DE2426618A1

DE2426618A1 - Verankerungsbolzen

Info

Publication number: DE2426618A1
Application number: DE19742426618
Authority: DE
Inventors: Robert Landles Wight Beveridge
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1974-05-31
Publication date: 1975-01-16
Also published as: FR2234480A1; SE7408102L; GB1408366A; AU6903274A; CA997602A; IT1019638B; CH582313A5; FR2234480B1; JPS5032718A; ZA743086B; DE2426618B2; DE2426618C3; ES427579A1

Description

PATENTANWALTSBÜRO I IEDTKE - DÜNUNG - IVlNNE TEL. (0811) 539653-56 TELEX: J248-.5 lipat CAbLE ADORESS: Germaniapatent München

8000 München 2

Bavariarinf4 31. Mai 1974 Postfach 202403

B 6041

Imperial Chemical Industries, Limited London / Großbritannien

Verankerung^ bolzen

Die Erfindung· betrifft einen Verankerungsbolzen für eine Verankerung· mit flüssigen Mitteln, insbesondere Kunstharz, bestehend aus einem Schaft und einem das Bohrloch abschließenden Teil, um das Bohrloch gegen herausdrückendes Kunstharz abzudichten. Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verankerung in massivem JWaterial.

Die Verwendung von Verankerungsbolzen, die in Bohrlöchern eingegossen werden, ist z.B. zur Befestigung von

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Teilen an .Vänden und Böden allgemein bekannt. Häufig hat die Verwendung von eingegossenen Verankerungsbolzen zur Stabilisierung der Oberflichenschicht des Materials durch Verfestigen der Oberfläche zu festem Haltematerial beigetragen, in das der Bolzen eingegossen ist. Derartige Anwendungen sind im Bauingenieurwesen und im Bergbau zum Versteifen von Decken, ',Vänden und Böden, die zum Reißen neigen, weitverbreitet. Die zunehmende Verwendung von Verankerungsbolzen ist gewissermaßen von der Entwicklung schnellhärtender Gießharze abhängig, die in vielen Anwendungsbereichen anstelle der herkömmlichen Zemente verwendet werden.

Beim Verankern eines Bolzens mit härtendem kunstharz werden eine Harzmasse und ein Härter in getrennten zerstörbaren Behältnissen in das Bohrloch eingeführt und wird der Bolzen unter Drehen oder Bütteln eingesetzt, um die Behältnisse aufzubrechen und die Harzkomponenten miteinander zu vermischen. Die Harzmasse und der Härter sind gewöhnlich in rohrförmige Kaoseln aus Kunststoffolie eingefüllt, wobei die Kansel mit Härter in die Kapsel für das Kunstharz eingefügt ist und gewöhnlich an beiden Enden mit der Kansel für das Kunstharz mittels die Enden der Kaoseln umgreifenden Letallklainmern verbunden ist. Bei jeder derartigen Verankerungsweise unter Verwendung von Harzkapseln ist die Ankerungsfestigkeit am Grund des

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Bohrloches gering, was von den unwirksamen Rückständen ' der Harzkapseln wie z.B. der KapseIwandung und den Endklammern herrührt .Diese Bestandteile werden "beim Einsetzen des Bolzens in das Bohrloch an den Grund desselben gedrangt. Andere Teile der KapseIwandung können an der Wand des Bohrloches abgelagert werden und verhindern an diesen Stellen ein Verbinden des Kunstharzes mit der •.Vand. Der auf diesen Wirkungen beruhende Verlust an Ankerungsfestigkeit ist bei langen Bolzen von 30 cm oder einer größeren Llnge geringfügig, er ist aber bei kurzen. Bolzen von 15 cm oder einer geringeren Länge bedeutsam und kann die Haltekraft der Bolzen - insbesondere in Materialien wie Leichtbeton - ernstlich vermindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Verankerungsbolzen der eingangs genannten Art* zu schaffen, bei dem diese nachteiligen Wirkungen überwunden sind, bei dem also die Haltekraft des Bolzens von den Überresten der Harzkapseln unbeeinflußt bleibt und damit eine verbesserte Haltekraft erreicht ist. üufgabe der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verankerung aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verankerungsbolzen einen nach außen erweiterten Schaft aufweist, wodurch am inneren Ende ein Bolzenkopf

