膨胀锚栓的制作方法

1.本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的膨胀锚栓。


背景技术：

2.这样的由钢制成的膨胀锚栓也被称为销钉式锚栓（bolzenanker）。由文献ep 0 514 342 a1已知一种典型的销钉式锚栓。该销钉式锚栓具有锚栓销钉（ankerbolzen），所述锚栓销钉沿着纵轴线延伸并且所述锚栓销钉包括锥形的膨胀体，用该膨胀体能够通过拉入到膨胀套筒中这种方式将所述销钉式锚栓的膨胀套筒撑开。在撑开时，所述膨胀套筒的膨胀节段通过膨胀体被朝钻孔的壁压紧，所述销钉式锚栓应该锚固在所述钻孔中。为了在所述钻孔可能扩张时确保所述销钉式锚栓的再膨胀——如这在构件的拉应力区中产生裂缝时可能出现的那样，在所述膨胀体上布置有呈润滑漆膜的形式的降低摩擦的滑动涂层。这在制造这种适合于拉应力区的膨胀锚栓时要求附加的加工步骤，这使膨胀锚栓变得昂贵。
3.由公开文献de 10 2017 121 232 a1 已知的是，作为滑动涂层的替代方案，膨胀体和膨胀套筒的一种特殊的几何设计方案改进了销钉式锚栓的再膨胀特性。


技术实现要素：

4.本发明的任务是，进一步改进适合于拉应力区的膨胀锚栓的效用，该膨胀锚栓在膨胀体与膨胀套筒之间不具有特殊的滑动涂层。
5.根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的膨胀锚栓来解决。所述膨胀锚栓被设置用于锚固在锚固基底内的钻孔中并且用于将物体固定在锚固基底上。
6.根据本发明的由钢制成的膨胀锚栓具有锚栓销钉和膨胀套筒。所述锚栓销钉沿着纵轴线从后端延伸至在引入侧的前端。“在引入侧的前端”是指在根据计划地将膨胀锚栓引入到钻孔中时首先被插入到该钻孔中的端部。所述锚栓销钉的具有负荷作用机构的杆部沿着纵轴线延伸。所述负荷作用机构尤其是外螺纹，沿着纵轴线的方向螺母能够旋紧到所述外螺纹上，但是所述负荷作用机构例如也能够是内螺纹或钉状头，其中这种列举不是穷举的。在所述负荷作用机构之前的引入侧，所述锚栓销钉的膨胀体相对于杆部不能运动并且优选与杆部一体地布置。所述膨胀体朝向锚栓销钉的在引入侧的前端在膨胀区段中锥形地以第一圆锥角ws一直扩张至膨胀体的最大直径d。“锥形”在这里不仅指严格数学上截锥形的外形，而且也包括非圆形的横截面和非线性的扩宽部。相应地，相对于纵轴线的角度能够沿着膨胀体变化。在这里，“第一圆锥角w
s”在角度变化时是指所述膨胀区段的相对于膨胀锚栓的纵轴线的平均角。与此相对应，对于截锥形的膨胀体来说，所围成的圆锥角为所述第一圆锥角ws的两倍大小。
7.此外，所述膨胀锚栓具有膨胀套筒，该膨胀套筒布置在锚栓销钉上。尤其地，所述膨胀套筒布置在负荷作用机构与膨胀体之间的、在直径上减小的颈部区域上，其中尤其所述膨胀体的最小直径相应于所述颈部区域的直径。所述膨胀套筒能够通过锚栓销钉相对于膨胀套筒的移动和膨胀区段的通过所述相对移动所引起的朝膨胀套筒中的拉入而撑开。在
此，不是必然地撑开整个膨胀套筒，而是撑开所述膨胀套筒的膨胀节段。所述膨胀节段在引入侧悬臂状地布置在膨胀套筒的环形区段上、沿着圆周方向通过狭缝相互隔开并且通过环形区段来相互连接。在撑开时，所述膨胀套筒的直径在膨胀节段的区域中扩大，也就是说，所述膨胀节段的自由端部径向于纵轴线向外运动或者说向外弯曲。
8.所述膨胀节段分别包括具有第一壁厚tg的基体。在所述基体上在引入侧布置有突出部，该突出部具有相对于第一壁厚以厚度差dt为幅度而减小的第二壁厚tf，该突出部形成悬臂状的膨胀节段的自由端部。所述突出部沿着圆周方向基本上与基体延伸得一样远。尤其地，将膨胀节段分开的狭缝平行于彼此地并且此外尤其平行于纵轴线地延伸。尤其地，所述膨胀套筒具有基本上筒形的外表面。
