РАСПОРНЫЙ АНКЕР С УПОРНЫМИ СТЕНКАМИ ДЛЯ ГИЛЬЗЫ Российский патент 2022 года по МПК F16B13/06 

Данное изобретение относится к распорному анкеру согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. В таком анкере предусмотрен анкерный болт, распорная гильза, окружающая анкерный болт, и распорный элемент, расположенный в передней области анкерного болта, причем распорный элемент имеет зону сужения для распирания распорной гильзы.

Документ WO 15067578 A1 описывает распорный анкер, имеющий пазы, которые являются закрытыми по отношению к переднему торцу анкера, расположенного в распорном элементе, при этом пазы уменьшают контактную поверхность между распорной гильзой и наклонной поверхностью распорного элемента. В частности, отдельные пазы выполнены относительно узкими, чтобы избежать загиба распорной гильзы в пазы при расширении распорной гильзы.

Документ EP2848825 A1 описывает распорный анкер, в котором распорная гильза имеет по меньшей мере одно ребро на внутренней стороне, которое входит в зацепление с пазом в анкерном болте. Во время установки распорный элемент болта смещает это ребро в радиальном направлении наружу.

Документ EP2514979 A1 показывает анкерный болт с эксцентрической областью, которая расширяет распорную гильзу при вращении анкерного болта.

Документ EP2309138 A2 показывает распорный элемент, имеющий продольные грани.

Документ DE2256822 A1 описывает распорный анкер, в котором предусмотрено устройство для блокировки вращения между распорной гильзой и анкерным болтом. Это устройство для блокировки вращения может быть образовано пазом, проходящим в распорном элементе болта, и соответствующим выступом, который выступает из распорной гильзы. В одном варианте реализации изобретения по DE2256822 A1 указанный паз проходит в осевом направлении вдоль всего распорного элемента, а указанный выступ проходит в осевом направлении вдоль всей распорной гильзы. В другом варианте реализации изобретения выступ короче и смещен от кончика распорной гильзы по направлению к заднему концу распорной гильзы.

Документ WO12126700 A1 описывает распорные анкеры, имеющие ребра на распорных элементах, которые могут воздействовать на внутреннюю сторону распорных гильз анкеров.

Документы EP 0515916 A2 и DE3411285 A1 описывают крепежные элементы. В обоих случаях гильзы сцепляются с внутренними болтами посредством зубцов.

Задача данного изобретения заключается в предоставлении распорного анкера, который имеет, в частности, высокую эффективность, и в то же время легок в производстве.

Эта задача решена с помощью распорного анкера согласно пункту 1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные варианты реализации изобретения.

Анкер по данному изобретению отличается тем, что распорный элемент имеет по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы, обращенную к распорной гильзе.

Первую основную идею данного изобретения можно увидеть в предоставлении распорного элемента с по меньшей мере одной упорной стенкой для распорной гильзы, причем указанная упорная стенка для распорной гильзы обращена к распорной гильзе перед установкой анкера, так что распорная гильза может встретить упорную стенку для распорной гильзы, когда распорный элемент перемещается вдоль распорной гильзы во время расширения распорной гильзы, когда устанавливают анкер. Неожиданно было обнаружено, что это значительно улучшает эффективность анкера. Следующий механизм может объяснить наблюдаемое улучшение: когда кончик распорной гильзы касается упорной стенки для распорной гильзы, между распорной гильзой и распорным элементом может возникать своего рода временное геометрическое замыкание. Это геометрическое замыкание может увеличивать сопротивление вытягиванию распорного элемента из распорной гильзы, но это может происходить преимущественно без значительного дополнительного расширения распорной гильзы, то есть, без значительного увеличения распорного усилия. Благодаря малому распорному усилию, субстрат, который окружает анкер, например, бетон, не будет подвергаться чрезмерному напряжению, при этом вытягивающие нагрузки заметно возрастают. Таким образом, благодаря блокировке между распорной гильзой и упорной стенкой для распорной гильзы, несущая способность бетона может значительно увеличиться по сравнению с уровнем стандартных распорных анкеров. Кроме того, поскольку блокировка между упорной стенкой для распорной гильзы и распорной гильзой может уменьшить относительное перемещение между распорной гильзой и распорным элементом с анкерным болтом, общий характер смещения анкера, в частности, в условиях циклической нагрузки на растрескавшийся бетон, также может быть улучшен.

Анкерный болт представляет собой продолговатый элемент. Распорный элемент и анкерный болт соединены, в частности, для передачи усилий натяжения. Распорный элемент может быть соединен с анкерным болтом, например, резьбой, в частности, если распорный анкер представляет собой так называемый распорный анкер гильзового типа. Распорный элемент также может быть намертво закреплен на анкерном болте, в частности, если распорный анкер представляет собой так называемый распорный анкер штифтового типа. В случае распорного анкера штифтового типа особенно предпочтительно, чтобы распорный элемент и анкерный болт были цельными, то есть, чтобы они образовывали единый элемент. Если распорный анкер представляет собой так называемый распорный анкер штифтового типа, в анкерном болте предпочтительно предусмотрен обращенный вперед упор для опоры распорной гильзы и для продвижения распорной гильзы в отверстие. Распорный элемент представляет собой часть распорного анкера.

Распорная гильза окружает анкерный болт, в частности, вокруг продольной оси. Предпочтительно распорная гильза представляет собой единый элемент. Однако, она также может состоять из нескольких отдельных сегментов, которые удерживаются в положении вокруг болта, например, с помощью резиновой ленты или защелкивающихся механизмов.

Предпочтительно каждый элемент из анкерного болта, распорной гильзы и/или распорного элемента изготовлен из стали. Они могут содержать, например, углеродистую сталь или нержавеющую сталь.

Анкерный болт может иметь в задней области анкерного болта конструкцию, создающую натяжение. Конструкция, создающая натяжение, предназначена для создания натяжения в анкерном болте. Конструкция, создающая натяжение, может представлять собой, например, резьбу, в частности, внешнюю резьбу на анкерном болте. Конструкция, создающая натяжение, может представлять собой также, например, головку, которая образует максимальное поперечное сечение, или замок байонетного типа.

