DE10334150A1 - Werkzeug zum Aufrauen von Bohrlöchern - Google Patents

Abstract

Werkzeug (1) zum Aufrauen von Bohrlöchern mit einem eine Aufnahme (5) aufweisenden Grundteil (2) und Schneidkörpern (9). Um ein derartiges Werkzeug zu schaffen, das günstiger ist und eine verbesserte Aufrauung im Sinne verbesserter Haltewerte von chemischen Befestigungen erzeugt, schlägt die Erfindung vor, dass der Schwerpunkt des Grundteils (2) exzentrisch gegenüber der Längsachse (B) der Aufnahme (7) angeordnet ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Aufrauen von Bohrlöchern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Neben Spreizankern werden zur Befestigung von Gegenständen an Untergründen häufig chemische Systeme verwendet, bei denen in ein vorgebohrtes Sackloch eine aushärtbare Masse und anschließend eine Ankerstange oder dgl. eingebracht wird. Nach dem Aushärten der Masse werden die an der Ankerstange wirkenden Kräfte und Momente über die ausgehärtete Masse in den Untergrund eingeleitet. Hierdurch können hochfeste Verbindungen hergestellt werden. Voraussetzung hierfür ist eine gewisse Rauigkeit der Bohrlochwand, also die Ausbildung von mehr oder weniger großen Hinterscheidungen, damit die Masse neben der adhäsiven Wirkung einen Formschluss bildet. Insbesondere bei Sacklöchern, die mittels Diamantbohrkronen erstellt werden, ist die Bohrlochwand jedoch sehr glatt. Aus dem Stand der Technik sind daher Werkzeuge zum Aufrauen von Bohrlöchern bekannt. So schlägt beispielsweise das Dokument EP 0 795 677 B1 ein Werkzeug mit einem rotationssymmetrischen Grundteil vor, das eine Aufnahme zur Kopplung beispielsweise mit einer Bohrmaschine sowie mehrere Schneidkörper aufweist. Als Schneidkörper kommen beispielsweise Hartmetallstifte in Frage, die in Bohrungen des Grundteils eingelötet, eingeklebt oder verstemmt werden. Das Werkzeug wird nach der Erstellung des Bohrlochs in dieses eingeführt, auf dem Bohrlochgrund abgestützt und in Rotation gebracht. Im Weiteren kann das Werkzeug taumelnd im Bohrloch bewegt werden, wodurch sich an der Bohrlochwand umlaufende Furchen bilden. Weiterhin schlägt das Dokument EP 0 795 677 B1 vor, dass das Werkzeug am Einführende eine exzentrisch angeordnete Bohrspitze aufweist, die aufgrund ihrer Abstützung auf dem Bohrlochgrund eine exzentrische Drehbewegung bewirken soll.
