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Die Erfindung betrifft ein Abdichtelement mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Befestigen eines Befestigungselements mit dem Abdichtelement sowie eine Befestigungsanordnung mit dem Abdichtelement.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2007 055 878 A1 ist ein gattungsgemäßes Abdichtelement bekannt, das zum Abdichten eines Bohrlochs an einer wasserundurchlässigen Dichtschicht verwendet wird, beispielsweise bei der Befestigung eines Randbalkens an der Fahrbahnplatte eines Brückenbauwerks. Der Randbalken wird im Regelfall nach dem Herstellen der Fahrbahnplatte und einer auf der Fahrbahnplatte angeordneten Dichtschicht, die die Fahrbahnplatte vor dem Eindringen von Oberflächenwasser und Tausalz schützt, auf die Dichtschicht aufbetoniert. Um eine Verbindung zwischen der Fahrbahnplatte und dem Randbalken herzustellen, wird vor dem Betonieren des Randbalkens ein Bohrloch durch die Abdichtung hindurch in der Fahrbahnplatte erstellt und das Befestigungselement im Bohrloch befestigt. Der über die Dichtschicht überstehende Teil des Befestigungselements wird dann in den Randbalken einbetoniert, wodurch die Verbindung zwischen Randbalken und Fahrbahnplatte hergestellt wird. Das Befestigungselement ist häufig eine in das Bohrloch mit einer aushärtbaren Masse eingeklebte Gewindestange. Die Dichtschicht ist im Regelfall eine Bitumenbahn, die beim Erstellen des Bohrlochs durchstoßen wird, wodurch die Gefahr besteht, dass Wasser oder Tausalz unter die Dichtschicht und in das Bohrloch gelangt, was zu Schäden an der Fahrbahnplatte führt. Um dies zu verhindern, wird das bekannte Abdichtelement am Befestigungselement angeordnet, so dass ein schalungsartiger Aufnahmeraum entsteht, der mit der aushärtbaren Masse aufgefüllt wird, die im Aufnahmeraum aushärtet und den Bohrlochmund an der Dichtschicht abdichtet.
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Zur Befestigung des Abdichtelements am Befestigungselement weist das Abdichtelement eine Durchführöffnung auf, deren Querschnitt durch mehrere federnde und in die Durchführöffnung hineinragende Lamellen eingeengt ist. Das Abdichtelement wird auf das Befestigungselement, beispielsweise eine Gewindestange, aufgeschoben, so dass die Lamellen am Befestigungselement klemmend anliegen. Dabei können zwischen den Lamellen unerwünschte Öffnungen entstehen, durch die ein Teil der aushärtbaren Masse austreten kann.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Abdichtelement vorzuschlagen, das hinsichtlich der Abdichtung verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Abdichtelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Abdichtelement dient zum Abdichten eines Bohrlochs an einer wasserundurchlässigen Dichtschicht, wobei das Bohrloch in einem Verankerungsgrund angeordnet ist und die Dichtschicht durchdringt. Die Dichtschicht ist insbesondere eine Bitumenbahn, die auf einer den Verankerungsgrund bildenden Fahrbahnplatte eines Brückenbauwerks angeordnet ist. In das Bohrloch wird ein Befestigungselement eingebracht, das insbesondere durch eine aushärtbaren Masse im Bohrloch befestigbar ist. Das Abdichtelement weist eine Wandung auf, die einen Aufnahmeraum für eine aushärtbare Masse umgibt. Bei der Masse handelt es sich insbesondere um einen Zweikomponentenmörtel, wie er zum Einkleben eines Befestigungselements in das Bohrloch verwendet werden kann. Die Masse wird in den Aufnahmeraum eingebracht und härtet dort aus. Das Abdichtelement wirkt als Schalung für die aushärtbare Masse, die beispielsweise von außen, durch eine Einführöffnung in der Wandung, in den Aufnahmeraum eingebracht werden kann. Bevorzugt ist allerdings, dass nach dem Erstellen des Bohrlochs die aushärtbare Masse zum Befestigen des Befestigungselements in das Bohrloch eingebracht wird bevor das Abdichtelement aufgesetzt wird. Beim Einführen des Befestigungselements in das mit Masse befüllte Bohrloch tritt dann ein Teil der aushärtbaren Masse aus dem Bohrloch aus und gelangt in den Aufnahmeraum, wo sie von der Wandung des Abdichtelements schalungsartig umschlossen wird. Insbesondere füllt die Masse den Aufnahmeraum im Wesentlichen vollständig aus, so dass die Masse nach dem Aushärten den Bereich des Bohrlochmundes gegenüber der durchbohrten Dichtschicht abdichtet. Die Wandung kann einen flächigen Dichtbereich zur Anlage an der wasserundurchlässigen Dichtschicht aufweisen, die im eingebauten Zustand an der Dichtschicht zur Anlage kommt, so dass die Masse aus dem Aufnahmeraum nicht nach außen dringen kann. Das Abdichtelement weist eine Decke auf, in der eine Durchführöffnung zum Durchführen des Befestigungselements angeordnet ist. Das Befestigungselement kann vor oder nach dem Auflegen des Abdichtelements auf die Dichtschicht in die Durchführöffnung des Abdichtelements eingeführt werden.
