(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP 1944 B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. F16B 2/00 (06.01) F16B 33/00 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , US, 2624 P (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR (73) Innehaver Simpson Strong-Tie Company, Inc., 96 W. Las Positas Blvd, Pleasanton, CA 9488, US-USA (72) Oppfinner HAGEL, Gerald, W., 96 W. Las Positas Boulevard, Pleasanton, CA 9488, US- USA HOUCK, Joel, 96 W. Las Positas Boulevard, Pleasanton, CA 9488, US-USA BUCHE, Ingolf, 96 W. Las Positas Boulevard, Pleasanton, CA 9488, US-USA (74) Fullmektig Bryn Aarflot AS, Postboks 449 Sentrum, 04 OSLO, Norge (4) Benevnelse Festeanordning med herdede gjenger (6) Anførte publikasjoner EP-A EP-A WO-A1-09/ DE-A DE-A

2 NO/EP FESTEANORDNING MED HERDEDE GJENGER BAKGRUNN [0002] En rekke festeanordninger kan benyttes for å forankre konstruksjoner i betong eller murverk. Selvgjengende ankre er generelt formet av varmeherdet karbonstål. [0003] Rustfritt stål sørger for god motstand mot korrosjon, men mangler hardheten som kreves for selvskruing (tapping) av kraftig betongfesteanvendelser. Slike kraftige festeanordninger krever typisk en meget høy hardhet. En hovedutfordring ved å benytte rustfritt stål for slike anvendelser innbefatter behovet for å herde spissen av festeanordningen til en meget høy hardhet for å bore seg inn i betongen. [0004] Selv om 400-serien rustfritt stål er i stand til varmebehandling og herding, mister når herdet 400-serien stål en stor del av sine korrosjonsmotstandsegenskaper. I motsetning har 0-serien den rustfrie korrosjonsmotstanden, men kan imidlertid 1 ikke effektivt varmebehandles for å danne det selvskruende partiet til festeanordningen. [000] En kjent løsning er å lage en bi-metall-festeanordning, ved å sveise eller på annen måte forbinde en karbonstålspiss til det rustfrie legemet. Denne bimetalldel er så gjenget og karbonstålspissen påfølgende herdet. En bi-metall-løsning er meget kostbar på grunn av antallet av fremstillingstrinn som er nødvendig. Dokument EP A omtaler en festeanordning og en fremgangsmåte i henhold til innledningene i krav 1 og 11. SAMMENFATNING 2 En festeanordning og en fremgangsmåte for å fremstille en festeanordning i henhold til oppfinnelsen er definert i henholdsvis krav 1 og 11. [0006] Teknologien, kort beskrevet, omfatter en festeanordning med herdede gjenger og en fremgangsmåte for fremstilling av festeanordningen. Festeanordningen er anordnet med herdede gjenger over kun et parti av festeskaftet, ved en fremre kant av skaftet. De herdede gjenger er benyttet for å danne snitt i boringen idet resten av gjengene er formet av det samme materialet som selve festeanordningen. [0007] En fremgangsmåte for å fremstille festeanordningen er fremskaffet. Et skaft med et gjenget parti og et parti som innbefatter et spor er formet. Skaftet er dannet av et meget korrosjonsmotstandsdyktig materiale. En spiralgjenge formet av herdet 3 materiale er festet til skaftet i sporet. Spiralgjengen kan være herdet før innfesting eller etter innføring i sporet, og kan være festet i sporet med et antall av teknikker. [0008] Dette sammendrag er fremskaffet for å introdusere et utvalg av konsepter på en forenklet form som ytterligere er beskrevet nedenfor under den detaljerte beskriv-

