DE2657849A1 - Unterschneider - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VONKREISLER KELLER SELTIÖ657849

PATENTANWÄLTE , A Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Sch-DB/Ko 5 Köln ι 20. Dez. I976

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

John MacDonald & Company (Pneumatic Tools) Limited, Peel Park Place, College Milton South, East Kilbride, Glasgow, G74 6LS / Großbritannien

und

David Thomson Allan,

9 Broomhill Drive, Rutherglen,

Glasgow, G73 3QH / Großbritannien

Unterschneider

Die Erfindung betrifft einen Unterschneider.

Im Bauingenieurwesen besteht seit langem das Problem ausreichender Befestigungen in Betonkonstruktionen oder Gestein, z.B. der Befestigung von Bolzen oder Verstarkungsstangen an derartigen Gefügen. Bisher werden Befestigungen im allgemeinen einfach durch Bohren eines parallel-wandigen Bohrloches in der Konstruktion hergestellt, wobei ein fluid- (normalerweise pneumatisch) oder elektrisch-betätigter Bohrer mit einer diamant- oder wolfram-carbid-besetzten Bohrkrone benutzt wird. Auf diese Weise

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gebohrte Bohrlöcher haben im allgemeinen extrem glatte Wände. Sodann wird der Bolzen oder die Stange in das Bohrloch eingesetzt und Vergußzement oder ein Epoxyharz zwischen den Bolzen oder die Stange und die Bohrlochwand eingebracht. Dieses Vorgehen hat den schwerwiegenden Nachteil, daß zur Erzielung ausreichender Halterung in der Konstruktion das Bohrloch sehr tief sein muß, damit eine hinreichende Berührungszone zwischen dem Vergußzement oder Harz und der Konstruktion vorhanden ist, insbesondere wenn die Bohrlochwandung glatt ist.

Es wäre selbstverständlich ein besonderer Vorteil, wenn die Bohrlochwand anstatt glatter paralleler Seiten eine aufgerauhte Wandfläche oder unterschnittene Profilierungen hätte bzw. nach innen divergieren würde, damit der Keileffekt und die Berührungszone des Vergußzementes oder Harzes vergrößert werden, so daß die Sicherung des ausgehärteten Zementes oder Harzes gegen Herausziehen nicht allein von der Haftung zwischen dem Zement oder Harz an einer glatten Konstruktionswand abhängig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Unterschneider zu schaffen, der ein parallel-wandiges Bohrloch aufrauhen bzw, mit einer Untersehneidung versehen oder ein parallel-wandiges Bohrloch in ein nach innen divergierendes Bohrloch umwandeln kann.

Gemäß der Erfindung ist ein Unterschneider gekennzeichnet durch einen im wesentlichen rohrförmigen Körper zum Einsetzen in ein parallel-wandiges Bohrloch, einen Dreh-

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stoßbohrkopf, der an einem Ende des Rohrkörpers gelagert ist und wenigstens ein oder mehrere Schneidwerkzeuge aufweist, die von der Achse des Rohrkörpers nach außen schneiden, Mittel zur Drehung des Drehstoßbohrkopfes um die Achse des Rohrkörpers und durch Mittel zur Betätigung des Drehstoßbohrkopfes.

Vorzugsweise wird der Drehstoßbohrkopf von einem fluidbetätigten Motor gedreht und von einem hin- und hergehenden fluidbetätigten Motor (Kolbenmotor) betrieben.

Vorteilhaft ist der Unterschneider mit Klemmbacken ausgestattet, die auf dem Rohrkörper angeordnet sind und gegen eine Bohrlochwand angreifen, um den Rohrkörper in dem Bohrloch zu zentralisieren.

Als Fluid wird zweckmäßig Luft verwendet.

In. weiterer Ausgestaltung ist der Drehstoßbohrkopf zylindrisch gestaltet und mit mehreren in gegenseitigem Abstand angeordneten Reihen von Schneidwerkzeugen versehen. Auch können die Werkzeuge auf dem Drehstoßbohrkopf so vorgesehen sein, daß ihre Arbeitsbereiche einander überlappen.

