TWI910323B

TWI910323B - 錨固軌及錘頭元件之組合

Info

Publication number: TWI910323B
Application number: TW111108761A
Authority: TW
Inventors: 羅蘭溫特維格; 克里斯多福維德納; 佛克威特曼
Original assignee: 德商費希爾廠有限責任兩合公司
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2026-01-01
Also published as: DE102021106024A1; CN117015648A; TW202307317A; EP4305258C0; EP4305258B1; US20240068226A1; US11987977B2; CN117015648B; EP4305258A1; WO2022189239A1

Abstract

本發明係有關於一種用於埋入混凝土中的錨固軌（1）與錘頭元件（19）之組合。為沿錨固軌（1）之縱向實現儘可能好的承載能力，錨固軌（1）在靠近用於插入錘頭元件（19）之縫隙狀開口（9）的區域中具有齒部（15）。在無力狀態下，錘頭元件（19）僅貼靠在齒部（15）上並且僅在拉力增大的情況下，方在整個頭部頂側（22）的範圍內進行貼靠，使得傳力向外移動至錨固軌（1）之側壁（10）。此舉有利於提高錨固軌（1）相對於拉力的承載能力。

Description

錨固軌及錘頭元件之組合

本發明係有關於一種具有請求項1的前言之特徵的錨固軌與錘頭元件之組合。

已知用於將物體固定在由混凝土製成的構建體上之埋入混凝土中的錨固軌。錨固軌通常具有包括固定在其上之錨栓的軌道。在澆築混凝土前，藉由此軌道之以下稱為「頂側」的一側將錨固軌釘牢或旋擰至模板上，故此，在混凝土硬化後，僅能接觸頂側。在下文中，始終以與安裝在地面中之情形相應的方式使用「上」及「下」等方向說明或諸如「頂側」及「底側」等術語。與此相應地，在安裝在天花板處的情況下，此軌道之頂側指向下方。該頂側具有縫隙狀開口，以便可插入錘頭元件或透過旋轉例如90°而錨固此錘頭元件。「錘頭元件」在此係指錘頭螺釘、錘頭螺栓及錘頭螺母。由錘頭元件自後方握住之唇部從軌道的側壁延伸至開口。在與頂側相對之底側上，此軌道通常具有向下突出之錨栓，其中「錨栓」在此係指廣泛應用的旋轉對稱螺栓以及具有相同功能的特殊形式，如金屬條、金屬絲等。錨栓具有將例如自錘頭螺釘作用於軌道上之作用力自此軌道傳導至周圍混凝土中的功能。然而，亦存在無錨栓之錨固軌。特別是將此類錨固軌如安裝軌那般用於在不埋入混凝土至的情況下進行固定。

根據不同載荷工況確定此類錨固軌之承載能力。在此特別是係與垂直於頂側而作用之拉力以及平行於軌道的縱向延伸而作用之橫向力有關。

本發明之目的在於提出一種錨固軌及錘頭元件之組合，其承載能力有所提昇。

本發明用以達成上述目的之解決方案在於具有請求項1的前言之特徵的錨固軌與錘頭元件之組合。本發明提出一種特別是用於埋入混凝土中的錨固軌，其具有軌道。該軌道具有包括基本上恆定的C形輪廓之橫截面。該軌道特別是由金屬條透過滾彎而製成。在此，「 C 形」特別是亦包括角形輪廓。該輪廓沿縱向延伸，其中該輪廓具有內側及外側以及特別是基本上呈矩形之廓形。此輪廓之拐角經倒圓。該輪廓具有底側及與該底側相對之頂側以及兩個將該頂側與該底側連接在一起之連接側。除基本上呈矩形之廓形外，特別是亦包括某類廓形，其中底側向下逐漸變細，以便例如容置錨栓之頭部。

C形輪廓之開口在軌道的頂側上沿縱向延伸。該開口亦可理解為縫隙。該開口特別用於插入根據本發明之錘頭元件。

在軌道的底側上特別是佈置有多個錨栓，其中該軌道亦可完全不具有錨栓或其他錨固元件。

連接側由軌道的側壁構成。該等側壁特別是為平面並且特別是彼此平行，但該等側壁例如亦可略微彎曲及/或朝頂側向內傾斜。該等側壁特別是具有基本上統一的厚度。該等連接側特別是係平直的。

