EP3161226B1 - Ankerdübel - Google Patents

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EP3161226B1
EP3161226B1 EP15732567.1A EP15732567A EP3161226B1 EP 3161226 B1 EP3161226 B1 EP 3161226B1 EP 15732567 A EP15732567 A EP 15732567A EP 3161226 B1 EP3161226 B1 EP 3161226B1
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EP
European Patent Office
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anchor
anchor dowel
concrete
dowel
tensile force
Prior art date
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Active
Application number
EP15732567.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3161226A1 (de
Inventor
Heinz Dr.-Ing. PAPE
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Pfeifer Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
Pfeifer Holding GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Pfeifer Holding GmbH and Co KG filed Critical Pfeifer Holding GmbH and Co KG
Priority to PL15732567T priority Critical patent/PL3161226T3/pl
Publication of EP3161226A1 publication Critical patent/EP3161226A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3161226B1 publication Critical patent/EP3161226B1/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14—Conveying or assembling building elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
    • E04B1/4114—Elements with sockets
    • E04B1/4121—Elements with sockets with internal threads or non-adjustable captive nuts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2/8611—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf
    • E04B2/8617—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms with spacers being embedded in at least one form leaf with spacers being embedded in both form leaves
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    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/38—Connections for building structures in general
    • E04B1/41—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry
    • E04B2001/4192—Connecting devices specially adapted for embedding in concrete or masonry attached to concrete reinforcing elements, e.g. rods or wires
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86—Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms
    • E04B2002/8688—Scaffoldings or removable supports therefor

Definitions

  • the invention relates to an anchor plug, according to the introductory part of claim 1, which is provided for pouring into a pourable, hardening mass, with a receptacle for an element to be held by means of the anchor plug.
  • Anchor dowels of the type mentioned are known in the prior art. Such anchor anchors are used, among other things, for erecting walls, in particular double walls.
  • a double wall is a mostly prefabricated wall construction, which is manufactured in the factory and is usually transported lying down with a truck to a construction site, where it is erected and moved into its installation position.
  • the shells of the double wall are mostly made of concrete and connected to one another by lattice girders and have a cavity that is filled with concrete at the construction site.
  • An advantage of double walls is that no formwork is required on the construction site for the production of walls.
  • Another advantage is that the surface quality of the double walls is very good due to the fact that the double walls are manufactured at the factory.
  • Double walls include, for example, double walls, thermal walls, hollow and filigree walls. In order to be able to load and move a double wall on the construction site, transport anchors are integrated in the manufacture of the double wall.
  • sprouts which are anchored on the one hand to the corresponding wall and on the other hand to another component.
  • the other component can be a further wall or a component running essentially perpendicular to the wall, for example in a floor or in a ceiling.
  • High forces can act on the walls to be held, for example by wind pressure or by forces that arise during construction, e.g. B Stabilization loads or support loads.
  • the forces are dissipated into the other component via the sprouts.
  • the forces can be tensile or compressive forces.
  • the anchors can only absorb certain and not particularly high forces. If a certain maximum force is exceeded, especially in the direction of pull, the concrete will be damaged and the anchorage may be torn out of the concrete. Experiments have shown that the tear-out is mostly non-uniform. The concrete is usually badly damaged afterwards. If cracks form, however, the maximum load-bearing capacity of the connection is reached and there is a sudden loss of load-bearing capacity. In this case, the wall could fall over directly and pose a hazard.
  • the document FR 2510639 discloses an anchor plug according to the introductory part of claim 1.
  • An anchor anchor according to the invention is used for installation in a pourable, hardening mass.
  • a pourable hardening mass can be, for example, concrete.
  • Other pourable, hardening compositions can also be used with the anchor dowel according to the invention, for example plastics.
  • the anchor plug has a receptacle for an element to be held by means of the anchor plug, in particular a connecting element.
  • a connecting element can u. a. a bolt, a screw, a threaded bolt or the like.
  • the element can be fixed in the anchor dowel.
  • the element can be an object to be held or a connection, e.g. a bolt, for example a sprout or the like.
  • the anchor dowel has a surface pointing towards a direction of tensile force, which is essentially concavely curved.
  • a direction of tensile force which is essentially concavely curved.
  • Such a configuration of the surface pointing in the direction of the tensile force has the effect, on the one hand, that forces introduced via the element into the anchor dowel and the mass surrounding the anchor dowel, for example concrete, are distributed over a large area. This reduces stress peaks and thus local overloading of the material surrounding and holding the anchor dowel, so that it does not begin to burst, particularly if it is brittle. Instead, the tensile force introduced is distributed over the entire surface. The force dissipation is thus more homogeneous than with known anchor anchors.
  • the direction of the tensile force can in particular coincide with the surface normal of the mass into which the anchor plug is inserted.
  • the concave curvature can be realized by a conic section, in particular a parabolic or a hyperbolic contour.
  • the surface pointing in the direction of the tensile force can be essentially rotationally symmetrical.
  • a rotationally symmetrical surface creates a rotationally symmetrical compression stress ring in the event of tensile force.
  • the tensile stresses resulting from the tensile stress are partially suppressed.
