DE19754793A1 - Verbundanker mit einem pyrotechnischen Heiz- und Austreibgenerator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundanker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verbundanker bzw. Injektionsanker sind seit langem bekannt. Dazu wird in das Bohr­ loch eine Glasampulle (Mörtelpatrone, die Reaktionsharz, Quarz und Härter enthält) eingeführt und eine Gewindestange bzw. ein speziell geformter Bolzen nachgescho­ ben. Die Glasampulle zerbricht, und durch Einvibrieren des Bolzens verteilt sich die Masse gleichmäßig im Bohrloch. Solche Verbundanker sind auch für den Einsatz in der Zugzone erhältlich. Dort bilden sich aufgrund der geringen Zugfestigkeit des Be­ tons im Laufe der Zeit Risse, so daß einmalig aufgespreizte Verbundanker nachrut­ schen können bzw. nur noch einen Bruchteil ihrer Tragkraft haben.

Diese Verbundanker werden auch als Dübel bezeichnet, d. h. die Begriffe sind äquiva­ lent.

Nachteilig an diesen Verbundankern ist, daß der Bohrlochdurchmesser immer größer sein muß als der Dübeldurchmesser, da der Dübel eingeschoben und vibriert werden muß. Dazu ist zusätzliches Spezialwerkzeug nötig. Desweiteren bestehen Verbund­ anker stets aus mehreren Komponenten, wie dem Gehäuse, der Mörtelpatrone und dem Bolzen, die getrennt voneinander gelagert werden und im Bedarfsfall zusam­ mengefügt bzw. benutzt werden.

Ferner ist die Bohrtiefe exakt einzuhalten, da sonst Mörtel austritt bzw. die Länge des herausstehenden Bolzenteils nicht ausreichend ist. Es sind Aushärtezeiten vor Bela­ stung einzuhalten (je nach Umgebungstemperatur einige Minuten bis einige Stunden) bis der Dübel voll belastet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundanker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu verbessern, daß die Handhabung verbessert ist, weniger Teile erforderlich sind, kein aufwendiges Spezialwerkzeug erforderlich ist, der Bol­ zendurchmesser gleich dem Durchmesser des Verbundankers sein kann, die Taug­ lichkeit für die Zugzone von Stahlbetonkonstruktionen (insbesondere Decken) erfüllt ist, die Tauglichkeit auch für Randzonen gegeben ist und geringe Wartezeiten zu be­ achten sind, bis der Verbundanker voll belastet werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Verbundanker ein pyro­ technischer Heiz- und Austreibgenerator angeordnet ist, der bei Zündung der pyro­ technischen Ladung die aushärtbare Masse erhitzt und in das Bohrloch austreibt. Durch die erfindungsgemäße Lehre wird aushärtbare Masse im Inneren des Verbund­ ankers erhitzt und durch die Druckwirkung des Generators aus dem Dübel in das Bohrloch ausgetrieben. Die Festigkeit kommt durch die innige Verbindung der aus­ härtbaren Masse mit dem Bohrloch und der Außenfläche des Verbundankers bzw. Dübels zustande.

In bevorzugter Ausführungsform weist der Verbundanker ein hülsenförmiges Gehäuse mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum auf, von dem Abström­ kanäle radial nach außen führen. Mit Längsrichtung ist die Axialrichtung des Verbund­ ankers verstanden.

Vorteilhafterweise weist im Bereich der Austrittsöffnungen der Abströmkanäle die Mantelfläche des Gehäuses eine Einbuchtung auf. In diese Einbuchtung wird die aus­ härtbare Masse gedrückt.

Zweckmäßigerweise ist die Mantelfläche im Bereich der Einbuchtung mit Schrägen versehen, die sich in Richtung zur Spitze des Verbundankers hin verbreitern. Hier­ durch ist ein Nachrutschen im Falle von Rißbildungen in der Zugzone möglich, ohne daß sich der Verbundanker lockert, da durch die Schrägen während des Nachrut­ schens die angrenzende aushärtbare Masse weiter verdichtet wird und dadurch den festen Sitz wieder sicherstellt.

