专利名称：混凝土螺钉和用于将混凝土螺钉锚固在基础中的方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土螺钉和一种用于将混凝土螺钉锚固在基础中的方法。
背景技术：
为了将负载锚固在混凝土墙或混凝土天花板上或可比较的基础中，已知一些螺钉锚栓，它们典型地具有差不多在杆的整个长度上延伸的螺纹。这一方面是必需的，因为利用一个螺钉锚栓在基础中实现的侧凹是较小的并且特别在有裂纹的混凝土中必须提供尽可能大的螺纹包络面，以便可以将负载承接到混凝土中，而不引起沿螺纹包络面的剪切破坏。 另一方面在许多情况下没有完全利用混凝土的承载能力，因为在螺钉锚栓中由于在整个螺钉长度上延伸的螺纹必须注意一种组合的破坏机理，它包括在锚固深度的上三分之二内的一种混凝土锥形暴裂和在锚固深度的下三分之一内的一种剪切破坏。还已知一些侧凹锚栓，它们通常这样构成，以致或是事先或是在锚栓安装期间产生一种侧凹。侧凹的事先制出是不利的，因为这样的过程昂贵并且需要各种不同的专用工具，以便可以将其以需要的高可靠性实施。如果在锚栓安装期间产生侧凹，则必须较昂贵地制造侧凹锚栓，以便可以以要求的深度切入混凝土中。与之相应地产生高的用于侧凹锚栓的制造费用，侧凹锚栓在若干情况下制成多件式的。此外如果命中钢筋，则这样的侧凹锚栓的 安装是特别困难的。由DE 31 39 174已知一种地脚螺栓，它应装入一个用灰浆筒填满的圆柱形的栓孔中。在地脚螺栓的前部区段设置一个开口，在其中可以压入一个扩张楔。扩张楔在初始状态下伸出于锚栓元件的前端部，从而当锚栓元件压入钻孔中时，它蘑菇状地使锚栓元件的前端部扩大。按这种方式产生一个侧凹，它锚固在装入钻孔中的灰浆填料中。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种锚栓，它可以装入混凝土或类似基础中并且能够承受高负载，而不需要高的制造成本。按照本发明，为了达到该目的，设置一种混凝土锚栓，它具有一个杆段、一个设置在混凝土锚栓的前端部并且设有至少一个扩张开口的螺纹段和一个扩张元件，该扩张元件这样地为扩张开口配置，以致扩张元件在旋进期间使扩张开口扩大。该混凝土锚栓的基本构想在于，可以改变螺纹段的外径。在螺纹段开始旋进一个孔中时，螺纹段具有一个较小的直径，从而产生一个良好的切口。在螺纹段足够远地旋进钻孔中以后，激活扩张元件，从而螺纹段被张开并且具有一个较大的外径。这导致，螺纹段以一个较大的侧凹切入基础中。可以快速和不费力地在大的锚固深度中产生该大的侧凹，从而可以承接有竞争能力的负载。在一种实施形式中，杆段设有一个激活通道，扩张元件穿过该激活通道从远离螺纹段那侧可以激活。借此可以控制螺钉头各侧的扩大。这特别导致，扩大是受控制的和能够易变的并且与钻孔深度无关。在这种情况下，扩张元件优选是一个芯轴，它通过激活通道向前朝螺纹段那边可移动。该实施形式的特征在于一种简单而成本低的结构。在另一种实施形式中，扩张元件是一个设置在混凝土螺钉的前端部的芯轴，它在撞到孔的底部上情况下被压入扩张开口中并且在这种情况下导致螺纹段的扩大。由此取消了激活通道，这导致混凝土螺钉更小的减弱。按照一种优选的实施形式设定，螺纹段短于杆段。这确保，只中钻孔的深度内传递负载，从而达到更大的强度。此外也不需混凝土锚栓的整个杆设有螺纹，这降低了制造成本。螺纹段的螺纹优选是一种自攻丝螺纹。这能够放弃事先切削螺纹。为了达到上述目的，还设置一种用于将一个混凝土锚栓锚固在一个基础中的方法，其中，将混凝土锚栓旋进一个存在的孔中并且在旋进期间迫使扩张元件进入扩张开口中。关于获得的优点请参阅以上说明。可以借助一个切向冲击螺丝刀旋进混凝土锚栓，借其还迫使扩张元件进入扩张开口中。这能够自动地安装混凝土锚栓。在此特别优选的是，旋进将近结束时迫使扩张元件进入扩张开口中。按这种方式，只在钻孔的确定深度才导致大的侧凹，从而获得大的承载能力。优选的是，在扩张元件撞到孔的底部上时迫使扩张元件进入扩张开口中。这简化了方法，因为可以在没有其他的方法步骤情况下实施螺纹段的扩大。按照本发明，还设置一个切向冲击螺丝刀，它具有一个操纵元件，借其可以激活一个混凝土锚栓的一个扩张元件。一种这样的切向冲击螺丝刀能够实现混凝土锚栓的自动安装，因为在达到一个预定的旋进深度时可以自动地激活扩张元件，从而在正确的深度产生大的侧凹。
