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Verfahren zum Herstellen von wenigstens abschnittsweise radial
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erweiterten Bohrlöchern und Vorrichtung dazu
Beschreibung:
Das Versetzen von Ankerschrauben oder Ankertragkonsolen ist ein in der Bauwirtschaft
weithin bekanntes Problem, weil derartige, im Verankerungsgrund befestigte Anker
in der Lage sein müssen, häufig sehr erhebliche Lasten über lange Zeiträume sicher
aufzunehmen.
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Beim Versetzen derartiger Verankerungen handelt es sich vielfach darum,
daß Aufnahmelöcher in den Verankerungsgrund, beispielsweise eine Bauwand, gebohrt
und die Verankerungselemente in diese Bohrlöcher lagerichtig eingeführt und dann
eingemörtelt werden. Auch gehört es bereits zum Stande der Technik, Anker - oder
sonstige Befestigungsschrauben - mittels in Bohrlöchern aufgenommener Dübel zu versetzen.
Neben den herkömmlichen, beim Einschrauben einer Befestigungsschraube radial aufweitbaren
und infolge radialer Verspannung mit den Bohrlochwandungen gehaltenen Dübeln sind
dabei auch sogenannte Spreizdübel gebräuchlich, die besondere Spannelemente zum
radialen Verspannen der Halteelemente des Dübels mit den Bohrlochwandungen aufweisen.
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Die vorstehend erläuterten Festlegungen von Verankerungselementen
im Verankerungsgrund genügen in aller Regel den technischen Erfordernissen. Diese
Befestigungen können sich jedoch dann als unzulänglich erweisen, wenn auf die Verankerungselemente
in
Richtung ihrer Längserstreckung, also im wesentlichen senkrecht
zum Verankerungsgrund, große Zugkräfte einwirken, weil die das Verankerungselement
einbettende Mörtelmasse bzw. die infolge radialer Verspannungen mit den zylindrischen
Bohrlochwandungen gehaltenen Dübel der Gefahr des Ausziehens samt der Verankerungselemente
unterliegen.
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Eine fraglos sicherere Verankerung gelingt, wenn sich die Querschnitte
der Aufnahmelöcher mit der Tiefe vergrößern, so daß die Ummörtelung der Verankerungselemente
oder in die Aufnahme löcher eingesetzte Dübel formschlüssig gehalten sind. Von dieser
vorteilhaften Maßnahme konnte jedoch bislang in der Praxis insofern beim Verankern
in der Bauwirtschaft kaum Gebrauch gemacht werden, weil es für die Herstellung derartiger
Aufnahme löcher mit Hinterschneidungen kein wirtschaftlich vertretbares Verfahren
gab.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung
eines Verfahrens zum Herstellen von wenigstens abschnittsweise radial erweiterten
Bohrlöchern, ferner in der Schaffung eine für die Durchführung dieses Verfahrens
geeigneten Vorrichtung.
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In verfahrenstechnischer Hinsicht ist die gestellte Aufgabe durch
die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Der Vorteil dieses Verfahrens
liegt darin, daß unter Verwendung herkömmlicher Bohrwerkzeuge zunächst in einem
ersten Arbeitsgang ein
zylindrisches Bohrloch in den Verankerungsgrund
eingebracht wird und daß dann, also in einem zweiten Arbeitsgang, in der Tiefe dieses
Bohrloches wenigstens abschnittsweise radiale Erweiterungen in der Form von den
Bohrlochwandungen abgetragen werden, daß Hinterschneidungen bildende Taschen in
der Tiefe des Bohrloches entstehen.
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Die im Patentanspruch 2 beschriebene Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß in der Tiefe des Bohrloches dessen Wandungen
dadurch abschnittsweise abgetragen werden, daß an diesen Wandungen im Winkel zur
Bohrlochachse geführte Bohrwerkzeuge angreifen, beispielsweise herkömmliche Gesteinsbohrer,
so daß in einfacher Weise mehrere, in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, radial
erweiterte Taschen entstehen.
