具有各向異性的摩擦系數的膨脹型錨定件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種膨脹型錨定件，其具有栓、至少一個擴張元件和至少一個設置在所述栓上的傾斜面，當栓沿拉出方向相對于擴張元件移動時，該傾斜面徑向向外擠壓擴張元件。按照本發明規定，在擴張元件和傾斜面之間的摩擦的摩擦系數是與方向有關的。
【專利說明】
具有各向異性的摩擦系數的膨脹型錨定件
技術領域
[0001]本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分的膨脹型錨定件。此類膨脹型錨定件配備有栓、至少一個擴張元件和至少一個設置在所述栓上的傾斜面，當栓沿拉出方向相對于擴張元件尤其是軸向移動時，該傾斜面徑向向外擠壓擴張元件。【背景技術】
[0002]膨脹型錨定件例如由EP0514342A1已知。這些膨脹型錨定件插入基底中(例如在構件的壁或蓋中的)的鉆孔中。通過將設置在栓上的具有傾斜面的膨脹錐體進入構成為膨脹套的擴張元件中，使該擴張元件徑向擴展并且向外擠壓并且由此將膨脹型錨定件錨固在基底中。按照EP0514342A1，在此在栓和擴張元件之間的接觸面上設有減小摩擦的涂層。
[0003]US2008050195A描述一種膨脹型錨定件，其中，膨脹套的表面粗糙度向后錨定件端部逐步升高。
[0004]由EP0567203A2已知一種乳制方法，其中，通過在輥表面構造紋理產生各向異性的摩擦常數。
【發明內容】

[0005]本發明的目的在于，給出一種性能特別好的并且可廣泛使用的，并且同時也特別可靠的并且可簡單制造的膨脹型錨定件。
[0006]按照本發明，所述目的通過一種具有權利要求1的特征的膨脹型錨定件實現。優選的實施方式在從屬權利要求中給出。
[0007]按照本發明的膨脹型錨定件的特征在于，在擴張元件和傾斜面之間的摩擦的摩擦系數是與方向有關的。
[0008]本發明的基本構思可以在于，在擴張元件和傾斜面之間設定各向異性的、亦即與方向有關的摩擦。根據傾斜面相對于擴張元件沿哪個方向運動，以此在其它條件相同的情況下在傾斜面和擴張元件之間產生不同的摩擦力。
[0009]本發明已意識到，在設計膨脹型錨定件時可能出現如下情況，在該情況下，錨定件的構造方式的改變雖然在一個部位上導致錨定件性能的改善，但是這也伴隨著在其它部位上的損失。因此一方面例如可值得期待的是，在傾斜面和擴張元件之間設置高的摩擦系數， 以避免傾斜面穿過擴張元件、亦即特別是穿過膨脹套，并且因此避免在過度的靜態牽拉載荷情況下錨定件提前失效。另一方面，高的摩擦系數可以為此提高如下可能性:錨定件在置入過程開始時不被抓持并且不被以不希望的方式從鉆孔中拉出，而沒有撐開。此外，過高的摩擦系數關于在裂開的混凝土中的動態的裂紋可能是不利的。亦即如果在傾斜面和膨脹套之間的摩擦系數大，那么當錨定件所在的裂紋擴展時傾斜面甚至更深地嵌入膨脹套中。然而當裂紋隨后又閉合時該過程在大的摩擦系數時不可逆，并且傾斜面深地保持在膨脹套中，這可能導致損壞周圍的混凝土。因此，在裂開的混凝土的情況下，低的摩擦系數能夠有利于確保“栗吸”、亦即在裂紋打開并且隨后裂紋閉合時傾斜面在膨脹套中的前引和回引。
[0010]因此，在設計常規的錨定件時必須決定，是否關于在具有可運動的裂紋的裂開的混凝土中好的特性來選擇在擴張元件和傾斜面之間的低的摩擦系數，但是這與更低的靜拉出載荷相關聯，或者是否選擇高的摩擦系數，高的摩擦系數雖然引起高的靜拉出載荷，但是導致在裂開的混凝土中的更差的特性。
