DE3430368A1

DE3430368A1 - Verduebelungssystem, duebelpatrone und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3430368A1
Application number: DE3430368A
Authority: DE
Inventors: Donald LaRue Murrysville Pa. Douty
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1985-03-21
Also published as: NL8402608A; IT8467869A1; BE900480A; DD227759A5; PL249425A1; FR2551492A1; US4516884A; GB8422065D0; IT8467869A0; IT1179091B; SE8404373L; SE8404373D0; GB2146725A; ZA846849B; KR850002870A

Description

Verdübelungssystem, Dübelpat^one und Verfahren zu ihrer Herstellung

B e_s chreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verdübelungssystem und insbesondere auf eine in einem solchen System zu verwendende Dübelpatrone für ein Verankerungselement, mit einer Ptronen-

,Q füllung, im wesentlichen bestehend aus durch Druck aktivierbaren, eine Flüssigkeit enthaltenden Mikrokapseln und nicht auf Druck ansprechenden hydraulischen Zementpulverteilchen, und mit einer die Patronenfüllung enthaltenden, länglichrohrförmigen Umhüllung. Die Erfindung richtet sich ferner

_lf- auf Verfahren für die Fertigung und den Gebrauch einer derartigen Dübelpatrone.

Im Rahmen der Bemühungen, Einbrüchen von Decken in Berkwerken vorzubeugen, wurden bereits beträchtliche Anstren- _ gungen unternommen, Einrichtungen für die sicere Verankerung

AD ■

von Deckenbolzen zu schaffen. Daneben gibt es jedoch auch zahlreiche andere Gebiete, auf denen es darauf ankommt, Verankerungselemente sicher in einem Loch in einer tragenden Konstruktion zu verdübeln.

Derzeit in Gebrauch befindliche, handelsübliche Dübelpatronen enthalten miteinander reaktionsfähige Harzkomponenten, welche in voneinander getrennten Abteilungen der Patrone enthalten sind und beim Eintreiben eines Bolzens in die Patrone miteinander in Berührung' kommen, um einen Dübel' aus

ausgehärtetem Kunstharz zu bilden, welcher den Bolzen sicher in der Unterlage verankert.

Die Reaktion der Harzkomponenten miteinander kann für am Verwendungsort der Dübelpatronen beschäftigte Personen

gesundheitsgefährdend oder -schädlich sein.

Es wurden deshalb bereits Anstrengungen unternommen, Dübel-

patronen zu entwickeln, welche eine sichere Verankerung von Bolzen od. dergl. in Löchern einer tragenden Konstruktion gewährleisten, ohne dabei schädliche Nebenwirkungen ■" toxischer oder sensibllisierender Natur auf zu Alergien neigende Personen zu entfalten. Eine erfolgreiche Lösung für die angesprochenen Probleme ist in der US-PS 4 096 944 beschrieben, auf welche hier insoweit bezug genommen wird. Die genannte US-PS beschreibt eine Dübelpatrone, welche ein Gemisch aus durch Druck aktivierbaren, Wasser enthaltenden Mikrokapseln und nicht auf Druck, ansprechendem, pulverförmigem hydraulischem Zement enthält. Beim Eintreiben eines Ankerbolzens in die zuvor in eine Bohrung etwa in der Decke eines Bergwerks eingeführte Dübelpatrone werden die in dem Gemisch enthaltenen Mikrokapseln durch den dabei entstehenden Druck gesprengt, so daß das Wasser daraus freigesetzt wird und mit dem hydraulischen Zement reagiert. Mit diesen Dübelpatronen ist somit eine sichere Verankerung erzielbar, ohne daß die schädlichen Nebeneffekte von Kunstharz-Dübelpatronen dabei auftreten. Darüber hinaus bieten die mit hydraulischem Zement arbeitenden Dübelpatronen wirtschaftliche Vorteile gegenüber den Kunstharz-Dübelpatronen, da sowohl die Materialkosten als auch die Fertigungskosten niedriger sind.

Beträchtliche Schwierigkeiten bestehen jedoch bei den mit hydraulischem Zement gefüllten Dübelpatronen hinsichtlich ihrer Einführung in eine Bohrung etwa in der Decke in einem Bergwerk. Weitere Schwierigkeiten können sich aus der ungleichmäßigen Qualität solcher Dübelpatronen ergeben, da diese zuweilen zu einer nicht ausreichend sicheren Befestigung von Verankerungselementen führt.

Diese Schwierigkeiten sind möglicherweise dem für die Fertigung der Dübelpatronen angewendeten Verfahren zuzusehreiben, bei welchem eine gründliche Durchmischung der Bestandteile der Patronenfüllung nicht immer gewährleistet ist, so daß in der fertigen. Patrone Schwachstellen entstehen, welche außerdem auch auf eine ungleichmäßige Verdichtung der Patro-

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nenfüllung zurückzuführen sei,n ^:ikann'J?· Insgesamt haben die fertigen Dübelpatronen die Eige"4sch'aft-en eines "schlaffen Würstchens", so daß es ziemlich .schwierig ist, sie in eine Bohrung kleinen Durchmessers etwa in der Decke eines Bergwerks einzuführen. Am zweckmäßigsVeo. wäre es, wenn sich eine Dübelpatrone mühelos mit einer Hand -in eine solche Bohrung einführen ließe. Stattdessen ist das. Einführen der Patrone selbst mit beiden Händen recht schwierig. Dabei kann eine solche Dübelpatrone beim Einführen' in die Bohrung auch noch entzwei gehen, so daß sie aus der'Bohrung entfernt werden muß, um eine neue Patrone einführen zu können, was zu erheblichen Zeitverlusten führen kann. Entzwei gegangene Dübelpatronen'.stellen außerdem einen nachteiligen Materialverlust dar. Schließlich kommt es auch vor, daß sich solche Dübelpatronen nicht vollständig in eine Bohrung einführen lassen und deshalb wieder entfernt werden müssen, was zu ihrer Beschädigung sowie' zu weiteren Zeitverlusten führen kann.

