具有带凹槽锚栓的膨胀锚的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的膨胀锚。这种膨胀锚包括锚栓和位于锚栓的至少一个膨胀壳，其中锚栓包括：用于使所述至少一个膨胀壳膨胀的楔形区域；容纳至少一部分膨胀壳的颈部区域，所述颈部区域位于楔形区域的后方；形成用于膨胀壳的向后止动件的邻接区域，所述邻接区域位于颈部区域的后方；中间区域，所述中间区域位于邻接区域的后方；和用于将拉力引入到锚栓中的后部区域，所述后部区域位于中间区域的后方，其中锚栓在颈部区域内设有至少一个纵向延伸的颈部区域凹槽。


背景技术：

2.ep2848825a1公开了一种根据权利要求1的前序部分所述的膨胀锚。在ep2848825a1案中，膨胀套筒在其内侧上具有至少一个腹板，所述腹板与锚栓的颈部区域中设有的凹槽接合。安装过程中，腹板被锚栓的楔形区域径向向外移位，即，腹板的材料被启动，以产生特别宽的膨胀。
3.de2256822a1示出了一种膨胀锚，其中在膨胀套筒与锚栓之间设有旋转锁。该旋转锁可以由位于锚栓的颈部区域的凹槽和从膨胀套筒突出的对应突出部形成。
4.ep0515916a2和de3411285a1描述了紧固件。在两案中，套筒都通过螺牙与内螺栓互锁。
5.wo17067945a1描述了一种将膨胀锚锚固在孔中的方法。首先将膨胀锚膨胀，然后在孔的壁与锚栓之间的空间中填充可硬化物质，以使可硬化物质到达锚栓的邻接区域。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种膨胀锚，在提供良好且可靠的性能的同时，其可以特别容易地且以特别低的成本和努力来制造，并且还可以提供附加的功能。
7.该目的通过根据权利要求1所述的膨胀锚得以实现。从属权利要求参考本发明的优选实施例。
8.根据本发明，锚栓在中间区域内设有至少一个纵向延伸的中间区域凹槽。
9.因此，本发明提出为颈部区域，即，位于邻接区域的正前方的区域，和中间区域，即，位于邻接区域的正后方的区域都提供一带凹槽的结构。
10.设置在颈部区域中的所述至少一个颈部区域凹槽可与相邻的膨胀壳在功能上相互作用，例如，提供旋转互锁，或当锚被加载时容纳将由楔形区域径向移位的膨胀壳材料。本发明发现，即使在膨胀壳与中间区域轴向间隔开的情况下，也为中间区域提供至少一个凹槽，即中间区域凹槽，可能是有利的，从而不可能与膨胀壳直接相互作用。首先，这允许了减少制造锚时所需材料的数量。此外，所产生的锚栓设计可以是特别对称的，由于所产生的力的分布，从制造的角度来看，特别是在采用楔横轧制时，这可以是有利的。可以在不对锚的性能产生负面影响的情况下实现这些优点：由于颈部区域必须容纳膨胀壳，因此颈部区域通常必须具有最小横截面。然而，由于颈部区域设置有凹槽结构，因此中间区域也可以设
置有凹槽结构，而不会进一步削弱锚栓并且影响整体锚固性能。另外，本发明的中间区域凹槽可以在将可硬化物质插入孔中的这些应用中促进材料运输。
11.锚栓是伸长体。膨胀壳与锚栓相邻，从而为了锚固膨胀锚，当锚栓沿向后方向加载时，膨胀壳可以径向移位。
12.优选地，锚栓的楔形区域，颈部区域，邻接区域，中间区域和后部区域是一体的，可以简化制造并提高性能。楔形区域，颈部区域，邻接区域，中间区域和后部区域在轴向方向上是不重叠的，即是分开的。特别地，楔形区域与颈部区域相邻，颈部区域与邻接区域相邻，和/或邻接区域与中间区域相邻。中间区域可以与后部区域相邻，或者在中间区域和后部区域之间也可以有一凸起区域或另一个区域。