[0011]因此本發明由此出發并且規定擴張元件和傾斜面之間的與方向有關的摩擦系數。 因此，通過本發明提供一個附加的自由度，利用該自由度可以控制擴張元件的膨脹過程。由此特別是可以解決前述的在裂開的混凝土中的好的特性和高的靜拉出載荷之間的矛盾。因此可以特別簡單地提供特別可靠的并且可廣泛使用的錨定件。
[0012]與方向有關的摩擦系數例如可以通過傾斜面的和/或擴張元件的相對應的內表面的不對稱的設計結構來實現。設計結構例如可以通過激光或電子束處理而產生。與本發明相關地，摩擦系數特別是可以理解為靜摩擦系數。擴張元件和/或栓優選由金屬材料制成， 該金屬材料也可以被涂層用以針對性地影響摩擦。
[0013]按照本發明，擴張元件可沿著栓移動地設置在栓上、特別是固定在栓上。在此只要提到“徑向”和“軸向”，這特別是涉及栓和/或膨脹型錨定件的縱軸線，該縱軸線尤其可以是栓或膨脹型錨定件的對稱軸線和/或中軸線。膨脹型錨定件尤其可以是力控制地膨脹的膨脹型錨定件。
[0014]按照本發明，當栓連同傾斜面一起沿栓的拉出方向相對于擴張元件軸向移動時， 擴張元件被傾斜面徑向向外擠壓并且在此壓靠到基底中的鉆孔壁上。由此將膨脹型錨定件錨固在鉆孔中。優選的是，拉出方向平行于栓縱軸線延伸和/或從鉆孔中出來地指向。優選的是，在傾斜面上，與栓縱軸線的距離逆著拉出方向增加。
[0015]特別是可以規定，在傾斜面沿拉出方向相對于擴張元件運動的情況下的摩擦系數大于在傾斜面逆著拉出方向相對于擴張元件運動、亦即朝向鉆孔底方向運動的情況下的摩擦系數。因此，在其他條件相同的情況下，摩擦力在擴張元件沿著傾斜面徑向向外擠壓時比其沿著傾斜面徑向向內回引時大。通過該構造方式可以如上面已經提到的那樣不僅在裂開的混凝土中實現好的特性而且實現高的靜拉出載荷。
[0016]特別有利的是，在傾斜面沿拉出方向相對于擴張元件運動的情況下的摩擦系數以 1.3至1.7倍、特別是1.5倍大于在傾斜面逆著拉出方向相對于擴張元件運動的情況下的摩擦系數。由此可以在常見尺寸的情況下獲得特別可靠的錨定件，該錨定件不僅在具有動態裂紋的裂開的混凝土中具有好的特性而且在沒裂開的混凝土中也具有高的靜拉出載荷。
[0017]本發明的一種優選的構造方式在于，在傾斜面逆著栓拉出方向相對于擴張元件運動的情況下的摩擦系數小于傾斜面與栓縱軸線所形成的角的正切:y〈tan(c〇。[0〇18]在該構造方式中，平行于傾斜面的力分量(該力分量在朝向栓指向的向擴張元件的壓力的情況下產生)可以大于在擴張元件和傾斜面之間的靜摩擦。由此又可以特別可靠地確保，傾斜面在擴張元件上的回引在先前在周圍的混凝土中打開的裂紋閉合期間不被摩擦妨礙。因此，傾斜面又被更深地壓入鉆孔中，從而避免對栓的膨脹區域中的混凝土的損壞。
[0019]按照本發明，栓可以具有載荷承接裝置，該載荷承接裝置特別是可以構成為外螺紋或構成為內螺紋。載荷承接裝置用于將沿拉出方向指向的牽拉力引入錨定件中。符合目的的是，傾斜面設置在栓的第一端部區域中，并且載荷承接裝置設置在栓的對置的第二端部區域中。拉出方向的方向向量特別是可以從傾斜面向載荷承接裝置指向。在傾斜面上，與栓縱軸線的距離隨著與載荷承接裝置的距離增加而增加。
[0020]特別優選的是，擴張元件是膨脹套，該膨脹套至少局部地包圍栓;和/或在栓上設有膨脹錐體，其中，傾斜面由膨脹錐體形成。由此實現特別均勻的沿周向方向的力引入。優選地，膨脹套圍繞栓的縱軸線的角度至少270°、特別是至少315°或340°。按照該實施方式能以特別簡單的方式確保，栓不直接在鉆孔壁上摩擦、而是至少最大程度地僅間接地經由膨脹套在鉆孔壁上摩擦。這又可以特別簡單得確保，按照本發明的與方向有關的摩擦不被栓和鉆孔壁之間的直接的摩擦分量掩蓋。膨脹錐體按照本發明設置用于撐開膨脹套、亦即用于徑向擴展膨脹套。可以設有一個擴張元件或者也可以設有多個擴張元件和對應數量的傾斜面。膨脹錐體可以具有在數學上嚴格錐形的表面，但這也不是必須這樣。
