Titel

Ankervorrichtung

Stand der Technik

In der WO 2013/113586 ist ein Ankersystem mit einem Sensor zur Erfassung einer axi alen Endlage einer Spreizhülse beschrieben.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Ankervorrichtung, insbesondere einen Bolzenanker oder ei nen Spreizdübel, mit einer Kommunikationsschnittstelle, über die zumindest eine Infor mation an eine externe Vorrichtung bereitstellbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle zumindest eine Oberflächenwelleneinheit zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist. Vorteilhaft kann mittels der Oberflächen welleneinheit eine leistungsfähige Kommunikationsschnittstelle realisiert werden.

Unter einer Ankervorrichtung soll insbesondere ein Bauteil oder eine Anordnung von Bauteilen zur zugsicheren Verbindung bzw. Verankerung von Bauteilen verstanden werden. Die Ankervorrichtung besteht vorzugsweise aus einem zugfesten Material, be vorzugt aus einem Metall. Die Ankervorrichtung ist in einem Bohrloch befestigbar aus gebildet. Die Ankervorrichtung ist insbesondere kraft- und/oder formschlüssig mit dem Werkstoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, verbindbar ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die Ankervorrichtung stoffschlüssig verbindbar mit dem Werk stoff, in welchem das Bohrloch angeordnet ist, ausgebildet ist. Das Bohrloch ist insbe sondere als ein im Wesentlichen zylindrisches Bohrloch ausgebildet.

Die Kommunikationsschnittstelle ist insbesondere als eine passive Kommunikations schnittstelle ausgebildet. Unter einer„passiven“ Kommunikationsschnittstelle soll dabei insbesondere eine Kommunikationsschnitstelle verstanden werden, die keine inte grierte bzw. eigene Energieversorgung aufweist und kontaktlos durch die externe Vor richtung aktivierbar ist. Die Kommunikationsschnitstelle ist insbesondere dazu ausge bildet, eine Information in Form eines elektrischen Signals auszusenden bzw. an die externe Vorrichtung zu übermiteln. Vorzugsweise sind sämtliche Oberflächenwellen einheit passiv ausgebildet.

Bei der Information kann es sich beispielsweise um eine Identifikationsinformation han deln, über die die Ankervorrichtung identifizierbar ist. Die Identifikationsinformation kann beispielsweise Typ-, Modell-, Herstellerangaben und/oder eine eindeutige Identifi zierung umfassen. Des Weiteren ist auch denkbar, dass die Information als eine Anker information, eine Werkstückinformation, oder dergleichen ausgebildet ist. Bei der Anke rinformation kann es sich beispielsweise um eine Information handeln, über die der Zu stand der Ankervorrichtung charakterisierbar ist, beispielsweise ob die Ankervorrich tung ausreichend stark im Bohrloch befestigt ist, ob die Ankervorrichtung richtig positio niert ist, ob die Ankervorrichtung mechanisch verspannt ist und/oder ob eine Deforma tion oder eine Korrosion der Ankervorrichtung eingetreten ist. Bei der Werkstückinfor mation kann es sich beispielsweise um eine Temperatur oder eine Feuchtigkeit des Werkstücks handeln, in dem die Ankervorrichtung befestigt ist.

Die externe Vorrichtung weist eine Kommunikationsschnitstelle auf, über die ein elekt risches Signal zum Datenaustausch generierbar ist. Die externe Vorrichtung ist insbe sondere als eine akkubetriebene externe Vorrichtung ausgebildet. Die externe Vorrich tung kann beispielhaft als eine Handwerkzeugmaschine, die insbesondere zur Erzeu gung des Bohrlochs oder zur Befestigung der Ankervorrichtung vorgesehen ist, ausge bildet sein. Die Handwerkzeugmaschine kann beispielhaft als eine Bohrmaschine, als eine Schlagbohrmaschine, als ein Bohrhammer, als ein Schrauber, als ein Drehschlag schrauber oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist ebenfalls denkbar, dass die ex terne Vorrichtung als ein eigens zum Auslesen der Ankervorrichtung bzw. der Kommu nikationsschnitstelle der Ankervorrichtung vorgesehenes Gerät ausgebildet ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die externe Vorrichtung als ein Smartphone oder ein mobiler Rechner, wie beispielsweise ein Laptop, ausgebildet ist. Alternativ ist denkbar, dass die externe Vorrichtung als eine stationäre Einheit ausgebildet ist, die im Bereich zumin dest einer Ankervorrichtung, vorzugsweise in einem Bereich mit mehreren Ankervor- richtungen installiert ist. Über die als stationäre Einheit ausgebildete externe Vorrich tung können vorteilhaft mehrere Ankervorrichtungen periodisch mittels der Kommuni kationsschnittstellen überprüft werden, um sicherzustellen, dass die Verankerung si cher ist.

Die über die Kommunikationsschnittstelle bereitgestellten Informationen können beim und/oder nach dem Setzen der Ankervorrichtung überwacht und ausgewertet werden, um diese in einer Infrastruktur zu speichern oder in ein an die Kommunikationsschnitt stelle angebundenes Speicherelement zu schreiben. Beim Setzen der Ankervorrich tung kann die Ankervorrichtung insbesondere über eine als eine Handwerkzeugma schine ausgebildete externe Vorrichtung überwacht werden. Alternativ kann die Über wachung bzw. das Auslesen und Auswerten auch in einem Abstand von einigen Me tern mittels einer mobilen externen Vorrichtung erfolgen. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Speicherelement als RFID-Element ausgebildet und dazu vorgesehen ist, von nahe der Ankervorrichtung platzierten Werkzeugen oder Handwerkzeugmaschinen modifiziert und/oder beschrieben zu werden. Die Speicherung erfolgt dabei beispiels weise über eine physikalische Modifizierung eines Widerstands oder einer Kapazität, die durch die Kommunikationsschnittstelle wiederum auslesbar ist. Die über die Kom munikationsschnittstelle bereitgestellten Informationen können auch zu einem späteren Zeitpunkt abgerufen werden, insbesondere können mittels der Oberflächenwellenein heit Änderungen des Zustands der Ankervorrichtung und/oder des Werkstücks über wacht werden.