下面借助一种在附图中示出的实施形式描述本发明。在这些附图中图I混凝土锚栓在开始安装时的示意剖面图；图2图I的混凝土锚栓的螺纹段的示意侧视图；图3图I的混凝土锚栓将近安装结束，和图4混凝土锚栓的另一种实施形式的安装过程的示意剖面图。
具体实施例方式在图I和2中示出一个混凝土锚栓10，它具有一个杆段12和一个螺纹段14。螺纹段14处在混凝土锚栓的前端部，并且相反的后端部用于固定一个负载。为此目的，后端部可以例如设有内螺纹、外螺纹或还可以设置六角头。螺纹段14在这里包括一种具有一条螺纹线16的单线螺纹，它在这里具有较少的 圈数，例如二至四圈。杆段12是无螺纹的。一个扩张开口 18在直径上从混凝土锚栓的前端部开始通过螺纹段14延伸，从而混凝土锚栓10在一个前视图中通过两个接近半圆形的部分形成，它们处在扩张开口 18—侧和另一侧上。该扩张开口 18大致终止在从螺纹段14到无螺纹的杆段12的过渡区域内。在相反的端部，亦即在混凝土锚栓的前端部，扩张开口18变窄(也见图I)。
在这种情况下，混凝土锚栓10整体由一种传统的碳钢构成并且可以特别在螺纹段14的区域内淬火。作为备选方案，使用不锈钢也是可以的。由螺纹线16构成的螺纹在此构成为自攻的。
一条激活通道20沿混凝土锚栓10的纵轴线居中地通过杆段12延伸，它一直通到扩张开口 18。在激活通道20中设置一个扩张元件22，它在这里构成为伸长的芯轴，它以其前端部稍微伸进扩张开口 18中并以其后端部伸出混凝土锚栓10的后端部。为了安装混凝土锚栓10，可以使用一个在这里示意示出的切向冲击螺丝刀30，它具有一个夹头32，混凝土锚栓可以夹紧到该夹头中。切向冲击螺丝刀30附加具有一个操纵元件34，它可以作用到扩张元件22上。当要安装混凝土锚栓10时，用切向冲击螺丝刀30将该混凝土锚栓旋进一个事先已在一个矿物基础42如混凝土中制出的孔40中。在此这样地使孔40的直径与螺纹段14 的外径匹配，以致螺纹段14以较小的侧凹旋进孔40中。这在安装开始时确保一个良好的切口。当混凝土锚栓10较深地旋进孔40中时，激活切向冲击螺丝刀30的操纵元件34， 从而沿箭头P方向向前推进扩张元件22。由此使扩张开口 18扩大，并且将两个具有螺纹线 16的部分相互挤开，借此加大螺纹段14的螺纹线16的外径。这迫使由螺纹线16形成的螺纹以较大的侧凹切入在基础42中的孔40的壁中。因此在大的锚固深度中产生明显的螺纹侧凹，以此可以承接高负载。由于很深地在混凝土中实现加载，所以破坏危险是很小的。总体上在无裂纹的和在有裂纹的混凝土中都得到一种良好的锚固性能。由于在孔中没有产生大的扩张力，所以可以选择小的轴间距和边缘间距。不同于所示的实施形式，混凝土锚栓10的螺纹段14也可以是多重开口的。图4a)和b)示出混凝土锚栓10的前部区段，其中为了扩大扩张开口 18，使用一个立在孔40的底部上的扩张元件22。在此扩张元件22在混凝土锚栓10的前端部自由地沿纵轴线可移动地进行引导。 扩张开口 18在螺纹段14的区域内将混凝土锚栓10分成多个部分，这能够实现该区域的扩大。为了开始旋进过程(未示出)，将混凝土锚栓10插入孔40中并且在一个未扩大的状态下以在螺纹线16的区域内的小的外径旋进。接着在一定的深度，扩张元件22撞在孔40的底部上(图4a);在继续旋进混凝土锚栓10时，通过现在插进的扩张元件22的锥体44扩大螺纹段14。借此加大螺纹段14的螺纹线16的外径。这在这里还迫使螺纹与在基础42中的孔40的壁的较大的侧凹。锚固深度和侧凹的大小可以经由扩张元件22的长度和其形状进行控制。图4c)示出同一实施形式的混凝土锚栓10，其中扩张元件22具有不同的形状和长度。可明显地看出，在这种实施形式中，只在混凝土锚栓10的前部区域内需要扩张开口 18，而混凝土锚栓10的其余区域并没有减弱。并且与图I的实施形式相比，还取消了在那里示出的激活通道。
