DE3718158A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer hinterschneidung in einem zylindrisch vorgebohrten bohrloch und ankerstange zum einsetzen in ein bohrloch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Hinterschneidung in einem zylindrisch vorgebohr­ ten Bohrloch, das für die Aufnahme einer Ankerstange und einer die Ankerstange im hinterschnittenen Bohrloch verklebenden Mörtelmasse vorgesehen ist, mit einem für die Verbindung mit der Bohrmaschine vorgesehenen An­ schlußteil am rückwärtigen Ende, einem glatten Schaft­ abschnitt und einem eine Hinterschneidung erzeugenden eine Profilierung und radial gegenüberliegende stift­ förmige Abtragwerkzeugeinsätze aufweisenden vorderen Abschnitt.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Anker­ stange zum Einsetzen in ein Bohrloch, das mit einer solchen Vorrichtung spiralförmig hinterschnitten worden ist.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-PS 31 39 174 bekannt. Die bekannte Vorrichtung dient zur Erstellung einer konischen Hinterschneidung, wobei stiftförmige Abtragwerkzeugeinsätze mit Hilfe eines Keils zunehmend gegen eine zylindrische Bohrlochwandung angedrückt werden. Es hat sich gezeigt, daß eine solche als Aufweitwerkzeug und Befestigungselement dienende Vorrichtung in der Zugzone beim Auftreten von Rissen in der Größenordnung von 0,5 mm infolge eines nicht mehr ausreichenden Tragverhaltens versagen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es gestattet, in einem zylindrischen Bohrloch eine Hinter­ schneidung zu erstellen, durch die ein ausreichendes Tragverhalten eines Klebeankers in der Zugzone gewähr­ leistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die stiftförmigen Abtragwerkzeugeinsätze auf einem zylindrischen Schneidkopf entlang einer Spirale ange­ ordnet sind und entlang der Spirale, ausgehend von deren vorderem Ende zunehmend aus dem zylindrischen Schneidkopf herausragen.

Dadurch, daß die Hinterschneidung spiralförmig ist, entsteht nach dem Aushärten der Mörtelmasse eine Art "Mörtelschraube", durch deren zahlreiche Gewindegänge eine geringe Flächenpressung und damit eine bessere Lastverteilung gewährleistet ist.

Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel sind auf dem Schneidkopf mehrere sich über den Schneidkopf er­ streckende Bohrmehlabführnuten, die sich in Längs­ richtung erstrecken, vorgesehen. Die Abtragwerkzeugein­ sätze können Hartmetallstifte sein, deren Längsachsen sich entlang den Radien des Schneidkopfes erstrecken.

Zur Führung ist eine Profilierung in Gestalt eines förderschneckenartigen Steges vorgesehen, der hinter dem Schneidkopf angeordnet ist und die gleiche Steigung aufweist, wie die durch die Abtragwerkzeugeinsätze definierte Spirale. Der förderschneckenartige Steg umfaßt vorzugsweise etwa eine Windung.

Eine Ankerstange zum Einsetzen in ein Bohrloch, das mit einer solchen Vorrichtung mit einer spiralförmigen Hinterschneidung versehen ist, verfügt in ihrem hin­ teren Bereich über zwei radial gegenüberliegende axial entsprechend der Steigung der Hinterschneidung versetzt angeordnete Sicherungsstifte, die beim Einsetzen der Ankerstange in die spiralförmige Hinterschneidung eindrehbar sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nach­ folgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbei­ spiels der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schneidkopf der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Befestigungs­ wand nach dem Einsetzen einer Ankerstange in ein mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bear­ beitetes Bohrloch und

Fig. 4 eine Sicherungsvorrichtung, durch die das Einsetzen der Ankerstange in ein nicht hin­ terschnittenes Bohrloch vermieden werden soll im vergrößerten Ausschnitt.

In Fig. 1 erkennt man ein Mauerwerk 1 oder eine Beton­ wand, in der in der Zugzone ein zylindrisches Bohrloch 2 erstellt worden ist. Um das zylindrische Bohrloch 2 mit einer gewindeartigen Hinterschneidung 3 zu ver­ sehen, ist ein Bohrwerkzeug 4 vorgesehen, das zur Erzeugung der spiralförmigen oder gewindeartigen Hin­ terschneidung 3 über einen Adapter 5 an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Bohrmaschine angeschlossen werden kann. Der Adapter 5 ist als Sechskant ausge­ bildet, an den sich ein zylindrischer Bund 6 an­ schließt, dessen Außendurchmesser in etwa dem Durch­ messer des zylindrischen Bohrlochs 2 entspricht.

Das Bohrwerkzeug 4 verfügt über einen sich an den Bund 6 anschließenden glatten Schaftabschnitt 7, der sich bis zu einem Absatz 8 erstreckt, an den sich ein zy­ lindrischer Führungsabschnitt 9 anschließt, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des glatten Schaftabschnitts 7 ist.