Unter einer akustischen Oberflächenwelle soll insbesondere eine Körperschallwelle verstanden werden, die planar auf einer Oberfläche bzw. im Wesentlichen in zwei Di mensionen propagiert.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit ein Piezoele- ment und zumindest eine erste Elektrodenstruktur aufweist, die derart miteinander ver bunden sind, dass ein insbesondere an der ersten Elektrodenstruktur eingehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal eine akustische Oberflächenwelle erzeugt und/oder eine insbesondere an der ersten Elektrodenstruktur eingehende akustische Oberflächenwelle ein ausgehendes elektrisches und/oder magnetisches Signal er zeugt. Unter einem elektrischen und magnetischen Signal soll dabei insbesondere ein elektromagnetisches Signal verstanden werden. Die akustische Oberflächenwelle pro pagiert bzw. breitet sich linear aus. Unter einem Piezoelement soll dabei insbesondere ein piezoelektrisches Material verstanden werden, das bei einer Verformung eine elekt rische Spannung erzeugt und sich umgekehrt unter einer angelegten elektrischen Spannung elastisch verformt. Das Piezoelement kann aus einem piezoelektrischen Kristall, wie beispielsweise Quartz, Lithiumniobat oder Galliumorthophosphat, oder aus einer piezoelektrischen Keramik, wie beispielsweise einem Blei-Zirkonat-Titatant oder einem Blei-Magnesium-Niobat, bestehen. Die Elektrodenstruktur umfasst elektrische Leitelemente, die beispielhaft metallisch oder aus Graphit ausgebildet sein können. Insbesondere umfasst die Elektrodenstruktur zwei fingerartige Strukturen, die ineinan der eingreifen. Die Elektrodenstruktur ist vorzugsweise auf dem Piezoelement ange ordnet, bevorzugt liegt die Elektrodenstruktur auf dem Piezoelement auf. Insbesondere bildet die erste Elektrodenstruktur auf dem Piezoelement einen Interdigitaltransducer. Das elektrische Signal ist insbesondere als eine Wechselspannung ausgebildet.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest ein Re flektorelement und/oder ein Verzögerungselement aufweist. Das Reflektorelement bzw. das Verzögerungselement sind auf dem Piezoelement der Oberflächenwelleneinheit angeordnet. Das Reflektorelement bzw. das Verzögerungselement weisen vorzugs weise jeweils zumindest zwei elektrische Leitelemente auf, die sich parallel zueinander erstrecken. Das Reflektorelement ist dazu ausgebildet, die akustische Oberflächen welle zumindest teilweise zu reflektieren. Das Verzögerungselement ist dazu ausgebil det, eine Propagation der Oberflächenwelle zu verzögern. Vorzugsweise sind das Re flektorelement und das Verzögerungselement derart angeordnet, dass die akustische Oberflächenwelle derart beeinflusst wird, dass mittels des erzeugten elektrischen Sig nals an der ersten Elektrodenstruktur eine Identifikationsinformation bereitstellbar ist.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest eine zweite Elektrodenstruktur aufweist, die mit einem Sensor verbunden ist. Vorteilhaft kann dadurch die Oberflächenwelleneinheit mit einem konventionellen Sensor gekoppelt werden. Die zweite Elektrodenstruktur ist insbesondere auf demselben Piezoelement wie die erste Elektrodenstruktur angeordnet. Vorzugsweise bildet die zweite Elektro denstruktur auf dem Piezoelement einen zweiten Interdigitaltransducer. Die zweite Elektrodenstruktur ist insbesondere elektrisch mit dem Sensor verbunden. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Sensor dazu ausgebildet ist, in Abhängig keit einer physikalischen Messgröße eine Änderung einer Kapazität, einer Induktivität und/oder eines Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur zu bewirken. Vorteilhaft kann dadurch die akustische Oberflächenwelle in Abhängigkeit der physikalischen Messgröße verändert werden. Die physikalische Messgröße kann beispielhaft als eine Feuchtigkeit im Bereich der Oberflächenwelleneinheit, ein auf die Oberflächenwellen einheit wirkender Druck oder Stress, eine Verbiegung der Oberflächenwelleneinheit, eine Vibration im Bereich der Oberflächenwelleneinheit, eine Bewegung oder Auslen kung der Oberflächenwelleneinheit oder dergleichen ausgebildet sein. Der Sensor kann als ein kapazitiver Sensor, als ein induktiver Sensor oder als ein resistiver Sensor ausgebildet sein. Des Weiteren ist ebenso denkbar, dass der Sensor als ein schallba sierter Sensor ausgebildet ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest ein Refe renzelement aufweist. Das Referenzelement weist zumindest ein elektrisches Leitele ment auf. Das Referenzelement kann identisch zu der zweiten Elektrodenstruktur aus gebildet sein und weist im Gegensatz zu der zweiten Elektrodenstruktur keine Verbin dung zu einem Sensor auf. Vorteilhaft kann durch das Referenzelement, insbesondere durch einen Vergleich der an der zweiten Elektrodenstruktur und an dem Referenzele ment reflektierten akustischen Oberflächenwelle oder ausgehenden elektrischen Sig nale, Umgebungseinflüsse ermittelt und kompensiert werden.

