Анкер для закрепления в просверленном в бетонном элементе отверстии с помощью композитной массы

 

Использование: при креплении анкера в просверливаемом в бетонном элементе отверстия с помощью композитной массы. Сущность изобретения: анкер содержит стержень с участком меньшего диаметра и распорным конусом и установленную на стержне гильзу. К конусу с образованием упорного заплечика прилегает головка. Гильза изготовлена из пластмассы и имеет продольные канавки на наружной боковой поверхности. Такая конструкция обеспечивает возможность компенсации увеличения отверстия при трещинообразовании, что позволяет использовать анкер в зоне растяжения. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к крепежным элементам для анкеровки в отверстии бетонного элемента с помощью композитной массы.

Известен анкер, содержащий резьбовой стержень с расширяющимся к торцу распорным конусом на заходном конце и охватывающую стержень анкерную гильзу (заявка ФРГ N 3209018, кл. F 16 B 13/14, 15.09.83).

Данный анкер крепят следующим образом.

В бетонном элементе сверлят отверстие и в зоне дна последнего выполняют подрез. В отверстии размещают капсулу с композитной массой и анкер. В процессе установки капсула разбивается и компоненты массы активируются за счет смешивания. После отверждения массы анкер прочно закрепляется в отверстии бетонного элемента. Однако, когда через место анкеровки проходит трещина, соединение значительно ослабляется.

При увеличении отверстия за счет трещины масса отделяется от его стенки, вследствие чего прямая часть стержня анкера обладает лишь небольшими удерживающими силами. Известный анкер имеет коническое расширение в зоне подреза отверстия, так что там все же имеются большие удерживающие силы, зависящие от исполнения подреза и от доли подрезного участка в общей длине отверстия.

Изготовление подрезного просверленного отверстия требует специальных инструментов и, как правило, больших затрат. По этой причине уже были предприняты попытки уменьшить восприимчивость к трещинам за счет особого исполнения комбинированного анкера в цилиндрических отверстиях. Так, например, было предложено снабдить болт анкера конусом, имеющим благодаря покрытию способность скольжения относительно отверждаемого ядра связующего. Этим должно было быть достигнуто скольжение болта в ядре связующего для компенсации расширения трещины. Подобное скольжение достигается, однако, лишь в том случае, если весь болт отделяется от отвержденного ядра связующего. Это вызывает значительное уменьшение удерживающих сил. Далее ядро связующего является менее стойким к давлению, из-за чего уже при относительно небольших усилиях болт проникает через него.

Задача изобретения задача создания анкера для анкеровки в просверленном в бетонном элементе цилиндрическом отверстии с помощью композитной массы, который при анкеровке в зоне растяжения и возникающих при этом расширениях отверстия за счет трещинообразования обладает большими резервами надежности.

Это достигается тем, что анкер состоит из болта с отрезком диаметра, на который надета расширяющаяся анкерная гильза из пластмассы. В направлении дна отверстия к цилиндрическому отрезку примыкает распорный конус, расширяющийся к дну отверстия. К конусу с образованием упорного заплечика прикреплена головка, наружный диаметр которой соответствует диаметру болта. Гильза прилегает к заплечику и образует уплотнение, препятствующее проникновению связующего во внутреннее отверстие гильзы. Для анкеровки анкер загоняют в просветленное отверстие, в котором находится заполненная компонентами связующего стеклянная ампула.

Анкер загоняют с помощью вращающейся на медленных оборотах электродрели, в результате чего при вращении болта и одновременном движении подачи расположенное на головке клиновидное острие разрушает стеклянную ампулу и компоненты связующего смешиваются. Поднимающееся от дна отверстия связующее полностью заполняет его и продольные канавки анкерной гильзы.

После отверждения массы гильзы и тем самым, болт, примыкающий упорным заплечиком головки к переднему торцу гильзы, прочно анкеруется в отверстии. При расширении отверстия за счет трещинообразования масса отделяется от боковой поверхности пластмассовой гильзы. Благодаря ее упругости болт аксиально смешивается относительно нее вследствие воздействующего на него растягивающего усилия. В результате этого конус на болте втягивается в гильзу так, что происходит как расширение, так и осадка гильзы. Оба эффекта приводят к компенсации расширения отверстия, за счет чего первоначальная удерживающая сила анкера сохраняется до возникновения трещины. Отвержденная в продольных канавках гильзы масса создает в зоне гильзы отверстие зубчатого профиля, диаметр ядра которого меньше наружного диаметра головки.

