DE102007000829A1

DE102007000829A1 - Befestigungselement

Info

Publication number: DE102007000829A1
Application number: DE102007000829A
Authority: DE
Inventors: Michael Bayerl; Wolfgang Ludwig; Kay Heemann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-04-09
Also published as: AU2008221626A1; NZ571392A; PL386231A1; AU2008221626B2; US7789589B2; US20090092446A1; CZ2008456A3

Abstract

Ein Befestigungselement (11) weist ein Ankerrohr (12), das einen Aufnahmeraum (13) für eine aushärtbare Masse aufweist, und einen Bohrkopf (21) an einem Ende (16) des Ankerrohres (12) auf. Der Bohrkopf (21) weist eine zu dem Aufnahmeraum (13) offene Eintrittsöffnung (23) und mehrere nach außen offene Durchtrittsöffnungen (24) für die aushärtbare Masse auf. Im Bohrkopf (21) ist zwischen der Eintrittsöffnung (23) und den Durchtrittsöffnungen (24) ein Mischelement (31) für die aushärtbare Masse vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Ankerrohr, das einen Aufnahmeraum für eine aushärtbare Masse aufweist, und mit einem Bohrkopf an einem Ende des Ankerrohres, wobei der Bohrkopf zumindest eine zu dem Aufnahmeraum offene Eintrittsöffnung und zumindest eine nach aussen offene Durchtrittsöffnung für die aushärtbare Masse aufweist.
Beispielsweise zur Sicherung im Tunnel- und Bergbau wurde früher zuerst ein Bohrloch im Untergrund erstellt, dieses mit einer aushärtbaren Masse befüllt und anschliessend ein Ankerelement eingeführt.
Aus der WO 03/044324 A1 ist ein Befestigungselement mit einem Ankerrohr als Ankerelement bekannt, das einen Aufnahmeraum für die aushärtbare Masse ausbildet und in dem, dem Bohrlochgrund zugewandt ein Mischelement vorgesehen ist. Dieses Befestigungselement wird in ein zuvor erstelltes Bohrloch eingeführt und anschliessend die im Aufnahmeraum angeordnete aushärtbare Masse durch das Mischelement ausgebracht. Dabei werden die Komponenten der aushärtbaren Masse vor dem Austritt derselben in den das Ankerrohr umgebenden Raum durchmischt.
Um den Aufwand zum Setzen eines gattungsgemässen Befestigungselementes weiter zu reduzieren, ist aus der US 4,055,051 ein sogenannter selbstbohrender Gebirgsanker z. B. zur Sicherung im Tunnel- und Bergbau bekannt, der mit einem Drehbohrgerät in den Untergrund getrieben wird. Nach dem Erreichen der gewünschten Verankerungstiefe des Befestigungselementes wird der Bohrvorgang gestoppt und die aushärtbare Masse, beispielsweise mittels eines die Masse druckbeaufschlagenden Kolbens aus dem Aufnahmeraum des Ankerrohres durch die Eintrittsöffnung und die Durchtrittsöffnungen hindurch in den, das Ankerrohr umgebenden Raum ausgebracht. Nach dem Aushärten der aushärtbaren Masse ist das Befestigungselement sicher im Untergrund verankert.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass die aus dem Aufnahmeraum ausgebrachte Masse beim Austreten aus den Durchtrittsöffnungen nur eine geringe Durchmischung erfährt. Für mehrkomponentige Massen reicht diese geringe Durchmischung der Komponenten für eine optimale Verankerung des Befestigungselementes oftmals nicht aus.
Aus der DE 103 01 968 A1 ist ein gattungsgemässes Befestigungselement bekannt, bei dem im Aufnahmeraum ein in den Bohrkopf verschiebbares Mischelement vorgesehen ist. Dieses Befestigungselement hat aufgrund des einfachen Setzvorgangs und der hohen Qualität der geschaffenen Verankerung sich als selbstbohrender Gebirgsanker bewährt. Für eine einwandfreie Funktion bedarf das verschiebbare Mischelement jedoch einer entsprechenden Ausgestaltung von Führungsflächen und/oder des Mischelementes selbst.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement mit Ankerrohr und mit Bohrkopf zu schaffen, wobei dieses einfach ausgebildet ist und die Anwendung von verschiedenen Arten von Setzvorgängen ermöglicht.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist im Bohrkopf zwischen der zumindest einen Eintrittsöffnung und der zumindest einen Durchtrittsöffnung ein Mischelement für die aushärtbare Masse vorgesehen.