  • the combination of a rotationally symmetrical surface and the concave curvature results in a higher load-bearing capacity of the anchor dowel than in the known anchor dowels.
  • the direction of the tensile force can in particular coincide with the axis of symmetry of the anchor plug according to the invention.
  • the anchor plug consists essentially of plastic.
  • plastic has on the one hand a higher elasticity, as a result of which pressure differences can be compensated in the event of a load.
  • plastic has a more flexible surface than metal, which means that pressure differences and voltage peaks can be reduced more effectively than when using metal.
  • Plastic is usually more resistant than many other materials to the conditions that prevail when installed.
  • a plastic component with a concave surface can be produced inexpensively, for example by injection molding.
  • the receptacle in the anchor dowel according to the invention can be designed such that it has a through hole. This allows the greatest possible depth of insertion of the element to be held, which results in a high stability transversely to the direction of tensile force.
  • Another aspect of the present invention relates to the provision of an internal thread in the receptacle.
  • the element in particular the connecting element, can be screwed into the anchor dowel.
  • the internal thread can be used to hold a nail plate.
  • the anchor can be placed on a formwork, e.g.
  • Nail plates are standard products in the manufacture of precast concrete and are available in every precast plant. They can be used to fix the anchor to the formwork and to ensure that no concrete gets into the through hole during shell production.
  • the internal thread is part of a nut arranged on a surface pointing away from the direction of the tensile force.
  • the internal thread can be made of a different material than the rest of the anchor anchor. Due to the arrangement of the nut on the surface pointing away from the direction of the tensile force, forces introduced via the nut are transmitted to the anchor dowel and distributed there
  • the anchor plug is made of plastic.
  • the nut can then be made from a metal that has a higher shear strength than plastic.
  • different connecting elements can be taken into account by providing different nuts with different properties.
  • the nut can, for example, be cast into the anchor dowel or can be inserted into it.
  • the mother can be held in a form-fitting, friction-locking or material-locking manner.
  • a bolt can be inserted into the anchor dowel, which is used to fix the components to be connected.
  • a bolt can be inserted into the anchor dowel, which is used to fix the components to be connected.
  • Another variant is the use of toggle plugs or bolts with a toggle function.
  • Another aspect of the anchor plug according to the invention relates to the arrangement of a guide sleeve in the receptacle.
  • a guide sleeve can be made of a different material than the receptacle itself.
  • the holder itself like the rest of the anchor plug, can be made of plastic.
  • the sleeve can be made of a stronger material than the anchor dowel, for example either of a harder plastic or of metal.
  • At least one recess for contacting a reinforcement is provided in the surface.
  • the installation on a reinforcement allows an additional introduction of force via the reinforcement and thus an increase in the maximum tensile forces that can be absorbed and a more ductile load-bearing behavior, so that the load-bearing capacity is still present even after an initial cracking in the concrete.
  • a first independent subject of the present invention relates to a concrete component with at least one anchor plug according to one of the preceding claims.
  • a corresponding concrete component is suitable for absorbing higher tensile forces than a concrete component with anchor bolts other than those according to the invention. On the one hand, this increases the resilience of the connection.
  • a corresponding concrete component can be a concrete wall, for example.
  • a first further idea of the concrete component according to the invention provides that the anchor dowel is flush with the concrete with one end face or is arranged recessed in the concrete component.
  • a flush finish or a recessed arrangement allow a flat mounting of the element to be held on the anchor dowel, so that the concrete can serve as support all around the front.
  • Another independent aspect but not according to the invention, relates to a method for producing a concrete component in which an anchor plug according to the invention is positioned in a formwork, the formwork then being poured out with concrete.
  • Another aspect but not according to the invention, relates to a method according to the previous paragraph, wherein reinforcement is applied to the anchor anchor before positioning the anchor anchor or between positioning the anchor anchor and pouring.
  • Another aspect but not according to the invention relates to a method according to the previous two paragraphs, wherein the anchor plug is positioned by means of a nail plate.
  • the anchor plug is positioned in a formwork.
  • the formwork can be provided, for example, by a formwork. Then the formwork is poured out with concrete. After the concrete has hardened, the concrete component is ready for use and the anchor plug can be used.
  • reinforcement is applied to the anchor dowel.
  • the reinforcement can rest on the concave surface.
  • the reinforcement can absorb some of the forces in the event of a load and result in a more ductile load-bearing behavior of the anchor anchor.
  • Another aspect of the method provides that the essentially concavely curved and in particular rotationally symmetrical surface is aligned in the direction of a surface normal of a surface of the concrete component to be cast. In this way, an even distribution of force in the event of tractive force and a high load capacity can be achieved.
  • the anchor plug can be positioned in the formwork by means of a nail plate.
  • the nail plate can be removed after pouring the concrete component.
  • Fig. 1A shows a plan view of an anchor dowel 2 according to the invention.
  • the viewing direction runs counter to a tensile force direction Z.
  • the tensile force direction Z thus points into the plane of the illustration.
  • a surface 4 of the anchor plug 2 is also rotationally symmetrical.
  • the anchor plug 2 has a receptacle 6.
  • the receptacle 6 is arranged in the center, that is to say also rotationally symmetrically about the same axis of symmetry.