Die Ankervorrichtung kann eine oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten aufweisen. Die Oberflächenwelleneinheiten können gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein, wobei in diesem Zusammenhang unter„unterschiedlich“ insbesondere verstanden wer den soll, dass die Oberflächenwelleneinheiten unterschiedliche Sensoren aufweisen.

Es ist ebenfalls denkbar, dass ein von einer Oberflächenwelleneinheit ausgehendes elektrisches Signal von einer weiteren Oberflächenwelleneinheit als eingehendes elekt risches Signal empfangen wird, vorteilhaft kann dadurch die Reichweite des elektri schen Signals vergrößert werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ankervorrichtung einen Grundkörper aufweist, der im befestigten Zustand zumindest teilweise in einem Bohrloch angeordnet ist, wo bei die Oberflächenwelleneinheit insbesondere am Grundkörper angeordnet ist. Der Grundkörper weist einen Befestigungsbereich auf, der im befestigten Zustand inner halb des Bohrlochs angeordnet ist. Die Oberflächenwelleneinheit kann an einer Mantel fläche des Grundkörpers oder an einer Stirnseite des Grundkörpers vorzugsweise im Befestigungsbereich, angeordnet sein. Des Weiteren kann der Grundkörper einen Frei bereich aufweisen, der im befestigten Zustand außerhalb des Bohrlochs angeordnet ist. Insbesondere weist die Ankervorrichtung im Freibereich ein Zugaufnahmeelement auf, über das eine Zugkraft auf den Grundkörper einleitbar ist. Das Zugaufnahmeele ment kann beispielsweise als ein Gewinde ausgebildet sein. Der Grundkörper der An kervorrichtung ist vorzugsweise als ein einziges Bauteil ausgebildet. Bevorzugt bildet die Oberflächenwelleneinheit teilweise die Außenfläche des Grundkörpers. Es ist aller dings auch denkbar, dass die Oberflächenwelleneinheit zumindest teilweise, insbeson dere vollständig, innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ankervorrichtung zumindest ein Befesti gungselement aufweist, das relativ zum Grundkörper beweglich ausgebildet ist, wobei die Oberflächenwelleneinheit am Befestigungselement angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine möglichst präzise Messung der Befestigungsstärke ermöglicht werden. Das Befestigungselement ist vorzugsweise im Befestigungsbereich des Grundkörpers mit diesem beweglich verbunden. Das Befestigungselement ist insbesondere als ein Spreizelement ausgebildet, das sich beim Einleiten einer Zugkraft auf den Grundkörper radial nach außen verschiebt. Die Oberflächenwelleneinheit kann zwischen dem Befes tigungselement und dem Grundkörper angeordnet sein. Alternativ kann die Oberflä chenwelleneinheit auch an einer dem Grundkörper abgewandten Seite angeordnet sein. Die Oberflächenwelleneinheit kann teilweise die Außenfläche des Befestigungs elements bilden oder alternativ innerhalb des Befestigungselements angeordnet sein.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein System bestehend aus einer Ankervorrichtung wie zuvor beschrieben und einem elastischen Element, wobei das elastische Element der art im Bohrloch anordenbar ist, dass das elastische Element an der Oberflächenwellen einheit anliegt. Vorteilhaft ermöglicht das elastische Element eine alternative Möglich keit zur Messung der Befestigung der Ankervorrichtung. Insbesondere beaufschlagt das elastische Element die Ankervorrichtung bzw. die Oberflächenwelleneinheit im be festigten Zustand der Ankervorrichtung mit einer Kraft. Das elastische Element kann mit der Ankervorrichtung verbunden sein, beispielsweise stoffschlüssig, damit das elas- tische Element zusammen mit der Ankervorrichtung in das Bohrloch einsetzbar ist. Al ternativ ist auch denkbar, dass zuerst das elastische Element und in einem zweiten Schritt die Ankervorrichtung in das Bohrloch eisnetzbar ist. Das elastische Element kann als ein elastischer Kunststoff, beispielsweise ein Gummi, als ein Gel oder als ein Öl ausgebildet sein. Alternativ ist denkbar, dass das elastische Element als ein Ballon element ausgebildet ist. Das Ballonelement weist vorzugsweise eine elastische Hülle aus Kunststoff auf, in der ein Gas oder eine Flüssigkeit angeordnet ist.

Zudem betrifft die Erfindung eine Unterlegscheibe oder eine Mutter mit einer Kommuni kationsschnittstelle, über die zumindest eine Information an eine externe Vorrichtung bereitstellbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Kommunikationsschnittstelle zumin dest eine Oberflächenwelleneinheit zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle aufweist. Die Unterlegscheibe und/oder die Mutter sind insbesondere zur Befestigung der Ankervorrichtung mittels des Zugaufnahmeelements der Ankervorrichtung ausge bildet. Vorteilhaft ist die Oberflächenwelleneinheit auf einer der Mutter bzw. der Unter legscheibe zugewandten Seite der Unterlegscheibe bzw. der Mutter angeordnet, um vorteilhaft eine Messung der Anpresskraft zwischen den beiden Bauteilen über die Oberflächenwelleneinheit zu ermitteln.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Übermittlung einer Information von einer Ankervorrichtung an eine externe Vorrichtung, umfassend folgende Schritte:

- Empfangen eines elektrischen Signals durch die Ankervorrichtung,

- Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle durch die Ankervorrichtung,

- Senden eines elektrischen Signals durch die Ankervorrichtung.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auslesen einer Information einer An kervorrichtung, umfassend folgende Schritte:

- Empfang eines elektrischen Signals einer Oberflächenwelleneinheit der Ankervor richtung durch eine externe Vorrichtung;

- Ermittlung zumindest einer Information der Ankervorrichtung basierend auf dem elektrischen Signal durch die externe Vorrichtung.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Information basierend auf einer Frequenz, einer Geschwindigkeit, einer Phase und/oder einer Amplitude der akustischen Oberflächen- welle ermitelt wird. Vorteilhaft kann über eine Änderung der Frequenz, der Geschwin digkeit, der Phase und/oder der Amplitude der akustischen Oberflächenwelle eine oder mehrere physikalischen Messgrößen, wie beispielsweise die Temperatur, die Feuchtig keit, der Druck, etc. im Bereich der Oberflächenwelleneinheit an der Ankervorrichtung ermitelt werden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine externe Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben durchzuführen.

Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merk male in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen fassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.

Es zeigen:

Fig. la eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Ankervor richtung mit einer Kommunikationsschnittstelle im eingesetzten Zu stand;

Fig. lb eine Seitenansicht der Ankervorrichtung gemäß Fig. la im befestig ten Zustand;

Fig. lc ein Schnitt durch die Kommunikationsschnittstelle;

Fig. Id ein schematisches Layout der Oberflächenwelleneinheit;

Fig. 2a eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Ankervorrich tung;

Fig. 2b ein schematisches Layout einer ersten Oberflächenwelleneinheit der Ankervorrichtung gemäß Fig. 2a;

Fig. 2c ein schematisches Layout einer zweiten Oberflächenwelleneinheit der Ankervorrichtung gemäß Fig. 2a;

Fig. 3 ein schematisches Layout einer weiteren alternativen Ausführungs form einer Oberflächenwelleneinheit; Fig. 4 eine Seitenansicht eines Systems bestehend aus einer Ankervor richtung und einem elastischen Element.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. la und Fig. lb ist jeweils eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen An kervorrichtung 10 mit einer Kommunikationsschnittstelle 100 gezeigt. Die Anker vorrichtung 10 ist insbesondere zur Montage von Schwerlastbauteilen 12 an Wänden oder Decken ausgebildet. Hierzu wird zunächst ein Bohrloch 14 in ei nem Werkstück 16 mittels einer als Bohrhammer ausgebildeten Handwerkzeug maschine (nicht dargestellt) erzeugt. Das Werkstück 16 ist beispielhaft als eine Betonwand ausgebildet. Die Ankervorrichtung 10 besteht aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Edelstahl.

Zur Montage wird zunächst das Schwerlastbauteil 12 an der Wand positioniert. Die Ankervorrichtung 10 wird über eine Montageöffnung 18 des Schwerlastbau teils 12 in das Bohrloch 14 hineingeführt, sodass ein Befestigungsbereich 20 der Ankervorrichtung 10 innerhalb des Bohrlochs 14 angeordnet ist. Die Ankervor richtung 10 weist ein vorderes Ende 22 auf, das im befestigten Zustand im Bohr loch 14 angeordnet ist. Des Weiteren weist die Ankervorrichtung 10 ein dem vor deren Ende 22 gegenüberliegendes hinteres Ende 24 auf. Das hintere Ende 24 ist im befestigten Zustand in einem Freibereich 26 angeordnet ist, der sich außer halb des Bohrlochs 14 erstreckt.

Die Ankervorrichtung 10 weist einen Grundkörper 28 auf, der eine im Wesentli chen zylindrische Form aufweist. Der Grundkörper 28 erstreckt sich von dem Be festigungsbereich 20 in den Freibereich 26. Insbesondere erstreckt sich der Grundkörper 28 von dem vorderen Ende 22 bis hin zu dem hinteren Ende 24 über die gesamte Länge der Ankervorrichtung 10. Der Grundkörper 28 ist bei spielhaft einstückig ausgebildet. Unter einstückig soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Grundkörper 28 aus einem einzigen Stück gefertigt ist und somit nicht aus mehreren Bauteilen besteht, die kraft-, form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Alternativ wäre auch denkbar, den Grundkörper 28 mehrteilig auszubilden. Der Grundkörper 28 weist ein Zugaufnahmeelement 30 auf, über das eine Zug kraft auf den Grundkörper 28 einleitbar ist. Das Zugaufnahmeelement 30 ist bei spielhaft als ein Gewinde 32 bzw. als ein Außengewinde ausgebildet. Das Zug aufnahmeelement 30 kann je nach Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10 im Bohrloch 14 teilweise oder vollständig im Freibereich 26 angeordnet.

Des Weiteren weist die Ankervorrichtung 10 ein Befestigungselement 33 auf.

Das Befestigungselement 33 ist mit dem Grundkörper 28 verbunden. Insbeson dere ist das Befestigungselement 33 derart mit dem Grundkörper 28 verbunden, dass das Befestigungselement 33 relativ zum Grundkörper 28 beweglich ausge bildet ist. Das Befestigungselement 33 ist axial beweglich auf dem Grundkörper 28 gelagert. Das Befestigungselement 33 weist eine im Wesentlichen hohlzylind rische Form auf und umschließt den Grundkörper 28 im Befestigungsbereich 20. Das Befestigungselement 33 ist wie auch der Grundkörper 28 metallisch ausge bildet. Insbesondere besteht die Ankervorrichtung 10 aus dem Grundkörper 28 und dem Befestigungselement 33. Das Befestigungselement 33 ist geschlitzt ausgebildet. Insbesondere weist das Befestigungselement 33 zwei Schlitze 34 auf, die vorzugsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Schlitze 34 erstrecken sich parallel zu einer Längsachse 36 der Ankervorrichtung 10. Die Schlitze 34 beginnen auf einer vorderen, dem vorderen Ende 22 der Ankervor richtung 10 zugwandten, Seite des Befestigungselements 33. Die Länge der Schlitze 34 ist derart gewählt, dass das Befestigungselement 33 unter Kraftein wirkung spreizbar ist. Die Länge der Schlitze 34 kann in einem Bereich zwischen 10 % und 90 % der Länge des Befestigungselements 33 liegen und beträgt in der gezeigten Ausführungsform beispielhaft ca. 50 % der Länge des Befestigungs elements 33. Das Befestigungselement 33 ist beispielhaft als eine Spreizhülse 35 ausgebildet.

