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Verfahren zum Festlegen eines Bolzenankers oder dgl.
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sowie Bolzenanker zum Durchführen des Verfahrens Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Festlegen eines Bolzenankers od. dgl. Spreizankers in einem Wandbohrloch
einer Betonwand od. dgl., in dem das Verspannen in wenigstens zwei Verspannbereichen
mittels einer geringfügigen axialen Ausziehbewegung des Ankers erfolgt. Ferner betrifft
die Erfindung einen Bolzenanker od. dgl., der insbesondere zum Durchführen dieses
Verfahrens dient.
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Man kennt bereits etliche verschiedene Bolzenanker od. dgl. Spreizanker,
nachfolgend kurz Bolzenanker genannt. Diese werden in ein Wandbohrloch eingesetzt
und dort festgelegt, wobei der Bolzenanker wenigstens zwei axial hintereinanderliegende
Konuskörper und damit zusammenwirkende Spreizkörper aufweist, die sich durch eine
relative Axialbewegung gegenüber dem jeweiligen Konuskörper aufweiten. Diese vorbekannten
Bolzenanker besitzen jedoch noch verschiedene Nachteile, namentlich hinsichtlich
Herstellungs- und Montageaufwand sowie Wirkungsweise.
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So kennt man bereits in ihrem Aufbau verhältnismäßig komplizierte
Bolzenanker, bei denen der Ankerbolzen mindestens im Befestigungsbereich besondere
Hilfsmittel wie z.B. mindestens einen Gewindeabschnitt und zumindest einen Konuskörper,
ein entsprechendes Gegengewinde od. dgl. hat (vgl. z.B. DE-PS 263 925, DE-OS 18
10 295, CH-PS 496 177). Die vorliegende Erfindung soll sich demgegenüber mit einem
Bolzenanker von einfacherer Bauart und mit einem Verfahren zum Festlegen von einfach
ausgebildeten Bolzenankern befassen. Man kennt auch bereits einen Bolzenanker zum
Befestigen in ein Wandbohrloch, wobei der Bolzenanker eine Ankerstange und ein in
das Bohrloch eingreifenden Verankerungsteil besitzt, der zwei axial hintereinanderliegende
Klemmeinheiten trägt; diese besitzen jeweils einen Konuskörper und einen damit zusammenwirkenden
Spreizkörper, der sich durch eine relative Axialbewegung gegenüber dem jeweiligen
Konuskörper etwas radial aufweitet (vgl. AT-PS 342 840). Diese an sich bewährten
Bolzenanker haben den Vorzug einfacher Bauweise und Montierbarkeit.
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Sie sind jedoch bezüglich des Einleitens ihrer Belastungskräfte in
die sie aufnehmende Wand noch verbesserungsfähig. Bei diesen vorbekannten Bolzenankern
erfolgt nämlich das Spreizen der Spreizkörper praktisch etwa gleichzeitig und etwa
im gleichen Ausmaß.
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Es ist jedoch namentlich beim Anbringen von Bolzenankern in Betonwänden
od. dgl. Wänden erwünscht, daß der Verankerungsteil möglichst tief im Wandbohrloch
verspannt wird. Je tiefer die Verspannungsstelle liegt, desto größer ist die Fläche
des "Ausbruchkegels". Darunter versteht man dasjenige etwa kegelförmige Wandteil,
welches ausbricht, wenn der Bolzenanker bis zum Ausbrechen überlastet wird und selbst
nicht die schwächste Verbindungsstelle darstellt. Dies gilt zwar überwiegend für
die Verwendung eines Bolzenankers in einer Betonwand; bei entsprechendem Wand-Werkstoffverhalten
aber
auch für Wände aus anderem Material, bei denen die Größe des Ausbruchkegels die
Belastbarkeit des Bolzenankers mitbestimmt. Dabei ergibt sich bei dem letzterwähnten
vorbekannten Bolzenanker, daß sich beim etwa gleichzeitigen Aufweiten der beiden
Spreizkörper die Verspannung des Bolzenankers gegenüber der Wand auch etwa gleich
auf die beiden durch die Klemmkörper vorgegebenen Verspannungsbereiche verteilt.