  • the receptacle 6 is designed as a through hole.
  • a nut 8 is arranged on the underside, ie the side opposite the surface 4. The nut 8 is used to screw a connecting element.
  • the anchor plug 2 is made of plastic, in particular of glass fiber reinforced plastic.
  • the material can be PA6 GF30, i.e. polyamide 6 with 30% glass fiber.
  • Figure 1B shows a cross section through the anchor plug 2 along the section line AA according to Fig. 1 .
  • the surface 4, which is oriented in the tensile force direction Z, is concavely curved.
  • the concave curvature causes a rotationally symmetrical and uniform loading of the surrounding concrete, in which a rotationally symmetrical compression stress ring is formed.
  • tensile stresses resulting from the tensile stress are partially suppressed and a higher load-bearing capacity of the anchor plug 2 is achieved.
  • the nut 8 is arranged from an underside 10 which is oriented opposite the tensile force direction Z.
  • a recess 12 is formed in the surface 10, in which the nut 8 is inserted.
  • the nut can be completely embedded in the anchor plug 2.
  • the anchor anchor 2 has an end face 14 which can be installed flush or recessed with the concrete.
  • Figure 2A show a plan view of an anchor dowel 2 'according to the invention in a second embodiment.
  • 1B In addition to the anchor plug 2 according to 1A, 1B are two recesses 9 made in the surface 4, which are provided for contact with a reinforcement.
  • Figure 2B shows a sectional view along the section line AA of the anchor plug 2 ' Figure 2A .
  • a reinforcement 38 is arranged in the recesses 9.
  • Fig. 3 shows a side view of a wall structure 20 which is constructed with the aid of an anchor plug 2 according to the invention.
  • the wall construction has a double wall 22 which stands on a concrete component 24.
  • the concrete component 24 can be a floor slab or a foundation or a ceiling.
  • horizontal supports against other components are also possible.
  • a sprout is mounted horizontally on the anchor plug 2 according to the invention.
  • the double wall 22 is supported by means of a sprout 26.
  • the sprout 26 is not as described in the previous paragraph, but is held in the double wall 22 by means of a head point anchoring 28 and in the concrete component 24 by means of a foot point anchoring 30.
  • the head anchor 28 is fixed to an anchor plug 2, which in Fig. 3 is not visible, but according to the execution Figures 1 and 2nd corresponds.
  • Fig. 4 shows an enlarged sectional view through the wall construction Fig. 3 with an anchor plug 2 according to the invention in the first embodiment.
  • the double wall 22 in which the anchor plug 2 is mounted corresponds to a generally known structure with two ones Cavity-forming concrete shells, wherein core insulation can be accommodated in the cavity.
  • the core insulation is in contact with the shell, which later forms the outer shell of a building wall.
  • the sprout 26 is shown in two different positions.
  • the sprout 26 can, as in Fig. 3 , be guided diagonally down to a base anchor or it can be supported horizontally on another wall.
  • the horizontal support means that several walls can be supported with fewer sprouts.
  • the sprout 26 is fixed to the anchor plug 2 by means of a connecting joint 34.
  • the connection joint 34 has a plate 34.1 with a through hole 34.2 through which a screw 36 can be screwed into the nut 8 of the anchor plug 2.
  • the sprout is attached to a flange 34.3 attached to the plate 34.1.
  • the sprout can alternatively be connected to the anchor dowel 2 in another way, e.g. directly.
  • Fig. 5 shows a sectional view through the wall construction with an anchor plug 2 'according to the invention in the second embodiment.
  • a reinforcement 38 is arranged in the double wall 22 such that it rests on the surface 4 of the anchor plug 2. In this way, a more ductile load transfer behavior can be achieved, whereby the load capacity of the anchor plug 2 increases further.
  • an anchor plug 2 is arranged in a steel formwork 40 by means of a nail plate 32.
  • the bottom of the steel formwork 40 defines the outside of the concrete component to be cast, so that the nail plate 32 will initially be arranged flush in the concrete component. After pouring, the nail plate 32 is removed and the resulting hole can be filled with a suitable cement.
  • Fig. 6B it is shown that the steel formwork 40 is poured with concrete 42.
  • the anchor plug 2 is dimensioned such that its underside 10 protrudes from the concrete 42 in order to prevent the nut 8 from being contaminated with concrete and made unusable.
  • the nut can be protected against contamination by means of a cover, for example made of adhesive tape.
  • FIG. 6 C and D show the production of a concrete component according to the second embodiment.
  • a reinforcement 38 is inserted, which rests on the surface 4 of the anchor plug 2' in the recesses 9.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ankerdübel, gemäß dem einleitenden Teil des Anspruchs 1, der zum Eingießen in eine gießfähige, aushärtende Masse vorgesehen ist, mit einer Aufnahme für ein mittels des Ankerdübels zu haltenden Elements.
