膨胀锚栓的制作方法

文档序号:16852197发布日期:2019-02-12 22:50
膨胀锚栓的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的膨胀锚栓。



背景技术:

从公开文献DE 37 07 510 A1中已知一种金属制成的紧固锚栓,其可以通过膨胀套筒的膨胀而锚固在钻孔中。为了使膨胀套筒膨胀,膨胀锚栓具有作为膨胀体的锥形螺母,锥形螺母通过旋拧螺栓而被拉入到膨胀套筒中,并且由此膨胀套筒可以膨胀。在该膨胀锚栓的杆上,弹簧环设置为保持元件,该保持元件将膨胀套筒保持在钻孔中的指定位置。此外,在该膨胀锚栓的杆上设置有具有纵向肋的套筒,该纵向肋是用于膨胀套筒的防共转装置(Mitdrehsicherung),其阻止膨胀套筒在钻孔中膨胀时的共同旋转。



技术实现要素:

本发明的任务是提出一种替代的紧固元件,其能够被容易地安装。

该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的膨胀锚栓予以解决,该膨胀锚栓适用于锚固在位于锚固基底中的钻孔中,尤其适用于锚固在由实心材料、例如水泥制成的锚固基底中。根据本发明的膨胀锚栓具有杆,该杆具有膨胀体、颈部和负载施加部,它们沿纵向轴线依次布置。此外,在杆处能够布置一间隔部段,尤其是布置在颈部与负载施加部之间。纵向轴线平行于膨胀锚栓进到钻孔中的插入方向,或者与该插入方向相同。根据本发明的膨胀锚栓的杆尤其是由钢并且尤其是一体地制成。膨胀锚栓尤其是构造为销钉锚栓,就是说所述杆尤其由一部件并且以一部件来制造,例如由一件钢丝通过冷整体成型来制造,这对于销钉锚栓是常见的。这实现了膨胀锚栓的成本低廉的制造和简单的构造,该膨胀锚栓具有较少的部件。负载施加部尤其实施为外螺纹,螺母可以旋拧到该外螺纹上以固定附件。或者,负载施加部也可以构造内螺纹或以卡口式连接、钩子或者孔眼的方式构造,其中这种列举并非详尽无遗。膨胀体用于使膨胀套筒膨胀。膨胀体尤其是布置在膨胀锚栓的、沿插入方向的前端部,并且尤其是如此构造,使得其直径沿插入方向朝向膨胀体的前端部至少局部地变大。尤其是,膨胀体圆锥形或截头圆锥形地成型。“直径”在此并且接下来只要不是另有说明就是指外直径。对于不同于圆形横截面的截面,“直径”理解为包络该截面的圆的直径。“插入方向”是指下述方向,膨胀锚栓沿该方向插入到钻孔中。“前”和“后”始终参考所述插入方向。膨胀锚栓沿插入方向的前端部因此是膨胀锚栓的下述端部,在按照计划将膨胀锚栓插入到钻孔中时,该端部首先进入钻孔。膨胀体在其后端部与颈部连接。颈部是在膨胀锚栓的杆上的一部段,该部段尤其布置在膨胀体与负载施加部之间,并且该部段具有比膨胀体在其最大直径处的截面更小的直径。在颈部和负载施加部之间能够布置一间隔部段,该间隔部段具有比颈部更大的直径。颈部和间隔部段尤其具有柱体的形状,它们在其底面或者顶面相互连接。在未膨胀的状态中,膨胀套筒可相对于杆轴向运动地布置在颈部上,其中膨胀套筒沿周向超过其外周的一半地包围该颈部。通过将膨胀体拉入到膨胀套筒中,该膨胀套筒能够在径向上膨胀,即沿相对于纵向轴线的径向平面增大或者扩大其直径。由此,所述膨胀套筒在钻孔中被膨胀体朝向钻孔壁运动,并且相对于钻孔壁被摩擦锁合和/或形状锁合地压紧。尤其是,为了进行膨胀,所述膨胀体沿着纵向轴线相对于或者抵靠着膨胀套筒运动,尤其是与插入方向相反地运动。当膨胀套筒仍未胀开时,所述膨胀锚栓处于“未膨胀”的状态,即所述膨胀体还没有为了进行胀开而被拉入到膨胀套筒中。为了将膨胀锚栓保持在钻孔中,在紧固元件的杆处布置了弹簧环。所述弹簧环尤其是由塑料制成,并且具有环形的基体,该基体具有一开口,所述杆容纳在该开口中。所述基体包围膨胀锚栓的杆,尤其是膨胀锚栓的颈部,直至外周的一半以上。基体具有弱化部,从而使得弹簧环为了改变其直径而能够沿周向变形,尤其是弹性地变形,即可逆地变形。“弱化部”在此尤其是指槽、间隙或者弹簧式的元件,该元件由于其构型实现了所述弹簧环的外周的变形,并且由此实现了弹簧环的外直径或者内直径的变化。也能够布置多个弱化部,例如交替地沿着和反向于插入方向并且沿着周向相互间隔。尤其是所述弱化部在一位置处完全断开所述弹簧环的基体,尤其是作为间隙沿轴向和径向方向,由此在所述弱化部的两侧产生了相反定向的端部,所述端部能够相互靠近和远离地运动,由此所述弹簧环的直径改变。所述端部能够在未变形的状态下相互间隔开。直径能够尤其是由于径向压力而减小,并且由于放松而再次变大。因此,弹簧环能够由于其可变形性沿径向和/或周向适配于钻孔的实际存在的直径。此外,通过挤压弹簧环,弹簧环能够如此强地压靠杆,使得弹簧环由于起作用的摩擦而旋转固定地保持在杆上。如此构造的弹簧环能够以简单的方式通过用于进行装配的径向运动而被推到紧固元件的杆上,并且此外可通过径向压力弹性变形。为了保证良好地保持在钻孔中,弹簧环在未变形的状态下的直径大于膨胀套筒在未膨胀状态下的直径。弹簧环的“未变形”的状态是指下述状态,其中弹簧环仍未被挤压。膨胀锚栓位于钻孔之外,并且膨胀套筒按照计划处于未膨胀的状态中,并且弹簧环处于未变形的状态中。在插入钻孔中之后,但是在夹紧所述膨胀锚栓之前,弹簧环处于变形的状态中,因为在插入到钻孔中时,它按照计划被挤压并且被钻孔壁所夹紧,而在夹紧所述膨胀锚栓之后,所述膨胀锚栓处于膨胀的状态中,并且所述弹簧环处于变形的状态中,通过所述夹紧所述膨胀套筒被胀开。