Mit diesem Bohrkopf sind verschiedene Setzverfahren mit dem Befestigungselement durchführbar. Zudem ist das Befestigungselement einfach zu fertigen, da keine mechanischen Massnahmen im Befestigungselement getroffen werden müssen, um eine ausreichende Durchmischung der aushärtbaren Masse sicherzustellen.
Vorteilhaft weist das Befestigungselement im Ankerrohr zusätzlich ein Innenrohr auf, in dem die aushärtbare Masse vorgesehen ist. Die aushärtbare Masse ist beispielsweise in einem Folienbeutel vorgesehen, der in das Innenrohr eingeschoben ist. Während dem Bohrvorgang kann durch den Aufnahmeraum zwischen dem Innenrohr und dem Ankerrohr Spülwasser dem Bohrkopf zugeführt werden. Nach Beendigung des Bohrvorgangs wird die im Innenrohr angeordnete aushärtbare Masse z. B. mittels Druckbeaufschlagung von einem Auspresskolben aus dem Innenrohr ausgebracht, wobei die aushärtbare Masse im Mischelement durchmischt wird und im durchmischten Zustand in den Raum zwischen dem Ankerrohr und der Bohrlochwandung austritt, um nach der Aushärtung der aushärtbaren Masse das Befestigungselement sicher im Untergrund zu verankern.
Die aushärtbare Masse kann auch erst nach Beendigung des Bohrvorgangs von aussen zugeführt werden. Das Befestigungselement wird in den Untergrund gebohrt, wobei durch das Ankerrohr hindurch Spülwasser dem Bohrkopf zuführbar ist. Nach Beendigung des Bohrvorgangs wird die aushärtbare Masse durch das Ankerrohr hindurch in den Untergrund eingebracht, z. B. gepumpt. Vor dem Austritt der aushärtbaren Masse in den das Ankerrohr umgebenden Raum wird die aushärtbare Masse im Mischelement im Bohrkopf gemischt.
Das Befestigungselement ist einfach und kostengünstig im Aufbau sowie für verschiedene Setzverfahren anwendbar. Durch den einfachen Aufbau des Befestigungselementes lassen sich Montagefehler vermeiden. Für unterschiedliche Untergründe können verschiedene Bohrköpfe an einem Ankerrohr vorgesehen werden. Diese Anpassung des Befestigungselementes ist auch von einem Anwender einfach durchführbar, da die Gefahr von Fehlfunktionen des Befestigungselementes nach einem Wechsel des Bohrkopfs weitgehend ausgeschlossen werden können.
Vorzugsweise ist das Mischelement ein Statikmischer, der eine gute Durchmischung insbesondere von mehrkomponentigen aushärtbaren Massen gewährleistet. Der Statikmischer ist vorteilhaft aus einem Kunststoff gefertigt. Weiter vorteilhaft weist der Statikmischer mehrere Innenwände auf, die für eine ausreichende Durchmischung der Komponenten der aushärtbaren Masse entsprechend zueinander angeordnet sind und einen Mischpfad für die aushärtbare Masse bilden.
Bevorzugt ist das Mischelement klemmend im Bohrkopf gehalten. Das Mischelement weist beispielsweise zumindest bereichsweise ein Übermass gegenüber einer Aufnahme für das Mischelement im Bohrkopf auf, so dass bei der Montage des Mischelementes im Bohrkopf dieses unverlierbar im Bohrkopf gehalten ist. Alternativ ist das Mischelement z. B. zumindest bereichsweise in der Aufnahme im Bohrkopf eingeklebt. Die Festlegung des Mischelementes im Bohrkopf ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Festlegung gleichzeitig eine umfangseitige Abdichtung des Mischelementes im Aufnahmeraum des Bohrkopfes ausbildet.
Vorzugsweise ist zwischen dem Mischelement und der zumindest einen Durchtrittsöffnung ein Anschlag für das Mischelement vorgesehen. Der Anschlag verhindert, dass bei einem Vorschub des Mischelementes durch die zumeist druckbeaufschlagte aushärtbare Masse das Mischelement so weit in den Bohrkopf geschoben wird, dass die zumindest eine Durchtrittsöffnung von diesem verschlossen wird und nicht mehr genügend aushärtbare Masse für eine ausreichende Verankerung des Ankerrohres im Untergrund aus dem Ankerrohr austreten kann.