  • Ankerdübel der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Derartige Ankerdübel werden unter anderem zum Aufstellen von Wänden, insbesondere Doppelwänden verwendet. Eine Doppelwand ist eine meist vorgefertigte Wandkonstruktion, die werkseitig hergestellt wird und üblicherweise mit einem LKW liegend zu einer Baustelle transportiert wird, wo sie aufgerichtet und in ihre Einbauposition versetzt wird. Die Schalen der Doppelwand sind zumeist aus Beton gefertigt und durch Gitterträger miteinander verbunden und weisen einen Hohlraum auf, der auf der Baustelle mit Beton gefüllt wird. Ein Vorteil von Doppelwänden besteht darin, dass auf der Baustelle für die Herstellung von Wänden keine Schalung benötigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die werkseitige Herstellung der Doppelwände die Oberflächenqualität von diesen sehr gut ist. Doppelwände umfassen beispielsweise Doppelwände, Thermowände, Hohl- und Filigranwände. Um eine Doppelwand verladen und auf der Baustelle versetzen zu können, werden bei der Herstellung der Doppelwand Transportanker integriert.
  • Zum Aufstellen entsprechender Wände werden diese oft mittels Sprießen abgestützt, die einerseits an der entsprechenden Wand verankert sind, andererseits an einem anderen Bauteil.
  • Das andere Bauteil kann eine weitere Wand sein oder ein im Wesentlichen senkrecht zur Wand verlaufenden Bauteil, beispielsweise in einem Fußboden oder in einer Decke. Auf die zu haltenden Wände können hohe Kräfte wirken, beispielsweise durch Winddruck oder durch Kräfte, die beim Bauen entstehen, z. B Stabilisierungslasten oder Stützlasten. Die Kräfte werden über die Sprieße in das andere Bauteil abgeleitet. Die Kräfte können Zugkräfte oder Druckkräfte sein.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Verankerungen, insbesondere in dünnen Schalen von Elementwänden, nur gewisse und relativ nicht besonders hohe Kräfte aufnehmen können. Bei Überschreiten einer bestimmten Maximalkraft, insbesondere in Zugrichtung, wird der Beton beschädigt und die Verankerung möglicherweise aus dem Beton gerissen. Versuche haben gezeigt, dass der Ausriss meist ungleichförmig ist. Der Beton ist danach in der Regel stark beschädigt. Bei einer Rissbildung ist jedoch die maximale Tragfähigkeit der Verbindung erreicht und es kommt zu einem schlagartigen Verlust der Tragfähigkeit. In diesem Falle könnte die Wand direkt umfallen und eine Gefährdung darstellen.
  • Somit stellt sich die Aufgabe, einen Ankerdübel der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass dieser einerseits höhere Kräfte als bislang bekannte Ankerdübel aufnehmen kann.
  • Das Dokument FR 2510639 offenbart einen Ankerdübel gemäß dem einleitenden Teil des Anspruchs 1.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Ankerdübel gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Betonbauteil gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Ein erfindungsgemäßer Ankerdübel dient zum Einbau in eine gießfähige, aushärtende Masse. Eine solche gießfähige aushärtende Masse kann beispielsweise Beton sein. Auch andere gießfähige, aushärtende Massen können mit dem erfindungsgemäßen Ankerdübel verwendet werden, beispielsweise Kunststoffe.
  • Der Ankerdübel weist eine Aufnahme für ein mittels des Ankerdübels zu haltendes Element, insbesondere ein Verbindungselement auf. Ein solches Verbindungselement kann u. a. ein Bolzen, eine Schraube, ein Gewindebolzen oder dergleichen sein. Das Element kann mittels der Aufnahme im Ankerdübel festgelegt werden. Das Element kann ein zu haltender Gegenstand sein oder eine Verbindung, z.B. ein Bolzen, zu beispielsweise einem Sprieß oder dergleichen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ankerdübel eine zu einer Zugkraftrichtung weisende Oberfläche aufweist, die im Wesentlichen konkav gekrümmt ist. Eine derartige Ausgestaltung der in Zugkraftrichtung weisenden Oberfläche bewirkt einerseits, dass über das Element in den Ankerdübel und die den Ankerdübel umgebende Masse, beispielsweise Beton, eingeleitete Kräfte über eine große Fläche verteilt werden. Dies reduziert Spannungsspitzen und damit lokale Überbelastungen des den Ankerdübel umgebenden und diesen haltenden Materials, sodass dieses, insbesondere wenn es spröde ist, nicht punktuell zu bersten beginnt. Stattdessen wird die eingeleitete Zugkraft flächig verteilt. Die Kraftableitung ist somit homogener als bei bekannten Ankerdübeln.
  • Die Zugkraftrichtung kann insbesondere mit der Flächennormalen der Masse zusammenfallen, in die der Ankerdübel eingesetzt ist.
  • Gemäß einer ersten möglichen weiterführenden Ausgestaltung des Ankerdübels kann die konkave Krümmung durch einen Kegelschnitt, insbesondere eine parabelförmige oder eine hyperbelförmige Kontur verwirklicht sein.
  • Gemäß einer möglichen weiterführenden Ausgestaltung des Ankerdübels kann die in Zugkraftrichtung weisende Oberfläche im Wesentlichen rotationssymmetrisch sein. Durch eine derartige rotationssymmetrische Oberfläche wird im Zugkraftfall ein rotationssymmetrischer Druckspannungsring erzeugt. Dadurch werden die aus der Zugbeanspruchung resultierenden Zugspannungen stellenweise überdrückt. In der Konsequenz ergibt sich aus der Kombination einer rotationssymmetrischen Oberfläche und der konkaven Krümmung eine höhere Tragfähigkeit des Ankerdübels als in den bekannten Ankerdübeln.