Erfindungsgemäß ist am Ende des Aufnahmeraums die aushärtbare Masse angeord­ net. Diese ist bevorzugt ein Kunststoff als Granulat oder Formteil. Vorteilhaft ist die aushärtbare Masse jedoch auch ein thermisch aushärtender Flüssigmörtel oder ein Kleber bzw. Klebstoff.

In bevorzugter Ausführungsform ist im Aufnahmeraum unterhalb der aushärtbaren Masse der pyrotechnische Heiz- und Austreibgenerator angeordnet. Mit "oben" ist die Spitze des Verbundankers bzw. Dübels gemeint. Unten ist das entgegengesetzte En­ de, welches z. B. aus dem Bohrloch herausragen kann.

Der Generator ist sinnvollerweise eine Randfeuerpatrone, ein mechanisches Anzünd­ hütchen oder ein thermisch oder laserinitiierbares Druckelement. Ein Anzündelement ist bevorzugt im Generator selbst angeordnet. Es kann jedoch auch unterhalb des Generators im Aufnahmeraum eingebaut sein.

Bevorzugt besteht der Generator aus einem unteren becherförmigen Boden und ei­ nem haubenförmigen Deckel, wobei der Deckel beweglich aber dicht auf dem Boden aufgesetzt ist und im gebildeten Innenraum die Treibladung und das Anzündelement angeordnet sind.

Zweckmäßigerweise ist angrenzend an den Aufnahmeraum ein an der unteren Stirn­ seite offener zylindrischer Halteraum mit einem Innengewinde angeordnet. Dieses In­ nengewinde dient zum Einschrauben einer Schraube und damit zur Befestigung eines Gegenstandes am Verbundanker.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der einzigen Figur, die nachfolgend beschrieben ist. Diese Figur zeigt im Schnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ver­ bundankers eingesetzt in ein Bohrloch 6, jedoch noch nicht im verankerten Zustand.

Der Verbundanker besteht aus einem hülsenförmigen Gehäuse 1 mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Aufnahmeraum 8, der bis zur Spitze 12 bzw. zur oberen Stirnseite des Verbundankers reicht. Von diesem Aufnahmeraum 8 führen Abströmka­ näle 9 radial nach außen in eine Einbuchtung 10 der Mantelfläche des Verbund­ ankers. Im Bereich der Austrittsöffnungen der Abströmkanäle 9 ist die Mantelfläche mit Schrägen 11 versehen, die sich in Richtung zur Spitze 12 des Verbundankers hin verbreitern. Am Ende des Aufnahmeraums 8 ist als aushärtbare Masse 5 ein Kunst­ stoff bzw. ein Thermoplast eingesetzt. Mit dem Bezugszeichen 18 ist alternativ eine Pille bzw. ein Behälter mit thermisch aushärtendem Flüssigmörtel oder Kleber ge­ kennzeichnet. Angrenzend an die aushärtbare Masse 5 ist ein pyrotechnischer Heiz- und Austreibgenerator 2 angeordnet, der eine pyrotechnische Ladung 7 und ein An­ zündelement 13 beinhaltet. Dieser Generator 2 ist in dieser Ausführungsform als Randfeuerpatrone ausgebildet. Der Generator 2 besteht aus einem unteren becher­ förmigen Boden 14 und einem haubenförmigen Deckel 15, wobei der Deckel 15 be­ weglich aber dicht auf den Boden 14 aufgesetzt bzw. übergestülpt ist. Der Deckel 15 reicht dabei bis in den Bodenbereich des Bodens 14 und der Boden 14 reicht bis in den Deckelbereich des Deckels 15, so daß ein langer Überlappungsbereich geschaf­ fen ist. Der Bodenbereich des becherförmigen Bodens 14 ragt aus dem Aufnahme­ raum heraus und kragt radial nach außen aus. In der dadurch geschaffenen Randzo­ ne ist ein Anzündelement 13 eingesetzt. Ansonsten ist der Innenraum des Generators 2 vollständig mit der pyrotechnischen Ladung 7 gefüllt. Das obere Ende des hauben­ förmigen Deckels 15 ist zur Mittellängsachse 19 hin konisch ausgebildet, so daß eine Spitze gebildet ist.