[0021]在所謂的栓式錨定件的情況下，膨脹錐體可以軸向固定地設置在栓上。在這種情況下，將具有傾斜面的膨脹錐體在安設膨脹型錨定件時通過栓和膨脹錐體相對于膨脹套共同的軸向運動來進入膨脹套中。膨脹錐體在此優選與栓一件式地構成。在所謂的套筒式錨定件的情況下，備選的是，膨脹錐體可以是與栓分開的部件并且優選通過相對應的螺紋與栓連接。膨脹錐體向膨脹套中的進入于是優選可以至少部分地通過栓相對于膨脹錐體的旋轉來實現，該旋轉被由相對應的各螺紋形成的螺桿傳動轉化成膨脹錐體相對于栓的軸向運動。
[0022]特別是可以在栓上構成有止擋部、例如環形凸肩，該止擋部限制擴張元件從傾斜面移動。這特別是在栓式錨定件的情況下是有利的。但是也可以多件式地實施的擴張元件也可以延伸至鉆孔口(特別是在套筒式錨定件的情況下)。【附圖說明】
[0023]接下來借助優選實施例詳細闡述本發明，這些優選實施例在附圖中示意性示出， 其中，接下來示出的實施例的各個特征在本發明的范圍內原則上可以單獨地或以組合的方式實現。在附圖中示意性示出:
[0024]圖1為按照本發明的根據第一實施方式的置入混凝土基底中的膨脹型錨定件的局部縱向剖視圖；
[0025]圖2為圖1中的錨定件的栓的在膨脹錐體上的外側的展開圖；
[0026]圖3為圖1中的錨定件的構成為膨脹套的擴張元件的內側的展開圖；以及
[0027]圖4為按照本發明的根據第二實施方式的置入混凝土基底中的膨脹型錨定件的局部縱向剖視圖。【具體實施方式】
[0028]圖1至3示出按照本發明的膨脹型錨定件1的一個實施例。特別是如在圖1中所示， 該膨脹型錨定件1具有栓10和構成為膨脹套的擴張元件20,其中，所述膨脹套包圍所述栓 10。栓10具有橫截面恒定的頸部區域11和鄰接于該頸部區域11在栓10的前端部區域中具有用于膨脹套20的膨脹錐體12,在該膨脹錐體上，表面構成為傾斜面13。該傾斜面13在此旋轉對稱地實施。基于該傾斜面13,栓10在膨脹錐體12上從頸部區域11出發朝向該栓的前端部擴展。在頸部區域11的背向膨脹錐體12的一側，栓10具有例如構成為環形凸肩的用于膨脹套20的止擋部17。栓10在其與膨脹錐體12對置的后端部區域上設有用于螺母8的外螺紋18。 [〇〇29]特別是如在圖3中可見，膨脹套20具有膨脹縫隙24,這些膨脹縫隙從膨脹套20的前端側21出發。所述膨脹縫隙24便于通過栓10的膨脹錐體12使膨脹套20徑向擴展。膨脹套20 可以通過卷曲金屬板坯來制造。
[0030]在安設膨脹型錨定件1時，帶有膨脹錐體12的栓10逆著平行于栓10縱軸線100的拉出方向101向前推到圖1中的基底5中的鉆孔中。基于止擋部17,在此也將構成為膨脹套的擴張元件20引入到鉆孔中。然后栓10例如通過螺母8的擰緊又沿平行于縱軸線100延伸的拉出方向101從鉆孔中拉出一段。構成為膨脹套的擴張元件20基于其與鉆孔壁的摩擦在此停留在后面并且導致栓10相對于擴張元件20的移動。在該移動時，栓10的膨脹錐體12的傾斜面 13越來越深地如此擠入擴張元件20中，使得擴張元件20被傾斜面13徑向擴展并且與鉆孔的壁擠壓。通過這種機制，將膨脹型錨定件1固定在基底5中。圖1示出膨脹型錨定件1的安設狀態，在該安設狀態下，該膨脹型錨定件固定在基底5中。借助于螺母8可以將安裝件6固定在基底5上。[〇〇31]按照本發明，在擴張元件20和栓10的膨脹錐體12上的傾斜面13之間的靜摩擦系數 y是與方向有關的。特別是，在栓10相對于擴張元件20沿拉出方向101運動時的靜摩擦系數y 大于在逆著拉出方向101運動時的靜摩擦系數。基于在栓10沿拉出方向101運動時的比較高的靜摩擦系數y，在靜載荷的情況下，特別是非開裂混凝土中，達到高的拉出載荷。基于在栓 10逆著拉出方向101運動時的比較低的靜摩擦系數y，可以確保，當在錨定件1旁的混凝土裂縫略微打開并且隨后又閉合時，栓10相對于擴張元件20又返回到其初始位置中。這于是特別是可以在如下情況下得以確保，即，在栓10逆著拉出方向101運動時產生的靜摩擦系數y 小于傾斜面13與栓縱軸線100所形成的角a的正切:
