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Verfahren und Werkzeug zur Herstellung von Ausnehmungen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen
in einem Aufnahmematerial für die Festlegung von Ankern mittels einer aushärtenden
Masse, unter Schaffung einer im wesentlichen normal zur Oberfläche des Aufnahmematerials
verlaufenden Aufnahmebohrung und mindestens einer diese schneidenden Hilfsbohrung.
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Für das Festlegen von Ankern mittels einer aushärtenden Masse wird
nach einem bekannten Verfahren in einem Aufnahmematerial eine Ausnehmung in Form
einer zylindrischen Bohrung geschaffen. Die Achse der Ausnehmung verläuft normal
zur Oberfläche des Aufnahmematerials. Der beispielsweise als Gewindestange ausgebildete
Anker wird mittels aushärtender Masse in der Ausnehmung festgelegt.
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Die Masse schafft eine feste Verbindung zwischen dem Anker und dem
Aufnahmematerial und damit hohe Verankerungswerte. Befindet sich die Verankerungsstelle
in einer rissgefährdeten Zugzone, so führt bei allfälliger Rissbildung
hohes
Belasten des Ankers zu einem Losreissen des Umgebungsmaterials des Ankers, da die
durch die Masse hergestellte Verbindung zum Aufnahmematerial starr und unnachgiebig
ist. Für rissgefährdete Zugzonen ist diese Verankerung demnach nicht verwendbar.
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Zum Einsatz in rissgefährdeten Zugzonen hat sich eine andere bekannte
Verankerung bewährt: Es wird eine Ausnehmung im Aufnahmematerial geschaffen, die
aus einer eigentlichen Aufnahmebohrung für einen Anker und zumindest einer die Aufnahmebohrung
in deutlichem Abstand zur Oberfläche des Aufnahmematerials unter einem Winkel von
450 schneidender Hilfsbohrung besteht. Der Anker wird zu dessen formschlüssiger
Festlegung in die Aufnahmebohrung eingesetzt und im Kreuzungsbereich mit der Hilfsbohrung
mit einem in diese eingeführten Riegel verbunden. Durch anschliessend in die Ausnehmung
eingebrachte aushärtende Masse, die sich sowohl in der Aufnahmebohrung als auch
in der Hilfsbohrung verteilt, werden der Anker und der Riegel im Aufnahmematerial
zusätzlich gehalten.
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Das Verfahren zur Herstellung der Ausnehmung erweist sich als sehr
umständlich und damit aufwendig: Um ein lagegenaues, neigungsmässig abgestimmtes
Einbringen von Aufnahmebohrung und Hilfsbohrung zu ermöglichen, wird vorerst die
normal zur Oberfläche des Aufnahmematerials verlaufende Aufnahmebohrung geschaffen.
Anschliessend wird eine Schablone mittels eines in die Aufnahmebohrung eingreifenden
Spreizdübels auf der Oberfläche des Aufnahmematerials festgelegt. In seitlichem
Abstand zur Mündung der Aufnahmebohrung wird alsdann über eine Führungsbohrung in
die Schablone ein Werkzeug unter definierter Neigung in Richtung Aufnahmebohrung
bis zum Schneiden derselben vorgetrieben.
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Alsdann muss die Schablone wieder gelöst und zur Freigabe der Bohrungen
entfernt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sich durch einfache
Durchführung auszeichnendes Verfahren zur Herstellung von aus einer Aufnahmebohrung
und mindestens einer diese schneidenden Hilfsbohrung bestehenden Ausnehmungen für
die Festlegung von Ankern mittels einer aushärtenden Masse zu schaffen.
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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mittels eines
Bohrwerkzeugs die Hilfsbohrung hergestellt, nach Entfernen des Bohrwerkzeugs in
die Hilfsbohrung ein Führungswerkzeug eingeführt und anschliessend unter Verwendung
des Bohrwerkzeugs entlang des Führungswerkzeugs die Aufnahmebohrung hergestellt
wird.
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Die zuerst hergestellte, schräg zur Oberflächennormalen des Aufnahmematerials
verlaufende Hilfsbohrung und die Aufnahmebohrung weisen zur Oberfläche des Aufnahmematerials
hin eine gemeinsame Mündung auf. Die vorerst vorhandene Mündung der Hilfsbohrung
vermag demnach Führungsfunktion für das Bohrwerkzeug bei der Herstellung der Aufnahmebohrung
zu erfüllen. Dieses Verfahren ist auch bei Aufnahmematerial mit kleiner Erstreckung
der die Mündung der Aufnahmebohrung umgebenden Oberfläche durchführbar.
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Weitere massgebliche Führungsfunktion, insbesondere was die Einhaltung
einer entsprechenden Neigung zwischen Hilfsbohrung und Aufnahmebohrung betrifft,
übernimmt das in der Hilfsbohrung sitzende Führungswerkzeug. Dieses braucht gegenüber
dem Aufnahmematerial nicht in aufwendiger Weise festgelegt zu werden.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Führungswerkzeug
zur Durchführung des voran aufgezeigten Verfahrens zu schaffen, das sich im besonderen
durch einfachen Aufbau und Einsatz auszeichnet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist das Führungswerkzeug mit Vorteil eine
im wesentlichen keilartige Ausbildung auf.