3 NO/EP else. Denne sammenfatning er ikke ment å identifisere viktige funksjoner eller vesentlige trekke til den krevde søknadsgjenstand, og den er heller ikke ment å benyttes som et hjelpemiddel for å bestemme omfanget av den krevde søknadsgjenstand. KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE [0009] Figur 1A er et perspektivriss av et festeskaft og spiral posisjonert for fastgjøring på skaftet. [00] Figur 1B er et perspektivriss av et festeskaft med spiral festet. [0011] Figur 2 er et planriss av festeskaftet vist i fig. 1. [0012] Figur 3 er et forstørret riss av et parti av festeskaftet vist i fig. 2. [0013] Figur 4 er et toppriss av festeskaftet. [0014] Figur er et tverrsnittsriss langs linje A-A i fig. 2. [001] Figur 6 er et tverrsnittsriss langs linje B-B i fig [0016] Figur 7 er et perspektivriss av en spiral med et tverrsnitt og form konfigurert for å oppta skaftet vist i fig [0017] Figur 8 er et planriss av spiralen. [0018] Figur 9 er et toppriss av spiralen. [0019] Figur er et tverrsnittsriss langs linje A-A i fig. 9. [00] Figur 11 er et planriss av en andre utførelse av en festeanordning i henhold til den foreliggende teknologi. [0021] Figur 12 er et delvis gjennomskåret riss av en sammensatt spiralseksjon mekanisk festet i et spor. 2 DETALJERT BESKRIVELSE [0022] En festeanordning med herdede gjenger og en fremgangsmåte for å fremstille festeanordningen er fremskaffet. I én utførelse er festeanordningen anordnet med herdede gjenger over kun et parti av festeskaftet, ved en fremre kant av skaftet. De herdede gjenger er benyttet for å danne snitt i boringen idet resten av gjengene er formet av det samme materialet som selve festeanordningen. Dette tillater at festeanordningen kan fremstilles fra korrosjonsmotstandsdyktig materiale, idet det mindre korrosjonsmotstandsdyktige herdede materialet er holdt på et minimum. [0023] I et annet aspekt er en fremgangsmåte for å fremstille festeanordningen fremskaffet. Et skaft med et gjenget parti og et parti som innbefatter et spor er formet. 3 Skaftet er formet av høyt korrosjonsmotstandsdyktig materiale. En spiralgjenge formet av herdet materiale er festet til skaftet i sporet. Spiralgjengen kan være herdet

4 NO/EP før festing eller etter innføring i sporet, og kan være festet i sporet ved et antall av teknikker. [0024] Figurer 1- viser en første utførelse av en rustfri stålfesteanordning med et herdet gjengeparti passende til bruk i betongforankringsanvendelser. Ankeret omfatter generelt konstruksjonsmotstandsdyktig materiale slik som rustfritt stål, og en spiral 0 formet i et profil som er identisk med et gjengeprofil formet i et skaft 0 til en festeanordning. Spiralen 0 er typisk formet av et materiale som er hardere enn skaftet (stammen). I én utførelse er materialet et herdet metall, slik som et karbonstål. Herdede materialer er typisk mindre korrosjonsmotstandsdyktig enn rustfritt stål, men er hardere og bedre i stand til å penetrere betong eller annet materiale benyttet med festeanordningen. Spiralen 0 kan være formet av andre materialer med en hardhet som er overlegen i forhold til det rustfri stålskaftet. [002] Figurer 1A og 1B illustrerer et perspektiv og planriss av henholdsvis en umontert og montert festeanordning 0. Et korrosjonsmotstandsdyktig (korrosjonsbestandig) skaft 4 er formet for å innfatte et første parti 2 illustrert i fig. 1A, 1B og 2 med en kveilet, kontinuerlig gjenge 112 med et flertall av omdreininger omkring og forløpende fra legemet 4 til skaftet. Skaftet kan ha et hode 140 ved én ende av det første partiet. I alternative utførelser kan ethvert antall av forskjellige typer av festeemner være anordnet istedenfor hodet 140. Skaftet kan være formet ved å benytte gjengeforming og gjengevalseteknikker hvori gjenger og spor er formet i et emne ved å presse en formet støpeform mot emnet. [0026] Som illustrert i figurene, er en valset gjenge 112 formet på det første parti av festeanordningen idet et spor eller kanal 1 er formet på det andre parti av festeanordningsskaftet. Som vist i fig. 3, møter kanalpartiet og gjengepartiet ved krysningen 11 til de første og andre seksjoner av skaftet 0. Gjengene 112 og kanalen 1 kan ha det samme omdreiningsprofil. I én utførelse er skaftet 4 formet av serie 0 rustfritt stål, slik som type 316 eller 4 rustfritt stål, for å oppnå korrosjonsmotstandsegenskapene til stålet. Det skal bemerkes at andre passende korrosjonsbestandige materialer kan benyttes. Profilet til gjengen 112 er illustrert i fig.. [0027] Det andre parti 6 til skaftet innbefatter kanal 1 slik at en spiral 0 kan være innført deri for å danne festeanordning 0. Kanalprofilet er illustrert i tverrsnitt i fig. 6. Spiralen 0 er illustrert i fig. 7-. Spiralen 0 kan være innført i kanalen og festet til skaftet 0 ved hjelp av en rekke teknikker. [0028] Spiral 0 er formet for å innbefatte et antall av omdreininger tilstrekkelig til å tillate at spiralen innføres i kanalen 1 fra skjæringen (skjæringspunktet) 11 til enden av skaftet 4. Når innsatt i sporet danner spiral 0 en enkel kontinuerlig gjenge fra en første ende av spolen 1 til en andre ende 3, med gjenge 112