13.锚栓限定纵轴，其有利地也可以是膨胀锚的纵轴。根据通常的定义，“纵轴”可以特别是在纵向方向上延伸的轴，即在锚栓的长度方向上延伸的轴。当使用术语“径向地”、“轴向地”、“纵向地”、“周向地”、“向前”、“向后”、“向后”等时，这些术语应当特别地相对于锚栓的纵轴来理解。
14.在楔形区域中，锚栓形成用于膨胀壳的楔形物，其朝着锚栓的后部会聚，从而当向后方向加载锚栓时，楔形区域可以使膨胀壳径向移位。例如，锚栓在楔形区域中可以是圆锥形的。然而，更复杂的会聚设计包含，例如在楔形区域中延伸的凹槽状轴向楔形区域通道，可以是特别优选的。
15.颈部区域轴向地位于楔形区域和邻接区域之间。至少在安装膨胀锚之前，膨胀壳的至少一部分，优选膨胀壳的重要部分，在轴向上与颈部区域重叠。因此，颈部区域至少部分地容纳膨胀壳。在颈部区域中，优选地，锚栓是圆柱形的，特别是具有非圆形底座的圆柱形，其中非圆形性至少是由颈部区域凹槽引起的。
16.在邻接区域中，锚栓具有阻止膨胀壳相对于锚栓向后运动的形状。因此，当将锚栓插入孔中时，邻接区域可使膨胀壳前进到孔中。特别地，当与颈部区域相比并且优选地还与中间区域相比时，锚栓在邻接区域中能具有更大的最大直径和/或最大半径。
17.中间区域将邻接区域与后部区域连接，即，其位于邻接区域和后部区域之间。在中间区域中，优选地，锚栓是圆柱形的，特别是具有非圆形底座的圆柱形，其中非圆形性至少是由中间区域凹槽引起的。如上所述，膨胀壳可以与中间区域轴向间隔开。
18.后部区域用于将向后指向的拉力引入到锚栓，即，用于加载锚。优选地，锚栓在后部区域中有螺纹，特别是在整个区域中有螺纹，其中所述螺纹允许力的传递。因此，后部区域优选是螺纹区域，特别是外螺纹区域。然而，在可选实施例中，锚栓还可在后部区域中具有较大直径头部，这对于低负载应用是特别优选的。
19.特别地，后部区域的螺纹不延伸到中间区域，即，后部区域的螺纹远离中间区域。特别地，中间区域和/或颈部区域是无螺纹的。
20.颈部区域凹槽特别地平行于锚栓的纵轴延伸。特别地，颈部区域凹槽的长轴平行于锚栓的纵轴延伸。颈部区域凹槽不形成螺纹，且优选地，颈部区域是无螺纹的。优选地，颈部区域凹槽的侧面平行于锚栓的纵轴延伸。颈部区域凹槽设置在锚栓的侧表面上，即，颈部区域凹槽在锚栓的侧表面中形成凹陷。
21.中间区域凹槽特别地平行于锚栓的纵轴延伸。特别地，中间区域凹槽的长轴平行于锚栓的纵轴延伸。中间区域凹槽不形成螺纹，并且优选地，中间区域是无螺纹的。优选地，
中间区域凹槽的侧面平行于锚栓的纵轴延伸。中间区域凹槽设置在锚栓的侧表面上，即，中间区域凹槽在锚栓的侧表面中形成凹陷。
22.特别地，颈部区域凹槽和中间区域凹槽均具有长延伸，并且此长延伸沿纵向延伸，即平行于纵轴。
23.优选地，锚栓和/或膨胀壳分别是钢制零件。例如，这些钢制零件可以包括碳钢或不锈钢。
24.根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个中间区域凹槽与所述至少一个颈部区域凹槽对齐。换句话说，中间区域凹槽位于颈部区域凹槽的虚拟延伸中。更优选地，在中间区域凹槽和颈部区域凹槽之间没有周向偏移。这可以进一步改善力的对称性并有助于制造。
25.如果所述至少一个颈部区域凹槽跨越整个颈部区域和/或所述至少一个中间区域凹槽跨越整个中间区域，则是特别有利的。这可以进一步减少材料需求并改善功能。特别地，所述至少一个颈部区域凹槽可以延伸到楔形区域，并且所述至少一个中间区域凹槽可以延伸到凸起区域。
26.优选地，中间区域的长度大于邻接区域的长度和/或颈部区域的长度大于邻接区域的长度，这可以进一步简化制造和/或改善性能。相应地，所述至少一个中间区域凹槽的长度优选地大于邻接区域的长度，和/或所述至少一个颈部区域凹槽的长度优选地大于邻接区域的长度。如果所述至少一个中间区域凹槽和所述至少一个颈部区域凹槽具有相同的长度，则是特别有利的。特别地，长度可以被认为是纵向延伸。
