本發(fā)明涉及一種用于將結(jié)構(gòu)元件固定在基礎(chǔ)元件上的方法，在該方法中，在基礎(chǔ)元件中形成盲孔，將固定元件錨定在盲孔中，并通過固定元件保持結(jié)構(gòu)元件。

背景技術(shù)：

盲孔通常借助鉆機來形成，鉆機在其頂端配設(shè)有切割邊。切割邊相對于每個鉆孔的深度方向傾斜地布置，并且通過圍繞深度方向的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生錐形的盲孔底。盲孔的邊緣具有至少一個倒角，使得在倒角和盲孔底之間構(gòu)成沿深度方向延伸的力傳遞面，例如固定元件的自切削式螺紋將在該力傳遞面中切割出配合螺紋。盲孔底和倒角通常對在固定元件和基礎(chǔ)元件之間的力傳遞沒有貢獻(xiàn)。

為了實現(xiàn)盡可能大的保持力，通常需要鉆足夠深的孔并使用相應(yīng)較長的固定元件。在板形的、具有預(yù)先規(guī)定厚度的基礎(chǔ)元件(其不應(yīng)被鉆透)的情況下，盲孔的深度并由此使得為了錨定而在鉆孔中起作用的固定元件的長度均受到限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于給出一種固定方法，通過該固定方法，能夠在給定鉆孔深度的情況下確保固定元件在盲孔中的較大的保持力。

本發(fā)明的目的通過用于將結(jié)構(gòu)元件固定在基礎(chǔ)元件上的方法來實現(xiàn)，在該方法中，在基礎(chǔ)元件中構(gòu)造一限定深度方向的盲孔，該盲孔具有面積為A的力傳遞面，該盲孔在深度方向上具有小于10mm的深度T，其中，力傳遞面為截錐形，其具有0°至20°的半錐形張角β和平均直徑d，其中，盲孔具有錐形的盲孔底，其具有60°至180°的錐形張角α，并且在盲孔的邊緣上具有沿深度方向直至0mm至2mm的倒角深度L延伸的倒角(倒棱)，其中，力傳遞面A的平均直徑d至少為

并且最大為

其中，最大面積公差k為0.3，在該方法中，固定元件通過力傳遞面錨定在盲孔中，而結(jié)構(gòu)元件通過固定元件保持。

在此，基礎(chǔ)元件優(yōu)選包括金屬或合金。盲孔的深度T優(yōu)選僅稍微小于尤其是板形或盤片形的基礎(chǔ)元件的厚度。深度T優(yōu)選小于8mm、特別優(yōu)選小于6mm、例如小于4mm。倒角的倒角深度L優(yōu)選為0mm至0.5mm、特別優(yōu)選為0mm至0.2mm、例如0.1mm，其中，倒角深度為0mm表示倒角僅以顯微鏡可見的尺寸存在。

錐形或截錐的半錐形張角在本發(fā)明的意義中是指在母線和每個錐形的指向盲孔的深度方向的軸線之間的角度。該角度的兩倍是錐形張角。優(yōu)選地，不僅對于力傳遞面而且對于盲孔底，錐形張角均從盲孔底朝盲孔的邊緣張開。力傳遞面的平均直徑d是在截錐的兩個端側(cè)端部上的直徑的算術(shù)平均值。在半錐形張角β為0°的情況下，力傳遞面的形狀是圓柱形，這屬于截錐的特殊情況。盲孔底的錐形張角α優(yōu)選在88°和138°之間、特別優(yōu)選在98°和138°之間、例如118°。

面積公差k是最大可能的力傳遞面上的仍然作為面積損失而產(chǎn)生公差的部分。該值k＝0.3是指力傳遞面最大為比最大可能的力傳遞面小30％。優(yōu)選k＝0.2，特別優(yōu)選k＝0.1。在k＝0時通過對于平均直徑d給定的值實現(xiàn)了最大可能的力傳遞面。

優(yōu)選通過將固定元件錨定在盲孔中來實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)元件的保持。因此，根據(jù)一個優(yōu)選的設(shè)計方案，固定元件包括頭部，借助該頭部將結(jié)構(gòu)元件保持在基礎(chǔ)元件上。同樣優(yōu)選地，結(jié)構(gòu)元件在錨定之后才被固定在固定元件上。因此根據(jù)一個優(yōu)選的設(shè)計方案，固定元件包括另一施加載荷器件，借助該另一施加載荷器件將結(jié)構(gòu)元件固定在固定元件上。特別優(yōu)選地，桿具有另一施加載荷器件。

在一個優(yōu)選的實施方案中，其特征在于，盲孔包括盲孔底、力傳遞面和倒角。優(yōu)選僅通過力傳遞面此外還優(yōu)選形狀配合、摩擦配合和/或材料配合地將固定元件錨定在盲孔中。