Der Arbeitshub oder die Arbeitshöhe jedes Schneidwerkzeuges ist unabhängig einstellbar oder alternativ kann die Arbeitstiefe des Drehstoßbohrkopfes mittels Distanzstücken einstellbar sein.

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Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt eines fluidbetriebenen Unterschneiders gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt eines Bohrloches in einer Betonkonstruktion, das von dem Unterschneider nach Fig. 1 mit Stufenformationen versehen worden ist,

Fig. 3 einen Schnitt eines Bohrloches in einer Betonkonstruktion, das durch Verwendung eines abgewandelten erfindungsgemäßen Unterschneiders nach innen divei^erend verläuft,

Fign. H- und 5 eine Seiten- und eine Draufsicht eines weiteren abgewandelten Unterschneiders,

Fig. 6 eine geschnittene Endansicht des Schneidkopfes des Unterschneiders nach Fign. 4 und 5,

Fig. 7 eine andere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Unterschneiders,

Fig. 8 eine teilweise geschnittene Draufsicht der Anordnung nach Fig. 7 und

Fig. 9 ehe geschnittene Endansicht längs der Linie A-A in Fig. 8.

Der fluidbetriebene Unterschneider nach Fig. 1 besteht aus einem Rohrkörper 1, der in ein Bohrloch in einer

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Betonkonstruktion einführbar ist. Die Eindringtiefe des Unterschneiders in dem Bohrloch wird durch eine Tiefenführung 2 bestimmt, die auf einem Rohransatz 3 des Rohrkörpers 1 verschiebbar angeordnet und mittels einer Stellschraube 4 auf dem Rohransatz 3 sicherbar ist.

Am Ende 6 des Rohrkörpers 1 ist ein Drehstoßbohrkopf 5 so gelagert, daß er in dem Bohrloch der Betonkonstruktion um die Achse des Rohrkörpers 1 drehbar ist. Der Stoßbohrkopf ist im wesentlichen zylindrisch gestaltet und mit mehreren Schneidwerkzeugen 7 ausgestattet, die von Luft-Kolben/Zylindereinheiten 8 zur Ausübung an sich bekannter Stoßwirkungen betätigt werden, so daß von der Achse des Rohrkörpers 1 nach außn gerichtete Schneidarbeit geleistet wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Schneidwerkzeuge in mit Abstand aufeinanderfolgenden Reihen angeordnet, wodurch sie auf der Innenwand des Bohrloches in der Betonkonstruktion eine Stufenformation herstellen.

Die Form eines solchen Bohrloches ist in Fig. 2 gezeigt; jedes Schneidwerkzeug 7 hat eine Ringrille 9 in die Bohrlochwandung eingeschnitten. Durch Verstellung der Tiefenführung 2 können diese Ringrillen an jeder gewünschten Stelle des Bohrloches,und zwar entweder einzeln oder wie in Fig. 2 bei 10 gezeigt - zur Schaffung einer größeren Ringaussparung gemeinsam angebracht werden. Die Kolben/Zyündereinheiten 8 des Stoßbohrkopfes 5 sind vorzugsweise schraubverstellbar, so daß die Tiefe der Ringrille 9 einstellbar ist. Die Schneidwerkzeuge 7 können einstückig mit dem Kolben der Kolben/Zylindereinheiten 8 ausgebildet oder abnehmbar angeordnet sein.

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Anstatt des Einschneidens von Rillen kann die Fläche des Bohrloches auch lediglich aufrauht werden.