Зона сужения распорного элемента служит для расширения распорной гильзы, когда распорная гильза перемещается вперед по отношению к распорному элементу, в частности, для расширения распорной гильзы в радиальном направлении по отношению к продольной оси. В зоне сужения распорный элемент сужается по своей боковой поверхности по направлению к задней части анкерного болта и/или по направлению к конструкции, создающей натяжение, причем фокус сужения предпочтительно может представлять собой продольную ось. Это, в частности, подразумевает то, что радиальное расстояние боковой поверхности распорного элемента от продольной оси становится меньше по направлению к задней части распорного элемента. Распорный элемент может иметь дополнительные зоны, например, предпочтительно цилиндрическую переходную зону и/или зону кончика. Зона сужения может быть, например, конической или может иметь более сложную, например, выпуклую или вогнутую форму. В частности, зона сужения образует клин для распорной гильзы.

Упорная стенка для распорной гильзы предназначена для создания блокировки между распорным элементом и распорной гильзой. Упорная стенка для распорной гильзы расположена таким образом, что распорная гильза может встретить упорную стенку для распорной гильзы, то есть, распорная гильза может опереться на упорную стенку для распорной гильзы, когда распорная гильза смещается в осевом направлении относительно распорного элемента по направлению вперед, то есть, по направлению к переднему концу распорного элемента и/или анкерного болта, в частности, при втягивании распорного элемента в распорную гильзу по направлению назад. Таким образом, упорная стенка для распорной гильзы встречает распорную гильзу в осевом направлении или, другими словами, упорная стенка для распорной гильзы встречает распорную гильзу в направлении, параллельном продольной оси. Предпочтительно, упорная стенка для распорной гильзы встречает, в частности, встречает в осевом направлении, кончик распорной гильзы и/или служит для опоры кончика распорной гильзы и, следовательно, может называться упорной стенкой кончика для распорной гильзы. Можно понимать, что кончик распорной гильзы представляет собой передний конец распорной гильзы, то есть, конец, указывающий направление вперед. Упорная стенка для распорной гильзы расположена напротив, в частности, в осевом направлении напротив, распорной гильзы, и в частности, кончика распорной гильзы. В частности, упорная стенка для распорной гильзы встречает, в частности, встречает в осевом направлении, распорную гильзу, в частности, кончик распорной гильзы в состоянии до расширения распорной гильзы распорным элементом, то есть, в состоянии перед установкой анкера, до установки анкера. В частности, упорная стенка для распорной гильзы обращена по направлению к задней части анкера. Анкер по данному изобретению выполнен так, что распорная гильза, в частности, своим кончиком, может встретить указанную по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы во время осевого смещения распорного элемента относительно распорной гильзы в направлении назад и/или во время радиального расширения распорной гильзы распорным элементом. Таким образом, указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы подходит и/или выполнена для того, чтобы на нее опиралась распорная гильза, в частности, в осевом направлении и/или кончиком распорной гильзы. В частности, указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы подходит и/или выполнена для того, чтобы на нее опиралась в частности, опиралась в осевом направлении, секция, в частности, секция переднего торца распорной гильзы, изогнутая вокруг продольной оси и/или предназначенная для радиального смещения распорным элементом.

В частности, упорная стенка распорной для гильзы выступает в радиальном направлении на распорном элементе и/или на упорной стенке для распорной гильзы образована ступенчатая структура, причем упорная стенка для распорной гильзы образует подъем ступени соответствующей ступенчатой структуры. Упорная стенка для распорной гильзы расположена на боковой поверхности распорного элемента, то есть, на боковой части распорного элемента.

Указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы может быть прямой на виде сбоку анкерного болта, позволяя простое конструкционное исполнение. Однако, указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы также может быть изогнутой на виде сбоку анкерного болта или на виде сбоку анкерного болта она может состоять из нескольких сегментов стенки, например, прямых сегментов стенки, соединенных в угловом соотношении, составляющих единую упорную стенку для распорной гильзы. В частности, указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы может образовывать вогнутую поверхность на виде сбоку анкерного болта, что может иметь преимущества с производственной точки зрения. Радиальная высота упорной стенки для распорной гильзы относительно своего основания стенки может быть постоянной, но также может изменяться.

Когда используется термин «продольная ось», он должен относиться к продольной оси анкерного болта, которая часто представляет собой также продольную ось анкера. В соответствии с обычным определением, «продольная ось» может представлять собой, в частности, ось, которая проходит в продольном направлении, то есть, в длинном направлении продолговатого анкерного болта. Когда используются термины «радиальный» «осевой» или «периферический», их следует понимать, в частности, по отношению к продольной оси анкерного болта.

Как более подробно объяснено выше, осевое сцепление между распорной гильзой и распорным элементом, создаваемое указанной по меньшей мере одной упорной стенкой для распорной гильзы, может преимущественно улучшить эффективность анкера. В дополнение к этому, было неожиданно обнаружено, что особые преимущества обеспечивает наличие значительного, но не слишком сильной блокировки с геометрическим замыканием между распорной гильзой и распорным элементом, создаваемого по меньшей мере одной упорной стенкой для распорной гильзы. Другими словами, преимущества имеются, когда упорная стенка для распорной гильзы только «тормозит» распорную гильзу без ее полной остановки, то есть, когда упорная стенка для распорной гильзы может быть преодолена распорной гильзой намеренно, и в частности, без разрушения анкера. В частности, было обнаружено, что полная остановка распорной гильзы может приводить к поломке типа вытягивания при высоких нагрузках, что представляет собой часто нежелательное преждевременное событие. Это можно объяснить изменением характеристик анкера с распорного типа на фрикционный тип, когда распорная гильза встречает упорную стенку для распорной гильзы с жесткой остановкой. В противоположность этому, если упорная стенка для распорной гильзы выполнена с возможностью преодоления распорной гильзой, характеристики анкера могут, по меньшей мере частично, возвратиться к распорному типу, что позволяет активировать распорные резервы в распорной гильзе так, что максимальную несущую способность можно дополнительно увеличить, предпочтительно вплоть до разрушения при выкалывании бетона основания. Таким образом, имея упорную стенку для распорной гильзы, преодолеваемую распорной гильзой, можно получить особенно длинную и плавную характеристику сила - смещение анкера.