9.尤其地，所述基体的壁厚tg和所述突出部的壁厚tf分别基本上恒定。在这里，“基本上”包括朝两个方向的分别在百分之十以下的偏差。在所述基体的壁厚变化时，所述第一壁厚tg表示在这个范围内的平均壁厚。同样，在所述突出部的壁厚变化时，所述第二壁厚tf表示在这个范围内的平均壁厚。
10.从膨胀节段的基体到突出部的过渡区通过在所述膨胀套筒的外侧面上的直径阶梯来形成，该直径阶梯具有与厚度差dt相对应的高度。尤其地，所述基体在直径阶梯的区域中基本上具有第一壁厚tg，并且所述突出部基本上具有第二壁厚tf。垂直于锚栓销钉的纵轴线地测量所述壁厚以及所述直径阶梯的高度。所述直径阶梯通过阶梯面来形成，该阶梯面尤其处于相对于纵轴线的径向平面中。换句话说，所述阶梯面的法向矢量尤其平行于锚栓销钉的纵轴线来延伸。但是阶梯面的法向矢量也能够向外远离地相对于纵轴线倾斜、尤其是最大以70度以下、尤其是最大45度以下、尤其是最大20度以下、尤其是最大10度以下的幅度来倾斜，从而在外侧面上通过从基体的外侧面到阶梯面的过渡区作为一种外角来形成的第一棱边是尽可能尖棱的，由此确保所述第一棱边良好地切入到钻孔的壁中，所述膨胀锚栓应该被固定在所述钻孔中。所述阶梯面本身是突出部的一部分。在阶梯面与突出部的外侧面之间的过渡区域中形成一种内角，当所述阶梯面的法向矢量平行于纵轴线延伸时，所述内角尤其处于具有第一棱边的径向平面中，或者当所述阶梯面的法向矢量向外远离纵轴线指向时，所述内角布置在第一棱边之前的引入侧。所述突出部的在引入侧的前端在外侧面上又作为一种外角来形成第二棱边，该第二棱边根据突出部的设计方案同样能够切入到钻孔的壁中。此外，在所述突出部的外侧面上能够局部地布置有环绕的接片、刀刃或类似的结构，其形成用于进行切入的另一棱边。
11.为了在拉入时容易地滑动到膨胀体上，所述突出部在其朝向锚栓销钉的内侧面上至少在引入侧以第二圆锥角wf相对于纵轴线倾斜，其中在这里“锥形”也不是指严格数学上的截锥形。尤其地，所述突出部的第二圆锥角wf基本上相应于膨胀体的第一圆锥角ws。
12.优选的是，所述突出部具有与内侧面基本上平行的外侧面。
13.所述膨胀套筒尤其作为冲弯件一体地由薄壁的钢板或钢带制造。在直径阶梯处的壁厚的减小尤其通过钢的冷成形来进行，这导致在直径阶梯和突出部的区域中的钢的强度的提高，由此使所述突出部或者直径阶梯朝钻孔壁中的切入变得容易。
14.根据本发明，在所述膨胀体与所述膨胀套筒之间没有布置滑动涂层。“滑动涂层”在这里是指有机基的涂层、尤其是漆料，但不是无机涂层、像比如镀锌层。这样的无机涂层特别是在根据本发明的由非不锈钢制成的膨胀锚栓中被设置为防腐层并且在本发明的意
义中不用作滑动涂层。
15.如果所述膨胀锚栓被引入到钻孔中，则通过将膨胀体拉入到膨胀套筒中的方式将所述膨胀节段撑开并且至少将第一棱边如此朝钻孔的壁挤压，使得所述棱边切入到壁中，由此所述膨胀套筒在钻孔中得到牢固的支撑。
16.对于根据本发明的膨胀锚栓而言表征的是，对于在所述基体与所述突出部的在引入侧的前端之间的间距d
l
来说适用：（条件1）。
17.因此，从第一棱边直到第二棱边的突出部的长度dl不得超过由厚度差dt与两个圆锥角ws和wf的总和的正切的商所形成的长度dl。在此，平行于所述锚栓销钉的纵轴线来测量所述长度dl。通过对于所述条件1的遵守来确保，如果在所述钻孔的区域中产生了裂缝并且所述钻孔由此扩宽，那么根据本发明的膨胀锚栓也能够将大的力带入到锚固基底中。根据本发明设计的突出部起一种滑动件的作用，该滑动件引起的结果是，所述膨胀套筒在膨胀体上良好地滑动并且由此当在所述钻孔的区域中——所述膨胀锚栓已经被引入到该钻孔中——产生然而并不妨碍所述第一棱边的切入的裂缝时，所述膨胀套筒能够再膨胀。
18.两个圆锥角尤其大于5
°
、尤其大于7
°
。
19.为了确保特别有利的膨胀特性，优选对于所述第一圆锥角来说适用ws≤20
°
、尤其是适用ws≤15
°
。
20.对于所述第一圆锥角和第二圆锥角的总和来说，优选适用（w
