DE3828335C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohr-Injektionsanker, mit mantelwandsei­ tig am Ankerschaft durchlaufendem Gewindegang, am vorderen Ende angeordneter Bohrkrone, der Bohrkrone zugeordneten Schneiden und einem mittleren, in Achsrichtung verlaufenden, im Bereich der Bohrkrone endenden Kanal zur Zuführung eines Spülmittels.

Bei einem derartigen, aus der DE-OS 34 00 182 bekannten Bohr-Injektionsanker erstreckt sich mantelwandseitig ein durchlaufender Gewindegang, an dessen vorderem Ende eine Bohrkrone angeordnet ist. Diese ist mit zwei spitzenseitigen Hartmetall-Schneiden ausgestattet. Zu diesen führen zwei sich diametral gegenüberliegende Kanäle, die in einen Ring­ raum münden. Von letzterem geht ein Radialkanal aus, der es erlaubt, beim Bohren über einen mittleren, in Achsrichtung verlaufenden und im Bereich der Bohrkrone endenden Kanal Spülmittel oder dergleichen zuzuführen. Die Bohrkrone ist im Durchmesser deutlich größer als der Ankerschaft. Somit ist ein Ringraum zur Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel geschaf­ fen.

Bekannt sind weiterhin Verpreßanker für sandige, bindige Böden und für Lockergestein. Damit das Bohrloch nicht ein­ stürzt, wird ein Vortriebsrohr oder Schutzrohr eingebohrt. In dieses Schutzrohr wird der eigentliche Anker, bestehend aus Einstabankern (gerippte Spannstähle) oder hochfeste Litzen eingeschoben. Beim Verpressen mit Zementleim wird gleichzeitig das Schutzrohr gezogen. Der entstehende Ring­ raum wird sofort mit Zementleim ausgefüllt.

Nachteilig an diesen Ausführungen ist, daß Bohrklein und Spülmittel die Bohrkrone umspülen und somit die Bohrungs­ wand, z. B. bei Lehmböden, aufweichen. Dies hat zur Folge, daß der Bohrlochdurchmesser in nicht vorauszuberechenbarem Maße vergrößert wird und somit auch mehr Zementleim zum Verpressen benötigt wird. Desweiteren besteht die Gefahr, daß das Bohrloch einfällt und die Bohrkrone aus der Richtung läuft.

Ein weiterer Nachteil zeigt sich bei der Verwendung von Verpreßankern für sandige, bindige Böden und Lockergestein. Das Einbringen solcher Verpreßanker ist wesentlich arbeits­ aufwendiger und somit auch kostenintensiver als das Einbrin­ gen von Bohr-Injektionsankern in feste Böden.

Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bohr-Injektionsanker der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß dieser während des Bohrvorganges die Bohrungswand nicht aufweicht und daß dieser sowohl in festen als auch in sandigen, bindigen Böden oder in Lockergestein einsetzbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Bohrkrone einen mit Abstand zu dem Ankerschaft des Bohr-Injektionsankers angeord­ neten zylindrischen Hohlkörper aufweist, zur Ausbildung eines durchströmbaren Ringraumes zwischen der Mantelwand des Ankerschaftes und der Innenwand des Hohlkörpers, wobei der Hohlkörper eine Länge aufweist, die mindestens etwa dem Durchmesser der Bohrkrone entspricht.

Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Bohr-Injektionsanker von erhöhtem Gebrauchswert geschaffen. Der auf Abstand zum Ankerschaft an der Bohrkrone angeordnete zylindrische Hohl­ körper dient zur besseren Abfuhr von Bohrklein und Spülmit­ tel. Diese durchströmen den zwischen der Mantelwand des Ankerschaftes und der Innenwand des Hohlkörpers ausgebilde­ ten Ringraum und können somit die Bohrungswand, z. B. bei Lehmböden, nicht aufweichen. Diese Ausbildung birgt in sich den Vorteil, daß der Bohrlochdurchmesser durch abfließendes Bohrklein und Spülmittel nicht vergrößert wird und somit auch nur die vorausberechnete Menge Zementleim benötigt wird. Desweiteren stabilisiert der Hohlkörper die Bohrungs­ wand im Bereich der Bohrkrone. Dies hat zur Folge, daß das Bohrloch während des Vortriebs nicht einfallen kann und dadurch bedingt die Bohrkrone aus der Richtung läuft. Um diese stabilisierende Wirkung zu erzielen, entspricht die Länge des Hohlkörpers mindestens etwa dem Durchmesser der Bohrkrone. Ein weiterer Vorteil dieses mit einem Hohlkörper versehenen Bohr-Injektionsankers besteht darin, daß dieser neben den vorher genannten Vorteilen gleichermaßen in festen als auch in sandigen, bindigen Böden oder Lockergestein einsetzbar ist. In sandigen Böden oder dergleichen dient die Hohlkörperwandung als Schutzrohr, um einem Einbrechen des Bohrloches entgegenzuwirken. Gleichzeitig wird beim Vortrieb die Bohrungswand durch die rotierende Hohlkörperwandung verdichtet. Der als Schutzrohr dienende Hohlkörper verbleibt nach dem Verpressen mit Zementleim als verlorenes Teil in der Bohrung. Die Vorteile eines auf diese Art und Weise ausgebildeten Bohr-Injektionsankers sind somit zum einen, daß die Bohrung eine gleichmäßige Bohrungswandung (mit über die gesamte Länge der Bohrung im wesentlichen gleichbleiben­ dem Querschnitt) erhält und dabei nicht aus der Richtung läuft. Zum anderen ist es vorteilhaft, daß dieser Bohr-Injek­ tionsanker sowohl in festen als auch in losen Böden benutzt werden kann. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist darin zu sehen, daß der Hohlkörper ein Rohrstück ist. Sodann besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß die Schneiden als Schneidenelemente ausgebildet sind, die einen in den Ring­ raum ragenden Fortsatz aufweisen, welcher den Hohlkörper von der Mantelwand des Ankerschaftes distanziert und mittels welcher der Hohlkörper mit dem Ankerschaft verbunden ist. Die hierbei entstehenden Durchtrittsöffnungen an der Stirn­ seite des Bohrkopfes dienen der Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel. Der Abstand zwischen Hohlkörperaußenseite und Ankerschaft-Mantelwand entspricht dabei dem Maß der Zement­ überdeckung. Desweiteren erweist es sich beim Spülen während des Bohrvortriebs als günstig, daß die Schneidenelemente mit einem auf die Ankerschaftspitze aufschraubbaren Schneidenträ­ ger verbunden sind und daß in dem Schneidenträger mindestens eine unmittelbar nach außen mündende Spülöffnung ausgebildet ist, welche mit dem Spülkanal in Verbindung steht. Eine weitere, radial angeordnete Spülöffnung, welche zur Bohrloch­ seitenwand hin mündet, durchsetzt den Schneidenträger und den Fortsatz eines Schneidenelementes. Weiterhin besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß der Bohr-Injektionsanker feuerverzinkt ist. Hierdurch wird neben der Zementsteinüber­ deckung noch ein zweiter Korrosionsschutz geschaffen. Bei den bisher bekannten Bohr-Injektionsankern wurde für einen permanenten Einsatz ein doppelter Korrosionsschutz dadurch erreicht, daß der Ankerschaft in einem Wellrohr aus Polye­ thylen (PE) sitzt, wobei der Ringraum werkseitig mit Zement­ leim ausgepreßt ist. Dieser mit Wellrohr und Zementstein ummantelte Ankerschaft wird dann zusätzlich bauseits mit Zementleim verpreßt. Bei temporären Einsätzen werden unbehan­ delte, rohe Bohr-Injektionsanker verwendet, die durch eine gleichmäßige Zementsteinschicht von mindestens 2 cm ge­ schützt sind. Ein doppelter Korrosionsschutz erfolgt hierbei nicht. Bei der hier beschriebenen Erfindung erhält der Bohr- Injektionsanker sowohl bei temporärem als auch bei permanen­ tem Einsatz einen doppelten Korrosionsschutz durch Feuerver­ zinkung und gleichmäßige Zementsteinüberdeckung. Ein arbeits­ aufwendiges Überziehen des Ankerschaftes mit einem Wellrohr und das nachfolgende Auspressen des Ringraumes mit Zement­ leim entfällt.