Bevorzugt ist der Anschlag plattenförmig und mit zumindest einer Durchführöffnung für die aushärtbare Masse versehen. Die plattenförmige Ausgestaltung des Anschlages stellt ausreichende Anschlagflächen für das Mischelement sicher, damit der maximale Verschiebeweg des Mischelementes in Richtung der zumindest einen Durchtrittsöffnung begrenzt ist. Zudem kann sich das Mischelement, insbesondere wenn dieses vorteilhaft aus einem Kunststoff gefertigt ist, auch bei einem hohen Auspressdruck der aushärtbaren Masse nicht derart verformen, dass das Mischelement an dem Anschlag im Bohrkopf vorbeirutscht.
Vorzugsweise ist der Bohrkopf mit einem umlaufenden Wulst versehen, der mit dem Ende des Ankerrohrs dichtend in Anlage bringbar ist. Da sich das Befestigungselement beim Auspressvorgang über den Bohrkopf am Bohrlochgrund abstützt, ist eine ausreichende Abdichtung über die Kontaktfläche zwischen dem Bohrkopf und dem Ende des Ankerrohres gegeben. Durch die geschaffene Abdichtung wird ein seitliches Austreten der aushärtbaren Masse, ohne das diese durch das Mischelement geführt wurde, verhindert. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich ein Dichtmittel, z. B. in Form eines Dichtrings, an dem Wulst vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 Ein Befestigungselement in Seitenansicht mit einem Teilaufschnitt; und
2 ein Detailschnitt des Bohrkopfes.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in den 1 und 2 dargestellte Befestigungselement 11 weist ein Ankerrohr 12 mit einem Aufnahmeraum 13 für eine aushärtbare Masse auf. An einem ersten Ende 14 ist ein Drehangriffsmittel 15 in Form eines Mehrkantes für ein hier nicht dargestelltes Drehbohrgerät vorgesehen. An einem zweiten, dem ersten Ende 14 gegenüberliegenden Ende 16 des Ankerrohres 12 ist ein Bohrkopf 21 vorgesehen. In dem Aufnahmeraum 13 ist weiter ein Innenrohr 17 als Aufnahmemittel für die aushärtbare Masse angeordnet.
Der Bohrkopf 21 weist eine Bohrschneide 22, eine zu dem Aufnahmeraum 13 offene Eintrittsöffnung 23 und zwei nach aussen offene Durchtrittsöffnungen 24 für die aushärtbare Masse auf. Im Bohrkopf 21 ist zwischen der Eintrittsöffnung 23 und den Durchtrittsöffnungen 24 ein Statikmischer als Mischelement 31 für die aushärtbare Masse vorgesehen. Das Mischelement 31 ist klemmend im Bohrkopf 21 gehalten. Zwischen dem Mischelement 31 und den Durchtrittsöffnungen 24 ist ein plattenförmiger Anschlag 25 für das Mischelement 31 mit einer Durchführöffnung 26 für die aushärtbare Masse vorgesehen.
Weiter weist der Bohrkopf 21 einen umlaufenden Wulst 27 auf, der mit dem zweiten Ende 16 des Ankerrohrs 12 in Anlage bringbar ist und einen Anschlag 28 für den Bohrkopf 21 ausbildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 03/044324 A1 [0003]
- US 4055051 [0004]
- DE 10301968 A1 [0006]

Claims

Befestigungselement mit einem Ankerrohr (12), das einen Aufnahmeraum (13) für eine aushärtbare Masse aufweist, und mit einem Bohrkopf (21) an einem Ende (16) des Ankerrohres (12), wobei der Bohrkopf (21) zumindest eine zu dem Aufnahmeraum (13) offene Eintrittsöffnung (23) und zumindest eine nach aussen offene Durchtrittsöffnung (24) für die aushärtbare Masse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bohrkopf (21) zwischen der zumindest einen Eintrittsöffnung (23) und der zumindest einen Durchtrittsöffnung (24) ein Mischelement (31) für die aushärtbare Masse vorgesehen ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (31) ein Statikmischer ist.
Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischelement (31) klemmend im Bohrkopf (21) gehalten ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mischelement (31) und der zumindest einen Durchtrittsöffnung (24) ein Anschlag (25) für das Mischelement (31) vorgesehen ist.
Befestigungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (25) plattenförmig und mit zumindest einer Durchführöffnung (26) für die aushärtbare Masse versehen ist.
Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohrkopf (21) mit einem umlaufenden Wulst (27) versehen ist, der mit dem zweiten Ende (16) des Ankerrohrs (12) dichtend in Anlage bringbar ist.