DE2224023A1

DE2224023A1 - Verfahren zur Befestigung von Bolzen sowie Bolzenbefestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2224023A1
Application number: DE19722224023
Authority: DE
Inventors: John Vincent Granborough; Pearson Leonard Louis Slough; Buckinghamshire Brown (Großbritannien)
Original assignee: CELMAC AG
Current assignee: CELMAC AG
Priority date: 1971-05-20
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1972-11-30
Also published as: GB1382054A; JPS553508B1; NO138914B; IT958920B; CH549734A; ES205712Y; AU4254672A; AT320940B; NO138914C; FR2138796A1; ES402981A1; FR2138796B1; ES205712U

Description

Verfahren zur Befestigung von Bolzen sowie Bolzenbefestigungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung von Bolzen in Sacklöchern sowie auf eine Befestigungsvorrichtung für derartige Bolzen.

In vielen Fällen im Hochbau, Straßenbau oder Bergbau wird ein Bolzen, d.h. ein stangenförmiges Element, das üblicherweise aus Metall besteht, in einem Sackloch im Untergrund befestigt, um entweder Gegenstände am Untergrund festzulegen oder den Untergrund zusammenzuhalten. Typische Anwendungsfälle sind die Befestigung von Pfosten in Straßen, von Eisenbahnschwellen auf Steinuntergrund, von Bolzenhalterungen im Bergbau und von Stein*- schrauben. Die Bolzen werden in die Löcher eingebracht, und, e§

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wird eine aushärtende Mischung benutzt, etwa Mörtel. In letzter Zeit wurden Patronen entwickelt, die einen Füllstoff mit Harz und einem Härter enthielten. Diese Patronen werden in das Loch eingeführt, und dann wird der Bolzen unter Drehung in das Loch eingebracht, um die Patrone zu zerstören und die in ihr enthaltenen Bestandteile zur Bildung einer selbsthärtenden Masse zu mischen, die einen Endbereich des Bolzens umschließt und im Loch festhält.

Dieses Verfahren ist für viele Anwendungszwecke ausreichend. Es muß jedoch sehr genau auf die Größe des Lochdurchmessers, des Bolzendurchmessers und des Patronenvolumens geachtet werden. Das erfordert eine Genauigkeit, die sich nicht immer leicht erreichen läßt.

Außerdem können sich Schwierigkeiten ergeben, wenn ein Bolzen mit verhältnismäßig geringem Durchmesser in einem Loch mit verhältnismäßig großem Durchmesser befestigt werden soll. Hat eine Patrone die übliche Größe für ein derartiges Loch, dann ist es beim Einführen des Bolzens schwierig, eine entsprechende Vermischung sicherzustellen, so daß die Mischung nicht immer aushärtet, wodurch die Festigkeit des ausgehärteten Harzes erheblich verringert iet. Die Länge des ausgehärteten Harzzylinders um den Bolzen kann dann kaum größer sein als die Länge der ursprünglichen Patrone. Derartige Fehler können nicht zugelassen

werden, wenn Menschenleben von der Haltbarkeit der Bolzenbefestigung abhängen.

Die Ausreißfestigkeit eines in einem Untergrund befestigten Bolzens kann nicht die Zugfestigkeit des Bolzens übersteigen, und es ist das Ziel, eine Verbindung von Bolzen und ausgehärtetem Harz sicherzustellen, deren Festigkeit gleich oder größer als die Festigkeit des Bolzens ist, da der Bolzen sonst aus dem Untergrund herausgerissen werden kann, bevor er bricht. Dies läßt sich nur dadurch erreichen, daß man die Länge der Bolzen-Harz-Verbindung, die sogenannte "Verbindungslänge", auf einen vorbestimmten Wert einstellt, der von der Zugfestigkeit des Bolzens abhängt. Ist eine erhebliche Verbindungslänge erforderlich, so muß eine große Patrone oder eine Anzahl von. Patronen verwendet werden und doch kann die Vermischung wieder nicht ausreichend sein und zu einer unzureichenden Verbindung führen.

Gemäß der Erfindung wird ein Bolzen in einem Loch mit einem Durchmesser, der mindestens 5 mm größer ist als der des Bolzens, dadurch befestigt, daß am Endbereich des Bolzens eine Buchse angebracht wird, daß in das Loch die Bestandteile einer selbsthärtenden Mischung eingebracht und dann die Anordnung aus Bolzen und Buchse in das Loch eingeschoben wird, worauf Buchse und Bolzen gegen die Bestandteile der Mischung gepreßt werden, um den Bolzen im Loch zu befestigen.

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Vorzugsweise sind die Bestandteile der selbsthärtenden Mischung Harz und ein zugehöriger Härter, die in Patronenform vorhanden sind, wie beispielsweise in der britischen Patentschrift 1 127 913 beschrieben. Die Untersuchungen zeigten, daß durch das Vorhandensein der Buchse die genaue Dimensionierung von Bolzen, Loch und Patrone zueinander überflüssig wird. Die Mischung aus Harz und Härter wird auf diese Weise verbessert,

so daß eine zuverlässige Verankerung des Bolzens sichergestellt ist und eine geringere Menge an Mischung benötigt wird.