根据本发明,弹簧环具有至少一个径向向外伸出的突起部。该径向伸出的突起部能够沿径向方向变形,尤其是能够弹性变形。尤其是,该突起部是弹性弹动的悬臂,该悬臂尤其是与所述弹簧环的基体一体地、尤其是与由塑料制成的基体一体地被制造。

通过在基体处的弱化部与突起部的结合,弹簧环能够沿径向和/或周向良好地被挤压。因此,弹簧环能够非常容易地通过挤压适配于不同的钻孔直径,由此它在未变形的状态中具有相对较大的外直径,使得它即使在另一具有足够尺寸的钻孔中也能够被钻孔壁夹紧,而它为了插入到一较紧的钻孔中能够被挤压到一较小的直径上。“紧”和“宽松”的钻孔在此是指具有标称直径的钻孔的公差范围,如它尤其是在“Guideline for European technical approval of metal anchors for use in concrete(用于混凝土的金属锚杆的欧洲技术批准的指南)”,ETAG 001,附件 A,1997版,第三次修订,2013年4月第三点中所描述的那样。例如对于具有12mm标称直径的膨胀锚栓,利用具有12.1mm至12.5mm的切削直径的钻头来钻出所谓的12er钻孔,其中较小的切削直径导致较紧的钻孔,而较大的切削直径导致宽松的钻孔。根据本发明的膨胀锚栓的弹簧环在较紧的钻孔和宽松的钻孔中都能够被充分地保持住,以便用作用于膨胀套筒的支座,从而使得膨胀体为了进行膨胀能够被拉入到所述膨胀套筒中,而不会使得膨胀套筒被膨胀体从所述钻孔中拉出。就膨胀锚栓而言,通常膨胀锚栓的标称直径对应于钻孔的、四舍五入到毫米的直径,膨胀锚栓按照计划被插入到该钻孔中。

