DE102011003127A1

DE102011003127A1 - Befestigungsset und Verfahren zur Befestigung eines Bauteils an einem Untergrund

Info

Publication number: DE102011003127A1
Application number: DE201110003127
Authority: DE
Inventors: Franz Huber; Andreas Eckstein; Falk Rosenkranz; Marc Schäffer
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Befestigungsset mit einem mechanischen Anker (30; 40), einer zerstörbaren Kartusche (16), die eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse (18) enthält, und einem Bundbohrer (10). Die Erfindung betrifft auch eine Baugruppe aus einem Betonuntergrund (14), der mit einer Bohrung (12) versehen ist, und einem mechanischen Anker (30; 40), der in der Bohrung (12) angeordnet ist, wobei in der Bohrung (12) eine ausgehärtete Masse (18) vorhanden ist, in der der mechanische Anker (30; 40) verankert ist, sowie Splitter von einer Kartusche (16). Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Befestigung eines mechanischen Ankers in einem Untergrund.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ausgedrückt die Verankerung eines mechanischen Ankers in einem Untergrund, insbesondere in Beton.
Aus der DE 198 20 671 ist ein Verfahren zur Verankerung einer selbstschneidenden Schraube in einer Bohrung in Beton bekannt, bei dem zuerst die Bohrung ausgeführt wird und dann in die Bohrung eine Mörtelmasse eingebracht wird. Anschließend wird die selbstschneidende Schraube in die Bohrung eingeschraubt, sodass die Spitze der selbstschneidenden Schraube in die Mörtelmasse eintaucht und einen Teil davon entlang des Schafts zurück, also in Richtung der Öffnung der Bohrung, verdrängt. Im Endergebnis soll das gesamte Bohrloch mit der Mörtelmasse ausgefüllt sein, sodass die selbstschneidende Schraube von ausgehärtetem Mörtel umgeben ist.
Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, dass der Anwender eine große Anzahl von Zubehörteilen mitführen und handhaben muss, um die gewünschte Befestigung zu erzielen. Insbesondere sind ein Auspressgerät, ein Mörtelbehälter und ein Mischer notwendig. Außerdem bleibt es dem Zufall überlassen, ob die richtige Menge an Mörtel in die Bohrung eingefüllt wird. Wenn zu viel Mörtel eingeführt wird, wird entweder der überflüssige Mörtel aus der Bohrung herausgedrückt, wenn die Schraube eingeschraubt wird. Dies führt zu einer Verschmutzung im Bereich der Öffnung der Bohrung. Wenn allerdings der Mörtel nicht entlang der Schraube entweichen kann, wird innerhalb der Bohrung ein sehr hoher hydrostatischer Druck aufgebaut, der verhindern kann, dass die angestrebte Setztiefe erreicht wird. Wird dagegen zu wenig Mörtel in die Bohrung eingebracht, wird die angestrebte Haltekraft der Schraube in der Bohrung nicht erreicht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Mörtel in der angebrochenen Mörtelkartusche unter Umständen aushärtet, wenn nur wenige Befestigungspunkte ausgeführt werden. In diesem Fall muss die Mörtelkartusche vorzeitig weggeworfen werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine sogenannte chemische Befestigung eines mechanischen Ankers in einem Untergrund zu schaffen, die anwenderfreundlich ist, insbesondere mit wenig Aufwand durchgeführt werden kann, sich durch niedrige Kosten auszeichnet und reproduzierbar konstante Haltekräfte erzeugt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Befestigungsset mit einem mechanischen Anker, einer zerstörbaren Kartusche, die eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse enthält, und einem Bundbohrer vorgesehen. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, durch die Kombination des Bundbohrers mit der Kartusche zu gewährleisten, dass in jedem Fall dieselben geometrischen Verhältnisse bei jedem Befestigungspunkt vorliegen. Der Bundbohrer gewährleistet, dass jede Bohrung dieselbe Tiefe hat, und die Kartusche gewährleistet, dass in jede Bohrung dieselbe Menge der aushärtbaren Masse eingefüllt wird.
Bei dem mechanischen Anker kann es sich insbesondere um eine Betonschraube oder einen Bolzenanker handeln. In beiden Fällen ergibt sich in Kombination mit der aushärtbaren Masse eine sehr hohe Haltekraft.
Die aushärtbare Masse kann ein Mörtel oder ein Kunstharz sein. Bei jedem dieser Materialien können die Eigenschaften der aushärtbaren Masse hinsichtlich Fließvermögen und Aushärtgeschwindigkeit in der gewünschten Weise an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kartusche aus Glas besteht. Dies gewährleistet, dass die Kartusche die aushärtbare Masse zuverlässig freigibt, wenn eine relativ präzise vorbestimmbare Kontaktkraft überschritten wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kartusche mit einem mechanischen Haltemittel versehen ist. Dies hat insbesondere bei der Überkopfmontage Vorteile, da die Kartusche dann nicht aus dem Bohrloch herausfallen kann.