Die Buchse kann aus Holz, einer härtbaren Masse, beispielsweise einem mit Füllstoff versehenen Harz oder einem zementartigen Mörtel bestehen, ist jedoch vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, da dadurch ein Schrumpfen des Materials im Loch vermieden wird. Geeignete Kunststoffe für derartige Buchsen sind: Polyacetal- oder Phenol/formaldehydharz, Polyamide, beispielsweise Nylon, Acrylonitril/butadien/styrol-copolymere, Polyolefine oder andere Polymere mit den erforderlichen Eigenschaften. Obwohl Metallbuchsen teuer sind, können sie ebenfalls verwendet werden.

Die Buchse kann mechanisch mittels einer Nut oder auch chemisch, beispielsweise durch ein härtbares Harz, am Endbereich des Bolzens befestigt werden. Die Buchse kann entweder vor dem Einbringen des Bolzens in das Loch oder gleichzeitig mit dem Einbringen am

Bolzen angebracht werden. Bei der Anbringung gleichzeitig mit dem Einbringen des Bolzens in das Loch ist die Buchse vorzugsweise perforiert, -um eine Zirkulation der Bestandteile der selbsthärtenden Mischung zwischen der Buchse und dem Loch und der Buchse und dem Bolzen sicherzustellen. Die Wände der Buchse sind vorzugsweise hinterdreht, um den MischungsVorgang zu verbessern und eine bessere Verankerung für die mechanische Festlegung zu liefern.

Die Harz-Harter-Mischung kann von irgendeiner bekannten Art sein, wobei Epoxyharz oder ungesättigtes Polyesterharz bevorzugt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung eine Bolzen-Buchsen-Vorrichtung zur Einführung in ein Sackloch im Untergrund.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den im Loch befestigten 'Bolzen aus Fig. 1.

Fig. 3 bis 5 zeigen Seitenansichten anderer Bolzen.

Für den Rippen aufweisenden Bolzen 1 aus Fig. 1 ist eine vorgefertigte Buchse 2 aus Kunststoff vorgesehen, die in Längs- ,

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richtung im Abstand voneinander angeordnete Ringrippen 3 und eine Bodenwand 4 aufweist. Der Innendurchmesser der Buchse 2 ist etwas größer als der des Bolzens 1, beispielsweise 2 mm, und der äußere Durchmesser der Buchse ist etwas kleiner (beispielsweise 3 mm) als der des Sackloches 5 im Untergrund 6, in dem der Bolzen befestigt werden soll. Die Buchse 2 weist Perforationen bzw. Löcher 20 (Fig. 3) auf, um Harz zwischen den Wänden hindurchtreten zu lassen, und ihre Länge ist gleich der Verbindungslänge. Eine Patrone 6 gemäß britischer Patentschrift 1 217 913 wird in die Buchse 2 eingebracht und eine größere Patrone 7 wird in das Loch 5 eingelegt. Die Buchse 2 wird locker auf dem Bolzen 1 gehalten, und diese Teile werden dann unter Drehung mittels einer Bohrmaschine (nicht gezeigt) in das Loch gepreßt, um nacheinander die Patronen 6 und 7 aufzureißen, so daß deren Bestandteile jeweils zur Bildung von selbsthärtenden Mischungen 8 und 9 freigesetzt werden, wodurch der Bolzen im Loch in der in Fig. 2 angedeuteten Weise verankert wird.

Der Bolzen gemäß Fig. 3 hat ein Gewindeende 10, und in der Bodenwand 11 der Buchse 12 ist eine öffnung vorgesehen, durch die sich das Gewindeende erstreckt. Auf dies Gewindeende ist eine Mutter 13 aufgeschraubt, wodurch die Buchse mittels einer Scheibe 14 auf dem Bolzen festgelegt wird. Der Bolzen wird in der vorstehend beschriebenen Weise im Untergrund verankert.

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Ein Ende des Bolzens 15 aus Fig. k ist in eine nicht gezeigte Form eingeschoben, in die zur Herstellung der Buchse 16 eine gießbare Masse eingebracht wird. Diese Masse härtet aus und mögliche Schrumpfungen treten beim Herstellen der Buchse 1.6 auf. Der Bolzen 15 wird in der vorstehend beschriebenen Weise befestigt.

Der Bolzen 17 zur Verankerung mehrerer Spannkabel (Fig. 5) trägt eine Buchse 18 aus mittels Glas verstärktem Polyacetal, die eine zapfenartige Verlängerung 19 aufweist. Flüssige Harzmischung befindet sich in einem zerbrechlichen Behälter (nicht gezeigt) am Ende eines Sackloches, und der Bolzen 17 wird gradlinig in das Sackloch gepreßt, um den Behälter zu zerstören, so daß die Mischung zur Verankerung des Bolzens im Loch freigegeben wird.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die nachstehenden Beispiele.