Ein weiterer Faktor, welcher zu einer ungenügenden Befestigung von Verankerungselementen oder Deckenbolzen beigetragen zu haben scheint, ergibt sich daraus, daß die Umhüllung häufig ziehharmonikaartig in der Bohrung zusammengeschoben wird und/oder gewissermaßen eine Auskleidung der Deckenbohrung bil'det, so daß eine stoff schlüssige Verbindung zwischen der Patronenfüllung und der Bohrungswandung nicht zustande kommen kan-n.·

Insgesamt ergibt sich aus den vorstehend genannten Mangeln, daß die mit den Zement-Dübelpatronen gegenüebr Kunstharz-Dübelpatronen erzielbaren wirtschaftlichen Vorteile erheblich eingeschränkt sind oder sogar.gänzlich zunichte werden. • Die in der Verwendung solcher Dübelpatronen auftretenden Schwierigkeiten steilen darüber hinaus ein großes Hindernis für ihre allgemeine Verwendung dar, selbst wenn eine solche Verwendung gewisse wirtschaftliche und ökologische Vorteile böte.

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Die Erfindung richtet sich auf ein verbessertes Verdübelungssystem für die Verwendung in einer gestreckten Bohrung in einem tragenden Gebilde, in Verbindung mit einem Veran- * kerungselement, bei welchem durch die Reaktion wenigstens zweier miteinander vermischter Komponenten einer härtbaren anorganischen Dübelmasse ein ausgehärteter Dübel um das Verankerungselement herum in der Bohrung gebildet wird, welcher das Verankerungselement in der Bohrung verankert, wobei die · Dübelmasse durch das Eintreiben des Verankerungselements in dieselbe in einen zwischen dem Verankerungselement und der Wandung der Bohrung gebildeten ringförmigen Raum gepreßt wird, bevor eine nennenswerte Härtung der Dübelmasse eingetreten ist, mit einer Dübelpatrone, welche eine Patronenfüllung aus einem trockenen, anorganischen Zementpulver und eine mit dem anorganischen Zement reaktionsfähige Flüssigkeit enthaltenden Kapseln sowie eine die Patronenfüllung enthaltende, gestreckte und schlauchartige Umhüllung aufweist, wobei die Kasein durch Druck aktivierbar und unter dem durch das Verankerungselement ausgeübten Druck fortschreitend zerreißbar sind, und wobei die Dübelpatrone zusätzlich ein vorzugsweise flexibles Versteifungselement aufweist, welches ihr in Längsrichtung erhöhte Steifigkeit verleiht. Bei dem flexiblen Versteifungselement handelt es sich vorzugsweise um ein halbsteifes, langgestrecktes. EIement, welches vorzugsweise an der Außenseite der Umhüllung befestigt ist und sich in einer zur Umhüllung, im wesentlichen parallelen Richtung erstreckt.

Die Erfindung richtet sich.ferner-auf Verfahren für die-Fertigung und die Anwendung der verbesserten Dübelpatrone.

Die Erfindung verbessert nicht nur die Steifigkeit der Patrone und beseitigt dadurch die bei ihrer Verwednung auftretenden Schwierigkeiten, sondern sie erbringt auch eine verbesserte und gleichmäßigere Qualität der Patronen aufgrund einer besseren Vermischung und Verdichtung.der Komponenten der Patronenfüllung. Bei Anwendung der Erfindung lassen sich somit Schwachstellen sowie auch eine ungenügende

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t"

1 oder ungleichmäßige Durchmis,chu

Zement-Patronenfüllung weitgehend" /^rmeiden oder gänzlich ausschalten. Das Versteif ungselep^jj ermöglicht eine ■ schnelle Verdichtung während eiVnlf verkürzten Rüttelperiode

und/oder bei weniger intensiver "JO^if^yng. Aus der Verwen-

Si. v dung des Versteifungselements ergibt sich-" der weitere Vor-

teil., daß die schlauchförmige UmIJiCHjU ng beim Einführen des Verankerungselemen.ts in eine die patrone enthaltende Bohrung in stärkerem Maße zerrissen--WiJa^. Dadurch verringern

sich die vorstehend genannten Probleme, welche sich sonst daraus ergaben, daß die -Umhüllung in^c'der Bohrung zusammengeschoben wird oder eine Auskleidung der Bohrung bildet, welche eine stoffschlüssige Verbindung der miteinander reagierenden Komponenten der Patronenfüllung mit- der Wandung der Bohrung verhindert.