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Um das in die Durchführöffnung eingeführte Befestigungselement am Abdichtelement zu halten, weist das Abdichtelement ein Anlageelement zur Anlage am Befestigungselement auf. Erfindungsgemäß ist das Anlageelement ein umlaufender, geschlossener und ringförmiger Bund, der die Durchführöffnung vollständig umgibt. Insbesondere ist der Bund kreisringförmig ausgestaltet und insbesondere an der Wandung angeordnet, mit der er einstückig verbunden sein kann. Im Bereich der Durchgangsöffnung kann der Bund wie die Wandung als Schalung für die aushärtbare Masse wirken. Insbesondere engt der Bund die Aufnahmeöffnung derart ein, dass der Durchmesser der Durchführöffnung kleiner als der Durchmesser des einzuführenden Befestigungselements ist. Kennzeichnend für die Erfindung ist zudem, dass der Bund eine Dicke aufweist, die gegenüber der Dicke der Wandung reduziert ist. Mit „Dicke der Wandung“, ist die Dicke des Teils der Wandung gemeint, der beim vollständigen Verfüllen des Aufnahmeraums mit der Masse in Berührung kommt, die also die Schalung für die Masse bildet. Wenn die Dicke der Wandung nicht konstant ist sondern variiert, so ist mit „Dicke“ die mittlere Dicke der Wandung gemeint. Aussteifende Rippen u.ä., die nicht direkt als Schalung wirken, werden zur Ermittlung der Dicke nicht betrachtet.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Abdichtelements hat den Vorteil, dass der Bund flächig und geschlossen am Befestigungselement anliegt, so dass keine aushärtbare Masse aus dem Aufnahmeraum austreten kann. Durch die gegenüber dem den Aufnahmeraum im Wesentlichen umschließenden Teil der Wandung reduzierten Dicke ist der Bund biegsam und leicht zu verformen, so dass der Bund nicht einreißt, wenn das Befestigungselement in die Durchführöffnung eingeführt wird.
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Vorzugsweise entspricht die Ringbreite des ringförmigen Bunds im Wesentlichen der Hälfte des Durchmessers der Durchführöffnung. „Im Wesentlichen“ bedeutet hier, dass die Ringbreite nur geringfügig, maximal 25%, insbesondere maximal 10%, vom halben Durchmesser der Durchführöffnung abweicht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Abdichtelement mit Befestigungselementen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden kann, da der Bund auch bei Befestigungselementen mit kleinem Durchmesser am Befestigungselement anliegt. Bei Befestigungselementen mit relativ großem Durchmesser kann der Bund so verformt werden, dass das Einführen des Befestigungselements in die Durchführöffnung möglich ist, insbesondere ohne dass der Bund beim Einführen des Befestigungselements einreißt.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass der Bund aus einem elastischen Material, insbesondere aus einem Kunststoff besteht. Der aus dem elastischen Material bestehende Bund kann leicht verformt werden und passt sich flexibel an Befestigungselemente unterschiedlicher Durchmesser an. Der Bund kann aus dem Material bestehen, aus dem die Wandung hergestellt ist. Er kann aber auch aus einem anderen Material hergestellt sein. Insbesondere besteht der Bund aus einem Polyethylen, einem Polypropylen oder einem thermoplastischen Elastomer. Abhängig von der Materialwahl kann das Abdichtelement in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzgussverfahren hergestellt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Abdichtelements ist der Bund derart verformbar, dass die Durchführöffnung beim Einführen des Befestigungselements in die Durchführöffnung mindestens um den Faktor 1,6, insbesondere mindestens um den Faktor 1,9 aufweitbar ist. Das bedeutet, dass eine Durchführöffnung, die im Ausgangszustand beispielsweise einen Durchmesser von 11 mm aufweist, beispielsweise eine metrische Gewindestange M 12, aber auch eine metrische Gewindestange M 16, insbesondere auch eine metrische Gewindestange M 20 aufnehmen kann, insbesondere ohne dass der Bund beim Einführen einreißt. Das Abdichtelement kann somit flexibel für Befestigungselemente mit verschiedenen Durchmessern eingesetzt werden.