Dann ergibt sich für den der Außenwand näheren Verspannungsbereich ein wesentlich
kleinerer Ausbruchkegel als für den Verspannungsbereich, der beim Anker-Einsteckende
liegt. Bei ungünstigem Ablauf der Montage-und/oder der Belastungsverhältnisse kann
es sogar geschehen, daß sogar im der Außenwand näherliegewnden Verspannbereich die
größeren, vom Bolzenanker in die Wand eingeleiteten Auszugskräfte zur Wirkung gelangen.
Unter Umständen wird dann die Belastungsmöglichkeit, die durch den beim Anker-Einsteckende
liegenden Verspannbereich zur Verfügung gestellt wird, nicht oder jedenfalls nicht
im wünschenswerten Maße ausgenutzt. Dabei ist bis zu einem gewissen Maße zu beachten,
daß bei dem vorbekannten Bolzenanker das Festklemmen der beiden Spreizkörper nicht
in gleichmäßiger, gesteuerter bzw. kontrollierter Weise erfolgt.
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Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Festlegen eines einfachen
Bolzenankers in ein Wandbohrloch zu schaffen, bei dem die Nachteile der bisher bekannten
Verfahren weitestgehend vermieden werden und wobei vor allem trotz einfacher Montage
eine möglichst große Verspannung des Bolzenankers tiefstmöglich im Wandbohrloch
erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieses Verfahrens besteht insbesondere
darin, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei wenigstens zwei axial
hintereinanderliegenden Verspannbereichen in demjenigen Bereich, der näher dem Bolzenanker-Einsteckende
liegt, eine stärkere Verspannung erfolgt als bei dem anderen, weiter vom Anker-Einsteckende
entfernt liegenden Verspannbereich.
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Dadurch erreicht man, daß die stärkste Kraftübertragung zwischen dem
Bolzenanker einerseits und der Wand andererseits in der größten Tiefe des Wandbohrloches
erfolgt, woraus sich für den Bereich größter Belastung auch der größte Ausbruchkegel
ergibt. Dabei nimmt jedoch auch noch der näher an der Außenseite der Wand liege-nde
Verspannbereich mit an der Krafteinleitung teil, so daß man wenigstens zwei Verspannbereiche
bzw. Krafteinleitungs-Zonen hat. Mindestens erfolgt im näher der Wand-Außenseite
liegenden Verspannbereich noch eine zusätzliche Zentrierung des Bolzenankers im
Bohrloch.
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Die vorerwähnten Maßnahmen gelten entsprechend, wenn mehr als zwei
Verspannbereiche vorgesehen sind.
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Eine einfache, vorteilhafte Ausbildung des vorerwähnten Verfahrens
zum Festlegen eines Bolzenankers, der wenigstens zwei radial aufzuspreizende Spreiz-Klemmkörper
besitzt, ergibt sich dadurch, daß der näher am Einsteckende des Ankers liegende
Spreiz-Klemmkörper mehr zurückgehalten wird als der andere, weiter vom Anker-Einsteckende
entferntliegende Spreiz-Klemmkörper. So kann man auf sehr einfache Weise erreichen,
daß im näher am Anker-Einsteckende liegenden Verspannbereich eine stärkere Verspannung
erreicht wird als im Bereich davor.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Bolzenanker zum Befestigen in
einem Wandbohrloch einer Betonwand od. dgl., wobei der Bolzenanker eine Ankerstange
mit einem in das Bohrloch eingreifenden Verankerungsteil besitzt, der wenigstens
zwei axial hintereinanderliegende Klemmeinheiten trägt, die zumindest jeweils einen
Konuskörper und einen damit zusammenwirkenden Spreiz-Klemmkörper besitzen, der sich
durch eine relative Axialbewegung gegenüber dem jeweiligen Konuskörper etwas radial
aufweitet, wobei dieser Bolzenanker insbesondere zur Durchführung des vorerwähnten
Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 dient.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht insbesondere darin, daß zwei benachbarte
Klemmeinheiten mit etwas unterschiedlichen Abmessungen ausgebildet sind derart,
daß die dem Anker-Einsteckende näherliegende(n) Klemmeinheit(en) wenigstens etwas
stärker verspannend aufspreizt(en) als die andere(n), weiter vom Anker-Einsteckende
entfernt liegende(n).