  • Die Zugkraftrichtung kann insbesondere mit der Symmetrieachse des erfindungsgemäßen Ankerdübels zusammenfallen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Ankerdübel im Wesentlichen aus Kunststoff besteht. Kunststoff weist gegenüber anderen möglichen Materialien, beispielsweise Metall, einerseits eine höhere Elastizität auf, wodurch Druckdifferenzen im Lastfalle ausgeglichen werden können. Darüber hinaus hat Kunststoff eine nachgiebigere Oberfläche als Metall, wodurch Druckdifferenzen und Spannungsspitzen besser abgebaut werden können als bei Verwendung von Metall. Andererseits ist Kunststoff in der Regel resistenter als viele andere Materialien gegen die Bedingungen, die in eingebautem Zustand vorherrschen. Zudem lässt sich ein Kunststoffbauteil mit konkaver Oberfläche kostengünstig herstellen, beispielsweise durch Spritzgussverfahren.
  • Des Weiteren kann die Aufnahme bei dem erfindungsgemäßen Ankerdübel derart gestaltet sein, dass sie eine Durchgangsbohrung aufweist. Dies erlaubt eine größtmögliche Einführtiefe des zu haltenden Elements, wodurch sich eine hohe Stabilität quer zur Zugkraftrichtung ergibt.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Vorsehen eines Innengewindes in der Aufnahme. Mit Hilfe des Innengewindes kann das Element, insbesondere das Verbindungselement, in dem Ankerdübel verschraubt werden. Das Innengewinde kann dazu verwendet werden, einen Nagelteller aufzunehmen. Somit kann der Anker auf einer Schalung, z.B.
  • Stahlschalung fixiert werden. Nagelteller sind Standardprodukte bei der Herstellung von Betonfertigteilen und in jedem Fertigteilwerk vorhanden. Sie können dazu verwendet werden, den Anker auf der Schalung zu fixieren und sicherzustellen, dass während der Schalenherstellung kein Beton in die Durchgangsbohrung gelangt.
  • Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Innengewinde Teil einer an einer von der Zugkraftrichtung weg weisenden Oberfläche angeordneten Mutter ist. Auf diese Weise kann das Innengewinde aus einem anderen Material gefertigt werden als der restliche Ankerdübel. Durch die Anordnung der Mutter auf der von der Zugkraftrichtung weg weisenden Oberfläche werden über die Mutter eingeleitete Kräfte in den Ankerdübel weitergeleitet und dort verteilt
  • Das Vorsehen einer Mutter ist insbesondere hilfreich, wenn der Ankerdübel aus Kunststoff hergestellt wird. Die Mutter kann dann aus einem Metall hergestellt werden, welches eine höhere Scherfestigkeit als Kunststoff aufweist. Darüber hinaus kann durch Vorsehen unterschiedlicher Muttern mit unterschiedlichen Eigenschaften unterschiedlichen Verbindungselementen Rechnung getragen werden. Die Mutter kann beispielsweise in den Ankerdübel eingegossen sein oder kann in diesen eingesetzt werden. Die Mutter kann formschlüssig, reibschlüssig oder stoffschlüssig gehalten werden.
  • Alternativ zu einer Mutter, aber nicht erfindungsgemäß, kann in den Ankerdübel ein Bolzen eingesetzt sein, der zur Festlegung der zu verbindenden Bauteile dient. Eine andere Variante ist die Verwendung von Kippdübeln oder von Bolzen mit Kippdübelfunktion.
  • Ein weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Ankerdübels betrifft die Anordnung einer Führungshülse in der Aufnahme. Eine solche Führungshülse kann aus einem anderen Material als die Aufnahme selbst bestehen. Die Aufnahme selbst kann, wie der übrige Ankerdübel, aus Kunststoff bestehen. Die Hülse kann aus einem festeren Material als der Ankerdübel hergestellt sein, beispielsweise entweder aus einem härteren Kunststoff oder aus Metall. Mit Hilfe einer solchen Hülse können Querkräfte, also Kräfte senkrecht zur Zugkraftrichtung, besser im Ankerdübel verteilt werden, sodass der lokale Verschleiß des Ankerdübels in hochbelasteten Bereichen sinkt.
  • Gemäß einem weiterführenden Aspekt der Erfindung ist in der Oberfläche wenigstens eine Ausnehmung zur Anlage an eine Bewehrung vorgesehen. Die Anlage an eine Bewehrung erlaubt eine eine zusätzliche Krafteinleitung über die Bewehrung und damit eine Erhöhung der maximal aufnehmbaren Zugkräfte und ein duktileres Tragverhalten, sodass die Tragfähigkeit auch noch nach einer Erstrissbildung im Beton gegeben ist.
  • Ein erster unabhängiger Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Betonbauteil mit wenigstens einem Ankerdübel nach einem der vorangegangenen Ansprüche. Ein entsprechendes Betonbauteil ist zum Aufnahme von höheren Zugkräften geeignet als ein Betonbauteil mit anderen Ankerdübeln als den erfindungsgemäßen. Dies steigert einerseits die Belastbarkeit der Verbindung. Ein entsprechendes Betonbauteil kann beispielsweise eine Betonwand sein.
