AT13162U1

AT13162U1 - A method of drilling holes in soil and for securing an anchor in a well and apparatus therefor

Info

Publication number: AT13162U1
Application number: ATGM138/2012U
Authority: AT
Original assignee: Dywidag Systems Int Gmbh
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2013-07-15
Also published as: CA2869235A1; WO2013152366A2; WO2013152366A3; EP2836680A2; AU2013247379A1; ES2608764T3; US20150204152A1; PL2836680T3; EP2836680B1

Abstract

Bei einem Verfahren zum Bohren von Löchern in Boden- bzw. Gesteinsmaterial und zum Festlegen eines Ankers in einem Bohrloch wird ein an einer Bohr- bzw. Ankerstange (1) festgelegtes Aufweitelement (3) sowie ein aufzuweitendes, insbesondere hülsenförmiges Spreizelement (7) mit der mit einer Bohrkrone (2) versehenen Bohr- bzw. Ankerstange (1) gleichzeitig mit der Ausbildung des Bohrlochs in das Boden- bzw. Gesteinsmaterial, insbesondere durch ein drehendes und schlagendes bzw. drehendes Bohren eingebracht, das Spreizelement nach Fertigstellen des Bohrlochs durch ein Zurückziehen der Bohr- bzw. Ankerstange (1) und des daran angeordneten Aufweitelements (3) in das Innere des Spreizelements (7) in Anlage an die Bohrlochwand aufgeweitet und die Bohr- bzw. Ankerstange (1) an ihrem aus dem Bohrloch ragenden Ende mit einer Ankerplatte (12) an einer Bohrlochaußenseite gesichert wird, wobei die Bohr- bzw. Ankerstange (1) nach dem Aufweiten des Spreizelements (7) durch eine drehende Bewegung in Richtung zum Bohrlochinneren (15) bis zu einem Anschlagen an das Bohrlochinnere (15) beaufschlagt wird und die Bohr- bzw. Ankerstange (1) durch ein Verspannen der Ankerplatte (12) mittels einer als Ansatzelement für eine Einbringvorrichtung (14) ausgebildeten Mutter (13) an dem Bohrlochäußeren festgelegt wird, sowie eine Vorrichtung hierfür.In a method for drilling holes in soil or rock material and for fixing an anchor in a borehole, a widening element (3) fixed to a drill or anchor rod (1) and an expansion sleeve (7) to be widened, in particular sleeve-shaped provided with a drill bit (2) drill or anchor rod (1) simultaneously with the formation of the borehole in the soil or rock material, introduced in particular by a rotating and beating or rotating drilling, the expansion element after completion of the borehole by retraction the drill or anchor rod (1) and the expander element (3) arranged thereon are widened into the interior of the expansion element (7) in contact with the borehole wall and the drill or anchor rod (1) at its end protruding from the borehole with a Anchor plate (12) is secured to a borehole outside, wherein the drill or anchor rod (1) after the expansion of the expansion element (7) by a rotating movement in the direction of the borehole interior (15) up to an abutment against the borehole interior (15) is acted upon and the drill or anchor rod (1) by a bracing of the anchor plate (12) by means of a neck element designed as a feed device (14) nut ( 13) is fixed to the borehole exterior, and a device therefor.

Description

österreichisches Patentamt AT13 162U1 2013-07-15Austrian Patent Office AT13 162U1 2013-07-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren von Löchern in Boden- bzw. Gesteinsmaterial und zum Festlegen eines Ankers in einem Bohrloch, wobei ein an einer Bohr- bzw. Ankerstange festgelegtes Aufweitelement sowie ein aufzuweitendes, insbesondere hülsenförmiges Spreizelement mit der mit einer Bohrkrone versehenen Bohr- bzw. Ankerstange gleichzeitig mit der Ausbildung des Bohrlochs in das Boden- bzw. Gesteinsmaterial, insbesondere durch ein drehendes und schlagendes bzw. drehendes Bohren eingebracht wird, das Spreizelement nach Fertigstellung des Bohrlochs durch ein Zurückziehen der Bohr-bzw. Ankerstange und des daran angeordneten Aufweitelements in das Innere des Spreizelements in Anlage an die Bohrlochwand aufgeweitet wird und die Bohr- bzw. Ankerstange an ihrem aus dem Bohrloch ragenden Ende mit einer Ankerplatte an einer Bohrlochaußenseite gesichert wird, sowie eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- bzw. Gesteinsmaterial und zum Festlegen eines Ankers in einem Bohrloch, umfassend eine an einer Bohr- bzw. Ankerstange festgelegte Bohrkrone sowie ein an der Bohr- bzw. Ankerstange festgelegtes Aufweitelement und ein aufweitbares, insbesondere hülsenförmigen Spreizelement, wobei an der Bohr- bzw. Ankerstange an dem dem Bohrlochäußeren zuwandten Endbereich eine Ankerplatte angeordnet ist.The present invention relates to a method for drilling holes in soil or rock material and for fixing an anchor in a borehole, wherein an expansion element fixed to a drill or anchor rod and a spreading, in particular sleeve-shaped expansion element with the boring or anchor rod provided with a drill bit is introduced simultaneously with the formation of the borehole in the soil or rock material, in particular by a rotating and beating or rotating drilling, the expansion element after completion of the borehole by retracting the drilling or , Anchor rod and the expansion element disposed thereon is widened into the interior of the expansion element in abutment against the borehole wall and the drill or anchor rod is secured at its projecting end with an anchor plate on a borehole outside, and a device for drilling holes in the ground or rock material and for fixing an anchor in a borehole, comprising a drill bit fixed to a drill or anchor rod and an expansion element fixed to the drill or anchor rod and an expandable, in particular sleeve-shaped, expansion element, wherein Anchor rod at which the borehole outer end region facing an anchor plate is arranged.

