AT505959B1 - Verfahren und vorrichtung zum bohren insbesondere schlag- oder drehschlagbohren eines loches in boden- oder gesteinsmaterial und zum ausbilden einer verankerung - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches (2) in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone (4) ein Bohrloch (2) gebildet ist und mit der Bohrkrone (4) gekoppelte Spannelemente (10) während des Bohrvorgangs in das Bohrloch (2) eingebracht sind, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs (2) das Bohrgestänge (5) von der Bohrkrone (4) gelöst und aus dem Bohrloch (2) entfernt ist, wobei das Bohrgestänge (5) mit einem im wesentlichen in Längsrichtung des Bohrgestänges (5) verlaufenden Hohlraum (22) zum Einbringen eines aushärtbaren Fluids in das Bohrloch (2) während des Entfernens des Bohrgestänges (5) aus dem Bohrloch (2) ausgebildet ist, ist vorgesehen, daß an der Bohrkrone (4) an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende und/oder an den Spannelementen (10) Verankerungs- bzw. Festlegungselemente (14) für ein Verankern an der Bohrlochinnenwand vorgesehen sind und daß die Spannelemente (10) an dem aus dem Bohrloch (2) vorragenden Ende (12) zu einem Verdrehen oder Verdrillen unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben für ein Spannen bzw. Zentrieren beaufschlagbar sind, so daß bereits vor einem endgültigen Aushärten des aushärtbaren Materials eine Zentrierung und ein gegebenenfalls provisorisches Spannen der Spannelemente (10) vorgenommen werden kann.

Description

österreichisches Patentamt AT505 959B1 2011-06-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Lochs in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung in dem Loch, wobei durch Einbringen einer an einem Bohrgestänge gelagerten Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird und mit der Bohrkrone gekoppelte Spannelemente während des Bohrvorgangs in das Bohrloch eingebracht werden, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs das Bohrgestänge von der Bohrkrone gelöst und aus dem Bohrloch entfernt wird und wobei während des Entfernens des Bohrgestänges aus dem Bohrloch ein aushärtbares Fluid über einen Hohlraum im Bohrgestänge in das Bohrloch eingebracht wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiters auf eine Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlagoder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone ein Bohrloch gebildet ist und mit der Bohrkrone gekoppelte Spannelemente während des Bohrvorgangs in das Bohrloch eingebracht sind, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs das Bohrgestänge von der Bohrkrone gelöst und aus dem Bohrloch entfernt ist, wobei das Bohrgestänge mit einem im Wesentlichen in Längsrichtung des Bohrgestänges verlaufenden Hohlraum zum Einbringen eines aushärtbaren Fluids in das Bohrloch während des Entfernens des Bohrgestänges aus dem Bohrloch ausgebildet ist.

[0002] Ein Verfahren und eine Vorrichtung der obengenannten Art sind beispielsweise der DEOS 1 634 237 zu entnehmen. Bei diesem bekannten Verfahren zur Herstellung eines Zugankers im Erdboden werden Spannelemente bzw. Spannstränge mit einer Bohrausrüstung in ein Bohrloch eingeführt, wobei die Bohrausrüstung aus einer Bohrkrone und einem Bohrgestänge besteht, und es wird nach Fertigstellung des Bohrlochs über das hohle Bohrgestänge ein aushärtbares Fluid in das Bohrloch eingebracht. Bei diesem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird insbesondere darauf abgezielt, gleichzeitig während des Bohrvorgangs die Spannelemente in das Bohrloch einzubringen, da gemäß vorher bekannten Verfahren nach Fertigstellung eines Bohrlochs und Entfernen der Bohrvorrichtung in einem getrennten Arbeitsschritt Spannelemente in das Bohrloch eingebracht wurden und nachfolgend ein aushärtbares Fluid in das Bohrloch eingebracht wurde. Nachteilig bei diesen bekannten Ausführungsformen ist die Tatsache, dass für ein Spannen bzw. Zentrieren der Spannelemente ein Aushärten des aushärtbaren Fluids abgewartet werden muss, da vor einem Aushärten bei einem Spannen der Spannelemente diese unmittelbar aus dem Bohrloch herausgezogen und entfernt würden, da keine Verankerung bzw. Sicherung der Spannelemente vor einem Aushärten des aushärtbaren Fluids vorgesehen ist.