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ausgebildet ist, der dem Sackende des Bohrloches züge- ■ wandt eingesetzt wird, daii wenigsten ein TJmfangsteil des Bolzenkonfes v/egqreschnitten ist, wodurch zwischen dem BolzenkoDf und. dem Bohrloch ein freier Saum für den Durchtritt des Kunstharzes gebildet ist, wenn der Bolzen in das Bohrloch eingeführt wird, und daß ein dem Bolzen zugeordnetes ADschlubteil vorgesehen ist, um das Bohrloch gegen herausdrückendes Kunstharz abzudichten. Wenn der Bolzen von gehärtetem Kunstharz umgeben und gespannt ist, wirkt die nach auiien erweiterte Fläche des Bolzenkopfes wie eh Keil, wodurch hohe Druckkräfte übertragen werden, die auf das ihn umgebende Kunstharz am Boden des Bohrloches einwirken und das Haltevermögen des Kunstharzes in dieser Lage verbessern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Bolzens ist an seinein abgestumnften linde ein kegelstumpfförmiger Bolzenkopf ausgebildet. Die Basis der kegelstumpfförmigen Fläche sollte verzugsweise eben sein. Der Bolzenkopf hat vorzugsweise eine scharfe Umfangskante, die vorteilhaft ist, um beim Einsetzen des Bolzens in das Bohrloch Teile der Kunstharzkaoseln von der Bohrlochwandung fernzuhalten. Das am Bolzenkopf auisenseitig weggeschnittene Teil oder deren mehrere bildet bzw. bilden Reiß- und Mischflächen zum Vermischen der Kunstharzkomponenten, wenn der Bolzen während des Einführens in das Bohrloch gedreht wird.

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Zweckmißigerweise sind die weggeschnittenen Teile flache, z.B. zwei diametral gegenüberliegende, am Umfang des BoI-zenkonfes ausgebildete .Flächen. V/eitere Zwischenräume für den Harzdurchtritt können durch die ÄusbilJung von Schnitten in einer axialen Ebene des Bolzenkoüfes vorgesehen werden, wie z.B. durch Aufteilen des fiolzenkopfes in Abschnitte.

Der BolzenkoDf ist vorzugsweise mit einer ibndnische, zweckmäßigerweise mit einer konischen Aufweitung ausgebildet, in der die unwirksamen Rückstände der Kapseln gesammelt werden, -wenn der Bolzen in ein Bohrloch eingeführt ist.

Das Abschlußteil kann zweckmäßie-erweise ein um den Bolzenschaft greifendes ringförmiges il le ment sein. Das ringförmige Element kann einstückig mit dem Schaft oder ein den Bolzenschaft umgreifender Ring, eine Dichtung bzw. eine TJmkleidungs büchse sein.

Der.Schaft kann beliebigen querschnitt haben; er ist aber gewöhnlich kreisförmig oder oval und hat eine ebene oder auch eine ungleichmäßig geformte Oberfläche.

Das außenliegende des Bolzenschaftes kann mit Befestigungsmitteln zum Anbringen von anderen Elementen oder

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Snanngliedern bekannter Art versehen sein. So kann das ' Ende des Schaftes z.B. zur Aufnahme einer Kutter mit einem Gewinde versehen sein.

Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zum Her-

stellen einer Verankerung in festem Material, wobei in dem Material ein Bohrloch hergestellt wird, wobei in das Bohrloch ein härtbares Kunstharz eingebracht wird, wobei ein Verankerungsbolzen in das Bohrloch eingeführt wird und das Kunstharz durch Aushirten den Bolzen mit der Bohrlochwandung verbindet; der Bolzen weist hierbei einen nach außen erweiterten Schaft auf, wodurch an dessen innerem Ende, das in das Bohrloch eingeführt wird, ein Bolzenkopf ausgebildet ist, wobei am Bölzenkopf ein Umfangsteil weggeschnitten ist, wodurch das hirtbare Kunstharz zwischen dem Bolzenkopf und der Bohrlochwandung hindurchfließen kann, und '.vobei dem Bolzensehaft ein Abschlußteil zugeordnet ist, um des Bohi'loch gegen heraustretendes Kunstharz abzudichten, und wobei die nach außen erweiterte Fliehe des ßolzenkonfes als Keil auf das gehärtete Kunstharz wirkt, wenn auf den Bolzen eine Zugkraft wirkt. Bei einer bevorzugten Anwendung des Verfahrens ist das härtbare Kunstharz in einem Zweikomponenten-Bebältnis untergebracht, wobei die narzkomponente und die Härterkomponente in getrennten zerstörbaren Behlltnissen eingekapselt sind und wobei der Verankerungsbolzen beim Einführen in

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das Bohrloch gedreht wird, um die Behältnisse aufzubre-' chen und deren Inhalte zu vermischen.