[0002] Im Zusammenhang mit einem Festlegen bzw. Verankern eines mit einem Spreizelement ausgestatteten Ankers in einem Bohrloch ist es bekannt, einen derartigen Anker mit wenigstens einem an seinem Umfang im vorderen Endbereich angeordneten, aufweitbaren Element entweder in ein vorab fertig gestelltes Bohrloch einzubringen oder dieses gleichzeitig mit der Ausbildung eines Bohrlochs einzutragen, um nachfolgend durch ein Aufweiten des aufweitbaren Elements ein Festlegen des Ankers, insbesondere Spreizankers in dem Bohrloch bzw. eine Anlage des aufweitbaren Elements an der Bohrlochwandung auszubilden. Nach einer derartigen provisorischen Festlegung bzw. Verankerung des Ankers an der Bohrlochwand wird häufig der eingebrachte Anker durch ein nachfolgendes Einbringen einer aushärtbaren Suspension, wie beispielsweise Zementmilch, in dem Bohrloch endgültig festgelegt.In connection with a fixing or anchoring an armature equipped with a spreading element in a borehole, it is known to introduce such an armature with at least one arranged at its periphery in the front end region, expandable element either in a pre-completed hole or bring this simultaneously with the formation of a borehole, in order subsequently to form a widening of the expandable element, a fixing of the armature, in particular expansion anchor in the borehole or an investment of the expandable element on the borehole wall. After such a provisional fixing or anchoring of the anchor to the borehole wall, the introduced anchor is often finally determined by a subsequent introduction of a curable suspension, such as cement milk, in the borehole.

[0003] Das Verankern bzw. das Aufweiten des Spreizelements wird hierbei, wie dies beispielsweise in der AT-PS 409 785 beschrieben ist, durch ein Zurückziehen des an einer Ankerstange festgelegten Spreizelements oder aber durch Zurückziehen eines Aufweitelements in eine Spreizhülse, worauf die Spreizhülse in Anlage an die Bohrlochwand gebracht wird, erreicht. In beiden Fällen ist es für die Fertigstellung des Bohrlochs erforderlich, die durch das Zurückziehen aus dem Bohrloch vorragende Länge einer Ankerstange abzulängen und in der Folge in einem gesonderten Arbeitsgang eine Ankerplatte an dem freien Ende der Bohr- bzw. Ankerstange anzubringen und diese zu verspannen, wobei entweder eine weitere Festlegung des Ankers durch Einbringen von einer aushärtbaren Suspension vorgenommen werden kann oder aber die durch das Verspreizen des Spreizelements in das Berginnere bzw. das Aufweiten des Aufweitelements an die Bohrlochwandung ausgebildete Verankerung fertiggestellt wird.The anchoring or expansion of the expansion element is in this case, as described for example in AT-PS 409 785, by retracting the fixed to an anchor rod expansion element or by retracting an expansion element in an expansion sleeve, after which the expansion sleeve in Plant is brought to the borehole wall, reached. In both cases, it is necessary for the completion of the borehole to cut off the projecting length of an anchor rod by retracting from the borehole and subsequently attaching and anchoring an anchor plate to the free end of the boring bar in a separate operation. wherein either a further determination of the anchor can be made by introducing a curable suspension or the anchorage formed by the spreading of the expansion element into the mountain interior or the widening of the expansion element to the borehole wall is completed.

[0004] Eine derartige Vorgangsweise ist einerseits mit zeitaufwändigen Arbeitsschritten verbunden und überdies müssen sämtliche eine fertig zu stellende Verankerung ausbildenden Elemente jeweils nach Beendigung eines vorangehenden Arbeitsschritts an der entsprechenden Vorrichtung angebaut bzw. an diese angelenkt werden und in die für ihren Endeinsatz-zweck gedachte Position gebracht werden. Eine derartige Vorgangsweise ist neben dem Faktum, dass sie zeitaufwändig ist, auch kostenintensiv und es werden insbesondere auch nicht unbeträchtliche Längen der Bohrstangen durch das Absägen auf die endgültig erforderliche Länge verworfen, wodurch einerseits eine Verkürzung der gesamten Verankerungslänge bewirkt wird und andererseits eine Mehrzahl von zusätzlichen, nicht automatisierbaren Arbeitsschritten erforderlich werden.Such a procedure is on the one hand associated with time-consuming steps and, moreover, all have a ready-to-put anchoring elements forming each after completion of a previous step on the appropriate device grown or hinged to this and in the purpose intended for their end-use position to be brought. Such a procedure is in addition to the fact that it is time consuming, also costly and it is discarded in particular not inconsiderable lengths of the drill rods by sawing to the final required length, which on the one hand causes a shortening of the entire anchoring length and on the other hand, a plurality of additional , non-automatable work steps are required.