[0003] Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ausgehend von einem Verfahren sowie einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen unmittelbar nach Fertigstellung des Bohrlochs und einem Einbringen des aushärtbaren Fluids ein Zentrieren und zumindest einleitendes bzw. provisorisches Spannen der Spannelemente zu ermöglichen, ohne ein gegebenenfalls langdauerndes Aushärten des aushärtbaren Fluids in einem gegebenenfalls eine große Länge aufweisenden Bohrloch abwarten zu müssen.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgaben ist ein Verfahren der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone und/oder die Spannelemente an dem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich an der Bohrlochwand gesichert wird bzw. werden und dass ein Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente durch ein teilweises Verdrehen oder Verdrillen unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben vorgenommen wird. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Bohrkrone und/oder die Spannelemente an der Bohrlochwand, insbesondere an dem zum Bohrlochinneren gewandten Ende, gesichert werden, wird es in weiterer Folge möglich, die Spannelemente von außerhalb des Bohrlochs einer Zug- bzw. Spannbeaufschlagung zu unterwerfen und derart ein Zentrieren der Spannelemente und/oder ein zumindest provisorisches Spannen derselben selbst vor einem Aushärten des aushärtbaren Fluids, welches durch das hohle Bohrgestänge in das Innere des Bohrlochs eingebracht wurde, vorzunehmen. Ein derartiges provisorisches Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente stellt 1/10 österreichisches Patentamt AT505 959B1 2011-06-15 sicher, dass sich diese ordnungsgemäß in dem Bohrloch über die gesamte Länge erstrecken und gleichmäßig verteilt in dem Bohrloch angeordnet sind, so dass nach einem endgültigen Aushärten des aushärtbaren Materials und einem weiteren Spannen der Spannelemente eine gleichmäßige Krafteinleitung und -Verteilung über den gesamten Querschnitt des Bohrlochs durch die Spannelemente sichergestellt wird. Es kann somit erfindungsgemäß verhindert werden, dass beispielsweise während des Einbringens und Vortreibens des Bohrlochs die Spannelemente im Wesentlichen lose im Bohrloch angeordnet sind und gegebenenfalls abgewinkelte Bereiche oder Knickstellen aufweisen, so dass für den Fall, dass für ein Spannen der Spannelemente ein Aushärten des aushärtbaren Materials abgewartet werden müsste, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist, gegebenenfalls über den Querschnitt des Bohrlochs eine ungleichmäßige Kraftverteilung bzw. -einleitung resultieren würde. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Sichern der Bohrkrone und/oder der damit verbundenen Spannelemente und ein Zentrieren bzw. zumindest provisorisches Spannen der Spannelemente unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben kann ein derartiges ungleichmäßiges Anordnen der Spannelemente verhindert werden und es wird insbesondere zuverlässig sichergestellt, dass sämtliche Spannelemente im Wesentlichen gleichmäßig verteilt über den Querschnitt des Bohrlochs ordnungsgemäß gespannt und geradlinig verlaufend angeordnet sind, um nach einem Aushärten des aushärtbaren Materials entsprechend hohe Kräfte einleiten bzw. aufnehmen zu können.

[0005] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente nach einem Entfernen des Bohrgestänges und Einbringen des aushärtbaren Fluids vorgenommen wird, so dass insbesondere bei einem Verdrehen bzw. Verdrillen zum Zentrieren und Spannen der Spannelemente keine Beeinflussung durch das im Wesentlichen im Zentrum des Bohrlochs angeordnete Bohrgestänge, über welches das aushärtbare Fluid in das Innere des Bohrlochs eingebracht wird, zu befürchten ist.

[0006] Zur Einbringung großer Kräfte, welche gleichmäßig verteilt über den Querschnitt des Bohrlochs zur Verfügung stehen, ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass in an sich bekannter Weise die Spannelemente von einer Mehrzahl von das Bohrgestänge im Wesentlichen radial umgebenden Drähten bzw. Seilen gebildet werden, welche während des Bohrens des Bohrlochs relativ zur Bohrlochwand unverdrehbar gelagert werden. Durch eine entsprechende Anzahl von im Wesentlichen radial um das Bohrgestänge angeordneten Drähten bzw. Seilen, welche die Spannelemente bilden, wird eine gleichmäßige Krafteinleitung in weiterer Folge durch die Spannelemente sichergestellt und es kann darüber hinaus zuverlässig das Einbringen der Spannelemente während des Bohrvorgangs vorgenommen werden. Hiebei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass trotz einer gegebenenfalls vorzusehenden Rotationsbewegung der Bohrkrone und somit des Bohrgestänges die Spannelemente relativ zur Bohrlochwand unverdrehbar gelagert werden, um ein Verdrillen bzw. Verdrehen der Spannelemente um die durch das Bohrgestänge definierte Bohrlochachse während des Bohrvorgangs unter gleichzeitiger Verkürzung der wirksamen Länge der Spannelemente zu vermeiden.

