[0001] Die Erfindung betrifft eine Ankerschiene für die Bautechnik, mit auf dem Schienenrücken
aufwärts gerichteten Ausformungen, in denen Öffnungen vorgesehen sind, die vom Schaft
eines Ankerbolzens durchgriffen sind, welch letzterer mit seiner Senkkopfschräge
passend in der Ausformung einliegt, und deren Innenfläche zufolge Materialverformung
im Preßsitz liegt zur Mantelfläche des Ankerbolzens.
[0002] Eine derartige Ausgestaltung ist bekannt aus der DE-PS 3 407 801, wobei der Ankerbolzen
als Senkkopfschraube ausgestaltet ist mit über den gesamten Schaft reichendem Außengewinde.
Die Ausformung setzt sich dabei in einen auswärts gerichteten Hals fort, welcher im
Anschluß an den Senkkopf auf den Schaft aufgepreßt ist. Dieser Bauform mangelt es
an der genügenden Stabilität. Die Übergangsstelle zwischen dem Senkkopf und Schaft
ist die am meisten bruchgefährdete. Die Erzeugung eines genügend materialstarken Halses
ist umformtechnisch sehr schwierig. Die Sicherung der Anlagestellung der Kopfschräge
zur Ausformung ist während des Verpressens des Halses nur mit erheblichem Aufwand
gewährleistet.
[0003] Desweiteren ist eine Bauform bekannt, bei welcher das Ankerelement etwa Doppel-T-förmig
gestaltet ist. Von dem dem Schienenrücken zugekehrten Auflageschenkel des Ankerelements
geht ein konisch gestaltetes Einsteckende aus. Dieses durchgreift die Öffnung und
wird dann gestaucht. Das Stirnende wird dabei nietartig zu einem Kopf verformt, der
im wesentlichen in der Ausdrückung versenkt einliegt. Es läßt sich jedoch nicht vermeiden,
daß nach dem Nietvorgang eine gewisse Rückverformung auftritt, was die Befestigungsstabilität
des Ankerbolzens an der Ankerschiene mindert.
[0004] Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankerschiene der in
Rede stehenden Art in herstellungstechnisch einfacher Weise so auszugestalten, daß
neben einer äußerst stabilen Festlegung der Ankerbolzen an der Ankerschiene keine
die Belastbarkeit mindernde Bruchzone im Bereich der Übergangsstelle zwischen Senkkopfschräge
und Schaft auftritt.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruchs 1.
[0006] Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
[0007] Zufolge derartiger Ausgestaltung ist eine gattungsgemäße Ankerschiene angegeben,
die sich durch eine große Haltbarkeit und Stabilität auszeichnet. Der nach der erfindungsgemäßen
Lehre erzielte Formschluß zwischen Ankerbolzen und Ankerschiene ist optimal, so daß
höchste Belastungen schadfrei aufgefangen werden. Erstmals wird ein von einem Senkkopf
ausgehender Zwischenabschnitt so vernietet, daß bei diesem Vorgang der Zwickel zwischen
Öffnungsinnenfläche und Zwischenabschnitt vollständig ausgefüllt wird. Insbesondere
läßt sich dieses im Wege des Kaltstauchens vornehmen, wobei der sich an den Senkkopf
anschließende, Zwischenabschnitt zu einer gleichmäßigen höheren Festigkeit im Bereich
der Übergangsstelle zwischen Senkkopfschräge und Zwischenabschnitt führt, was mit
Sicherheit dort eine bruchbegünstigte Zone ausschließt. Die entsprechende Querschnittsform
der Öffnung führt dazu, daß keine Rückverformung auftritt, die ein etwaiges Lösen
des Ankerbolzens begünstigen würde. Der Stauchdruck setzt sich dabei bis in die Ausformung
fort unter Erzielung einer engen Anlage der Ausformung an der Senkkopfschräge. Diese
Verbindung ist sogar flüssigkeitsdicht. Haarrisse können nicht auftreten, die einen
Durchtritt von Feuchtigkeit zulassen würden. Um die entsprechende kegelstumpfförmige
Ausrichtung der Öffnungsinnen fläche zu erhalten, ist es möglich, zuerst im Schienenrücken