优选所述弹簧环具有至少三个径向伸出的突起部,它们尤其是沿周向均匀地分布在基体上,从而使得所述突起部将弹簧环在钻孔中对中。

弹簧环的直径尤其是大于钻孔的直径,尤其是大于钻孔的标称直径,膨胀锚栓按照计划被插入到该钻孔中,从而使得在将膨胀锚栓插入到钻孔中时钻孔壁施加径向压力到弹簧环上。因此弹簧环贴靠在钻孔壁上,尤其是如此,使得弹簧环由于出现在弹簧环与钻孔壁之间的摩擦而被轴向固定和旋转固定地保持在钻孔中。相反,所述弹簧套筒不必贴靠在所述钻孔壁上。相反,膨胀套筒的直径尤其是如此选择,使得它在未膨胀的状态下小于所述膨胀锚栓的标称直径,即对于具有10mm标称直径的膨胀锚栓而言,其例如是9.8mm,该膨胀锚栓按照计划被插入到所谓的10er钻孔中。这样构造的膨胀锚栓能够无问题地并且尤其是不需要使用锤子来敲击膨胀锚栓沿插入方向的后端部地被插入具有标称直径的、按照计划制造的钻孔中,并且尽管如此仍然安全并且可靠地被胀开。

为了使所述弹簧环即使在一宽松的钻孔中仍然被良好地保持住,在根据本发明的膨胀锚栓的一种优选的实施方式中,弹簧环在未变形的状态中的直径大于膨胀体的最大直径。如果负载施加部包括螺纹部段,那么弹簧环在未变形的状态下的直径此外尤其是大于螺纹部段的直径。

为了使所述膨胀锚栓即使在较紧的钻孔中仍然能够不花费较大力气地、尤其是用手来安装到钻孔中,所述弹簧环在未变形状态下的直径优选是根据本发明的膨胀锚栓的膨胀体的最大直径的1.3倍。尤其是所述弹簧环的直径最大是所述膨胀体的最大直径的1.25倍、尤其最大是1.2倍。

优选,所述弹簧环具有至少一个容纳空间,在将膨胀锚栓插入到钻孔中时所述突起部能够运动到所述容纳空间中。尤其是所述容纳空间布置在所述基体的侧面上,从而使得在将膨胀锚栓插入到钻孔中时突起部至少部分地运动到容纳空间中,并且由此能够被基体所容纳。通过将所述突起部运动到容纳空间中,所述突起部不再如此程度地在径向上伸出所述基体,使得该突起部不会阻止膨胀锚栓插入到较紧的钻孔中。通过进到容纳空间中的可能的运动,突起部尽管如此仍然能够粗大地(massiv)实施,从而使得它在一宽松的钻孔中能够实现足够高的保持力,并且不会弯折或者翻折,当所述弹簧环用作用于所述膨胀套筒的支座时。所述容纳空间尤其是如此构造,使得所述容纳空间能够容纳突起部的体积的至少30%、尤其是至少40%,尤其是最少50%。尤其是,设置多个容纳空间,一个或者多个突起部能够运动到所述容纳空间中。尤其是为每个突起部分别设置一容纳空间。