軌道的內部可密封或填充有彈性材料，如發泡體，以便防止混凝土流入其中。在混凝土硬化後，可移除密封件或填充物。

在頂側上，唇部自側壁延伸至開口。因此，該等唇部具有自側壁至開口之懸垂部。該等唇部特別是用於由錘頭元件自後方握住。錘頭元件具有錘頭，該錘頭可在第一定向上插入開口中並且可在第二定向上在內側貼靠在唇部上，確切而言，藉由錘頭之朝向唇部的頭部頂側貼靠在唇部上。兩個定向的不同之處特別是在於圍繞垂直於錨固軌之頂側的軸之旋轉。特別是旋轉60°至90°，較佳旋轉90°。

此外，在已插入且無力的狀態（其中錘頭不會致使唇部發生任何作用力相關的變形）與負載狀態（其中工作載荷作用於錘頭上）之間亦存在區別。下面將該等狀態簡稱為「無力狀態」及「負載狀態」。在此情況下，並非是絕對意義上的「無力」，因為原則上每次貼靠均會引起傳力，而是就僅貼靠而言，在進行架空安裝的情況下，不會手動或因自重而引起傳力。特別是傳遞最大100 N的拉力。與此相對，「負載狀態」指的是存在可按計劃實現的狀態，其中垂直於軌道之頂側的拉力特別是遠離軌道地作為工作載荷而起作用。「工作載荷」特別是大於20 kN，較佳大於30 kN，並且例如由自重及藉由錨固軌進行固定之立面上的風荷載而引起。

根據本發明，在已插入且無力的狀態下，錘頭可藉由頭部頂側在唇部之朝向開口的區域中貼靠在輪廓之內側上。同時，在唇部之朝向側壁的區域中，相應唇部與頭部頂側之間存在距離。換言之，錘頭在中間進行貼靠，而在側面則存在間隙。在下文中，「側面」係指靠近側壁的區域，「中間」係指靠近開口的區域。透過貼靠確保在拉力較小的情況下，在頭部頂側的較小區域中存在定義的貼靠，從而有利於橫向力的傳遞。在較小區域中進行的貼靠特別是可用於在錘頭與軌道之間建立形狀配合，其中該形狀配合可透過先前已存在的互補幾何形狀而產生，或者透過安裝而實現，具體方式例如在於，位於頭部頂側上的滾花壓入唇部中。

在存在例如40 kN的較大拉力之負載狀態下，除唇部之朝向開口的區域外，錘頭較佳透過唇部的變形在唇部之朝向側壁的區域中進行貼靠。在此情況下，此變形由工作載荷而引起。在該狀態下，錘頭特別是基本上藉由整個頭部頂側進行貼靠。如此便至少亦補充性地在靠近側壁之處將拉力引入唇部中，從而縮短致使唇部向上彎曲的槓桿。作為替代方案，代替貼靠在中間及側面，僅可在側面進行貼靠，即直接自中間向側面進行變換。但是，此舉可能會對橫向力的可傳遞性產生不利影響。因此，本發明提出，該等輪廓以某種方式設計，從而首先側向地產生附加的貼靠並且僅在存在較大拉力（例如60 kN）的情況下，方在唇部之朝向開口的區域中，在相應唇部與頭部頂側之間產生距離。換言之，在拉力較大的情況下，錘頭在側面進行貼靠，而在中間則存在間隙。因此，錘頭繼續非常好地保持在緊鄰側壁之處。

為沿軌道之縱向實現軌道與錘頭元件之間的形狀配合，本發明提出，該等唇部在內側在更靠近開口而非側壁之區域中具有齒部。與此相反，該等唇部在內側在朝向側壁的區域中不具有齒部。透過此無齒部部分使得唇部在其較薄的部分處不會被齒部削弱。在無力狀態下，特別是僅在齒部的區域中發生貼靠，其中無需在齒部的整個寬度範圍內進行貼靠。在此情況下，錘頭及唇部可如請求項所述「僅」藉由輪齒及齒部實現貼靠與使得錘頭如所描述的那般在計劃的第二定向上實現貼靠的狀態有關，而不是與某一假定狀態有關，在該假定狀態下，以某種方式使得錘頭傾斜地進行貼靠，使得錘頭元件完全無法用於固定物體。