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Durch diese Maßnahme erreicht man insbesondere, daß bei gleicher axialer
Ausziehbewegung zum Festlegen des Ankers eine verschieden starke Aufspreizung bei
den Klemmeinheiten erfolgt; daraus ergibt sich eine verstärkte Verspannung in demjenigen
Verspannbereich, der näher dem Anker-Einsteckende liegt. Dadurch erreicht man, daß
im Regelfall beim größten, am stärksten belastbaren Ausbruchkegel auch der entsprechend
größere Teil der Auszugs-Belastung des Bolzenankers eingeleitet wird. Dementsprechend
erreicht man mit einem Bolzenanker von besonders einfachem Aufbau ohne besonderen
Mehraufwand in der Herstellung bzw. bei der Montage ein festigkeitsmäßig besonders
günstiges Anbringen in einer Betonwand od.
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dgl..
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Man kennt zwar auch bereits eine Steinschraube mit einem in einer
Mauer einzubettenden Schaftteil, der rippenartige Abflachung besitzt, wobei die
dem Einsteckende am nächsten.liegende Abflachung die größte radiale Ausladung aufweist.
Bei Steinschrauben handelt es sich aber nicht um ein in ein Wandbohrloch zu verspannendes
Bauelement; vielmehr wird diese Steinschraube mit Hilfe von Mörtel in der Wand festgelegt
und die Ausbildung der Abflachungen dienen teilweise einem entsprechenden Formschluß,
teilweise dazu, das Einbringen des Mörtels zu erleichtern.
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Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Merkmalen der
weiteren Unteransprüche sowie in der Zeichnung und Beschreibung ausgeführt. Dabei
ermöglichen die Merkmale bzw. Merkmalsgruppen von jedem der Unteransprüche 4 bis
9 eine geometrische Ausgestaltung
des Bolzenankers, die dafür
sorgt oder wenigstens dazu beiträgt, daß die dem Ankereinsteckende näher liegende
Klemmeinheit etwas stärker verspannt aufspreizt als die benachbarte, weiter vom
Anker-Einsteckende entfernt liegende Klemmeinheit. Dabei können zum Erreichen der
Erfindungsaufgabe die unterschiedlichsten Teilmerkmale in Kombination miteinander
zusammenwirken. Es reichen aber auch Einzelmerkmale bereits dazu aus, die erfindungsgemäße
Wirkung zu erreichen.
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Die Merkmale gemäß dem 10. Anspruch begünstigen, daß der dem Anker-Einsteckende
näherliegende Spreiz-Klemmkörper etwas stärker im Wandbohrloch festgehalten wird,
so daß bei ihm der geringste Schlupf auftritt, wenn die Axialbewegung der Ankerstange
zum Festlegen des Wandankers vorgenommen wird. Auch auf diese Weise erreicht man
eine vergleichsweise starke Verspannung des am Anker-Einsteckende liegenden Spreiz-Klemmkörpers.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
in ihren erfindungswesentlichen Einzelheiten noch näher erläutert und beschrieben.zeigen
in unterschiedlichen Maßstäben: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Bolzenanker, der
in einem Wandbohrloch festgelegt ist, Fig. 2 einen Verankerungsteil des Bolzenankers
mit zwei axial hintereinanderliegenden Klemmeinheiten, Fig. 3 eine etwa Fig.2 entsprechende
Ansicht mit etwas abgewandelten Klemmeinheiten, Fig. 4 eine Teilansicht eines in
ein Wandbohrloch eingesteckten Bolzenankers mit abgewandelt ausgebildetem Verankerungsteil
bzw. Klemmeinheiten und
Fig. 5 eine Seitenansicht eines zum Teil
aufgebrochen dargestellten Spreiz-Klemmkörpers.