[0032]y<tan(a) 〇
[0033]如在圖2和3中表示的那樣，擴張元件20在其面向栓10的內表面上和/或栓10在其面向擴張元件20的周面上可具有微結構、特別是非對稱的微結構，該微結構導致在擴張元件20和傾斜面13之間的靜摩擦系數y的方向有關性。
[0034]對于圖1的實施例來說，膨脹型錨定件1實施為所謂的栓式錨定件。圖4示出另一個實施例，在該實施例中，膨脹型錨定件1實施為所謂的套筒式錨定件。與圖1中的栓式錨定件不同(在栓式錨定件的情況下，具有傾斜面13的膨脹錐體12軸向固定設置在栓10上并且特別是與栓10—件式地構成)，具有傾斜面13的膨脹錐體12在圖4的套筒式錨定件的情況下是與栓10分開的部件。它具有內螺紋，該內螺紋與栓10上的外螺紋相對應。另外，在圖4的套筒式錨定件的情況下，構成為膨脹套的也可以是多件式的擴張元件20延伸至鉆孔口，并且在栓10的后端部上，加寬的頭部88不可相對轉動地設置在栓10上。[〇〇35]為了安設圖4的套筒式錨定件，栓10經由頭部88圍繞縱軸線100轉動。相對應的各螺紋將栓10的該轉動運動轉變為膨脹錐體12相對于栓10并且因此相對于膨脹套20的軸向運動，這導致膨脹錐體12以傾斜面13進入膨脹套20中。
[0036]即使在圖4的套筒式錨定件的情況下也給定按照本發明的與方向有關的在構成為膨脹套的擴張元件20和傾斜面13之間的摩擦系數，其中，靜摩擦系數y可以如上述結合第一實施例討論的那樣來選擇。
【主權項】
1.膨脹型錨定件(1)，具有:_檢(10)，-至少一個擴張元件(20)，和-至少一個設置在所述栓(10)上的傾斜面(13)，當栓(10)沿拉出方向(101)相對于擴張 元件(20)移動時，該傾斜面徑向向外擠壓擴張元件(20 )，其特征在于，在擴張元件(20)和傾斜面(13)之間的摩擦的摩擦系數是與方向有關的。2.按照權利要求1所述的膨脹型錨定件(1)，其特征在于，在傾斜面(13)沿拉出方向(101)相對于擴張元件(20)運動的情況下的摩擦系數大于在 傾斜面(13)逆著拉出方向(101)相對于擴張元件(20)運動的情況下的摩擦系數。3.按照上述權利要求之一所述的膨脹型錨定件(1)，其特征在于，在傾斜面(13)沿拉出方向(101)相對于擴張元件(20)運動的情況下的摩擦系數以1.3 至1.7倍、特別是1.5倍大于在傾斜面(13)逆著拉出方向(101)相對于擴張元件(20)運動的 情況下的摩擦系數。4.按照上述權利要求之一所述的膨脹型錨定件(1)，其特征在于，在傾斜面(13)逆著拉出方向(101)相對于擴張元件(20)運動的情況下的摩擦系數小于 傾斜面(13)與栓(10)的縱軸線(100)所形成的角(a)的正切。5.按照上述權利要求之一所述的膨脹型錨定件(1)，其特征在于，擴張元件(20)是膨脹套，該膨脹套至少局部地包圍栓(10);并且 在栓(10)上設有膨脹錐體(12)，其中，傾斜面(13)由膨脹錐體(12)形成。
【文檔編號】F16B13/06GK105992878SQ201480064250
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年11月18日
【發明人】P·格斯塔施, B·溫克勒
【申請人】喜利得股份公司