Auf dem Führungsabschnitt 9 ist ein förderschnecken­ artiger Steg 10 angeordnet, der über den zylindrischen Teil des Führungsabschnitts 9 hervorspringt und, wie man in Fig. 1 erkennen kann, in die gewindeartige Hinterschneidung 3 eingreift und dadurch dem Bohrwerk­ zeug 4 eine Spiralführung im Mauerwerk 1 vermittelt. Die Steigung des Steges 10 entspricht der Steigung der gewindeartigen Hinterschneidung 3, die durch einen am vorderen Ende des Bohrwerkzeugs 4 angeordneten Schneid­ kopf 11 erzeugt wird.

Der Schneidkopf 11 verfügt über einen zylindrischen Abschnitt 12 und am vorderen Ende des Bohrwerkzeugs 4 über einen konischen Abschnitt 13. Ausgehend vom vor­ deren Ende des zylindrischen Abschnitts 12 sind entlang dem zylindrischen Abschnitt 12 des Schneidkopfes 11 beispielsweise in gleichen Abständen voneinander etwa 12 bis 16 Hartmetallstifte 14 angeordnet, die radial über den zylindrischen Abschnitt 12 hervorstehen. Damit die Hartmetallstifte 14 die gewindeartige Hinterschnei­ dung 3 erstellen können, sind diese entlang einer Spirale angeordnet und ragen ausgehend von dem dem konischen Abschnitt 13 benachbarten Bereich zunehmend aus dem zylindrischen Abschnitt 12 hervor. Auf diese Weise beginnt der erste der spiralförmig angeordneten Hartmetallstifte 14 mit dem Erstellen der spiralför­ migen oder gewindeartigen Hinterschneidung 3, während die spiralförmig folgenden Hartmetallstifte 14 die gewindeartige Hinterschneidung 3 bis zu ihrer endgül­ tigen Gestalt vertiefen.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt durch den Schneid­ kopf 11 läßt deutlich erkennen, wie die Hartmetall­ stifte 14 entlang der Spirale jeweils um zunehmende Beträge aus dem Schneidkopf 11 hervorspringen.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man außerdem, daß zwi­ schen den Hartmetallstiften 14 Bohrmehlabführnuten 15 vorgesehen sind. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen diese Bohrmehlabführnuten 15 in Längsrichtung, so daß die verbleibenden Längs­ stege 16 jeweils zwei oder einen Hartmetallstift 14 tragen.

Im Bereich der Bohrmehlabführnuten 15 hat der Schneid­ kopf 11 einen Durchmessser, der dem Durchmesser des Führungsabschnittes 9 außerhalb des förderschnecken­ artigen Steges 10 entspricht.

Wenn das Bohrwerkzeug 4 ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Stellung weiterrotiert, erfolgt gleich­ zeitig ein Vorschub in Richtung auf den Bohrlochgrund 17. Der förderschneckenartige Steg 10 schraubt sich entlang der gewindeartigen Hinterschneidung 3 weiter in Richtung auf den Bohrlochgrund 17. Im Bohrlochtiefsten 18, wo noch keine gewindeartige Hinterschneidung 3 vorhanden ist, wird diese kontinuierlich durch die mehr und mehr hervorspringenden Hartmetallstifte 14 er­ stellt, wobei das anfallende Bohrmehl durch die Bohr­ mehlabführnuten 15 zum Hohlraum um den Führungsab­ schnitt 9 abgeführt wird.

Wenn das Bohrwerkzeug 4 den Bohrlochgrund 17 erreicht hat, ist die Erstellung der gewindeartigen Hinter­ schneidung 3 beendet und das Bohrwerkzeug 4 wird in entgegengesetzter Richtung aus dem nunmehr mit der gewindeartigen Hinterschneidung 3 versehenen Bohrloch 2 herausgedreht.

In Fig. 3 erkennt man eine in das Bohrloch 2 einge­ setzte Ankerstange 20, die eine Spitze 21 und ein Außengewinde 22 aufweist. Die Ankerstange 20 ist mit Hilfe einer Mörtelmasse 23 im Bohrloch 2 formschlüssig gehalten, wobei die ausgehärtete Mörtelmasse 23 eine Art "Mörtelschraube" bildet. Die Steigung und das Verhältnis zwischen dem Kerndurchmesser und dem Außen­ durchmesser der "Mörtelschraube" ist so bestimmt, daß auch bei einem maximalen Riß von 0,7 mm ein ausreichen­ des Tragverhalten der Gewindeflanken gewährleistet ist.