[0005] Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren zum Bohren von Löchern in Boden- bzw. Gesteinsmaterial und zum Festlegen eines Ankers in einem Bohrloch ebenso wie eine Vorrichtung hierfür zur Verfügung zu stellen, mit welchem/welcher es gelingt, in einem 1 /10 österreichisches Patentamt AT13162U1 2013-07-15 einzigen Arbeitsgang sämtliche für eine endgültige Verankerung erforderlichen Elemente zu positionieren und mit welchem/welcher es überdies gelingt, die Gesamtlänge einer eingebrach-ten Bohr- bzw. Ankerstange für das Verankern heranzuziehen und somit einen gegenüber herkömmlichen Verankerungen zuverlässigere Verankerung zur Verfügung zu stellen.The present invention now aims to provide a method for drilling holes in soil material and for securing an anchor in a borehole as well as a device therefor, with which it succeeds in a 1/10 Austrian Patent Office AT13162U1 2013-07-15 single operation to position all elements required for final anchoring and with which / which it is also possible to use the total length of an inserted drill or anchor rod for anchoring and thus one opposite conventional anchors to provide more reliable anchoring.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Bohr- bzw. Ankerstange nach dem Aufweiten des Spreizelements durch eine drehende Bewegung in Richtung zum Bohrlochinneren bis zu einem Anschlägen an das Bohrlochinnere beaufschlagt wird und dass die Bohr- bzw. Ankerstange durch ein Verspannen der Ankerplatte mittels einer als Ansatzelement für eine Einbringvorrichtung ausgebildeten Mutter an dem Bohrlochäußeren festgelegt wird. Indem die Bohr- bzw. Ankerstange nach dem Aufweiten des Spreizelements durch eine drehende Bewegung in Richtung zum Bohrlochinneren bis zu einem Anschlägen an das Bohrlochinnere beaufschlagt wird, gelingt es einerseits, die gesamte Länge der Ankerstange für eine Verankerung zur Verfügung zu stellen bzw. auszunützen und andererseits wird es durch eine derartige Verfahrensführung unnötig, das aus dem Bohrloch herausragende Ende der Ankerstange abzulängen und somit eine nicht unbeträchtliche Schwächung der gesamten Verankerung zu bewirken. Indem weiterhin die Bohr- bzw. Ankerstange, insbesondere während dem neuerlichen Einbringen der Ankerstange in das Bohrloch durch ein Verspannen der Ankerplatte mittels einer als Ansatzelement für die Einbringvorrichtung ausgebildeten Mutter an dem Bohrlochäußeren festgelegt wird, gelingt es in ein und demselben Arbeitsgang, sämtliche für die Ausbildung einer bleibenden Verankerung erforderlichen Elemente zu positionieren und es kann mit einer derartigen Verfahrensführung nicht nur nicht unbeträchtlicher Zeitgewinn durch die Automatisierung des Verfahrens, sondern insbesondere eine bedeutend sicherere Verankerung erzielt werden, da ein zwischenzeitliches Lösen bzw. nachträgliches Festlegen von Einzelelementen vermieden wird.To solve this problem, the inventive method is characterized in that the drill or anchor rod is acted upon by the expansion of the expansion element by a rotating movement in the direction of the bore hole inside to a stop against the borehole interior and that the drilling or Anchor rod is determined by a distortion of the anchor plate by means of a trained as a neck element for a feeding nut on the borehole exterior. By the boring or anchor rod is acted upon by the expansion of the expansion element by a rotating movement in the direction of the borehole interior to a stop against the borehole interior, it is possible on the one hand to provide the entire length of the anchor rod for anchoring available or exploit and On the other hand, such a procedure makes it unnecessary to cut the end of the anchor rod protruding from the drill hole and thus to effect a not inconsiderable weakening of the entire anchorage. By further the drill or anchor rod, in particular during the renewed introduction of the anchor rod in the borehole by a bracing of the anchor plate by means of a trained as a neck element for the insertion nut on the outside of the borehole, it is possible in one and the same operation, all for the Forming a permanent anchoring necessary elements to position and it can be achieved with such a procedure not only not inconsiderable time gained by the automation of the process, but in particular a much safer anchoring, since an intermediate loosening or subsequent setting of individual elements is avoided.

[0007] Damit die Bohr- bzw. Ankerstange nach dem Aufweiten des Spreizelements sicher und insbesondere ohne Lockerung der Verankerung an der Bohrlochwand neuerlich in das Bohrlochinnere eingebracht werden kann, ist das erfindungsgemäße Verfahren so weitergebildet, dass die Bohr- bzw. Ankerstange nach dem Aufweiten des Spreizelements durch ein Beaufschlagen bis zum Bruch eines an der Bohr- bzw. Ankerstange festgelegten oder diese durchsetzenden in eine Ausnehmung des Aufweitelements vorragenden Scherstifts in das Bohrlochinnere eingebracht wird. Nach dem Aufweiten des Spreizelements durch das Zurückziehen der Bohr- bzw. Ankerstange und das Einbringen des Aufweitelements in das Spreizelement wird die Bohr- bzw. Ankerstange im Inneren des Aufweitelements durch eine durch das Spreizelement ausgenützte, radiale Druckbeanspruchung gehalten, so dass bei einem neuerlichen Versuch die Bohrstange zu drehen, diese Bewegung bedeutend schwieriger auszuführen ist als die ursprüngliche drehende bzw. schlagende Bewegung der Bohr- bzw. Ankerstange für das Ausbilden des Bohrlochs. Durch dieses radiale Klemmen der Bohr- bzw. Ankerstange und das unter Zwang in Bewegung setzten der Bohr- bzw. Ankerstange wird ein an der Bohr- bzw. Ankerstange festgelegter bzw. diese durchsetzender in eine Ausnehmung des Aufweitelements vorragender Scherstift bis zum Bruch beansprucht, so dass nach einem Abbrechen des Scherstifts eine Drehbewegung der Ankerstange aus dem Aufweitelement heraus in Richtung zum Bohrlochinneren ermöglicht wird, so dass die Bohrstange wiederum durch eine drehende Bewegung in Anlage an das Bohrlochinnere gebracht werden kann. Das Aufweitelement selbst wird bei einer derartigen Verfahrensführung durch die radiale Druckbeanspruchung des Spreizelements und gegebenenfalls durch eine dafür vorgesehene Muffe ortsfest gehalten.Thus, the drill or anchor rod after the expansion of the expansion element safely and in particular without loosening the anchorage to the borehole wall again introduced into the borehole interior, the inventive method is further developed so that the drilling or anchor rod after the expansion the expansion element is introduced into the borehole interior by applying it to the point where it breaks or breaks through a shear pin projecting into the bore of the expansion element and / or passing through it. After expanding the expansion element by the retraction of the drill or anchor rod and the introduction of the expansion element in the expansion element, the drill or anchor rod is held in the interior of the expansion element by a radial compressive stress exploited by the expansion element, so that in a recent attempt To turn the drill rod, this movement is much more difficult to perform than the original or bouncing movement of the drill or anchor rod for the formation of the wellbore. As a result of this radial clamping of the drill or anchor rod and the drill or anchor rod set under duress, a shear pin projecting or penetrating the drill rod or anchor rod and projecting into a recess of the expansion element is subjected to breakage in that, after the shear pin has been broken off, a rotational movement of the anchor rod out of the expansion element in the direction of the bore hole interior is made possible so that the drill rod can again be brought into contact with the bore hole interior by a rotating movement. The expander element itself is held stationary in such a process management by the radial compressive stress of the expansion element and optionally by a sleeve provided for this purpose.