5 NO/EP forløpende fra et punkt nær den første ende av skaftet til en andre ende ved hodet 140. Antallet av omdreininger fremskaffet i det første parti 2 og andre parti 6 til skaftet kan variere slik at antallet omdreininger av kanal (og en tilhørende spiral for slik kanal) i det andre partiet kan være mindre enn, lik med eller større enn antallet av omdreininger i det første partiet. [0029] Spiral 0 har en gjengeseksjon 4 og en fundamentseksjon 2. Fundamentseksjonen har et profil (illustrert i fig. ) som passer sammen med profilet til kanalen 1, illustrert i fig. 6. Fundamentseksjonen 2 kan være formet i en generell trapesform, med sidene av trapeset som har en total inkludert vinkel alfa som, i én utførelse kan være grader, og variere over et område av Kanal 1 er formet et motsvarende profil for å motta parti 2. Kanalen 1 har en dybde L lik med lengden av fundamentseksjonen 2. Spiralgjengeseksjonen 4 kan være formet med en generell trekantet form med en total innbefattet vinkel beta på 40 grader. Beta kan variere over et område av Som illustrert i fig. er den totale vinkel for en gjenge 112 den samme som gjengeseksjon 4. Hver gjenge 112 har en høyde H som er ekvivalent med høyden H til seksjon 4. [00] I én utførelse er spiralen festet til skaftet før en herdeprosess utføres. I en annen utførelse er spiralen herdet før festing av spiralen til skaftet. [0031] Der herding oppstår før festing av spolen til skaftet, er et lav-temperatur festesystem benyttet. For eksempel kan spiralen være festet ved en mekanisk innfesting, slik som valsing av en kant av sporet over et parti av spiralen langs lengden av spiralen, et tverrsnitt av hvilket er illustrert i fig. 12. Alternativt kan spiralen være festet i sporet ved et klebemiddel, lodding eller annen lav-temperatur prosess. Enhver passende herdeprosess kan benyttes. [0032] Der hvor en herdeprosess er benyttet etter festing av spiralen til skaftet kan en festeprosess slik som et punkt, MIG eller annen sveising av spiralen 0 på plass, benyttes. Alternative festeprosesser innbefatter motstandssveising og høy-temperatur lodding. Herding etter festing av spiralen til skaftet kan foregå gjennom bruk av en induksjonsherdeprosess, hvori spiralen 0 er oppvarmet ved induksjonsoppvarming og bråavkjølt eller tillatt å avkjøles. [0033] Som illustrert i fig., et tverrsnitt av spiralen 0, har det indre parti av spiralen et profil i likhet med det til kanalen eller sporet 1. Dette tillater at kanalspiralen passer godt inn i kanalen. [0034] Denne festeløsning betyr at det eneste parti av den rustfrie festeanordning som vil kreve oppvarmingsbehandling er spiralen, hvilket vil resultere i betydelige kostnadsbesparelser.

