AT12444U1 - METHOD FOR HITCHING BZW. DRILLING HOLES IN FLOOR OR ROCK MATERIALS AND FIXING AN ANCHORAGE - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (2) gelagerte Bohrkrone (3) ein Bohrloch ausgebildet wird, wird ein das Bohrgestänge (2) an der von einer Abbaufläche abgewandten Rückseite der Bohrkrone (3) umgebendes ringförmiges, einen Längsschlitz (15) aufweisendes Verankerungselement (5) in das Bohrloch eingebracht wird, und das Verankerungselement (5) nach dem Fertigstellen des Bohrlochs aufgeweitet, so dass das Verankerungselement (5) durch Zurückziehen des Bohrgestänges (2) im Inneren des eine Mehrzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordnete Längsschlitze (15) aufweisenden Verankerungselements (5) und eine Druckbeaufschlagung von einer im Inneren des Verankerungselements (5) vorgesehenen Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges (2) umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden keilförmigen Aufweitelementen (10a) aufgeweitet wird.In a method and apparatus for hammering holes in soil or rock material and securing an anchorage, wherein a drill bit (3) is formed by a drill bit (2) mounted on a drill string (2), the drill pipe (2) is engaged the annular, longitudinal slot (15) having an anchoring element (5) is introduced into the borehole, and the anchoring element (5) widens after the completion of the borehole, so that the anchoring element (5) widens the anchoring element (5) facing away from a mining surface. by retracting the drill pipe (2) inside the anchoring element (5) having a plurality of longitudinal slots (15) evenly distributed over its circumference and pressurizing a plurality of the circumference of the drill pipe (2) provided inside the anchoring element (5) enclosing pairs of cooperating wedge-shaped expansion elements (1 0a) is widened.

Description

österreichisches Patentamt AT12 444 U1 2012-05-15Austrian Patent Office AT12 444 U1 2012-05-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung, wobei durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ein Bohrloch ausgebildet wird, ein das Bohrgestänge an der von einer Abbaufläche abgewandten Rückseite der Bohrkrone umgebendes ringförmiges, einen Längsschlitz aufweisendes Verankerungselement in das Bohrloch eingebracht wird, und das Verankerungselement nach dem Fertigstellen des Bohrlochs aufgeweitet wird, sowie auf eine Vorrichtung zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung in dem durch eine an einem Bohrgestänge gelagerte Bohrkrone ausgebildeten Bohrloch, wobei das Bohrgestänge an der von einer Abbaufläche abgewandten Rückseite der Bohrkrone mit einem Verankerungselement umgeben ist, welches einen Längsschlitz aufweist.Description: [0001] The present invention relates to a method for percussive drilling of holes in soil or rock material and anchoring, wherein a borehole is formed by a drill bit supported on a drill string, the drill string being attached to one of the bores Removal surface facing away from the back of the drill bit annular, a longitudinal slot having anchoring element is introduced into the borehole, and the anchoring element is expanded after completion of the well, as well as a device for impact or rotary impact drilling holes in soil or rock material and setting an anchorage in the borehole formed by a drill bit mounted on a drill string, wherein the drill string is surrounded on the rear side of the drill bit remote from a construction surface by an anchoring element which has a longitudinal slot.

[0002] Verfahren und Vorrichtungen zum Bohren, insbesondere Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern sind in den unterschiedlichsten Ausbildungen bekannt ebenso wie Vorrichtungen und Verfahren, um nach Ausführen einer derartigen Bohrung eine Verankerung in dem Boden- bzw. Gesteinsmaterial festzulegen.Methods and apparatus for drilling, in particular impact or rotational impact drilling holes are known in a variety of configurations as well as devices and methods to set after performing such a hole anchoring in the soil or rock material.

[0003] Die nach Fertigstellen einer Bohrung auszubildende Verankerung kann hiebei durch entgegen der Bohrvortriebsrichtung in das Boden- bzw. Gesteinsmaterial einzubringende, keilförmige Spreizelemente erfolgen, wobei die Verankerung hiebei insbesondere durch ein Zurückziehen des Bohrgestänges entgegen der Bohrvortriebsrichtung durchgeführt wird, bei welchem Zurückziehen diese Spreizelemente aufgespreizt werden und durch die Zugbewegung bis zu einer gewissen Tiefe in das Boden- bzw. Gesteinsmaterial eindringen.The trainees to be formed after completion of a hole anchoring can hiebei be introduced by opposing the Bohrvortriebsrichtung in the soil or rock material, wedge-shaped spreading, the anchorage hiebei is carried out in particular by a retraction of the drill string against Bohrvortriebsrichtung, in which retraction these spreading elements be spread and penetrate by the pulling movement to a certain depth in the soil or rock material.

[0004] Eine derartige Verankerung ist beispielsweise in der WO 2006/125242A1 beschrieben, in welcher die keilförmigen, entgegen der Bohrrichtung orientierten Spreizelemente nach Fertigstellen des Bohrlochs in die Wand des Bohrlochs durch ein Zurückziehen des Bohrgestänges und ein Beaufschlagen der keilförmigen Elemente durch ein Beaufschlagungselement bzw. Auflaufen der keilförmigen Elemente auf einen Anschlag aufgeweitet werden und in das Bohrlochinnere eindringen. Nachteilig bei derartigen Vorrichtungen ist die Tatsache, dass die Spreizelemente ebenso wie die Aufweitvorrichtung unmittelbar an einem Bohrgestänge angeordnet sind, welches Bohrgestänge in Richtung zur Bohrlochwandung keinerlei Möglichkeit eines Schutzes vor eindringendem Gestein aufweist, so dass im ungünstigsten Fall durch ein Verlegen der Aufspreizvorrichtung durch hereinbrechendes Gesteinsmaterial die Vorrichtung gegebenenfalls sogar unwirksam gemacht werden kann.Such anchoring is described for example in WO 2006 / 125242A1, in which the wedge-shaped, oriented counter to the drilling direction spreading after completion of the borehole in the wall of the borehole by retraction of the drill string and a loading of the wedge-shaped elements by a Beaufschlagungselement or Emergence of the wedge-shaped elements are widened to a stop and penetrate into the bore hole inside. A disadvantage of such devices is the fact that the expansion elements are arranged as well as the expansion device directly to a drill pipe, which drill pipe towards the borehole has no possibility of protection against penetrating rock, so that in the worst case by laying the Aufspreizvorrichtung by breaking rock material the device may possibly even be rendered ineffective.

[0005] Eine andere Art einer Verankerungsvorrichtung, in welcher jedoch die Aufspreizelemente einen Teil eines die Bohrstange umgebenden, im Wesentlichen rohrförmigen Elements ausbilden, ist in der WO 2008/154669 beschrieben, wobei auch bei dieser Veröffentlichung die Verankerung durch ein Zurückziehen des Bohrgestänges und ein Beaufschlagen des Aufspreizelements und ein Eindringen des Aufspreizelements in das Bohrlochinnere erzielt wird. Auch diese Vorrichtung ist relativ komplex und sie ist vor allem nicht dagegen gesichert, dass die Aufspreizelemente nicht während eines Bohrvortriebs beschädigt oder gar unbrauchbar werden und im Falle eines Einsatzes nicht mehr zuverlässig in die Bohrlochwandung eindringen können.Another type of anchoring device, in which, however, form the spreading of a part of the drill rod surrounding substantially tubular element, is described in WO 2008/154669, wherein also in this publication, the anchorage by retraction of the drill string and a Applying the Aufspreizelements and penetration of the Aufspreizelements is achieved in the borehole interior. Also, this device is relatively complex and it is above all not secured against the fact that the Aufspreizelemente not damaged during a Bohrvortriebs or even unusable and can not reliably penetrate into the borehole wall in the event of use.