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Ein Bolzenanker 1 oder dgl. Spreizanker dient zum Befestigen von Gegenständen,
z. B. einer Platte 2 oder dgl. (Fig. 1) an einer Wand 3.
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Er weist eine Ankerstange 4 mit einem äußeren Befestigungsteil 5 sowie
mit einem in ein Wandbohrloch 6 eingreifenden Verankerungsteil 7 auf. An dem Verankerungsteil
7 sind mehrere, vorzugsweise, wie auch in dem Ausführungsbeispiel dargestellt, zwei
Klemmeinheiten 8, 8a vorgesehen. Diese verspannen sich bei einer geringfügigen axialen
Ausziehbewegung des Bolzenankers gemäß dem Pfeil PF 1 in Fig. 1 gegen die Wandung
des Wandbohrloches 6 und legen dann den Bolzenanker 1 fest.
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Jede Klemmeinheit 8 besitzt einen Konuskörper 9 bzw. 9a sowie einen
damit zusammenwirkenden Spreiz-Klemmkörper 10 bzw. 10a, der sich durch eine relative
Axialbewegung gegenüber dem jeweiligen Konuskörper etwas radial aufweitet.
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Fig. 4 zeigt den in ein Wandbohrloch 6 eingesteckten, noch nicht festgelegten
Verankerungsteil 7, während der Bolzenanker t gemäß Fig. 1 in dem Wandbohrloch 6
festgelegt ist. Man erkennt dies insbesondere auch an den unterschiedlichen Lagen
der Spreiz- Klemmkörper 10 bzw. 10a.
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Erfindungsgemäß sind nun die beiden benachbarten Klemmeinheiten 8,
8a mit etwas unterschiedlichen Abmessungen ausgebildet derart, daß die dem Ankereinsteckende
11 näher liegende Klemmeinheit 8 bei der geringfügigen Auszieh- und Festlegebewegung
(Pf 1) etwas stärker verspannend aufspreizt als die andere, weiter vom Anker-Einsteckende
11 entfernt liegende Klemmeinheit 8 a. Man erreicht dadurch, daß der Bolzenanker
1 im bohrlochtieferen
Bereich stärker festgelegt ist als weiter
außen, näher an der Außenseite 13 der Wand 3. Dadurch ist auch eine Anpassung der
Verankerung bzw. der Krafteinleitung in die Wand an deren Festigkeitsverhältnisse
und tiefenabhängige Belastbarkeit gegeben. Dies ist auch mittels der in Fig. 1 eingezeichneten,
unterschiedlichen Ausbruchkegel 12 bzw. strichliniert 12a verdeutlicht.
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Die vorerwähnten, in den beiden Verspannbereichen auftretenden, unterschiedlichen
Aufspreizungen können nun durch verschiedene Maßnahmen erzielt werden.
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Erwähnt sei zunächst, daß im weiteren Verlauf der Beschreibung das
durchmesserkleinere Ende der Konen jeweils als Konuskopf 14 bzw. 14a und das durchmessergrößte
Ende als Konusbasis 15 bzw. 15a bezeichnet ist.