На основании вышеизложенного, особые преимущества имеются, если указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы выполнена в виде преодолимого препятствия для распорной гильзы, в частности, в виде преодолимого препятствия для осевого перемещения распорной гильзы. В данном случае термин «препятствие» подразумевает, что может быть создана блокировка, термин «преодолимое», что указанную блокировку можно намеренно преодолеть, в частности, при высоких нагрузках. Такое преодолимое препятствие можно создать, например, имея кончик распорной гильзы и/или опорную стенку для распорной гильзы с наклоном вдоль осевого направления, так что распорная гильза, упирающаяся в упорную стенку для распорной гильзы, толкается в радиальном направлении наружу при высоких осевых нагрузках благодаря эффекту клина, пока распорная гильза не сможет преодолеть упорную стенку для распорной гильзы.

Особые преимущества имеются, если указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы сужается по направлению к задней части анкерного болта. Таким образом, предпочтительно упорная стенка для распорной гильзы по меньшей мере в целом не перпендикулярна продольной оси. Вместо этого радиус распорного элемента постепенно уменьшается по направлению к задней части анкерного болта на упорной стенке для распорной гильзы. Это позволяет создать преодолимое препятствие особенно надежным и легким в изготовлении способом. Предпочтительно максимальный наклон α_max по меньшей мере одной упорной стенки для распорной гильзы, измеряемый по отношению к продольной оси анкерного болта составляет менее 80° или 70°, что означает, что ни одна точка упорной стенки для распорной гильзы не имеет большего наклона. Наблюдалось, что при больших углах блокировка может быть слишком сильной для некоторых ситуаций. В соответствии с обычным определением, наклон, измеряемый по отношению к продольной оси, можно понимать, в частности, как угол между касательной в точке стенки и продольной осью, измеряемый в продольной плоскости, то есть, в плоскости, которая содержит продольную ось.

Кроме того, предпочтительно максимальный наклон α_max по меньшей мере одной упорной стенки для распорной гильзы, измеряемый по отношению к продольной оси анкерного болта составляет более 30°. Наличие этой нижней границы наклона обеспечивает особенно надежную блокировку и может максимизировать несущую способность особенно простым способом.

В другом преимущественном варианте реализации изобретения по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы имеет максимальную радиальную высоту h₆₀, то есть, наибольшую высоту, измеряемую в радиальном направлении по отношению к продольной оси, от основания упорной стенки до верха упорной стенки по меньшей мере 0,3 мм. Эта нижняя граница позволяет особенно надежное зацепление распорной гильзы на упорной стенке для распорной гильзы с типами распорных гильз, обычно используемыми для распорных анкеров. Когда высота по меньшей мере одной упорной стенки для распорной гильзы постоянна, ее максимальная высота представляет собой эту постоянную высоту.

Предпочтительно по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы расположена на расстоянии d₆₀, в частности, на осевом расстоянии d₆₀, составляющем по меньшей мере 0,5*L1, предпочтительно по меньшей мере 0,8*L1 от заднего конца зоны сужения, где L1 - это длина, в частности, осевая длина зоны сужения. Таким образом, указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы предпочтительно расположена относительно далеко впереди на распорном элементе так, что блокировка с распорной гильзой создается только тогда, когда распорная гильза уже надежно зафиксирована. Таким образом можно эффективно избежать преждевременного вытягивания и можно улучшить использование бетона.

Распорный элемент может иметь расположенную впереди зоны сужения переходную зону. В такой переходной зоне сужение распорного элемента по меньшей мере менее круто по сравнению с зоной сужения или сужение может полностью отсутствовать. Такая переходная зона может предотвратить чрезмерное расширение распорной гильзы и чрезмерное напряжение окружающего субстрата при высоких нагрузках. Если сужение полностью отсутствует, переходная зона может иметь цилиндрическую боковую поверхность, причем термин «цилиндрическая» следует понимать в широком определении, в котором основание цилиндра может быть, но не обязательно должно быть круглым.

Если предусмотрена переходная зона, то по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы предпочтительно расположена в пределах переходной зоны. Это может давать особенно хорошо координированную активацию упорной стенки для распорной гильзы, и следовательно, особенно хорошие характеристики нагрузки. В частности, упорная стенка для распорной гильзы в этом случае не будет зацепляться распорной гильзой до поздней фазы расширения, в которой распорная гильза уже надежно зафиксирована, и увеличение давления на субстрат относительно мало. В этой фазе вклад блокировки может быть особенно эффективным. Таким образом использование бетона можно дополнительно улучшить.

По меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы может быть расположена, например, на выступе, который выступает из распорного элемента в радиальном направлении. Однако, согласно другому предпочтительному заключению по данному изобретению, на распорном элементе, в частности, на его боковой поверхности может быть предусмотрено по меньшей мере одно углубление упорной стенки, причем указанное по меньшей мере одно углубление упорной стенки ограничено, в частности, на его переднем конце, по меньшей мере одной упорной стенкой для распорной гильзы. Таким образом, упорная стенка для распорной гильзы образует переднюю торцевую стенку углубления. Это может иметь целый ряд преимуществ: a) углубление может быть особенно легким в изготовлении, b) стенка, выполненная в конце углубления, то есть, по меньшей мере частично углубленная стенка может быть особенно прочной, c) по меньшей мере частично углубленная стенка менее склонна к нежелательному взаимодействию с распорным механизмом или со стенками отверстия, и d) углубление может иметь дополнительные предпочтительные функции, среди прочего ослабление напряжения субстрата. В частности, было обнаружено, что если углубление выполнено так, что при перемещении вперед относительно распорного элемента, в частности, путем вгибания, давление или, в частности, пики давления на субстрат можно уменьшить, как будет более подробно объяснено ниже. Поскольку упорная стенка для распорной гильзы расположена в конце углубления, это ослабление давления «автоматически» координируется с активацией упорной стенки для распорной гильзы, что может дополнительно улучшить эффективность без значительных усилий. Таким образом, в особенно предпочтительном варианте анкер выполнен так, что углубление упорной стенки принимает часть распорной гильзы, в частности, при перемещении распорной гильзы вперед относительно распорного элемента, то есть, при перемещении распорного элемента назад относительно распорной гильзы и/или при расширении распорной гильзы распорным элементом, в частности, путем вгибания. Поскольку размер углубления конечен, только часть распорной гильзы попадает в углубление, при этом другая часть распорной гильзы полностью расширяется вдоль поверхности распорного элемента. Таким образом напряжение бетона уменьшается без значительного уменьшения степени расширения.

В частности, по меньшей мере одно углубление упорной стенки расположено в радиальном направлении в распорном элементе. Указанное по меньшей мере одно углубление упорной стенки предпочтительно по меньшей мере частично расположено в зоне сужения распорного элемента.

Распорная гильза может иметь по меньшей мере один разрез, начинающийся от переднего конца распорной гильзы. Указанный разрез может присутствовать по производственным причинам, в частности, если распорная гильза изготовлена путем проката листового материала вокруг анкерного болта. В альтернативном или дополнительном варианте по меньшей мере один разрез может быть предусмотрен для способствования расширению распорной гильзы. Предпочтительно распорная гильза имеет множество разрезов, начинающихся от переднего конца распорной гильзы, а распорная гильза имеет полоски между соседними разрезами.

Было обнаружено, что разрез, начинающийся от переднего конца распорной гильзы, может быть причиной особенного напряжения субстрата, поскольку он образует сильную разрывность, которая сама по себе может потенциально создавать пики давления. Особенно с учетом этого предпочтительно, чтобы указанный по меньшей мере один разрез был расположен в положении, в котором он по меньшей мере частично совпадает с указанным по меньшей мере одним углублением упорной стенки или по меньшей мере мог быть приведен в это положение путем вращения распорной гильзы вокруг анкерного болта, в частности, без разрушения анкера. В таком положении совпадения область поблизости от разреза может зацепляться с углублением упорной стенки. Было обнаружено, что это может значительно уменьшить нежелательные пики давления. Совпадение, в частности, означает радиальное совпадение. Было обнаружено, что привести разрезы в положение совпадения часто бывает очень легко: было обнаружено, что боковая кромка углубления автоматически захватывает даже свободно вращающуюся распорную гильзу за разрез во время затяжки при установке, тем самым обеспечивая блокировку вращения в правильном положении совпадения.

Если существует множество углублений упорной стенки и множество разрезов, начинающихся от переднего конца распорной гильзы, особенно предпочтительно по той же причине, если каждый разрез расположен в положении, в котором он по меньшей мере частично совпадает с по меньшей мере одним из углублений упорной стенки или по меньшей мере может быть приведен в это положение путем вращения распорной гильзы вокруг анкерного болта. Предпочтительно количество углублений упорной стенки равно количеству разрезов, начинающихся от переднего конца распорной гильзы, что позволяет ослабить напряжение на всех разрезах и значительно упростить конструкцию.

Предпочтительно распорный элемент имеет изогнутое поперечное сечение, смежное с указанным по меньшей мере одним углублением упорной стенки. Это может позволить особенно равномерно нагрузить субстрат, а также может способствовать упомянутому выше вращательному выравниванию разреза. В соответствии с обычным определением, в данном случае поперечное сечение означает разрез, перпендикулярный продольной оси.

Особые преимущества имеются, если по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы имеет максимальную угловую ширину θ_max, составляющую более 50°, предпочтительно более 60°, особенно предпочтительно около 70°. Другими словами, по меньшей мере одна упорная стенка распорной гильзы охватывает более 50°, предпочтительно более 60°, особенно предпочтительно около 70° распорного элемента. В частности, максимальную угловую ширину измеряют на продольной оси анкерного болта и/или в плоскости, перпендикулярной продольной оси анкерного болта. Предпочтительно по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы проецируют на эту плоскость, и угловую ширину этой проекции, измеренную на продольной оси анкерного болта, принимают в качестве максимальной угловой ширины по меньшей мере одной упорной стенки для распорной гильзы. Таким образом, упорная стенка для распорной гильзы относительно широка, что может обеспечить особенно хорошее блокирование с распорной гильзой, и если упорная стенка для распорной гильзы предусмотрена в углублении упорной стенки, это углубление обычно будет иметь аналогичный размер, позволяющий надежное зацепление, в частности, вгибание распорной гильзы в углубление с преимуществами ослабления напряжения, получаемыми в результате этого, подробно объясненными выше.

Также преимущества имеются, если указанная по меньшей мере одна упорная стенка для распорной гильзы имеет максимальную угловую ширину θ_max, которая составляет менее 90°, предпочтительно менее 80°. Указанную максимальную угловую ширину можно измерять, как описано выше. Согласно этому варианту реализации изобретения, упорная стенка для распорной гильзы не слишком широка. Это позволяет предусмотреть свободные области гильзы, то есть, зоны, которые не имеют упорной стенки для распорной гильзы в осевом направлении перед собой, особенно легким способом. Свободные в осевом направлении области гильзы могут благоприятно смягчить блокировку, создаваемую на упорной стенке для распорной гильзы, и/или они могут позволить использовать смешанный распорный механизм, что позволяет приспособить систему к особым ситуациям нагрузки особенно легким и эффективным способом.