[0008] Um insbesondere ein Abbrechen des Scherstifts mit Sicherheit zu gewährleisten, ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses so geführt, dass die als Gewindestange ausgebildete Bohr- bzw. Ankerstange für das Beaufschlagen des Scherstifts ausschließlich drehend beaufschlagt wird. Durch eine derartige Verfahrensführung wird sichergestellt, dass das Aufweitelement nicht durch eine gegebenenfalls übermäßige schlagende Beanspruchung unbeabsichtigt aus dem Inneren des Spreizelements herausgetrieben wird, wodurch die Verankerung gelockert würde bzw. unbrauchbar würde.In order to ensure in particular a cancel of the shear pin with certainty, according to a development of the method according to the invention, this is done so that the trained as a threaded rod drill or anchor rod for applying the shear pin is applied only rotating. Such a procedure ensures that the expansion element is not unintentionally driven out of the interior of the expansion element by an optionally excessive impact stress, whereby the anchoring would be loosened or rendered useless.

[0009] Indem, wie dies einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht, die 2/10 österreichisches Patentamt AT13162U1 2013-07-15By, as this corresponds to a development of the method according to the invention, the 2/10 Austrian Patent Office AT13162U1 2013-07-15

Ankerplatte durch das ausschließlich drehende Beaufschlagen der auf der Bohr- bzw. Ankerstange mittels eines Innengewindes festgelegten Mutter an dem Bohrlochäußeren verspannt wird, gelingt es durch das ausschließlich drehende Beaufschlagen der Bohr- bzw. Ankerstange zum Einbringen derselben in das Bohrlochinnere nach einem Aufweiten des Spreizelements zusätzlich und insbesondere gleichzeitig, die auf der Bohr- bzw. Ankerstange angeordnete Ankerplatte, welche mittels einer ein Innengewinde aufweisenden Mutter an der Ankerstange festgelegt ist, zu verspannen. Bei einer derartigen Verfahrensführung erübrigt es sich somit, nicht nur die Ankerstange abzulängen, sondern es gelingt auch in einem einzigen Verfahrensschritt, sämtliche Elemente, welche für ein Festlegen eines Ankers in Boden- oder Gesteinsmaterial erforderlich sind, einzubringen bzw. festzulegen.Anchor plate is clamped by the exclusively rotating applying the fixed to the drill or anchor rod by means of an internal thread nut on the outside of the borehole, it is possible by the exclusively rotating applying the drill or anchor rod for introducing the same in the borehole interior after a widening of the expansion element additionally and in particular at the same time, the arranged on the drill or anchor rod anchor plate which is fixed by means of an internal thread nut having on the anchor rod to brace. In such a process management, it is therefore unnecessary not only to cut off the anchor rod, but it also succeeds in a single process step, all elements that are required for a determination of an anchor in soil or rock material to introduce or set.

[0010] Um gegebenenfalls auch ein in das Bohrlochinnere einzubringendes, aushärtendes Material mit Sicherheit in dem Bohrloch zu halten und einen Materialverbund mit der Ankerstange und dem Bohrloch zu gewährleisten, wird, wie dies einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht, das Verfahren so geführt, dass für ein Abdichten des Bohrlochs zum Äußeren ein in Richtung zum Bohrlochinneren an der Ankerplatte anliegender Bohrlochverschluss gleichzeitig mit dem Verspannen der Ankerplatte in das Bohrloch eingebracht wird.In order to possibly also bring into the borehole interior, hardening material to keep with certainty in the borehole and to ensure a composite material with the anchor rod and the borehole, as this corresponds to a development of the method according to the invention, the method is performed so that for sealing the borehole to the outside, a borehole closure resting against the borehole interior against the anchoring plate is introduced into the borehole simultaneously with the tightening of the anchoring plate.

[0011] Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung zum Bohren von Löchern in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Festlegen eines Ankers in dem Bohrloch im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitelement an seinem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich mit wenigstens einer Ausnehmung ausgebildet ist, welche mit wenigstens einem in diese Ausnehmung eingreifenden, über die Außenkontur der Bohr- bzw. Ankerstange vorragenden Scherstift zusammenwirkt. Indem das Aufweitelement an seinem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich mit wenigstens einer Ausnehmung ausgebildet ist, welche mit wenigstens einem in diese Ausnehmung eingreifenden über die Außenkontur der Bohr- bzw. Ankerstange vorragenden Scherstift zusammenwirkt, gelingt es einerseits, das Aufweitelement während des Zurückziehens der Bohr- bzw. Ankerstange sicher in das Innere des Spreizelements zurückzuziehen bzw. mitzuführen und andererseits kann bei einem neuerlichen Einbringen der Bohr- bzw. Ankerstange in das Innere des Bohrlochs durch ein einfaches Abdrehen des Scherstifts ausschließlich die Bohrstange in das Innere eingebracht werden und das Aufweitelement wird in einem sicheren Verbund mit dem Spreizelement gehalten und somit eine Verankerung des Ankers an der Bohrlochwandung sichergestellt.To solve the above-mentioned objects, a device for drilling holes in soil or rock material and for fixing an anchor in the wellbore is also characterized essentially in that the expansion element is formed at its end facing the well bore interior with at least one recess is, which cooperates with at least one engaging in this recess, projecting beyond the outer contour of the drill or anchor rod shear pin. By the expansion element is formed at its end facing the bore hole inside with at least one recess which cooperates with at least one engaging in this recess on the outer contour of the drill or anchor rod projecting shear pin, it succeeds on the one hand, the expansion element during the retraction of the drilling or Retaining anchor rod safely in the interior of the expansion element or carry along and on the other hand, in a renewed introduction of the drill or anchor rod into the interior of the borehole by simply turning the shear pin are introduced only the boring bar in the interior and the expander is in a held secure bond with the spreader and thus ensures anchoring of the anchor to the borehole wall.