Ein bevorzugtes Ausführuhgsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.' Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines zum

Einsetzen in ein Bohrloch vorbereiteten ■Verankerungsbolzens ;

Fig. 2 einen querschnitt entlang der Linie II -II ' in Fig. 1; ^und·

Fig. 5 eine schematisierte öchnittansicht des in ein Bohrloch eingegossenen Verankerungsbolzens gemäß Fig. 1.

Der Verankerungsbolzen weist einen glatten Schaft 10 auf, dessen oberes Ende 11 mit einem Gewinde versehen ist und dessen unteres Ende nach aul.'en erweitert ist, wodurch sich ein konischer Ankerkoof 12 mit kegelförmiger Fläche 13 ergibt, die auf den Schaft zu gerichtet ist. Der konische Bolzenkoof 12 ist mit einer kegelförmigen Vertiefung 14- versehen. Am Umfang der kegelförmigen Fläche 13 sind zwei genau entgegengesetzt zueinander angeordnete, zurückgesetzte, fiandflachen 15 ausgebildet. Auf den Schaft ist ein das Bohrloch verschließendes Element in Form eines Ringes 16 aufgepreßt.

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Zum Gebrauch wird eine Zeikomponenten-Kunstharzkap-' sei, die eine Ivirtbare K^rzmasse 17 und einen Härter 18 enthält, in das in dem Verankerungsmaterial 23 angebrachte Bohrloch 22 eingebracht. Die Kunstharzkomponenten sind in leicht zerreißbaren Plastikbehältnissen 19 bzw. 20 untergebracht unä mit metallenen Versohlußklemmen 21 verschlossen. Der Bolzen wird mit Drehung· in das Bohrloch eingeführt, wobei die Kapseln 19 und 20 zerreißen und sich deren Inhalt durch die Drehbewegung der kanten der am Umfang des konischen .bolzenkopfes angeordneten Handflächen 15 vermischt.

Die vermischte Harzmasse 17 füllt den Raum um den Bolzenschaft und den Bolzenkopf, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Kapselhülle und die Überreste der Kapselverschlui:klemifien 21 werden auf den Grund des Bohrloches hin gedrängt und sammeln sich in der kegelförmigen Vertiefung 14; das Harz härtet hernach. Wenn der Bolzen daraufhin belastet und angezogen wird, wird das Harz der Keil'A'irkung des konischen Bolzenkopfes 12 zufolge in den ringförmigen Baum 2^;+ um die kegelförmige Fläche 13 herum hineiiigedrückt und vergröbert die Haltekraft des in dieser Lage befindlichen Kunstharzes.

Der Fing 16 verschließt das Bohrloch 22 und übt .einen Druck auf das Kunstharz aus, wodurch sichergestellt ist,

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dab das Harz den gesamten Hohlraum .ausfüllt und entlang¹ der gesamten L'inge des Schaftes 10 zwischen dem Eolzenkoof 12 und dem Ring 16 haftet.

I)ie Abmessungen des Verankerungselementes sind entsprechend dem Bohrloch gewählt, in das der Verankerungsbolzen eingesetzt werden soll. Im allgemeinen ist bei 5 bis 20 cm langen .Veicheisenbolzen der Schaft 1 bis 2 cm dick, ist der Außendurchmesser des kegelförmigen Kopfes etwa 2 mm kleiner als der Durchmesser des Bohrloches, ist der Durchmesser des Ringes 16 etwa 0,5 bis 1,0 mm kleiner als derjenige des Bohrloches und ist der Durchmesser des Schaftes etwa 8 bis 12 a;m kleiner- als derjenige des Bohrloches. Ein typischer Verankerungsbolz,en aus 'Veicheisen, wie er beschrieben ist, der 10 cm lang ist bei einem Schaftdurchmesser von 1,6 cm und. einem Aubendurchraesser von 2,5 cm ο in Bolzenkopf, widersteht einem axialen Zug von etwa 5 t, wenn er in tonischem Polyester-Hartharz in einem Bohrloch in mittelhartem Beton eingebracht ist. Derselbe Bolzen ohne kegelförmigen Roof kann aus dem Bohrloch durch eine Zugkraft von weniger als 2 t herausgezogen werden.

