußere Gewindeabschnitt braucht nur wenig größer zu sein als die Höhe einer entsprechenden Mutter. Er kann evtl. sogar länger als deren Höhe sein.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dar­gestellt. Es zeigt
• Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Ankerschiene mit den an ihr festgelegten Ankerbolzen, betreffend die erste Ausfüh­rungsform,
• Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
• Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei der Anker­bolzen eingesetzt, jedoch noch nicht vernietet ist,
• Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Ankerschiene gemäß der zweiten Ausführungsform,
• Fig. 4a eine Variante dazu,
• Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 und
• Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, jedoch bei in die Öffnung eingestecktem Ankerbolzen vor dem Stauchvorgang.
• Die Ankerschiene 1 besitzt im Querschnitt ein C-Profil. Im einzelnen besteht die Ankerschiene aus dem Schienenrücken 2, den rechtwinklig von diesem ausgehenden C-Schenkeln 3, an welche sich einwärts abge­winkelte, gegeneinander gerichtete Endabschnitte 4 anschließen. Letztere belassen zwischen sich einen Längsschlitz 5 zum Einführen nicht dargestellter Befestigungselemente.
• Von dem Schienenrücken 2 gehen in vorgegebenem Abstand zueinander angeordnete Ankerbolzen 6 aus. Jeder Ankerbolzen 6 bildet eine Senkkopf 7 aus. An letzterem schließt sich ein Zwischenabschnitt 8 an, der sich in einen querschnittsabgesetzten Schaft 9 fortsetzt. Die Länge x des gegenüber dem Schaft 9 querschnittsgrößeren Zwischen­abschnitts 8 ist etwa doppelt so groß wie die Dicke y der Wandstärke der Ankerschiene.
• Der Ankerbolzen 6 ist im Bereich seines freien Endes mit zwei hinter­einanderliegenden Gewindeabschnitten 10 und 11 ausgestattet, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt 12 belassen. Der endseitige Gewindeabschnitt 10 ist kürzer als der vorgeordnete Ge­windeabschnitt 11 und trägt die Ankermutter M. Der Durchmesser des Bolzenabschnitts 12 entspricht dabei dem Durchmesser des Schaftes 9. Das bedeutet, daß die Gewindeabschnitte 10, 11 einen größeren Durch­messer haben als der Schaft 9. Der Kern-Durchmesser der Gewindeab­schnitte 10, 11 ist jedoch kleiner als derjenige des Bolzenabschnitts 12. Auf den Gewindeabschnitt 10 kann eine Mutter M aufgedreht werden, die dann in Konterstellung zum Abschnitt 12 oder evtl. zu dem Gewinde des Abschnittes 11 tritt oder einer dortigen Konter­mutter.
• Zur Festlegung der Ankerbolzen 6 bildet die Ankerschiene 1 auf dem Schienenrücken 2 aufwärts gerichtete Ausformungen 13 aus, welche zentral mit einer Öffnung 14 ausgestattet sind.
• Gemäß den Fig. 1 bis 3 setzt sich jede Ausformung aus drei winklig aneinanderanschließenden Einzelabschnitten 13ʹ, 13ʺ und 13‴ zusam­men. Sie erstrecken sich dabei bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform in konzentrischer Anordnung. Der mittlere Einzel­abschnitt 13ʺ liegt dabei jenseits des Kopf-Aufnahmeraums 15 und verläuft etwa parallel zum Schieneninneren. Das bedeutet, daß sein Scheitel S die Höhlung H des randseitigen Einzelabschnitts 13‴ auf einer etwas höher als die Schienenrückeninnenfläche leigenden Ebene begrenzt.
• Die Öffnung 14 ist nach dem Herstellen der Ausformung 13 durch Stanzen vom Schieneninneren her erzeugt. Es liegt eine kegelstumpf­ förmig ausgerichtete Öffnungsinnenfläche 14ʹ vor derart, daß der größere Durchmesser zum Schienenrückenäußeren hin weist. Der kleinere Durchmesser der Öffnung 14 entspricht etwa dem Außen­durchmesser des Zwischenabschnitts 8. Wird nun der Ankerbolzen 6 vom Schieneninneren her eingesetzt, so durchgreift der Zwischenab­schnitt 8 die Öffnung 14, während die Senkkopfschräge 7ʹ in Anlage­stellung zur Innenwand des zentralen Einzelabschnitts 13ʹ gelangt. Auf diese Weise wird zwischen der Öffnungsinnenfläche 14ʹ und Zwi­schenabschnitt 8 ein ringförmig umlaufender Zwickel 16 gebildet, der durch anschließendes Stauchen des Zwischenabschnitts 8 ausgefüllt ist, vergl. insbesondere Fig. 2. Das entsprechende, nicht dargestellte Stauchwerkzeug greift dabei an der Stufe 17 zwischen Schaft 9 und Zwischenabschnitt 8 an. Durch den Stauchvorgang tritt eine Gefüge­verdichtung ein. Die Länge des Zwischenabschnitts 8 verkürzt sich einhergehend. Gleichzeitig wird der Zwickel 16 ausgefüllt unter Er­zielung einer stabilen formschlüssigen Halterung des Ankerbolzens 6 an der Ankerschiene 1 im Preßsitz. Der Stauchdruck setzt sich bis in die Wandung der Öffnung 14 fort und bewirkt eine dichte Anlage des ent­sprechenden Bereichs des Zwischenabschnitts 8 an der Öffnungsinnen­fläche 14ʹ. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Öffnungsinnenfläche 14ʹ etwa senkrecht steht zur Kegelstumpfmantelfläche, d. h. Schräge 7ʹ, des Senkkopfes 7.
• Gemäß der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsform ist der Ankerbolzen 6 unverändert gestaltet. Dagegen weist die Aus­formung 18 ein abweichend geformtes Querschnittsprofil auf. Sie besitzt einen zentralen Ausformungs-Einzelabschnitt 18ʹ mit der Öff­nung 14. Beiderseits des Senkkopf-Aufnahmeraumes 15 erstrecken sich zum Schieneninneren hin brückenförmig durchgewölbte Ausfor­mungsabschnitte 18ʺ, die in auswärts gewölbte Einzelabschnitte 18‴, übergehen. Auch durch diese Querschnittsprofilierung wird eine Ver­steifung im Bereich der Ausformung 18 erreicht, so daß der an dem Schienenrücken 2 festgelegte Ankerbolzen eine Lagenstabilisierung er­ fährt. Das Festlegen der Ankerbolzen geschieht in der vorbeschrie­benen Weise.
• Fig. 4 und Fig. 4a unterscheiden sich dadurch, daß in Fig. 4a die Einzelabschnitte 18‴ Teilbereiche einer Gesamtausführung sind, so daß auf etwa ganzer Ausfomungsbreite die brückenförmige Durchwölbung auftritt und nicht nur in der Ankerbolzen-Längsschnittebene.
• Alternativ zu den mit Muttern versehenen Gewindeabschnitten kann der Ankerbolzen an seinem freien Ende mit einem angestauchten Ankerkopf versehen sein. Der angestauchte Ankerkopf, der einen größeren Querschnitt als der Schaft besitzt, erfüllt dieselbe Aufgabe, nämlich Bildung eines Widerlagers gegenüber dem Einbettungsmaterial für die Ankerschiene, und ist kostengüntiger herstellbar. Hat er den größe­ren Durchmesser, so erfolgt die Anstauchung nach Befestigung des Ankerbolzens in der Schiene, wobei die Existenz des Zwischenabschnit­tes 8, insbesondere mit der Stufe 17, ebenfalls vorteilhaft ist.
• Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestell­ten neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Claims (8)