Bei einer abgewandelten Ausfuhrungsform sind die Schneidwerkzeuge auf dem Stoßbohrkopf so angeordnet, daß ihre Arbeitszonen überlappen. Durch Einstellung der Schnitttiefe entlang der Länge des Bohrkopfes läßt sich auf diese Weise eine nach unten divergierende Unterschneidung 11 herstellen (Fig. 3). Der Stoßbohrkopf 5 wird von einem Luftmotor und einem Reduktionsgetriebe I5 angetrieben, die innerhalb des Rohrkörpers 1 untergebracht und über eine Welle 16 an den Stoßbohrkopf 5 angeschlossen sind. Die Welle ist in Lagern I7 gelagert und zur Verhinderung von Luftlecks durch die Lager dienen Fluiddichtungen 18.

Am Ende 6 des Rohrkörpers 1 sind mit gegenseitigem Winkelabstand von 120° drei herauspreßbare Klemmbakken 20 angebracht. Jede Klemmbacke wird von einem einzeln wirkenden Kolben und Zylinder 21 betätigt, der von einer Feder 22 beaufschlagt ist, die die Klemmbacke in ausgerückte Stellung drückt.

Druckluft wird dem Stoßbohrkopf 5 durch einen Kanal in der Welle 16 und den Kolben/Zylindereinheiten 21 durch ebenfalls in der Welle 16 vorgesehene Kanäle 26 zugeführt. Eine Leitung 27 führt Druckluft zu dem Kanal 26, während der Motor I5 durch eine Leitung 28 mit Luft versorgt wird. Die Leitungen 27 und 28 sind während des Betriebes durch den Rohransatz J5 zur Oberfläche der Betonkonstruktion geführt.

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Der Rohrkörper 1 wird in ein parallel-wandiges Bohrloch in einer Betonkonstruktion auf die durch den Tiefenmesser 2 bestimmte Tiefe abgesenkt, woraufhin der Einrichtung Druckluft zugeführt wird, die die Kolben/ Zylindereinheiten 21 automatisch so in Betrieb setzt, daß die Klemmbacken 20 gegen die Innenwand des Bohrloches gepreßt werden. Gleichzeitig gelangt Luft zu dem Stoßbohrkopf 5 und betätigt die Schneidwerkzeuge 7. Außerdem wird durch die Leitung 28 Druckluft zu dem Motor 15 geführt, der den Stoßbohrkopf 5 so in Rotation versetzt, daß die. Werkzeuge 7 eine Ringnut 9 in die Bohrlochwand einschneiden oder wenigstens ihre Fläche aufrauhen.

Wenn in ein Bohrloch 30 in einer Betonkonstruktion 3I ein Befestigungsbolzen eingesetzt werden soll, kann das Bohrloch entweder mit Ringnuten 9, 10 oder mit einer einwärts divergierenden Untersehneidung 11 unterschnitten werden. Wenn dann der Raum rings um den Befestigungsbolzen mit Vergußzement oder einem Epoxyharz verfüllt wird, füllt dieser die Ringnuten oder Untersehneidungen aus und schafft eine gute Verbindung mit der Betonkonstruktion.

Eine weitere abgewandelte Ausführungsform ist in den Fign. 4 bis 6 dargestellt. Hierbei hat der Rohrkörper 1 die Form eines Vierkantrohres 35, das im Einsatz aus dem Bohrloch vorsteht und durch eine viereckige Bohrung 36 in einem in einem Gehäuse 38 gelagerten Zahnrad 37 hindurchgeführt ist. Das Gehäuse 38 ist mit drei Beinen 39 ausgerüstet, die es über Gummi- oder gehärtete Stahlfüße ²J-O, 40A gegen den Boden abstützen. An das Ge-

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häuse 38 ist ein Luftmotor 41 angehängt, der das Zahnrad 37 über ein Ritzel 42 antreibt. An der Ober- bzw. Unterfläche des Zahnrades 37 sind Lagerhülsen 43, 44 vorgesehen, die das Vierkantrohr 35 stabilisieren. Die Arbeitstiefe des Stoßbohrkopfes 5 ist dadurch einstellbar, daß das Rohr mittels einer Madenschraube 45 in der gewünschten Stellung gesichert wird. Durch eine Gelenkverbindung 46 wird dem Stoßbohrkopf 5 Luft zugeführt, während der Motor Luft durch einen Anschluß 47 erhält. Wenn tiefere Löcher geschnitten werden, können längs der Länge des Vierkantrohres 35 Klemmringe od.dgl. angeordnet sein, die das Vierkantrohr 35 zentral in dem Bohrloch führen. Die Klemmringe sind vorzugsweise mit pneumatisch betätigbaren Klemmbacken ausgestattet.