Aus der erfindungsgemäßen Verwendung des Versteifungselements· ergibt sich der weitere Vorteil, daß die schlauchförmige Umhüllung aus einem dünneren-ynd/oder preisgünstigeren Material gefertigt sein kann, so daß die Patrone insgesamt noch wirtschaftlicher herstellbar■ist.

Der wesentlichste durch die Erfindung erzielt.e Vorteil liegt darin, daß sich die erfindungsgemäße Dübelpatrone' relativ mühelos in eine Bohrung einführen läßt, so daß sie bereitwillig verwendet werden dürfte, und daß die Dübelpatrone eine besserte stoffsch^üssige Befestigung eines Verankerungselements in einer tragenden..- Konstruktion gewährleistet. Neben diesen hauptsächlichen Vorteilen ergeoen sich Zeitersparnisse sowohl bei der.."Fertigung als auch in der Verwendung der Dübelpatronen sowie Kosteneinsparungen Dank der, verringerten Kosten ,furvd-ie schlauchförmige Umhüllung der Patronen.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert..Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Vorrichtung

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für die Fertigung von Dübelpatronen in einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung von Verfahrensschritten bei der Fertigung der Dübelpatrone,

Fig. 3 eine Schrägansicht einer für eine Dübelpatrone zu verwendenden schlauchförmigen Umhüllung mit einem daran angebrachten Versteifungselement, 10

Fig. 4 eine Schrägansicht einer durch Füllen der mit dem Versteifungselement versehenen schlauchartigen Um-hüllung mit einer Dübelmasse fertiggestellten D-übelpatrone und
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Fig. 5 eine .Schrägansicht einer zum Einführen in eine Boh-■rung in der Hand gehaltenen Dübelpatrone.

Eine in Fig. 3 dargestellte Umhüllung 21 ist vorzugsweise aus einem dünnwandigen Schlauchmaterial, welches eine ausreichende Stabilität und Festigkeit aufweist, um eine Dübelmasse oder Patronerifüllung ohne nennenswerte Dehnung aufzunehmen, welches jedoch beim Eintreiben eines Verankerungselements in eine eine solche Patrone enthaltende Bohrung bereitwillig zerreißt.So kann das Material für die Umhüllung beispielsweise ein Folienschlauch aus Polyäthylen, Polypropylen, einem Polyester od. dergl. sein. Besondersgeeignet sind Polyolefine, da sie nicht ohne weiteres entflammbar,· dabei jedosch schweißbar sind. Besonderen Vorzug genießt dabei Polyäthylenfolie mit einer Stärke von ca. 0,05 bis ca. 0,1 mm.

Das gemäß der Erfindung verwendete Versteifungselement 22 dient dazu, der Umhüllung der Dübelpatrone in Längsrichtung eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen, die Verdichtung der Patronenfüllung bei der Fertigugn der Dübelpatrone zu verbessern und daß Zerreißen der Patronenumhüllung beim Eintreiben eines Verankerungselements in die in eine Bohrung eingesetzte Patrone zu begünstigen. Das Versteifungselement

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weist vorzugsweise eine gewisSöfe.-VF^^^pi^Q.^ii-, auf ^un<^ ist bei der Fertigung der Patronen vorzugsweise dauerhaft an der Patronenumhüllung befestigbarv,);f^finer*_v bevorzugten Ausführungsform ist das Versteifungs^lem'ent' ein halbsteifer Streifen etwa aus einem Polyeste;.r^:._;^4i.f" aus Polypropylen. Dank den einigermaßen steifen un4^äl.f£ flexiblen Eigenschaften des Versteifungselements lä'l'^:d^;ie Elastizität der Patronenumhüllung nicht nennenswert beeinträchtigt, so daß sich die fertige Patrone beim Einführen in eine Bohrung in dem dafür notwendigen Maße bieg'ö'fff^'^

läßt. " '" '-

Das langgestreckte, dünne Versteifungselement 22 verläuft parallel zur Patronenumhüllung und ist fest an dieser angebracht. Vorzugsweise ist das Versteifungsglied als Teil einer Folie ausgebildet, aus welcher die Umhüllung geformt ist. Es kann jedoch auch als ein Materialstreifen ausgebildet sein, welcher stoffschlüssig an der Umhüllung befestigt ist. In einer Ausführungsform ist das Versteifungselement ein Kunststoffstreifen, welcher durch ein Heißschmeizverfahren stoffschlüssig an der Umhüllung befestigt ist. Für die stoffschlüssige Befestigung des Versteifungselements an der Umhüllung kann auch ein Kleber oder ein anderes bekanntes Verfahren angewendet werden.

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Das Versteifungselement kann.etwas kürzer ausgeführt sein als die gefüllte Patrone. So kann an einer 1150 mm langen Umhüllung beispielsweise ein 1090 rom langes Versteifungselement angebracht werden, so daß an jedem Ende der Patrone ca. 30 mm der Umhüllung ohne Versteifung sind. In der Bevorzugten Ausführung.-;form erstreckt sich das Versteifungselement jedoch über die gesamte Länge der Umhüllung und ist in die Verschlüsse an den Enden derselben einbezogen.

Bei dem Verankerungselement handelt es sich beispielsweise um einen starren Bolzen, welcher vorzugsweise mit Rippen oder Graten versehen ist, welche beim Eintreiben des Bolzens in die in eine Bohrung eingesetzte Dübelpatrone die Umhül-

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lung derselben zerreißen. Um die Umhüllung möglichst gründlich zu zerreißen, wird ein solcher metallener Bolzen vorzugsweise in einer drehenden Bewegung eingetrieben.