Таким образом, благодаря массе возникает дополнительное геометрическое замыкание, способствующее поддержанию болта гильзой. На основе сужения отверстия в зоне отрезка меньшего диаметра и возможности компенсации расширения отверстия за счет пластмассовой гильзы анкер согласно изобретению пригоден для использования в зоне растяжения бетонного элемента.

Для улучшения сцепления гильзы с отвержденной массой целесообразно дополнительно снабдить боковую поверхность гильзы огибающими канавками. Это обеспечивает связь между продольными и поперечными канавками, поддерживающими друг друга. Благодаря окончанию продольных канавок на расстоянии от переднего торца гильзы в соответствии с ее внутренним конусом отвержденная в этой зоне масса образует конусообразный контур, который усиливает эффект заклинивания гильзы за счет втягивания болта.

Благодаря соответствующему болту наружному диаметру гильзы образуется анкер одинакового наружного диаметра и тем самым для установки анкера отверстие в бетонном элементе может быть незначительно больше номинального диаметра болта. Канавки гильзы имеют такую глубину, что в качестве основания канавок остается перемычка 0,3 0,5 мм. 0этим достигается оптимальное сужение отверстия в зоне гильзы.

В другом варианте осуществления изобретения диаметр головки может быть немного больше диаметра гильзы, а цилиндрическая поверхность головки выполнена с двумя параллельными лысками под ключ, сопряженными с клиновидными поверхностями острия. Это исполнение значительно повышает распорную способность головки и тем самым сопротивление втягивания болта. Таким образом, даже при большой ширине трещины и связанной с этим расширением отверстия можно достичь достаточно высоких удерживающих сил. Диаметр головки может быть приведен в описании с диаметром отверстия примерно до 0,3 мм. Для обеспечения или облегчения подъема массы от дна отверстия вдоль анкера при его установке лыски выполнены на цилиндрическом отрезке головки Скошенные поверхности острия вдавливают массы через обе щели, образованные между поверхностями на цилиндрическом отрезке головки и стенкой отверстия. Продолжение скошенных поверхностей острия за счет поверхностей на цилиндрическом отрезке улучшает также в сочетании с вращательным движением анкера при его установке смешивание компонентов массы, и тем самым, процесс отверждения.

Для того, чтобы гидравлическое сопротивление было как можно меньше и для достижения одновременно с этим максимальной распорной способности гильзы за счет головки, оказалось целесообразным привести размер под ключ обеих поверхностей на цилиндрическом отрезки головки в приблизительное соответствие с наибольшим диаметром распорного конуса.

Изобретение подробнее поясняется с помощью изображенных на чертеже примеров осуществления.

На фиг. 1 показан в частичном продольном разрезе; на фиг. 2 анкер после расширения отверстия за счет трещинообразования; на фиг. 3 сечение анкера по фиг. 1; на фиг. 4 головка анкера в другом исполнении; фиг. 5 торец анкера по фиг. 4.

Анкер состоит из болта 1 с отрезком 2 меньшего диаметра, на который надета гильза 3, предпочтительно из стеклопластика. К отрезку 2 примыкает распорный конус 4, к которому в свою очередь с образованием упорного заплечика 5 прикреплена головка 6 болта. Для разрушения патрона с раствором головка 6 снабжена клиновидным острием 7. Болт 1 имеет резьбовой отрезок 8, на который может быть навинчена гайка для крепления предмета на поверхности бетонного элемента 9.