[0006] Eine vollständig andere Art der Ausbildung einer Verankerung ist durch sogenannte mitgezogene, rohrförmige Verankerungselemente gegeben, welche entweder eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur aufweisen, welche Außenkontur durch Einbringen eines Aufweitelements soweit aufgeweitet werden kann, bis der Außenumfang des Verankerungselements in Anlage an das Bohrlochäußere gelangt. Weiterbildungen von derartigen Verankerungselementen weisen zusätzlich häufig einen Schlitz in dem Verankerungselement auf, um eine noch größere Aufweitung desselben zu ermöglichen, wobei bei all diesen Vorrichtungen das Aufweiten dadurch begrenzt ist, dass die in das Innere zurückziehbaren Aufweitelemente üblicherweise eine die Größe des Bohrlochs nicht übersteigenden Umfang aufweisen können. 1 /12 österreichisches Patentamt AT12 444 U1 2012-05-15A completely different type of training an anchorage is given by so-called dragged tubular anchoring elements, which either have a deviating from a circular outer contour, which outer contour can be expanded by introducing an expander so far until the outer periphery of the anchoring element in contact with the Borehole exterior passes. Further developments of such anchoring elements often additionally have a slot in the anchoring element in order to allow an even greater widening of the same, wherein in all these devices, the widening is limited by the fact that the expanding elements which can be retracted into the interior usually have a circumference which does not exceed the size of the borehole can have. 1/12 Austrian Patent Office AT12 444 U1 2012-05-15

Auch diese Elemente haben, insbesondere wenn sie einen Schlitz in dem Verankerungselement aufweisen, den Nachteil, dass das hereinbrechende Gesteinsmaterial in das Innere des Verankerungselements eindringen kann und es zu Beschädigungen bzw. zu einem Verlegen des Querschnitts zwischen dem Bohrgestänge und dem Verankerungselement führen kann, so dass der Bohrfortschritt, beispielsweise das Einbringen von Spülfluid, welches zum Kühlen des Bohrkopfs erforderlich ist, durch ein derartiges eindringendes Gesteinsmaterial massiv behindert sein kann.These elements, too, in particular if they have a slot in the anchoring element, have the disadvantage that the colliding rock material can penetrate into the interior of the anchoring element and it can lead to damage or laying of the cross section between the drill string and the anchoring element, so that the drilling progress, for example the introduction of flushing fluid, which is required for cooling the drill head, can be massively impeded by such penetrating rock material.

[0007] Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher (welchem) es gelingt, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere ein einfaches und gegen Störungen unempfindliches Verfahren zum Ausbilden einer Verankerung zur Verfügung zu stellen und überdies eine Vorrichtung bereitzustellen, welche sicher und zuverlässig auch bei widrigen Umgebungsbedingungen, insbesondere bei brüchigem Gestein oder beim Vorhandensein von Wasseradern sicher und zuverlässig eingesetzt und im Bohrlochinneren aufgeweitet und verankert werden kann.The present invention now aims to provide a method and an apparatus with which (which) it is possible to avoid the disadvantages of the prior art and in particular a simple and insensitive to disturbances method for forming an anchoring to To provide and also to provide a device which can be safely and reliably used safely and reliably even in adverse environmental conditions, especially brittle rocks or in the presence of water veins and expanded and anchored in the borehole interior.

[0008] Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement durch Zurückziehen des Bohrgestänges im Inneren des eine Mehrzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordnete Längsschlitze aufweisenden Verankerungselements und eine Druckbeaufschlagung von einer im Inneren des Verankerungselements vorgesehenen Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden keilförmigen Aufweitelementen aufgeweitet wird. Dadurch, dass das Verfahren so geführt wird, dass das Bohrgestänge im Inneren eines eine Mehrzahl von Längsschlitzen aufweisenden Verankerungselements geführt wird und durch eine Druckbeaufschlagung der ebenfalls im Inneren des Verankerungselements aufgenommenen Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges umschließenden Paaren von zusammenwirkenden, keilförmigen Aufweitelementen aufgeweitet wird, wird sichergestellt, dass sämtliche an dem Aufweitvorgang beteiligten Elemente nicht während des Ausbildens des Bohrlochs, beispielsweise durch hereinbrechendes Gesteinsmaterial beschädigt und unbrauchbar gemacht werden.To solve this problem, the inventive method is essentially characterized in that the anchoring element by retracting the drill string in the interior of a plurality of uniformly distributed over its circumference arranged longitudinal slots having anchoring element and a pressurization of a provided in the interior of the anchoring element plurality of the circumference of the drill string enclosing pairs of cooperating wedge-shaped expansion elements is widened. Characterized in that the method is performed so that the drill string is guided inside an anchoring element having a plurality of longitudinal slots and is expanded by pressurizing the plurality of cooperating, wedge-shaped expansion elements, which are likewise received in the interior of the anchoring element, around the circumference of the drill string it is ensured that all elements involved in the expansion process are not damaged and rendered useless during the formation of the borehole, for example by falling rock material.

[0009] Des weiteren ist das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von dem das Bohrloch umgebenden Boden- oder Gesteinsmaterial einsetzbar, da eine Verankerung unmittelbar nach dem Ausbilden des Bohrlochs vorgenommen wird, so dass selbst bei lockerem Gestein, bei welchem gegebenenfalls ein Hereinbrechen von Material vor allem nach einem Entfernen eines Bohrgestänges und vor Einbringen eines Verankerungselements, wie dies beim Stand der Technik der Fall war, nicht befürchtet werden muss und somit das Ausbilden des Bohrlochs und die nachfolgende Verankerung des Verankerungselements sicher und zuverlässig und insbesondere unter einer deutlichen Zeitersparnis durchgeführt werden kann.Furthermore, the method according to the invention is independent of the soil surrounding the well or rock material used, as an anchorage is made immediately after the formation of the borehole, so that even with loose rock, in which optionally a break-in of material especially after a removal of a drill string and before introducing an anchoring element, as was the case in the prior art, must be feared and thus the formation of the borehole and the subsequent anchoring of the anchoring element can be performed safely and reliably, and in particular with a significant time savings.

[0010] Für eine besonders einfache Ausbildung der Verankerung wird das erfindungsgemäße Verfahren so weitergebildet, dass das Verankerungselement durch eine Beaufschlagung von Treibkeilen der Aufweitelemente durch eine mit dem Bohrgestänge gekoppelte Sperrhülse sowie einer damit zusammenwirkenden Zugfeder bei einem Zurückziehen des Bohrgestänges entgegen der Bohrvortriebsrichtung und einer Relativbewegung der Treibkeile zu damit zusammenwirkenden, in Längsrichtung des Bohrgestänges unverschiebbar gelagerten Spannkeilen aufgeweitet wird. Dadurch, dass das Verankerungselement durch eine Beaufschlagung von Treibkeilen des Aufweitelements durch eine mit dem Bohrgestänge gekoppelte Sperrhülse sowie einer damit zusammenwirkenden Zugfeder bei einem Zurückziehen des Bohrgestänges entgegen der Bohrvortriebsrichtung und einer dadurch bewirkten Relativbewegung der Treibkeile zu den damit zusammenwirkenden, in Längsrichtung des Bohrgestänges unverschiebbar gelagerten Spannkeilen des Aufweitelements aufgeweitet wird, wird rasch und zuverlässig das Verankerungselement aufgeweitet und über eine nicht unbeträchtliche Länge in Anlage an die Bohrlochwand gebracht, so das eine sichere und insbesondere rasch und zuverlässig aufweitbare Verankerung ausgebildet wird. Da darüber hinaus die Aufweitung eines Verankerungselements mit einer Mehrzahl von Längsschlitzen erfolgt, wird sichergestellt, dass das Verankerungselement in alle Richtungen in Anlage an das umgebende Boden- oder Gesteinsmaterial 2/12 österreichisches Patentamt AT12 444 U1 2012-05-15 gebracht wird und somit wird eine Verankerung über den gesamten Bohrlochquerschnitt sichergestellt.For a particularly simple embodiment of the anchoring, the inventive method is further developed so that the anchoring element by applying drive wedges of the expansion elements by a coupled with the drill string locking sleeve and a cooperating tension spring in a retraction of the drill string against Bohrvortriebsrichtung and a relative movement the driving wedges are widened to co-operating, in the longitudinal direction of the drill string immovably mounted clamping wedges. Characterized in that the anchoring element by an application of driving wedges of the expander by a coupled to the drill string locking sleeve and a cooperating tension spring at a retraction of the drill string against Bohrvortriebsrichtung and thereby caused relative movement of the drive wedges to the cooperating, immovably mounted in the longitudinal direction of the drill string Spannkeilen the expander is widened, the anchoring element is quickly and reliably expanded and placed over a not inconsiderable length in contact with the borehole wall, so that a safe and especially quickly and reliably expandable anchoring is formed. Moreover, since the expansion of an anchoring element with a plurality of longitudinal slots, it is ensured that the anchoring element is brought in all directions into contact with the surrounding soil or rock material and thus becomes anchoring over the entire borehole cross-section ensured.