Der Stoßbohrkopf 5 weist ein Schneidwerkzeug 7 (wie vorher beschrieben) auf, das mit einem Kolben 48 (Fig. 6) einstückig ausgebildet ist, wobei der Kolben 48 in einem Zylinder 49 hin- und herbewegbar ist, der eine Lufteinlaßöffnung 50 aufweist. Der Kolben 48 ist mit einem Kopf 5I versehen, dessen Oberfläche durch einen Kanal 53 ^m^ einer Queröffnung 52 im Kolbenkörper in Verbindung steht. An der Zylinderwand ist ein Steg 54 ausgebildet, durch den der Kolbenkörper hindurchgleitet, so daß die Queröffnung 52 wahlweise abgedeckt, gegen die Atmosphäre oder gegen den Einlaß-Luftdruck geöffnet wird, wodurch sich eine Hin- und Herbewegung des Kolbens ergibt.

Fign. 7 bis 9 zeigen eine andere Ausführungsform, die im wesentlichen der unter Bezug auf Fign. 1 und 2 beschriebenen Anordnung entspricht. Identische Teile

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sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Klemmbaden aus sechs ein-, zein wirkenden Kolben 55, die von Federn 56 in ihre zurückgezogene Stellung gedrückt werden (Fig. 8). Die KoI-ben sind mit angespitzten Backenteilen 57 versehen, die in die Seiten eines Bohrloches eindringen, wenn den Flächen 58 des Kolbens 55 wie beschrieben Druckluft zugeführt wird. Der Stoßbohrkopf 5 gemäß Fign. 7 bis 9 arbeitet wie unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben. In diesem Falle sind jedoch die Kolben/Zylindereinheiten in einem Zylinderblock 59 untergebracht, der auf dem Hauptkörper 60 des Stoßbohrkopfes 5 mittels Paßstiften 61 abnehmbar befestigt ist. Diese Anordnung erlaubt, daß die effektive Sehneifciefe des Stoßbohrkopfes 5 durch Einfügen von Distanzstücken 62 unterschiedlicher Dicke zwischen dem Block 59 und dem Hauptkörper 60 eingestellt wird. Den Kolben/Zylindereinheiten wird durch den Mittelkanal 25 und Kanäle 63, 64 und 65 (Fign. 6 und 7) Luft zugeführt. Der Kanal 65 durchquert eine Bohrung in dem Distanzstück 62 und endet in einen Zuführungskanal 66, der über die Länge des Blockes 59 verläuft und jede Kolben/Zylindereinheit mit Luft versorgt.

Die beschriebenen Ausfuhrungsformen des Antriebsmotors und des Stoßbohrkopfes werden pneumatisch angetrieben.

Jede Ausführungsform kann jedoch alternativ auch hydraulisch oder elektrisch angetrieben sein. Außerdem kann bei Unterschneidern für Bohrlöcher kleinen Durchmessers der Antriebsmotor weggelassen und der Bohrkopf von Hand in Drehung versetzt werden. Im übrigen können die Klemmbacken in Abhängigkeit vom Anwendungszweck wie bei der

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Ausführungsform der Fign. 4 bis 6 entfallen.