Die Länge und der Durchmesser der Dübelpatrone, des Verankerungselements und der für die Aufnahme desselben bestimmten Bohrung müssen in'einer bestimmten Beziehung zueinander stehen, damit die durch die Erfindung angestrebte Wirkung auch tatsächlich erzielt wird. Bei einem Durch-

messer der Bohrung von beispielsweise 25,4 mm hat die Dübelpatrone vorzugsweise einen Durchmesser zwischen etwa 20,3 und 25,5 mm-insbesondere von ca. 23,1 mm, während das Verankerungselement dann vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 16,5 bis 22,2.mmj insbesondere von ca. 19,0 mm hat.

Die in der erfindungsgemäßen Patronenfüllung enthaltenen durch Druck aktivierbaren Teilchen oder Kapseln enthalten eine Flüssigkeit, während die nicht auf Druck ansprechenden Teilchen wenigstens teilweise aus anorganischem Zement bestehen. Neben diesen beiden Hauptbestandteilen-kann die Patronenfüllung noch chemische Zusätze zum Beschleunigen des Abbindens und zur Erhöhung der Festigkeit in einem Anteil von höchstens etwa 3 Gew.%, bezogen auf den pulverförmigen Zement, enthalten. Bei dem pulverförmigen Zement handelt es sich vorzugsweise um einen hydraulischen Zement, welcher bei Kontaktierung mit Wasser oder einer ähnlichen Flüssigkeit abbindet. Geeignete Arten von hydraulischem Zement sind u.A Portlandzement, Puzzolana, Gips, 'Sorelzement und Magnesiazement. Der Zement wird vorzugsweise ohne Zuschlagstoffe wie Sand od. dergl. verwendet, um einen festeeren und schneller aushärtenden Dübel zu erhalten.

Die die Flüssigkeit enthaltenden Kapseln sind vorzugsweise kugelförmig. Sie können jedoch auch ovale oder langestreckte Form aufweisen. Sie haben eine äußere Hülle aus einem unlöslichen, zerreißbaren Material, welche druckempfindlich

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1 ist und eine kleine Flüssigliö|t-sm

'enthält.' Die Kapseln

sind vorzugsweise Mikrokapseln mit' einem Durchmesser von etwa UOO bis ca. 5000 um. Besonderen Vorzug verdienen derartige Mikrokapseln mit einem' Durchmesser von ca. 1000 nis ca. 2400 um. Die Kapseln dienen dazu, die Flüsigkeit vom Zementpulver getrennt zu halten, bis sie durch Ausübung von Druck zerstört werden.

Die in den Kapseln enthaltene Flüssigkeit ist vorzugsweise Wasser oder eine andere Flüssigkeit, welche mit dem anorganischen Zement reagiert, um eine harte Masse zu bilden, welche geeignet ist, ein Verank.erungselement in einer Bohrung festzusetzen. Die ausgehärtete Masse ist vorzugsweise insbesondere für die Befestigugn von Deckenbolzen etwa in einem Kohlebergwerk geeignet. . .

Die erfindungsgemäße Patronenfüllung enthält vorzugsweise eine als Schmierstoff wirksame Komponente , welche dem puiverförmigen anorganischen Zement die Eigenschaften eines .

fließfähigen Feststoffs verleiht. Diese Komponente ist vorzugsweise außerdem auch als Benetzungsmittel für den puiverförmigen Zement wirksam. Geeignet ist ein derartiges Schmiermittel aus Silikonbasis. Besonderen Vorzug verdient eine flüssige Silikonverbindung mit einer Viskosität zwi-

25 sehen etwa 300 und ca. 1000 cps.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung für die Fertigung der erfindungsgemäßen Dübelpatronen. Zu der Vorrichtung gehört eine Anordnung 1 aus zwei nebeneinander angeordneten Schüttbehältern, in denen vorzugsweise jeweils eine Förderschnecke angeordnet ist, und deren . einer der Zufuhr der eine Flüssigkeit enthaltenden Mikrokapseln und deren anderer der Zufuhr des puiverförmigen hydraulischen Zemen'ts dient. Aus der Anordnung 1 der beiden Schüttkästen 3 fällt das jeweilige Material in einen darunter angeordneten gemeinsamen Fülltrichter 3- Dieser enthält vorzugsweise Einrichtungen zum Vermischen der beiden Komponenten ohne Zerreißung eines nennenswerten Anteils der mit der

