Ankerbolzen

Die Erfindung betrifft einen Ankerbolzen mit einem An¬ schlußteil, einem glatten Schaftabschnitt und einem Einsteckteil, durch das beim Eindrehen des Ankerbolzens in ein mit einer Mörtelpatrone gefülltes zylindrisches Bohrloch eine konische Hinterschneidung erzeugbar ist.

Ein solcher Ankerbolzen ist in der DE-OS 29 41 769 beschrieben. Die konische Hinterschneidung wird bei dem bekannten Ankerbolzen durch das Zusammenwirken einer • Profilierung und der Abriebkörner in der Mörtelpatrone erzeugt. Dabei führt der Ankerbolzen eine taumelnde Bewegung aus, bei der das Einsteckende mit seiner Profilierung auf einer mehr oder weniger definierten Bahn bewegt wird. Die Abriebkörner der Mörtelpatrone werden bei dem bekannten Ankerbolzen während der Ein- drehbewegung streckenweise mit einer Bewegungskompo¬ nente in ümfangsrichtung erfaßt und infolge ihrer Anlage am Einsteckteil an der Lochwandung der zylin¬ drischen Vorbohrung entlang gezwängt. Die genaue Form der Hinterschneidung ergibt sich zufällig und es ist nicht ausgeschlossen, daß ein Querschnitt durch die Hinterschneidung oval statt rund ist.

Soll der bekannte Ankerbolzen zur Verankerung in der sogenannten Rißzone verwendet werden,, ist eine defi¬ nierte Hinterschneidung wünschenswert. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Hinterschnitt kreissymmetrisch ist, da nicht vorhergesehen werden kann, in welcher

Richtung die möglicherweise auftretenden Risse verlau¬ fen werden.

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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin¬ dung die Aufgabe zugrunde, einen Ankerbolzen der ein¬ gangs genannten Art zu schaffen, der es gestattet, ohne Einsatz von Abriebkörnern eine definierte, reproduzier- bare Aufweitung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ankerbolzen im Bereich des Einsteckteils mit einem vom Einsteckende aus axial verlaufenden Schlitz ver- sehen ist, in den ein- axial verschiebbarer Spreizkeil mit seinem verjüngten Ende hineinragt. Beim Setzvorgang zerstört der Spreizkeil zunächst die im Bohrloch be¬ findliche Kunstharz-Mörtelpatrone und erreicht schlie߬ lich den Bohrlochgrund. Unter drehend-schlagender Bewegung und stetigem axialen Druck wird dann das Ein¬ steckende über den im Bohrloch aufstehenden Spreizkeil geschoben. Hierbei wird das" Einsteckteil des Ankerbol¬ zens gegen die Bohrlochwandung gepreßt und aufgeweitet. Der Spreizkeil wird so weit in den Schlitz eingetrie- ben, bis er am geschlossenen Schlitzende anliegt. Ist dieser Punkt erreicht, so hat der Ankerbolzen seine größtmögliche Spreizung erreicht und den beabsichtigten Hinterschnitt erzeugt.

Das Abräumen des Bohrlochmaterials erfolgt entweder durch eine am Einsteckteil ausgebildete Profilierung oder durch am Einsteckteil angeordnete Einsätze, die radial über dessen Umfang hinausragend angeordnet sind.

Zweckmäßig ist es, wenn der Spreizkeil einen Ansatz mit parallel verlaufenden Flächen aufweist, so daß der Spreizkeil in den Schlitz eingeklemmt werden kann und der Verbraucher den Ankerbolzen und den Spreizkeil komplettiert erhält. Vorteilhaft ist es, wenn der

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Schlitz sich durch die Profilierung hindurch bis in den glatten Schaftabschnitt erstreckt und die Breite des Spreizkeils etwas geringer als der Außendurchmesser der Profilierung ist. Die optimale Große des Keilwinkels für den Spreizkeil ist abhängig von der Härte des Befestigungsgrundes, von der Materialqualität des Ankerbolzens und der Länge des Spreizkeils. Ein günstiger Keilwinkel bei einem Befestigungsgrund aus Beton liegt im Bereich von 2 bis 6 ^β . Eine gute Zer- trüm erung der Mörtelpatrone und Durchmischung des

Kunstharzmörtels wird erreicht, wenn der Spreizkeil an seinem vom Ankerbolzen wegweisenden Ende eine Dach¬ schneide aufweist und der Ankerbolzen an seiner Stirn¬ fläche mit Mischzähnen versehen ist.