s + wf）≤40
°
、尤其是适用（w
s + wf）≤30
°
。
21.此外，优选的是，此外适用： （条件2）。
22.这意味着，所述从第一棱边直至第二棱边的突出部的长度dl至少与所述第一壁厚tg和厚度差dt的差一样大，由此所述突出部能够特别好地作为一种滑动件起作用。
23.此外优选的是，对于所述基体的第一壁厚tg来说适用： （条件3）。
24.这意味着，基体的第一壁厚tg大于或等于膨胀区段的以毫米为单位的最大直径的0.08倍和0.02毫米的总和。此外，第一壁厚应当等于或小于膨胀区段的以毫米为单位的最大直径的0.13倍和0.25毫米的总和。
25.此外优选的是，对于所述突出部的第二壁厚tf来说适用： （条件4）。
26.这意味着，所述突出部的第二壁厚tf大于或等于由所述基体的以毫米为单位的第一壁厚tg的0.26倍和0.03毫米的总和。此外，所述第一壁厚应该等于或者小于由所述基体的以毫米为单位的第一壁厚tg的0.60倍和0.30毫米的总和。
27.优选对于所述膨胀体的第一圆锥角ws来说适用：（条件5）。
28.这意味着，所述膨胀区段的第一圆锥角ws大于或等于由所述膨胀区段的以毫米为单位的最大直径的0.11倍和8.83度的总和。此外，所述第一圆锥角ws应当等于或小于由所述膨胀区段的以毫米为单位的最大直径的0.17倍和11.50度的总和。
29.在具有特别好的效用的另一种优选的设计形式中，所述第一壁厚tg与所述第二壁厚tf之间的厚度差dt基本上和所述基体与所述突出部的在引入侧的前端之间的间距dl一样大。“基本上”在这里尤其是指不大于25%、尤其是不大于10%的偏差、尤其是在常见的制造公差的范围内的偏差。
30.优选的是，所述膨胀套筒具有如下突起，该突起布置在基体上并且该突起径向地从基体的外侧面突出，其中所述突起、尤其是所述突起的径向最远地超出的部分与所述突出部的在引入侧的前端的间距a大于或等于所述膨胀区段的最大直径d的一半。由此适用： （条件6）。
[0031]“突起”在这里是指所述基体上的局部受限的凸起，该凸起用于在撑开之前并且/或者在撑开的开始就已经与钻孔的壁接触并且防止所述膨胀套筒由于膨胀体的运动而与膨胀体一起在钻孔中运动，从而不会出现将所述膨胀体拉入到膨胀套中的情况并且由此不会出现撑开情况。超过所述基体的外侧面的径向的超出部尤其最大为所述基体的第一壁厚tg的一半、尤其为所述基体的第一壁厚tg的四分之一。
[0032]
本发明的前面在说明书中提到的特征和特征组合、实施方案和设计方案以及下面在附图说明中所提到的和/或在附图中绘出的特征和特征组合不仅能够以分别说明的或绘出的组合、而且也能够以原则上任意的其他组合或者不过单个地使用。本发明的不具有从属权利要求的所有特征的实施方案是可行的。权利要求的各个特征也能够通过其它公开的特征或特征组合来代替。本发明的不具有实施例的所有特征的实施方案是可行的。
附图说明
[0033]
下面借助于在附图中示出的实施例来详细解释本发明。其中示出：图1以侧视图示出了根据本发明的膨胀锚栓；并且图2、3以部分剖开的侧视图示出了图1的根据本发明的膨胀锚栓的在引入侧的前面部分的放大的截取部分。
具体实施方式
[0034]
在图1至3中示出了根据本发明的膨胀锚栓1，该膨胀锚栓包括锚栓销钉2、膨胀套筒3、垫片4和螺母5。所述锚栓销钉2沿着纵轴线l从后端6延伸至在引入侧的前端7。所述锚栓销钉2包括带有负荷作用机构9的杆部8，所述负荷作用机构被构造为外螺纹并且在该负荷作用机构上布置有垫片4和螺母5。在所述负荷作用机构9之前的引入侧布置有膨胀体10，它与所述杆部8的颈部区段11一体地连接并且因此不可运动地与杆部8相连接。所述颈部区段11具有与负荷作用机构9相比减小的外直径，所述外直径相应于所述膨胀体10的最小外直径。以这个外直径为出发，所述膨胀体10朝锚栓销钉2的在引入侧的前端7在膨胀区段12中以11
°