[0007] Für ein ordnungsgemäßes Lagern bzw. Aufnehmen der Spannelemente insbesondere während des Bohrvorgangs ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Spannelemente an einem an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende derselben angeordneten, hülsenförmigen Element gesichert werden.

[0008] Für eine konstruktiv einfache und zuverlässige Kopplung zum Einbringen der Spannelemente während des Bohrvorgangs bei der Abbaubewegung der Bohrkrone ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das hülsenförmige Element an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende derselben gesichert wird.

[0009] Wie oben bereits ausgeführt, ist erfindungsgemäß ein Sichern der Bohrkrone und/oder der Spannelemente insbesondere an dem zum Bohrlochinneren gewandten Ende für ein nachfolgendes Zentrieren und nachfolgendes, zumindest provisorisches Spannen der Spannelemente vorgesehen. Eine derartige gesicherte Festlegung, insbesondere in dem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich, kann hiebei dadurch unterstützt werden, dass das hülsenförmige 2/10 österreichisches Patentamt AT505 959B1 2011-06-15

Element bei einem Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente wenigstens über einen Teilbereich seines Umfangs und/oder seiner Längserstreckung aufgeweitet wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht. Es kann somit ausgehend von einer ersten, vorsorglichen und getrennten Sicherung gegenüber einem Ausziehen aus dem Bohrloch durch ein Spannen der Spannelemente das hülsenförmige Element in Richtung einer Ausziehbewegung aus dem Bohrloch aufgeweitet werden, so dass größere Kräfte gegenüber einem Ausziehen aus dem Bohrloch durch ein Aufweiten des hülsenförmigen Elements und daraus resultierend ein Anliegen an der Bohrlochinnenwand zur Verfügung gestellt werden können.

[0010] Wie oben bereits angeführt, kann nach einem Aushärten des aushärtbaren Fluids ein zusätzliches Spannen der Spannelemente vorgenommen werden, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, dass nach einem Verfüllen des Bohrlochs mit aushärtbarem Fluid und in an sich bekannter Weise einem Erhärten desselben ein weiteres Spannen der Spannelemente durch ein weiteres Verdrehen bzw. Verdrillen vorgenommen wird.

[0011] Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus eine Vorrichtung der obengenannten Art im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass an der Bohrkrone an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende und/oder an den Spannelementen Verankerungs-bzw. Festlegungselemente für ein Verankern an der Bohrlochinnenwand vorgesehen sind und dass die Spannelemente an dem aus dem Bohrloch vorragenden Ende zu einem Verdrehen oder Verdrillen unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben für ein Spannen bzw. Zentrieren beaufschlagbar sind. Es lässt sich somit zuverlässig ein Sichern der Bohrkrone und/oder der Spannelemente insbesondere an dem zum Bohrlochinneren gewandten Ende bereitstellen, so dass ein nachfolgendes Zentrieren und/oder zumindest provisorisches bzw. vorsorgliches Spannen der Spannelemente vor einem Aushärten des aushärtbaren Materials vorgenommen werden kann. Ein derartiges Verkürzen der wirksamen Länge der Spannelemente kann in besonders einfacher Weise durch ein Verdrehen oder Verdrillen derselben vorgenommen werden, so dass eine ordnungsgemäße Verteilung der Spannelemente über den Querschnitt des Bohrlochs zur Verfügung gestellt wird und eine gleichmäßige Krafteinleitung bzw. -aufnahme sichergestellt werden kann.

[0012] Für eine gleichmäßige Verteilung der einzubringenden bzw. aufzunehmenden Kräfte ist darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass in an sich bekannter Weise die Spannelemente von einer Mehrzahl von das Bohrgestänge im Wesentlichen radialen umgebenden Drähten oder Seilen gebildet sind, welche an der Bohrkrone während des Ausbildens des Bohrlochs relativ zur Bohrlochwand unverdrehbar gelagert sind. Durch ein relativ zur Bohrlochwand unverdreh-bares Lagern der Spannelemente an der Bohrkrone während des Einbringens kann darüber hinaus ein zuverlässiges Einbringen sichergestellt werden.

