-
Vorrichtung zur Verankerung von Bauteilen in einer Bohrung im Boden,
Gebirge, in Mauerwerk usw.
-
oder zum Verspannen derartiger Materialien selbst Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Verankerung von Bauteilen in einer Bohrung im Boden, Gebirge,
in Mauerwerk usw. oder zum Verspannen
derartiger Materialien selbst, die mit
einer Zugstange versehen ist, an der in verschiedenen Abständen wenigstens zwei
Spreizkeilgruppen angeordnet sind, welche mit entsprechenden Rampen an verformbaren
Schalen, die die Zugstange umgeben, zusammenarbeiten und denen zwischen diesen Rampen
noch Widerlager angeordnet sind.
-
Die bekannten derartigen Vorrichtungen ermöglichen eine Verformung
der Schalen nur im Bereich der Schalenenden, da nur dort Spreizkeile mit zugehörigen
Schalenrampen zusammenwirken. Eine Verformung auch des mittleren Schalenbereichs
und damit ein Anpressen der Schalen über die gesamte Bohrlochlänge ist nicht zu
erreichen. Dies ist aber insbesondere dann für einen sicheren Sitz der Vorrichtung
notwendig, wenn die Bohrlochwandung in verschiedenen Bereichen unterschiedliche
Festigkeit aufweist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung der eingangs
erwähnten, bekannten Gattung so auszubilden, daß das obige Ziel, nämlich ein Anpressen
der Schalen über die gesamte Bohrlochlänge, erreicht wird. Das geschieht dadurch,
daß die Widerlager an den Schalen, bezogen auf den Bohrlochgrund, mit der inneren
Spreizkeilgruppe nach dem Auseinanderspreizen der inneren Schalenenden zusammenwirken,
und daß die äußere Spreizkeilgruppe dabei auf die äußeren Rampen der Schalen einwirkt
und deren äußere Enden gespreizt hält.
-
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß zwecks Erleichterung
der Verforinung der mittlere Bereich der Schalen schwächer ausgeführt ist als deren
übriger g Bereich.
-
Nach einem aiideren Merkmal der Erfindung erfolgt die Festlegung der
Stellung der verforinbaren Schalen und der Zugstange der Vorrichtung vor dem eigentlichen
Spreizvorgang durch mittelbare Ab-
stützung der Widerlager auf die äußere
Spreizkeilgruppe und zusätzlich durch ein elastisches Band, das die Schalen in ihrem
gegen den Bohrlochgrund zu gelegenen Teil umschließt.
-
Vorteilhaft schließen die inneren Rampen mit ihrem äußeren Ende unmittelbar
an die Widerlager an, und der Abstand zwischen der inneren Spreizkeilgruppe und
der äußeren Spreizkeilgruppe ist größer als der Abstand zwischen den Widerlagern
und den inneren Enden der äußeren Rampen, so daß zuerst die äußere Spreizkeilgruppe
aui ihre Rampen einwirkt und die äußeren Enden der verforinbaren Schalen auseinanderspreizt.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
-
In den Zeichnungen zeigt Abb. 1 einen Aufriß der Verankerungsvorrichtung
nach der Erfindung bei ihrer Einführung in das Bohrloch, Abb. 2 eine Seitenansicht
dieser Vorrichtung, wobei eine Schale entfernt ist, Abb. 3 eine Draufsicht
auf die Vorrichtung, Abb. 4, 5 und 6 aufeinanderfolgende Stellungen
der Vorrichtung beim Verankern in einem Bohrloch. Die Vorrichtung, weist nach dem
Ausführungsbeispiel eine Zugstange 1 aui mit einem Gewinde 2 am äußeren Ende,
auf welches eine Mutter 3 unter Zwischenschaltung einer Abstützplatte 4 aufgeschraubt
ist.
-
Die Zugstangenlänge richtet sich nach dem Verwendunaszweck der Verankerungsvorrichtung.
-
C
Das dem Bohrlochgrund zugekehrte Ende der
Zugstange besitzt beiderseits aiigeordnete Spreizkeile 5
und 6 mit
Anschlagflächen 8.