的第一圆锥角ws一直扩宽到11.8毫米的最大直径d。
[0035]
所述膨胀锚栓1的膨胀套筒3围绕着颈部区段11弯曲并且能够相对于锚栓销钉2朝引入侧的端部7沿着纵轴线l移动。换句话说，这意味着，所述膨胀区段12能够相对于膨胀套筒3沿着纵轴线l运动，由此所述膨胀区段12至少部分地被拉入到膨胀套筒3中，由此所述膨胀套筒3的膨胀节段13被撑开。所述膨胀套筒3具有三个膨胀节段13，这些膨胀节段通过平行于彼此地且平行于纵轴线l地延伸的狭缝14沿着圆周方向彼此分开并且通过后面的环形
区段15彼此连接。也就是说，所述膨胀节段13在引入侧从环形区段15上悬臂状地突出。
[0036]
所述膨胀节段13分别包括如下基体16，所述基体与环形区段15相连接。所述基体16具有1.6毫米的第一壁厚tg。在所述基体16的外侧面17上布置有如下突起18，该突起从基体16向外被冲压、即远离纵轴线l地被冲压。在此，所述突起18的超过基体16 0的外侧面17的径向的超出部u为0.4毫米并且由此为所述第一壁厚tg的四分之一。在每个基体16的引入侧的端部上构造有突出部19，所述突出部具有相对于第一壁厚tg以厚度差dt为幅度而减小的第二壁厚tf。在本实施例中，所述厚度差dt为0.8毫米，并且由此所述第二壁厚tf同样为0.8毫米。从基体16到突出部19的过渡区通过在膨胀套筒3的外侧面上的直径阶梯20来形成，该直径阶梯的高度相应于厚度差dt。所述直径阶梯20正交于纵轴线l来延伸，也就是说，所述阶梯面21处于纵轴线l的径向平面中，或者相对于所述阶梯面21的法向矢量平行于纵轴线l来延伸。所述阶梯面21作为外角以第一棱边22尖棱地转变为基体16的外侧面17，而所述阶梯面21以内角的形式作为过渡区域24转变为突出部19的外侧面23。在所述突出部19的外侧面23的引入侧的端部上，第二棱边25同样被构造为尖棱的外角。所述突出部19具有如下内侧面26，该内侧面平行于突出部19的外侧面23来延伸并且该内侧面以同样11度的第二圆锥角wf相对于纵轴线l倾斜。在此，所述基体16与所述突出部19的在引入侧的前端之间的、平行于纵轴线l测得的间距dl为0.8毫米并且由此相应于厚度差dt。
[0037]
所述突起18相对于突出部19有间距地布置在基体16上，由此所述突起18不妨碍撑开。所述突起18与所述突出部19的在引入侧的前端之间的间距a在本实施例中为12毫米，其中在这种情况中所述突起18的后端部是决定性的，因为所述突起在这里具有超过基体16的外侧面17的径向最大的超出部。
[0038]
所述膨胀锚栓1由钢制成，其中所述锚栓销钉2由金属丝通过冷整体成型（kaltummassivumformen）来制成，并且所述膨胀套筒3由带材以冲压弯曲方法制成。不仅所述锚栓销钉2而且所述膨胀套筒3由根据din en 100188-1：2014-12的具有材料号1.4401的钢制造。因为根据本发明在所述锚栓销钉2与所述膨胀套筒3之间没有布置滑动涂层并且由此取消在制造时用于施加滑动涂层的方法步骤，所以根据本发明的膨胀锚栓1能够成本低廉地来制造。
[0039]
附图标记列表1 膨胀锚栓2 锚栓销钉3 膨胀套筒4 垫片5 螺母6 锚栓销钉2的后端7 锚栓销钉2的前端8 杆部9 负荷作用机构10 膨胀体11 颈部区段12 膨胀区段
13 膨胀节段14 狭缝15 环形区段16 基体17 基体16的外侧面18 突起19 突出部20 直径阶梯21 阶梯面22 第一棱边23 突出部19的外侧面24 过渡区域25 第二棱边26 突出部19的内侧面l 纵轴线w
s 第一圆锥角w
f 第二圆锥角d 膨胀区段12的最大直径t
g （基体16的）第一壁厚dt 厚度差t
f （突出部19的）第二壁厚dl 基体16与突出部19的在引入侧的前端之间的间距a 突起18距突出部19的在引入侧的前端的间距u 突起18的超出基体16的外侧面17的径向的超出部。