die Öffnung zu stanzen bzw. zu bohren. Durch das anschließende Drücken der Ausformung
erhält die Öffnungsinnenfläche ihre kegelstumpfförmige Ausrichtung. Dieses führt zu
einer Herstellungsvereinfachung verbunden mit verringerten Herstellungskosten. Durch
eine entsprechend größere Materialdehnung auf der Außenseite der Ausformung bricht
das Loch beim Stanzen kegelstumpfförmig aus. Auch kann die Öffnung noch zwischen der
Ausformung gestanzt sein. Es empfiehlt sich dabei, jede Ausformung aus mehreren winklig
aneinanderanschließenden Einzelabschnitten zusammenzusetzen. Der zentrale Einzelabschnitt
dient zur Aufnahme der Senkkopfschräge, während der bzw. die sich anschließenden
Einzelabschnitte zu einer Versteifung des Schienenrückens führen zwecks Erhöhung der
Belastungsstabilität und Verringerung auftretender Verformungen unter Belastung. Insbesondere
trägt hierzu die Maßnahme bei, einen zum Schieneninneren hin brückenförmig durchgewölbten
Ausformungs-Einzelabschnitt beiderseits des Senkkopf-Aufnahmeraumes vorzusehen. Damit
u. a. auch eine stabile Lagesicherung des Ankerbolzens beim Vorgang des Gewindewalzens
gewährleistet ist, ist er im Bereich seines freien Endes mit zwei Gewindeabschnitten
ausgestattet, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt belassen. Hierdurch
wird eine Doppelfunktion erreicht. Einerseits lassen sich die Gewindeabschnitte günstiger
herstellen. Andererseits dienen diese Gewindeabschnitte zur Halterung einer Mutter,
welche sich an den beiden Gewindeabschnitten kontert und dadurch drehgesichert wird.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß der Kern-Durchmesser im Gewindebereich
kleiner ist als im Bereich des Zwischenabschnitts. Dies führt zu einer Vereinfachung
der Herstellung. Schließlich ist es belastungstechnisch noch vorteilhaft, daß die
Öffnungsinnenfläche etwa senkrecht steht zur Kegelstumpfmantelfläche des Senkkopfes,
d. h., der Senkkopfschräge. Der äußere Gewindeabschnitt braucht nur wenig größer zu
sein als die Höhe einer entsprechenden Mutter. Er kann evtl. sogar länger als deren
Höhe sein.
[0008] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Ankerschiene mit den an ihr festgelegten
Ankerbolzen, betreffend die erste Ausführungsform,
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, wobei der Ankerbolzen eingesetzt,
jedoch noch nicht vernietet ist,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Ankerschiene gemäß der zweiten Ausführungsform,
Fig. 4a eine Variante dazu,
Fig. 5 den Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 und
Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, jedoch bei in die Öffnung eingestecktem
Ankerbolzen vor dem Stauchvorgang.
[0009] Die Ankerschiene 1 besitzt im Querschnitt ein C-Profil. Im einzelnen besteht die
Ankerschiene aus dem Schienenrücken 2, den rechtwinklig von diesem ausgehenden C-Schenkeln
3, an welche sich einwärts abgewinkelte, gegeneinander gerichtete Endabschnitte 4
anschließen. Letztere belassen zwischen sich einen Längsschlitz 5 zum Einführen nicht
dargestellter Befestigungselemente.
[0010] Von dem Schienenrücken 2 gehen in vorgegebenem Abstand zueinander angeordnete Ankerbolzen
6 aus. Jeder Ankerbolzen 6 bildet eine Senkkopf 7 aus. An letzterem schließt sich
ein Zwischenabschnitt 8 an, der sich in einen querschnittsabgesetzten Schaft 9 fortsetzt.
Die Länge x des gegenüber dem Schaft 9 querschnittsgrößeren Zwischenabschnitts 8
ist etwa doppelt so groß wie die Dicke y der Wandstärke der Ankerschiene.