27.优选地，中间区域在轴向上的长度是邻接区域的至少两倍，更优选地，至少三倍。如果颈部区域和中间区域具有相同的长度，则特别有用。由于在制造和操作期间产生的力的对称性，这可以进一步增加对称性，并且更高的对称性可以进一步改善制造过程和性能。
28.有利地，中间区域和颈部区域具有相同的最小半径r和/或相同的最大半径r。可选地或附加地，中间区域和颈部区域优选地具有相同的最小直径d和/或相同的最大直径d。两者都允许了进一步减少材料需求。
29.根据本发明的另一优选实施例，中间区域和颈部区域至少局部地镜像对称，特别是关于垂直于纵轴和/或横越中间区域的对称平面。由于在制造和操作期间产生的力的对称性，这种高度对称的设置可以进一步改善制造过程和性能，并减少所需材料的数量。这两个区域只能是局部镜像对称的，这意味着它们可以具有镜像对称的区域，而其他区域则不是。优选地，两个区域至少在轴向和周向延伸区域中镜像对称。整个区域也可能是镜像对称的。
30.有利地，锚栓在颈部区域内设有多个纵向延伸的颈部区域凹槽，并且锚栓在中间区域内设有多个纵向延伸的中间区域凹槽。具有多个凹槽可以增加单个凹槽的优势。在本文中，重复地参考单个颈部区域凹槽的特性。但是，如果存在多个颈部区域凹槽，则多个颈部区域凹槽中的至少一个可以具有这些特性，或者所有多个颈部区域凹槽都可以具有这些特性，除非另外明确说明。同样，在本文中，重复地参考单个中间区域凹槽的特性。但是，如果存在多个中间区域凹槽，则多个中间区域凹槽中的至少一个可以具有这些特性，或者所有多个中间区域凹槽可以具有这些特性，除非另有明确说明。
31.优选地，颈部区域凹槽的数量等于中间区域凹槽的数量和/或多个颈部区域凹槽
中的每个与多个中间区域凹槽中的一个对齐。由于在制造和操作过程中所产生的力的对称性，由此产生的较高的对称性可以进一步改善制造过程和性能。
32.在邻接区域中，锚栓优选地包括邻接环，所述邻接环特别地关于颈部区域和中间区域都径向突出在锚栓上。此邻接环可以形成朝前的环肩，这允许了特别有效的膨胀壳接合，同时在本发明的装置中易于制造。邻接环围绕锚栓的纵轴。其在径向上在锚栓上突出，即，沿径向上在其周围突出，特别是沿径向在颈部区域和中间区域上突出。后部区域通过中间区域和如果存在的凸起区域与邻接环隔开。特别地，邻接环可以限定邻接区域的长度，即纵向延伸，即，邻接区域的长度等于邻接环的长度。优选地，邻接环是邻接区域。
33.优选的是，所述至少一个膨胀壳接合到所述至少颈部区域凹槽中。通过这种布置，颈部区域凹槽可例如通过容纳待膨胀的材料或通过有助于旋转锁而有助于锚固功能。
34.方便地，膨胀壳是围绕锚栓的膨胀套筒。这特别有效并且易于制造。
35.如上所述，在后部区域中，优选地，锚栓包括外螺纹。这易于制造的同时，实现特别有效的力传递。可以将螺母拧到螺纹上。
36.本发明还包含一种用于本发明的膨胀锚的制造方法，其中使用楔横轧制步骤形成膨胀锚的锚栓。由于其较高的对称性，本发明的设计可以促进楔横轧制。特别地，所述至少一个颈部区域凹槽和所述至少一个中间区域凹槽可以在楔横轧制步骤工艺中形成。
37.在此结合本发明的膨胀锚描述的特征也可以与本发明的方法结合使用，并且在此结合本发明的方法描述的特征也可以与本发明的膨胀锚结合使用。
附图说明
38.下面参考优选的示例性实施例更详细地解释本发明，所述优选的示例性实施例在附图中示意性地描绘。下面呈现的示例性实施例的各个特征可以在本发明的范围内单独地或任意组合地实现。
39.图1是本发明的膨胀锚的实施例的透视图；
