DE3741345A1 - Anchoring process for fastening elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verankern eines Befestigungselementes mittels einer aushärtenden Ein- oder Mehrkomponenten-Haftmasse in einem Bohrloch, insbesondere in der rißanfälligen Zugzone eines Bauwerkes, wobei die Haft masse der adhäsiven Verbindung mit dem Bauwerk dient und das Befestigungselement eine der formschlüssigen Verankerung in der Haftmasse dienende Lastschulter aufweist.The invention relates to a method for anchoring Fastening element by means of a curing Ein or Multi-component adhesive in a borehole, especially in the crack-prone tensile zone of a building, the detention mass serves the adhesive connection with the building and that Fastener one of the positive anchoring in has the load shoulder serving the adhesive mass.
Verankerungen von Befestigungselementen mittels aushärtender Ein- oder Mehrkomponenten-Haftmassen, beispielsweise gemäß der DE-PS 12 05 038, werden wegen ihrer Vorteile wie Fehlen von Spreizdruck, weitgehender Unabhängigkeit von Maßabwei chungen des Bohrlochdurchmessers und guter Beständigkeit gegenüber chemischen Einflüssen heute in vielen Fällen an gewendet. Für bestimmte Befestigungen, insbesondere in der rißanfälligen Zugzone eines Bauwerkes, vermochten sich diese sogenannten Verbundanker jedoch bisher nicht durch zusetzen. Die in dieser Zone entstehenden Risse verlaufen sehr oft durch die Bohrlöcher, da diese Schwächungsstellen mit reduziertem Querschnitt bilden. Ein durch das Bohrloch verlaufender Riß kann zu einem Ablösen der Haftmasse von der Bohrlochwandung und somit zu einem Ausfall oder wenig stens einer Reduzierung der Verankerung führen.Anchoring of fasteners using hardening Single or multi-component adhesive, for example according to DE-PS 12 05 038, because of their advantages such as lack of spreading pressure, largely independence from dimensional deviation borehole diameter and good resistance against chemical influences in many cases today turned. For certain fixings, especially in the tensile zone of a structure susceptible to cracking, could However, these so-called composite anchors have not been used clog. The cracks that develop in this zone run very often through the boreholes as these weakening points form with a reduced cross-section. One through the borehole running crack can cause the adhesive to peel off the borehole wall and thus to failure or little lead to a reduction in anchorage.
Befestigungen in der rißanfälligen Zugzone eines Bauwerkes erfolgen aus den genannten Gründen häufig mittels aufwen diger, einen Hinterschnitt erzeugender Spezialwerkzeuge und entsprechender Sonderdübel.Fortifications in the crack-prone tensile zone of a building For the reasons mentioned, they are often carried out by means of expenditure special tools that create an undercut and corresponding special dowels.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verankern eines Befestigungselementes in der rißanfälligen Zugzone eines Bauwerkes mittels aushärtender Ein- oder Mehr komponenten-Haftmassen zu schaffen.The invention has for its object a method for Anchoring a fastener in the crack-prone Traction zone of a building by means of hardening one or more to create component adhesive compositions.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß vor dem Einbringen der Haftmasse und dem Einführen des Befesti gungselementes in der Wandung des Bohrloches über dessen Umfang gleichmäßig verteilt im wesentlichen in axialer Rich tung verlaufende Nuten angebracht werden.According to the invention, this is achieved in that before the introduction of the adhesive and the insertion of the fastener supply element in the wall of the borehole above it Circumference evenly distributed essentially in the axial direction directional grooves.