[0011] Zur Vermeidung eines unbeabsichtigten Beaufschlagens der Verankerungsvorrichtung beim Zurückziehen des Bohrkopfs während des normalen Bohrvorgangs des Drehschlagbohrens ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das erfindungsgemäße Verfahren so geführt, dass das Verankerungselement durch ein Entkoppeln des Bohrgestänges von dem Bohrkopf durch eine Drehbewegung des Bohrgestänges entgegen einer Drehrichtung des Bohrgestänges beim Ausbilden des Bohrlochs und einem Verrasten einer Stirnverzahnung zwischen den Treibkeilen und der Zugfeder und dem Zurückziehen des Bohrgestänges entgegen der Bohrvortriebsrichtung aufgeweitet wird. Indem das erfindungsgemäße Verfahren so geführt wird, dass das Verankerungselement durch ein Entkoppeln des Bohrgestänges von dem Bohrkopf durch eine Drehbewegung des Bohrgestänges entgegen einer Drehrichtung des Bohrgestänges, beim Ausbilden des Bohrlochs, einem Verrasten der Stirnverzahnung zwischen den Treibkeilen und der Zugfeder und dem Zurückziehen des Bohrgestänges entgegen der Bohrvortriebsrichtung aufgeweitet wird, wird ein unbeabsichtigtes Betätigen der Verankerungseinrichtung beim Zurückziehen des Bohrgestänges und auch eine unbeabsichtigte Entkopplung während des normalen Bohrvortriebs mit Sicherheit hintangehalten und weiters wird auch ein Verschleiß des Verankerungselements während des Bohrvortriebs durch das unbeabsichtigte Verrasten einer Stirnverzahnung durch eine Drehbewegung während dem Drehschlagbohren vermieden. Überdies wird durch eine derartige Verfahrensführung ein Mitziehen und ein Drehen des Bohrgestänges und somit des Bohrkopfs während des Bohrvortriebs gewährleistet, was einerseits eine Erhöhung der Geschwindigkeit beim Ausbilden des Bohrlochs mit sich bringt oder andererseits einen vorzeitigen Verschleiß der mitgeführten Verankerungsvorrichtung zu vermeiden hilft.To avoid unintentional loading of the anchoring device during retraction of the drill head during the normal drilling process of rotary impact drilling method according to the invention is performed so that the anchoring element by decoupling the drill string from the drill head by a rotational movement of the drill string against a direction of rotation the drill pipe is widened in the formation of the borehole and a locking of a spur gear toothing between the drive wedges and the tension spring and the retraction of the drill string against the Bohrvortriebsrichtung. By guiding the method according to the invention such that the anchoring element is decoupled from the drill string by rotational movement of the drill string against a direction of rotation of the drill string, formation of the wellbore, engagement of the spur gearing between the drive keys and the tension spring, and retraction of the drill string is widened contrary to Bohrdrtriebsrichtung, unintentional actuation of the anchoring device when retracting the drill string and also unintentional decoupling during normal Bohrvortriebs certainly withheld and further also wear of the anchoring element during Bohrvortriebs by the unintentional locking of a spur toothing by a rotational movement during the Rotary impact drilling avoided. Moreover, by such a process management entrainment and rotation of the drill pipe and thus of the drill head during the Bohrvortriebs ensured, which on the one hand brings an increase in speed when forming the borehole or on the other hand helps to avoid premature wear of the entrained anchoring device.

[0012] Zur Lösung der oben genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement eine Mehrzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordneten Längsschlitzen aufweist, dass im Inneren des Verankerungselements eine Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden keilförmigen Aufweitelementen gelagert sind und dass die Aufweitelemente durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung aufweitbar sind. Dadurch, dass das Verankerungselement eine Mehrzahl von gleichmäßig um seinen Umfang verteilt angeordneten Längsschlitzen aufweist, gelingt einerseits eine gleichmäßige Aufweitung und Verankerung über dem gesamten Umfang des Verankerungselements und nicht, wie dies beim Stand der Technik häufig der Fall war, entweder die Verankerung im Bereich eines einzigen Längsschlitzes bzw. eine fehlerhafte bzw. unzureichende Anlage des von einer von der Kreisform abweichenden Form aufweitbaren, rohrförmigen Verankerungselements an der Bohrlochwand zu erzielen. Dadurch, dass weiters das Verankerungselement im Inneren eine Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden, keilförmigen Elementen aufweist, sind die Aufweitelemente während des Bohrvortriebs durch das Verankerungselement vor hereinbrechendem Material bzw. Bohrklein geschützt, so dass nicht nur eine Beschädigung der Aufweitelemente während des Bohrvorgangs vermieden werden kann, sondern auch gewährleistet ist, dass ein Aufweiten des Verankerungselements nach dem Ende des Bohrvorgangs jederzeit möglich ist und nicht, erst die Verankerungsvorrichtung betriebsbereit gemacht werden muss, so dass insgesamt nicht nur eine Beschleunigung eines mit einer derartigen Vorrichtung ausgeführten Verfahrens erzielt wird, sondern auch eine rasche und zuverlässige Verankerung in jedem beliebigen Gesteinsmaterial durch Anpressen des Verankerungselements an die Bohrlochwand erzielt werden kann. Ein derartiges Anpressen des Verankerungselements im Wesentlichen an den gesamten Umfang des Bohrlochs ist insbesondere bei brüchigem Gestein von wesentlichem Vorteil, so dass dadurch ein besonders sicherer Halt der Verankerungsvorrichtung erzielt wird.To solve the above objects, a device of the type mentioned above is further characterized in that the anchoring element has a plurality of evenly distributed over its circumference arranged longitudinal slots, that in the interior of the anchoring element a plurality of the circumference of the drill string enclosing pairs of cooperating wedge-shaped expansion elements are stored and that the expansion elements are expandable by a pressurizing device. The fact that the anchoring element has a plurality of evenly distributed around its circumference arranged longitudinal slots, on the one hand manages a uniform expansion and anchoring over the entire circumference of the anchoring element and not, as was often the case in the prior art, either anchoring in the area single longitudinal slot or a faulty or insufficient investment of expandable from a shape deviating from the circular shape, tubular anchoring element on the borehole wall to achieve. In addition, because the anchoring element internally has a plurality of co-wedge-shaped pairs surrounding the circumference of the drill string, the expansion elements are protected by the anchoring element from cracking material or drill cuttings, so that not only damage to the expansion elements occurs during the drilling the drilling process can be avoided, but also ensures that an expansion of the anchoring element after the end of the drilling operation is possible and not, only the anchoring device must be made operational, so that in total not only achieved an acceleration of a running with such a device method but also a rapid and reliable anchoring in any rock material can be achieved by pressing the anchoring element to the borehole wall. Such pressing of the anchoring element substantially to the entire circumference of the borehole is of considerable advantage, in particular in the case of brittle rock, so that a particularly secure hold of the anchoring device is thereby achieved.

[0013] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, in Umfangsrichtung des Verankerungselements wenigstens jeweils 3 Paare von Aufweitelementen vorgesehen sind, wird nicht nur das Bohrgestänge durch die Aufweitelemente vollständig umgeben und somit gegen hereinbrechendes Bohrklein geschützt, sondern auch eine gleich- 3/12 österreichisches Patentamt AT12 444U1 2012-05-15 mäßige Verankerung des Verankerungselements über den gesamten Bohrlochquerschnitt gewährleistet.By, as corresponds to a preferred embodiment of the present invention, in the circumferential direction of the anchoring element at least 3 pairs of expansion elements are provided, not only the drill string is completely surrounded by the expansion elements and thus protected against breaking cuttings, but also an equal 3/12 Austrian Patent Office AT12 444U1 2012-05-15 moderate anchoring of the anchoring element over the entire borehole cross section.

[0014] Dadurch, dass, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht, die Paare von keilförmigen Aufweitelementen jeweils aus einem sich in Bohrvortriebsrichtung verjüngenden Spannkeil und einem sich entgegen der Bohrvortriebsrichtung verjüngenden, an dem Spannkeil gleitbar in Bohrlochlängsrichtung angeordneten Treibkeil gebildet sind, gelingt es, dass bei Druckbeaufschlagung des Treibkeils dieser entgegen der Bohrvortriebsrichtung im Inneren des Spannkeils gleitet und somit eine zwangsweise Aufweitung des die Aufweitelemente umgebenden Verankerungselements erzwingt. Indem weiterhin die beiden Keile zu einem Gleiten aufeinander ausgebildet sind und im nicht betätigten Zustand jeweils eine im Wesentlichen gleiche Längserstreckung aufweisen, wird auch sichergestellt, dass ein derartiges Gleiten nicht durch während des Bohrvertriebs auftretende Verschmutzungen und eindringendes Bohrklein gehindert wird, wie dies teilweise bei komplizierten Ausbildungen von Verankerungsvorrichtungen häufig der Fall war.Characterized in that, as this corresponds to a preferred embodiment of the device according to the invention, the pairs of wedge-shaped expansion elements each formed from a tapered in Bohrvortriebsrichtung clamping wedge and a counter to the Bohrvortriebsrichtung, slidably disposed on the clamping wedge in Bohrlochlängsrichtung driving wedge are successful it is that upon pressurization of the driving wedge this slides against the Bohrvortriebsrichtung inside the clamping wedge and thus enforces a forced expansion of surrounding the expansion elements anchoring element. Furthermore, by the two wedges are designed to slide on each other and each have a substantially equal longitudinal extent in the non-actuated state, it is also ensured that such sliding is not hindered by contaminants and penetrating cuttings during drilling distribution, as sometimes complicated Training of anchoring devices was often the case.