40.图2是仅图1的膨胀锚的锚栓的透视图；
41.图3是仅图1的膨胀锚的锚栓的侧视图；
42.图4是仅图1的膨胀锚的锚栓的根据图3的横截面4
‑
4；
43.图5是仅图1的膨胀锚的锚栓的根据图3的横截面5
‑
5；和
44.图6在纵向剖视图中示出了位于基板的孔中图1的锚。
具体实施方式
45.附图示出了本发明的膨胀锚的一实施例。所示的膨胀锚是双头螺栓型的，并且具有限定纵轴99的细长锚栓10，以及在锚栓10的前部区域或尖端区域中邻近锚栓10布置的膨胀壳30。在本实施例中，膨胀壳30是膨胀套筒，其围绕锚栓10。
46.锚栓10在其前部区域或尖端区域中具有楔形区域12，所述楔形区域12设计成当楔形区域12沿向后方向被拉入膨胀壳30时，即当膨胀壳30相对于楔形区域12向前移动到楔形区域12上时，用以径向膨胀膨胀壳30。为此，至少在安装锚之前，锚栓10的侧表面在楔形区域12中朝向锚栓10的后部会聚，即，朝向膨胀壳30会聚。优选地，会聚的焦点在纵轴99上。
47.在本例中，锚栓10还具有过渡区域42，其位于楔形区域12的前方并且邻近楔形区
域12，以及尖端区域41，其位于过渡区域42的前方并且邻近过渡区域42。在过渡区域42中，与楔形区域12相比，向后会聚较小，或向后会聚甚至为零，但是优选地为非反向会聚，即不是向前会聚。在本例中，过渡区域42中不存在会聚，即零。在尖端区域41中，锚栓10的侧表面朝向锚的前端会聚。
48.锚栓10具有颈部区域13，邻近楔形区域12并位于楔形区域12后方。至少在安装锚之前，膨胀壳30至少部分地围绕该颈部区域13。
49.锚栓10位于颈部区域13的后端，具有邻接区域14，其中锚栓10包括邻接环，所述邻接环径向突出在锚栓10上并形成面向前的环形肩部，用于轴向接合膨胀壳30并向前推进膨胀壳30。
50.在当前情况下，楔形区域12和颈部区域13例如与其余的锚栓10成为一体。然而，锚栓10的多件式设计也是可能的。
51.在锚栓10的后部区域中，锚栓10具有一后部区域17，其特征在于，锚栓10在所述后部区域17中设有外螺纹。所述外螺纹提供了载荷引入结构，用于将向后定向的载荷引入到锚栓10。
52.锚栓10轴向地在后部区域17和邻接区域14之间，具有中间区域15，其中与后部区域17和/或邻接区域14相比，锚栓10的最大直径d更小。后部区域17与邻接区域14相邻，并且可以与后部区域17相邻。然而，在当前情况下，锚栓10还具有轴向上位于中间区域15与后部区域17之间的凸起区域16。凸起区域16邻近中间区域15与后部区域17。颈部区域13和中间区域15具有相同的长度。楔形区域12到邻接区域14的距离和凸起区域16到邻接区域14的距离是相同的。
53.凸起区域16在锚栓10上径向突出。在凸起区域16中，从纵轴99测量的锚栓10具有比在中间区域15和后部区域17中更大的最大半径r。优选地，在凸起区域16中，锚栓10还具有比在中间区域15和后部区域17中更大的最大直径d。因此，凸起区域16形成围绕纵轴99的环，所述环相对于其周围突出。当锚被径向加载时，凸起区域16可以邻接孔壁，从而允许将力传递到基板上，并且保护由楔形区域12和膨胀壳30提供的膨胀机构。
54.可以在图6中特别清楚地看到，在凸起区域16中，优选地，锚栓10具有更大的最大半径r，优选地还具有比在邻接区域14中更大的最大直径d，更优选地还具有更大的最大半径r，并且优选地还具有比在楔形区域12中更大的最大直径d。这导致在基板6的孔中特别高的支撑。在每种情况下，半径r是从纵轴99和通过纵轴99的直径d开始测量的。