Durch das Anbringen der erfindungsgemäßen Nuten können durch das Bohrloch verlaufende Risse im Bereich der Haft masse in bestimmter Weise geleitet werden. Ein solcher im Bereich des Bohrloches vorhandener Riß kann in Umfangs richtung höchstens bis zur nächsten Nut entlang der Aus senseite des Bohrloches verlaufen, da der Riß durch die nächste Nut zu stark umgelenkt würde. Der Riß führt dann zu einem Aufreißen der Haftmasse und verläuft durch die Haftmasse radial nach innen gegen das Befestigungselement. Anschließend verläuft der Riß über einen Teil des Umfanges entlang der Oberfläche des Befestigungselementes. Um diese Rißbildung zu erleichtern, kann die Oberfläche des Befesti gungselementes mittels eines Trennmittels, beispielsweise Fett, Wachs oder dergleichen beschichtet werden. Durch die formschlüssige Verankerung des Befestigungselementes in der Haftmasse über die Lastschulter führt dieses Ablösen der aushärtenden Haftmasse vom Befestigungselement nicht zu ei nem Ausfall der Verankerung. Etwa diametral gegenüberliegend zur Rißeinleitung wird der Riß dann wiederum durch die Haftmasse radial nach außen gegen die Bohrlochwandung, an schließend entlang der Bohrlochwandung bis zur nächsten Nut und dann weiter durch das Aufnahmematerial verlaufen. Durch das Aufreißen der aushärtenden Haftmasse werden Segmente gebildet, die durch das Öffnen und Schließen des Risses relativ zueinander bewegt werden. Diese Segmente bilden so mit eine Art Backen, die mit dem Befestigungselement in form schlüssigem Eingriff stehen.By making the grooves according to the invention cracks running through the borehole in the area of detention mass in a certain way. Such in Existing crack area of the borehole can be circumferential direction at most to the next groove along the out side of the borehole, because the crack through the next groove would be deflected too much. The crack then leads to a tear of the adhesive and runs through the Adhesive radially inward against the fastener. The crack then runs over part of the circumference along the surface of the fastener. Around The surface of the fastener can facilitate cracking supply element by means of a release agent, for example Grease, wax or the like can be coated. Through the positive anchoring of the fastener in the Adhesive mass over the load shoulder causes this detachment of the curing adhesive from the fastener not too egg failure of the anchorage. Approximately diametrically opposite for the initiation of the crack, the crack is then again caused by the Adhesive radially outwards against the borehole wall closing along the borehole wall to the next groove and then continue through the recording material. By the opening of the hardening adhesive mass becomes segments formed by opening and closing the crack be moved relative to each other. So these segments form with a kind of jaws that form with the fastener conclusive intervention.
Für die Wirkungsweise der Nuten ist es zweckmäßig, daß diese etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen. Etwa recht eckigen Querschnitt aufweisende Nuten ergeben im Übergangs bereich starke Querschnittsunterschiede in der Haftmasse und zwingen den Riß, im Bereich des geringsten Querschnittes durch die Haftmasse zu verlaufen. Etwa rechteckigen Quer schnitt aufweisende Nuten sind auch relativ einfach herstell bar. For the operation of the grooves, it is appropriate that these have an approximately rectangular cross section. About right Square cross-section grooves result in the transition strong cross-sectional differences in the adhesive mass and force the crack, in the area of the smallest cross section to run through the adhesive. Rectangular cross Cut grooves are also relatively easy to manufacture bar.
Vorteilhafterweise sind über den Umfang verteilt vier bis zwölf, vorzugsweise acht Nuten angeordnet. Durch eine ge nügende Anzahl Nuten kann ein Riß höchstens über einen geringen Teilbereich des Umfanges auf der Außenseite der aushärtenden Haftmasse verlaufen.Advantageously, four to four are distributed over the circumference twelve, preferably eight grooves arranged. By a ge sufficient number of grooves can be a crack at most over one small portion of the circumference on the outside of the hardening adhesive.
Das Anbringen der Nuten erfolgt vorzugsweise anschließend an die Herstellung des Bohrloches. Es ist daher zweckmäßig, das Werkzeug zum Herstellen der Nuten als im wesentlichen dem Durchmesser des Bohrloches entsprechenden Dorn mit die sen radial überragenden Schneiden auszubilden. Das Werkzeug wird somit durch den im wesentlichen dem Durchmesser des Bohrloches entsprechenden Dorn im Bohrloch zentriert und die Nuten werden beim Vortreiben des Werkzeuges, beispielsweise mittels eines Bohr- oder Meißelhammers, durch die den Dorn radial überragenden Schneiden aus der Bohrlochwandung heraus gearbeitet. Die Anzahl der Schneiden kann der fertigen Anzahl der Nuten oder einem Teil der Nuten entsprechen. In letzterem Fall werden die Nuten in mehreren Arbeitsgängen erzeugt, in dem das Werkzeug nach dem Herstellen einer Gruppe von Nuten um einen bestimmten Winkel verdreht wird, bevor die nächsten Nuten hergestellt werden.The grooves are preferably made subsequently the production of the borehole. It is therefore advisable the tool for making the grooves as essentially the mandrel corresponding to the diameter of the borehole radially protruding cutting edges. The tool is thus by the essentially the diameter of the Centered in the borehole and the corresponding mandrel Grooves are used when advancing the tool, for example using a hammer or chisel through which the mandrel radially protruding blades out of the borehole wall worked. The number of cutting edges can be the finished number correspond to the grooves or a part of the grooves. In the latter In this case, the grooves are created in several steps, in which the tool after making a group of grooves is rotated by a certain angle before the next Grooves are made.