В особенно предпочтительном варианте распорный элемент имеет множество упорных стенок для распорной гильзы, в частности, минимум 2 или минимум 3 упорные стенки для распорной гильзы. Наличие множества упорных стенок для распорной гильзы может обеспечить особенно равномерное распределение нагрузки, и таким образом особенно надежная блокировка с распорной гильзой при легкости в изготовлении. Кроме того, это может устранить пиковые значения нагрузки на анкер и/или окружающий бетон, тем самым дополнительно улучшая эффективность. Кроме того, это может упростить конструкцию благоприятных свободных в осевом направлении областей гильзы что может дополнительно улучшить эффективность при низких затратах. В частности, отдельные упорные стенки для распорной гильзы разделены и/или отличимы от других.

Этот текст постоянно ссылается на свойства «по меньшей мере одной упорной стенки для распорной гильзы». Если согласно данному изобретению предусмотрено множество упорных стенок для распорной гильзы, то по меньшей мере одна из указанной совокупности упорных стенок для распорной гильзы может иметь эти свойства или все из указанной совокупности упорных стенок для распорной гильзы могут иметь эти свойства, если только четко не заявлено другое.

В особенно предпочтительном варианте упорные стенки для распорной гильзы расположены на одной линии, то есть, они перекрываются в осевом направлении. Предпочтительно это наблюдается по меньшей мере на плоскости, перпендикулярной продольной оси, которая пересекает все упорные стенки для распорной гильзы. Это позволяет особенно хорошо координированное и, следовательно, эффективную блокировку с гильзами обычных конструкций.

Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения упорные стенки для распорной гильзы охватывают в целом θ_total минимум 120°, предпочтительно минимум 140° или особенно предпочтительно минимум 160° распорного элемента. Другими словами, если проецировать все упорные стенки для распорной гильзы в осевом направлении (то есть, проецировать с помощью лучей, идущих параллельно продольной оси) на плоскость, перпендикулярную продольной оси, и определить общий угол, охватываемый проекциями этих стенок на эту плоскость, этот общий угол составляет минимум 120°, предпочтительно минимум 140° или особенно предпочтительно минимум 160°. Таким образом, в целом упорные стенки для распорной гильзы относительно широки, что обеспечивает особенно эффективную блокировку.

Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения упорные стенки для распорной гильзы охватывают в целом θ_total максимум 250° или максимум 280° распорного элемента. Другими словами, если проецировать все упорные стенки для распорной гильзы в осевом направлении (то есть, проецировать с помощью лучей, идущих параллельно продольной оси) на плоскость, перпендикулярную продольной оси, и определить общий угол, охватываемый проекциями этих стенок на эту плоскость, этот общий угол составляет максимум 280°, предпочтительно максимум 250°. Благодаря этому, остаются свободными в осевом направлении значительные области гильзы, которые не имеют упорной стенки для распорной гильзы перед собой, что может позволить эффективно приспособить систему к особым ситуациям нагрузки, как объяснено выше.

Особые преимущества имеются, если распорный элемент имеет максимум 8, предпочтительно максимум 6, особенно предпочтительно максимум 4 упорные стенки для распорной гильзы. Таким образом, имеется относительно мало упорных стенок для распорной гильзы, и при наличии также относительно мало углублений упорных стенок. Это позволяет выполнить соответствующие упорные стенки для распорной гильзы и при наличии углубления упорных стенок особенно эффективными, в частности, особенно легким способом. В частности, поскольку имеется только небольшое количество элементов, их можно выполнить относительно широкими без необходимости сложных конструкций. Широкие упорные стенки для распорной гильзы, в свою очередь, обеспечивают возможность эффективной блокировки, а широкие углубления упорных стенок обеспечивают возможность эффективно зацеплять распорную гильзу, обеспечивая в результате эффективное ослабление напряжения и/или поворотной блокировки.

Как уже было упомянуто ранее, отдельные упорные стенки для распорной гильзы могут быть прямыми, но также изогнутыми или сегментированными на виде сбоку анкерного болта. В последнем случае каждая отдельная упорная стенка для распорной гильзы на виде сбоку анкерного болта может состоять из нескольких сегментов стенки, например, прямых сегментов стенки, соединенных в угловом соотношении, составляющих общую упорную стенку для распорной гильзы в каждом случае.

В дополнение к по меньшей мере одной упорной стенке для распорной гильзы в распорном элементе могут быть предусмотрены дополнительные стенки, например, боковые стенки углубления, которые не встречают в осевом направлении распорную гильзу, и/или которые не подходят для упора распорной гильзы при осевом смещении распорной гильзы, и которые, следовательно, нельзя назвать упорными стенками для распорной гильзы.

Если имеется больше одной упорной стенки для распорной гильзы, предпочтительно, чтобы на распорном элементе, в частности, на его боковой поверхности была предусмотрена совокупность углублений упорной стенки, причем каждое углубление упорной стенки ограничено, в частности, на своем соответствующем переднем конце одной из упорных стенок для распорной гильзы. Это позволяет достигнуть преимуществ, описанных выше в контексте с единственным углублением, в исполнении с несколькими стенками, причем наличие нескольких углублений может увеличить их эффективность и легкость использования. Например, совокупность углублений может позволить раннее зацепление отдельного выреза или одновременное зацепление нескольких вырезов распорной гильзы.

Когда имеется множество углублений упорной стенки, благоприятно, если множество упорных стенок для распорной гильзы охватывают от 20% до 70%, предпочтительно от 40% до 45% боковой поверхности распорного элемента, в частности, боковой поверхности зоны сужения или, если присутствует переходная зона, боковой поверхности зоны сужения плюс переходной зоны. Это позволяет углублениям быть особенно эффективными.

Предпочтительно упорные стенки для распорной гильзы расположены симметрично, упорные стенки для распорной гильзы расположены на равных расстояниях вокруг распорного элемента и/или все упорные стенки для распорной гильзы имеют равную ширину в пределах обычных технологических допусков. Такие симметричные исполнения могут улучшить баланс нагрузки, а следовательно, могут дополнительно улучшить эффективность.

