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Die Erfindung betrifft eine Spreizhülse für Spreizanker sowie ein Verfahren, dass zur
Herstellung solcher Spreizhülsen geeignet ist.
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Derartige Spreizhülsen sind weithin bekannt. Sie sind Teil von Spreizankern, die ein
Ankergrundteil aufweisen. Das Ankergrundteil wird in ein Bohrloch eingebracht und weist
einen konischen Spreizabschnitt auf. Der Spreizabschnitt weitet sich in Einbringrichtung
des Spreizankers auf. Die Spreizhülse wird axial verschieblich auf dem Spreizabschnitt
aufgesetzt und ist durch Verschieben aufspreizbar. Je nach Funktionsweise des
Verschiebens auf dem Spreizabschnitt können unterschiedliche Spreizanker
unterschieden werden, was sich zum Teil auch auf die Spreizhülse selbst auswirkt. Bei
Bolzenankern verkrallt sich die Spreizhülse an der Bohrlochinnenwand, während das
Ankergrundteil in Richtung aus dem Bohrloch gezogen wird. Bei Einschlagankern mit
Spreizhülse ist diese topfförmig ausgebildet, umschließt das Ende des Ankergrundteils
und wird zentrisch von innen in Einbringrichtung des Einschlagankers verformt.
Hierdurch wird sie über den feststehenden, konischen Spreizabschnitt des
Ankergrundteils gezogen und verspreizt. Bekannt sind Spreizhülsen einerseits aus
Vollmaterial und andererseits aus Blech als Stanz-/Biegeteil (beispielsweise aus DE 100 38 615 A1).
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Spreizhülsen aus Vollmaterial haben vor allem den Nachteil, dass sie aufwändig in der
Herstellung sind. Spreizhülsen aus Blech werden zum Teil gefaltet, um so eine dem
konischen Spreizabschnitt des Ankergrundteils angepasste Form zu erhalten. Die
Faltung wird dabei derart vorgenommen, dass zwei sich mantelartig umhüllende
Blechschichten entstehen. Allerdings kann aufgrund dieses Verfahrens eine Spreizhülse
mit dreieckigem Längsschnitt nur unzureichend angenähert werden. Bei Bolzenankern
wird die Spreizhülse daher meist auf einem Halsabschnitt oberhalb des Spreizabschnitts
angebracht und erhält erst beim Verschieben eine konische Form. Ein weiteres häufiges
Problem ist das Gleitverhalten der Spreizhülse auf dem Ankergrundteil. Dieses soll nicht
nur für den Setzvorgang gewährleistet werden, sondern auch ein Nachspreizen der
Spreizhülse erlauben, beispielsweise für den Fall einer schockartigen Zugbelastung
durch Erdbeben oder für den Fall einer Rissbildung mit der Folge einer
Bohrlochaufweitung. Daher kommen zum Teil aufwändige Beschichtungen zum Einsatz
um ein "Fressen" zu verhindern, d. h. eine korrosionsbedingte Verstärkung der
Haftreibung zwischen den Bauteilen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spreizhülse aus Blech zu schaffen,
deren Längsschnitt im Spreizbereich ein Dreieck möglichst gut beschreibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch
das Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Die Spreizhülse weist einen wellenförmigen
Spreizbereich auf. Dabei nimmt die Wellenhöhe in Einbringrichtung des Spreizankers
ab. Damit beschreibt der Spreizbereich im Längsschnitt annähernd ein Dreieck.
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Zur Herstellung einer derartigen Spreizhülse wird vorgeschlagen, dass zunächst ein
Blechteil ausgestanzt wird, das einen Teller und davon radial abstehend mehrere
Laschen aufweist. Die Laschen dieser Ausgangskontur werden wellenförmig vorgeprägt,
wobei die zunehmende Höhe der Wellenberge nach außen hin bereits vorgegeben wird.
Dann werden die Laschen rechtwinklig abgekantet, wodurch die Rohhülse entsteht.
Abschließend wird in einem Gesenk mit einem Kalibrierstempel die endgültige Form der
zu montierenden Spreizhülse hergestellt. Dabei werden die vorgeformten Wellen
verdichtet und die Geometrie, insbesondere der durch die Wellen beschriebene
Dreieckswinkel, exakt eingestellt. Gleichzeitig werden die späteren Auflageflächen an
dem Ankergrundteil abgeflacht und dabei vergrößert. Die innere Form beschreibt in
diesem Zustand annähernd einen Zylinder, um das spätere Fügen auf ein
Ankergrundteil zu ermöglichen. Bei diesem Fügevorgang werden die Laschen nochmals
radial nach innen gebogen, um eine Klammerung um den Spreizabschnitt des
Ankergrundteils zu erreichen.