-
Ferner sind an diesem Ende de- Zugstange 1, zu den Spreizkeilen
5, 6 versetzt. einander gegenüberliegende Vorsprünge 10 und
11 vorgesehen.
-
In einem gewissen Abstand von den inneren Spreizkeilen 5 und
6 sind zwei weitere, äußere Spreizkeile 13 und 14 an der Zugstange
1 vorgesehen, die vorzugsweise mit den inneren Spreizkeilen 5 und
6 ausgerichtet sind.
-
Der Abstand zwischen den inneren und den äußeren Spreizkeilen kann
beliebig gewählt werden; er richtet sich nach den Abmessungen und der Form der nachstehend
beschriebenen Schalen.
-
In dem dargestellten Beispiel wird die Vorrichtung durch zwei Schalen
1,5, 16 vervollständigt (die Zahl der Schalen kann auch mehr als zwei betragen),
die mit Bezu- aufeinander frei beweglich sind, an der Zugstan,ge 1 zweckmäßig
mit einem Spiel anliegen und durch ein elastisches Band 20 zusammengehalten werden.
Dieses Band liegt frei auf den beiden Schalen: es kann gegebenenfalls auch durch
eine in den Schalen vorgesehene, nicht dargestellte Rille festgelegt werden.
-
Die im wesentlichen symmetrischen Schalen weisen, mit Bezug auf den
Bohrlochgrund, innere Rampenpaare A, C und äußere Rampenpaare
B, D
auf, wobei die Rampen A, C den Spreizkeilen
5, 6
und die Rampen B, D den Spreizkeilen 13,
14 zu-(yeordnet sind.
-
Ferner weisen die Schalen Widerlagger auf, die von einem Vorsprung
21 an der einen Schale und einer Ausnehmung 22 an der anderen Schale gebildet werden.
-
Im allgemeinen hat jede Schale einen solchen Vorsprung und eine solche
Ausnehmung; es ist aber auch möglich. daß die eine Schale beide Vorsprünge 21 und
die andere beide Ausnehmungen 22 trägt.
-
Der äußere Randbereich der Schalen besitzt vorspringende Teile
23 zum besseren Festhaken der Vorrichtung im Bohrloch.
-
über eine Fläche 17, die zwischen den beiden Rampen
C und D vor der Ausnehmung 22 vorgesehen ist, stützt sich jede Schale
auf den Spreizkeilen 13
bzw. 14 ab.
-
Die Schalen werden an ihrem inneren Ende durch das elastische Band
20 zusammengezogen, so daß ihr äußerer Rand von der Zugstange 1 etwas absteht.
Wird der äußere Rand der Schalen zusammengedrückt, so schwenken die Schalen um die
Spreizkeile 13, 14 und gehen an ihrem inneren Ende auseinander.
-
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst wird im Boden, Gestein
od. dgl. ein Loch 25 hergestellt, dessen Durchmesser und Tiefe den Abmessungen
der Vorrichtung ang gepaßt ist.
-
Die Vorrichtung wird dann in das Bohrloch eingeführt. Die Vorrichtungsteile
nehmen dabei die in Abb. 1 dargestellte Stellung ein.
-
Diese Stellung wird aufrechterhalten, wenn der Durchmesser der Bohrung
gleichmäßig und größer ist als der Durchmesser des äußeren Randes der Schalen. Ist
die Bohrung aber etwas kleiner, dann reiben die Schalen mit den äußeren Rändern
an der Bohrlochwandung, und passen sich infolge des Spiels zwischen Schalen und
Zugstange und der Verwendung des elastischen Bandes 20 der Bohrlochwanduaa an. Die
dabei erfolgte Schwenkbewegung der Schalen bewirkt zwar nicht die eigentliche Verankerung,
sorgt aber für ein hinreichendes Verhaken der Vorrich-uno, im Bohrloch, so daß sie
nicht mehr herausfallen kann, wenn man sie zufällig loslassen sollte. Die Vorsprünge
23 unterstützen dabei das Verhaken der Vorrichtung im Bohrloch. Ist die Vorrichtung
ge-
nügend tief in das Bohrloch eingedrungen, wird die Abstützplatte 4 auf
die Stange 1 aufgeschoben und gegen den Boden 26 gedrückt. Dann schraubt
man die Mutter 3 auf und zieht sie an, wodurch die Schalen auseinandergespreizt
werden.