В особенно предпочтительном варианте максимальная толщина t₃₀ распорной гильзы составляет от 0,75 мм до 3,5 мм. Это обеспечивают возможность особенно хорошей блокировки с упорной стенкой для распорной гильзы и/или зацепление с углублением упорной стенки. В частности, толщину распорной гильзы можно измерить в радиальном направлении в соответствии с обычным определением.

Предпочтительно зона сужения имеет угол при вершине β от 10° до 40°, в частности, от 26° до 40°. Если угол при вершине β больше, имеется повышенная вероятность маскировки эффекта крутой упорной стенки распорной гильзы также крутой зоной сужения. Если он меньше, нагрузка субстрата будет высокой, даже при наличии сцепления с упорной стенкой для распорной гильзы.

Предпочтительно максимальный диаметр анкерного болта и/или зоны расширения составляет менее 30 мм или 25 мм. Данное изобретение может быть особенно полезным для относительно небольших анкеров.

Данное изобретение относится также к способу использования, в частности, установки распорного анкера по данному изобретению, в котором распорную гильзу перемещают вперед относительно распорного элемента, в частности, для расширения распорной гильзы, причем распорная гильза встречает указанную по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы. В частности, данное изобретение относится также к способу использования, в частности, установки распорного анкера по данному изобретению, в котором анкер вставляют в отверстие, а распорную гильзу с анкером, расположенным в отверстии, в частности, по меньшей мере с кончиком распорной гильзы, расположенным в отверстии, перемещают вперед относительно распорного элемента, причем распорная гильза встречает по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы. Соответственно, анкер используют и/или устанавливают согласно назначению. Перемещения распорной гильзы вперед относительно распорного элемента, то есть, перемещения распорного элемента назад относительно распорной гильзы можно достигнуть предпочтительно путем вытягивания анкерного болта с закрепленным распорным элементом из отверстия и/или путем перемещения распорного элемента назад относительно анкерного болта. В принципе, этого можно достигнуть также путем проталкивания распорной гильзы вперед по распорному элементу, который неподвижен в осевом направлении внутри отверстия.

Предпочтительно распорную гильзу перемещают вперед относительно распорного элемента, причем распорная гильза встречает по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы, а затем преодолевает по меньшей мере одну упорную стенку распорной гильзы. Таким образом, упорную стенку для распорной гильзы преодолевают в осевом направлении согласно преимущественному назначению при высоких нагрузках.

Кроме того, благоприятно, если распорную гильзу перемещают вперед относительно распорного элемента, причем участок распорной гильзы вставляют по меньшей мере в одно углубление упорной стенки. Это может, например, уменьшить напряжение бетона или обеспечить блокировку вращения, как более подробно описано выше.

Особенности, описанные в данном документе в контексте с анкером, можно использовать также для способа использования анкера, а особенности, описанные в данном документе в контексте со способом использования анкера, можно использовать также для самого анкера.

Данное изобретение объяснено более подробно ниже со ссылкой на предпочтительные типовые варианты реализации изобретения, которые изображены схематически на приложенных графических материалах, в которых отдельные особенности типовых вариантов реализации изобретения, представленных ниже, могут быть реализованы либо по отдельности, либо в любой комбинации в пределах объема данного изобретения.

Фиг. 1 представляет собой вид сбоку распорного анкера по данному изобретению,

Фиг. 2 представляет собой вырез передней области анкера по фиг. 1 в разрезе A-A согласно фиг. 1;

Фиг 3 представляет собой вид в разрезе B-B согласно фиг. 1 анкера по фиг. 1 и 2;

Фиг. 4 - 7 представляют собой последовательные этапы способа использования анкера по фиг. 1 - 3 в субстрате, причем для ясности субстрат показан только на фиг. 4. Фиг. 4 показывает анкер на виде сбоку, фиг. 5 на виде сбоку с вырезом детали, а фиг. 6 и 7 на виде в разрезе с вырезом, аналогичном фиг. 2.

Указанные фигуры показывают вариант реализации распорного анкера по данному изобретению. Анкер содержит продолговатый анкерный болт 10, определяющий продольную ось 99, распорную гильзу 30, которая окружает анкерный болт 10, и распорный элемент 12 для распорной гильзы 30, предусмотренный на анкерном болте 10, а именно поблизости от переднего конца анкерного болта 10.

Как показано, в частности, на фиг. 2, распорный элемент 12 имеет зону 23 сужения, предназначенную для расширения в радиальном направлении распорной гильзы 30, когда распорный элемент 12 втягивают в распорную гильзу 30 по направлению назад, то есть, когда распорную гильзу 30 перемещают вперед относительно распорного элемента 12 по распорному элементу 12. Для этой цели боковая поверхность распорного элемента 12 сужается по направлению к задней части анкера, то есть, она сужается по направлению к распорной гильзе 30, по меньшей мере, перед установкой анкера. В данном примере боковая поверхность распорного элемента 12 является конической в зоне 23 сужения с фокусом сужения на продольной оси 99 и с углом при вершине β, показанным на фиг. 1. Однако, это лишь пример, и возможны также другие сужающиеся конструкции.

В данном примере распорный элемент 12 также имеет переходную зону 22, которая расположена впереди от зоны 23 сужения и прилегает к ней, и зону 21 кончика, которая расположена впереди от переходной зоны 22 и прилегает к ней. В переходной зоне 22 сужение по направлению назад меньше по сравнению с зоной 23 сужения или даже сужение по направлению назад равно нулю, но предпочтительно оно не обратное, то есть, оно не представляет собой сужение по направлению вперед. В данном примере сужение отсутствует, то есть, равно нулю в зоне 23 сужения, и распорный элемент 12 имеет цилиндрическую боковую поверхность в зоне 23 сужения, в частности, цилиндрическую с круглым основанием. В зоне 21 кончика боковая поверхность распорного элемента 12 сужается по направлению к переднему концу анкера.

Анкерный болт 10 имеет шейку 25, которая расположена смежно с распорным элементом 12 и позади него. Распорная гильза 30 по меньшей мере частично окружает эту шейку 25 по меньшей мере перед установкой анкера. В шейке 25 диаметр анкерного болта 10 может быть минимальным.