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Vorzugsweise weist die Wandung eine Mantelfläche auf, die im Wesentlichen der Mantelfläche eines Kegelstumpfs entspricht. Dabei ist der Durchmesser der Grundfläche des Kegelstumpfs insbesondere mindestens um den Faktor 6 größer als der Durchmesser der unverformten Durchführöffnung. Alternativ hierzu weist die Wandung eine Mantelfläche auf, deren Form im Wesentlichen aus den Mantelflächen zweier aufeinander angeordneter Kegelstümpfe gebildet ist, wobei insbesondere die Grundfläche des oberen Kegelstumpfs kleiner oder gleich der Deckfläche des unteren Kegelstumpfs ist. Der obere Kegelstumpf ist vorzugsweise steiler geneigt als der untere Kegelstumpf, wodurch das Volumen des Aufnahmeraums gegenüber dem eines Abdichtelements mit gleichem Durchmesser und gleicher Höhe, aber mit einer Mantelfläche, die der Mantelfläche nur eines Kegelstumpfs entspricht, verringert. Insbesondere ist auch in diesem Fall der Durchmesser der Grundfläche des Kegelstumpfs mindestens um den Faktor 6 größer als der Durchmesser der unverformten Durchführöffnung.
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Damit die Wandung beim Einführen des Befestigungselements in die Durchführöffnung bzw. beim Andrücken des Abdichtelements gegen die Dichtschicht formstabil ist, so dass sich beim Einführen des Befestigungselements im Wesentlichen nur der Bund und nicht die Wandung verformt, ist mindestens eine Verstärkungsrippe am Abdichtelement angeordnet. Das Abdichtelement kann beispielsweise eine oder auch mehrere in Umfangsrichtung und/oder radial verlaufende Verstärkungsrippen aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist mindestens eine Verstärkungsrippe spiralförmig ausgeführt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein erstes erfindungsgemäßes Abdichtelement in einem eingebauten Zustand in einem Axialschnitt;
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2 das erste erfindungsgemäße Befestigungselement in einer Draufsicht;
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3 ein zweites erfindungsgemäßes Abdichtelement in einem Axialschnitt; und
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4 ein drittes erfindungsgemäßes Abdichtelement in einer perspektivischen Darstellung.
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In 1 ist eine Befestigungsanordnung mit einem ersten erfindungsgemäßen Befestigungselement 1 dargestellt. Die Befestigungsanordnung umfasst einen Verankerungsgrund 2 aus Beton, auf dem eine bituminöse Dichtschicht 3 angeordnet ist, die den Verankerungsgrund 2 vor dem Eindringen von Wasser und Tausalzen schützt. In den Verankerungsgrund 2 ist ein Bohrloch 4 durch die Dichtschicht 3 hindurch eingebracht worden. Nach dem Herstellen des Bohrlochs 4 wurde eine aushärtbare Masse 5, ein Zweikomponentenmörtel, in das Bohrloch 4 eingebracht und ein Befestigungselement 6 in Form einer metrischen Gewindestange 7 in eine Durchführöffnung 8 des Abdichtelements 1 eingeführt. Die Gewindestange 7 wurde in das Bohrloch 4 eingebracht, wobei die Gewindestange 7 einen Teil der aushärtbaren Masse 5 aus dem Bohrloch 4 verdrängt hat, wodurch die aushärtbare Masse 5 aus dem Bohrloch 4 austrat und nun vom Abdichtelement 1 umschlossen ist. Um den Teil der Gewindestange 7, der über das Bohrloch 4 und das Abdichtelement 1 übersteht, kann nun ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Randbalken, aufbetoniert werden.
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Das Abdichtelement 1, das in der 2 in einer Draufsicht abgebildet ist, weist eine Wandung 9 auf, die einen Aufnahmeraum 10 für die aushärtbare Masse 5, die aus dem Bohrloch 4 ausgetreten ist, umgibt. An dem der Dichtschicht 3 zugewandten Ende des Abdichtelements 1 ist die Wandung 9 als Dichtbereich 11 ausgebildet, der an der Dichtschicht 3 flächig anliegt und verhindert, dass die aushärtbare Masse 5, die aus dem Bohrloch 4 austritt, aus dem Aufnahmeraum 10 dringt. Die Wandung 9 weist eine Mantelfläche M auf, mit der Form der Mantelflächen M1, M2 zweier aufeinander angeordneter Kegelstümpfe, wobei der Kegelstumpf mit der Mantelfläche M2 stärker geneigt ist und die Grundfläche des oberen Kegelstumpfs einen Durchmesser aufweist, die der Deckfläche des unteren Kegelstumpfs mit der Mantelfläche M1 entspricht, so dass die Mantelfläche M einen Knick 15 aufweist.