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Patentanspruch 3 beschreibt in Lösung der insoweit gestellten Aufgabe
eine zweckmäßige Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, während
Anspruch 4 eine vorteilhafte Ausgestaltung der im Patentanspruch 3 beschriebenen,
erfindungsgemäßen Vorrichtung angibt.
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Der Einsatz einer derartigen Vorrichtung, bei der es sich vornehmlich
um eine Bohrlehre handeln kann, ermöglicht unter Verwendung herkömmlicher Bohrwerkzeuge
in einfachster Weise das
Herstellen von Bohrlöchern mit abschnittsweise
radialen Erweiterungen in der Tiefe des Bohrloches, wobei die Gestaltung des Bohrlehren
Kopfs nach Patentanspruch 4 immer gleiche Bohrtiefen und Bohrschrägen zur Ausbildung
der Hinterschneidungen in der Tiefe des Bohrloches gewährleistet.
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Es bedarf keiner Erörterung, daß Bohrlöcher der erfindungsgemäß gestalteten
Art einen besseren Kraftschluß gegenüber eingesetzten Verankerungselementen vermitteln
als zylindrische Bohrlöcher, wobei es gleichgültig ist, ob die Verankerungselemente
eingemörtelt oder unter Verwendung von Dübeln eingesetzt werden. Die erfindungsgemäße
Bohrlochgestaltung ermöglicht vergleichsweise kleine und kurze Bohrlöcher und, im
Gegensatz zu den bekannten Spreizdübeln, sind nur vergleichsweise geringe Verspannungen
zwischen den abschnittsweise radial erweiterten Bohrlochwandungen und den in die
Bohrlöcher eingesetzten Dübeln notwendig. Bohrlöcher der erfindungsgemäßen Art sind
insbesondere für die Verankerung von Ankerelementen geeignet, welche Zugkräfte aufnehmen
müssen. Darüber hinaus ist angesichts der nur notwendigen, geringen Verspannung
Wiederverwendbarkeit von Spreizdübeln gegeben.
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Anhand der beigefügten Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert
werden. In schematischen Ansichten zeigen:
Fig. 1 ein in eine Bauwerkswand
als Verankerungsgrund eingebrachtes zylindrisches Bohrloch im Schnitt, Fig. 2 in
einer Ansicht wie Fig. 1 das Bohrloch mit eingesetzter Bohrlehre und einem in dieser
Bohrlehre im spitzen Winkel zur Bohrlochachse geführten Bohrer zum abschnittsweisen
Erweitern der Bohrlochwandungen in der Tiefe des Bohrlochs, Fig. 3a bis 3c mögliche
Querschnitte der abschnittsweisen Erweiterung des Bohrlochs in Ansichten etwa gemäß
Schnittlinie 111-111 in Fig. 2, Fig. 4 in einer Ansicht wie Fig. 1 ein in der Tiefe
abschnittsweise erweitertes Bohrloch mit eingesetztem Dübel und Fig. 5 das Bohrloch
gemäß Fig. 4 mit dem eingesetzten Dübel, der jedoch durch einen eingeschraubten
Gewindebolzen aufgespreizt und dadurch axialfest im Bohrloch gehalten ist.
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Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten Bohrloch 10, das nachstehend auch
als Mutterbohrloch bezeichnet wird, handelt es sich um eine zylindrische Sacklochbohrung,
die von der Außenfläche 11 einer nur angedeuteten Bauwerkswand 12 aus in den Verankerungsgrund
eingebracht wurde.
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In dieses Bohrloch wird nach seiner Fertigstellung eine Bohrlehre
15 eingesetzt, wie Fig. 2 zeigt. Diese Bohrlehre besteht aus einem zylindrischen
Zapfen 16 und einem Lehrenkopf 17, der
den Zapfen 16 an seinem
einen Ende abschließt und einen sich radial über den Zapfen hinauserstreckenden
Ringflansch bildet.