Obowohl der Unterschneider in Verbindung mit der Unterschneidung von Bohrlöchern zur Befestigung von Bolzen
mit Vergußmasse oder Epoxyharz beschrieben wurde, kann
5- er auch zur Befestigung von Bolzen unter Verwendung mechanischer Befestigungsvorrichtungen oder für jeden anderen Anwendungszweck der Unterschneidung, z.B. der
Unterschneidung von Sprenglöchern, eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Stoßbohrkopf in dem zu unterschneidenden Bohrloch hin- und herbewegt werden. Hierzu dient ein pneumatischer Zylinder, dessen eines Ende an den Rohrkörper 1; 35 angeschlossen ist und dessen anderes Ende an einen ortsfesten Teil,
z.B. das Gehäuse 38 der Anordnung nach Fig. h angreift.

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Claims (18)

1. Ansprüche

   Ί. Unterschneider, gekennzeichnet durch -' einen im wesentlichen rohrförmigen Körper (1; 35) zum Einsetzen in ein parallel-wandiges Bohrloch, einen Drehstoßbohrkopf (5)> der an einem Ende des Rohrkörpers (1; 35) gelagert ist und wenigstens ein oder mehrere Schneidwerkzeuge (7) aufweist, die von der Achse des Rohrkörpers (1; 35) nach außen schneiden, Mittel zur Drehung des Drehstoßbohrkopfes (5) um .die Achse des Rohrkörpers (Ij 35) und durch Mittel zur Betätigung des Drehstoßbohrkopfes (5).
2. 2. Unterschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Mittel zur Drehung ues Drehstoßbohrkopfes (5) einen fluidbetätigten Drehmotor (15; 41) aufweist.
3. 3. Unterschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß der Drehmotor (15) innerhalb des Rohrkörpers (1) untergebracht ist.
4. 4. Unterschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmotor (41) außerhalb des Rohrkörpers (35) vorgesehen und an ein Gehäuse (38) mit Stützbeinen (39) angehängt ist.
5. 5· Unterschneider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (35) als Vierkantrohr ausgebildet ist, das über ein Ritzel (42) und ein Zahnrad (37) von dem Drehmotor (41) drehbar ist.

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6. 6. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Betätigung des Drehstoßbohrkopfes (5) einen fluidbetätigten Kolbenmotor (Kolben/Zylindereinheit 8) aufweist.
7. 7. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,, daß auf dem Rohrkörper (1) Klemmbacken (20; 57) montiert sind, die gegen eine Bohrlochwandung angreifen, um den Rohrkörper (1) in dem Bohrloch zu zentralisieren.
8. 8. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstoßbohrkopf (5) zylindrisch gestaltet ist und daß mehrere Schneidwerkzeuge (7) in einzelnen Reihen angeordnet sind.
9. 9. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schneidwerkzeuge (7) auf dem Drehstoßbohrkopf (5) so angeordnet sind, daß ihre Arbeitszonen einander überlappen.
10. 10. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstoßbohrkopf (5) mit einem oder mehreren Schneidwerkzeugen (7) ausgestattet ist und daß der Arbeitshub jedes Schneidwerkzeuges einstellbar ist.
11. 11. Unterschneider nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Schneid-

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    werkzeug (7) schraubverstellbar ist.
12. 12. Unterschneider nach den Ansprüchen 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstoßbohrkopf (5) einen Zylinderblock (59) aufweist, der über ein Distanzstück (62), dessen Dicke den Durchmesser des von dem Schneidwerkzeug (7) angelegten Schnittes bestimmt, abnehmbar an dem Hauptkörper (60) des Drehstoßbohrkopfes (5) befestigt ist.
13. 13- Unterschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Arbeitsfluid für den Drehmotor (15; 41) Luft dient.
14. 14. Unterschneider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß als Arbeitsfluid für den Kolbenmotor (8) Luft dient.
15. 15. Unterschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehmotor (15; 41) hydraulisch betätigt ist.
16. 16. Unterschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehmotor (15; 41) elektrisch betätigt ist.
17. 17. Unterschneider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenmotor (8) hydraulisch betätigt ist.
18. 18. Unterschneider nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß der Kolbenmotor (P) elektrisch betätigt ist.

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