In Fig. la ist die Ankervorrichtung 10 im eingesetzten Zustand gezeigt, in der die Ankervorrichtung 10 lösbar im Bohrloch 14 angeordnet ist. In Fig. lb ist die An kervorrichtung 10 im befestigten Zustand gezeigt, in welchem die Ankervorrich tung 10 nicht mehr werkzeuglos lösbar im Bohrloch 14 angeordnet ist. Zur Befes tigung wird die Ankervorrichtung 10 zunächst mit einer Unterlegscheibe 40 ver bunden, die auf den Grundkörper 28, insbesondere auf den Freibereich 26 des Grundkörpers 28, aufgeschoben wird. In einem weiteren Schritt wird eine Mutter 42 mit der Ankervorrichtung 10, insbesondere mit dem Grundkörper 28 der An kervorrichtung 10, verbunden. Die Mutter 42 weist ein nicht dargestelltes Innen gewinde auf, das zu dem als Gewinde 32 ausgebildeten Zugaufnahmeelement 30 der Ankervorrichtung 10 bzw. des Grundkörpers 28 korrespondiert. Zunächst wird die Mutter 42 solange auf die Ankervorrichtung 10 geschraubt, bis die Mutter 42 an der Unterlegscheibe 40 und die Unterlegscheibe 40 an dem Schwerlast bauteil 12 anliegt. Anschließend wird mittels eines Werkzeugs, wie einem

Schraubenschlüssel, oder einer Handwerkzeugmaschine 44, wie einem Schrau ber, ein Drehmoment auf die Mutter 42 übertragen, wobei über das Zugaufnah meelement 30 das auf die Mutter 42 wirkende Drehmoment in eine auf die An kervorrichtung 10, insbesondere auf den Grundkörper 28 der Ankervorrichtung 10, wirkende Zugkraft 46 übertragen wird. Durch die Zugkraft 46 bewegt sich der Grundkörper 28 in einem geringen Maße aus dem Bohrloch 14 hinaus. Insbeson dere erfolgt aufgrund der Zugkraft 46 eine axiale Relativbewegung des Grundkör pers 28 relativ zu dem Befestigungselement 33.

Im Bereich des vorderen Endes 22 weist der Grundkörper 28 der Ankervorrich tung 10 eine Verdickung 48 auf. Im Bereich der Verdickung 48 ist der Außen durchmesser des Grundkörpers 28 vergrößert. Somit weist der Grundkörper 28 zumindest zwei Bereiche mit unterschiedlichen Außendurchmessern auf. Insbe sondere weist der Grundkörper 28 im Bereich der Verdickung 48 einen größeren Außendurchmesser auf, als in dem Bereich in dem der Grundkörper 28 von dem Befestigungselement 33 im eingesetzten Zustand umschlossen ist. Ein Übergang 50 zwischen dem kleineren Außendurchmesser und dem größeren Außendurch messer im Bereich der Verdickung 48 ist vorzugsweise stetig, und somit nicht sprunghaft, ausgebildet. Der Übergang 50 kann beispielsweise konisch ausgebil det sein.

Durch die die axiale Relativbewegung zwischen dem Grundkörper 28 und dem Befestigungselement 33, bewegt sich die Verdickung 48 am vorderen Ende 22 des Grundkörpers 28 in Richtung des Befestigungselements 33. Insbesondere wird die Verdickung 48 mit dem Übergang 50 voran in das Befestigungselement 33 hineineingeschoben, wobei durch den sich vergrößernden Außendurchmes ser der Verdickung 48 bzw. des Übergangs 50 eine nach außen, insbesondere radial nach außen, wirkende Kraft 52 das Befestigungselement 33 beaufschlagt. Durch diese Kraft 52 erfolgt eine radiale Relativbewegung des Befestigungsele ments 33 relativ zum Grundkörper 28, die im Wesentlichen einem Spreizen ent spricht. Durch die Verdickung 48 am vorderen Ende 22 des Grundkörpers 28 und dem als Spreizhülse 35 ausgebildeten Befestigungselement 33 kann somit die axial wirkende Zugkraft 46 in eine radial wirkende Kraft 52 umgewandelt werden, die dazu vorgesehen ist, die Ankervorrichtung 10 in dem Bohrloch zu befestigen. Eine Außenfläche 54 des Befestigungselements 33 beaufschlagt eine Innenflä che 56 des Bohrlochs 14 mit einer Kraft, die im Wesentlichen proportional zu der aufgebrachten Zugkraft 46 ist.

Die Kommunikationsschnittstelle 100 der Ankervorrichtung 10 ist in dieser Aus führungsform beispielhaft im Bereich des hinteren Endes 24 angeordnet. Insbe sondere ist die Kommunikationsschnittstelle 100 auf einer Hinterseite 57 ange ordnet, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 36 der Ankervor richtung 10 erstreckt. Die Kommunikationsschnittstelle 100 ist beispielhaft in ei ner Aussparung 58 des Grundkörpers 28 der Ankervorrichtung 10 eingebettet.

Die Kommunikationsschnittstelle 100 weist eine Oberflächenwelleneinheit 102 zur Erzeugung einer akustischen Oberflächenwelle auf.