[0011] Der Ankerbolzen 6 ist im Bereich seines freien Endes mit zwei hintereinanderliegenden
Gewindeabschnitten 10 und 11 ausgestattet, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt
12 belassen. Der endseitige Gewindeabschnitt 10 ist kürzer als der vorgeordnete Gewindeabschnitt
11 und trägt die Ankermutter M. Der Durchmesser des Bolzenabschnitts 12 entspricht
dabei dem Durchmesser des Schaftes 9. Das bedeutet, daß die Gewindeabschnitte 10,
11 einen größeren Durchmesser haben als der Schaft 9. Der Kern-Durchmesser der Gewindeabschnitte
10, 11 ist jedoch kleiner als derjenige des Bolzenabschnitts 12. Auf den Gewindeabschnitt
10 kann eine Mutter M aufgedreht werden, die dann in Konterstellung zum Abschnitt
12 oder evtl. zu dem Gewinde des Abschnittes 11 tritt oder einer dortigen Kontermutter.
[0012] Zur Festlegung der Ankerbolzen 6 bildet die Ankerschiene 1 auf dem Schienenrücken
2 aufwärts gerichtete Ausformungen 13 aus, welche zentral mit einer Öffnung 14 ausgestattet
sind.
[0013] Gemäß den Fig. 1 bis 3 setzt sich jede Ausformung aus drei winklig aneinanderanschließenden
Einzelabschnitten 13ʹ, 13ʺ und 13‴ zusammen. Sie erstrecken sich dabei bei einer
besonders zweckmäßigen Ausführungsform in konzentrischer Anordnung. Der mittlere Einzelabschnitt
13ʺ liegt dabei jenseits des Kopf-Aufnahmeraums 15 und verläuft etwa parallel zum
Schieneninneren. Das bedeutet, daß sein Scheitel S die Höhlung H des randseitigen
Einzelabschnitts 13‴ auf einer etwas höher als die Schienenrückeninnenfläche leigenden
Ebene begrenzt.
[0014] Die Öffnung 14 ist nach dem Herstellen der Ausformung 13 durch Stanzen vom Schieneninneren
her erzeugt. Es liegt eine kegelstumpf förmig ausgerichtete Öffnungsinnenfläche 14ʹ
vor derart, daß der größere Durchmesser zum Schienenrückenäußeren hin weist. Der kleinere
Durchmesser der Öffnung 14 entspricht etwa dem Außendurchmesser des Zwischenabschnitts
8. Wird nun der Ankerbolzen 6 vom Schieneninneren her eingesetzt, so durchgreift der
Zwischenabschnitt 8 die Öffnung 14, während die Senkkopfschräge 7ʹ in Anlagestellung
zur Innenwand des zentralen Einzelabschnitts 13ʹ gelangt. Auf diese Weise wird zwischen
der Öffnungsinnenfläche 14ʹ und Zwischenabschnitt 8 ein ringförmig umlaufender Zwickel
16 gebildet, der durch anschließendes Stauchen des Zwischenabschnitts 8 ausgefüllt
ist, vergl. insbesondere Fig. 2. Das entsprechende, nicht dargestellte Stauchwerkzeug
greift dabei an der Stufe 17 zwischen Schaft 9 und Zwischenabschnitt 8 an. Durch den
Stauchvorgang tritt eine Gefügeverdichtung ein. Die Länge des Zwischenabschnitts
8 verkürzt sich einhergehend. Gleichzeitig wird der Zwickel 16 ausgefüllt unter Erzielung
einer stabilen formschlüssigen Halterung des Ankerbolzens 6 an der Ankerschiene 1
im Preßsitz. Der Stauchdruck setzt sich bis in die Wandung der Öffnung 14 fort und
bewirkt eine dichte Anlage des entsprechenden Bereichs des Zwischenabschnitts 8 an
der Öffnungsinnenfläche 14ʹ. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Öffnungsinnenfläche
14ʹ etwa senkrecht steht zur Kegelstumpfmantelfläche, d. h. Schräge 7ʹ, des Senkkopfes
7.