Unterhalb des Generators 2 ist ein von einem Sicherungsring 4 gehaltenes Schlag­ stück 3 angeordnet. Dieses Schlagstück 3 liegt über Spitzen 20 am Boden 14 an und ragt mit seiner als Wölbung ausgebildeten abgewandten Seite in einen Halteraum 16, der zylinderförmig ausgebildet und an seiner unteren Stirnseite offen ist. Ein Innen­ gewinde 17 in diesem Halteraum 16 dient zum Einschrauben einer Schraube in den Verbundanker.

Die beschriebene Ausführungsform weist ein Schlagstück 3 auf. Die Auslösung des Anzündelements, welches auch außerhalb des Generators 2 angeordnet sein kann kann jedoch z. B. auch thermisch oder durch Laserenergie erfolgen.

Ist das Bohrloch 6 eingebracht, wird der Verbundanker eingesetzt. Anschließend wird über einen Hammer ein Schlag auf das Schlagstück 3 gegeben. Die Schlagenergie wird über die Spitzen 20 auf das Anzündelement 13 bzw. die Anzündladung übertra­ gen, die dadurch angezündet wird. Diese wiederum zündet die pyrotechnische La­ dung 7 an, die den Deckel 15 vom Boden 14 weg beschleunigt und die aushärtbare Masse 5 über die Abströmkanäle 9 in die Einbuchtung 10 drückt. Durch die Zündung der Ladung 7 wird die aushärtbare Masse 5 erhitzt und bei der Verwendung von Thermoplast als aushärtbare Masse 5 gleichzeitig verflüssigt. Als Ergebnis befindet sich die aushärtbare Masse 5 in der Einbuchtung 10 und schafft einen innigen Kontakt von der Bohrlochwandung zur Mantelfläche des Verbundankers. Bei späteren Rissen im Gestein kann der Verbundanker etwas aus dem Bohrloch herausrutschen. Hier­ durch wird durch die Schrägen 11 die aushärtbare Masse weiter verdichtet, wodurch wieder ein fester Kontakt hergestellt ist.

Claims (12)

1. Verbundanker mit einer aushärtbaren Masse (5), die den Verbundanker im Bohrloch (6) befestigt, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbundanker ein py­ rotechnischer Heiz- und Austreibgenerator (2) angeordnet ist, der bei Zündung der pyrotechnischen Ladung (7) die aushärtbare Masse (5) erhitzt und in das Bohrloch (6) austreibt.

2. Verbundanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund­ anker ein hülsenförmiges Gehäuse (1) mit einem sich in Längsrichtung erstrec­ kenden Aufnahmeraum (8) aufweist.

3. Verbundanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Aufnahme­ raum (8) Abströmkanäle (9) radial nach außen führen.

4. Verbundanker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Austrittsöffnungen der Abströmkanäle (9) die Mantelfläche des Gehäuses (1) ei­ ne Einbuchtung (10) aufweist.

5. Verbundanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflä­ che im Bereich der Einbuchtung (10) mit Schrägen (11) versehen ist, die sich in Richtung zur Spitze (12) des Verbundankers hin verbreitern.

6. Verbundanker nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Aufnahmeraums (8) die aushärtbare Masse (5) angeordnet ist.

7. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aushärtbare Masse (5) ein Kunststoff (Granulat oder Formteil), ein thermisch aushärtender Flüssigmörtel oder ein Kleber ist.

8. Verbundanker nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmeraum (8) unterhalb der aushärtbaren Masse (5) der pyrotechni­ sche Heiz- und Austreibgenerator (2) angeordnet ist.

9. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (2) eine Randfeuerpatrone, ein mechanisches Anzündhüt­ chen oder thermisch oder laserinitiierbares Druckelement ist.

10. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anzündelement (13) im Generator (2) selbst oder unterhalb des Genera­ tors (2) im Aufnahmeraum (8) angeordnet ist.

11. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (2) aus einem unteren becherförmigen Boden (14) und einem haubenförmigen Deckel (15) besteht, wobei der Deckel (15) beweglich aber dicht auf den Boden (14) aufgesetzt ist und im gebildeten Innenraum die Treibladung (7) und das Anzündelement (13) angeordnet sind.

12. Verbundanker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Aufnahmeraum (8) ein an der Stirnseite offener zylindri­ scher Halteraum (16) mit einem Innengewinde (17) angeordnet ist.