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Flüssigkeit gefüllten Mikrokapseln. Die Einrichtungen zum Vermischen' der Komponenten können die geneigten Wände des Trichters sein, oder auch in diesem drehbar gelagerte, waagerechte Scheiben, welche jeweils an der Stelle ange-5 ordnet sind, an welcher das jeweilige Material in den Trichter 3 fällt. Zum Vermischen der beiden Komponenten miteinander kann auch das Einblasen von Luft oder einem anderen Gas angewendet werden. Aus dem Fülltrichter 3 fallen die miteinander vermischten Komponenten dann in eine vorzugsweise die Form eines Trichters aufweisende Fülleinrichtung 4 zum Füllen einer senkrecht angeordneten, schlauchartigen Patronenumhüllung 5, an welcher ein Versteifungselement 6 fest angebracht ist. Zu der Vorrichtung gehört außerdem eine Einrichtung zum Festhalten der Umhüllung 5 in ausgerichteter-Stellung unter der Fülleinrichtung 4.. Diese Halteeinrichtung kann mit einer Rütteleinrichtung verbunden sein, welche es ermöglicht, die schlauchartige Umhüllung 5 während des Füllvorgangs zu rütteln, um das in sie eingebrachte Material möglichst gleichmäßig zu verdichten. Die Halte- und Rütteleinrichtungen weisen beispielsweise einen beweglichen Tisch 7 auf, welcher eine aufrecht stehende' Halterung 8 trägt,, deren unteres Ende durch einen Boden 9 verschlossen ist. Das untere Ende der schlaucharti- " gen Umhüllung 5 ist vorzugsweise ebenfalsl verschlossen. Die Umhüllung 5 ist vorzugsweise aus Kunststoffolie z.B. aus. einem Polyolefin, welches wohlfeil ist und beim Eintreiben eines Verankerungselements leicht zerreißt.

Die Umhüllung 5 ist vorzugsweise mit ihrem oberen Ende am unteren Ende der Fülleinrichtung 4 befestigt und ruht mit ihrem unteren Ende auf dem beweglichen Tisch 7 oder auf dem Boden 9 der rohrförmigen Halterung 8.

Während des Füllvorgangs kann der bewegliche Tisch 7 in eine rüttelnde Bewegugn versetzt werden, welche sich auf die aufrecht stehende Halterung 8 und damit auch auf die zu füllende Umhüllung 5 überträgt und eine Verdichtung des eingefüllten Materials herbeiführt. Dieses Verfahren ermög-

licht somit die Fertigung von hochwertigen Dübelpatronen von gleichmäßiger Qualität und eignet sich für eine weitgehende Automatisierung.

Fig. 2 zeigt den Füllvorgang oei der Fertigung von Dübelpatronen in einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Ein Fülltrichter 11 dient der Überführung des für die ■Patronenfüllung vorgesehenen Materials 12 in eine am Trichter 11 aufgehängte, schlauchartige Umhüllung 13- Der Fülltrichter 11 ist in rüttelnde Bewegung versetzbar, welche sich auf die Umhüllung 13 und das in diese eingefüllte Material 12 überträgt. An der Außenseite der Umhüllung ist ein Versteifungselement 14 stoffschlüssig befestigt, • um der Umhüllung eine erhöhte Steifigkeit in Längsrichtung zu verleihen. Die Umhüllung 13 sitzt in einer aufrecht stehenden rohrförmigen Halterung 15. Fig. 2A zeigt die erste Phase des Füllvorgangs, während welcher die rüttelnde · Bewegung über den Fülltrichter 11 erzeugt wird. Fig. 2B zeigt dagegen die letzte Phase des Füllvorgangs, in welcher die Umhüllung 13 vom Fülltrichter 11 gelöst ist und eine rüttelnde Bewegung vom Boden der Halterung 15 her auf die gefüllte Umhüllung 13 übertragen wird. Bei der Rüttelbewegung handelt es sich vorzugsweise um eine Auf- und Abbewegung von eienr ausreichenden Frequenz und Amplitude, um eine schnelle Verdichtung der Patronenfüllung 12 zu erzielen, ohne dabei einen nennenswerten Anteil der mit Flüssigkeit gefüllten Mikrokapseln zum Zerplatzen zu bringen.

Fig. 3 zeigt eine noch ungefüllte schlauchförmige Umhüllung 21, welche an einem Ende durch eine Schweißnaht verschlossen ist und an welcher ein Versteifungselement 22 befestigt ist, um ihr vorzugsweise über ihre gesamte Länge eine erhöhte Steifigkeit zu verleihen.

Eine in Fig. 4 gezeigte fertige .Dübelpatrpne 31 hat eine schlauchartige Umhüllung, welche eine verdichtete Patronenfüllung der vorstehend beschriebenen Art enthält und an welcher ein Versteifungselement 34 befestigt ist. Die Enden 2>^l\ ,

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35 der Umhüllung 32 sind verschlossen, um ein Herausrieseln der Patronenfüllung 33 zu verhindern.- ■

* In Fig. 5 erkennt man ebenfalls eine fertige Dübelpatrone 41 gemäß der Erfindung, mit einer schlauchförmigen Umhüllung 42, welche eine Patronenfüllung 43 enthält und an welcher ein Versteifungselement 44 wie vorstehend beschrieben befestigt ist. In Fig. 5 wird die Dübelpatrone 4j in '.'■ einer Hand 45 gehalten, um zu zeigen, daß sie eine ausreichende Steifigkeit aufweist, so daß man sie mit nur einer Hand in eine enge Deckenbohrung einführen kann. Dadurch behält man die andere Hand frei für den Gebrauch eines Werkzeugs od. dergl..