唇部的側向區域較佳朝開口的方向延伸到界限，在該區域中，錘頭在無力狀態下具有距離，該界限至少相當於唇部之懸垂部的0.25倍，特別是至少相當於該懸垂部的0.4倍。換言之，錘頭不會側向地在懸垂部之0.25倍的範圍內貼靠在唇部上。在拉力較小的情況下，此舉有利於實現傳遞橫向力之小面積貼靠的上述效果。

為能夠在拉力較小的情況下良好地傳遞橫向力並且在拉力較大的情況下如所描述的那般在側壁附近實現傳力，相應唇部與頭部頂側間之距離既不得過大，亦不得過小。在下文中，「距離」係指相應唇部與頭部頂側間之距離，其中垂直於頂側之延伸度地測量該距離。因此，此理解基於以下事實：在拉力較大的情況下，錘頭基本上垂直於頂側的延伸度而移動，進而或多或少地沿該方向閉合因距離而存在的間隙。在無力狀態下，兩個唇部處的最大距離較佳相當於唇部之懸垂部的1%至30%，特別是5%至10%。

作為補充或替代方案，本發明提出，在無力狀態下，兩個唇部處的最大距離相當於唇部的最大厚度與最小厚度間之差值的最大60%。在此情況下，下面又垂直於頂側之延伸度地測量唇部的厚度。在唇部上視情況設有齒部的情況下，該厚度與包絡輪廓有關，因為該包絡輪廓對於穩定性而言至關重要，即大致與齒根中的輪廓無關。輪廓在沿縱向之整個長度範圍內的最大厚度特別是視為沿朝向開口之方向在特定位置處的厚度。

在絕對意義上，本發明提出，在無力狀態下，兩個唇部處的最大距離在0.1 mm至1.5 mm之間，特別是在0.2 mm至1.0 mm之間。

唇部的厚度較佳地朝開口的方向有所增大，從而與恆定的厚度相比，提高針對錘頭元件上的拉力之剛度。「朝開口的方向」總是指自連接側至開口之方向。特別是持續增大，但亦突變地增大。

為了一方面就保持力而言實現較高的穩定性，另一方面在軌道內部留出足夠的空間以安裝錘頭元件，本發明提出，唇部的最小厚度與唇部的最大厚度之比在0.4至0.8之間，特別是在0.5至0.75之間。

唇部的最大厚度較佳為側壁之最小厚度的至少1.6倍，特別是至少1.8倍。通過此種最小比率可實現足夠大的壁厚及足夠大的唇部迎角值，以便實現較大保持力。

該唇部的懸垂部與厚度之比對於軌道的穩定性及軌道內部空間而言亦至關重要。本發明提出，唇部的最大厚度相當於唇部之懸垂部的至少0.5倍，特別是至少0.6倍。

說明書中述及的本發明之上述特徵及特徵組合、實施方案及技術方案以及在附圖描述中述及及/或在附圖中繪示的以下特徵及特徵組合不僅可以所給定或繪示之組合的形式使用，亦可以原則上任何其他組合的形式使用或單獨使用。可採用本發明之不具有附屬項的所有特徵之實施方案。請求項的各個特徵亦可由其他公開特徵或特徵組合來替代。

圖1及圖2所示實施例示出根據本發明之錨固軌1的橫截面。錨固軌1具有包括C形輪廓之沿縱向L延伸的軌道2，其中在所有圖式中，縱向L垂直於繪圖平面。軌道2的輪廓具有內側3及外側4以及包括倒圓拐角之基本上呈矩形的廓形。此外，該廓形還具有底側5及與底側5相對之頂側6，該底側與該頂側在兩側通過連接側7而連接。底側及頂側5、6的長度大致為連接側7的長度之1.5倍。