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Eine derartige Spreizhülse und das beschriebene Verfahren bieten eine einfache
Möglichkeit zur Herstellung einer Hülse aus Blech, bei der unterschiedlichste
Dreieckswinkel realisierbar sind. Hierdurch ergibt sich für Bolzenanker der Vorteil, dass
auf einen gesonderten Halsabschnitt zum Tragen der Spreizhülse verzichtet werden
kann, da die Spreizhülse direkt auf den Spreizbereich aufgebracht wird. Dies bedeutet
eine Verkürzung des Spreizankers, was zu einer Materialersparnis führt und weniger
tiefe Bohrlöcher erfordert. Darüber hinaus bietet eine derartige Spreizhülse die
Möglichkeit, an ihrer Falten aufweisenden Innenseite Schmierstoffe aufzunehmen, die
das Gleitverhalten zwischen Spreizhülse und Ankergrundteil - und damit das
Nachspreizverhalten - gegenüber den bekannten Spreizhülsen verbessern.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Spreizhülse topfförmig mit geschlossenem
Boden ausgeformt. Dies ist insbesondere für Einschlaganker vorteilhaft, da die
Spreizhülse dann durch den Einschlaganker hindurch verspreizt werden kann. Dabei
wird mittels eines Werkzeugs oder eines Schlagstifts der Boden der Spreizhülse in
Einbringrichtung des Schlagankers verformt und die Spreizhülse dadurch über den
Spreizabschnitt des Ankergrundteils gezogen und verspreizt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Spreizhülse mindestens eine
Haltekralle auf. Im Falle der Verwendung der Spreizhülse für einen Bolzenanker ist diese
für einen ersten Halt im Bohrloch wichtig, damit bei beginnendem Herausziehen des
Ankergrundteils aus dem Bohrloch die Spreizhülse durch die Bohrlochinnenwand
festgehalten und der Spreizabschnitt des Ankergrundteils in die Spreizhülse gezogen
werden kann. Darüber hinaus wird die Verankerung des fertig gesetzten Spreizankers
verbessert. Bei Spreizhülsen für Schlaganker wird durch entsprechende Haltekrallen die
Verankerung des fertig gesetzten Spreizankers verbessert.
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Entsprechend dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer derartigen
Spreizhülse weist diese in einer bevorzugten Ausführung mindestens einen in
Längsrichtung verlaufenden Schlitz auf.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele sowie in der Zeichnung dargestellter Verfahrensschritte näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Spreizhülse in der Anwendung bei einem
Einschlaganker,
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Fig. 2 die Spreizhülse in der Anwendung bei einem Bolzenanker,
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Fig. 3 eine Draufsicht der Ausgangskontur,
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Fig. 4 eine Schnittdarstellung der Rohhülse und
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Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer Kalibriereinrichtung zur Herstellung der
montierbaren Spreizhülse aus der Rohhülse.
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Die in Fig. 1 dargestellte Anwendung zeigt die Spreizhülse 1 als Teil eines
Einschlagankers 2 in einem in einen Untergrund 3 eingebrachten Bohrloch 4. Der
Einschlaganker 2 umfasst neben der Spreizhülse 1 das Ankergrundteil 5 und den
Schlagstift 6. Der Einschlaganker 2 wird in der dargestellten Form in das Bohrloch 4
eingeschoben und durch einen Schlag auf den Schlagstift 6 verspreizt. Der Schlagstift 6
bewirkt, dass der Boden 7 der Spreizhülse 1 in Einbringrichtung des Einschlagankers 2
ausgewölbt wird und gleichzeitig der Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 über den
konischen Spreizabschnitt 9 des Einschlagankers 2 gezogen wird. Die Ankerschulter 10
am Ankergrundteil 5 verhindert dabei, dass sich der Einschlaganker 2 innerhalb des
Bohrlochs 4 verschiebt. Durch das Ziehen der Spreizhülse über den Spreizabschnitt 9
des Einschlagankers 2 werden die Spreizbereiche 8 der Spreizhülse 1 verspreizt und
legen sich an die Bohrlochinnenwand 11 an. Die Spreizhülse 1 weist einen
wellenförmigen Spreizbereich 8 auf, wobei die Höhe der Wellenberge in Einführrichtung