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Der Keilwinkel des Führungswerkzeugs entspricht der Neigung
der
Hilfsbohrung gegenüber der Oberflächennormalen des Aufnahmematerials. Wird das Führungswerkzeug
mit dem erweiterten Ende voraus in die Hilfsbohrung eingebracht, so legt sich die
eine Keilseite des Führungswerkzeugs an der Wandung der Hilfsbohrung an, während
die zweite Keilseite auf der Oberflächennormalen des Aufnahmematerials liegt. Entlang
dieser Keilseite kann somit richtungsgenau ein Bohrwerkzeug zur Schaffung der Aufnahmebohrung
vorgetrieben werden.
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Zweckmässig weist das Führungswerkzeug einen im wesentlichen sichelförmigen
Querschnitt auf. Die Aussenkontur des Führungswerkzeugs stützt sich so flächig an
der Wandung der Hilfsbohrung ab, so dass bei der Schaffung der Aufnahmebohrung hohe
Abstützkräfte übertragen werden können, ohne dass sich das Führungswerkzeug in die
Wandung der Hilfsbohrung eingräbt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform entsprechen sowohl Aussen-
als auch Innenradius des sichelförmigen Querschnitts dem halben Durchmesser des
Bohrwerkzeugs. Dadurch wird eine ganzflächige Anlage der Mantelkontur des Führungswerkzeugs
an der Wandung der Hilfsbohrung erreicht. Der innere Radius des Führungswerkzeugs
gewährleistet ebenso eine grossflächige und damit praktisch verschleissfreie Anlage
des Bohrwerkzeugs während des Bohrvorgangs.
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Um sicherzustellen, dass das Führungswerkzeug selbsttätig die für
das lagerichtige Einbringen der Aufnahmebohrung massgebliche Lage in der Hilfsbohrung
beibehält, übersteigt nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung das Bogenmass
der Aussenkontur des sichelförmigen Querschnitts 1800.
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Insbesondere bei im wesentlichen waagrechter Anordnung der Ausnehmung
erweist sich diese Ausbildung als nützlich. Ein Entfallen des Führungswerkzeugs
bei Ueberkopfmontage kann durch zusätzliches Einbringen eines Klemmteiles in die
Hilfsbohrung unterbunden werden.
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In Weiterbildung der Erfindung sind im keilförmig verjüngten Endbereich
des Führungswerkzeugs Angriffsmittel vorgesehen.
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Ueberragt der Endbereich des Führungswerkzeugs die Oberfläche des
Aufnahmematerials, so kann es sich bei dem Angriffsmittel beispielsweise um eine
Durchtrittsöffnung handeln, in die ein Hilfswerkzeug, wie ein Schraubenzieher, zum
Entnehmen des Führungswerkzeugs in Eingriff gebracht werden kann.
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Die Erfindung schafft ferner eine Verankerung unter Verwendung einer
nach dem voran beschriebenen Verfahren hergestellten Ausnehmung, die sich auch in
rissgefährdeten Zugzonen durch hohen Verankerungswert auszeichnet.
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Vorzugsweise weist die Verankerung einen mittels der aushärtenden
Masse in der Ausnehmung festgelegten Anker auf. Der vorzugsweise stangenförmige
Anker trägt in dem in die Aufnahmebohrung einragenden Abschnitt radiale Vorsprünge,
die beispielsweise durch ein Gewinde, umlaufende Rippen oder dergleichen geschaffen
sein können.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung besteht die Verankerung
aus einem mittels des Führungswerkzeugs und der aushärtenden Masse festgelegten
Anker. Zweckmässigerweise kann zur Erzielung eines hohen Haltewertes zwischen Anker
und Führungswerkzeug die dem radiale Vorsprünge aufweisenden Anker zugewandte Oberfläche
des Führungswerkzeugs ebenso mit Vorsprüngen und dergleichen versehen sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die Ausführungsbeispiele
wiedergibt, näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 das Herstellen einer Hilfsbohrung;
Fig. 2 die Hilfsbohrung mit in diese eingebrachtem Führungswerkzeug;
Fig.
3 das Herstellen einer die Hilfsbohrung schneidenden Aufnahmebohrung; Fig. 4 das
Verankern eines Ankers mittels aushärtender Masse; Fig. 5 das Verankern eines Ankers
mittels aushärtender Masse und in der Hilfsbohrung belassenen Führungswerkzeugs;
Fig. 6 einen Schnitt durch das Führungswerkzeug gemäss Fig. 2, entsprechend Schnittverlauf
VI-VI.