Im folgenden sei ein praktisches Beispiel für die Ausfüh-. rung der Erfindung kurz erläutert:

Unter Verwendung einer Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Art werden zwei Gewichtsteile hydraulischer Zement (Alpha-Gipszement mit einer Korngröße von 0,074 mm) mit einen Gewichtsanteil von Wasser enthaltenden Mikrokapseln vermischt. Die Mikrokapseln haben einen mittleren Wassergehalt von 0,625% und einen mittleren Durchmesser von 2400 μπι und sind-unter Anwendung des in der US-PS 3 389 194, auf welche hier insoweit bezug genommen wird, beschriebenen Verfahrens hergestellt. Unter Verwendung dieser Anordnung lassen sich nach dem beschriebenen Verfahren fünfundzwanzig Dübelpatronen mit eienr Länge von jeweils 1143 mm und einem Durchmesser von ca. 23,1 mm pro Minute fertigstellen, wobei das Füllgewicht mit einer Genauigkeit von -2g, d.h.

von ca. 1,3% eingehalten wird. Im Vergleich dazu ist mit bekannten Vorrichtungen und Verfahren eine Fertigungsrate von nur etwa acht Dübelpatronen pro Minute erzielbar, wobei die Genauigkeit des Füllgewichts bei -7g, d.h. also bei ca. 4,7% liegt.

Um die Gleitfähigkeit der Zementteilchen zu verbessern und eine höhere Verdichtung des Gemischs aus Zementteilchen und Wasser enthaltenden Mikrokapseln zu erzielen, wird eine unter der Bezeichnung Dow Corning Fluid 200 im Handel erhältliche Silikonflüssigkeit mit einer Viskosität von 360 cps _

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I- zugesetzt. Dies ermöglichst außerdem eine Verringerung des Anteils der Wasser enthaltenden Mikrokapseln um ca. 8%. An der Außenseite der Umhüllung ist durch Schmelzschweißen ein ca. 12,5 mm breites und ca.· 0,635 mm starkes Versteifungselement befestigt, welches sic.h im wesentlichen über die Länge der Dübelpatrone ersterckt und an den Enden jeweils etwa 2-5,4- mm der Umhüllung freiläßt.'

Beim Füllen der schlauchförmigen Umhüllung mit der gemischten Patronenfüllung unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung wird die Umhüllung vorzugsweise mit einer solchen Frequenz und Amplitude gerüttelt, daß möglichst keine Entmischung der Komponenten stattfindet und daß man eine relativ steife, gut zu handhabende Dübelpatrone erhält, welehe fei von örtlichen üfcerverdichtungen ist. Dabei ist es wichtig, daß die Umhüllung einen weichen Boden aufweist, so daß ein Platzen der das Wasser enthaltenden Mikrokapseln während des Füllens und Rütteins vermieden ist. Ein höherer Anteil des Silikon-Zusatzmittels erlaubt eine geringe Verkürzung der Rüttelzeit. Durch übermäßig starkes Rütteln auftretende örtliche Verhärtungen der Patronenfüllung lassen sich dadurch vermeiden, daß man die schlauchartige Umhüllung während des Füllens etwa 35 see lang mit einer Frequenz von ca. 250/min rüttelt. Damit die Umhüllung hierbei einen weicheren Boden erhält, wird das 'untere Ende vorzugsweise nicht mittels eienr Metallklammer sondern durch eine Schweißnaht verschlossen.

Als. bevorzugte Mischung für die Patronenfüllung wurde ein Genisch aus einem Gewichtsteil Zement und 0,29 Gewichtsteilen Wasser enthaltenden Mikrokapseln ermittelt., mit Zusätzen von 2,0% eines Silikon-Gleitmittels u.-id 1,5 Gew.% Kaliumsulfat als Beschleuniger. Eine solche Mischung weist die günstigsten Eigenschaften hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit sowie die kürzest mögliche Aushärtzeit auf.

Die unter Verwendugn der Anordnung nach Fig. 1 gefertigten Dübelpatronen lassen sich mühelos mit nur einer Hand in

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eine Deckenbohrung od. dergl. einführen. Anschließend wird

das Verankerungselement mit einer drehenden Bewegung einge- ^ trieben. Nach dem Aushärten zeigte die Patronenfüllung eine hervorragende stoffschlüssige Verbindung mit der Wandung der Bohrung und gab dem Verankerungselement s:-.:heren Halt, wie durch Zugversuche ermittelt wurde.

Das gemäß der Erfindung verwendete Versteifungselement erhöht die Steifigkeit der Dübelpatrone wenigstens um den Faktor 2, und insbesondere um einen Faktor zwischen 6 und 10. Die Verbesserung der Steifigkeit läßt sich in dem nachstehend als Beispiel beschriebenen Versuch ermitteln.

Nach den folgenden Angaben werden zwei Dübelpatronen gefertigt, von denen nur eine mit einem Versteifungsstreifen versehen ist:

Durchmesser: " ' 23,8 mm'

Länge: 1143 mm

Gewicht 520 g

Wasser/Zementverhältnis 0,29

Alpha-Gipszement 355 g

Wasserkapseln (mittl.Durchm. 2400 μπι) 165 g Wassergehalt Mikrokapseln 62,5%

Stärke der Umhüllung (Polyäthylenfolie ° mit EVA-Zusatz zur Verbesserung der Elastizität) 0,05 mm Versteifungsstreifen 12,7 x 0,635 mm

Die beiden Patronen werden auf eine ebene waagerechte 3^ Fläche gelegt, so daß jeweils 152 mm über einen Rand derselben frei hervorstehen. Bei der versteiften Patrone liegt der Versteifungsstreifen dabei an der Unterseite der Umhüllung. Gemessen wird dann die senkrechte Ablenkung der über den Rand der tragenden Fläche hervorstehenden Enden. Die senkrechte Ablenkung beträgt bei der versteiften Dübelpatrone 6,35 mm und bei der nicht versteiften 38,10 mm. Damit hat also die versteifte Patrone eine um das Sechsfache größere Steifigkeit als die nicht versteifte Patrone.