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Gemäß Fig. 2 schließt sich an die Konusköpfe 14 und 14 a jeweils ein
eingezogenes Halsstück 16, 16a an. Die axiale Länge b1, b2 dieser Halsstücke.ist
dabei verschieden, wobei das näher am Anker-Einsteckende 11.liegende Halsstück kürzer
ist als das weiter vom Anker-Einsteckende 11 entfernt liegende. Durch diese Maßnahme
ist der notwendige Verschiebeweg des Spreiz-Klemmkörpers 10 a bis zu dessen wirksamen
Klemmlage zwischen dem zugehörigen Konuskörper 9a und der Bohrlochwand etwas größer
als der entsprechendeVerschiebeweg des Spreiz-Klemmkörpers 10; oder anders ausgedrückt,
bei gleichem relativen Verschiebeweg der beiden Spreiz-Klemmkörper 10, 10a erfolgt
mittels dem Spreiz-Klemmkörper 10 eine stärkere Verspannung als mit dem anderen
Spreiz-Klemmkörper 10a. Die Halsstücke 16, 16a sorgen somit durch ihre unterschiedliche
axiale Länge für einen mehr oder weniger großen "freien" Verschiebeweg für die Spreiz-Klemskörper
10, 10a, innerhalb dem je nach Länge keine oder zumindest nur verminderte Aufspreizungen
erfolgen. Gegebenenfalls könnte die axiale Erstreckung von Halsstücken auch größer
sein als die axiale Länge des entsprechenden Spreiz-Klemmkörpers.
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Noch eine weitere Möglichkeit einer unterschiedlichen Aufspreizung
ist in Fig. 2 dargestellt. Diese besteht darin, daß die axiale Länge t des Spreiz-Klemmkörpers
10 größer ist als die axiale Länge t1 des anderen Spreiz-Klemmkörpers 10a. Dadurch
ist der Abstand der Ringstirnseiten 17 der Spreiz-Klemmkörper 10 bzw. 10 a von der
"Auflaufstelle" an dem jeweiligen Konuskörper 9,9a unterschiedlich groß.
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Jedoch lassen sich diese unterschiedlichen Abstände auch durch andere
Maßnahmen erzielen.
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Fig. 2 zeigt dabei, daß dies beispielsweise auch durch die unterschiedlichen
Längen der eingezogenen Halsstücke 16,16a erreicht werden kann. Man erkennt daraus,
daß die vorbeschriebenen Einzelmaßnahmen auch in Kombination vorteilhaft eingesetzt
werden können, so daß auch in vorteilhafter Weise eine sehr gute Anpassung an die
praktischen Bedürfnisse möglich ist, wobei sowohl der praktische Einsatz als auch
die Herstellung des erfindungsgemäßen Bolzenankers berücksichtigt werden können.
Dabei kann unter anderem der Wandwerkstoff einerseits und die einfache, billige
Herstellbarkeit andererseits von Bedeutung sein.Im Ausfuhrungsbeispiel gem.
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Fig.3 ist bei dem-KDnuskörper 9a kein Halsstück vorgesehen.
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Fig. 4 zeigt noch, daß die Konusbasis 15 des näher am Einsteckende
11 liegenden Konus 9 und hier auch des sich daran anschließenden Zylinderabschnittes
18 im Durchmesser etwas größer sind als die Basis 15a des anderen Konus 9a bzw.
des sich daran anschließenden Zylinderabschnittes 18a. In Funktionslage, wo der
Bolzenanker 1 in dem Wandbohrloch 6 festgelegt ist, kommt dadurch der Spreiz-Klemmkörper
10 in dem engeren Ringspalt zwischen dem Zylinderabschnitt 18 und der Bohrlochwandung
zu liegen und verklemmt dort stärker als der Spreiz-Klemmkörper 10a in dem radial
etwas größeren, bei dem Zylinderabschnitt 18a liegenden Ringspalt. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 4 sind die vorerwähnten Durchmesserverhältnisse als Einzelmaßnahme vorgesehen.
Die axiale
Länge der halsstücke usw. sind dabei gleich ausgebildet.
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Wie bereits vorerwähnt, können jedoch auch weitere Maßnahmen in Kombination
angewandt werden.
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Auch durch eine unterschiedliche radiale Wandungsdicke der Spreiz-Klemmkörper
10, 10 a läßt sich dies varrieren, bzw. es besteht auch die Möglichkeit, daß auch
ohne die Maßnahme mit unterschiedlichen Basis- bzw.