Гильза 3 имеет на боковой поверхности продольные канавки 10 и на большом расстоянии кольцевые канавки 11. В зоне конуса 4 внутреннее отверстие 12 гильзы 3 выполнено с внутренним конусом 13, плотно сидящим на конусе 4. Одновременно гильза 3 прилегает к заплечику 5, за счет чего образуется уплотнение ее отверстия 12. Канавки 10 заканчивается на расстоянии от заплечика 5 в соответствии с углом конуса 4. Для анкеровки анкера в бетонном элементе 9 просверливают отверстие 14, в которое, например, посредством стеклянной ампулы помещают полиэфирную смолу с отвердителем и наполнителями. Для вращения болта 1 служит многогранник 15, на который надевают зажатый в электродвигатели инструмент. При ввинчивании болта ампула разрушается, и смола смешивается с отвердителем, и наполнителями. За счет продольных канавок после отверждения массы происходит сужение отверстия, вызывающее в зоне отрезка 2 в сочетании с гильзой 3 анкеровку болта с геометрическим замыканием. Это зубчатое сужение отверстия 14 особенно хорошо видно на фиг. 3. Фиксация болта 1 в гильзе 3 происходит за счет прилегания головки 6 с ее заплечиком 5 к торцу гильзы. При возникновении трещины и обусловленном этим расширении отверстия поддержка гильзы 3 отвержденной массой немного ослабляется. В результате этого болт 1 аксиально смещается за счет воздействующего на него растягивающего усилия, так что конус 4 втягивается в конус 13 гильзы 3. Гильза при этом расширяется и усиливает давление распирания на стенку отверстия, и в частности, на образованный канавками 10 внутренний контур массы. Одновременно в этим происходит также незначительная осадка гильзы 3, которая в остальной зоне гильзы компенсирует расширение отверстия. Гильзы 3 остается тем самым прочно и неподвижно заделанной в отверждаемую массу, за счет чего сохраняется полная удерживающая сила болта 1 и тем самым анкера.

Гильза 3 может быть выполнена на отрезке 2 экструзией, причем болт служит сердечником для экструзии. При изготовлении гильзы в качестве отдельной детали целесообразно выполнить болт из двух частей и свинтить отрезок 3 с задней частью болта после надевания гильзы 3 или соединить иным образом. Изображенная на фиг. 4 и 5 головка 6 болта 1 имеет диаметр, который немного больше диаметра гильзы 3. Для комбинированного анкера с болтом М 12 и диаметром гильзы 12 мм диаметр отверстия в бетонном элементе должен составлять 14 мм. У комбинированного анкера этого диаметра диаметр головки должен составлять около 13,7 мм. Для получения достаточной щели для массы цилиндрический отрезок головки 6 выполнен с двумя параллельными поверхностями 15, сопряженными с поверхностями острия 7. Размер под ключ обеих поверхностей 15 приблизительно соответствует наибольшему диаметру конуса 4. У комбинированного анкера с приведенными соотношениями диаметров рекомендуется размер под ключ 12,0 12,5 мм.

Формула изобретения

1. Анкер для закрепления в просверленном в бетонном элементе отверстии с помощью композитной массы, содержащий резьбовой стержень с расширяющимся к торцу распорным конусом на заходном конце и охватывающую стержень анкерную гильзу, отличающийся тем, что стержень выполнен с головкой со стороны распорного конуса, имеющей клиновидное острие на свободном конце и образующей с распорным конусом упорный заплечик, стержень на участке, прилегающем к распорному конусу, имеет диаметр меньше диаметра остальной части стержня и равный диаметру меньшего основания распорного конуса, анкерная гильза выполнена из пластмассы, с продольными канавками на наружной боковой поверхности и расположена на стержне от упорного заплечика до конца участка стержня меньшего диаметра.

2. Анкер по п. 1, отличающийся тем, что анкерная гильза выполнена с кольцевыми канавками на наружной боковой поверхности.

3. Анкер по п. 1, отличающийся тем, что анкерная гильза на участке контакта с распорным конусом имеет внутреннюю коническую поверхность, ответную поверхности распорного конуса, а диаметр отверстия анкерной гильзы соответствует меньшему диаметру резьбового стержня.

4. Анкер по п. 3, отличающийся тем, что обращенные к головке концы продольных канавок на анкерной гильзе расположены на уровне зоны сопряжения внутренних конической и цилиндрической поверхностей анкерной гильзы.

5. Анкер по п. 1, отличающийся тем, что наружный диаметр анкерной гильзы соответствует наружному диаметру резьбового стержня.

6. Анкер по п. 1, отличающийся тем, что глубина канавок на 0,3 0,5 мм меньше толщины стенки анкерной гильзы.

7. Анкер по одному из пп. 1 6, отличающийся тем, что боковая поверхность головки выполнена цилиндрической с двумя параллельными лысками под ключ, сопряженными с клиновидными поверхностями острия, а диаметр головки превышает наружный диаметр анкерной гильзы.

8. Анкер по п. 7, отличающийся тем, что расстояние между лысками соответствует наибольшему диаметру распорного конуса.

Приоритет по пунктам: 18.05.92 по пп. 1 6; 03.07.92 по пп. 7 и 8.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5