6 NO/EP [003] Spiralpartiet er laget av herdet, varmebehandlet karbonstål, eller ethvert alternativt materiale (metall eller ikke-metall) med en hardhet som er overlegen den til skaftet. Når forbundet til skaftet 0, fungerer spiralen for å danne gjengene i betongen, som medfører at gjengen 112 festes til legemet i betongen. [0036] Den herdede spiral 0 vil i virkeligheten lage gjengene i betongen; imidlertid er ankerbelastninger støttet av balansen av skaftet og gjengene 112. For lastbærende formål kan laststøtte ignorere den fremre ende av skruen hvor spiralen er lokalisert, og støtte for hele kapasiteten til ankeret kan være basert på første ende 2 til skruen. [0037] Figur 11 illustrerer en annen utførelse av festeanordningen. Skaft 4 innbefatter en fremre kantseksjon 8 med en konus med en mindre diameter mot den fremre ende av festeanordningen 0. Som illustrert i fig. 11 har skaftet 4 en diameter D3 definert ved overflaten av skaftet. Fundamentet 1a (fig. 6) til kanalen danner en andre diameter D2, svarende til den indre diameter av spiralen 0 definert ved kant 2a av fundamentpartiet 2. I én utførelse innbefatter skaftet 4 et område 8 med en avtagende diameter, og den fremre ende av spiralen har en diameter D, mindre enn diameteren D2 til kanalen i det andre partiet 6 på utsiden av området 8, for å passe sammen med diameteren D definert ved fundament 1a i området 8. [0038] Det skal forstås at størrelsen av koning fremskaffet av denne fremre endeseksjon 8, og den tilhørende reduksjonen i diameter av spiralen kan variere på mange måter, innbefattende lengde, koning og antall av omdreininger fremskaffet i den fremre kantseksjon 8. [0039] Figur 12 illustrerer en annen utførelse av festeanordningen hvori spiralseksjonen 4 er fremstilt med en noe lengre gjengeseksjon med lengde H2 større enn H, og kanal formet til dybde L2 større enn L. Dette tillater at spiralen 0 blir sittende lavere i kanalen 1 og en kant til kanalen valset på spiralen langs hele lengden av omdreininger av spiralen, eller stuket ved atskilte punkter langs lengden av spiralen, for å feste spiralen i kanalen 1. Det skal bemerkes at høyden H til gjengeseksjonen som forløper over overflaten av skaftet forblir ved H ekvivalent med høyden av gjengene 112 i den første seksjonen av skaftet. [0040] Figur 13 viser en ytterligere variant av den foreliggende teknologi hvori gjengeseksjonen 4a til spiralen 0 er avbrutt ved intervaller ved fordypninger 216 for å danne skjæretenner 217 med en skjærekant 217a rettet i innskruingsretningen til skruen. Figur 13 er et tverrsnittsriss av gjengeseksjonen 4a langs linje 13-13" i fig. 8. Stigningen av skjæretennene er valgt for eksempel slik at fra seks til tredve tenner per omdreining vil være resultatet, avhengig av diameteren. Fordypningen 216

7 NO/EP som avbryter gjengen 4a er konstruert slik at en plan overflate 218 vil formes ved roten av fordypningen, og skjæreflanker 219 danner tennene 217. Tennene 217 kan være formet langs hele lengden av spiralen mellom den første ende 1 og den andre ende 3, eller kan være formet over kun en del av spirallengden, for eksempel ved den første eller fremre ende 1. [0041] Utførelsen i fig. 13 kan være formet i henhold til lærene i US-patent nr [0042] Teknologien har fordeler over festeanordninger med et endeparti av herdet, mindre korrosivt materiale forbundet til enden av et skaft. Med sveisede, herdede spissfesteanordninger, vil mindre korrosjonsmotstandsdyktig spiss eventuelt korrodere, og korrosjonsproduktet kan ekspandere til flere ganger volumet av den opprinnelige spiss, og danne en stor mengde av trykk i betongen. Således kan ikke en festeanordning med den sveisede spiss benyttes nær til kanten av en betongplate fordi trykket vil overvinne styrken av betongen og bevirke en brekking av kanten som resulterer i et tap av holdekapasitet. Med den nåværende teknologi er volumet av mindre korrosjonsmotstandsdyktig materiale mye mindre, slik at det er lite eller ikke noe trykk skapt av det ekspanderende korrosjonsprodukt.