[0015] Besonders vorteilhaft bei diesem erfindungsgemäßen System ist, dass der Treibkeil mit dem Zugglied nicht direkt verbunden ist, so dass nach Beendigung des Aufweitens eine Entfernung des Bohrgestänges aus dem Bohrloch und gegebenenfalls eine Weiterverwendung des Bohrgestänges ermöglicht sind.Particularly advantageous in this system according to the invention is that the drive wedge is not directly connected to the tension member, so that after completion of the widening of the drill string from the borehole and optionally further use of the drill string are possible.

[0016] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Spannkeile an ihrer zur Außenseite gerichteten Fläche eine mit den Längsschlitzen des Verankerungselements zusammenwirkende Längsrippe aufweisen, decken die Spannkeile einerseits nicht nur die jeweiligen Schlitze des Verankerungselements vollständig ab, sondern durch Vorsehen der Längsrippe wird im nicht aufgeweiteten Zustand des Verankerungselements eine im Wesentlichen ebene Außenkontur des Verankerungselements während des Bohrvortriebs zur Verfügung gestellt, so dass jegliches unbeabsichtigtes Eindringen von Bohrklein in das Innere der Vorrichtung, insbesondere in den Ringraum zwischen Bohrgestänge und dem Verankerungselement mit Sicherheit hintangehalten wird. Nach Beendigung des Bohrvorganges und nach Aufweiten des Verankerungselements weist das aufgeweitete bzw. aufgespreizte System Öffnungen bzw. Durchtritte auf und kann somit beispielsweise als Drainagerohr verwendet werden, wobei die im Zuge des Aufspreizens geöffneten Durchtritte als Entwässerungsöffnungen dienen.By, as this corresponds to a preferred embodiment of the invention, the clamping wedges have on their outer surface facing a cooperating with the longitudinal slots of the anchoring element longitudinal rib cover the clamping wedges on the one hand not only the respective slots of the anchoring element completely, but by providing the Longitudinal rib is provided in the unexpanded state of the anchoring element, a substantially flat outer contour of the anchoring element during the Bohrvortriebs, so that any inadvertent intrusion of cuttings into the interior of the device, in particular in the annular space between the drill pipe and the anchoring element is certainly withheld. After completion of the drilling operation and after widening of the anchoring element, the expanded system has openings or passages and can thus be used, for example, as a drainage pipe, wherein the openings opened in the course of spreading serve as drainage openings.

[0017] Mit einer derartigen Vorrichtung gelingt es weiterhin, das Verankerungselement zumindest in dem zur Bohrkrone gewandten Bereich der Vorrichtung zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern gleichzeitig als Hüllrohr zu verwenden, so dass der vordere Bereich eines neu ausgebildeten Bohrlochs, in welchem besonders leicht Bohrklein hereinbrechen kann, während des Bohrvortriebs zusätzlich durch ein das Bohrgestänge und insbesondere die Verbindung des Bohrgestänges mit dem Bohrkopf umgebenen Hüllrohr gesichert ist.With such a device, it is also possible to use the anchoring element at least in the direction of the drill bit area of the device for impact or rotational impact drilling holes simultaneously as a cladding tube, so that the front portion of a newly formed borehole, in which particularly easy Cuttings can break, while the Bohrvortriebs is additionally secured by the drill pipe and in particular the connection of the drill string to the drill head surrounded cladding.

[0018] Indem gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die Spannkeile an ihrer Innenseite bzw. ihrer zu einem Bohrgestänge gerichteten Fläche jeweils mit entsprechenden Längsrippen des Treibkeils zusammenwirkende Nuten bzw. Vertiefungen aufweisen, wird eine zwangsweise Führung der Treibkeile im Inneren der Spannkeile zur Verfügung gestellt, wodurch ein noch sichereres und zuverlässigeres Aufweiten des Verankerungselements sichergestellt werden kann.By according to a preferred embodiment of the invention, the device is designed so that the clamping wedges have on their inside or facing a drill pipe surface each with corresponding longitudinal ribs of the driving wedge cooperating grooves or depressions, a forced guidance of the drive wedges in Inside the clamping wedges provided, whereby an even safer and more reliable expansion of the anchoring element can be ensured.

[0019] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, der Treibkeil an seiner zur Bohrkrone gewandten Endfläche mit einer mit der Druckbeaufschlagungseinrichtung zusammenwirkenden Stirnverzahnung ausgebildet ist, gelingt es, die Aufweitelemente während eines Bohrvortriebs lastfrei zu halten und im Falle des Aufweitens des Aufweitelements einfach durch Umkehren der Drehrichtung des Bohrgestänges die Stirnverzahnung in Eingriff zu bringen, und so sicher und zuverlässig ein Aufweiten des Verankerungselements mit Hilfe der Druckbeaufschlagungseinrichtung und den Aufweitelementen auszubilden.By, as this corresponds to a preferred embodiment of the invention, the drive wedge is formed on its end face facing the drill bit with a cooperating with the pressurizing spur gear, it is possible to keep the expansion elements during a Bohrvortriebs load-free and in the case of widening of the expander simply by reversing the direction of rotation of the drill string to bring the spur gear teeth into engagement, and so safely and reliably form a widening of the anchoring element by means of the pressurizing device and the expander elements.

[0020] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausbildung ist die Druckbeaufschla- 4/12 österreichisches Patentamt AT12 444U1 2012-05-15 gungseinrichtung aus einer an dem Bohrgestänge festgelegten Sperrmuffe und einer in einem Haltering festgelegten Zugfeder gebildet. Durch eine Kombination aus einer Sperrmuffe und einer in einem Haltering festgelegten Zugfeder gelingt es nicht nur, eine zuverlässig wirkende Druckbeaufschlagungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, sondern insbesondere eine apara-tiv einfache und einfach herzustellende Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher beispielsweise die Sperrmuffe nur auf das Bohrgestänge in der gewünschten Position aufgeschraubt werden muss.According to a preferred development of this embodiment, the pressurization device is formed from a locking sleeve fixed to the drill pipe and a tension spring fixed in a retaining ring. By a combination of a locking sleeve and a tension spring fixed in a retaining ring, it is not only possible to provide a reliably acting pressurizing device, but in particular to provide a simple and easy-to-manufacture device, in which, for example, the locking sleeve only opens The drill pipe must be screwed in the desired position.

[0021] Um ein Verrutschen der Spannkeile im Inneren der Verankerungseinrichtung, insbesondere während ihrer Druckbeaufschlagung durch die Treibkeile mit Sicherheit hintanzuhalten, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt so weitergebildet, dass das Verankerungselement an seinem von der Bohrkrone abgewandten Ende eine Auflageeinrichtung, insbesondere einen der Dicke des Spannkeils im Wesentlichen entsprechenden Auflagerring für den Spannkeil aufweist. Dadurch, dass das Verankerungselement an seinem von der Bohrkrone abgewandten Ende eine Auflageeinrichtung, insbesondere einen der Dicke des Spannkeils im Wesentlichen entsprechenden Auflagering aufweist, wird sichergestellt, dass einerseits ein Herausdrücken des Spannkeils aus dem Verankerungselement hintangehalten wird und andererseits ein sicheres und zuverlässiges Aufspannen bzw. Auftreiben des Verankerungselements bei Aufbringen eines Drucks durch den Treibkeil auf den Spannkeil bewirkt wird.In order to prevent slippage of the clamping wedges inside the anchoring device, in particular during their pressurization by the drive wedges with certainty, the device according to the invention is preferably developed so that the anchoring element at its end remote from the drill bit a support means, in particular one of the thickness of Clamping wedge substantially corresponding support ring for the clamping wedge has. The fact that the anchoring element has at its end facing away from the drill bit a support means, in particular a thickness of the clamping wedge substantially corresponding support ring, it is ensured that on the one hand pushing out of the clamping wedge is retarded from the anchoring element and on the other hand a secure and reliable clamping or Inflation of the anchoring element is effected upon application of pressure by the drive wedge on the clamping wedge.