在底側5上佈置有多個形式為頭螺栓的錨栓8。錨栓8沿縱向L接連佈置，因此，僅該等錨栓8中之一個係可見的。此外，錨栓8亦僅部分示出，因為其在下文中並不重要。C形輪廓的縫隙狀開口9沿頂側6沿縱向L延伸。連接側7由側壁10形成。唇部11在頂側6上分別自側壁10延伸至開口9。在開口9之區域中，內側3藉由唇部11之端側12與外側4銜接。

唇部11之厚度DL朝開口9的方向有所增大。亦即，唇部11之厚度DL並非為恆定值。唇部11之厚度DL應垂直於頂側6之延伸度而進行測量。在此情況下，該「延伸度」係指沿自連接側7至開口9之方向的延伸度。

下面對兩個唇部11中的一個進行說明，其中在本實施例中，另一唇部11與整個錨固軌1一樣以鏡像對稱的方式成形。在內側3上，側壁10以半徑與唇部11銜接。側壁10之厚度DS係恆定的，因此亦與側壁10之最小厚度DSmin相當。內側3自側壁10出發通過唇部11之最窄處，即具有唇部11之最小厚度DLmin之處，然後以約50°之角度延伸至頂側6，直至達到反向半徑，在該反向半徑處，呈現唇部11具有最大厚度DLmax。唇部11之最大厚度DLmax大致相當於側壁10之厚度DS的2.0倍，最小厚度DLmin大致相當於唇部11之最大厚度DLmax的0.5倍。

內側3自最大厚度DLmax之處開始藉由倒圓部12以相對於頂側6成約15°之平均角度的方式延伸至唇部11的端側13，該端側為平面且垂直於頂側6。端面13定義唇部11自側壁10至開口9之懸垂部K，亦可理解為「唇部 11 之延伸度」。唇部11之最大厚度DLmax與懸垂部K之比約為0.7。頂側6並非是完全平整的，而是具有沿縱向L延伸之製造相關的凹槽14。

在倒圓部12之區域中，唇部11具有沿縱向L延伸的齒部15。齒尖16垂直於縱向L而延伸並且形成倒圓部12，而相應齒根17則較直並且以相對於頂側6成約15°之角度的方式延伸。唇部11之前述厚度DL與齒部15的包絡輪廓有關，即與齒尖16有關且大致與齒根17中的輪廓無關，並且自平整的頂側6出發，即忽略凹槽14。

軌道2由平面金屬條在多級滾彎工藝中成形（未示出）。特別是透過作用至金屬條之端側上的側向滾筒對唇部11進行加厚。

錘頭螺釘18作為錘頭元件19插入軌道2中。為此，沿開口9，即沿軌道2之縱向L，對錘頭螺釘18的錘頭20進行定向。然後將錘頭20旋轉90°以進入所示位置。為清楚起見，僅示出錘頭螺釘18之螺紋21的一部分。藉由螺母及墊圈透過螺紋21對待固定的元件進行連接（未示出）。擰緊螺母致使錘頭20在唇部11之區域中被拉向軌道2的內側3。錘頭20在其朝向唇部11的頭部頂側22上具有與唇部11對應之幾何形狀。自過渡區域23開始，輪齒25在頭部頂側22上在兩側延伸，該輪齒之側面幾何形狀以某種方式與齒部15之側面幾何形狀對應，使得齒部15基本上整面地貼靠在輪齒25上，在該過渡區域中，螺紋21透過圓柱形區段24與錘頭20銜接。為此，輪齒25的側面自過渡區域23以相對於錘頭螺釘18的縱軸H成約75°之角度的方式朝向側面傾斜，其中「朝向側面」係指遠離錘頭螺釘 18 之縱軸 H 的方向。在進一步朝向側面而延伸的過程中，輪齒25與某一輪廓連接，該輪廓又與唇部11對應並且藉此形成隆起部26。然而，隆起部26並未貼靠在唇部11上，而是形成間隙27。換言之，在相應唇部11與頭部頂側22之間存在距離A。垂直於頂側6而測得的距離A基本上在整個間隙27範圍內是相等的並且形成最大距離Amax。錘頭20自隆起部26開始側向終止於平整的側面28，該側面平行於錘頭螺釘18之縱軸H。