对于根据本发明的膨胀锚栓的另一种优选的实施方式,所述膨胀套筒具有至少两个膨胀壳,所述膨胀壳通过间隙沿周向相互间隔开。所述膨胀壳通过至少一个连接部一体地相互连接,由此所述膨胀套筒能够通过冲压成本低廉地被制造,并且通过绕所述膨胀锚栓的颈部弯曲,能够以简单的方式防丢失地紧固在膨胀锚栓处。间隙沿轴向尤其是由膨胀套筒的前端部延伸至连接部。相邻的膨胀壳能够直接通过连接部相互连接、尤其是通过沿周向延伸的连接部。替代地,膨胀壳也能够间接地、例如通过开缝的或者没有开缝的连接套筒相互连接,其中,所述连接部能够是至套筒体的、轴向延伸的连接件。所述连接部一般是具有最小横截面的区域,通过该区域,膨胀壳与另外的膨胀壳连接。如果所述膨胀壳通过多个接片与另外的膨胀壳直接或者间接连接,那么连接部是具有最小横截面的接片。

为了在宽松的钻孔中也保证根据本发明的膨胀锚栓的功能,所需的是,弹簧环充分地保持在钻孔中,从而使得它能够用作用于膨胀套筒的支座。这通过膨胀锚栓的根据本发明的结构来保证。如果膨胀套筒此外已经在一较小的力下胀开,那么就实现了另一种改进,使得用作支座的弹簧环仅仅必须被克服这个较小的力支撑在钻孔壁上。

为了使得所述膨胀套筒即使在一较小的力下也能够胀开,对于根据本发明的膨胀锚栓的一种优选的构造方案,连接部的横截面与膨胀体的最大直径的比例最大为0.22mm、尤其是最大0.20mm并且尤其是最大0.18mm。由于较小的面积,连接部阻碍胀开的阻力足够小。

此外或者替代地,连接部的横截面积与间隙的轴向长度之比优选为最大0.25mm、尤其是最大0.18mm并且尤其是最大0.13mm,从而使得膨胀套筒能够特别容易地被胀开,所述间隙沿轴向方向接邻所述连接部。

此外优选的是,连接部的轴向长度小于连接部的径向厚度。此外或者替代地,连接部的轴向长度优选小于2.5mm、尤其是小于2.0mm并且尤其是小于1.5mm。

尤其是所述连接部构造在所述膨胀壳的后端部、尤其是在膨胀套筒的后端部,从而使得在胀开力与连接部之间存在尽可能大的杠杆臂,该胀开力通过膨胀体作用在所述膨胀套筒的前端部,由此在所述连接部处相对于胀开力较大的弯曲力矩作用到用作支座的弹簧环上,该较大的弯曲力矩有利于在一较小的轴向力的情况下容易地进行胀开。

根据本发明的膨胀锚栓能够在不花费较大力气的情况下、尤其是在不需要利用锤子将膨胀锚栓敲击进钻孔中的情况下插入到钻孔中,该钻孔按照计划利用标称直径进行制造,尤其是使用者通过手来推入或者插入膨胀锚栓。因此,对于根据本发明的膨胀锚栓而言,不需要在杆沿插入方向的后端部设置敲击栓,如对于销钉锚栓常见的那样。根据本发明,因此构造为外螺纹的负载施加部能够延伸至紧固元件沿插入方向的后端部,因为下述风险被排除,所述风险为:在将膨胀锚栓插入到钻孔中时所述外螺纹由于敲击而损坏。

附图说明

接下来,借助于在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。

在附图中:

图1在侧视图中示出根据本发明的膨胀锚栓;

图2在另一侧视图中示出根据本发明的膨胀锚栓;

图3示出根据本发明的膨胀锚栓在平面III-III中的轴向截面;