Beim Setzvorgang zerstört der Spreizkeil zunächst die im Bohrloch befindliche Kunstharz-Mörtelpatrone und erreicht schließlich den Bohrgrund. Unter drehend- schlagender Bewegung und stetigem axialem Druck wird dann das Einsteckende mit der Profilierung und/oder den überstehenden Einsätzen über den im Bohrloch aufstehen¬ den Spreizkeil geschoben. Hierbei werden die Einsätze bzw. die Profilierung gegen die Bohrlochwandung gepreßt und tragen das Material des Befestigungsgrundes so ab, daß ein Hinterschnitt entsteht. Der Spreizkeil wird dabei so weit in den Schlitz eingetrieben, bis er am geschlossenen Schlitzende anliegt. Ist dieser Punkt erreicht, so hat der Ankerbolzen seine größtmögliche Spreizung erreicht und den definierten Hinterschnitt erzeugt.

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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Einsätze als runde Hartmetallstifte ausgebildet, die in sich radial erstreckenden Aufnahmebohrungen eingelötet, eingeklebt oder eingepreßt sind. Um ein Abziehen des Einsteckteils des bereits im Bohrloch verankerten

Ankerbolzens vom Keil zu verhindern, ist es vorteil¬ haft, wenn die Aufnahmebohrungen sich radial durch¬ gehend bis zum Schlitz erstrecken und die Hartmetall¬ stifte in diesen radial verschiebbar geführt sind. Die Hartmetallstifte rutschen nach Erreichen der größt¬ möglichen Spreizung in Ausnehmungen hinein, die jeweils am vorderen Ende der Keilflächen des Spreizkeils ausge¬ bildet sind. Durch das Eingreifen der innen liegenden Enden der Hartmetallstifte wird ein Abziehen des Anker- bolzens vom Spreizkeil wirksam verhindert. Die Ausneh¬ mungen können dabei die Gestalt von Absätzen oder von ^' quer zu den Keilflächen verlaufenden Nuten haben.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Ankerbolzens hat auch noch den Vorteil, daß auf Zuschlagstoffe in der einzu¬ gebenden Mörtelpatrone verzichtet werden kann, da der Abraum als Zuschlagstoff verwendbar ist.

Von besonderem Vorteil ist es, daß der Ankerbolzen gleichzeitig Befestigungsmittel und A fweit erkzeug für die Erzielung eines HinterSchnittes im Tiefsten eines zylindrischen Bohrloches ist, weil dadurch der Anker¬ bolzen nach Erzielung des HinterSchnit es nicht aus dem Bohrloch entfernt zu werden braucht.

Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen- Standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

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Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin¬ dungsgemäßen Ankerbolzen im Bereich der Mündung eines Bohrloches in einer Seiten¬ ansicht,

Fig. 2 den Ankerbolzen gemäß Fig. 1 im eingesetzten Zustand in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin¬ dungsgemäßen Ankerbolzen im Bereich der Mündung eines Bohrloches vor dem Zertrümmern der Mörtelpatrone in einer Seitenansicht, die Mörtelpatrone teilweise geschnitten,

Fig. 4 das Einsteckteil des Ankerbolzens nach Fig. 3 in einer vergrößerten Seitenansicht,

Fig. 5 den Ankerbolzen gemäß Fig. 3 in einem Zwi- schenstadium beim Einsetzen in ein Bohrloch, in einer Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 6 den Ankerbolzen gemäß Fig. 3 im eingesetzten Zustand in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt.

Fig. 7 das Einsteckteil eines anderen Ausführungs¬ beispieles des erfindungsgemäßen Ankerbolzens im teilweisen Schnitt und teilweise in einer Seitenansicht, wobei links ein Zwischen¬ stadium und rechts das Endstadium während der Erzeugung des Hinterschnitts dargestellt ist, und

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfin¬ dungsgemäßen Ankerbolzens in einer der Fig. 7 entsprechenden Darstellung.

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Der insgesamt mit 1 bezeichnete Ankerbolzen besteht im wesentlichen aus einem Anschlußteil 2, einem glatten Schaftabschnitt 3 und einem Einsteckteil 4. Das Anschlußteil 2 weist ein Außengewinde 5 auf, das in einen Zwischenbund 6 übergeht. An dem dem Zwischenbund 6 gegenüberliegenden Ende des Außengewindes 5 ist ein axial über das Anschlußteil 2 überstehendes Mitnehmer¬ element 7 angeordnet, das als schraubenkopfartiger Sechskantzapfen ausgebildet ist und über einen Übergang 8 verfügt, der eine Kerbwirkungen vermeidende Neigung aufweist.