圓柱形區段24之直徑相當於開口9之寬度的80%以上，在本實施例中約為該開口之寬度的88%。

在本發明中，所示狀態為已插入且無力的狀態，亦即，錘頭元件19插入軌道2中並且藉由至多較小的作用力而貼靠在唇部11上，其中不會發生明顯的變形。此店包括藉由相對於螺接到頂側6上的螺母（未示出）對錘頭螺釘18進行固定。錘頭20以其輪齒25在唇部11之朝向開口9的區域中貼靠在內側3上，而在唇部11之朝向側壁10的區域中，相應唇部11與頭部頂側22間之距離A由間隙27構成。具有距離A的區域延伸至界限29。平行於頂側6而測得的自側壁10至界限29之距離DG大致相當於唇部11之懸垂部外伸K的一半。最大距離Amax約為0.6 mm,因而相當於突懸垂部K之月7%以及唇部11之最大厚度DLmax及最小厚度DLmin間之差值的約四分之一。

錨固軌1適於以某種方式注入由混凝土製成的地基（未示出）中，使得頂側6與混凝土表面齊平並且用於插入錘頭元件19的開口9係可接近的。如此便能例如固定立面的底部結構。

例如透過自重及作用於立面上的風吸力將拉力（即沿錘頭螺栓18之縱軸H的作用力）以及橫向力（即垂直於拉力的作用力）作為工作載荷自錘頭元件19傳遞至錨固軌1。在此情況下，透過輪齒25及齒部15可非常好地傳遞平行於軌道2之縱向L而作用的橫向力。由於錘頭20僅在該區域中貼靠在唇部11上，此形狀配合可特別好地起作用。在本發明中，若較大的拉力應作為工作載荷而起作用，則出現負載狀態。因此，拉力致使唇部11在圖中向上變形，此點亦可理解為唇部11向上彎曲（未示出）。藉此，除齒部15之外，亦貼靠先前存在間隙27的區域，即唇部11之朝向側壁10的區域。透過附加的貼靠進一步朝側壁10的方向（亦可解釋為「略不居中地」或「側向地」）將作用力引入唇部11中。此舉縮短了用以使唇部11向上彎曲的有效槓桿，從而抵抗進一步的變形及故障。

1:錨固軌 2:軌道 3:內側 4:外側 5:底側 6:頂側 7:連接側 8:錨栓 9:開口 10:側壁 11:唇部 12:倒圓部 13:唇部11的端側 14:凹槽 15:齒部 16:齒尖 17:齒根 18:錘頭螺釘 19:錘頭元件 20:錘頭 21:螺紋 22:頭部頂側 23:過渡區域 24:圓柱形區段 25:輪齒 26:隆起部 27:間隙 28:側面 29:界限 A:唇部11與頭部頂側22間之距離 Amax:唇部11與頭部頂側22間之最大距離 DG:自側壁10至界限29之距離 DL:唇部11之厚度 DLmax:唇部11之最大厚度 DLmin:唇部11之最小厚度 DS:側壁10之厚度 DSmin:側壁10之最小厚度 H:錘頭螺釘18之縱軸 K:唇部11之懸垂部 L:軌道2之縱向

下面結合實施例對本發明進行說明。此等圖式基本上係按比例繪製。其中： [圖1]為根據本發明的錨固軌與錘頭螺釘之組合的剖視圖；以及 [圖2]為同一組合在錘頭螺釘之頭部頂側貼靠在錨固軌之唇部上的區域中的放大剖視圖。