[0012] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, die Bohr- bzw. Ankerstange als Gewindestange ausgebildet ist und die Gewindestange mit einem Innengewinde des Aufweitelements zusammenwirkt, gelingt es, die Bewegung des Zurückziehens der Bohr- bzw. Ankerstange und das neuerliche Eindrehen derselben in das Bohrlochinnere noch zuverlässiger auszubilden, da ein unbeabsichtigtes Verschieben des Aufweitelements an der Bohrstange mit Sicherheit hinangehalten ist.By, as corresponds to a development of the invention, the drill or anchor rod is designed as a threaded rod and the threaded rod cooperates with an internal thread of the expander, it is possible to move the retraction of the drill or anchor rod and the renewed screwing the same in the well inside even more reliable form, as an unintentional displacement of the expander on the drill rod is held up with certainty.

[0013] Indem, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, das Gewinde des Aufweitelements sich über einen Teilbereich der Länge des Aufweitelements erstreckt, gelingt es insbesondere die keilförmig zulaufenden Teile des Aufweitelements frei von einem Gewinde zu halten und somit nicht unnötig weiter zu schwächen und trotzdem einen sicheren Halt des Aufweitelements an der Ankerstange zur Verfügung zu stellen.By, as corresponds to a development of the invention, the thread of the expander extends over a portion of the length of the expander, in particular, it is possible to keep the wedge-shaped tapered parts of the expander free of a thread and thus not unnecessarily to further weaken and nevertheless to provide a secure hold of the expansion element on the anchor rod available.

[0014] Ein besonders einfaches Aufweiten des Spreizelements gelingt gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, dass das Spreizelement als Federhülse ausgebildet ist, welche einen sich wenigstens über einen Teil in der Länge erstreckenden Schlitz aufweist. Mit einer derartigen Vorrichtung gelingt es einerseits, einen sicheren Halt des Spreizelements an der Ankerstange und andererseits ein zuverlässiges Verspreizen desselben an der Bohrlochwandung zur Verfügung zu stellen. Eine derartige Federhülse kann hierbei entweder mit einer glatten Außenkontur oder mit einer gezahnten Außenkontur nach Art eines "Dübels" ausgebildet sein.A particularly simple expansion of the expansion succeeds according to an embodiment of the invention in that the expansion element is designed as a spring sleeve, which has a slot extending over at least a part in the length. With such a device, on the one hand, it is possible to provide a secure hold of the expansion element on the anchor rod and, on the other hand, a reliable spreading of the same on the borehole wall. Such a spring sleeve can in this case either with a smooth outer contour or with a toothed outer contour in the manner of a "dowel". be educated.

[0015] Indem, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung entspricht, die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die Bohr- bzw. Ankerstange mit der Einbringvorrichtung 3/10 österreichisches Patentamt AT13 162U1 2013-07-15 für die Bohr- bzw. Ankerstange über eine Mutter zum Festlegen der Ankerplatte wechselwirkt, gelingt es einerseits, sämtliche für das Ausbilden einer Verankerung erforderlichen Teile in einem Arbeitsschritt einzubringen und andererseits eine Minimierung der für das Setzen eines Ankers erforderlichen Elemente zu erreichen. Eine derartige Mutter ist, wie dies einer Weiterbildung der Erfindung entspricht, im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Innen-und ein Außengewinde aufweist. Mit einer derartigen Ausbildung gelingt es, die Mutter über das Innengewinde an der als Gewindestange ausgebildeten Ankerstange beliebig zu einer Verdrehung zu beaufschlagen und somit beispielsweise die Ankerplatte an dem Bohrlochäußeren festzulegen und andererseits durch ein Angreifen der Einbringvorrichtung an dem Außengewinde die gesamte Vorrichtung sicher und zuverlässig in das Bohrlochinnere einzubringen bzw. um den erforderlichen Weg für ein Aufspreizen des Spreizelements zurückzuziehen und in der Folge neuerlich einzudrehen.By, as corresponds to a preferred embodiment of the present invention, the device is designed so that the drill or anchor rod with the insertion device 3/10 Austrian Patent Office AT13 162U1 2013-07-15 for the drill or anchor rod interacts via a nut for fixing the anchor plate, on the one hand manages to introduce all necessary for the formation of an anchoring parts in one step and on the other hand to achieve a minimization required for the setting of an anchor elements. Such a nut is, as corresponds to a development of the invention, essentially characterized in that it has an inner and an outer thread. With such a configuration, it is possible to arbitrarily impose on the nut on the internal thread on the threaded rod formed as an anchor rod to a rotation and thus for example to set the anchor plate on the borehole exterior and on the other hand by attacking the insertion of the external thread, the entire device safely and reliably bring the well inside or to retract the required path for spreading the spreader and re-screw in the sequence.

[0016] Insbesondere um eine Automatisierung des Einbringens einer Bohr- bzw. Ankerstange zu erzielen und um in einem Arbeitsgang sämtliche Elemente, welche für das Ausbilden einer Verankerung erforderlich sind, einzubringen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an der Bohr- bzw. Ankerstange ein an der Ankerplatte anliegender im Wesentlichen kegelstumpfförmiger Bohrlochverschluss angeordnet.In particular, in order to achieve an automation of the introduction of a drill or anchor rod and in one operation, all elements that are required for the formation of an anchor to bring, according to an embodiment of the invention to the drill or anchor rod Arranged on the anchor plate substantially frusto-conical borehole closure arranged.