Das Befestigungselement wird in der Haftmasse durch Form schluß verankert. Um eine gute formschlüssige Verbindung zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Lastschulter des Befesti gungselementes als umlaufenden Ringwulst auszubilden. Ein umlaufender Ringwulst ergibt bei der Krafteinleitung eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte über den gesamten Umfang des Befestigungselementes.The fastener is in the adhesive by shape anchored in the end. To have a good positive connection reach, it is advantageous to attach the load shoulder of the fastener training element as a circumferential annular bead. A circumferential ring bead results in a force transmission uniform distribution of forces over the entire circumference the fastener.
Die vom Befestigungselement auf die Haftmasse eingeleitete Kraft kann relativ groß sein. Um eine Überlastung der Haftmasse zu verhindern, sind zweckmäßigerweise mehrere in axialem Abstand angeordnete Ringwulste vorgesehen. Mehrere in axialem Abstand angeordnete Ringwulste ergeben auch eine günstige Krafteinleitung über die Haftmasse auf die Bohrloch wandung.The one introduced by the fastener onto the adhesive Force can be relatively large. To overload the To prevent adhesive, several are expedient provided axially spaced annular beads. Several Ring beads arranged at an axial distance also result in a Favorable application of force via the adhesive to the borehole wall.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will hereinafter, for example, based on the reproducing drawings are explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Herstellen von Nuten, Fig. 1 shows an inventive tool for making grooves,
Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Werkzeuges, in Richtung des Pfeiles A Fig. 2 is a view of the tool shown in Fig. 1, in the direction of arrow A.
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Verankerung eines Befestigungselementes in einem Aufnahme material, Fig. 3 is an anchor according to the invention a fastening element in a receiving material,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verankerung gemäß Fig. 3, entlang der Linie IV-IV. Fig. 4 shows a cross section through the anchorage according to FIG. 3, along the line IV-IV.
Das aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Werkzeug 1 weist einen Schaft 1 a auf, dessen rückwärtiges Ende 1 b direkt von einem Hammer beaufschlagt werden kann oder der zur Aufnahme in einen Bohr- oder Meißelhammer vorgesehen ist. Der Schaft 1 a ist mit einer der Verriegelung dienenden Längsnut 1 c ver sehen. Der vordere Bereich des Werkzeuges 1 ist als Dorn 1 d ausgebildet, der im Durchmesser etwa demjenigen des zu be arbeitenden Bohrloches entspricht. Entlang dem Umfang des Dornes 1 d sind eine Anzahl Schneiden 1 e, in diesem Fall acht an der Zahl, angeordnet. Die Schneiden 1 e können je nach Art des zu bearbeitenden Aufnahmematerials gehärtet oder mit Hartmetalleinsätzen versehen sein. Das Werkzeug 1 wird mit dem die Schneiden 1 e axial überragenden Teil des Dorns 1 d in ein Bohrloch eingesetzt und anschließend gegen den Grund des Bohrloches vorgetrieben. Durch die Schneiden 1 e werden dabei in der Bohrlochwandung Nuten erzeugt.The tool 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a shank 1 a , the rear end 1 b of which can be acted upon directly by a hammer or which is provided for receiving in a hammer drill or chisel hammer. The shaft 1 a is seen with a locking longitudinal groove 1 c ver. The front region of the tool 1 is designed as a mandrel 1 d , which corresponds in diameter to approximately that of the borehole to be machined. A number of cutting edges 1 e , in this case eight in number, are arranged along the circumference of the mandrel 1 d . Depending on the type of recording material to be processed, the cutting edges 1 e can be hardened or provided with hard metal inserts. The tool 1 is inserted with the part of the mandrel 1 d axially projecting beyond the cutting edges 1 e into a borehole and then driven against the bottom of the borehole. The cutting edges 1 e produce grooves in the borehole wall.