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Die Fig. 1 zeigt ein Aufnahmematerial 1, wie beispielsweise Beton,
in dem mittels eines Bohrwerkzeugs 2 eine Hilfsbohrung 3 hergestellt wird. Gegenüber
der Oberflächenormalen des Aufnahmematerials 1 verläuft die Achse der Hilfsbohrung
3 unter einem Neigungswinkel « von etwa 40.
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Nach dem Herstellen der Hilfsbohrung 3 wird das Bohrwerkzeug 2 aus
dieser entnommen und ein im wesentlichen keilförmig ausgebildetes, insgesamt mit
4 bezeichnetes Führungswerkzeug in die Hilfsbohrung 3 eingebracht, wie dies die
Fig. 2 zeigt.
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Die Fig. 6 verdeutlicht den sichelförmigen Querschnitt des Führungswerkzeugs
4, dessen innerer und äusserer Radius rl, r2 gleich gross ist und dem halben Durchmesser
des Bohrwerkzeugs 2 entspricht. Wie die Fig. 6 ferner verdeutlicht, übersteigt das
Bogenmass der Aussenkontur des sichelförmigen Querschnitts des Führungswerkzeugs
4 den Winkel von 1800. Dadurch wird erreicht, dass das Führungswerkzeug 4 nach dem
Einbringen in die Hilfsbohrung 3 sich radial nicht zum Zentrum der Hilfsbohrung
3 hin bewegen kann. Der Keilwinkel des Führungswerkzeugs 4 entspricht dem Neigungswinkel
X der Hilfsbohrung 3, so dass der Grund 5 des sichelförmigen Querschnitts normal
zur Oberfläche des Aufnahmematerials
1 verläuft (Fig. 2). Das
Führungswerkzeug 4 überragt mit dem äusseren Endbereich die Oberfläche des Aufnahmematerials
1 und weist hier ein Angriffsmittel 6 in Form einer Durchtrittsöffnung auf.
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In der Folge wird mittels des Bohrwerkzeugs 2 eine normal zur Oberfläche
des Aufnahmematerials 1 verlaufende Aufnahmebohrung 7 hergestellt. Wie die Fig.
3 zeigt, dient dabei das Führungswerkzeug 4 der Führung des Bohrwerkzeugs 2 und
damit der Einhaltung der aufeinander abgestimmten Neigung von Hilfsbohrung 3 zu
Aufnahmebohrung 7.
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Alsdann werden zuerst das Bohrwerkzeug 2 und dann das Führungswerkzeug
4 unter Eingriff am Angriffsmittel 6 aus der Aufnahmebohrung 7 bzw aus der Hilfsbohrung
3 entnommen. Die Aufnahmebohrung 7 und die Hilfsbohrung 3 bilden zusammen eine insgesamt
mit 8 bezeichnete Ausnehmung. In diese wird alsdann aushärtbare Masse 9, wie Mörtel
oder Klebstoff, eingebracht. Anschliessend wird, wie der Fig. 4 zu entnehmen ist,
in die Aufnahmebohrung 7 ein Anker 11 in Form einer Gewindestange vorgetrieben,
wodurch es zu einer zuverlässigen und gleichmässigen Verteilung der Masse 9 in der
Ausnehmung kommt. Nach dem Aushärten der Masse 9 sitzt der Anker 11 formschlüssig
fest.
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Die Fig. 5 zeigt wiederum die insgesamt mit 8 bezeichnete Ausnehmung.
Das hier eingesetzte, insgesamt mit 12 bezeichnete Führungswerkzeug ist entsprechend
den Fig. 2 und 6 ebenso keilförmig ausgebildet und weist sichelförmigen Querschnitt
auf. Es verfügt nicht über einen das Aufnahmematerial 1 überstehenden Endbereich.
Das in Einführrichtung wisende Ende des Führungswerkzeuges 12 ist mit einem schneidenartigen
Fortsatz 13 versehen, der sich am Grund der Hilfsbohrung 3 abstützt und so ein Verdrehen
des Führungswerkzeuges 12 während des Bohrvorganges unterbindet. Wie der Fig. 5
zu entnehmen ist, kann dieses Führungswerkzeug 12 auch für die Verankerung in der
Hilfsbohrung 3 verbleiben.
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Vor dem Einführen des Ankers 11 in die Ausnehmung 8 wird in diese
wiederum aushärtende Masse 9, vorzugsweise ein Kleber, eingebracht. Durch das anschliessende
Einführen des Ankers 11 wird die Masse 9 unter Druck in alle vorhandenen Hohlräume
zwischen Ausnehmung 8 und dem Anker 11 sowie dem Führungswerkzeug 12 verteilt. Das
beispielsweise durch Verklebung mit dem Anker 11 verbundene Führungswerkzeug 12
dient alsdann der formschlüssigen Abstützung des Ankers 11 in der Ausnehmung 8.
Wird der Anker 11 unter Drehung in die Ausnehmung 8 eingeführt, so verhindert der
Fortsatz 13 ein Mitdrehen des Führungswerkzeugs 12.