[0013] Für eine zuverlässige Mitnahme der Spannelemente während des Bohrvorgangs ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende der Bohrkrone ein hülsenförmiges Element an der Bohrkrone oder einem damit zusammenwirkenden Schlagschuh gelagert ist, wobei die Spannelemente an dem hülsenförmigen Element festgelegt sind.

[0014] Zur Unterstützung der Sicherung bzw. Verankerung der Bohrkrone und/oder der Spannelemente für das Zentrieren bzw. zumindest provisorische Spannen ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das hülsenförmige Element einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist und beim Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente aufweitbar ist.

[0015] Eine konstruktiv einfache und sichere Festlegung der Spannelemente über das hülsenförmige Element als auch ein zuverlässiges Aufweiten während des Zentrierens oder des Spannens wird darüber hinaus dadurch sichergestellt, dass das hülsenförmige Element an der Bohrkrone oder einem damit zusammenwirkenden Schlagschuh an einem sich von der Abbaufläche der Bohrkrone weg erstreckenden und einen zunehmenden Außendurchmesser aufwei- 3/10 österreichisches Patentamt AT505 959B1 2011-06-15 senden Festlegungsbereich gesichert ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht.

[0016] Für eine zuverlässige und ordnungsgemäße Sicherung bzw. Festlegung der Vorrichtung insbesondere im zum Bohrlochinneren gewandten Ende ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Festlegungselemente von wenigstens einem von dem Außenumfang der Bohrkrone und/oderdes hülsenförmigen Elements vorragenden, insbesondere ausklappbaren Haken oder dgl. gebildet ist. Derartige Haken treten in das umliegende Gesteins- bzw. Bodenmaterial ein und stellen somit eine Sicherung bei einem Spannen der Spannelemente zur Verfügung. Durch Anordnen von Schwenkachsen der Haken insbesondere an einem zum Bohrlochinneren gewandten Ende eines derartigen Hakens lässt sich ein im wesentlichen selbsttätiges Austreten der Haken bei einem Zurückziehen der Vorrichtung bzw. der Spannelemente bei einem Spannen erzielen, so dass zusätzliche und gegebenenfalls aufwendige Mechanismen zum Ausbringen bzw. Austreten der Festlegungs- bzw. Verankerungselemente nicht erforderlich sind.

[0017] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: [0018] Fig. 1 schematische Seitenansichten unterschiedlicher Schritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Fig. 1a einen Schritt des erfindungsgemäßen Bohrvorgangs zeigt, Fig. 1b einen Schritt eines Sicherns der Bohrkrone und/oder der Spannelemente an der Bohrlochwand zeigt, wobei das Bohrgestänge bereits entfernt ist, und Fig. 1c einen Schritt eines Spannens und/oder Zentrierens der Spannelemente zeigt; [0019] Fig. 2 eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrich tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; [0020] Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch den Bereich der Bohrkrone sowie eines daran anschließenden Schlagschuhs und eines hülsenförmigen Elements zur Festlegung bzw. Einbringung der Spannelemente; und [0021] Fig. 4 in vergrößertem Maßstab schematische Darstellungen von Festlegungselemen ten zur Sicherung der Vorrichtung und/oder der Spannelemente insbesondere am zum Bohrlochinneren gewandten Ende, wobei Fig. 4a den Zustand vollkommen ausgefahrener bzw. aufgeweiteter Festlegungselemente zeigt und Fig. 4b eine Zwischenposition der Festlegungselemente zeigt.

[0022] In Fig. 1 sind unterschiedliche Schritte bei der Herstellung eines Bohrlochs unter Verwendung einer allgemein mit 1 bezeichneten Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlagoder Drehschlagbohren eines Lochs 2 in einem schematisch mit 3 angedeuteten Boden- oder Gesteinsmaterial angedeutet.

[0023] Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist eine schematisch mit 4 angedeutete Bohrkrone vorgesehen, welche über ein in Fig. 1a mit 5 bezeichnetes Bohrgestänge über einen nicht näher dargestellten Antrieb zu einer schlagenden und/oder drehschlagenden Bewegung beaufschlagt wird, um das Bohrloch 2 auszubilden, wobei an der Bohrkrone 4 Abbauelemente 6 angedeutet sind.