[0022] Um eine besonders lange Verankerungsstrecke und einen noch sichereren Halt der Verankerung in dem Bohrloch auszubilden, ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt so weitergebildet, dass in Längsrichtung des Verankerungselements eine Mehrzahl von Aufweitelementen angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer Mehrzahl von Aufweitelementen entlang der Längsrichtung des Verankerungselements können beliebig viele Aufweitelemente entweder mit den zusammengehörenden Druckbeaufschlagungseinrichtungen im Inneren des Verankerungselements oder in direkter Aufeinanderfolge angeordnet sein, so dass eine Sicherung des Bohrlochs über längere Strecken erzielbar ist.In order to form a particularly long anchoring distance and a more secure hold of the anchoring in the borehole, the device according to the present invention is preferably further developed such that in the longitudinal direction of the anchoring element, a plurality of expansion elements is arranged. By providing a plurality of expansion elements along the longitudinal direction of the anchoring element, any desired expansion elements can either be arranged with the associated pressurizing devices in the interior of the anchoring element or in direct succession, so that a securing of the borehole over longer distances can be achieved.

[0023] Eine besonders einfache und zuverlässig funktionierende Vorrichtung ist gemäß der vorliegenden Erfindung so weitergebildet, dass die in Längsrichtung des Verankerungselements angeordnete Mehrzahl von Aufweitelementen aneinander anliegend angeordnet ist und dass jeweils im Bereich der Anlage eines Aufweitelements an das Nächste die Längsschlitze des Verankerungselements mit Haltestegen versehen sind. Bei einer derartigen Ausbildung gelingt es durch eine einzige Druckbeaufschlagungseinrichtung sämtliche Aufweitelemente mit Druck zu beaufschlagen und die entsprechenden Treibkeile zu betätigen, so dass nicht nur eine große Längserstreckung der Verankerung erzielt wird, sondern überdies die Gesamtvorrichtung apara-tiv einfach ausgebildet ist.A particularly simple and reliable functioning device is further developed according to the present invention, that arranged in the longitudinal direction of the anchoring element plurality of expansion elements is arranged adjacent to each other and that in each case in the area of an expansion element to the next, the longitudinal slots of the anchoring element with retaining webs are provided. With such a design, it is possible by a single pressurizing device to pressurize all expansion elements with pressure and to actuate the corresponding drive wedges, so that not only a large longitudinal extension of the anchorage is achieved, but also the entire device is apara-tively simple.

[0024] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Längsschlitze des Verankerungselements eine der Länge der Aufweitelemente entsprechende Länge aufweisen, wird ein im Einbringzustand der Bohrkrone und insbesondere während dem Bohrvortrieb vollständig geschlossenes Verankerungselement zur Verfügung gestellt, bei welchem ein unbeabsichtigtes Eindringen von Bohrklein und ein Verschmutzen, Verlegen bzw. Zerstören der im Inneren des Verankerungselements vorgesehenen Betätigungseinrichtungen und auch der Ankerstange mit Sicherheit hintangehalten ist.By, as corresponds to a preferred embodiment of the invention, the longitudinal slots of the anchoring element have a length of the expansion elements corresponding length, in the Einbringzustand the drill bit and especially during the Bohrvortrieb completely closed anchoring element is provided in which an inadvertent intrusion of cuttings and fouling, laying or destroying the provided inside the anchoring element controls and also the anchor rod is safely withholded.

[0025] Um bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auch die Ankerstange nach Ende des Bohrvorgangs und nach Verankerung des Verankerungselements in dem Boden- und Gesteinsmaterial wiedergewinnen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Vorrichtung so ausgebildet, dass die Sperrmuffe lösbar, insbesondere mittels eines Gewindes auf dem Bohrgestänge festgelegt ist. Zur Wiedergewinnung der Ankerstange genügt es hiebei, den vorderen Teil der Ankerstange, welcher die Sperrmuffe in Richtung zum Berginneren überragt, mit einem Gewinde auszubilden und die Ankerstange nach Beendigung des Bohrvorgangs einfach aus der Sperrmuffe herauszuschrauben. Zu diesem Zweck und insbesondere auch um während eines Aufweitens des Verankerungselements nicht durch den Bohrkopf zurückziehen zu müssen und insbesondere in das Innere des Verankerungselements 5/12 österreichisches Patentamt AT12 444U1 2012-05-15 ziehen zu müssen, was mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist, ist die Erfindung gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung so ausgebildet, dass das Bohrgestänge und der Bohrkopf lösbar, insbesondere mittels Bajonettverschluss miteinander verbunden sind.In order to be able to recover in the apparatus according to the present invention, the anchor rod after the end of the drilling operation and after anchoring the anchoring element in the soil and rock material, the device is designed according to a preferred embodiment of the invention so that the locking sleeve detachable, is determined in particular by means of a thread on the drill pipe. To recover the anchor rod, it is sufficient hiebei, the front part of the anchor rod, which projects beyond the locking sleeve towards the mountain inside, with a thread and simply unscrew the anchor rod after completion of the drilling process from the locking sleeve. For this purpose, and in particular also for not having to withdraw through the drill head during widening of the anchoring element and, in particular, for having to pull into the interior of the anchoring element, which is associated with considerable difficulties, is Austrian Patent Office AT12 444U1 the invention according to a further preferred development designed so that the drill string and the drill head are releasably connected, in particular by means of bayonet closure.

[0026] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigt: [0027] Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schlag- bzw.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. In the drawing: FIG. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention for striking or

Drehschlagbohren von Löchern und die zugehörige Verankerungseinrichtung, [0028] Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1 der Verankerungsvorrichtung mit dem darin eingesetzten Aufweitelement in geschlossenem Zustand, [0029] Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Elements von Fig. 2 in aufgeweitetem Zustand, und [0030] Fig. 4 eine Draufsicht auf das Element gemäß Fig. 3 im aufgeweiteten Zustand.FIG. 2 shows a section along the line A - A of FIG. 1 of the anchoring device with the expander element inserted therein in the closed state; FIG. 3 shows a perspective view of the element from FIG. 2. [0029] FIG in the expanded state, and Fig. 4 is a plan view of the element of FIG. 3 in the expanded state.

[0031] Im Einzelnen ist in Fig. 1 allgemein mit 1 die Vorrichtung zur Ausbildung eines Bohrlochs bezeichnet, wobei an einem hohl ausgebildeten Bohrgestänge 2 eine Bohrkrone 3 über einen Adapter 4 gelagert ist. Die Vorrichtung 1 wird hiebei durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte Antriebseinrichtung, welche an dem aus dem Bohrloch vorragenden Ende des Bohrgestänges 2 angeordnet ist, zu einer drehenden und schlagenden Bewegung angetrieben. An die Bohrkrone 3 ist ein im Wesentlichen rohrförmig ausgebildetes Verankerungselement 5 angelenkt, insbesondere aufgepresst, wobei das Verankerungselement 5 mit einer entsprechenden Materialverdickung auf einer Schulter 6 der Bohrkrone 3 aufliegt. Im Betrieb wird dieses Verankerungselement durch die Bohrkrone in das Innere des Bohrlochs hineingezogen, ohne dass es unmittelbar in Anlage an das Bohrloch gelangt, so dass ein vorzeitiger Verschleiß bzw. eine Beschädigung des Verankerungselements 5 ausgeschlossen ist.Specifically, in Fig. 1, the apparatus for forming a borehole is generally denoted by 1, wherein on a hollow drill pipe 2 a drill bit 3 is mounted via an adapter 4. The device 1 is hiebei by a drive device, not shown in Fig. 1, which is arranged at the protruding from the borehole end of the drill string 2, driven to a rotating and beating movement. To the drill bit 3, a substantially tubular-shaped anchoring element 5 is articulated, in particular pressed, wherein the anchoring element 5 rests with a corresponding material thickening on a shoulder 6 of the drill bit 3. In operation, this anchoring element is drawn into the interior of the borehole by the drill bit, without it coming directly into contact with the borehole, so that premature wear or damage to the anchoring element 5 is precluded.

[0032] Im Inneren des Verankerungselements ist einerseits an dem Bohrgestänge 2 eine Sperrmuffe 7 festgelegt, insbesondere aufgepresst oder aufgeschraubt, welche an ihrer von dem Bohrlochinneren abgewandten Stirnfläche eine Feder 8 beaufschlagt, welche Feder 8 an ihrem vor dem Bohrlochinneren abgewandten Ende in einem Haltering 9 so gehalten ist, dass ein Ausklinken der Feder 8 mit Sicherheit hintangehalten ist.In the interior of the anchoring element, a locking sleeve 7 is fixed on the one hand to the drill pipe 2, in particular pressed or screwed, which acts on its side facing away from the bore hole end face a spring 8, which spring 8 at its end facing away from the bore hole inside end in a retaining ring. 9 is held so that a notching of the spring 8 is stopped with certainty.