In Fig. lc ist ein Schnitt durch die Kommunikationsschnittstelle 100 am hinteren Ende 24 der Ankervorrichtung 10 gezeigt. In Fig. Id ist ein schematisches Layout der Oberflächenwelleneinheit 102 gezeigt. Die Oberflächenwelleneinheit 102 ist als ein dem Fachmann bekannter„one-port resonator“ ausgebildet. Die Oberflä chenwelleneinheit 102 weist ein Piezoelement 104 und eine erste Elektroden struktur 106 auf. Die erste Elektrodenstruktur 106 ist auf dem Piezoelement 104 angeordnet. Insbesondere liegt die erste Elektrodenstruktur 106 auf dem Piezoe lement 104 auf und ist stoffschlüssig mit diesem verbunden. Das Piezoelement 104 besteht aus einem piezoelektrischen Material, beispielhaft aus Quartz. Die erste Elektrodenstruktur 106 umfasst zwei elektrische Leitelemente 108, die fin gerartig ineinandergreifen. Die elektrischen Leitelemente 108 bestehen aus ei nem Metall, beispielsweise aus Gold. Die erste Elektrodenstruktur 106 ist als ein Interdigitaltransducer ausgebildet.

Die erste Elektrodenstruktur 106 ist derart ausgebildet, dass ein an ihr eingehen- des elektrisches Signal 68, beispielsweise eine Wechselspannung, in eine akusti sche Oberflächenwelle umgewandelt wird, die auf dem Piezoelement 104 propa giert.

Das eingehende elektrische Signal 68 ist von einer externen Vorrichtung 60 er zeugbar. Die externe Vorrichtung kann beispielhaft als ein mobiles Lesegerät 62, ein Smartphone 64 oder als eine Handwerkzeugmaschine 44 ausgebildet sein. Die externe Vorrichtung umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 66 über die ein elektrisches Signal 68 an die Kommunikationsschnittstelle 100 der Ankervor richtung 10 aussendbar und/oder ein elektrisches Signal 70 von der Kommunika tionsschnittstelle 100 der Ankervorrichtung 10 empfangbar ist. Vorzugsweise weist die externe Vorrichtung 60 zumindest eine Recheneinheit zur Verarbeitung des elektrischen Signals 70 auf, wobei über das elektrische Signal 70 der Kom munikationsschnittstelle eine Information ermittelbar ist. In dieser Ausführungs form ist das eingehende und das ausgehende Signal 68, 70 beispielhaft als ein elektrisches Signal ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass das einge hende und das ausgehende Signal 68, 70 als ein magnetisches oder ein elektro magnetisches Signal ausgebildet sind.

Die Oberflächenwelleneinheit 102 weist zudem ein Reflektorelement 110 zur Re- flektion der akustischen Oberflächenwelle auf. Des Weiteren weist die Oberflä chenwelleneinheit 102 beispielhaft zwei Verzögerungselemente 112 auf, die zur Teilreflektion und/oder zur Verzögerung bzw. Anpassung der Eigenschaften der akustischen Oberflächenwelle ausgebildet sind. Die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 bestehen aus elektrischen Leitelementen 108, die beispielhaft ebenfalls aus Gold ausgebildet sind. Die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 sind auf dem Piezoelement 104 aufgebracht.

Die durch die erste Elektrodenstruktur 106 erzeugte akustische Oberflächenwelle wird durch die Verzögerungselemente 112 und das Reflektorelement 110 zu der ersten Elektrodenstruktur 106 zurück reflektiert. Die an der ersten Elektroden struktur 106 eingehende akustische Oberflächenwelle wird in ein ausgehendes elektrisches Signal 70 umgewandelt, das von der externen Vorrichtung 60 emp fangbar ist. Über das ausgehende elektrische Signal 70 wird eine Information be reitgestellt, die beispielhaft als eine Identifikationsinformation ausgebildet ist. Durch die Anzahl und die Anordnung bzw. den Abstand der Verzögerungsele mente 112 und des Reflektorelements 110 ist die reflektierte akustische Oberflä chenwelle während ihrer Propagation derart verzögerbar und/oder in ihrer Amplitude/Frequenz/Phase anpassbar ausgebildet, dass das ausgehende elektri sche Signal 70 charakteristisch ist, sodass die Ankervorrichtung 10 über das aus gehende elektrische Signal 70 durch die externe Vorrichtung 60 identifizierbar ist.

Es sind auch andere Anordnungen der Kommunikationsschnittstelle 100 bzw. der Oberflächenwelleneinheit 102 an der Ankervorrichtung 10 denkbar. Die Kommu nikationsschnittstelle 100 kann im Freibereich 26 oder im Befestigungsbereich 20 angeordnet sein. Im Freibereich 26 ist beispielhaft denkbar, dass die Kommuni kationsschnittstelle 100 an einer Mantelfläche des Grundkörpers 28 und/oder am Zugaufnahmeelement 30 angeordnet ist. Im Befestigungsbereich 20 ist beispiel haft denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 an der Mantelfläche des Grundkörpers 28, insbesondere zwischen der Verdickung 38 und dem Zugauf nahmeelement 30 angeordnet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommunikati onsschnittstelle 100 an der Stirnseite 72 der Ankervorrichtung 10 angeordnet ist, die sich am vorderen Ende 22 der Ankervorrichtung 10 befindet und sich senk recht zu der Längsachse 36 der Ankervorrichtung 10 erstreckt. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommunikationsschnittstelle 100 im Bereich der Verdickung 48 bzw. des Übergangs 50 der Verdickung 50 angeordnet und der Innenfläche 56 des Bohrlochs 14 zugewandt ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Kommuni kationsschnittstelle 100 an einer Innenfläche des Befestigungselements 33 oder an der Außenfläche 54 des Befestigungselements 33 angeordnet ist.