Am einstecksei igen Ende des Ankerbolzens 1 ist das Einsteckteil 4 mit einer in Fig. 1 sichtbaren Profi- lierung 9 versehen, die am schaftseitigen Auslaufende eine Schulter 28 bildet. Diese Profilierung 9 kann sägezahnförmig, trapezförmig oder spitzförmig ausge¬ bildet sein. Der Außendurchmesser der Profilierung 9 entspricht dem Gewinde— enndurchmesser des Außenge- windes 5 , so daß der Ankerbolzen 1 eine Durchsteck¬ montage gestattet.

Wie in Fig. 1 gut erkennbar ist, verfügt der Anker¬ bolzen 1 über einen Schlitz 10, der sich vom vorderen Ende des Ankerbolzens 1 ausgehend axial und mittig durch das Einsteckteil 4 bis in den glatten Schaft¬ abschnitt 3 erstreckt. Der Schlitz 10 ist als Ausneh¬ mung ausgebildet, die sich diametral durch das Ein¬ steckteil 4 erstreckt. Die Profilierung 9 erstreckt sich mindestens über zwei Drittel der Länge des Schlitzes 10.

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Die Stirnfläche 11 des Einsteckteils 4 erstreckt sich im wesentlichen im rechten Winkel zur Längsachse des Ankerbolzens 1 und ist mit Mischzähnen 12 bestückt. Ein Spreizkeil 13 ragt mit seinem Ansatz 14 an den Misch¬ zähnen 12 vorbei in den Schlitz 10. Der Ansatz 14 hat eine Dicke, die gleich der Schlitzweite ist. Der Ansatz 14 verfügt über zwei parallel zueinander verlaufende Flächen 15, 16, die gegen die Innenseiten des Schlitzes 10 anliegen.

In Fig. 1 ist dargestellt, wie der Spreizkeil 13 im Schlitz 10 eingeklemmt werden kann, so daß der Verbrau¬ cher den Ankerbolzen 1 und den Spreizkeil 13 komplet¬ tiert erhält. Die Klemmung kann durch genaue Anpassung der Dicke des Ansatzes 14 an die .lichte Weite des

Schlitzes 10 erreicht werden oder auch dadurch, daß der Spreizkeil 13 ein wenig ^' mit seinen Keilflächen 17, 18 in den Schlitz 10 eingepreßt wird.

Die Keilflächen 17, 18 des Spreizkeils 13 bilden einen Keilwinkel, der beispielsweise für einen Befestigungs¬ grund aus Beton 2" bis 6 ° beträgt. Die Keilflächen 17, 18 enden an der dem Ansatz 14 gegenüberliegenden Seite in einer Dachschneide 19, die primär die Aufgabe hat, den Glaskörper einer Kunstharz-Mörtelpatrone 20 zu zerstören und eine gute Durchmischung der Mörtelmasse zu bewerkstelligen. Weiterhin wird durch die Dach¬ schneide 19 eine Verminderung der Reibungskräfte er¬ zielt, wenn der Spreizkeil 13 auf dem Bohrlochgrund der in Fig. 1 dargestellten Bohrung 21 aufsitzt. Die Breite des Spreizkeils 13 ist etwas geringer als der Außen¬ durchmesser der Profilierung 9.

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Der Ankerbolzen 1 ist aus härtbarem Stahl gefertigt, wobei er durchgehärtet sein kann oder eine harte Ober¬ fläche mit zähelastischem Kern aufweist. Als Ausgangs¬ werkstoff für den Spreizkeil 13 kommt vorzugsweise Stahl, einsatzgehärtet, durchgehärtet, aber auch Hart¬ metall oder Keramik in Betracht.

Die Gesamtlänge des Spreizkeils 13 entspricht der Länge des Schlitzes 10. Zur Verminderung der Reibungskräfte zwischen dem Ansatz 14 des Spreizkeils 13 und der

Wandung des Schlitzes 10 kann der Spreizkeil 13 oder der Schlitz 10 auch mit einem Gleitmittel beschichtet sein.

Während Fig. 1 den Beginn des Einsetzvorgangs des

Ankerbolzens 1 in eine Bohrung 21 zeigt, zeigt Fig. 2 den Ankerbolzen nach dem Einsetzen. Deutlich ist in Fig. 2 erkennbar, daß der Ankerbolzen 1 gleichzeitig als Befestigungsmittel und Aufweitwerkzeug für die Erzielung eines Hinterschnittes 22 im Tiefsten der zylindrischen Bohrung 21 dient.