  • Ein erster weiterführender Gedanke des erfindungsgemäßen Betonbauteils sieht vor, dass der Ankerdübel mit einer Stirnseite bündig mit dem Beton abschließt oder vertieft in dem Betonbauteil angeordnet ist. Ein bündiger Abschluss oder ein vertieftes Anordnen erlauben eine flächige Montage des an dem Ankerdübel zu haltenden Elements, sodass der Beton rundum die Stirnseite zur Abstützung dienen kann.
  • Ein weiterer unabhängiger Aspekt aber nicht erfindungsgemäß, betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils, bei dem ein erfindungsgemäßer Ankerdübel in einer Schalung positioniert wird, wobei anschließend die Schalung mit Beton ausgegossen wird.
  • Ein weiterer Aspekt aber nicht erfindungsgemäß, betrifft ein Verfahren gemäß dem vorigen Absatz, wobei vor Positionieren des Ankerdübels oder zwischen Positionieren des Ankerdübels und Ausgießen eine Bewehrung an den Ankerdübel angelegt wird.
  • Ein weiterer Aspekt aber nicht erfindungsgemäß, betrifft ein Verfahren gemäß den vorigen beiden Absätzen, wobei der Ankerdübel mittels eines Nageltellers positioniert wird.
  • Ein weiterer Aspekt aber nicht erfindungsgemäß, betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Betonbauteils gemäß der zuvor beschriebenen Erfindung. Dabei wird der Ankerdübel in einer Schalung positioniert. Die Schalung kann beispielsweise durch eine Verschalung bereitgestellt werden. Anschließend wird die Schalung mit Beton ausgegossen. Nach dem Aushärten des Betons ist das Betonbauteil einsatzbereit und der Ankerdübel kann verwendet werden.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass nach dem Positionieren und vor dem Gießen eine Bewehrung an den Ankerdübel angelegt wird. Die Bewehrung kann an der konkaven Oberfläche anliegen. Die Bewehrung kann im Lastfalle Teile der Kräfte aufnehmen und ein duktileres Tragverhalten des Ankerdübels bewirken.
  • Ein weiterer Aspekt des Verfahrens sieht vor, dass die im Wesentlichen konkav gekrümmte und insbesondere rotationssymmetrische Oberfläche in Richtung einer Flächennormalen einer Oberfläche des zu gießenden Betonbauteils ausgerichtet wird. Auf diese Weise lässt sich eine gleichmäßige Kraftverteilung im Zugkraftfall erreichen und eine hohe Belastbarkeit.
  • In einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens kann der Ankerdübel mittels eines Nageltellers in der Schalung positioniert werden. Der Nagelteller kann nach dem Gießen des Betonbauteils wieder entfernt werden.
  • Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1A
    eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ankerdübel in einer ersten Ausführungsform;
    Fig. 1B
    eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Ankerdübels aus Fig. 1A;
    Fig. 2A
    eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ankerdübel in einer zweiten Ausführungsform;
    Fig. 2B
    eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Ankerdübels aus Fig. 2A;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht einer Wandkonstruktion, bei der ein erfindungsgemäßer Ankerdübel zum Einsatz kommen kann;
    Fig. 4
    eine vergrößerte Schnittdarstellung durch die Wandkonstruktion aus Fig. 3 mit erfindungsgemäßem Ankerdübel in einer erster Ausführungsform;
    Fig. 5
    eine vergrößerte Schnittdarstellung durch die Wandkonstruktion mit erfindungsgemäßem Ankerdübel in einer zweiten Ausführungsform, sowie
    Fig. 6A-D
    Phasen der Herstellung eines erfindungsgemäßen Betonbauteils.
  • In den nachfolgenden Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bauteile zur besseren Lesbarkeit mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 1A zeigt eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ankerdübel 2. Die Ansichtsrichtung läuft einer Zugkraftrichtung Z entgegen. Die Zugkraftrichtung Z zeigt somit in die Darstellungsebene hinein.
  • Eine Oberfläche 4 des Ankerdübels 2 ist ebenfalls rotationssymmetrisch. Der Ankerdübel 2 weist eine Aufnahme 6 auf. Die Aufnahme 6 ist mittig angeordnet, also auch rotationssymmetrisch zur gleichen Symmetrieachse.
  • Die Aufnahme 6 ist als Durchgangsbohrung gestaltet. Auf der Unterseite, also der der Oberfläche 4 gegenüberliegenden Seite ist eine Mutter 8 angeordnet. Die Mutter 8 dient zum Festschrauben eines Verbindungselements.
  • Der Ankerdübel 2 ist aus Kunststoff gefertigt, insbesondere aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Ein mögliches geeignetes Material kann PA6 GF30 sein, also Polyamid 6 mit 30 % Glasfaser.
  • Fig. 1B zeigt einen Querschnitt durch den Ankerdübel 2 entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 1.