图4示出根据本发明的膨胀锚栓在平面IV-IV中的轴向截面;和

图5示出图1中的局部V的细节图。

具体实施方式

在附图中示出了在未膨胀的状态中的、在钻孔外的、根据本发明的膨胀锚栓1,其作为紧固元件用于锚固在未示出的钻孔中。膨胀锚栓1沿纵向轴线L从沿插入方向E的前端部2延伸至后端部3。膨胀锚栓1被实施为所谓的销钉锚栓(Bolzenanker),其具有伸长的、销状的并且一体地由钢制成的杆4。由后端部3出发,在杆4处构造了作为载荷施加部6的外螺纹5,该外螺纹延伸至膨胀锚栓1的后端部3,并且在其处布置了垫片7,并且螺母8被旋拧到该外螺纹上。沿插入方向E,柱形间隔部段9与外螺纹5连接。沿插入方向E在间隔部段9之前布置了颈部10,其同样也是柱形的,但是具有下述直径,该直径小于外螺纹5的直径。沿插入方向E,膨胀体11作为杆4的前部部段与颈部10连接,该膨胀体具有锥形的膨胀部段12,该膨胀部段沿插入方向E扩大其直径直至膨胀体的最大直径DK。

在颈部10处布置了膨胀套筒13,该膨胀套筒由三个膨胀壳14组成,所述膨胀壳通过间隙15沿周向U相互隔开,但是一体地通过连接部16相互连接。所述膨胀套筒13通过将膨胀体11拉入到膨胀套筒13中到膨胀壳14之间而能够径向膨胀,由此膨胀套筒13的直径DS相对于在附图中示出的未膨胀状态变大。所述膨胀壳14沿周向U拱起,并且在截面中共同形成一圆环,该圆环被间隙15中断,如图4所示。间隙15在其后端部通过圆形的扩张部17扩张,该扩张部使得膨胀套筒13的膨胀变得容易。连接部16在间隙15的后端部将其封闭,并且布置在膨胀套筒13的后端部。

在膨胀套筒13与构造为环阶梯的过渡部之间布置有弹簧环18,其用于将膨胀锚栓1保持在钻孔中,所述过渡部为从颈部10至间隔部段9的过渡部。弹簧环18具有环形的、有间隙的基体19,该基体通过构造为间隙的弱化部20沿周向U在一位置处断开,从而使得在基体19处存在两个相互面对的、并且能够相对运动的端部21、22,由此弹簧环18为了改变其直径DF能够沿周向U变形。基体19由于弱化部20形成了敞开的圆环,其具有开口23,用于容纳杆4的颈部10,如图3所示。

在弹簧环18的基体19处,沿周向U分布地布置了突起部24,所述突起部与弹簧环18一体地由塑料制成,由基体19径向伸出,并且在未变形的状态中限定了弹簧环18的直径DF。在附图中示出的未变形的状态中,弹簧环18的直径DF大于膨胀套筒13在未膨胀的状态中的直径DS,该未膨胀的状态在附图中示出。此外,弹簧环18的直径DF在未变形的状态中是膨胀体11的最大直径DK的1.16倍。在基体19的侧面布置了矩形的袋状部作为用于突起部24的容纳空间25,具体而言对于每个突起部24分别布置了一个容纳空间25。突起部24作为悬臂布置在容纳空间25的前端部,并且由基体19径向倾斜向后伸出。其自由端能够沿轴向弹性弯曲,由此弹簧环18的直径DF改变,并且能够与钻孔的直径相匹配。在将膨胀锚栓1插入到钻孔中时,突起部24能够通过弯曲而运动到容纳空间25中,并且被容纳空间25至少部分地容纳。因此,容纳空间25中的每一个容纳空间具有一容积,该容积基本上与配属的突起部24的体积相等。