Das mechanische Haltemittel kann beispielsweise eine Haltefeder sein. Dies ermöglicht, ein und dasselbe Haltemittel auch bei Bohrungen mit verschiedenen Durchmessern zu verwenden.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist erfindungsgemäß auch eine Baugruppe aus einem Betonuntergrund, der mit einer Bohrung versehen ist, und einem mechanischen Anker vorgesehen, der in der Bohrung angeordnet ist, wobei in der Bohrung eine ausgehärtete Masse vorhanden ist, in der der mechanische Anker verankert ist, sowie Splitter von einer Kartusche. Diese Baugruppe berücksichtigt die Erkenntnis, dass die Splitter der Kartusche, insbesondere wenn diese aus Glas besteht, keinerlei nachteilige Auswirkung auf die Haltekraft des mechanischen Ankers in der Bohrung haben. Beim Auftreffen des mechanischen Ankers auf die Kartusche zersplittert diese in viele kleine einzelne Splitter, die sich gleichmäßig in der aushärtbaren Masse verteilen und die Haltekraft daher nicht beeinträchtigen. Außerdem ist Glas nicht kompressibel, sodass auch hieraus keinerlei Beeinträchtigung der Haltekraft resultiert.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Befestigung eines Bauteils an einem Untergrund mittels der folgenden Schritte vorgesehen: Zunächst wird mittels eines Bundbohrers eine Bohrung in den Untergrund eingebracht. Dann wird eine Kartusche in die Bohrung eingesetzt, die eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse enthält. Anschließend wird in die Bohrung ein mechanischer Anker eingebracht, der die Kartusche zerstört. Die aushärtbare Masse füllt dann den Raum zwischen der Wandung der Bohrung und dem Anker aus und härtet aus. Dadurch ist der Anker zuverlässig in der Bohrung gehalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
1 schematisch einen ersten Verfahrensschritt;
2 schematisch einen dritten Verfahrensschritt;
3 schematisch einen dritten Verfahrensschritt gemäß einer ersten Ausführungsform; und
4 schematisch den dritten Verfahrensschritt bei einer zweiten Ausführungsform.
In 1 ist ein Bundbohrer 10 gezeigt, mit dem eine Bohrung 12 in einem mineralischen Untergrund 14, insbesondere Beton, ausgeführt wird. Die Bohrung 12 zeichnet sich dabei durch einen vorbestimmten Durchmesser und eine vorbestimmte Tiefe aus, die beide durch den Bundbohrer 10 bestimmt werden.
In 2 ist eine Kartusche 16 zu sehen, die aus Glas besteht und in ihrem Innenraum eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse 18 enthält, beispielsweise Kunstharz oder Mörtel. Auf der Außenfläche der Kartusche 16 sind mechanische Haltemittel 20 angeordnet, die hier als blattfederartige Haltearme ausgeführt sind. Diese sind schräg angestellt, sodass die Kartusche 16 in der Richtung des Pfeils P problemlos in die Bohrung 12 eingeschoben werden kann, jedoch ein unbeabsichtigtes Herausfallen der Kartusche 16 aus der Bohrung verhindern (insbesondere bei der Überkopfmontage).
In 3 ist eine Betonschraube 30 gezeigt, die einen Sechskantkopf 32 und einen Gewindeschaft 34 aufweist. Auf dem Gewindeschaft 34 ist ein selbstschneidendes Gewinde ausgebildet, mit dem sich die Betonschraube 30 in die Bohrung 12 einschrauben lässt. Außerdem ist in 3 ein Anbauteil 36 zu sehen, das mit der Betonschraube 30 am Untergrund 14 befestigt werden soll.
Die Betonschraube 30 ist hier in einem Zustand gezeigt, in der sich ihre Spitze unmittelbar vor der Kartusche 16 befindet, die am unteren Ende der Bohrung 12 angeordnet ist. Wenn die Betonschraube 30 weiter eingeschraubt wird, zerstört die Spitze der Betonschraube 30 die Kartusche 16, sodass die aushärtbare Masse 18 freigesetzt wird. Beim weiteren Einschrauben der Betonschraube 30 wird die aushärtbare Masse 18 zunächst am Boden der Bohrung verteilt und anschließend entlang der Gewindegänge des Gewindeschafts 34 in Richtung der Öffnung der Bohrung zurückgedrückt. Dadurch umgibt die aushärtbare Masse den Gewindeschaft 34 der Betonschraube 30 und verankert diese zuverlässig in der Bohrung 12.
In 4 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt, die sich insbesondere durch die Art des mechanischen Ankers von der ersten Ausführungsform unterscheidet. Anders als bei der ersten Ausführungsform wird bei der zweiten Ausführungsform als mechanischer Anker ein Bolzenanker 40 verwendet, der an seinem hinteren Ende ein Maschinengewinde 42 und an seinem vorderen Ende eine hier schematisch gezeigte Hinterschnittgestaltung 44 aufweist. Diese kann aus Gewindezähnen, einem Gewindegang oder anderen Gestaltungen bestehen, die bezogen auf die Auszugsrichtung einen Hinterschnitt darstellen, der in einer aushärtbaren Masse zuverlässig verankert werden kann.
In 4 ist die Kartusche 16 zu sehen, die hier am oberen Ende der Bohrung 12 angeordnet ist. In dieser Position wird sie von den mechanischen Haltemitteln 20 gehalten, sodass sie auch beim gezeigten Ausführungsbeispiel einer Überkopfmontage nicht wieder aus der Bohrung 12 herausfällt. Der Bolzenanker 40 ist in die Bohrung 12 eingeschoben, bis er an der Kartusche 16 anliegt. Durch den Schlag eines Hammers 46 wird der Bolzenanker 40 weiter in die Bohrung 12 hineingetrieben, wodurch die Kartusche 16 zersplittert und die darin eingeschlossene aushärtbare Masse freigibt. Diese ist hinsichtlich ihres Volumens so bemessen, dass sie mindestens das vordere Ende des Bolzenankers 40 in der Bohrung umschließt und zuverlässig einbettet.
Die Bereitstellung der aushärtbaren Masse mittels einer zerstörbaren Kartusche führt zu dem Vorteil, dass die Handhabung von Auspressgerät, Mörtelbehälter und Mischer entfällt. Außerdem ist die Menge der aushärtbaren Masse zuverlässig auf den jeweiligen Befestigungspunkt abgestimmt, sodass kein Risiko einer Über- oder Unterdosierung besteht. Dies resultiert in einer erhöhten Tragfähigkeit der Betonschraube oder des Bolzenankers, nachdem die aushärtbare Masse ausgehärtet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19820671 [0002]