[0017] Um ein zuverlässiges Aufweiten des Spreizelements sicherzustellen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dahingehend weitergebildet, dass in an sich bekannter Weise an der Bohr-bzw. Ankerstange eine mit der Bohr- bzw. Ankerstange verpresste Anschlagmuffe für das Spreizelement vorgesehen ist. Durch eine derartige Vorrichtung wird ein zuverlässiges Aufspreizen des Spreizelements und somit eine sichere Anlage an der Bohrlochinnenwand gewährleistet.In order to ensure a reliable expansion of the expansion element, the device according to the invention is developed to the effect that in a conventional manner to the drilling or. Anchor rod is provided with the drill or anchor rod pressed stop sleeve for the expansion element. By such a device, a reliable spreading of the expansion element and thus a secure system is ensured at the borehole inner wall.

[0018] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In diesem zeigen: [0019] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausbilden eines Bohrlochs sowie zumThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. 1 shows a device according to the invention for forming a borehole as well as for the

Festlegen der Bohr- bzw. Ankerstange im Inneren des gebildeten Bohrlochs, [0020] Fig. 2 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Variante der Vorrichtung von Fig. 1, [0021] Fig. 3 eine schematische Ansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung von Fig. 2 in dem an der Bohrlochwandung festgelegten Zustand, und [0022] Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht des Bohrlochverschlusses.Fixing the drill or anchor rod in the interior of the formed borehole, FIG. 2 shows a plan view of a modified variant of the apparatus of FIG. 1, FIG. 3 shows a schematic view partially in section of the apparatus of FIG in the state fixed to the borehole wall, and Figure 4 is an enlarged sectional view of the borehole closure.

[0023] In Fig. 1 ist mit 1 eine Bohr- bzw. Ankerstange bezeichnet, an deren zu einem Bohrlochinneren 15 gerichteten Ende eine Bohrkrone 2 unverlängerbar festgelegt ist. Die Bohr- bzw. Ankerstange 1 ist hierbei über ihre gesamte Länge als Gewindestange ausgebildet, auf welcher ein Aufweitelement 3 so festgelegt ist, dass die in dem Aufweitelement 3 ausgebildeten Ausnehmungen 4 einen über einen Außenumfang der Bohr- bzw. Ankerstange 1 vorragenden Scherstift 5 übergreifen. Die Aufweitelemente 3 können hierbei entweder zur Gänze oder wenigstens teilweise in ihrem Innenumfang, welcher in der Zeichnung nicht ersichtlich ist, mit einem mit dem Gewinde 6 der Bohr- bzw. Ankerstange 1 zusammenwirkenden Gewinde ausgebildet sein. Eine derartige Ausbildung stellt ein unverlierbares Halten des Aufweitelements 3 an seiner gewählten Position sicher und verhindert insbesondere ein unbeabsichtigtes Abreißen des Scherstifts 5.In Fig. 1, 1 denotes a drill or anchor rod, at whose end directed to a borehole interior 15 a drill bit 2 is fixed inextensible. The drill or anchor rod 1 is in this case formed over its entire length as a threaded rod on which a widening element 3 is set so that the formed in the expander 3 recesses 4 engage over an outer periphery of the drill or anchor rod 1 projecting shear pin 5 , The expansion elements 3 can in this case either entirely or at least partially in its inner circumference, which is not apparent in the drawing, be formed with a cooperating with the thread 6 of the drill or anchor rod 1 thread. Such a design ensures captive holding the expansion element 3 at its selected position and in particular prevents unintentional tearing of the shear pin fifth

[0024] In Abstand von dem Aufweitelement 3 ist an der Bohr- bzw. Ankerstange 1 ein Spreizelement 7, welches über einen Teil seiner Länge mit einem Längsschlitz 8 versehen ist, mittels einer auf der Bohr- bzw. Ankerstange 1 verpressten Muffe 9 gehalten. Das Spreizelement 7 ist hierbei so ausgebildet, dass der Längsschlitz 8 sich lediglich über einen Teil der Länge des Spreizelements 7 erstreckt und dass der zur Bohrlochwand gerichtete Teil des Spreizelements 7 mit einer Art Verzahnung 10 ausgebildet ist. Die Verzahnung 10 ist hierbei für einen besseren Eingriff in die Bohrlochwandung vorgesehen.At a distance from the expansion element 3 is on the drill or anchor rod 1, a spreading element 7, which is provided over a part of its length with a longitudinal slot 8, held by means of a squeezed on the drill or anchor rod 1 sleeve 9. The expansion element 7 is in this case designed so that the longitudinal slot 8 extends only over part of the length of the expansion element 7 and that the borehole wall directed part of the expansion element 7 is formed with a kind of toothing 10. The toothing 10 is provided here for a better engagement in the borehole wall.

[0025] An ihrem zum Bohrlochäußeren gewandten Endbereich ist die Bohrstange 1 mit einem 4/10 österreichisches Patentamt AT13 162U1 2013-07-15At its end facing the borehole exterior, the boring bar 1 with a 4/10 Austrian Patent Office AT13 162U1 2013-07-15

Verschlusselement 11 für das Bohrloch, einer an dem Verschlusselement 11 anliegenden Ankerplatte 12 sowie einer Mutter 13, welche als Ansatzelement für eine schematisch angedeutete Einbringvorrichtung 14 vorgesehen ist, versehen. Das Verschlusselement 11 ist hierbei in Form eines Kegels ausgebildet, welcher sich zum Bohrlochinneren verjüngt, um das gebildete Bohrloch sicher und zuverlässig abzudichten. Die Ankerplatte 12 kann eine herkömmliche Ankerplatte 12 sein, welche durch eine Druckbelastung von außen beispielsweise an einer Tunnelwand in Anlage gebracht wird.Closure element 11 for the borehole, an applied to the closure element 11 anchor plate 12 and a nut 13, which is provided as a projection element for a schematically indicated insertion device 14, provided. The closure element 11 is in this case in the form of a cone, which tapers to the bore hole inside to seal the well formed safely and reliably. The anchor plate 12 may be a conventional anchor plate 12, which is brought by a pressure load from the outside, for example, on a tunnel wall in abutment.