Zum Einsetzen der Ankerstange 20 wird beispielsweise so vorgegangen, daß in das Bohrloch 2 eine in der Zeich­ nung nicht dargestellte Mörtelpatrone eingesetzt wird, die durch schlagend drehendes Eintreiben der Anker­ stange 20 in das mit der gewindeartigen Hinterschnei­ dung 3 versehene Bohrloch 2 zertrümmert wird, wobei sich die Komponenten der aushärtbaren Mörtelmasse vermischen. Um zu vermeiden, daß die Ankerstange 20 in ein Bohrloch 2 ohne gewindeartige Hinterschneidung 3 eingesetzt wird, sind zwei Sicherungsstifte 24, 25 im hinteren Bereich der Ankerstange 20 gegenüberliegend und versetzt angeordnet. In Fig. 4 ist die Anordnung der Sicherungsstifte 24, 25 vergrößert dargestellt und man erkennt, daß die nach außen weisenden Stirnseiten 26 der Sicherungsstifte 24, 25 einen Abstand voneinan­ der haben, der kleiner als der Durchmesser im Bereich der Hinterschneidung 3, aber größer als der Durchmesser des Bohrloches 2 im nicht hinterschnittenen Bereich ist. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, die mit den Sicherungsstiften 24, 25 versehene Ankerstange 20 in ein nicht hinterschnittenes Bohrloch 2 mit der vorgesehenen Setztiefe einzusetzen. Wenn jedoch die gewindeförmige Hinterschneidung 3 vorhanden ist, kann die mit den Sicherungsstiften 24, 25 versehene Anker­ stange in das Bohrloch 2 mit einer Schraubbewegung eingebracht werden. Um zu ermöglichen, daß die Schraub­ bewegung nur am Ende des Einsetzvorganges erforderlich ist, sind die Sicherungsstifte 24, 25 im hinteren Bereich der Ankerstange 20 angeordnet, so daß zunächst von einer schraubenförmigen Eindrehbewegung abgesehen werden kann bis die Sicherungsstifte 24, 25 in das Mauerwerk 1 bzw. in die Betonwand eindringen.

Nach dem Einsetzen der Ankerstange 20 kann diese in der in Fig. 3 skizzierten Weise dazu dienen, einen zu befestigenden Gegenstand 30 mit Hilfe einer Mutter 31 und einer Unterlegscheibe 32 zu befestigen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Hinterschneidung in einem zylindrisch vorgebohrten Bohrloch, das für die Aufnahme einer Ankerstange und einer die Ankerstange im hinterschnittenen Bohrloch verkle­ benden Mörtelmasse vorgesehen ist, mit einem für die Verbindung mit der Bohrmaschine vorgesehenen Anschlußteil am rückwärtigen Ende, einem glatten Schaftabschnitt und einem eine Hinterschneidung erzeugenden eine Profilierung und radial gegen­ überliegende stiftförmige Abtragwerkzeugeinsätze aufweisenden vorderen Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die stiftförmigen Abtragwerkzeugeinsätze (14) auf einem zylindri­ schen Schneidkopf (11) entlang einer Spirale angeordnet sind und entlang der Spirale, ausgehend von deren vorderem Ende (15) zunehmend aus dem zylindrischen Schneidkopf (11) herausragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zylindrische Schneid­ kopf (11) mehrere sich über den Schneidkopf (11) erstreckende Bohrmehlabführnuten (15) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bohrmehlabführnuten sich parallel zur Spirale der Abtragwerkzeugein­ sätze (14) erstrecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bohrmehlabführnuten (15) sich in Längsrichtung erstrecken.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abtragwerkzeugein­ sätze (14) auf den zwischen den Bohrmehlabführ­ nuten (15) vorhandenen Längsstegen (16) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ tragwerkzeugeinsätze Hartmetallstifte (14) sind, deren Längsachsen sich entlang den Radien des Schneidkopfes (11) erstrecken.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ tragwerkzeugeinsätze Hartmetallstifte (14) sind, deren Längsachsen gegenüber den Radien entgegen der Drehrichtung beim Bohren und/oder in Längs­ richtung des Schneidkopfes (11) etwas gekippt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pro­ filierung ein förderschneckenartiger Steg (10) ist, der hinter dem Schneidkopf (11) angeordnet ist und die gleiche Steigung aufweist, wie die durch die Abtragwerkzeugeinsätze (14) definierte Spirale.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der förderschneckenartige Steg (10) auf einem zylindrischen Führungsab­ schnitt (9) angeordnet ist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des glatten Schaft­ abschnittes (7) ist und dem Durchmesser des Schneidkopfes (11) im Bereich der Bohrmehlabführ­ nuten (15) entspricht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der förderschneckenartige Steg (10) etwa eine Windung umfaßt und so weit nach außen ragt, wie der am weitesten aus dem Schneidkopf (11) hervorspringende Abtragwerkzeug­ einsatz (14).

11. Ankerstange zum Einsetzen in ein Bohrloch, das mit der Vorrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche mit einer spiralförmigen Hinterschneidung versehen worden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im hinteren Bereich der Anker­ stange (20) zwei radial gegenüberliegende, axial entsprechend der Steigung der Hinterschneidung (3) versetzt angeordnete Sicherungsstifte (24, 25) vorgesehen sind, die beim Einsetzen der Anker­ stange (20) in die spiralförmige Hinterschneidung (3) eindrehbar sind.