• Die bekannten Werkzeuge haben mehrere Nachteile. Zum einen müssen sie in ihrer Länge an die Bohrlochtiefe angepasst werden. Bohrlöcher zum Anschluss von Befestigungen an Bewehrungen in Beton werden teilweise über einen halben Meter tief eingebracht, während für konventionelle Befestigungen Bohrungen im Bereich von 10 bis 20 cm ausreichend sind. Für die bekannten Werkzeuge bedeutet dies, dass diese für tiefe Bohrlöcher über die gesamte Länge mit Schneidkörpern bestückt sein müssen, was sehr teuer ist, obwohl dies für die kürzeren Bohrungen unnötig ist. Außerdem bewirkt die Abstützung auf dem Bohrlochgrund, dass die Schneidköper eine Aufrauung der Bohrlochwand in Form von umlaufenden Furchen bilden, die nur zu unzureichenden Verankerungseigenschaften führt. Auch die exzentrische Drehbewegung ändert hieran nichts, sondern verschlechtert eher noch das Ergebnis, da die exzentrische Abstützung der Bohrspitze lediglich eine einseitige Aufrauung der Bohrlochwand bewirkt.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Werkzeug zum Aufrauen von Bohrungen zu schaffen, das günstiger ist und eine verbesserte Aufrauung im Sinne verbesserter Haltewerte von chemischen Befestigungen erzeugt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Werkzeug nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Werkzeug weist ein Grundteil auf, dessen Schwerpunkt exzentrisch gegenüber der Längsachse der Aufnahme angeordnet ist. Hierdurch entsteht eine Unwucht, wodurch eine Taumelbewegung unabhängig von einer Abstützung im Bohrloch erzeugt wird. Hierdurch wird der Grundköper mit den Schneidkörpern innerhalb des Bohrlochs hin und her geschleudert, sobald das Werkzeug an einer Stelle die Bohrlochwand berührt. Anders als bei den bekannten Werkzeugen müssen die zum Aufrauen erforderlichen radialen Kräfte nicht vom Bediener durch eine von ihm erzeugte Taumelbewegung oder durch eine Abstützung auf dem Bohrlochgrund erzeugt werden, sondern das von einer Bohrmaschine erzeugte Drehmoment wird aufgrund der Schwerpunktlage des Grundköpers zur Erzeugung einer unregelmäßigen Folge von Schlägen gegen die Bohrlochwand genutzt. Entsprechend wird die Aufrauung weniger durch Furchenbildung sondern durch Herausschlagen kleiner Stücke aus der Bohrlochwand erzeugt. Aufgrund der axialen Auf- und Abbewegung entsteht schließlich selbst bei sehr harten Baustoffen eine stark aufgeraute, kraterartige Oberfläche, die gegenüber den Furchen, wie sie von den bekannten Werkzeugen erzeugt werden, verbesserte Haltewerte für chemische Befestigungen aufweist.
• Da das bekannte Aufsetzen des Werkzeugs auf dem Bohrlochgrund durch eine Auf- und Abbewegung ersetzt wird, hat das erfindungsgemäße Werkzeug außerdem den Vorteil, dass die Schneidkörper nur am Einführende des Grundteils angeordnet werden müssen. Gegenüber den bekannten Werkzeugen, die mit einer Vielzahl von Schneidkörpern über die gesamte Länge des Grundteils bestückt werden müssen, ergibt sich hierdurch ein wesentlich günstigeres Werkzeug.
• In einer bevorzugten Ausführung besteht das Grundteil des Werkzeugs aus einem Schaftteil und einem Taumelkörper, wobei das Schaftteil exzentrisch am Taumelkörper angeordnet ist. Das Schafteil weist die Aufnahme für die Bohrmaschine oder dgl. auf, während der Taumelkörper die Schneidkörper trägt. Hierdurch wird ein einfacher Aufbau zur Erzielung eines exzentrischen Schwerpunkts des Grundteils erreicht. Vorzugsweise sind das Grundteil und der Taumelkörper über eine lösbare Verbindung, beispielsweise eine Schraubverbindung, miteinander verbunden. Dies ermöglicht, dass der Taumelköper mit den Schneidkörpern durch das Verbinden mit unterschiedlich langen, günstigen Schaftteilen auf einfache Weise für jegliche Bohrlochtiefe verwendet werden kann.