[0033] Während eines Einbringens der Vorrichtung zum Bohren von Löchern in ein Bohrloch ist hiebei die Feder 8 in einem unbelasteten Zustand und übt somit keinerlei Druck auf einen Treibkeil 10 aus, auf welchem die Feder 8 in unmittelbarer Anlage ist. Der Treibkeil 10 ist hiebei so ausgebildet, dass er in Bohrlochlängsrichtung gleitbar auf einem Spannkeil 11 angeordnet ist. Bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 ist eine Mehrzahl von Aufweitelementen 10a, welche aus einem Treibkeil 10 und einem Spannkeil 11 bestehen, im Inneren in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung des Verankerungselements 5 angeordnet.During insertion of the device for drilling holes in a well hiebei the spring 8 in an unloaded state and thus exerts no pressure on a drive wedge 10, on which the spring 8 is in immediate contact. The driving wedge 10 is hiebei formed so that it is slidably disposed in the borehole longitudinal direction on a clamping wedge 11. In the embodiment according to FIG. 1, a plurality of expansion elements 10 a, which consist of a drive wedge 10 and a clamping wedge 11, are arranged in the interior in the circumferential direction as well as in the longitudinal direction of the anchoring element 5.

[0034] Die einzelnen Aufweitelemente 10a sind hiebei in unmittelbarer Anlage aneinander ausgebildet, wobei zur Sicherung des Verankerungselements 5 im Bereich der Stoßfläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufweitelementen 10a jeweils ein Steg bzw. Haltesteg 12 mit geringerer Materialstärke vorgesehen ist, welcher im Zuge eines Aufweitvorgangs unmittelbar und ohne große Kraftanstrengung ausreißt, so dass ein ungehindertes Aufweiten des Verankerungselements 5 ermöglicht wird.The individual expansion elements 10a are hiebei formed in immediate contact with each other, being provided to secure the anchoring element 5 in the abutting surface between two successive expansion elements 10a respectively a web or holding web 12 with lower material thickness, which in the course of a Aufweitvorgangs immediately and tears without great effort, so that an unhindered widening of the anchoring element 5 is made possible.

[0035] An dem vom Bohrlochinneren abgewandten Ende des Verankerungselements 5 ist schließlich eine ringförmige Schulter 13 ausgebildet, auf welcher der am weitesten vom Bohrlochinneren abgewandte Spannkeil 11 in Anlage ist, um ein unbeabsichtigtes Hinaustreiben bzw. ein Verlieren einer Aufweiteinrichtung 10a aus dem Verankerungselement 5 mit Sicherheit hintanzuhalten.At the end facing away from the bore hole end of the anchoring element 5, finally, an annular shoulder 13 is formed, on which the farthest from the bore hole inside clamping wedge 11 is in abutment to inadvertent fumbling or losing a widening device 10a from the anchoring element 5 with Safety.

[0036] Während dem Bohren ist hiebei, wie dies insbesondere der Fig. 2 zu entnehmen ist, die Verankerungs- 5 und Aufweitvorrichtung 10a so ausgebildet, dass der Spannkeil 11 mit einer Längsrippe 14 in einem Schlitz 15 des Verankerungselements 5 geführt ist. Durch eine derartige Ausbildung gelingt es, eine vollständig geschlossene und im Wesentlichen ebene und dichte 6/12 österreichisches Patentamt AT12 444U1 2012-05-15During drilling is hiebei, as can be seen in particular in FIG. 2, the anchoring 5 and expander 10 a formed so that the clamping wedge 11 is guided with a longitudinal rib 14 in a slot 15 of the anchoring element 5. Such a design makes it possible to achieve a completely closed and substantially even and dense AT12 444U1 2012-05-15

Außenkontur der Verankerungsvorrichtung 5 im Zuge des Einbringens in das Bohrloch zur Verfügung zu stellen, wodurch ein unbeabsichtigtes Eindringen von Bohrklein oder von in das Bohrloch eindringendes Wasser und dgl. mit Sicherheit vermieden wird.Outside contour of the anchoring device 5 in the course of the introduction into the well to provide, whereby accidental ingress of cuttings or penetrating into the well water and the like. For sure is avoided.

[0037] Wie dies ebenfalls insbesondere Fig. 2 entnehmbar ist, ist das Spannelement 11 so weitergebildet, dass es an seiner in Richtung zum Inneren der Vorrichtung 1 zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern gewandten Fläche eine entsprechende Nut bzw. Rille 16 aufweist, in welcher eine entsprechende Längsrippe bzw. ein Steg 17 des Treibkeils 10 eingreift. Durch eine derartige Ausbildung wird sichergestellt, dass die beiden Keile 10,11 aneinander zwangsweise geführt werden und dass ein unbeabsichtigtes Verschieben bzw. Durchrutschen des Treibkeils 10 durch den Spannkeil 11 mit Sicherheit hintangehalten ist.2, the clamping element 11 is developed such that it has a corresponding groove or groove 16 on its surface facing the interior of the device 1 for impact or rotary impact drilling of holes. in which a corresponding longitudinal rib or a web 17 of the drive wedge 10 engages. Such a design ensures that the two wedges 10,11 are forced against each other and that inadvertent displacement or slippage of the driving wedge 10 by the clamping wedge 11 is certainly withholded.

[0038] In der Ausbildung gemäß Fig. 2 ist weiters ersichtlich, dass die Mehrzahl in Umfangs-richtung der Bohrgestänges 2 angeordneten Treibkeile 10 ein Innenlumen 18 ausbilden, welches ausreichend groß ist, um den Durchtritt des Bohrgestänges 2 zu ermöglichen, jedoch ein Durchrutschen der Feder 8 bzw. der Sperrmuffe 7 mit Sicherheit verhindert.In the embodiment of FIG. 2 is further seen that the majority in the circumferential direction of the drill string 2 arranged driving wedges 10 form an inner lumen 18 which is sufficiently large to allow the passage of the drill string 2, but slipping Prevented spring 8 and the locking sleeve 7 with certainty.

[0039] Des Weiteren ist in der Darstellung von Fig. 2 bzw. Fig. 4 klar ersichtlich, dass auch in dem nicht aufgeweiteten Zustand die Kombination aus Treibkeil und Spannkeil Hohlräume bzw. Durchtrittsräume 19 zur Verfügung stellt, durch welche beispielsweise im Zuge des Bohrens einzubringendes Spülfluid zugeführt oder abtransportiert werden kann oder auch, falls dies gewünscht ist, Bohrklein durch das Innere des Gestänges ausgetragen werden kann.Furthermore, in the illustration of Fig. 2 and Fig. 4 is clearly seen that even in the unexpanded state, the combination of driving wedge and clamping wedge cavities or passage spaces 19 is available through which, for example, in the course of drilling can be fed or removed to be introduced flushing fluid or, if desired, cuttings can be discharged through the interior of the linkage.

[0040] Mit einer derartigen Ausbildung ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bohren von Löchern gemeinsam mit dem Verankerungselement 5 als Drainagevorrichtung zu verwenden, da beispielsweise im Bereich des Bohrkopfs eindringendes Wasser sicher und zuverlässig durch das Innere des Verankerungselements in Richtung zum Bohrlochäußeren abtransportiert werden kann, und nicht, wie dies häufig beim Bohren von derartigen Löchern der Fall ist, ein ungezielter Austritt von Wasser, welches beim Anbohren von Wasseradern häufig in großen Mengen auftritt, erfolgt. Auch können nach Aufspreizen der Verankerungsvorrichtung im Bereich des ursprünglich dichten Überlappens von Spreiz- bzw. Spannkeil 11 und Verankerungselement 5 gebildete Durchtritte bzw. Öffnungen als Drainageöffnungen verwendet werden.With such a design, it is also possible to use the device according to the invention for drilling holes together with the anchoring element 5 as a drainage device, since for example in the region of the drill head penetrating water safely and reliably transported away through the interior of the anchoring element in the direction of the borehole exterior can be, and not, as is often the case when drilling such holes, the untargeted leakage of water, which often occurs in the drilling of water veins in large quantities occurs. Also, after spreading the anchoring device in the region of the originally tight overlapping of spreading or clamping wedge 11 and anchoring element 5 formed passages or openings can be used as drainage openings.