[0026] Die als Ansatzelement für die Einbringvorrichtung 14 ausgebildete Mutter 13 kann hierbei als eine Mutter 13 mit sowohl einem Innengewinde als auch einem Außengewinde ausgebildet sein, um einerseits sicher und zuverlässig an der Ankerstange 1 geführt zu werden, und andererseits einen sicheren Angriff der Einbringvorrichtung 14 an der Außenoberfläche der Mutter 13 zu gewährleisten.The trained as a neck element for the insertion device 14 nut 13 may be formed here as a nut 13 with both an internal thread and an external thread to be guided on the one hand safely and reliably to the anchor rod 1, and on the other hand, a secure attack of the insertion device 14 on the outer surface of the nut 13 to ensure.

[0027] Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 sind die Bezugszeichen von Fig. 1 soweit als möglich beibehalten.In the illustration according to FIG. 2, the reference symbols of FIG. 1 are retained as far as possible.

[0028] Die Ausbildung von Fig. 2 unterscheidet sich hierbei von jener gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, dass das Spreizelement 7 als eine mit einem durchgehenden Schlitz 8 ausgebildete Federhülse ausgebildet ist. Weiterhin weist das als Federhülse ausgebildete Spreizelement 7 an seinem Außenumfang keinerlei Strukturierung bzw. Konturierung auf.The embodiment of Fig. 2 differs from that of FIG. 1 only in that the expansion element 7 is formed as a formed with a continuous slot 8 spring sleeve. Furthermore, the expansion element 7 designed as a spring sleeve has no structuring or contouring on its outer circumference.

[0029] Bei der Darstellung gemäß Fig. 3, welche die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in dem im Bohrlochinneren 15 verspannten in Anlage der Bohrlochwand gehaltenen Zustand zeigt, sind wiederum die Bezugszeichen der Fig. 1 und Fig. 2 beibehalten. Der Darstellung gemäß Fig. 3 ist hiermit entnehmbar, dass nach einem Zurückziehen des Aufweitelements 3 in das Spreizelement 7 und einem neuerlichen Einbringen in das Bohrloch die Bohrkrone 1 sich in Anlage an dem Bohrlochinneren 15 befindet. Hierfür wurde in einem ersten Schritt die Bohr- bzw. Ankerstange 1 gemeinsam mit der Bohrkrone 2 sowie dem Aufweitelement 3 in das Innere des Spreizelements 7 zurückgezogen, wobei eine axiale Verschiebung in Richtung zum Bohrlochäußeren des Spreizelements 7 durch das Vorsehen der mit der Ankerstange 1 verpressten Muffe 9 verhindert ist. Durch das Einbringen des Aufweitelements 3 wird das Spreizelement 7 so weit aufgeweitet, bis es sich in Anlage an der schematisch mit 16 bezeichneten Bohrlochwand befindet. Nach Beendigung des Aufweitvorgangs wird das Bohrgestänge 1 durch eine neuerliche Beaufschlagung, insbesondere drehende Beaufschlagung mittels einer in Fig. 3 nicht dargestellten Einbringvorrichtung 14, welche an der Mutter 13 angreift, wiederum in Richtung zum Bohrlochinneren 15 beaufschlagt. Bei dieser drehenden Beaufschlagung wird nun aufgrund der in radialer Richtung wirkenden Kräfte des Spreizelements 7 auf das Aufweitelement 3 eine Verdrehung des Aufweitelements 3 im Inneren des Spreizelements 7 verhindert und durch die drehende Beaufschlagung der Bohrstange 1 wird ausschließlich der in Fig. 3 nicht mehr ersichtliche Scherstift 5 abgerissen, so dass die Bohrstange 1 sich im Inneren des Aufweitelements 3 nunmehr frei drehen kann. Die Drehbewegung der Bohrstange 1 wird hierbei so weit fortgeführt, bis die Bohrkrone 2 sich in Anlage an der Bohrlochwandung 15 befindet. Während diesem neuerlichen Eindrehen der Bohrstange 1 in das Bohrlochinnere 15 werden gleichzeitig mit der Mutter 13 die Ankerplatte 12 sowie das Verschlusselement 11 beaufschlagt, so dass diese beiden Element das ausgebildete Bohrloch von außen abschließen. Mit einer derartigen Vorrichtung gelingt es somit einerseits, die Bohr- bzw. Ankerstange 1 über die gesamte Länge des ausgebildeten Bohrlochs in das Bohrloch einzubringen und somit ein Herausragen eines Endes der Ankerstange 1 aus dem gebildeten Bohrloch mit Sicherheit hintanzuhalten, und andererseits in einem einzigen Arbeitsvorgang sämtliche für die Ausbildung eines Bohrlochs und die Festlegung einer Verankerung in dem Bohrloch nötigen Arbeitsschritte durchzuführen.In the illustration according to FIG. 3, which shows the device according to FIG. 2 held in the borehole interior 15 in a tensioned state in the borehole wall, the reference numerals of FIGS. 1 and 2 are retained. The illustration according to FIG. 3 can hereby be deduced that after retraction of the expansion element 3 into the expansion element 7 and a renewed introduction into the borehole, the drill bit 1 is in contact with the borehole interior 15. For this purpose, in a first step, the drill or anchor rod 1 was withdrawn together with the drill bit 2 and the expansion element 3 in the interior of the expansion element 7, wherein an axial displacement in the direction of the borehole outer of the expansion element 7 by the provision of the pressed with the anchor rod 1 Sleeve 9 is prevented. By introducing the expansion element 3, the expansion element 7 is expanded so far until it is in abutment with the well wall 16 schematically indicated. After completion of the expansion process, the drill pipe 1 is again acted upon by a renewed application, in particular rotational loading by means of a not shown in FIG. 3 insertion device 14 which acts on the nut 13 in the direction of the bore hole interior 15. In this rotating loading now a rotation of the expansion element 3 is prevented in the interior of the expansion element 7 due to the forces acting in the radial direction of the expansion element 7 on the expansion element 3 and by the rotating action of the drill rod 1 is only in Fig. 3 no longer apparent shear pin 5 demolished, so that the drill rod 1 can now rotate freely in the interior of the expansion element 3. The rotational movement of the drill rod 1 is in this case continued until the drill bit 2 is in contact with the borehole wall 15. During this renewed screwing of the drill rod 1 into the bore hole interior 15, the anchor plate 12 and the closure element 11 are acted upon at the same time as the nut 13 so that these two elements close off the formed drill hole from the outside. With such a device, it is thus possible, on the one hand, to introduce the drill or anchor rod 1 into the borehole over the entire length of the formed borehole and thus to reliably withstand protruding out of one end of the anchor rod 1 from the borehole formed, and, on the other hand, in a single operation perform all necessary for the formation of a borehole and the determination of an anchorage in the borehole work steps.