1. Ankerschiene für die Bautechnik, mit auf dem Schienenrücken auf­wärts gerichteten Ausformungen, in denen Öffnungen vorgesehen sind, die vom Schaft eines Ankerbolzens durchgriffen sind, welch letzterer mit seiner Senkkopfschräge passend in der Ausformung einliegt, und deren Innenfläche zufolge Materialverformung im Preßsitz liegt zur Mantelfläche des Ankerbolzens, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsinnenfläche (14ʹ) kegelstumpfförmig mit dem größeren Durch­messer zum Schienenrücken (2) liegend ausgerichtet ist und der da­durch gebildete Zwickel (16) durch Stauchen eines querschnittsgröße­ren, vom Senkkopf (7) ausgehenden Zwischenabschnitts (8) des Anker­bolzens (6) ausgefüllt ist.

2. Ankerschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausformung (13, 18) sich aus mehreren winklig aneinanderanschließen­den Einzelabschnitten zusammensetzt.

3. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zum Schienen­inneren hin brückenförmig durchgewölbter Ausformungs-Einzelabschnitt (13ʺ, 18ʺ) beiderseits des Senkkopf-Aufnahmeraumes(15) vorgesehen ist.

4. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen (6) im Bereich seines freien Endes mit zwei Gewindeabschnitten (10, 11) ausgestattet ist, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt (12) be­lassen.

5. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern-Durchmesser im Gewindebereich kleiner ist als im Bereich des Zwischenabschnitts (12).

6. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsinnenfläche etwa senkrecht steht zur Kegelstumpfmantelfläche (7ʹ) des Senkkopfes (7).

7. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­sprüche 1 bis 3 sowie 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker­bolzen (6) an seinem freien Ende einen angestauchten Ankerkopf aufweist.

8. Ankerschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Anstauchung größer ist als derjenige des Zwischen­abschnittes.

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