[0041] Wie dies ebenfalls der Fig. 2 entnehmbar ist, sind die Treibkeile 10 hiebei so ausgebil-det, dass sie an ihrer zum Bohrlochinneren gewandten Stirnfläche jeweils mit Stirnzähnen 20 ausgebildet sind, welche eine sichere Mitnahme und einen sicheren Halt der Feder 8 gewährleisten.As can also be seen in FIG. 2, the drive wedges 10 are designed so that they are formed on their end face facing the bore hole in each case with front teeth 20, which ensure secure entrainment and a secure hold of the spring 8 ,

[0042] Um ein unbeabsichtigtes Öffnen bzw. Austreiben des Verankerungselements zu vermeiden, ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass während des Bohrens der Löcher in Boden- und Gesteinsmaterial die Stirnverzahnung nicht in Eingriff gelangt und durchrutscht und beim Zurückziehen des Bohrgestänges durch eine Drehung entgegen der Drehrichtung während des Bohrvortriebs einerseits der Bohrkopf 3 von dem Bohrgestänge 2 gelöst wird, und andererseits die Stirnverzahnung 20 in Eingriff mit der Feder 8 bzw. einer komplementären Verzahnung der Sperrhülse 7 gebracht wird, so dass bei einem weiterem Zurückziehen des Rohrs eine Druckbeaufschlagung des Treibkeils 10 stattfindet und dieser in das Innere des Spannkeils 11 hineingetrieben wird, wodurch ein Aufweitvorgang des geschlitzt ausgebildeten Verankerungselements 5 und gleichzeitig der Spannkeile 11 erfolgt.In order to avoid unintentional opening or expulsion of the anchoring element, the device is designed so that during drilling of the holes in soil and rock material, the spur gear does not engage and slips and upon retraction of the drill string by a rotation against the On the one hand, the drilling head 3 is released from the drill pipe 2 during the boring drive, and on the other hand the front toothing 20 is brought into engagement with the spring 8 or a complementary toothing of the locking sleeve 7, so that upon a further retraction of the pipe, a pressurization of the driving wedge 10 takes place takes place and this is driven into the interior of the clamping wedge 11, whereby a widening of the slotted formed anchoring element 5 and at the same time the clamping wedges 11 takes place.

[0043] Diese Situation ist in der Darstellung gemäß Fig. 3 gezeigt, in welcher der Treibkeil 10 vollständig in das Innere des Spannkeils 11 eingetrieben ist und die Verankerungsvorrichtung 5 maximal aufgeweitet dargestellt ist. Durch diese maximale Aufweitung des Verankerungselements 5 wird der Durchmesser der Verankerungsvorrichtung massiv gegenüber dem geschlossenen Zustand vergrößert und die Verankerungsvorrichtung 5 gelangt in dichte bzw. feste Anlage an die Bohrlochwandung.This situation is shown in the illustration of FIG. 3, in which the drive wedge 10 is driven completely into the interior of the clamping wedge 11 and the anchoring device 5 is shown expanded maximally. As a result of this maximum widening of the anchoring element 5, the diameter of the anchoring device is massively increased in comparison with the closed state, and the anchoring device 5 comes into tight contact with the borehole wall.

[0044] Dadurch, dass der Treibkeil 10 im Inneren des Spannkeils 11 über eine Rippen-Nuten-Verbindung geführt ist, ist auch sichergestellt, dass bei Loslassen des Drucks auf den Treibkeil nicht der Treibkeil 10 unbeabsichtigt in das Innere des Spannkeils 11 zurückgeleitet und die 7/12Characterized in that the drive wedge 10 is guided in the interior of the clamping wedge 11 via a rib-groove connection, it is also ensured that when releasing the pressure on the drive wedge not the drive wedge 10 inadvertently returned to the interior of the clamping wedge 11 and the 7/12

Claims (16)