Abhängig von der Anordnung der Kommunikationsschnittstelle 100 an der Anker vorrichtung 10 ist auch denkbar, dass das ausgehende elektrische Signal 70 zu mindest eine weitere Information bereitstellt. Beispielhaft kann die akustische Oberflächenwelle über die Temperatur oder einen anliegenden Druck, anlie gende Scherkräfte oder dergleichen beeinflusst werden. Änderungen an den Ei genschaften der akustischen Oberflächenwelle resultieren wiederum in einer Ver änderung des ausgehenden elektrischen Signals 70, wobei über die externe Vor richtung 60 basierend auf den Veränderungen des elektrischen Signals 70 physi kalische Messgrößen wie die Temperatur im Bereich der Oberflächenwellenein heit 102 oder anliegende Kräfte ermittelbar sind. In Fig. 2a ist eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Ankervorrich tung 100 gezeigt. Die Ankervorrichtung 100a unterscheidet sich dabei insbeson dere durch die Ausbildung der Kommunikationsschnittstelle 100a sowie der An ordnung der Kommunikationsschnittstelle 100a an der Ankervorrichtung 10a. Die Ankervorrichtung 100a ist im befestigten Zustand gezeigt. Die Kommunikations schnittstelle 100a ist beispielhaft auf der Außenfläche 54a des Befestigungsele ments 33a der Ankervorrichtung 10a angeordnet. Im befestigten Zustand der An kervorrichtung 10a beaufschlagt die Kommunikationsschnittstelle 100a bzw. die Oberflächenwelleneinheit 102a die Innenfläche 56 des Bohrlochs 14 im Werk stück 16 mit einer Kraft.

Die Oberflächenwelleneinheit 102a wird anhand des in Fig. 2b gezeigten sche matischen Layouts näher erläutert. Die Oberflächenwelleneinheit 102a ist als ein dem Fachmann bekannter„two-port resonator“ ausgebildet. Die Oberflächenwel leneinheit 102a weist eine erste Elektrodenstruktur 106a und eine zweite Elektro denstruktur 114a auf, die auf demselben Piezoelement 104a angeordnet sind.

Die erste Elektrodenstruktur 106a und die zweite Elektrodenstruktur 114a sind als Interdigitaltransducer ausgebildet. Die erste Elektrodenstruktur 106a ist dazu ausgebildet, ein eingehendes elektrisches Signal 68a, das von einer externen Vorrichtung 60a bereitgestellt wird, in eine akustische Oberflächenwelle zu wan deln. Die akustische Oberflächenwelle propagiert auf dem Piezoelement 104a zu der zweiten Elektrodenstruktur 114a.

Die zweite Elektrodenstruktur 114a ist dazu ausgebildet, eine eingehende Ober flächenwelle in ein ausgehendes elektrisches Signal 70a zu wandeln, welches eine Information an die externe Vorrichtung 60a bereitstellt. Die zweite Elektro denstruktur 114a umfasst zwei elektrisches Leitelemente 108a, die fingerartig in- einandergreifen. Die zweite Elektrodenstruktur 114a ist mit einem Sensor 116a verbunden. Der Sensor 116a ist als ein kapazitiver Sensor 118a ausgebildet. Ins besondere ist der Sensor 116a als ein Drucksensor ausgebildet. Der Sensor 116a ist derart ausgebildet, dass ein auf die Oberflächenwelleneinheit 102a bzw. auf den Sensor 116a wirkender Druck eine Änderung der Kapazität des Sensors 116a bewirkt. Insbesondere ist der Sensor 116a derart mit der zweiten Elektro denstruktur 114a verbunden, dass eine Änderung der Kapazität des Sensors 116a eine Änderung der Kapazität der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt. Eine Veränderung der Kapazität der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt eine Veränderung des ausgehenden elektrischen Signal 70a, sodass über das ausgehende elektrische Signal 70a eine Information bezüglich des anliegenden Drucks bereitgestellt wird. Vorteilhaft kann über den an der Oberflächenwellen einheit 102a anliegenden Druck ermittelt werden, wie gut die Befestigung der An kervorrichtung ist, und damit ein Ankerzustand. Vorteilhaft ist hierzu die Kommu nikationsschnittstelle 100a bzw. die Oberflächenwelleneinheit 102a derart ange ordnet, dass eine von dem Grundkörper 28a auf das Befestigungselement 33a oder eine von dem Befestigungselement 33a auf das Werkstück 16 wirkende Kraft messbar ist. Somit ist sowohl eine Anordnung am Grundkörper 28a als auch an dem Befestigungselement 33a der Ankervorrichtung 10a denkbar.

Die Ankervorrichtung 10a kann eine oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten aufweisen. Die Oberflächenwelleneinheiten können dabei zur Bereitstellung glei cher oder unterschiedlicher Informationen ausgebildet sein.

Beispielhaft weist die Ankervorrichtung gemäß Fig. 2a eine zweite Oberflächen welleneinheit 120a auf, die ebenfalls auf der Außenfläche 54a des Befestigungs elements 33a der Ankervorrichtung 10a angeordnet ist. Ein schematisches Lay out der zweiten Oberflächeneinheit 120a ist in Fig. 2c gezeigt. Die zweite Ober flächenwelleneinheit 120a entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Oberflächenwelleneinheit 102a mit einer ersten und einer zweiten Elektrodenstruktur 106a, 114a, unterscheidet sich jedoch in dem mit der zweiten Elektrodenstruktur 114a verbundenen Sensor 116a. Der Sensor 116a der zwei ten Elektrodenstruktur 114a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a ist als ein widerstandsabhängiger Sensor 122a ausgebildet. Insbesondere ist der Sen sor 116a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a als ein Feuchtigkeitssensor ausgebildet, wobei abhängig von der Feuchtigkeit im Bereich der zweiten Ober flächenwelleneinheit 120a eine Änderung des Widerstands des widerstandsab hängigen Sensors 122a erfolgt. Insbesondere ist der Sensor 116a derart mit der zweiten Elektrodenstruktur 114a der zweiten Oberflächenwelleneinheit 120a ver bunden, dass eine Änderung des Widerstands des Sensors 116a eine Änderung des Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt. Eine Veränderung des Widerstands der zweiten Elektrodenstruktur 114a bewirkt eine Veränderung des ausgehenden elektrischen Signal 70a, sodass über das ausgehende elektri sche Signal 70a eine Information bezüglich der Feuchtigkeit bereitgestellt wird. Vorteilhaft kann dadurch über die Kommunikationsschnittstelle 100a auch eine Information bezüglich des Zustands des Werkstücks bereitgestellt werden.