  • Die Oberfläche 4, die in Zugkraftrichtung Z ausgerichtet ist, ist konkav gekrümmt. Die konkave Krümmung bewirkt bei einer auftretenden Zugkraft in Zugkraftrichtung Z eine rotationssymmetrische und gleichmäßige Belastung des umgebenden Betons, in dem sich ein rotationssymmetrischer Druckspannungsring ausbildet. Dadurch werden aus der Zugbeanspruchung resultierende Zugspannungen stellenweise überdrückt und eine höhere Tragfähigkeit des Ankerdübels 2 erreicht.
  • Die Mutter 8 ist von einer Unterseite 10, die der Zugkraftrichtung Z gegenüberliegend ausgerichtet ist, angeordnet. Dazu ist eine Vertiefung 12 in der Oberfläche 10 ausgebildet, in die die Mutter 8 eingesetzt ist. Alternativ dazu kann die Mutter vollständig in den Ankerdübel 2 eingelassen sein.
  • Der Ankerdübel 2 weist eine Stirnseite 14 auf, die flächenbündig oder vertieft mit dem Beton verbaut werden kann.
  • Fig. 2A zeig eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ankerdübel 2' in einer zweiten Ausführungsform.
  • Zusätzlich zu dem Ankerdübel 2 gemäß Fig. 1A, 1B sind zwei Ausnehmungen 9 in die Oberfläche 4 eingebracht, die zur Anlage an eine Bewehrung vorgesehen sind.
  • Fig. 2B zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Ankerdübels 2' aus Fig. 2A.
  • In der Darstellung ist eine Bewehrung 38 in den Ausnehmungen 9 angeordnet.
  • Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Wandkonstruktion 20, die mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Ankerdübel 2 aufgebaut ist.
  • Die Wandkonstruktion weist eine Doppelwand 22 auf, die auf einem Betonbauteil 24 steht. Das Betonbauteil 24 kann ein eine Bodenplatte oder eine Fundament oder eine Decke sein. Es sind aber auch horizontale Abstützungen gegen andere Bauteile möglich. Dazu wird ein Sprieß horizontal an dem erfindungsgemäßen Ankerdübel 2 montiert.
  • Die Doppelwand 22 ist mittels eines Sprießes 26 abgestützt. Der Sprieß 26 ist vorliegend nicht wie im vorigen Absatz beschrieben, sondern mittels einer Kopfpunktverankerung 28 in der Doppelwand 22 und mittels einer Fußpunktverankerung 30 in dem Betonbauteil 24 gehalten. Die Kopfpunktverankerung 28 ist an einem Ankerdübel 2 festgelegt, der in Fig. 3 nicht zu sehen ist, aber der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 entspricht.
  • Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittdarstellung durch die Wandkonstruktion aus Fig. 3 mit einem erfindungsgemäßen Ankerdübel 2 in der ersten Ausführungsform.
  • Die Doppelwand 22, in der der Ankerdübel 2 montiert ist, entspricht einem allgemein bekannten Aufbau mit zwei einen Hohlraum bildenden Betonschalen, wobei in dem Hohlraum eine Kerndämmung untergebracht sein kann. Hierbei steht die Kerndämmung in Kontakt mit der Schale, die später die Außenschale einer Gebäudemauer bildet. Zwischen der Kerndämmung und der Schale, die später die Innenschale einer Gebäudemauer bildet, kann bis zum Versetzen der Doppel- oder auch Thermowand ein Freiraum verbleiben, der auf der Baustelle mit Ortbeton gefüllt wird.
  • Der Sprieß 26 ist in zwei verschiedenen Positionen dargestellt. Der Sprieß 26 kann, wie in Fig. 3, schräg nach unten zu einer Fußpunktverankerung geführt sein oder er kann sich an einer anderen Wand horizontal abstützen. Durch die horizontale Abstützung lassen sich mehrere Wände mit einer geringeren Anzahl an benötigten Sprießen abstützen.
  • Der Sprieß 26 ist mittels eines Anschlussgelenks 34 an dem Ankerdübel 2 festgelegt. Das Anschlussgelenk 34 weist eine Platte 34.1 mit Durchgangsbohrung 34.2 auf, durch die eine Schraube 36 in die Mutter 8 des Ankerdübels 2 eingeschraubt werden kann. An einem auf der Platte 34.1 angebrachten Flansch 34.3 ist der Sprieß festgelegt.
  • Statt mittels eines solchen Anschlussgelenks 34 kann der Sprieß alternativ auch auf andere Weise mit dem Ankerdübel 2 verbunden werden, z.B. direkt.
  • Kräfte auf die Wandkonstruktion 20 werden über den Sprieß 26 abgeleitet. Die Kräfte wirken dabei in Zugkraftrichtung Z. Die Gegenkräfte werden von dem Ankerdübel 2 und die Doppelwand 22 aufgenommen. Durch die konkave Oberseite 4 des Ankerdübels 2, die in dem Beton liegt, werden die Gegenkräfte großflächig in dem Beton verteilt, sodass die maximal aufnehmbare Last steigt.
  • Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Wandkonstruktion mit einem erfindungsgemäßem Ankerdübel 2' in der zweiten Ausführungsform.