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Claims

^5 1. Verdübelungssystem für die Verwendung .in einer langgestreckten Bohrung eines tragenden Gebildes in Verbindung mit einem Verankerungselement für die Ausbildung eines ausgehärteten Dübels in der Bohrung um das Verankerungselement herum durch die Reaktion wenigstens zweier mi te in.-

30 ander gemischter Komponenten einer aushärtbaren anorganischen Dübelmasse zur Verankerung des Verankerungselements in der Bohrung, indem die Dübelmasse durch Eintreiben des Verankerungselements in dieselbe vor einer nennenswerten Aushärtung derselben in einen zwischen dem Verankerungs-

35 element und der Wandung der Bohrung gebildeten ringförmigen Hohlraum gepreßt wird, umfassend eine Dübelpatrone mit einer anorganischen Patronenfüllung aus einem pulverförmiger trockenen anorganischen Zement und eine mit dem Zement reak-

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tionsfähi^e Flüssigkeit enthaltenden Kapseln, welche druckempfindlich sind und durch die über das Verankerungselement ausgeübte Kraft fortschreitend zerreißbar sind, sowie mit einer die Patronenfüllung enthaltenden, flexiblen schlauchartigen Umhüllung, dadurch gekennzeichne t, daß die Dübelpatrone (41) ein Verstärkungselement (44) aufweist, welches der Umhüllung (42) Längssteifigkeit verleiht.
2. Verdübelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungselement (44) ein halbsteifes, langgestrecktes Element ist, welches in einer zur schlauchartigen Umhüllung (42) im wesentlichn parallelen Richtung verläuft und fest an der Umhüllung angebracht ist.
3- Verdübelungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das halbsteife, langgestreckte Element (44) ein stoffschlüssig an der Umhüllung (42) befestigter Kunststoffstreifen ist.
4. Verdübelungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffstreifen (44) in einem Heißschmelzverfahren stoffschlüssig an der Umhüllung (42) befestigt ist.
5. Verdübelungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das halbsteife Element die Steifigkeit der gefüllten Patronenumhüllung (42)

3Q wenigstens um aen Faktor 2 erhöht.
6. Verdübelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekann zeich net, daß die Patronenfüllung

(43) ein im wesentlichen homogenes Gemisch aus dem pulverförmigen Zement und den Kapsein aufweist.
7. Verdübelungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Patronenfüllung

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(43) enthaltende schlauchförraige Umhüllung (42) durch das .Eintreiben eines Verankerungselements in die Patrone (41) verletzbar und zerreißbar ist.
8. Verdübelungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Patronenfüllung (43) ein innig mit dem pulverförmigen Zement vermischtes Schmiermittel zugesetzt ist.
9- Verdübelungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel zusammen mit der Flüssigkeit in Kapseln enthalten ist.
TO. Verdübelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser ist und daß das Schmiermittel außerdem als Benetzungsmittel für den pulverförmigen Zement wirksam ist.
11. Patrone zum Verdübeln eines Verankerungselements in einer gestreckten Bohrung eines tragenden Gebildes, gekennze.ichnet durch eine aus einem zerreißbaren Material geformte, schlauchförmige Umhüllung, welche mittels eines in die Patrone eingetriebenen Verankerungselements verletzbar und zerreißbar ist und zwischen ihren geschlossenen Enden einen Durchmesser hat, welcher das Einführen der Patrone (41) in die Bohrung ermöglicht, durch eine Patronenfüllung (43) in Form eines im wesentlichen homogenen Gemischs aus einem trockenen, hydraulischen Zementpulver und im wesentlichen gleichmäßig im Zemtnpulver verteilten, Wasser enthaltenden Kapseln, welches das Innere der schlauchartigen Umhüllung (42) zwischen den geschlossenen Enden derselben ausfüllt, und durch ein flexibles Versteifungseleraent (44) für die Erhöhung der Längssteifigkeit der Patronenumhüll.ung, wobei die Kapseln inerte, zerreißbare Hüllen aufweisen, welche Wassertröpfchen einschließen, und druckempfindlich sind, so daß sie durch die beim Eintreiben eines Verankerungselements in die in eine Bohrung eingeführte Patrone vom Verankerungselement ausgeübte Kraft fortschrei-