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Der Aufnahmeraum 10 wird von der Wandung 9, der Dichtschicht 3 und einer Decke 12 des Abdichtelements 1, die vom Dichtbereich 11 beabstandet ist, begrenzt. Die Decke 12 wird durch die Durchführöffnung 8 und durch ein Anlageelement 13 in Form eines umlaufenden, geschlossenen und ringförmigen Bunds 14, der die Durchführöffnung 8 vollständig umgibt, gebildet. Der Bund 14 liegt an der Gewindestange 7 an und umschließt sie dicht, ohne dass eine Öffnung zwischen dem Bund 14 und der Gewindestange 7 vorhanden ist.
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Der Bund 14 weist eine Dicke tB auf, die gegenüber der Dicke tW des Teils der Wandung 9, der den Aufnahmeraum 10 im Wesentlichen umschließt, reduziert ist. Die Dicke tB des Bunds 14 beträgt nur ein Drittel der Dicke tW der Wandung 10, so dass der Bund 14 relativ leicht verformbar ist. Zudem ist der Bund 14 aus einem elastischen Kunststoff hergestellt, aus dem auch die Wandung 9 hergestellt ist. Die Ringbreite BB des ringförmigen Bunds 14 entspricht der Hälfte des Durchmessers DD der Durchführöffnung 8. Aufgrund der dünnwandigen und elastischen Ausbildung des Bunds 14 kann der Bund 14 beim Einführen der Ankerstange 7 stark verformt werden, ohne dass er einreißt. Eine Aufweitung der Durchführöffnung 8 um den Faktor 1,6 bis 1,9 ist möglich. Aufgrund der elastischen Ausbildung liegt der Bund 14 bündig und dicht an der Ankerstange 7 an, ohne dass Öffnungen vorhanden sind, durch die die Masse 5 austreten kann.
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Damit sich beim Einführen der Ankerstange 7 in die Durchführöffnung 8 die Wandung 9 nicht bzw. nicht stark verformt, sind an der Wandung 9 zwei in Umfangsrichtung verlaufende kreisringförmige Verstärkungsrippen 16 sowie orthogonal hierzu fünf radial verlaufende Verstärkungsrippen 17 angeordnet.
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In den 3 und 4 sind zwei weitere erfindungsgemäße Abdichtelemente 101, 201 dargestellt, die sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform des Abdichtelements 1 geringfügig unterscheiden. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird im Folgenden nur auf die Unterschiede der Abdichtelemente 101, 201 gegenüber dem Abdichtelement 1 eingegangen.
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Das in der 3 dargestellte Abdichtelement 101 weist eine Wandung 109 auf, mit einer Mantelfläche M3 nur eines Kegelstumpfs. Die Wandung 109 des Abdichtelements 101 ist somit ohne Knick gleichmäßig geneigt, wodurch das Volumen des Aufnahmeraums 110, bei gleicher Höhe und gleichem Durchmesser des Abdichtelements 101 vergrößert ist, so dass der Aufnahmeraum 110 mehr aushärtbare Masse aufnehmen kann. Zudem weist das Abdichtelement 101 nur eine Verstärkungsrippe 116 auf, die in Umfangsrichtung verläuft.
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4 zeigt ein Abdichtelement 201, das im Wesentlichen dem Abdichtelement 1 der 1 und 2 entspricht. Es unterscheidet sich ausschließlich durch die Ausbildung der Verstärkungsrippen: An der Wandung 209 des Abdichtelements 201 ist nur eine in Umfangsrichtung verlaufende Verstärkungsrippe 216 angeordnet, sowie drei weitere spiralförmig ausgestaltete Verstärkungsrippen 218, die sich auf der Wandung 209 bis zum Dichtbereich 211 erstrecken.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 101, 201
- Abdichtelement
- 2
- Verankerungsgrund
- 3
- Dichtschicht
- 4
- Bohrloch
- 5
- aushärtbare Masse
- 6
- Befestigungselement
- 7
- Gewindestange
- 8, 108, 208
- Durchführöffnung
- 9, 109, 209
- Wandung
- 10, 110, 210
- Aufnahmeraum
- 11, 111, 211
- Dichtbereich
- 12, 112, 212
- Decke
- 13, 113, 213
- Anlageelement
- 14, 114, 214
- Bund
- 15, 215
- Knick
- 16, 116, 216
- in Umfangsrichtung verlaufende Verstärkungsrippe
- 17
- radial verlaufende Verstärkungsrippe
- 218
- spiralförmig verlaufende Verstärkungsrippe
- tB
- Dicke des Bunds
- tW
- Dicke der Wandung
- BB
- Ringbreite des Bunds
- DD
- Durchmesser der Durchführöffnung
- DG
- Durchmesser der Gewindestange
- M, M1, M2, M3
- Mantelfächen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007055878 A1 [0002]