Beispiel I

Stahlbolzen mit einem Durchmesser von 16 mm, einer minimalen

p
Streckgrenze von ¹1.220 kg/cm und Gewindeenden wurden in Löchern von 51 mm Durchmesser in Beton mit einer Druckfestigkeit von 3.160 kg/cm verankert. In jedem Fall wurde eine Harzpatrone

mit bekanntem Gesamtgewicht, die einem den Bolzen mit einer Länge von mindestens 20 cm umgebenden Ringkörper aus gehärtetem Harz entsprach,in-das Loch eingeführt, worauf dann der Bolzen zum Aufreißen der Patrone und Freigeben der Mischungsbestandteile unter Drehung in das Loch eingetrieben und in diesem verankert wurde. Der Bolzen wurde dann bis zum maximal möglichen Wert belastet. Drei Probebolzen (Proben 1 bis 3) wurden so verformt, daß sie einen plattenförmigen Endbereich mit einem Durchmesser von 32 mm hatten, um die Patrone zu zerstören, während bei den anderen Proben eine mittels Scheibe und Mutter gehaltene Buchse vorgesehen wurde. Die Einzelheiten bezüglich der verwendeten Bolzen, Patronen und Buchsen sind zusammen mit den erzielten Ergebnissen in Tabelle I zusammengestellt.

Aus dieser Tabelle erkennt man, daß das Vorhandensein der Buchse nicht nur die erforderliche Harzmenge erheblich verringert, sondern auch die Festigkeit der Verbindung erhöht. Dabei ergab sich bei Verwendung einer Buchse mit größerem Durchmesser und weniger Harz eine stärkere Verbindung als mit dem Bolzen allein, wie dies ohne weiteres den Ergebnissen der Proben 10, 11 und 13 bis 15 zu entnehmen ist.

Beispiel II '

Die Versuche aus Beispiel I wurden mit Stahlbolzen mit einem Durchmesser von 20*mm, die in Löchern mit einem Durchmesser von

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51 mm verankert wurden, wiederholt. Die Ergebnisse entsprachen denen aus Beispiel I. Die erforderliche Menge an Harz für einen buchsenlosen Bolzen betrug 600 g und wurde bei der Verwendung einer Buchse von 43 mm Durchmesser auf 224 g verringert.

Beispiel III

Die Versuche aus Beispiel I wurden mit Stahlbolzen mit einem Durchmesser von 25 mm wiederholt, welche in Löchern mit einem Durchmesser von 51 mm verankert wurden. Die Ergebnisse entsprachen denen aus Beispiel I,- Dabei wurden für einen buchsenlosen Bolzen 530 g Harz benötigt, während bei Verwendung einer Buchse von 43 mm Durchmesser die erforderliche Harzmenge 224 g betrug.

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Tabelle I

CO

CO -** C3 00

Probe Nr.	Buchse	keine	Durchmesser (mm)	Patrone Gewicht(g)	Belastung (Tonnen)	Beobachtete Wirkung
2 3	Material Länge(cm)	) 200		) 672	nicht meßbar	Der Bolzen war nicht im Loch - '" - befestigt.
4 5 β	i	) 195	) 30-35	448 672 672	5 4,5 4,5	\ Der Bolzen bewegte sich unter \ der Belastung im Loch.
7 8 9	) Holz	) 200	) 35	448 560 672	4 4,5 5	i Der Bolzen bewegte sich unter \ der Belastung im Loch.
10 11 12	) s PoIy- ( acetal j	) 194	) 38-41	) 224	in in COCOVO	Der Bolzen brach im Gewindebe- - " - reich. Der Bolzen bewegte sich.
13 14 15	) Holz	) 43	168 224 224	8 8 8,5	Der Bolzen brach im Gewindebe- - " - reich.
X PoIy- ( acetal

Λ O

NJ

ro o

N) co

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Befestigung eines Bolzens in einem Loch, dessen Durchmesser mindestens 5 mm größer ist, als der Bolzen, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Endbereich des Bolzens eine Buchse aufgebracht, die Bestandteile einer selbsthärtenden Mischung in das Loch eingebracht und die Anordnung aus Bolzen und Buchse in das Loch eingeschoben und gegen die Bestandteile der Mischung gepreßt wird, um den Bolzen im Loch zu verankern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Mischung in einem Behälter in das Loch eingebracht werden und daß der Behälter durch den Bolzen zerstört wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile der Mischung im Behälter voneinander getrennt gehalten werden.

^4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Bestandteile ein Harz und ein zugehöriger Härter verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ¹I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse aus Holz oder Metall verwendet wird.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse aus Kunststoff verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Buchse mit in den Wänden vorgesehenen, im Abstand voneinander angeordneten Ringnuten verwendet wird.

8. Bolzen zur Befestigung in einem Loch im Untergrund, dadurch gekennzeichnet, daß an einem seiner Endbereiche eine Buchse angebracht ist.

9. Bolzen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse aus Kunststoff besteht.

10. Bolzen nach Anspruch 8 oder 9s dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse im Abstand voneinander angeordnete Umfangsvertiefungen aufweist.

su:kö

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