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Die Länge des Zapfens 16 ist annähernd gleich der Bohrlochtiefe, während
der Zapfendurchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Bohrlochs ist. Vom Kopf
17 der Bohrlehre 15 erstreckt sich ein Führungskanal 18 unter einem spitzen Winkel
zur Achse des zylindrischen Zapfens fort, der im Abstand von dem ringflanschartigen
Lehrenkopf 17 im Bereich der zylindrischen Wandung des Zapfens 16 ausmündet. Dieser
Führungskanal 18 dient der Führung eines in Fig. 2 nur schematisch angedeuteten
Bohrwerkzeugs 20.
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Nach dem Einsetzen der Bohrlehre 15 in die Mutterbohrung 10 in der
Weise, daß der Ringflansch des Lehrenkopfs 17 an der Außenfläche 11 der Bauwerkswand
anliegt, wird durch den im Winkel zur Bohrlochachse verlaufenden Führungskanal 18
ein herkömmlicher Gesteinsbohrer, beispielsweise ein zum Bohren im Beton oder Stahlbeton
geeigneter Hartmetall-Bohrer 20, so geführt, daß im Bereich der Ausmundung des Führungskanals
18 dieser Bohrer in der Tiefe des Bohrlochs 10 radial erweiterte Taschen 21 aus
den Bohrlochwandungen herausarbeitet. Fig. 3a zeigt eine Bohrlochausbildung mit
zwei einander gegenüberliegenden radialen Erweiterungen 21, während in Fig. 3b ein
Bohrloch mit drei unter gleichmäßigen Umfangswinkeln voneinander angeordneten radialen
Erweiterungen dargestellt ist. Fig. 3c zeigt alternativ dazu ein Bohrloch mit fünf
radialen Erweiterungen. Diese, in der
Tiefe des Bohrloches angeordneten
radialen Erweiterungen kommen dadurch zustande, daß nach dem Ausbohren einer derartigen
Erweiterung, wie in Fig. 2 schematisch veranschaulicht, die Bohrlehre 15 um einen
vorbestimmten Umfangswinkel gedreht und mittels des im Führungskanal 18 im Winkel
zur Bohrlochachse geführten Bohrwerkzeugs eine weitere Erweiterung 21 in die Wandungen
des Bohrloches eingebohrt wird. Dieser Vorgang kann in beliebiger Weise wiederholt
werden, bis die gewünschte Anzahl Erweiterungen 21 in die Bohrlochwandungen eingebracht
ist.
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Als Beispiel für die Verankerung eines Gewindebolzens in einem derartigen
Bohrloch dienen die Fig. 4 und 5. Dabei zeigt Fig. 4 das Bohrloch mit in der Bohrlochtiefe
radialen Erweiterungen 21 und einen in das Bohrloch eingesetzten Dübel 25. Dieser
Dübel 25 besitzt eine Mittelausnehmung 26, die an dem in der Tiefe des Bohrloches
befindlichen Ende sich kegelförmig verjüngt und - erforderlichenfalls - mit Innengewinde
bzw. einer gewindeartigen Profilierung versehen ist. In der Tiefe des Bohrloches
weist mithin der eingesetzte Dübel radial mit den Bohrlochwandungen verspannbare
Abschnitte 27 auf,die beim Einschrauben eines Gewindebolzens 28 in der in Fig. 5
ersichtlichen Weise radial nach außen verformt und in die radialen Erweiterungen
21 hineingedrückt werden. Angesichts dieses Eingreifens der Abschnitte 27 in die
radialen Erweiterungen 21 in der Tiefe des Bohrloches ist eine formschlüssige Verankerung
des in das Bohrloch eingesetzten
Dübels 25 und des in den Dübel
eingeschraubten Gewindebolzens 28 verwirklicht.
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Dieser Gewindebolzen 28 dient in bekannter Weise zur Befestigung hier
nicht weiter interessierender Ankerelemente.
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Im Rahmen der Erfindung sind vielfältige andere Ausgestaltungsmöglichkeiten
derartiger Verankerungen denkbar, auf die im einzelnen hier nicht eingegangen zu
werden braucht.
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