在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于，固定元件具有帶有配合力傳遞面的桿，其中，配合力傳遞面與力傳遞面相互作用，以將固定元件錨定在盲孔中。特別優(yōu)選地，固定元件具有例如自切削式外螺紋。在一個優(yōu)選的實施方式種中，其特征在于，力傳遞面具有內(nèi)螺紋。特別優(yōu)選地，內(nèi)螺紋與固定元件的外螺紋互補。

在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于，固定元件被壓接、粘接、焊接、釬焊和/或旋接在盲孔中。固定元件優(yōu)選包括金屬、合金或塑料，并優(yōu)選被構(gòu)造成螺釘、釘子、鉚釘、銷或桿(Bolzen)；特別優(yōu)選被構(gòu)造成螺栓。

在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于，倒角和深度方向之間的倒角角度在30°和60°之間。特別優(yōu)選該倒角角度在40°和50°之間、例如45°。在另一種優(yōu)選的實施方式中，其特征在于，基礎(chǔ)元件的表面和深度方向之間的驅(qū)入角度(Eintreibwinkel)至少80°。特別優(yōu)選地，驅(qū)入角度至少85°、例如90°。

根據(jù)一個優(yōu)選的設(shè)計方案，其特征在于，在基礎(chǔ)元件中鉆出盲孔。特別優(yōu)選地，為此使用電動鉆機。同樣優(yōu)選地，借助止擋鉆機預(yù)先規(guī)定深度T，該止擋鉆機具有特別優(yōu)選構(gòu)造成肩部的鉆機止擋。鉆機驅(qū)入結(jié)構(gòu)元件和/或基礎(chǔ)元件中，直至鉆機止擋貼靠在結(jié)構(gòu)元件或基礎(chǔ)元件的表面上。此時被構(gòu)造為鉆孔的盲孔的深度與鉆機止擋與止擋鉆機的鉆尖的距離相等。根據(jù)一個可替代的設(shè)計方案，借助鉆機的深度止擋預(yù)先規(guī)定深度T。

根據(jù)一個實施方式，平均直徑小于或等于8mm、優(yōu)選小于或等于7mm、特別優(yōu)選小于或等于6mm。由此盲孔特別是可以通過手持鉆機以相對較少的時間來構(gòu)造。

根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，平均直徑d大于或等于深度T、優(yōu)選大于深度T。

附圖說明

下面根據(jù)實施例并參照附圖對本發(fā)明做詳細(xì)說明。其中：

圖1示出了固定在基礎(chǔ)元件上的固定元件，且

圖2針對不同的鉆孔深度示出了力傳遞面關(guān)于其平均直徑的面積。

具體實施方式

圖1示出了板100，板在本發(fā)明的范圍中是基礎(chǔ)元件。優(yōu)選地，板100包括金屬(尤其鋁)或合金(尤其鋼)或混凝土(尤其多孔混凝土)或塑料或木頭，并且優(yōu)選構(gòu)成例如船、海洋鉆井平臺或工業(yè)建筑的壁或底部。為了將結(jié)構(gòu)元件190固定在板100上，在結(jié)構(gòu)元件190中鉆出通孔200，并在板100中鉆出盲孔110，該盲孔定義了深度方向160，并且在深度T處具有盲孔底120。通孔200和盲孔110優(yōu)選彼此相繼地鉆出。在未示出的實施例中，通孔和盲孔在唯一一個鉆孔過程中例如通過穿過結(jié)構(gòu)元件鉆入基礎(chǔ)元件中來形成。

盲孔底120是錐形的，其具有錐形張角α。反向于深度方向160地，在盲孔底上連接有力傳遞面220，該力傳遞面具有面積A以及平均直徑d。力傳遞面220為截錐形，其具有半錐形張角β。反向于深度方向160地，在力傳遞面上連接有倒角230，倒角從盲孔110的邊緣沿深度方向160延伸直至倒角深度L并且具有例如45°的倒角角度。

構(gòu)造為螺釘130的固定元件通過桿150沿深度方向160旋入盲孔110中，該桿具有構(gòu)造成尤其是自切削式螺紋140的配合力傳遞器件，用于在力傳遞面200上的力傳遞。對此，螺紋140從桿150的端側(cè)170反向于深度方向160地延伸如下的長度：該長度大于盲孔110的深度T。在未示出的實施例中，固定裝置為安裝螺栓或膨脹螺栓，在此，配合力傳遞器件由平滑的或粗糙的桿周面形成。螺紋140以及優(yōu)選桿150被構(gòu)造成直徑基本與平均直徑d相等的圓柱形。在未示出的實施例中，螺紋和/或桿被構(gòu)造成優(yōu)選具有半張角的截錐形，該半張角等于上述一半張角β。