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Zylinderabschnittdurchmessen ein vergleichbarer, unterschiedlicher
Verankerungseffekt erzielt werden kann.
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Strichliniert ist bei dem Spreiz-Klemmkörper 10 in Fig.
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4 noch angedeutet, daß zumindest einer der etwa ringförmigen Spreiz-Klemmkörper
in axialer Richtung eine Wandstärkenänderung aufweisen kann, wobei die Wandstärke
in Funktionslage vom Anker-Einsteckende 11 zum äußeren Ende zunimmt. Diese Wandstärkeänderung
kann z. B. in Anpassung unter anderem an den vorhandenen Konuswinkel vorgesehen
sein. Dabei kann die äußere Mantelfläche etwa achsparallel und die Innenfläche konus-parallel
verlaufen.
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Andererseits kann der Innenkonuswinkel dieses Spreiz-Klemmkörpers
auch größer sein als der entsprechende Konuswinkel des Konuskörpers, so daß das
zum äußeren Ende des Bolzenankers 1 weisende Ende bzw. die dortige Außenkante dieses
Spreiz-Klemmkörpers, zumindest wenn der Spreiz-Klemmkörper sich auf dem Konuskörper
befindet, näher an der Bohrlochwandung liegt. Dies hat nun den Vorteil, daß sich
diese vorstehende Kante bei der geringfügigen Auszieh-und Befestigungsbewegung (Pf
1) des Bolzenankers 1 in die Bohrlochwandung eingräbt und daß dieser Spreiz-Klemmkörper
bei zumindest verringerter Schlupfbewegung relativ zu der Bohrlochwandung in Klemmlage
gelangt.
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Der oder die Spreiz-Klemmkörper, vorzugsweise zumindest der Spreiz-Klemmkörper
10, können auch an ihrem Außenmantel einen oder mehrere Vorsprünge 19 oder dergleichen
Mitnehmerprofilierungen aufweisen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Auch dadurch
ist ein gutes Verankern des
Spreiz-Klemmkörpers bei der Auszieh-
und Befestigungsbewegung des Bolzenankers 1 möglich. In Fig. 5 ist auch erkennbar,
daß die Spreiz-Klemmkörper 10,' 10a im wesentlichen aus einem vorzugsweise aus Blech
geformten zylindrischen Ring mit einem axial durchgehenden Schlitz 20 bestehen.
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Der Konuswinkel A,B der Konen 9, 9a (Fig. 2) liegt etwa in einem Bereich
zwischen 60 und 90 , vorzugsweise bei etwa 7,50.
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Prinzipiell ergeben sich bei kleineren Konuswinkeln entsprechend größere
Spreizkräfte bei gleichzeitig größerem Auszugsweg. Ein vergleichsweise geringer
Befestigungsweg bei guten Auszugswerten ist dann erreichbar, wenn man den Konuswinkel
so groß macht, daß er gerade noch die vorgesehene Maximalbelastung durch Aufspreizen
und die entsprechenden Wirkungen an die Wand überleiten kann.
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Die erfindungsgemäß gewünschte, stärkere Verspannung am Anker-Einsteckende
11 im Vergleich zu einem weiter vom Anker-Einsteckende entfernt liegenden Verspannbereich(en)
22 kann man also durch verschiedene, zum Teil vorstehend näher erläuterte Gestaltungen
erreichen. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß die Konuswinkel A
und B der Konuskörper 9, 9a usw. gleich groß ausgebildet sind.
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Insgesamt bietet der erfindungsgemäße Bolzenanker 1 den wesentlichen
Vorteil, daß seine Befestigung in einem Wandbohrloch 6 im axialen Verlauf seines
Verankerungsteiles 7 an die tiefenabhängigen Festigkeitsverhältnisse der Wand 3
weitgehend angepaßt ist, so daß eine stabile, gut belastbare Verbindung möglich
ist.
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Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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- Patentansprüche -
L e e r s e i t e