• Gegenüber der bekannten Anordnung der Schneidkörper in axial ausgerichteten Reihen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Reihen entlang von Schraubenlinien auf dem Umfang des Grundteils anzuordnen. Hierdurch wird erreicht, dass das Werkzeug in der Regel bei jedem Aufprall auf die Bohrlochwand mit mehreren Schneidkörpern in unterschiedlichen Winkeln auftrifft. Dies führt gegenüber einer axialen Anordnung zu einer gleichmäßigeren Aufrauung. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung mit mindestens drei, gleichmäßig über den Umfang verteilten Reihen erwiesen, deren Schraubenlinien um etwa 45 Grad gegenüber der Längsachse des Werkzeugs geneigt sind. Selbstverständlich sind daneben auch eine Vielzahl anderer Anordnungen – regelmäßig oder unregelmäßig – möglich.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das in 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigte Werkzeug 1 weist ein Grundteil 2 bestehend aus einem Schaftteil 3 und einem Taumelkörper 4 auf. Das Schaftteil 3 ist zweiteilig aus einer Verlängerungsstange 5 und einem Adapterstück 6 aufgebaut. Durch das Aneinanderreihen mehrerer Verlängerungsstangen 5 bzw. durch die Verwendung unterschiedlich langer Verlängerungsstangen 5 kann das Werkzeug 1 an unterschiedlich tiefe Bohrlöcher angepasst werden. Das Adapterstück weist eine Aufnahme 7 mit einer normgemäßen Ausnehmung 8 auf, so dass es beispielsweise von einer Bohrmaschine (nicht dargestellt) mit SDS-Futter aufgenommen werden kann. An dem Taumelkörper 4 sind über den Umfang verteilt in Reihen entlang von Schraubenlinien S insgesamt neun Schneidkörper 9 verteilt. Als Schneidkörper dienen Hartmetallstifte, die in radiale Bohrungen des Taumelkörpers verstemmt sind. Die Schraubenlinien S sind dabei um etwa 45 Grad gegenüber den Längsachse A des Taumelkörpers geneigt. Der Taumelkörper 4 ist über ein exzentrisches Außengewinde 10 mit dem Innengewinde 11 des Schaftteils 3 verbunden. Durch diese lösbare Verbindung ist es möglich, unterschiedlich lange Schaftteile 3 für unterschiedliche Bohrlochtiefen zu verwenden und dabei den verhältnismäßig teueren Taumelkörper 4 beizubehalten.
• Durch den Versatz V der Längsachsen A und B des Taumelkörpers 4 und der Aufnahme 7, ist der Schwerpunkt des Grundteils 2 exzentrisch gegenüber der Längsachse der Aufnahme 5 angeordnet. Hierdurch ist bei Rotation um die Längsachse B der Aufnahme 7 eine Unwucht gegeben. Wird das Werkzeug 1, eingespannt in eine Bohrmaschine, von Hand geführt, so ergibt sich hierdurch zwangsläufig eine Taumelbewegung. Sobald das taumelnde Werkzeug 1 mit dem Taumelkörper 4 gegen die Bohrlochwand stößt, prallt der Taumelkörper 4 ab und führt in der Folge eine stark unregelmäßige Bewegung auf einer Querschnittsebene des Bohrlochs aus. Dabei schlagen die Schneidkörper 9 mit hoher Geschwindigkeit gegen die Bohrlochwand und trennen dabei kleine Stücke heraus. Das Werkzeug 1 wird währenddessen zusätzlich axial im Bohrloch hin und her bewegt, so dass bereits nach kurzer Zeit eine gleichmäßige Aufrauung der gesamten Bohrlochwand erfolgt ist.

Claims (5)

1. Werkzeug (1) zum Aufrauen von Bohrlöchern mit einem eine Aufnahme (5) aufweisenden Grundteil (2) und Schneidkörpern (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt des Grundteils (2) exzentrisch gegenüber der Längsachse (B) der Aufnahme (7) angeordnet ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (2) durch ein Taumelkörper (4) und ein exzentrisch am Taumelkörper (4) angeordnetes Schaftteil (3) gebildet ist, wobei die Schneidkörper (9) am Taumelkörper (4) angeordnet sind.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundteil (2) und das Schaftteil (3) über eine lösbare Verbindung (10, 11) verbunden sind.
4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidköper (9) in Reihen entlang von Schraubenlinien (S) angeordnet sind.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mindestens drei, gleichmäßig über den Umfang verteilte Reihen aufweist, deren Schraubenlinien (S) um 45 Grad gegenüber der Längsachse (A) des Werkzeugs geneigt sind.