膨胀壳14通过连接部16相互连接。为了使所述膨胀套筒13能够容易地胀开,就是说,为了使膨胀体11能够被尽可能小的轴向负载沿轴向推入到膨胀壳14之间,就是说沿着纵向轴线L并且与插入方向E相反地被推入——由此膨胀壳14能够径向向外运动,连接部16具有较小的横截面面积并且因此具有较小的惯性矩。连接部16的横截面面积由连接部16的轴向长度aV和连接部16的径向厚度dV计算得到。连接部16的横截面面积与膨胀体11的最大直径DK之比为0.16mm。连接部16的横截面面积与间隙15的轴向长度之比为0.13mm,该间隙沿轴向方向与上述连接部16接邻。在绝对数值上,对于在此绘制的膨胀锚栓1,连接部16的轴向长度aV是1.0mm,而该连接部16的径向厚度dV是1.25mm。

膨胀套筒13在未膨胀的状态下具有直径DS,该直径小于膨胀锚栓1的标称直径。膨胀锚栓1的标称直径等于钻孔的标称直径,钻孔利用该标称直径按照计划地被钻出,所述膨胀锚栓1应当被插入到该钻孔中。对于在附图中示出的、根据本发明的膨胀锚栓1而言,标称直径为8mm,相反膨胀套筒13的直径DS为7.5mm。弹簧环18相反在未变形的状态下具有9.1mm的直径DF,该直径大于膨胀锚栓1的标称直径。如果膨胀锚栓1按照计划地被插入具有标称直径的钻孔中,那么膨胀套筒13并未阻止所述插入,从而使得膨胀锚栓1能够不需花费较大力气地、尤其是在不使用锤子的情况下被推入或者插入到所述钻孔中,并且不必进行敲击。在此,径向向外伸出的突起部24至少部分弹动地折叠到弹簧环18的容纳空间25中。所述突起部24以其径向外部的、自由的端部贴靠在钻孔壁上,并且被钻孔壁弹动地挤压。由此在弹簧环18与钻孔壁之间产生一摩擦力,通过该摩擦力所述弹簧环18轴向固定地保持在所述钻孔中,从而使得其在所述膨胀套筒13胀开时能够用作用于所述膨胀套筒13的支座。在插入所述膨胀锚栓1之后,杆4通过上紧螺母8反向于插入方向E由钻孔中运动出来。一但所述膨胀体11的膨胀部段12被拉入到膨胀套筒13的膨胀壳14之间,并且由此所述膨胀套筒13在径向上胀开,膨胀套筒13被弹簧环18轴向保持。由于连接部16的较小的横截面,一较小的轴向力就足以利用膨胀体11在径向上压开膨胀壳14。这种轴向胀开力小于同样作用在轴向上的、弹簧环18的保持力,该弹簧环用作支座。一但膨胀壳14由于胀开被钻孔壁挤压,所需的胀开力便能够提高,因为所述膨胀套筒13于是自身轴向固定地夹紧在钻孔中。

在附图中示出的膨胀锚栓1能够由于其根据本发明的构造而容易地、就是说利用较小的轴向力被插入到钻孔中和胀开,相对于已知的销钉锚栓,这极大地简化了使用者的操作。所述膨胀锚栓1由较少部件组成,所述部件能够容易地装配并且成本低廉地被制造。

附图标记列表

1 膨胀锚栓

2 膨胀锚栓1的前端部

3 膨胀锚栓1的后端部

4 杆

5 外螺纹

6 负载施加部

7 垫片

8 螺母

9 间隔部段

10 颈部

11 膨胀体

12 膨胀部段

13 膨胀套筒

14 膨胀壳

15 间隙

16 连接部

17 间隙15的扩张部

18 弹簧环

19 弹簧环18的基体

20 弱化部

21 基体19的第一端部

22 基体19的第二端部

23 基体19的开口

24 突起部

25 弹簧环18的、用于突起部24的容纳空间

aS 间隙15的轴向长度

aV 连接部16的轴向长度

dV 连接部16的径向厚度

DF 弹簧环18的直径

DK 膨胀体11的直径

DS 膨胀套筒13的直径

E 插入方向

L 纵向轴线

U 周向

再多了解一些
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