Als Vorbereitung für den Setzvorgang wird zunächst die zylindrische Bohrung 21 in einen Befestigungsgrund 23 eingebracht. Danach wird eine Kunstharz-Mörtelpatrone

20 in die Bohrung 21 eingeschoben. Schließlich wird der Ankerbolzen zusammen mit dem im Schlitz 10 einge¬ klemmten Spreizkeil 13 in die Bohrung 21 unter dre- hend-schlagender Bewegung und stetigem axialem Druck eingeführt, wobei die Mörtelpatrone 20 zerstört und ihr Inhalt vermischt wird. Sobald die Spitze des Spreiz¬ keils 13 den Bohrlochgrund 24 erreicht hat, wird der

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Einsteckteil 4 des Ankerbolzens 1 über den im Bohrloch aufstehenden Spreizkeil 13 geschoben. Hierbei wird die Profilierung 9 des Ankerbolzens 1 gegen die Wandung der Bohrung 21 gepreßt und entsprechend dem Maß des Abtrags aufgeweitet. Der Spreizkeil 13 wird so weit in den

Schlitz 10 eingetrieben, bis der Ansatz 14 am geschlos¬ senen Ende des Schlitzes 10 anliegt. Ist dieser Zustand erreicht, so hat der Ankerbolzen 1 seine größtmögliche Spreizung erreicht, den beabsichtigten Hinterschnitt 22 erzeugt und eine formschlüssige Verbindung hergestellt. Durch die Schulter 28 wird der Verbund d.h. die Mörtel¬ masse 29 abgestützt, was einen geringen Anf ngsschlupf bewirkt.

wie man in- Fig. 2 weiter erkennt, ist eine Durchsteck¬ montage möglich. Der zu befestigende Gegenstand 25 wird mit Hilfe einer Mutter 26 und einer Unterlegscheibe 27 gegen die Oberfläche des Befestigungsgrundes 23 ange¬ drückt. .

Die Profilierung 9 am Einsteckteil 4 kann, wie erwähnt, sägezahnför ig, trapezförmig, spitzförmig ausgebildet sein oder aber bei einem anderen nicht gezeigten Aus¬ führungsbeispiei auch völlig fehlen, wenn wie unten beschrieben Hartmetallstifte 30, Keramikstifte oder sonstige geeignete Einsätze verwendet werden, wobei, falls eine Durchsteckmontage erwünscht ist, der Außen¬ durchmesser des glatten Einsteckteils 4 kleiner ist als der Gewinde-Nenndurchmesser des Außengewindes 5.

Bei deir in den Figuren 3 bis 6 und insbesondere in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Einsteckteil ^' 4 am äußeren Ende zwei sich im rechten Winkel zum Schlitz 10 erstreckende radiale Sacklochbohrungen 31

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auf, in die Hartmetallstifte 30 eingesetzt sind. Das Profil der Hartmetallstifte 30 ist vorzugsweise rund, kann jedoch beliebig sein. Als Material für die Metall¬ stifte 30 wird Hartmetall, Keramik oder gehärteter Stahl verwendet. Die Befestigung der Hartmetallstifte 30 in den Sacklochbohrungen 31 erfolgt durch Löten, Aufkleben oder Einpressen. Der Durchmesser der Hart¬ metallstifte 30 ist auf den Außendurchmesser des Anker¬ bolzens 1 abgestimmt, wobei die Hartmetallstifte 30 radial über den Umfang des Einsteckendes 4 bzw. der Profilierung 9 hinausragen.

Bei glatt und zylindrisch ausgebildetem Einsteckende bewirken die Hartmetallstifte 30 alleine den Material- abtrag zur Erzeugung eines Hinterschnittes 22. Sind keine Hartmetallsti te vorhanden, so übernimmt, wie oben erörtert, die Profilierung 9 diese Aufgabe. Falls, wie im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 bis 8 dargestellt, sowohl die Profilierung 9 als auch die Hartmetallstifte 30 vorgesehen sind, unterstützt die Profilierung 9 die Durchmischung der Mörtelmasse 29.

Während Fig. 3 den Eeginn des Einsetzvorganges des Ankerbolzens 1 ^' in eine Bohrung 21 zeigt, zeigt Fig. 5 den Ankerbolzen 1 während des Einsetzvorgangs und

Fig. 6 den Ankerbolzen 1 nach Beendigung des Einsetz¬ vorgangs. Wie aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, ist auch der Ankerbolzen 1 des zweiten Ausführungsbeispiels gleichzeitig Befestigungsmittel und Aufweitwerkzeug für die Erzielung eines Hinterschnittes 22 im Tiefsten der zylindrischen Bohrung 21.