权利要求
1.混凝土螺钉(10)，具有一个杆段(12)、一个设置在混凝土螺钉(10)的前端部并且设有至少一个扩张开口(18)的螺纹段(14)和一个扩张元件(22)，该扩张元件这样地为扩张开口(18)配置，以致扩张元件(22)在旋进期间使扩张开口(18)扩大。
2.按照权利要求I所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，杆段(12)设有一个激活通道(20)，扩张元件(22)穿过该激活通道从远离螺纹段(14)那侧可以激活。
3.按照权利要求I或2所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，扩张元件(22)是一个芯轴，该芯轴通过激活通道(20)向前朝螺纹段(14)那边可移动。
4.按照权利要求I所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，扩张元件(22)是一个这样设置在混凝土螺钉(10)的前端部的芯轴，以致芯轴在其撞在孔底部上的条件下移动到扩张开口 (18)中。
5.按照上述权利要求之一所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，螺纹段(14)短于杆段(12)。
6.按照上述权利要求之一所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，杆段(12)没有螺纹。
7.按照上述权利要求之一所述的混凝土螺钉(10)，其特征在于，螺纹段(14)的螺纹线(16)构成一种自攻丝螺纹。
8.用于将一个按照上述权利要求之一所述的混凝土螺钉(10)锚固在基础中的方法，其特征在于，将混凝土螺钉(10)旋进一个存在的孔(40)中并且在旋进期间迫使扩张元件(22)进入扩张开口 (18)中。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，借助一个切向冲击螺丝刀(30)旋进混凝土螺钉(10)并且由切向冲击螺丝刀(30)迫使扩张元件(22)进入扩张开口(18)中。
10.按照权利要求8和9之一所述的方法，其特征在于，旋进将近结束时迫使扩张元件(22)进入扩张开口 (18)中。
11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，在扩张元件(22)撞在孔(40)的底部上的条件下迫使扩张元件进入扩张开口(18)中。
12.切向冲击螺丝刀(30)，包括一个夹头(32)和一个操纵元件(34)，利用该操纵元件可以操纵一个混凝土锚栓(10)的一个扩张元件(22)。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土螺钉(10)，具有一个杆段(12)、一个设置在混凝土螺钉(10)的前端部并且设有至少一个扩张开口(18)的螺纹段(14)和一个扩张元件(22)，该扩张元件这样地为扩张开口(18)配置，以致扩张元件(22)在旋进期间使扩张开口(18)扩大。本发明还涉及用于安装一个这样的混凝土螺钉(10)的一种方法和一种切向冲击螺丝刀(30)。
文档编号B25B21/02GK102619833SQ20121001550
公开日2012年8月1日 申请日期2012年1月18日 优先权日2011年1月28日
发明者B·桑德尔, C·科尼希, F·罗森克兰茨 申请人:喜利得股份公司