В данном варианте реализации изобретения представлен анкер штифтового типа. Болт 10 имеет на заднем конце шейки 25 упор 17, обращенный вперед, для зацепления в осевом направлении распорной гильзы 30 и для продвижения распорной гильзы 30 вперед. В данном случае распорный элемент 12 в качестве примера представляет собой единое целое с анкерным болтом 10.

В задней области анкерного болта 10 на анкерном болте 10 предусмотрена конструкция 18, создающая натяжение, в данном случае в форме внешней резьбы, предусмотренной на анкерном болте 10.

В распорной гильзе 30 предусмотрена совокупность разрезов 36', 36'', которые начинаются от переднего конца распорной гильзы 30 и проходят по направлению к заднему концу распорной гильзы 30. Разрезы 36', 36'' облегчают радиальное расширение распорной гильзы 30. Распорная гильза 30 имеет максимальную радиальную толщину t₃₀, показанную на фиг. 2.

На боковой поверхности распорного элемента 12 предусмотрена совокупность углублений 66', 66'', 66''' упорной стенки (в качестве примера, в данном случае три, но может быть предусмотрено также другое количество). Эти углубления 66', 66'', 66''' упорной стенки доступны в радиальном направлении снаружи распорного элемента 12. В качестве примера, каждое из них имеет приблизительно прямоугольный контур, если рассматривать их на виде сбоку. Однако, возможны другие контуры.

Каждое из углублений 66 упорной стенки оканчивается на своем переднем конце упорной стенкой 60 для распорной гильзы. Поскольку в данном примере имеются три углубления 66', 66'', 66''' упорной стенки, имеются также три упорные стенки 60', 60'', 60''' для распорной гильзы. Каждая из этих упорных стенок 60', 60'', 60''' для распорной гильзы обращена к распорной гильзе 30, то есть, обращена назад и образует преодолимый осевой упор для переднего конца, то есть, для кончика распорной гильзы 30, как будет описано более подробно ниже.

Как показано на фиг. 2, и в качестве примера на упорной стенке 60' для распорной гильзы, каждая из упорных стенок 60', 60'', 60''' распорной гильзы имеет радиальную высоту h₆₀ и максимальный наклон α_max, измеряемый в продольном направлении по отношению к продольной оси 99. Как показано на фиг. 3, и в качестве примера на упорной стенке 60' для распорной гильзы, каждая из упорных стенок 60', 60'', 60''' для распорной гильзы имеет максимальную угловую ширину θ_max в разрезе и вокруг продольной оси 99. В целом, все упорные стенки 60', 60'', 60''' для распорной гильзы охватывают общий угол θ_total вокруг продольной оси 99. Упорные стенки 60', 60'', 60''' для распорной гильзы расположены на одной линии, расположены в одинаковом положении вдоль продольной оси 99 и не перекрываются в периферическом направлении. Следовательно, θ_total в данном случае представляет собой сумму максимальной угловой ширины θ_max всех упорных стенок 60', 60'', 60''' для распорной гильзы, то есть, θ_total = Σ θ_max.

Все упорные стенки 60', 60'', 60''' для распорной гильзы расположены в переходной зоне 22. В частности, как показано на фиг. 2, и в качестве примера на упорной стенке 60' для распорной гильзы, каждая из упорных стенок 60', 60'', 60''' для распорной гильзы расположена на расстоянии d₆₀ от осевого заднего конца распорного элемента 12, то есть, от заднего конца зоны 23 сужения, причем расстояние d₆₀ больше осевой длины L1 зоны 23 сужения.

Способ использования анкера проиллюстрирован на фиг. 4 - 7.

На первом этапе способа, показанном на фиг. 4, анкер вставляют сначала передним концом в отверстие в субстрате 6.

Затем распорный элемент 12 втягивают в область переднего конца распорной гильзы 30, то есть, распорную гильзу 30 толкают вперед относительно распорного элемента 12 и по распорному элементу 12. В данном варианте реализации изобретения этого достигают путем вытягивания анкерного болта 10 вместе с распорным элементом 12 назад, в частности, путем затягивания гайки 8, предусмотренной на конструкции 18, создающей натяжение, анкерного болта 10. Поскольку субстрат 6 оказывает радиальное давление на распорную гильзу 30, распорная гильза 30 слегка вгибается в радиальном направлении в углубления 66', 66'', 66''' упорной стенки, когда распорный элемент 12 втягивают в область переднего конца распорной гильзы 30. Фиг. 5 - 7 показывают последовательные положения распорной гильзы 30 относительно распорного элемента 12 во время втягивания распорного элемента 12.

На определенной стадии, как показано на фиг. 6, распорная гильза 30 в осевом направлении встречает своим кончиком в вогнутых областях упорные стенки 60', 60'', 60''' для распорной гильзы. Это приводит к образованию осевой блокировки типа геометрического замыкания распорной гильзы 30 с распорным элементом 12 на упорных стенках 60', 60'', 60''' для распорной гильзы. Эта блокировка приводит к временному изменению механизма расширения и может в результате увеличить сопротивление вытягиванию без чрезмерного напряжения субстрата 6.

Поверхность раздела между упорными стенками 60', 60'', 60''' для распорной гильзы и распорной гильзой 30 выполнена таким образом, что указанную блокировку можно намеренно преодолеть при высоких нагрузках на растяжение, как показано на фиг. 7, что приводит к возврату механизма расширения и потенциально к особенно хорошему сопротивлению при высоких нагрузках.

Затягивание гайки 8 может вызвать вращение распорного элемента 12 относительно распорной гильзы 30 в начале установки. Но это вращение скоро прекращается, а именно, когда кромка разреза зацепляет боковую стенку одного из углублений 66', 66'', 66''' упорной стенки, например, когда кромка разреза 36'' зацепляет боковую стенку 69'' углубления 66'', как показано на фигуре 5.