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tend zerreißbar sind, um das Wasser im wesentlichen gleichmäßig in dem Zementpulver zu dispergieren, so daß das Wasser und das Zementpulver zusammen eine mit der Wandung der Bohrung und dem Verankerungselement in Berührung stehende,

fließfähige Zementpaste bilden, welche nach Aushärtung einen das Verankerungselement umgebenden und ihn in dem tragenden Gebilde festhaltenden'Dübel bilden.
12. Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß das flexible Versteifungselement (44) ein halbsteifes, langgestrecktes Element ist, welches in
einer zur schlauchförmigen Umhüllung (42) im wesentlichen
parallelen Richtung verläuft und fest an der Außenseite
des selben angebracht ist.
13- Dübelpatrone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das halbsteife langgestreckte Element
(44) ein als Teil der Umhüllung (42) ausgebildeter Kunststoffstreifen ist.
14. Dübelpaxrone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das halbsteife Element (44) eine
Steifigkeit aufweist, welche die elastischen Eigenschaften
des Materials der Umhüllung (42) beim Biegen der Patrone
(41) während der normalen Handhabung derselben zum Einführen in die Bohrung des tragenden Gebildes bewahrt.
• 15- Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln jeweils einen Durchmesser
im Bereich zwischen etwa 400 und 5000 um haben.
16. Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Gewichtsanteil Wasser
auf etwa 3 bis 5 Gewichtsanteile des Zementpulvers enthält.
17- Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch ein Gewichtsteil Wasser auf etwa vier Gewichtsteile Gipszementpulver enthält.

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18. Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln ausreichend druckempfindlich sind, daß sie wenigstens zum größten Teil unter Ein-

"" wirkung eiens Drucks zwischen 10 und 600 ρ zerreißbar sind.
19· Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapseln eine wässrige Lösung eines chemischen Beschleunigers zum Beschleunigen der Aushärtung des Zementpulvers nach dem Zerreißen der Kapseln enthalten. 10
20. Dübelpatrone nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementpulver Portlandzementpulver ist.
21. Verfahren zum Herstellen von Dübelpatronen für Verankerungselemente durch Mischen von durch Druck aktivierbaren, eine Flüssigkeit enthaltenden Kapseln mit nicht auf Druck ansprechenden Teilchen eines anorganischen Zementpulvers und Einfüllen des Gemischs in eine langgstreckte schlauchartige Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kapseln und die Teilchen derart mischt, daß ein im wesentlichen gleichmäßiges Gemisch radaus entsteht, ohne daß dabei ein nennenswerter Anteil der durch Druck aktivierbaren Kapseln zerreißt, daß man eine senkrecht gehaltene, flexibel-schlauchförmige Umhüllung mit dem Gemisch füllt und daß man die schlauchförmige Umhüllung während des Füllvorgangs rüttelt, um das eingefüllte Gemisch gleichmäßig darin zu verdichten und eine für die Befestigung eines Verankerungselements in einer Bohrung eines tragenden Gebildes geeignete Dübelpatrone zu erhalten.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Rütteln der Umhüllung in einer auf und ab gehenden Bewegung erfolgt.
23- Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelbewegungen der Umhüllung mittels eines rüttelnden Trichters erteilt werden, an wel-

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chem die Umhüllung zum Ausführen des Füllvorgangs befestigt ist.
24. · Verfahren nach Anspruch -23, dadurch g e k e- η η 5zeichnet, daß die gefüllte Patrone von dem rüttelnden Trichter abgenommen und das Verdichten des eingefjüllten. Gemrschs fortgesetzt wird,.'indem man den Boden der rn aufrechter Stellung gehaltenen Umhüllung der Patrone auf einer Unterlage aufsetzt und die Unterlage in rüttelnde Bewegung versetzt,· um der Patrone eine Rüttelbewegung zu erteilen und das darin eingefüllte Gemisch weiter zu verdichten.
25. Verfahren zum Herstellen von Dübelpatronen für Verankerungselemente durch Mischen von durch Druck aktivierbaren, eine Flüssigkeit enthaltenden Kapseln mit nicht druckempfindlichen Teilchen eines anorganischen Zeme.ntpulvers und Einfüllen des Gemischs in eine schlauchartige Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch Druck aktivierbaren Kapseln über eine erste Zufuhreinrichtung zuführt, daß man. die nicht druckempfindlichen Teilchen über eine zweite Zufuhreinrichtung zuführt, daß man das Material von beiden Zufuhreinrichtungen einem gemeinsamen Behälter zuführt, daß man die Kapseln und die Teilchen in dem gemeinsamen Behälter miteinander vermischt, ohne daß dabei ein nennensweter Anteil der durch Druck aktivierbaren Kapseln zerreißt, daß man das erhaltene Gemisch in eine senkrecht gehaltene, schlauchartige Umhüllung einfüllt, welche ein ihre Längssteifigkeit erhöhendes ,

SO Versteifungselement aufweist, und daß man die schlauchartige Umhüllung während des Füllvorgangs rüttelt, um da's eingefüllte Gemisch gleichmäßig darin zu verdichten, so daß man eine für die Befestigung eines Verankerungselements in einer Bohrung eines tragenden Gebildes geeignete Dübelpatrone mit einer gleichmäßig verdichteten Füllung erhält.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Rütteln der Umhüllung in einer auf

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und ab gehenden Bewegung erfolgt.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch g e -k e η η "*" zeichnet, daß die rüttelnde Bewegung der Umhüllung mittels eines rüttelnden Trichters erteilt wird, an welchem die Umhüllung zum Ausführen des Füllvorgangs befestigt ist.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die gefüllte Patrone von dem rütteln- den Trichter abgenommen und das Verdichten des eingefüllten Gemischs fortgesetzt wird, indem.man den Boden der in aufrechter Stellung gehaltenen Umhüllung der Patrone auf einer Unterlage aufsetzt und die Unterlage in rüttelnde Bewe-gung versetzt, um der Patrone eine Rüttelbewegung zu · erteilen und das darin eingefüllte Gemisch weiter zu verdichten.

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