在此，D＝8mm，T＝7.7mm，β＝9°，α＝118°，L＝1mm和d＝8mm。與此相對，在未示出的實施例中，參數(shù)值為D＝6mm，T＝5.7mm，β＝0°，α＝118°，L＝0mm和d＝6mm，或者D＝4mm，T＝3.7mm，β＝0°，α＝118°，L＝0mm和d＝5mm。

為了能夠盡可能有效地利用盲孔110的整個深度T來實現(xiàn)螺紋140的力傳遞，一方面通過利用撞擊鉆機或借助具有深度止擋的機械傳動(動力驅(qū)動)式鉆機鉆出盲孔110來有針對性地預(yù)先確定深度T。該深度T僅稍微低于基礎(chǔ)元件100的厚度D，優(yōu)選少于0.5mm、特別優(yōu)選少于0.2mm、例如0.1mm。另一方面，在選擇螺釘130時需要注意的是，螺紋長度至少應(yīng)與深度T一樣大。

螺釘130具有頭部180，頭部在深度方向160相反的方向上連接在桿150上，并且頭部的指向深度方向的下側(cè)形成支座(承臺)，以將結(jié)構(gòu)元件190擠壓到板100上。沿著深度方向160，支座210相對于桿150的端側(cè)170具有軸向距離L，螺紋140沿著軸向距離延伸。結(jié)構(gòu)元件190作為附件夾緊在支座210和板100之間并因此固定在板100上。螺釘130的桿150在此被優(yōu)選地旋入盲孔110中，直至端側(cè)170貼靠或幾乎貼靠在盲孔底120上。這尤其是對于在基礎(chǔ)元件沿深度方向僅具有很小厚度時是有利的，從而限定盲孔的可用的深度。

頭部180具有例如被構(gòu)造為外六邊形的外部驅(qū)動件，借助該外部驅(qū)動件將螺釘130釘入盲孔110中，特別是優(yōu)選借助機械傳動式螺旋器件，例如電動螺絲刀。在未示出的實施例中，頭部具有例如被構(gòu)造成直縫、十字縫、梅花螺釘、內(nèi)六邊形或內(nèi)四邊形的內(nèi)部驅(qū)動件。在另外的未示出的實施例中，優(yōu)選通過將結(jié)構(gòu)元件的鉤環(huán)、鉤子或搭環(huán)放置或懸掛到螺釘?shù)念^部之上，使得結(jié)構(gòu)元件固定在螺釘上并由此被固定在板上。

在未示出的實施例中，固定元件具有另一施加載荷器件，用于將結(jié)構(gòu)元件固定在基礎(chǔ)元件上，該另一施加載荷器件附加地或代替頭部地被布置在頭部或桿上，并且尤其是反向于深度方向地延伸。固定元件例如被構(gòu)造成螺栓，該螺栓具有尤其標(biāo)準(zhǔn)的、例如以米或寸為單位的螺紋，該螺紋作為另一施加載荷器件，從而結(jié)構(gòu)元件尤其借助螺母而旋接在固定元件上，并因此被固定在基礎(chǔ)元件上。在另外的未示出的實施例中，螺釘具有包圍桿的中間元件，中間元件一方面包括密封元件(優(yōu)選彈性體元件)和/或遮蓋元件。頭部的指向深度方向的下側(cè)優(yōu)選形成支座，用以將中間元件擠壓到基礎(chǔ)元件上。然后，中間元件被牢固地夾緊在支座和基礎(chǔ)元件之間。

在圖2中示例性地針對不同的盲孔深度T示出了力傳遞面關(guān)于其平均直徑d(以mm為單位)的面積A(以mm²為單位)。對于所有示出的曲線，錐形張角α為141°，倒角深度L相應(yīng)為0mm?？擅黠@看出，對于每個盲孔深度T，面積A均具有明顯的最大值，其中，最大值位于曲線240上。同樣地，示例性地針對面積公差k＝0.2繪出下邊界線250和上邊界線260，在它們之間面積A相對于其相應(yīng)的最大值最高減小20％。如可簡單示出的那樣，對于面積A有關(guān)系式如下：

因此在

時，面積A最大。

通常假設(shè)，至少在螺接情況下，可傳遞的力與力傳遞面的面積是成比例的。

根據(jù)用于將結(jié)構(gòu)元件固定在基礎(chǔ)元件上的裝置的示例以及用于這種固定的方法對本發(fā)明進(jìn)行說明。在此，所述實施方式的特征也可在單個的固定裝置或單個的制造方法之內(nèi)彼此任意地結(jié)合。需要指出的是，根據(jù)本發(fā)明的方法也適用于其他目的。