-
Das Auseinanderspreizen der Schalen geht folgendermaßen vor sich:
In Abb. 1 ist die Vorrichtung in ihrer ursprüng lichen Stellung dargestellt,
d. h. die Schalen sind an das innere Ende der Stange 1 angedrückt,
und zwar infolge der Wirkung des elastischen Bandes 20. Am äußeren Ende sind die
Schalen infolge der als Anschläge wirkenden Spreizkeile 13 und 14 voneinander
abgerückt.
-
Das Anziehen der Mutter 3 bewirkt, daß die Stange
1 sich im Sinne des Pfeiles F, gegenüber den Schalen 15 und
16 verschiebt, die entweder an ihrem äußeren Ende oder in einer Zwischenzone,
je nach dem Profil des Bohrloches, mit der Bohrlochwandung in reibender Berührung
stehen.
-
Zuerst wird durch das Auseinanderspreizen der Schalen am äußeren Ende
derselben mittels der Vorsprünge 23 eine erste Verankerung erzielt.
-
Die äußeren Spreizkeile 13 und 14 sind dazu so angeordnet,
daß sie auf die zugeordneten Rampen B, D wirken, bevor die inneren Spreizkeile
5, 6 zur Wirkung gelangen. Beim Auseinanderspreizen der äußeren Schalenenden
werden die inneren Schalenenden an die Stange 1 gepreßt.
-
Die inneren Spreizkeile 5 und 6 müssen leicht zwischen
ihre Rampen A, C eindringen können.
-
Dieses Eindringen wird durch die Wirkung der seitlichen Vorsprünge
10 und 11 erleichtert, da diese die inneren Schalenenden zunächst
von der Stange wegdrücken (Stellung, in Abb. 4).
-
Hierauf erreichen die Spreizkeile 5 und 6 ihre zugehörigen
Cr Rampen A und C und bewirken eine par aUele Lage der Schalen zur Stange
1.
-
Durch weiteres Anziehen der Mutter 3 entfernen sich die beiden
Schalen 15 und 16 immer mehr von der Stange 1 der Vorrichtung
und pressen sich immer stärker an die Bohrlochwandung, wobei sie je nach
der Art des umgebenden Bodens und dem Profil der Bohrung einen veränderlichen Druck
ausüben.
-
Von dem Augenblick an, in dem der Vorsprung 21 des Widerlagers aus
der ihm zugeordneten Ausnehmung 22 austritt, sind die beiden Schalen in ihrer Bewegung
nicht mehr aneinander gebunden. Sie können sich dadurch vollständig der Bohrlochwandung
anpassen.
-
Form und Material der Schalen ist dazu so gewählt, daß sich die Schalen
leicht verforinen können.
-
Die Stellung der inneren zu den äußeren Spreizkeilen, ihr Profil,
sowie das der Rampen A, C und B, D können so gewählt
sein, daß das Einwirken der inneren und äußeren Spreizkeile auf ihre Rampen gleichzeitig
oder zeitlich nacheinander erfolgt. Vorteilhaft ist es jedoch, die Spreizkeile so
anzuordnen, daß die Schalen von der Stange 1 sich zuerst an ihrem äußeren
Ende abheben.
Sind die beiden inneren und äußeren Spreizkeilgruppen
in Tätigkeit, dann befindet sich die Vorrichtung in der in Abb. 5 gezeigten
Stellung. Jede Schale ist verforint, und zwar ist sie am inneren und äußeren Ende
ausgebaucht. Es ist ihr somit möglich, sich völlig der Bohrlochwandung anzupassen.
-
Ist die Verankerung ausreichend, so kann die Vorrichtunc, in der in
Abb. 5 dargestellten Stellung verbleiben. Die Verankerung kann aber, wenn
notwendig, noch weitergetrieben werden, wobei die Vorrichtung dann die in Abb.
6 dargestellte Stellung einnimmt.