Die aus Fig. 3 und 4 ersichtliche Verankerung besteht im wesentlichen aus einem Befestigungselement 2, das in ein Bohrloch 3 a eines Aufnahmematerials 3 eingesetzt ist. In der Wandung des Bohrloches 3 a wurden zuvor mittels des in Fig. 1 und 2 ersichtlichen Werkzeuges 1 in axialer Richtung verlau fende Nuten 3 b angebracht. Der Zwischenraum zwischen der Wandung des Bohrloches 3 a und dem Befestigungselement 2 ist mittels einer aushärtenden Haftmasse 4 ausgefüllt. Das Be festigungselement 2 weist ein in Setzrichtung vorderes Ende 2 a und ein rückwärtiges Ende 2 b auf. Der an das rückwärtige Ende 2 b angrenzende Bereich des Befestigungselementes 2 ist mit einem Gewinde 2 c versehen. Im Verankerungsbereich weist das Befestigungselement 2 eine Anzahl umlaufender Ringwulste 2 d auf. Die Ringwulste 2 d bilden Lastschultern 2 e, welche die Einleitung der Verankerungskraft auf die Haftmasse 4 ermöglichen. Das Befestigungselement 2 und die Haftmasse 4 stehen über die Ringwulste 2 d in formschlüssiger Verbindung. Die Verbindung der Haftmasse 4 mit der Wandung des Bohrloches 3 a ist dagegen in Auszugsrichtung überwiegend adhäsiv.The anchoring shown in FIGS. 3 and 4 consists essentially of a fastening element 2 , which is inserted into a borehole 3 a of a receiving material 3 . In the wall of the bore hole 3 a previously mounted b by means of the duri Fende in Fig. 1 and 2 apparent tool 1 in the axial direction grooves 3. The space between the wall of the bore hole 3 a and the fastening element 2 is filled by means of a thermosetting adhesive composition. 4 The Be fastening element 2 has a front end in the setting direction and a rear end 2 a 2 b on. The area of the fastening element 2 adjoining the rear end 2 b is provided with a thread 2 c . In the anchoring area, the fastening element 2 has a number of circumferential annular beads 2 d . The annular beads 2 d form load shoulders 2 e , which enable the anchoring force to be introduced onto the adhesive compound 4 . The fastening element 2 and the adhesive 4 are in positive connection via the annular beads 2 d . The connection of the adhesive 4 to the wall of the borehole 3 a , however , is predominantly adhesive in the pull-out direction.
Wie Fig. 4 zeigt, verläuft ein Riß 3 c im Aufnahmematerial 3 durch das Bohrloch 3 a. Der Riß 3 c wird im Bereich einer Nut 3 b in die Verbindung zwischen der Haftmasse 4 und dem Aufnahme material 3 eingeleitet. Der Riß verläuft dann durch die Haftmasse 4 nach innen gegen das Befestigungselement 2. Über einen Teil des Umfanges wird die Haftmasse 4 vom Befesti gungselement 2 abgelöst. Anschließend verläuft der Riß 3 c wiederum durch die Haftmasse 4 radial nach außen und im Be reich einer weiteren Nut 3 b weiter im Aufnahmematerial 3. Wie Fig. 4 zeigt, wird die Haftmasse 4 durch den Riß 3 c in zwei Segmente 4 a, 4 b unterteilt. Diese Segmente 4 a, 4 b können sich beim Öffnen und Schließen des Risses 3 c relativ zu einander bewegen. Da sich die Segmente 4 a, 4 b jedoch in axialer Richtung formschlüssig an den Ringwulsten 2 d des Befestigungs elementes 2 abstützen, wird die Befestigung durch das Öffnen und Schließen des Risses 3 c nicht beeinträchtigt. Das Ab lösen der Haftmasse 4 vom Befestigungselement 2 kann dadurch erleichtert werden, daß die Oberfläche des Befestigungsele mentes 2 durch ein Trennmittel beschichtet wird. Ein solches Trennmittel kann beispielsweise Fett, Wachs oder dergleichen sein.As shown in FIG. 4, a crack 3 c in the receiving material 3 runs through the borehole 3 a . The crack 3 c is initiated in the region of a groove 3 b in the connection between the adhesive 4 and the receiving material 3 . The crack then runs inward through the adhesive 4 against the fastening element 2 . Over a part of the circumference, the adhesive compound 4 is removed from the fastening element 2 . Then the crack 3 c again runs through the adhesive 4 radially outwards and in the loading area of a further groove 3 b further in the receiving material 3 . As shown in FIG. 4, the adhesive material is 4 c through the crack 3 in two segments 4 a, b subdivided 4. These segments 4 a , 4 b can move relative to each other when opening and closing the crack 3 c . Since the segments 4 a , 4 b, however, in the axial direction are positively supported on the annular beads 2 d of the fastening element 2 , the fastening is not impaired by the opening and closing of the crack 3 c . From the release of the adhesive 4 from the fastener 2 can be facilitated in that the surface of the Befestigungsele element 2 is coated by a release agent. Such a release agent can be, for example, fat, wax or the like.
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