Группа изобретений относится к распорному анкеру и способу применения такого распорного анкера. Распорный анкер содержит анкерный болт, распорную гильзу, окружающую анкерный болт, и распорный элемент, расположенный в передней области анкерного болта, при этом распорный элемент содержит зону сужения для расширения распорной гильзы. Распорный элемент содержит по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы, обращенную к распорной гильзе, причем на распорном элементе обеспечено по меньшей мере одно углубление упорной стенки, при этом по меньшей мере одно углубление упорной стенки ограничено по меньшей мере одной упорной стенкой для распорной гильзы. Способ применения распорного анкера заключается в перемещении распорной гильзы вперед относительно распорного элемента, при этом распорная гильза встречает по меньшей мере одну упорную стенку для распорной гильзы. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Распорный анкер, содержащий

- анкерный болт (10),

- распорную гильзу (30), окружающую анкерный болт (10), и

- распорный элемент (12), расположенный в передней области анкерного болта (10), причем распорный элемент (12) имеет зону (23) сужения для расширения распорной гильзы (30), и

при этом

- распорный элемент (12) имеет по меньшей мере одну упорную стенку (60) для распорной гильзы, обращенную к распорной гильзе (30), отличающийся тем, что

на распорном элементе (12) обеспечено по меньшей мере одно углубление (66) упорной стенки, при этом по меньшей мере одно углубление (66) упорной стенки ограничено по меньшей мере одной упорной стенкой (60) для распорной гильзы.

2. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы служит в качестве преодолимого препятствия для распорной гильзы (30).

3. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы сужается по направлению к задней части анкерного болта (10).

4. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

максимальный наклон (α_max) по меньшей мере одной упорной стенки (60) для распорной гильзы, измеряемый по отношению к продольной оси (99) анкерного болта (10), составляет более 30° и/или менее 80°.

5. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы имеет максимальную радиальную высоту (h₆₀), составляющую по меньшей мере 0,3 мм.

6. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы расположена на расстоянии (d₆₀), составляющем по меньшей мере 0,5*L1, предпочтительно по меньшей мере 0,8*L1 от заднего конца зоны (23) сужения, при этом L1 является длиной зоны (23) сужения.

7. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

распорный элемент (12) содержит расположенную впереди зоны (23) сужения переходную зону (22),

при этом по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы расположена в пределах переходной зоны (22).

8. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

углубление (66) упорной стенки представляет собой углубление (66) упорной стенки для приема участка распорной гильзы (30).

9. Распорный анкер по п. 8, отличающийся тем, что

распорная гильза (30) содержит по меньшей мере один разрез (36), начинающийся от переднего конца распорной гильзы (30), при этом по меньшей мере один разрез (36) расположен в положении, в котором он по меньшей мере частично совпадает с по меньшей мере одним углублением (66) упорной стенки или по меньшей мере может быть приведен в это положение путем вращения распорной гильзы (30) вокруг анкерного болта (10).

10. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

распорный элемент (12) имеет изогнутое поперечное сечение, смежное с по меньшей мере одним углублением (66) упорной стенки.

11. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

по меньшей мере одна упорная стенка (60) для распорной гильзы имеет максимальную угловую ширину (θ_max), измеряемую на продольной оси (99) анкерного болта (10) в плоскости, перпендикулярной продольной оси (99) анкерного болта (10), которая составляет более 50°, предпочтительно более 60° и менее 90°, предпочтительно менее 80°.

12. Распорный анкер по п. 1, отличающийся тем, что

распорный элемент (12) содержит совокупность упорных стенок (60) для распорной гильзы.

13. Распорный анкер по п. 12, отличающийся тем, что

упорные стенки (60) для распорной гильзы расположены на одной линии.

14. Распорный анкер по п. 12, отличающийся тем, что

упорные стенки (60) для распорной гильзы охватывают в целом минимум 120°, минимум 140° или минимум 160° распорного элемента (12), и/или тем, что упорные стенки (60) для распорной гильзы охватывают в целом максимум 280° или максимум 250° распорного элемента (12).

15. Распорный анкер по п. 12, отличающийся тем, что

распорный элемент (12) имеет максимум 8, предпочтительно максимум 6, особенно предпочтительно максимум 4 упорные стенки (60) для распорной гильзы.

16. Распорный анкер по п. 12, отличающийся тем, что

на распорном элементе (12) обеспечена совокупность углублений (66) упорной стенки, при этом каждое углубление (66) упорной стенки ограничено одной из упорных стенок (60) для распорной гильзы, причем указанная совокупность углублений (66) для упорной стенки охватывает от 20% до 70%, предпочтительно от 40% до 45% боковой поверхности распорного элемента (12).

17. Распорный анкер по п. 12, отличающийся тем, что

упорные стенки (60) для распорной гильзы расположены симметрично, упорные стенки (60) для распорной гильзы расположены на одинаковом расстоянии вокруг распорного элемента (12) и/или упорные стенки (60) для распорной гильзы имеют равную ширину.

18. Распорный анкер по одному из пп. 1-17, отличающийся тем, что

максимальная толщина (t₃₀) распорной гильзы (30) составляет от 0,75 мм до 3,5 мм и/или зона (23) сужения имеет угол при вершине (β) от 10° до 40°.

19. Способ применения распорного анкера по одному из пп. 1-18, в котором

распорную гильзу (30) перемещают вперед относительно распорного элемента (12), при этом распорная гильза (30) встречает по меньшей мере одну упорную стенку (60) для распорной гильзы.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что

распорную гильзу (30) перемещают вперед относительно распорного элемента (12), при этом распорная гильза (30) встречает по меньшей мере одну упорную стенку (60) для распорной гильзы, а затем преодолевает указанную по меньшей мере одну упорную стенку (60) для распорной гильзы.

21. Способ по п. 19 или 20, отличающийся тем, что

распорную гильзу (30) перемещают вперед относительно распорного элемента (12), при этом участок распорной гильзы (30) вставлен в по меньшей мере одно углубление (66) упорной стенки.