  • Zusätzlich zu den bereits zu Fig. 4 beschriebenen Merkmalen ist in dieser Ausführungsform eine Bewehrung 38 in der Doppelwand 22 derart angeordnet, dass sie an der Oberfläche 4 des Ankerdübels 2 anliegt. Hierdurch kann ein duktileres Lastableitungsverhalten erreicht werden, wodurch die Belastbarkeit des Ankerdübels 2 weiter steigt.
  • Fig. 6 A bis D zeigen Phasen der Herstellung eines erfindungsgemäßen Betonbauteils für zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung.
  • Gemäß Fig. 6 A wird ein Ankerdübel 2 mittels eines Nageltellers 32 in einer Stahlschalung 40 angeordnet. Der Boden der Stahlschalung 40 definiert die Außenseite des zu gießenden Betonbauteils, sodass der Nagelteller 32 zunächst flächenbündig im Betonbauteil angeordnet sein wird. Nach dem Gießen wird der Nagelteller 32 entfernt, das entstehende Loch kann mit einem geeigneten Zement aufgefüllt werden.
  • In Fig. 6 B ist dargestellt, dass die Stahlschalung 40 mit Beton 42 ausgegossen wird. Der Ankerdübel 2 ist derart dimensioniert, dass seine Unterseite 10 aus dem Beton 42 herausragt, um zu verhindern, dass die Mutter 8 mit Beton verschmutzt und unbrauchbar gemacht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Mutter mittels einer Abdeckung, z.B. aus Klebeband, vor Verschmutzung geschützt werden.
  • Fig. 6 C und D zeigen die Herstellung eines Betonbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform. Vor oder nach dem Positionieren des Ankerdübels 2' mittels eines Nageltellers 32 wird eine Bewehrung 38 eingelegt, die an der Oberfläche 4 des Ankerdübels 2' in den Ausnehmungen 9 anliegt.
  • Anschließend wird, wie in Fig. 6 D gezeigt, mit Beton 42 aufgegossen.
    • Bezugszeichenliste
    • 2, 2'
    Ankerdübel
    4
    konkave Oberseite
    6
    Aufnahme
    8
    Mutter
    9
    Ausnehmung
    10
    Unterseite
    12
    Vertiefung
    14
    Stirnseite
    20
    Wandkonstruktion
    22
    Doppelwand
    24
    Betonbauteil
    26
    Sprieß
    28
    Kopfpunktverankerung
    30
    Fußpunktverankerung
    32
    Nagelteller
    34
    Anschlussgelenk
    34.1
    Platte
    34.2
    Durchgangsbohrung
    34.3
    Flansch
    36
    Schraube
    38
    Bewehrung
    40
    Stahlschalung
    42
    Beton
    Z
    Zugkraftrichtung
    F
    Flächennormale

Claims (11)

  1. Ankerdübel, der zum Eingießen in eine gießfähige, aushärtende Masse, insbesondere Beton (42), vorgesehen ist, mit einer Aufnahme (6) für ein mittels des Ankerdübels (2, 2') zu haltendes Verbindungselement (34, 36), wobei der Ankerdübel (2, 2') eine von einer Zugkraftrichtung (Z) wegweisende Oberfläche (10) und eine zu der Zugkraftrichtung (Z) weisende Oberfläche (4) aufweist, wobei die zu der Zugkraftrichtung (Z) weisende Oberfläche (4) im Wesentlichen derart konkav gekrümmt ist, dass eine eingeleitete Zugkraft flächig über die den Ankerdübel umgebende gießfähige, aushärtende Masse verteilt wird, und die Aufnahme (6) ein Innengewinde (8) zur Verschraubung mit dem Verbindungselement (36) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ankerdübel (2, 2') im Wesentlichen aus Kunststoff besteht, und
    das Innengewinde Teil einer an der von der Zugkraftrichtung (Z) wegweisenden Oberfläche (10) angeordneten Mutter (8) aus Metall ist.
  2. Ankerdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Krümmung durch einen Kegelschnitt, insbesondere eine parabelförmige oder eine hyperbelförmige Kontur verwirklicht ist.
  3. Ankerdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Zugkraftrichtung (Z) weisende Oberfläche (4) im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist.
  4. Ankerdübel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) eine Durchgangsbohrung aufweist.
  5. Ankerdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Innengewinde (8) der Aufnahme (6) ein Gewindebolzen oder eine Schraube (36) als Verbindungselement eingeschraubt ist.
  6. Ankerdübel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungshülse in die Aufnahme (6) eingesetzt ist.
  7. Ankerdübel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche (4) wenigstens eine Ausnehmung (9) zur Anlage an eine Bewehrung (38) vorgesehen ist.
  8. Betonbauteil mit wenigstens einem Ankerdübel (2, 2') nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
  9. Betonbauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerdübel (2, 2') mit einer Stirnseite (14) bündig mit dem Betonbauteil (22) abschließt oder vertieft in dem Betonbauteil (22) angeordnet ist.
  10. Betonbauteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberfläche (4) des Ankerdübels (2, 2') eine Bewehrung (38) anliegt.
  11. Betonbauteil nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Doppelwand (22) aufweist, bei der zwei Betonschalen einen Hohlraum bilden, wobei der Ankerdübel (2) in der Doppelwand montiert ist.
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