1:錨固軌

2:軌道

6:頂側

10:側壁

11:唇部

12:倒圓部

13:唇部11的端側

15:齒部

16:齒尖

17:齒根

18:錘頭螺釘

19:錘頭元件

20:錘頭

21:螺紋

22:頭部頂側

23:過渡區域

24:圓柱形區段

25:輪齒

26:隆起部

27:間隙

28:側面

29:界限

A:唇部11與頭部頂側22間之距離

Amax:唇部11與頭部頂側22間之最大距離

DG:自側壁10至界限29之距離

DL:唇部11之厚度

DLmax:唇部11之最大厚度

DLmin:唇部11之最小厚度

DS:側壁10之厚度

DSmin:側壁10之最小厚度

K:唇部11之懸垂部

L:軌道2之縱向

Claims

一種特別是用於埋入混凝土中的錨固軌（1）與錘頭元件（19）之組合，其中該錨固軌（1）具有軌道（2），該軌道具有包括基本上恆定的C形輪廓之橫截面，該輪廓沿縱向（L）延伸，其中該輪廓具有內側（3）及外側（4）以及特別是基本上呈矩形之廓形，該廓形具有底側（5）及與該底側（5）相對之頂側（6）以及兩個將該頂側與該底側（5、6）連接在一起之連接側（7），其中該C形輪廓之開口（9）在該頂側（6）上沿縱向延伸，其中在該軌道（2）的底側（5）上特別是佈置有至少兩個錨栓（8），其中該連接側（7）由該軌道（2）之側壁（10）構成，其中在該頂側（6）上，唇部（11）藉由懸垂部（K）自該相應側壁（10）延伸至該開口（9），且其中該錘頭元件（19）具有錘頭（20），該錘頭可在第一定向上插入該開口（9）中並且可在第二定向上藉由朝向該等唇部（11）之頭部頂側（22）貼靠在該等唇部（11）的內側（3）上， 其特徵在於，在已插入且無力的狀態下，該錘頭（20）可在該等唇部（11）之朝向該開口（9）的區域中貼靠在該內側（3）上並且在該等唇部（11）之朝向該等側壁（10）的區域中，在相應唇部（11）與該頭部頂側（22）之間存在距離（A），在該狀態下，該錘頭（20）不會致使該等唇部（11）發生任何作用力相關的變形。
如請求項1之組合，其特徵在於，該等唇部（11）在該內側（3）上在朝向該開口（9）的區域中具有齒部（15），在朝向該等側壁（10）的區域中不具有齒部。
如請求項2之組合，其特徵在於，該錘頭（20）具有輪齒（25），在已插入且無力的狀態下，該錘頭（20）及該等唇部（11）可僅藉由該等輪齒（25）及該等齒部（15）實現貼靠。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，該等唇部（11）之朝向該等側壁（10）的區域朝該開口（9）的方向延伸至界限（29），在該區域中，該錘頭（20）在已插入且無力的狀態下具有距離（A），該界限至少相當於該唇部（11）之懸垂部（K）的0.25倍，特別是至少相當於該懸垂部的0.4倍。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，在工作載荷作用於該錘頭（20）上的負載狀態下，除該等唇部（11）之朝向開口（9）的區域外，該錘頭（20）在該等唇部（11）之朝向側壁（10）的區域中進行貼靠，具體方式在於，該錘頭（20）致使該等唇部（11）發生變形。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，在已插入且無力的狀態下，兩個唇部（11）處的該相應唇部（11）與該頭部頂側（22）間之最大距離（Amax）相當於該唇部（11）之相應懸垂部（K）的1%至30%，其中垂直於該頂側（6）之延伸度地測量該距離（A）。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，在已插入且無力的狀態下，兩個唇部（11）處的該相應唇部（11）與該頭部頂側（22）間之最大距離（Amax）相當於該唇部（11）的最大厚度（DLmax）與最小厚度（DLmin）間之差值的最大60%，其中垂直於該頂側（6）之延伸度地測量該距離（A）。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，在已插入且無力的狀態下，兩個唇部（11）處的該相應唇部（11）與該頭部頂側（22）間之最大距離（Amax）在0.1 mm至1.5 mm之間，特別是在0.2 mm至1.0 mm之間，其中垂直於該頂側（6）之延伸度地測量該距離（A）。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，該唇部（11）之厚度（DL）朝該開口（9）的方向有所增大。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，該唇部（11）的最小厚度（DLmin）與該唇部（11）的最大厚度（DLmax）之比在0.4至0.8之間，特別是在0.5至0.75之間。
如請求項1至3中任一項之組合，其特徵在於，該唇部（11）的最大厚度（DLmax）相當於該唇部（11）之懸垂部（K）的至少0.5倍，特別是至少0.6倍。