[0030] In Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung, teilweise in der Perspektive einer möglichen Variante eines Bohrlochverschlusses 11 gezeigt. Der Bohrlochverschluss 11 ist hierbei über Innengewinde 17 an der Bohr- bzw. Ankerstange 1 zu einer drehenden Bewegung gelagert und weist einen in Richtung zum Bohrlochäußeren sich vergrößernden Durchmesser aufgrund der konischen Ausbildung des Bohrlochverschlusses 11 auf. Mit einer derartigen Vorrichtung gelingt es 5/10 österreichisches Patentamt AT13162U1 2013-07-15 nicht nur ein Bohrloch auszubilden, sondern auch dieses gegen ein unbeabsichtigtes Austreten von Material bzw. auch ein unbeabsichtigtes Austreten von gegebenenfalls gleichzeitig mit der Ausbildung der Verankerung einzubringenden, aushärtenden Material, wie Zementmilch zu sichern. 6/10In Fig. 4 is a sectional view, partially in the perspective of a possible variant of a borehole closure 11 is shown. The borehole closure 11 is in this case supported via internal threads 17 on the drill or anchor rod 1 for a rotating movement and has a diameter which increases in the direction of the borehole exterior due to the conical design of the borehole closure 11. With such a device it is not only possible to form a borehole, but also this against inadvertent leakage of material or even an unintentional escape of possibly simultaneously with the formation of the anchoring to be introduced, hardening material how to secure cement milk. 6.10

Claims

Austrian Patent Office AT13 162U1 2013-07-15 Claims 1. A method for drilling holes in soil or rock material and for securing an anchor in a borehole, wherein an expansion element (3) fixed to a drill or anchor rod (1) and a to be expanded, in particular sleeve-shaped expansion element (7) with the drill bit (2) provided with drill or anchor rod (1) at the same time with the formation of the borehole in the soil or rock material, in particular by a rotating and beating or rotating drilling is introduced, the expansion element (7) after completion of the borehole by retracting the drilling or. Anchor rod (1) and the expansion element (3) arranged thereon is widened into the interior of the expansion element (7) in contact with the borehole wall and the drill or anchor rod (1) is provided with an anchor plate (12) at its end protruding from the borehole. is secured to a borehole outside, characterized in that the drill or anchor rod (1) after the expansion of the expansion element (7) by a rotary movement in the direction of the borehole interior (15) is applied to a stop against the borehole interior (15) and that the drill or anchor rod (1) by tightening the anchor plate (12) by means of a neck element designed as a delivery device (14) nut (13) is fixed to the borehole exterior.

2. The method according to claim 1, characterized in that the drilling or anchor rod (1) after the expansion of the expansion element (7) by applying to the fracture of one of the drill or anchor rod (1) set or enforce this in a recess (4) of the expansion element (3) projecting shear pin (5) is introduced into the borehole interior (15).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the threaded rod formed as a drill or anchor rod (1) for applying the shear pin (5) is acted upon exclusively rotating.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the armature plate (12) is braced on the borehole exterior by the exclusively rotating application of the nut (13) fixed on the boring or anchor rod (1) by means of an internal thread.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that for sealing the borehole to the outside in the direction of the borehole interior (15) on the anchor plate (12) adjacent borehole closure (11) simultaneously with the bracing of the anchor plate (12) is introduced into the borehole.

6. An apparatus for drilling holes in soil material and for fixing an anchor in a borehole, comprising a drill bit (2) fixed to a drill or anchor rod (1) and a drill rod or anchor rod (1) ) and an expandable, in particular sleeve-shaped expansion element (7), wherein an anchor plate (12) is arranged on the drill or anchor rod (1) at the outer end region to be turned, characterized in that the expansion element ( 3) is formed with at least one recess (4) at its end region facing the bore hole (15), which rod projects with at least one shear pin (5) which projects into this recess (4) and projects beyond the outer contour of the drill or anchor rod (1). interacts.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the drill or anchor rod (1) is designed as a threaded rod and that the threaded rod cooperates with an internal thread of the expansion element (3).

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the thread of the expansion element (3) extends over a portion of the length of the expansion element (3). 7/10 Austrian Patent Office AT13162U1 2013-07-15

9. Apparatus according to claim 6, 7 or 8, that the expansion element (7) is designed as a spring sleeve, which has a at least over a part of its length extending slot (8).

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the drilling or. Anchor rod (1) with the introduction device (14) via the nut (13) for fixing the anchor plate (12) interacts.

11. Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that the nut (13) has an inner and an outer thread.

12. Device according to one of claims 6 to 11, characterized in that on the drill or anchor rod (1) on the anchor plate (12) fitting substantially frusto-conical borehole closure (17) is arranged.

13. Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that in a conventional manner to the drill or anchor rod (1) with a drill or anchor rod (1) pressed stop sleeve (9) for the expansion element ( 7) is provided. For this 2 sheet drawings 8/10