des Einschlagankers 2 abnimmt. Hierdurch ist der Längsschnitt nahezu dreieckig und
legt sich an den konischen Spreizabschnitt 9 des Ankergrundteils 5 an. Die Spreizhülse
1 ist mehrfach in Längsrichtung geschlitzt und weist Haltekrallen 12 auf, die die
Verankerung des Einschlagankers 2 im gesetzten Zustand unterstützten. Zwischen dem
Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 und dem Spreizabschnitt 9 des Ankergrundteils 5
kann ein Schmierstoff eingebracht sein, der zur Optimierung des Gleitverhaltens sowie
als Korrosionsschutz wirken kann. Die Falten 13 an der Innenseite des Spreizbereichs 8
der Spreizhülse 1 können dabei als Depot für die Schmierstoffe genutzt werden. Zur
Befestigung eines Gegenstands (nicht dargestellt) dient das Innengewinde 14. Im Falle
einer späteren Schockbelastung des Einschlagankers oder einer rissbedingten
Aufweitung des Bohrlochs 4 wird das Ankergrundteil 5 gegenüber der feststehenden
Spreizhülse 1 verschoben. Dadurch kommt es zu einem Nachspreizen der Spreizhülse
1, wodurch der Einschlaganker 2 erneut Halt erfährt. Das Ankergrundteil 5 steht jedoch
über den Untergrund 3 hinaus, was ein sichtbares Signal für eine Schädigung der
Befestigung bewirkt. Dies ist unbedingt notwendig, da ein derart belasteter
Einschlaganker 2 bzw. ein geschädigtes Bohrloch 4 aus Sicherheitsgründen eine neue
Befestigung erfordert.
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Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Spreizhülse 1 in der Anwendung bei einem
Bolzenanker 15, wobei neben der Spreizhülse 1 lediglich das Ankergrundteil 5a
dargestellt ist. Beim Setzen des Bolzenankers wird das Ankergrundteil 5a mit
aufgesetzter Spreizhülse 1 in dem gezeigten Zustand in das Bohrloch 4 eingeschoben.
Dabei verhaken sich die Haltekrallen 12 an der Bohrlochinnenwand 11 und halten die
Spreizhülse 1 beim anschließenden Anziehen des Ankergrundteils 5a. Dieses bewirkt,
dass sich der Spreizbereich 8 der Spreizhülse 1 aufspreizt und eine sichere
Verankerung bewirkt. Für das Nachspreizen gilt das gleiche wie für den oben
beschriebenen Einschlaganker 2.
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Die Herstellung einer derartigen Spreizhülse kann nach folgenden Schritten erfolgen.
Zunächst wird aus einem Blech die in Fig. 3 dargestellt Ausgangskontur 16
ausgestanzt. Die Ausgangskontur 16 weist einen Teller 17 mit mehreren radial
abstehenden Laschen 18 auf. Diese Laschen 18 werden wellenförmig vorgeprägt. Dabei
nimmt die Höhe der Wellenberge radial zu. Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen,
kann das Trennen aus dem Blech mit strahlenden Verfahren (Laser-, Plasma-,
Wasserstrahl) vorgenommen werden.
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Im Weiteren werden die Laschen 18 etwa rechtwinkelig abgekantet, so dass die in Fig.
4 dargestellte Rohhülse 19 entsteht. Gegebenenfalls kann diese Rohhülse 19 bereits zur
Verwendung in einem Spreizanker verwendet werden.
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In der Regel wird jedoch die in Fig. 5 dargestellte abschießende Kalibrierung
vorgenommen. Dazu wird die Rohhülse in ein Gesenk 20 gestellt und mit einem
Kalibrierstempel 21 gestaucht. Es entsteht die montierbare Spreizhülse 1a. Durch das
Stauchen wird einerseits der wellenförmige Querschnitt verdichtet, was zu einer
Erhöhung der Stabilität und zu einer Abflachung der inneren Wellenberge 22 führt.
Durch diese Abflachung wird das Kraftübertragungs- und Gleitverhalten zwischen
Spreizhülse 1b und Spreizabschnitt 9, 9a des Ankergrundteils 5, 5a verbessert.
Gleichzeitig entstehen die Falten 13, die als Depot für Schmierstoffe dienen können.
Andererseits wird durch das Stauchen der durch den Querschnitt beschriebene
Dreieckswinkel α exakt eingestellt. Da die Spreizhülse 1a bei diesem Verfahren nur
hinterschnittsfrei hergestellt werden kann und auch nur diese Form ein Aufbringen auf
ein Ankergrundteil 5, 5a erlaubt, muss der Spreizbereich 8 bei der Montage radial
nachgebogen werden, damit er auf dem Ankergrundteil 5, 5a Halt findet.