8 NO/EP P A T E N T K R A V 1. En festeanordning (0) omfattende: et skaft (4) formet fra et korrosjonsbestandig materiale med et gjenget parti (2) som innbefatter en fleromdreinings spiralgjenge (112) som forløper utover fra stammen (4) og formet fra det korrosjonsbestandige materialet i et stykke med skaftet, k a r a k t e r i s e r t v e d a t festeanordningen videre omfatter et andre parti som innbefatter et fleromdreiningsspor (1) med en sampassende spiralstigning med nevnte spiralgjenge (112); en gjengekomponent (0) med et kantparti (4) og et fundamentparti (2), bestående av et materiale med en større hardhet enn skaftet (4), fundamentpartiet (292) opptar sporet (1) til det andre parti av skaftet (4) slik at kantpartiet (4) og gjengen (112) danner en enkelt kontinuerlig gjenge Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori det korrosjonsbestandige materialet omfatter en serie 0 rustfritt stål og gjengekomponenten omfatter karbonstål. 3. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori et antall av omdreininger i det første partiet (2) er mindre enn antallet av omdreininger i det andre partiet. 4. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori et antall av omdreininger i det første partiet (2) er lik med antallet av omdreininger i det andre partiet. 2. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori kanalen (0) innbefatter konede vegger som passer sammen med konede vegger til nevnte fundamentparti (2). 6. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori gjengekomponenten (0) omfatter herdet karbonstål før inngrep med skaftet (4). 7. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori gjengekomponenten (0) er herdet etter inngrep med skaftet (4) Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori gjengekomponenten (0) er mekanisk festet i et spor i det andre partiet av skaftet (4).

9 NO/EP Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori gjengekomponenten (0) er sveiset til skaftet (4).. Festeanordning (0) ifølge krav 1, hvori skaftet (4) innbefatter en konet fremre kant og gjengekomponenten (0) omfatter fleromdreiningsspiral montert i et spor (1) formet i det andre partiet, hver omdreining av spiralen innbefatter en diameter som passer sammen med en diameter til sporet formet i det andre partiet og en diameter av sporet i det konede kant En fremgangsmåte for å fremstille en korrosjonsbestandig, selvborende festeanordning (0), omfattende: forming av et skaft (4) med et gjenget parti (2) og en kanal (1), det gjengede parti (2) innbefatter en fleromdreinings spiralgjenge (112) som forløper utover fra skaftet (4) til en kant og som har et dreieforhold, k a r a k t e r i s e r t v e d a t kanalen (1) innbefatter flere omdreininger som stemmer overens med omdreiningsforholdet og som er sammenfallende med gjengene, skaftet (4) omfatter et korrosjonsbestandig materiale; og festing av en skrueformet spiral (0) med en kant og et fundament og bestående av et karbonstålmateriale for skaftet (4), fundamentet opptar kanalen (1), kanten av spiralen danner en kontinuerlig gjenge med kanten av det gjengede parti. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, innbefattende herding av spiralen (0) før nevnte innfesting Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvori innfesting omfatter mekanisk festing av spiralen (0) til skaftet (4). 14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, innbefattende herding av spiralen (0) etter nevnte innfesting. 1. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvori nevnte herding omfatter induksjonsherding.

10 9 NO/EP1944

11 NO/EP1944

12 11 NO/EP1944

13 12 NO/EP1944