[0024] An die Bohrkrone 4 schließt über ein Zwischenelement 7, welches in weiterer Folge und insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 detailliert erörtert werden wird, ein Schlagschuh 8 an, welcher insbesondere in Fig. 3 deutlicher dargestellt ist, wobei an diesem Schlagschuh 8 ein hülsenförmiges Element 9 gelagert ist, welches zur Sicherung und Mitnahme von insbesondere von Seilen bzw. Drähten gebildeten Spannelementen 10 während des Bohrvorgangs vorgesehen ist.

[0025] Wie dies in Fig. 1a angedeutet ist, werden die Spannelemente 10 unverdrehbar zur Bohrlochwand 2 in das Bohrloch entlang des F^eils 11 eingebracht, wobei neben einer Festle- 4/10 österreichisches Patentamt AT 505 959 B1 2011-06-15 gung im Bereich des hülsenförmigen Elements 9, wie dies in Fig. 2 noch deutlicher ersichtlich werden wird, insbesondere an dem aus dem Boden- bzw. Gesteinsmaterial 3 vorragenden Ende eine Lagerscheibe bzw. ein Lagerring 12 vorgesehen ist, an welchem die von Drähten bzw. Seilen gebildeten Spannelemente 10 gelagert sind.

[0026] Nach einem Fertigstellen der Bohrung 2 wird das Bohrgestänge 5 entgegen der Vortriebs- bzw. Bohrrichtung 11 im Sinn des Pfeils 13 aus dem Bohrloch entfernt, wobei während des Entfernens des Bohrgestänges 5 ein Einbringen eines aushärtbaren Fluids in das fertiggestellte Bohrloch 2 vorgenommen wird.

[0027] Nach einem Entfernen des Bohrgestänges 5 unter gleichzeitigem Einbringen des aushärtbaren Fluids in das Innere des Bohrlochs 2, wobei dieser Zustand in Fig. 1b dargestellt ist, werden aus dem Zwischenelement 7 Festlegungselemente bzw. Verankerungselemente 14 in Anlage gegen die Bohrlochwand 2 gebracht, wie dies nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 4 erörtert werden wird. Nach einem Sichern der Bohrkrone 4 bzw. des hülsenförmigen Elements 9 unter Zwischenschaltung der Verankerungselemente 14 des Zwischenelements 7 erfolgt in weiterer Folge ein Verdrehen des Lagerrings bzw. der Lagerscheibe 12 entsprechend dem Pfeil 15 in Fig. 1c, so dass unter Verkürzung der wirksamen Länge der Spannelemente 10 ein Verdrillen derselben unter einem Zentrieren und zumindest provisorischen Spannen der Spannelemente 10 innerhalb des Bohrlochs 2 erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt ist das in das Bohrloch 2 eingebrachte, aushärtbare Fluid noch nicht vollständig ausgehärtet, so dass das gewünschte Zentrieren bzw. zumindest provisorische Spannen der Spannelemente 10 zuverlässig vorgenommen werden kann. Über die Verankerungselemente 14 wird hiebei bei einem Entfernen der gesamten Vorrichtung 1 aus dem Bohrloch 2 während des in Fig. 1c dargestellten Zentrierens bzw. Spannens entgegengewirkt.

[0028] Darüber hinaus ist das hülsenförmige Element 9 mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 16 ausgebildet, wobei das hülsenförmige Element 9 insbesondere an seinem zum Bohrlochinneren gewandten Ende 17 sich konisch verjüngend ausgebildet ist und an einer entsprechenden Gegenfläche an dem Schlagschuh 8 angelagert ist, wie dies in Fig. 3 näher dargestellt ist. Bei einem Spannen bzw. Verdrehen oder Verdrillen der Spannelemente 10 wird das hülsenförmige Element 9 geringfügig in Richtung eines Ausziehens 13 beaufschlagt und es ist ein Aufweiten des Außenumfangs des hülsenförmigen Elements 9 durch das Vorsehen des Längsschlitzes 16 erzielbar, so dass das hülsenförmige Element 9 in Anlage an die in Fig. 1c der Klarheit halber nicht dargestellte Bohrlochwand gelangt, wodurch die Verankerungswirkung der Festlegungselemente 14 gegenüber einem Ausziehen in Richtung des Pfeils 13 unterstützt wird.