-
Die Anschlagflächen 8 der inneren Spreizkeile 5,
6
wirken dann mit dem Vorsprung 21 der einen Schale und der Fläche
19 der Ausnehmung 22 der anderen Schale zusammen. In diesem Augenblick kann
die Stange sich nicht mehr gegenüber den Schalen verschieben. Wenn man weiter die
Mutter 3 anzieht, wird die Stanae stark im Sinne des Pfeiles F auf Zug beansprucht,
und, da die beiden Schalen 15 und 16
in der Bohrung unbeweglich sind,
erfolgt eine Verforinung der Schalen in der Weise, daß der Querschnitt in ihrem
mittleren Bereich 35 gegenüber Abb. 5 sich noch mehr verkleinert.
-
Die Schalen als Ganzes sind tatsächlich bestrebt, zu »platzen«, und
schließlich dringen sie seitlich tief in den Boden ein, wie in Abb. 6 dargestellt.
-
Die Verankerung hat sich bis zu dieser EndsteRung in mehreren Abschnitten
vollzogen: a) bei der Einführung der Vorrichtung erfolgt eine elastische Erweiterung
des äußeren Schalenbereichs, die eine hinreichende Verankerung er-g gibt
und in deren Verlauf im allgemeinen die inneren Enden der Schalen leicht von der
Zugstange abgerückt werden; b) Erweiterung des äußeren Schalenbereichs durch
die Wirkung der- äußeren Spreizkeile auf die entsprechenden Rampen; e) Erweiterung
der inneren Enden der Schalen durch Wirkung der inneren Spreizkeile auf die entsprechenden
Rampen, wobei die Einführung der inneren Spreizkeile in den Zwischenraum zwischen
die Rampen erleichtert wird; d) parallele Erweiterung der Schalen bei gleichzeitiger
Wirkung aller Spreizkeilgruppen, wobei die Wirksamkeit der Verankerung eine Funktion
des Anziehverhältnisses der Mutter 3 am Stangenende oder jedes anderen Mittels
zum Ausüben eines Zuges auf die Stange ist; e) schließlich in gewissen Fällen, in
denen der Widerstand des Bohrlochmaterials nur gering ist, zentrale Erweiterung
durch starke Verformung der Schalen, die durch den Druck der inneren Spreizkeile
auf die Widerlager der Schalen bewirkt wird.
-
Die Erfindung ist keineswegs auf die dargestellte und beschriebene
beispielsweise Ausführungsform. beschränkt.
-
Insbesondere richten sich die Abmessungen der Vorrichtung, die Form
der Schalen (eben oderkreisförmig), die Zahl der Schalen, die Art der Spreizkeile,
die z. B. auf die Stange aufgekeilt sein können oder nicht, der Querschnitt der
Stange und das, Material nach den Verwendungsbedingungen und den kennzeichnenden
Merkmalen der Einsatzstelle der Vorrichtung (Art des Materials, Tiefe, Durchmesser).
Außerdem kann die Form der Schalen so bestimmt werden, daß man die bewejc, iche
Anfangs- und Enderweiterung regeln kann.
-
Ferner kann man eine längere Vorrichtung vorsehen, die einen oder
zwei Spreizkeile für eine zusätzliche Enderweiterung aufweist.
-
So kann man sich z. B. eine Zugstange denken, die drei oder vier Spreizkeilreihen
aufweist, die mit einer entsprechenden Anzahl von Rampen zusammenarbeiten, wobei
die Verforinungen der Schalen entweder durch die Wirkung aller gleichzeitig arbeitenden
Spreizkeile oder durch die zeitlich in Abständen und nacheinander erfolgende Wirkung
der verschiedenen Keile bewirkt wird.
-
Ebenso kann man die gemeinsame Anordnung zweier oder mehrerer Vorrichtungen
auf einem und demselben Schaft vorsehen, wobei jede Vorrichtung stets mindestens
eine selbständiae elastische Aus-C "angs Cr - erweiterung, eine Enderweiterung
durch zwei Keilgruppen und Anschläge am Ende des Arbeitsvorganges aufweist.
-
Endlich können die Spreizkeile gegebenenfalls einen kreisfönnigen
g Querschnitt haben.