österreichisches Patentamt AT 12 444 Ul 2012-05-15 Verankerung zumindest bis zu einem gewissen Grad reversibel ist. [0045] Weiterhin kann aus Fig. 3 ersehen werden, dass auch in dem aufgeweiteten Zustand die Verankerungsvorrichtung eine in Richtung zum Äußeren gewandte, im Wesentlichen geschlossene Kontur aufweist, so dass auch in dem verspannten Zustand ein Hereinbrechen von Material in das Innere der Verankerungsvorrichtung hintangehalten ist. Die Verankerungswirkung kann noch weiter erhöht werden, indem beispielsweise die Spannkeile 5 bzw. ihre Rippen 14 mit einer Verzahnung oder dgl. ausgebildet sind. Die Darstellung von Fig. 4 zeigt im Wesentlichen dieselbe Position des Verankerungselements bzw. der damit zusammenwirkenden Aufweitelemente, wie Fig. 3, wobei die Ansicht gemäß Fig. 4 eine Draufsicht darstellt, in welcher die räumlichen Verhältnisse im Inneren der aufgeweiteten Verankerungsvorrichtung 5 noch besser erkannt werden können. [0046] Schließlich gelingt es, da es keine direkte Verbindung zwischen den Treibkeilen 10 und dem Spannelement bzw. der Sperrmuffe 7 gibt, nach Beendigung des Aufweitvorganges und nach Entfernen der Sperrmuffe 7, z. B. durch Abschrauben derselben, das Bohrgestänge aus dem aufgeweiteten Verankerungselement 5 herauszuziehen und für weitere Einsätze wiederzuverwenden. [0047] Es erübrigt sich festzuhalten, dass neben der dargestellten Variante mit drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Aufweiteinrichtungen und drei in Umfangsrichtung des Bohrgestänges vorgesehenen Paaren von Aufweitelementen 10a, welche im Inneren eines Verankerungselements 5 ausgebildet sind, auch sämtliche anderen denkmöglichen Varianten mit mehr oder unmittelbar aufeinander folgenden Aufweiteinrichtungen oder mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Paaren von Aufweitelementen 10a oder auch zwei vollständig voneinander unabhängigen Aufweiteinrichtungen und Druckbeaufschlagungseinrichtungen vorgesehen sein können. Ansprüche 1. Verfahren zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung, wobei durch eine an einem Bohrgestänge (2) gelagerte Bohrkrone (3) ein Bohrloch ausgebildet wird, ein das Bohrgestänge (2) an der von einer Abbaufläche abgewandten Rückseite der Bohrkrone (3) umgebendes ringförmiges, einen Längsschlitz (15) aufweisendes Verankerungselement (5) in das Bohrloch eingebracht wird, und das Verankerungselement nach dem Fertigstellen des Bohrlochs aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (5) durch Zurückziehen des Bohrgestänges (2) im Inneren des eine Mehrzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordnete Längsschlitze (15) aufweisenden Verankerungselements (5) und eine Druckbeaufschlagung von einer im Inneren des Verankerungselements vorgesehenen Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges (2) umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden keilförmigen Aufweitelementen (10a) aufgeweitet wird.Austrian Patent Office AT 12 444 Ul 2012-05-15 anchoring is at least to some extent reversible. Furthermore, it can be seen from Fig. 3, that even in the expanded state, the anchoring device has a facing towards the outside, substantially closed contour, so that even in the clamped state retarded Herein breaking material into the interior of the anchoring device is. The anchoring effect can be further increased by, for example, the clamping wedges 5 and their ribs 14 with a toothing or the like. Are formed. The illustration of Fig. 4 shows substantially the same position of the anchoring element or the cooperating expansion elements, as shown in FIG. 3, wherein the view of FIG. 4 is a plan view, in which the spatial relationships in the interior of the expanded anchoring device 5 even better recognized can be. Finally, it is possible, since there is no direct connection between the drive wedges 10 and the clamping element or the locking sleeve 7, after completion of the expansion process and after removing the locking sleeve 7, z. B. by unscrewing the same, to pull the drill pipe from the widened anchoring element 5 and reuse for other uses. Needless to note that in addition to the illustrated variant with three immediately consecutive Aufweiteinrichtungen and three provided in the circumferential direction of the drill pipe pairs of expansion elements 10a, which are formed in the interior of an anchoring element 5, all other possible variants possible with more or immediately consecutive Expander or a plurality of circumferentially arranged pairs of expansion elements 10a or two completely independent expansion devices and pressurizing devices may be provided. Claims 1. A method for impact or rotary impact drilling holes in soil or rock material and defining an anchorage, wherein by a drill bit (3) mounted on a drill string (2) a borehole is formed, the drill string (2) on the of a 3) surrounding annular, a longitudinal slot (15) having anchoring element (5) is introduced into the borehole, and the anchoring element is expanded after completion of the borehole, characterized in that the anchoring element (5) by retracting the Drill pipe (2) inside the anchoring element (5) having a plurality of evenly distributed over its circumference longitudinal slots (15) and a pressurization of a provided in the interior of the anchoring element plurality of the circumference of the drill string (2) enclosing pairs of cooperating wedge-shaped expansion elements (10a) is widened. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (5) durch eine Beaufschlagung von Treibkeilen (10) der Aufweitelemente (10a) durch eine mit dem Bohrgestänge gekoppelte Sperrhülse (7) sowie einer damit zusammenwirkenden Zugfeder (8) bei einem Zurückziehen des Bohrgestänges (2) entgegen der Bohrvortriebsrichtung und einer Relativbewegung der Treibkeile (10) zu den damit zusammenwirkenden in Längsrichtung des Bohrgestänges (2) unverschiebbar gelagerten Spannkeilen (11) aufgeweitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the anchoring element (5) by acting on driving wedges (10) of the expansion elements (10 a) coupled by a drill rod with the locking sleeve (7) and a cooperating tension spring (8) in a retraction the drill string (2) against the Bohrvortriebsrichtung and a relative movement of the drive wedges (10) to the cooperating in the longitudinal direction of the drill string (2) immovably mounted clamping wedges (11) is widened. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement durch ein Entkoppeln des Bohrgestänges (2) von dem Bohrkopf (3) durch eine Drehbewegung des Bohrgestänges (2) entgegen einer Drehrichtung des Bohrgestänges (2) beim Ausbilden des Bohrlochs, einem Verrasten einer Stirnverzahnung (20) zwischen den Treibkeilen (10) und der Zugfeder (8) und dem Zurückziehen des Bohrgestänges (2) entgegen der Bohrvortriebsrichtung aufgeweitet wird. 8/12 österreichisches Patentamt AT12 444U1 2012-05-153. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the anchoring element by decoupling the drill string (2) from the drill head (3) by a rotational movement of the drill string (2) against a rotational direction of the drill string (2) during formation of the borehole, a locking of a spur toothing (20) between the drive wedges (10) and the tension spring (8) and the retraction of the drill pipe (2) is widened against the Bohrvortriebsrichtung. 8/12 Austrian Patent Office AT12 444U1 2012-05-15 4. Vorrichtung zum Schlag- bzw. Drehschlagbohren von Löchern in Boden oder Gesteinsmaterial und Festlegen einer Verankerung in dem durch eine an einem Bohrgestänge (2) gelagerte Bohrkrone (3) ausgebildeten Bohrloch wobei das Bohrgestänge (2) an der von einer Abbaufläche abgewandten Rückseite der Bohrkrone (3) mit einem Verankerungselement (5) umgeben ist, welches einen Längsschlitz (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (5) eine Mehrzahl von gleichmäßig über seinen Umfang verteilt angeordneten Längsschlitzen (15) aufweist, dass im Inneren des Verankerungselements (5) eine Mehrzahl von den Umfang des Bohrgestänges (2) umschließenden Paaren aus zusammenwirkenden keilförmigen Aufweitelementen (10a) gelagert ist und dass die Aufweitelemente (10a) durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (7, 8) aufweitbar sind.4. Apparatus for impact or rotary impact drilling of holes in soil or rock material and fixing an anchorage in the borehole formed by a drill bit (3) mounted on a drill pipe (2) wherein the drill string (2) on the backside facing away from a mining surface Drill bit (3) with an anchoring element (5) is surrounded, which has a longitudinal slot (15), characterized in that the anchoring element (5) has a plurality of evenly distributed over its circumference arranged longitudinal slots (15) that in the interior of the anchoring element (5) a plurality of the circumference of the drill string (2) enclosing pairs of cooperating wedge-shaped expansion elements (10a) is mounted and that the expansion elements (10a) by a pressurizing device (7, 8) are expandable. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des Verankerungselements (5) jeweils wenigstens 3 Paare von Aufweitelementen (10a) angeordnet sind.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that in the circumferential direction of the anchoring element (5) in each case at least 3 pairs of expansion elements (10 a) are arranged. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare von keilförmigen Aufweitelementen (10a) jeweils aus einem sich in Bohrvortriebsrichtung verjüngenden Spannkeil (11) und einem sich entgegen der Bohrvortriebsrichtung verjüngenden, in dem Spannkeil (11) gleitbar in Bohrlochlängsrichtung angeordneten Treibkeil (10) gebildet sind.6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the pairs of wedge-shaped expansion elements (10 a) in each case from a tapered in Bohrvortriebsrichtung clamping wedge (11) and a counter to the Bohrvortriebsrichtung, in the clamping wedge (11) arranged slidably in the borehole longitudinal direction Drive wedge (10) are formed. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkeile (11) an ihrer zur Außenseite gerichteten Fläche eine mit den Längsschlitzen (15) des Verankerungselements (5) zusammenwirkende Längsrippe (14) aufweisen.7. Apparatus according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the clamping wedges (11) on its outer surface facing one with the longitudinal slots (15) of the anchoring element (5) cooperating longitudinal rib (14). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Spannkeile (11) an ihrer Innenseite bzw. ihrer zu einem Bohrgestänge (2) gerichteten Fläche jeweils mit entsprechenden Längsrippen (17) des Treibkeils (10) zusammenwirkende Nuten bzw. Vertiefungen (16) aufweisen.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the clamping wedges (11) on its inner side or to a drill string (2) directed surface respectively with corresponding longitudinal ribs (17) of the drive wedge (10) cooperating grooves or depressions (16). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Treibkeile (10) an ihrer zur Bohrkrone (3) gewandten Endfläche mit einer mit der Druckbeaufschlagungseinrichtung (7, 8) zusammenwirkenden Stirnverzahnung ausgebildet sind.9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the drive wedges (10) are formed at their end facing the drill bit (3) end surface with a with the pressurizing means (7, 8) cooperating spur toothing. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (7, 8) aus einer an dem Bohrgestänge (2) festgelegten Sperrmuffe (7) und einer in einem Haltering (9) festgelegten Zugfeder (8) gebildet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the pressurizing device (7, 8) consists of a on the drill string (2) fixed locking sleeve (7) and one in a retaining ring (9) fixed tension spring (8) is formed. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement (7, 8) an seinem von der Bohrkrone (3) abgewandten Ende eine Auflageeinrichtung (13), insbesondere einen der Dicke des Spannkeils (11) im Wesentlichen entsprechenden Auflagerring für den Spannkeil aufweist.11. Device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the anchoring element (7, 8) facing away from the drill bit (3) end a support means (13), in particular one of the thickness of the clamping wedge (11) substantially corresponding support ring for the clamping wedge. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung des Verankerungselements (5) eine Mehrzahl von Aufweitelementen (10a) angeordnet ist.12. Device according to one of claims 4 to 11, characterized in that in the longitudinal direction of the anchoring element (5) a plurality of expansion elements (10 a) is arranged. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung des Verankerungselements (5) angeordnete Mehrzahl von Aufweitelementen (10a) aneinander anliegend angeordnet ist und dass jeweils im Bereich der Anlage eines Aufweitelements (10a) an das Nächste die Längsschlitze (15) des Verankerungselements (5) mit Haltestegen (12) versehen sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that in the longitudinal direction of the anchoring element (5) arranged plurality of expander elements (10a) is arranged adjacent to each other and that in each case in the region of the installation of an expander (10a) to the next, the longitudinal slots (15) of the anchoring element (5) are provided with retaining webs (12). 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Längsschlitze (15) des Verankerungselements (5) eine der Länge der Aufweitelemente (10a) entsprechende Länge aufweisen.14. Device according to one of claims 4 to 13, characterized in that the longitudinal slots (15) of the anchoring element (5) have a length of the expansion elements (10 a) corresponding length. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrmuffe (7) lösbar, insbesondere mittels eines Gewindes auf dem Bohrgestänge (2) festgelegt ist. 9/12 österreichisches Patentamt AT12 444 U1 2012-05-1515. Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the locking sleeve (7) releasably, in particular by means of a thread on the drill string (2) is fixed. 9/12 Austrian Patent Office AT12 444 U1 2012-05-15 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15 dadurch gekennzeichnet, das das Bohrgestänge (2) und der Bohrkopf (3) lösbar, insbesondere mittels Bajonettverschluss miteinander verbunden sind. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 10/1216. Device according to one of claims 4 to 15, characterized in that the drill string (2) and the drill head (3) are releasably connected, in particular by means of bayonet closure. For this 2 sheets drawings 10/12