[0029] Nach einem Aushärten des aushärtbaren Materials kann ein weiteres Spannen der Spannelemente 10 im Bereich des Lagerrings bzw. der Lagerscheibe 12 vorgenommen werden.

[0030] In Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Spannelemente 10 in entsprechenden Aufnahmen 18 am von Bohrlochinneren abgewandten Ende des hülsenförmigen Elements 9 gesichert sind. Weiters ist in Fig. 2 wiederum der in Längsrichtung verlaufende Schlitz 16 dargestellt, wobei darüber hinaus im zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich zusätzliche Schlitze 19 angedeutet sind, welche ein entsprechendes Aufweiten ermöglichen.

[0031] Aus der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 3 ist ersichtlich, dass an die Bohrkrone 4 ein Schlagschuh 8 anschließt, wobei dieser ähnlich dem sich konisch verjüngenden Teilbereich 25 des hülsenförmigen Elements 9 an seiner von dem Bohrlochinneren abgewandten Ende mit einem sich konisch erweiternden Teilbereich 2 0 versehen ist, so dass bei einem Spannen der in Fig. 3 nicht näher dargestellten Spannelemente durch ein Bewegen des hülsenförmigen Elements 9 wiederum in der mit 13 bezeichneten Ausziehrichtung ein Aufweiten des zum Bohrlochinneren gewandten Teilbereichs 25 des hülsenförmigen Elements 9 und in weiterer Folge über den Längsschlitz 16 auch des daran anschließenden, zylindrischen Teilbereichs des hülsenförmigen Elements 9 erfolgt. 5/10

Claims (13)