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Der Setzvorgang entspricht im wesentlichen dem bereits oben beschriebenen Setzvorgang für den Ankerbolzen 1 gemäß Fig. 1. Zur Verhinderung eines vorzeitigen Auf¬ spreizens des Eiristeckteiles 4 beim Zertrümmern der Mörtelpatrone 20 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß

Fig. 3 und 4 am Ansatz 14 des Spreizkeils 13 Schultern 35 ausgebildet. Sobald die Spitze des Spreizkeils 13 den Bohrlochgrund 24 erreicht hat, wird der Einsteck¬ teil 4 ganz über den in der Bohrung 21 aufstehenden Spreizkeil 13 geschoben. Hierbei werden je nach der Ausbildung des Einsteckteils 4 die Profilierung 9 und/oder die Hartmetallstifte 30 des Ankerbolzens 1 gegen die Wandung der Bohrung 21 gepreßt und bewirken eine Aufweitung entsprechend den Maßen des Materialab- trags. Der Spreizkeil 13 wird im Verlauf' der Erzeugung des Hinterschnitts 22 so weit in den Schlitz 10 einge¬ trieben, bis der Ansatz 14 am geschlossenen Ende des Schlitzes 10 anliegt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Beim Erreichen dieses Zustandes hat der Ankerbolzen 1 seine größtmögliche Spreizung erreicht, wobei der beabsichtigte Hinterschnitt 22 erzeugt ist und eine formschlüssige Verbindung hergestellt worden ist.

Auch bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbei- spiel wurde eine Durchsteckmontage ausgeführt. Der zu befestigende Gegenstand 25 wird wie bei dem ersten Aus¬ führungsbeispiel mit Hilfe einer Mutter 26 und einer Unterlegscheibe 27 gegen die Oberfläche des Befesti¬ gungsgrundes 23 angedrückt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei weitere Ausführungsbei¬ spiele des Ankerbolzens 1, bei denen statt der Sack¬ lochbohrungen 31 (Fig. 4) durchgehende Aufnahmeboh-

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rungen 32 am vorderen Ende des Einsteckteils 4 vorge¬ sehen sind. Die Hartmetallstifte 30 sind gegenüber dem in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel verlängert und können in den durchgehenden Aufnahme¬ bohrungen 32 gleiten. Während des AufWeitvorganges liegen sie gegen die Keilflächen 17 und 18 des Spreiz¬ keils 13 an und rutschen nach Erreichen der größtmög¬ lichen Spreizung in jeweils zugeordnete Ausnehmungen in der Nähe der Dachschneide 19 des Spreizkeils 13.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen in Gestalt von Absätzen 33 ausge¬ bildet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 sind statt¬ dessen Nuten 34 vorgesehen, die sich quer zur Längs- achse der Keilflächen 17 und 18 des Spreizkeils 13 er¬ strecken und eine Breite haben, die ausreichend für ein Einrasten der innenliegenden Enden der Hartmetallstifte 30 ist.

Durch diese Maßnahmen wird verhindert, daß das Ein¬ steckteil 4 des bereits im Bohrloch verankerten Anker¬ bolzens 1 vom Spreizkeil 13 abgezogen werden kann. Über die in den Absätzen 33 bzw. den Nuten 34 eingerasteten Hartmetallstifte 30 wird bei einem axialen Zug in Keil- richtung des ^' Spreizkeils 13 eine Mitnahme des Spreiz¬ keils 13 sichergestellt, so daß es nicht möglich ist, den aufgeweiteten Einsteckteil 4 vom Spreizkeil 13 abzuziehen und durch die in Auszugsrichtung enger werdende Bohrung wieder zusammenzudrücken.

Das bevorzugte Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Ankerbolzen 1 ist eine Verankerung in der sogenannten

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Rißzone. Der Verlauf von Rissen in einem Befestigungs¬ grund ist unberechenbar und es besteht somit die Ge¬ fahr, daß solche Risse quer durch eine Befestigungsboh¬ rung laufen und deren Durchmesser vergrößern. Bei dem erfindungsgemäßen Ankerbolzen 1 ist durch die Hinter¬ schneidung oder Hintergreifung im Bohrlochtiefsten noch genügend Resthaltekraft vorhanden, um den Ankerbolzen 1 trotz einer möglichen Lockerung in der Bohrung 21 am Herausfallen zu hindern, wenn ein Riss unmittelbar durch die Bohrung 21 verläuft.

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