[0015] Gemäß der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten zweiten Ausführungsform ist der Ankerbolzen
6 unverändert gestaltet. Dagegen weist die Ausformung 18 ein abweichend geformtes
Querschnittsprofil auf. Sie besitzt einen zentralen Ausformungs-Einzelabschnitt 18ʹ
mit der Öffnung 14. Beiderseits des Senkkopf-Aufnahmeraumes 15 erstrecken sich zum
Schieneninneren hin brückenförmig durchgewölbte Ausformungsabschnitte 18ʺ, die in
auswärts gewölbte Einzelabschnitte 18‴, übergehen. Auch durch diese Querschnittsprofilierung
wird eine Versteifung im Bereich der Ausformung 18 erreicht, so daß der an dem Schienenrücken
2 festgelegte Ankerbolzen eine Lagenstabilisierung er fährt. Das Festlegen der Ankerbolzen
geschieht in der vorbeschriebenen Weise.
[0016] Fig. 4 und Fig. 4a unterscheiden sich dadurch, daß in Fig. 4a die Einzelabschnitte
18‴ Teilbereiche einer Gesamtausführung sind, so daß auf etwa ganzer Ausfomungsbreite
die brückenförmige Durchwölbung auftritt und nicht nur in der Ankerbolzen-Längsschnittebene.
[0017] Alternativ zu den mit Muttern versehenen Gewindeabschnitten kann der Ankerbolzen
an seinem freien Ende mit einem angestauchten Ankerkopf versehen sein. Der angestauchte
Ankerkopf, der einen größeren Querschnitt als der Schaft besitzt, erfüllt dieselbe
Aufgabe, nämlich Bildung eines Widerlagers gegenüber dem Einbettungsmaterial für die
Ankerschiene, und ist kostengüntiger herstellbar. Hat er den größeren Durchmesser,
so erfolgt die Anstauchung nach Befestigung des Ankerbolzens in der Schiene, wobei
die Existenz des Zwischenabschnittes 8, insbesondere mit der Stufe 17, ebenfalls
vorteilhaft ist.
[0018] Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale
sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht
sind.
1. Ankerschiene für die Bautechnik, mit auf dem Schienenrücken aufwärts gerichteten
Ausformungen, in denen Öffnungen vorgesehen sind, die vom Schaft eines Ankerbolzens
durchgriffen sind, welch letzterer mit seiner Senkkopfschräge passend in der Ausformung
einliegt, und deren Innenfläche zufolge Materialverformung im Preßsitz liegt zur Mantelfläche
des Ankerbolzens, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsinnenfläche (14ʹ) kegelstumpfförmig
mit dem größeren Durchmesser zum Schienenrücken (2) liegend ausgerichtet ist und
der dadurch gebildete Zwickel (16) durch Stauchen eines querschnittsgrößeren, vom
Senkkopf (7) ausgehenden Zwischenabschnitts (8) des Ankerbolzens (6) ausgefüllt ist.
2. Ankerschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausformung (13,
18) sich aus mehreren winklig aneinanderanschließenden Einzelabschnitten zusammensetzt.
3. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein zum Schieneninneren hin brückenförmig durchgewölbter Ausformungs-Einzelabschnitt
(13ʺ, 18ʺ) beiderseits des Senkkopf-Aufnahmeraumes(15) vorgesehen ist.
4. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ankerbolzen (6) im Bereich seines freien Endes mit zwei Gewindeabschnitten
(10, 11) ausgestattet ist, die zwischen sich einen gewindefreien Bolzenabschnitt (12)
belassen.
5. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern-Durchmesser im Gewindebereich kleiner ist als im Bereich des Zwischenabschnitts
(12).
6. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnungsinnenfläche etwa senkrecht steht zur Kegelstumpfmantelfläche (7ʹ)
des Senkkopfes (7).
7. Ankerschiene nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 sowie
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerbolzen (6) an seinem freien Ende einen angestauchten
Ankerkopf aufweist.
8. Ankerschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Anstauchung
größer ist als derjenige des Zwischenabschnittes.