1. österreichisches Patentamt AT505 959B1 2011-06-15 [0032] In Fig. 3 ist weiters angedeutet, dass das Bohrgestänge, dessen vorderster Teil mit 21 bezeichnet ist, nicht nur einen zentralen Hohlraum bzw. Kanal 22 beispielsweise zum Einbringen eines Kühlfluids während des Bohrvorgangs in den Bereich der Bohrkrone bzw. des Bohrkopfs 4 aufweist, sondern dass auch Austrittsöffnungen 23 vorgesehen sind, über welche bei einem Entfernen des Bohrgestänges 5 nach Fertigstellung des Bohrlochs, wie dies in Fig. 1a angedeutet ist, über die zentrale Zufuhröffnung bzw. den zentralen Kanal 22 gleichzeitig ein Einbringen des aushärtbaren Fluids in das Innere des Bohrlochs 2 vorgenommen werden kann. [0033] In Fig. 4 sind schematisch die Festlegungselemente 14 zum Öffnen bzw. Verankern der Bohrkrone 4 und/oder der Spannelemente 10 bzw. des hülsenförmigen Elements 9 insbesondere an der zum Bohrlochinneren gewandten Seite angedeutet, wobei ersichtlich ist, dass die Festlegungselemente 14 von um eine mit 24 bezeichnete Achse schwenkbaren, hakenförmigen Elementen gebildet sind, welche bei einem Spannen bzw. Zentrieren der Spannelemente 10 entsprechend dem F^feil 13 in Fig. 1 in Eingriff mit der schematisch mit 2 angedeuteten Bohrlochinnenwand gelangen, wobei ausgehend von dem in Fig. 4b dargestellten Zwischenzustand für ein zuverlässiges Verankern der in Fig. 4a gezeigte Zustand erreicht wird. Die Festlegungselemente 14, welche entsprechend gleichmäßig über den Umfang verteilt an dem mit 7 be-zeichneten Zwischenelement im Wesentlichen unmittelbar anschließend an die Bohrkrone 4 vorgesehen sein können, ergeben somit eine sichere Verankerung, so dass bei einem nachfolgenden Spannen bzw. Zentrieren der Spannelemente 10 entsprechend dem Pfeil 13 in Fig. 1c die einen Anker bildende Vorrichtung 1 nicht aus der Bohrung 2 herausgezogen werden kann und über die Vorrichtung 1 bzw. den Anker sowie das darin befindliche, aushärtbare Fluid nach einem endgültigen Aushärten desselben zur Aufnahme bzw. Einleitung von großen Zugkräften über die Spannelemente 10 herangezogen werden kann. Patentansprüche 1. Verfahren zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Lochs in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung in dem Loch, wobei durch Einbringen einer an einem Bohrgestänge gelagerten Bohrkrone ein Bohrloch gebildet wird und mit der Bohrkrone gekoppelte Spannelemente während des Bohrvorgangs in das Bohrloch eingebracht werden, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs das Bohrgestänge von der Bohrkrone gelöst und aus dem Bohrloch entfernt wird und wobei während des Entfernens des Bohrgestänges aus dem Bohrloch ein aushärtbares Fluid über einen Hohlraum im Bohrgestänge in das Bohrloch eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrkrone und/oder die Spannelemente an dem zum Bohrlochinneren gewandten Endbereich an der Bohrlochwand gesichert wird bzw. werden und dass ein Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente durch ein teilweises Verdrehen oder Verdrillen unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben vorgenommen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente nach einem Entfernen des Bohrgestänges und Einbringen des aushärtbaren Fluids vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannter Weise die Spannelemente von einer Mehrzahl von das Bohrgestänge im Wesentlichen radial umgebenden Drähten bzw. Seilen gebildet werden, welche während des Bohrens des Bohrlochs relativ zur Bohrlochwand unverdrehbar gelagert werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente an einem an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende derselben angeordneten, hülsenförmigen Element gesichert werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Element an dem von der Abbaufläche der Bohrkrone abgewandten Ende derselben gesichert wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Element bei einem Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente wenigstens über einen Teilbereich seines Umfangs und/oder seiner Längserstreckung aufgeweitet wird. 6/10 österreichisches Patentamt AT 505 959 B1 2011-06-15
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Verfüllen des Bohrlochs mit aushärtbarem Fluid und in an sich bekannter weise einem Erhärten desselben ein weiteres Spannen der Spannelemente durch ein weiteres Verdrehen bzw. Verdrillen vorgenommen wird.
8. 8. Vorrichtung zum Bohren, insbesondere Schlag- oder Drehschlagbohren, eines Loches in Boden- oder Gesteinsmaterial und zum Ausbilden einer Verankerung, wobei durch Einbringen einer Bohrkrone ein Bohrloch gebildet ist und mit der Bohrkrone gekoppelte Spannelemente während des Bohrvorgangs in das Bohrloch eingebracht sind, wobei nach Fertigstellung des Bohrlochs das Bohrgestänge von der Bohrkrone gelöst und aus dem Bohrloch entfernt ist, wobei das Bohrgestänge mit einem im Wesentlichen in Längsrichtung des Bohrgestänges verlaufenden Hohlraum zum Einbringen eines aushärtbaren Fluids in das Bohrloch während des Entfernens des Bohrgestänges aus dem Bohrloch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bohrkrone (4) an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende und/oder an den Spannelementen (10) Verankerungs- bzw. Festlegungselemente (14) für ein Verankern an der Bohrlochinnenwand vorgesehen sind und dass die Spannelemente (10) an dem aus dem Bohrloch (2) vorragenden Ende (12) zu einem Verdrehen oder Verdrillen unter Verkürzen der wirksamen Länge derselben für ein Spannen bzw. Zentrieren beaufschlagbar sind.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in an sich bekannterWeise die Spannelemente (10) von einer Mehrzahl von das Bohrgestänge (5) im Wesentlichen radialen umgebenden Drähten oder Seilen (10) gebildet sind, welche an der Bohrkrone (4) während des Ausbildens des Bohrlochs (2) relativ zur Bohrlochwand unverdrehbar gelagert sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem von der Abbaufläche abgewandten Ende der Bohrkrone (4) ein hülsenförmiges Element (9) an der Bohrkrone (4) oder einem damit zusammenwirkenden Schlagschuh (8) gelagert ist, wobei die Spannelemente (10) an dem hülsenförmigen Element (9) festgelegt sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Element (9) einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz (16) aufweist und beim Spannen und/oder Zentrieren der Spannelemente (10) aufweitbar ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das hülsenförmige Element (9) an der Bohrkrone (4) oder einem damit zusammenwirkenden Schlagschuh (8) an einem sich von der Abbaufläche der Bohrkrone (4) weg erstreckenden und einen zunehmenden Außendurchmesser aufweisenden Festlegungsbereich (20) gesichert ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem Anspruch 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegungselemente von wenigstens einem von dem Außenumfang der Bohrkrone (4) und/oder des hülsenförmigen Elements (9) vorragenden, insbesondere ausklappbaren Haken (14) oderdgl. gebildet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 7/10