Alternativ wäre auch denkbar, dass die Ankervorrichtung 10a zwei, drei oder mehrere Oberflächenwelleneinheiten 102a mit Sensoren 116a, die als kapazitive Drucksensoren 118a ausgebildet sind, aufweist, die in Umfangsrichtung vorzugs weise gleichmäßig beabstandet sind, um vorteilhaft die Kraft auf unterschiedli chen Seiten der Ankervorrichtung 10a zu ermitteln.

In Fig. 3 ist ein schematisches Layout einer alternativen Ausführungsform der Oberflächenwelleneinheit 102a gezeigt. Die Oberflächenwelleneinheit 102b weist eine erste Elektrodenstruktur 106b und eine zweite Elektrodenstruktur 114b auf, die auf einem Piezoelement 104b angeordnet sind. Des Weiteren weist die Ober flächenwelleneinheit 102b ein Referenzelement 124b auf, das ebenfalls auf dem Piezoelement 104b angeordnet ist. Die erste Elektrodenstruktur 106b ist dazu ausgebildet, ein eingehendes elektrisches Signal 70b, das von einer externen Vorrichtung bereitgestellt wird, in eine akustische Oberflächenwelle zu wandeln. Die akustische Oberflächenwelle propagiert auf dem Piezoelement 104b zu der zweiten Elektrodenstruktur 114b und zu dem Referenzelement 124b. Die zweite Elektrodenstruktur 114b ist dazu ausgebildet, eine eingehende Oberflächenwelle in ein ausgehendes elektrisches Signal 70b zu wandeln, welches eine Informa tion an die externe Vorrichtung bereitstellt. Die zweite Elektrodenstruktur 114b ist mit einem Sensor 116b verbunden. Der Sensor 116b ist als ein kapazitiver Sen sor 118b ausgebildet. Das Referenzelement 124b umfasst zwei elektrische Lei telemente 108b, die fingerartig ineinandergreifen. Das Referenzelement 124b ist dazu ausgebildet, eine eingehende Oberflächenwelle in ein ausgehendes elektri sches Referenzsignal 71b zu wandeln, welches eine Referenzinformation an die externe Vorrichtung bereitstellt. Vorteilhaft kann mittels eines Vergleichs des elektrischen Signals 70b der zweiten Elektrodenstruktur 114b und des elektri schen Referenzsignals 71b des Referenzelements 124b eine präzisere Informa tion ermittelt werden.

In Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ankervorrichtung 10c gezeigt. Die Ankervorrichtung 10c weist eine Kommunikationsschnittstelle 100c mit einer Oberflächenwelleneinheit 102c auf, die am vorderen Ende 22c der Ankervorrich tung 10c, insbesondere an der Stirnseite 72c des Grundkörpers 28c der Anker vorrichtung 10c angeordnet ist. Die Oberflächenwelleneinheit 102c entspricht im Wesentlichen der Oberflächenwelleneinheit 102b der vorherigen Ausführungs form mit einem als kapazitiven Drucksensor ausgebildeten Sensor. Die Ankervor richtung 10c ist in einem befestigten Zustand gezeigt, wobei die Ankervorrichtung 10c das Bohrloch 14 axial nicht vollständig ausfüllt, sodass zwischen Ankervor richtung 10c und dem Bohrloch 14 ein Hohlraum 15 angeordnet ist. Eine Länge 74 des Hohlraums 15 entspricht im Wesentlichen eine Differenz zwischen einer Bohrlochtiefe des Bohrlochs 14 und einer Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10c. Ein Durchmesser des Hohlraums 15 entspricht im Wesentlichen einem Durch messer des Bohrlochs 14.

Im Hohlraum 15 ist ein elastisches Element 126b angeordnet, dass den Hohl raum 15 im Wesentlichen ausfüllt. Das elastische Element kann vor dem Einset zen der Ankervorrichtung 10c in das Bohrloch 14 eingesetzt werden oder stirn seitig am vorderen Ende 22 des Ankervorrichtung 10c, um das elastische Ele ment 126b zusammen mit der Ankervorrichtung 10c in das Bohrloch 14 einzuset zen. Das elastische Element 126b ist beispielhaft als ein Ballonelement ausgebil det und weist eine Kunststoffhülle 128b auf, in der eine kompressible Flüssigkeit 130b eingeschlossen ist. Im entspannten Zustand weist das elastische Element 126b ein größeres Volumen auf, als der Hohlraums 15. Im befestigten Zustand liegt das elastische Element 126b auf einer Seite am Bohrlochgrund und an einer gegenüberliegenden Seite an der Ankervorrichtung 10c, insbesondere an der Oberflächenwelleneinheit 102c, an und wird dadurch komprimiert.

Abhängig von dem Grad der Komprimierung des elastischen Elements 126b wirkt ausgehend von dem elastischen Element 126b eine Kraft auf die Ankervor richtung 10c, insbesondere auf die Oberflächenwelleneinheit 102c. Diese Kraft beeinflusst wie zuvor beschrieben das ausgehende elektrische Signal 70c, das der externen Vorrichtung bereitgestellt wird und die basierend auf dem elektri schen Signal 70c Eindringtiefe der Ankervorrichtung 10c und/oder den Abstand der Ankervorrichtung 10c von dem Bohrlochgrund ermitteln kann.