55.膨胀壳30设有多个狭缝36，其从膨胀壳30的前端开始并且朝向膨胀壳30的后端延伸。狭缝36可以促进膨胀壳30的径向膨胀。
56.在颈部区域13中，锚栓10在其侧表面上设有多个颈部区域凹槽23。这些颈部区域凹槽23可从锚栓10的外部径向进入。颈部区域凹槽23分别是平行于纵轴99延伸的纵向凹槽。在横截面中，颈部区域13在颈部区域凹槽23处偏离圆。颈部区域凹槽23沿着整个颈部区域13延伸到楔形区域12中。颈部区域13是无螺纹的。
57.每个颈部区域凹槽23具有第一颈部区域凹槽侧壁和第二颈部区域凹槽侧壁，其中两个颈部区域凹槽侧壁在周向上限制各自的颈部区域凹槽23。因此，颈部区域凹槽侧壁是周向侧壁。在图2中，示例性颈部区域凹槽23的第一颈部区域凹槽侧壁已经用附图标记71标记，且该示例性颈部区域凹槽23的第二颈部区域凹槽侧壁已经用附图标记72标记。
58.中间区域15是无螺纹的。然而，在中间区域15中，锚栓10在其侧表面上设置有多个中间区域凹槽25。这些中间区域凹槽25可从锚栓10的外部径向进入。中间区域凹槽25分别是平行于纵轴99延伸的纵向凹槽。在横截面中，中间区域15在中间区域凹槽25处偏离圆。中间区域凹槽25沿着整个中间区域15延伸到凸起区域16中。
59.每个中间区域凹槽25具有第一中间区域凹槽侧壁和第二中间区域凹槽侧壁。这两个中间区域凹槽侧壁在周向上限制各自的中间区域凹槽25。因此，中间区域凹槽侧壁是周向侧壁。在图2中，一示例性中间区域凹槽25的第一中间区域凹槽侧壁已经用附图标记73标记，且该示例性中间区域凹槽25的第二中间区域凹槽侧壁已经用附图标记74标记。
60.每个中间区域凹槽25在径向和周向上与颈部区域凹槽23中的一个重叠。中间区域凹槽25和颈部区域凹槽23对齐，使得中间区域凹槽25形成颈部区域凹槽23的延伸。
61.膨胀壳30接合在颈部区域凹槽23中。为此，膨胀壳具有轴向延伸的增厚部，所述增厚部伸入颈部区域凹槽23中。该接合可以形成旋转锁，其防止膨胀壳30围绕锚栓10旋转。
62.凸起区域16设有凸起区域通道26，其纵向延伸通过凸起区域16。在当前情况下，凸起区域通道26是表面凹槽。凸起区域通道26允许流体介质例如可硬化砂浆通过。此外，凸起区域通道26可以占据锚栓10的材料，从而促进凸起区域16的变形并且因此促进将锚栓10插入孔中。
63.楔形区域12，过渡区域42和尖端区域41设有楔形区域通道22，每个楔形区域通道纵向延伸通过楔形区域12，过渡区域42和尖端区域41。这些楔形区域通道22可以促进制造和/或改善安装和锚固。楔形区域通道22与凸起区域通道26对齐。可以在图4和5中特别清楚地看到，楔形区域通道22和凸起区域通道26均在周向上从颈部区域凹槽23和中间区域凹槽25都偏移。
64.在其前部区域中，锚栓10具有相对较高的镜像对称性：在通常的制造公差范围内，中间区域15与颈部区域13镜像对称，而凸起区域16与楔形区域12具有某些对称相似之处，全部相对于垂直于通过邻接区域14的纵轴99延伸的镜平面。此外，楔形区域12设有纵向延伸的表面凹槽(即楔形区域通道22)，凸起区域16(即凸起区域通道26)也是如此，并且凸起区域16的至少一部分与楔形区域12的至少一部分具有相同的自邻接区域14的轴向距离。这种高对称性可以在楔横轧制制造工艺中提供特定的力的对称分布。
65.当安装锚时，首先前端将锚引入基板6的孔中。随后，特别是通过拧紧设置在锚栓10的后部区域17的螺纹上的未示出的螺母，将锚栓10及其楔形区域12一起向后拉回。由此，楔形区域12被拉入膨胀壳30的前端区域，并且膨胀壳30被径向移位，从而锚固膨胀锚。生成的配置如图6所示。当其位于孔中时，凸起区域16的尺寸使得其创造与基板6产生过盈配合。