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Claims

Patentansprüche

1.)Verankerungsbolzen bestehend aus einem Schaft und einem das Bohrloch abschließenden Teil, um das Bohrloch, gegen herausdrückendes .Kunstharz abzudichten, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (10) nach auiien erweitert ist, wodurch am inneren Ende ein Bolzenkopf (12) ausgebildet ist, der dem Sacicende des Bohrloches (22) zugewandt eingesetzt wird, und dais wenigstens ein Umfangsteil (15) des BolzenkoDfes weggeschnitten ist, wodurch zwischen dem Bolzenkonf und dem Bohrloch ein freier Raum für den Durchtritt des Kunstharzes gebildet ist, wenn der Bolzen in das Bohrloch eingeführt wird.

2. Verankerung^bolzen nach ünsoruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenkopf (12) als dem Ende des Bolzens (1ü) zugeordneter kegelstumpfförmiger Bolzenkoof ausgebildet ist.

5. Verankerungsbolzen nach Ansoruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der kegelstumpf förnrigen Gliche des Bolzenkoüfes (12) eben ausgebildet ist.

4. Verankerungsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenkopf (12) eine

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scharfe Umfangskante aufweist.

5. Verankerungsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weggeschnittene Teil des Bolzenkopfes (12) als imfl^:ichung am Umfang des Bolzenkopfes ausgebildet ist.

6. Verankerungsbolzen nach Anspruch p, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umfang des Bolzenkopfes (12) zwei entgegengesetzt zueinander ausgebildete Randflichen (15) ausgebildet sind.

7. Verankerungsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bolzenkopf (12) ein Einschnitt öder mehrere Einschnitte ausgebildet ist bzw. sind, wobei jeder Einschnitt in einer axialen Flache vorgesehen ist.

8. Verankerungsbolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Bolzenkopf (12) eine ütfidnisehe (14-) ausgebildet ist.

9. Verankerungsbolzen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dab die Eridnische )14) eine kegelförmige Vertiefung ist.

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10. Verankerung bolzen nach einem der Ansprüche 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußteil am Bolzenschaft (10) ein um den- bchaft herumgreifendes ringförmiges Teil(16) vorgesehen ist.

11. Verankerungsbolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Teil (16) einstückig mit dem Eolzenschaft (10) ist oder als um den bchaft herumreichender Ring, bzw. Dichtung oder Umkleiduhgsbüchse ausgebildet ist.

12. VerankeruiiP-sDolzen nach einem der -Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Bolzenschaftes (10) zur Aufnahme einer Mutter mit einem Gewinde (11) versehen ist.

13. Verfahren zum Herstellen einer Verankerung in massivem Ivaterial, wobei in dem katerial ein Bohrloch angeorscht »vird, ein hirtbares Harz in das Bohrloch eingebracht wird, ein Verankerungsbolzen mit einem das Bohrloch getren herausdrückendes Kunstharz abdichtendem .«.bschlußteil in das Bohrloch eingeführt wird und das Kunstharz h'irtet, um den Bolzen mit der Bohrlochwandung zu verbinden, dadurch gekennzeic'hn e t, daß der Bolzen einen nach außen erweiterten Schaft aufweist, wodurch am inneren. Ende, das in das

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Bohrloch eingeführt wird, ein Bolzenkopf ausgebildet ist und daß am Bolzenkoof ein Umfangsteil weggeschnitten ist, wodurch das härtbare Harz zwischen dem EoI-zenkopf und der Bohrlochwand hindurchfließen kann, und wobei die nach außen erweiterte Fläche des BoI-zenkonfes auf das gehärtete Harz als Keil wirkt, wenn auf den Bolzen eine Zugkraft einwirkt.

14-, Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hirtbare Kunstharz in'einer zweiteiligen Verpackung untergebracht ist, wobei die Harzkomponente und eine H^:irterkomponente in getrennte zerstörbare Behältnisse eingefüllr, sind, und daß der Verankerungsbolzen gedreht wird, wenn er in das Bohrloch eingeführt wird, um die Behältnisse zu zerstören und deren Inhalte miteinander zu vermischen.

15. Verwendung eines Verankerungsbolzens gemäß den Ansprüchen 1 bis 12 bei einer mit Kunstharz ausgegossenen Verankerung, in massivem Material.

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