Claims

Befestigungsset mit einem mechanischen Anker (30; 40), einer zerstörbaren Kartusche (16), die eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse (18) enthält, und einem Bundbohrer (10).
Befestigungsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Anker eine Betonschraube (30) ist.
Befestigungsset nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Anker ein Bolzenanker (40) ist.
Befestigungsset nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Masse (18) ein Mörtel ist.
Befestigungsset nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aushärtbare Masse (18) ein Kunstharz ist.
Befestigungsset nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (16) aus Glas besteht.
Befestigungsset nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (16) mit einem mechanischen Haltemittel (20) versehen ist.
Befestigungsset nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Haltemittel (20) eine Haltefeder ist.
Baugruppe aus einem Betonuntergrund (14), der mit einer Bohrung (12) versehen ist, und einem mechanischen Anker (30; 40), der in der Bohrung (12) angeordnet ist, wobei in der Bohrung (12) eine ausgehärtete Masse (18) vorhanden ist, in der der mechanische Anker (30; 40) verankert ist, sowie Splitter von einer Kartusche (16).
Verfahren zur Befestigung eines Anbauteils (36) an einem Untergrund (14) mittels der folgenden Schritte: – mittels eines Bundbohrers (10) wird eine Bohrung (12) in den Untergrund (14) eingebracht, – es wird eine Kartusche (16) in die Bohrung (12) eingesetzt, die eine vorbestimmte Menge einer aushärtbaren Masse (18) enthält, – in die Bohrung (12) wird ein mechanischer Anker (30; 40) eingebracht, der die Kartusche (16) zerstört, und – die aushärtbare Masse (18) füllt den Raum zwischen der Wandung der Bohrung (12) und dem Anker (30; 40) aus und härtet aus.