Des weiteren ist es von Vorteil, daß dem Bohr-Injektionsanker ein Abstandselement zugeordnet ist, wobei das Abstandsele­ ment eine Halterungsnabe aufweist, die zum freiverschiebbaren Aufsitzen auf dem Ankerschaft einen gegenüber dem Außendurch­ messer des Ankerschaftgewindes größeren Innendurchmesser aufweist. Bei den bekannten Ausführungen wird das Abstands­ element am Ankerschaft befestigt. Dies hat zur Folge, daß sich das Abstandselement beim Bohrvorgang mitdreht und die Bohrungswand bzw. ein evtl. eingesetztes Schutzrohr beschä­ digt. Diese Gefahr besteht bei dem Anmeldungsgegenstand nicht, da bei diesem, bedingt durch den gegenüber dem Außen­ durchmesser des Ankerschaftes größerem Innendurchmesser der Nabe, das Abstandselement freiverschiebbar auf dem Anker­ schaft aufsitzt. Folglich kann während des Bohrvorganges der Ankerschaft das Abstandselement nicht zum Mitdrehen bewegen. Einem möglichen Reibschluß zwischen Nabeninnenwand und Anker­ schaft-Mantelwand wirkt die Reibung des Abstandelements an der Bohrungswand normalerweise entgegen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung wird dadurch erreicht, daß die Halterungsnabe über Distanzelemente zur Ausbildung von Leitungswegen mit einem äußeren Ringkörper verbunden ist, der einen Außendurchmesser besitzt, der dem Außendurchmesser des Hohlkörpers der Bohrkrone entspricht. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Abstandselementen, die sich lediglich aus einer Halterungsnabe und an ihr angeordneten Stegelemen­ ten zur Distanzierung zur Bohrlochwand zusammensetzen, ist die Halterungsnabe über Distanzelemente mit einem äußeren Ringkörper verbunden. Diese vorteilhafte Weiterbildung birgt in sich den Vorteil, daß das Abstandselement keine Schneid- bzw. Schabarbeit an der Bohrlochwand verrichtet, wie es bei den radial angeordneten Stegelementen der bekannten Ausfüh­ rungen möglich ist. Das unbehinderte Abfließen von Bohrklein und Spülmittel ist durch die Ausbildung von Leitungswegen gewährleistet. Da der Außendurchmesser des Ringkörpers dem des Hohlkörpers der Bohrkrone entspricht, wird der Anker­ schaft in der Bohrkrone zentriert, was zur Folge hat, daß nach dem Verpressen der Bohr-Injektionsanker eine gleichmäßi­ ge Zementsteinabdeckung erhält.

Weiterhin besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß das Abstandselement aus Kunststoff besteht und somit gegen Korro­ sion geschützt ist.

Schließlich ist es noch von Vorteil, daß bei einem Bohr- Injektionsanker, wobei mehrere Bohr-Injektionsanker-Elemente durch eine Kupplungsmutter verbunden werden, der Nabendurch­ messer dem Außendurchmesser der Kupplungsmutter entspricht. Beim Bohrvortrieb wird das Abstandselement durch die Kupp­ lungsmutter mitgenommen. Dadurch bedingt, daß die einzelnen Bohr-Injektionsanker-Elemente in einem Abstand von 2-3 m mit Kupplungsmuttern, denen jeweils ein Abstandselement vorgelagert ist, verbunden werden, wird der Bohr-Injek­ tionsanker an vorher berechenbaren Punkten gelagert und somit zentriert.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Fig. 1-3 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Bohrloch mit einliegendem, aus Bohrkrone, Abstandselement, Kupplungsmutter und Ankerschaft bestehenden Bohr-Injektionsanker,

Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Bohrkrone in vergrößer­ ter Darstellung und

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1 durch das, auf dem Ankerschaft freiverschiebbar gelager­ te Abstandselement in vergrößerter Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Bohr-Injektionsanker 1 besitzt auf der Mantelwand 20 seines feuerverzinkten Ankerschaftes 2 einen sich gleichförmig über seine gesamte Länge erstrecken­ den Gewindegang 3. Mittig und über die gesamte Länge des Ankerschaftes 2, in Achsrichtung verlaufend, befindet sich ein Spülkanal 4, der der Zufuhr eines Spülmittels oder der­ gleichen dient. An dem vorderen Ende des Ankerschaftes 2 ist diesem eine Bohrkrone 5 zugeordnet. Diese setzt sich aus einem Schneidenträger 6, drei an diesem radial und im glei­ chen Winkel zueinander angeordnete Schneidenelemente 7-9 und einem als Rohrstück ausgebildeten Hohlkörper 10 zusam­ men. Der Schneidenträger 6 ist mittels einer feuerverzink­ ten, zylindrischen Aufnahme 11, die ein Innengewinde 12 aufweist, auf den endständigen Gewindegang des Ankerschaftes 2 aufgeschraubt. Diese Aufnahme 11 wird an ihrem vorderen Ende durch einen, eine Bohrspitze bildenden, ebenfalls feuer­ verzinkten Schneidenträgerkopf 13 verschlossen. An der der Aufnahme 11 zugewandten Seite ist ein Ringraum 14 ausgebil­ det, von dem aus drei radial angeordnete Spülöffnungen 15 zur Stirnseite des Schneidenträgerkopfes 13 führen. Diese Ausgestaltung erlaubt es, beim Bohren über den Spülkanal 4 Spülmittel zuzuführen. Der Schneidenträgerkopf 13 ist mit drei aus Hartmetall hergestellten, spitzseitigen Schneiden­ elementen 7-9 ausgestattet. Diese weisen, sich an der Mantelfläche der Aufnahme 11 abstützende Fortsätze 16 auf. Ein vom Ringraum 14 ausgehender, den Schneidenträger 6 und das Schneidenelement 7 durchsetzender und zur Bohrlochseiten­ wand 17 hin mündender Radialkanal 18 dient als zusätzliche Spülöffnung während des Bohrvorganges. Der Hohlkörper 10 ist mittels Schweißung mit den als Distanzierungselementen dienen­ den Fortsätzen 16 verbunden. Die Länge des Hohlkörpers 10 entspricht etwa dem 1,5fachen Durchmesser der Bohrkrone 5. Der Durchmesser des Hohlkörpers 10 ist etwa gleich dem des Bohrkopfes 5, wobei der Abstand zwischen Hohlkörper-In­ nenwand 19 und Ankerschaft-Mantelwand 20 mindestens der geforderten Zementsteinüberdeckung entsprechen muß. Die zwischen den Fortsätzen 16 verbleibenden Freiräume 21 dienen zur Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel.

Ein, der zwei Ankerschaftsteilstücke 2′ und 2′′ verbindende Kupplungsmutter 22 vorgelagertes, aus verschleißfestem Kunst­ stoff hergestelltes Abstandselement 23 setzt sich aus einer Halterungsnabe 24, drei radial und im gleichen Winkel zuein­ ander angeordneten Stegen 25 und einem äußeren Ringkörper 26 zusammen. Der Innendurchmesser des Halterungsnabe 24 ist größer als der Außendurchmesser des Ankerschaftes 2 und gestattet somit ein freies Verschieben des Abstandselementes 23. Der Außendurchmesser der Halterungsnabe 24 entspricht dem Außendurchmesser der Kupplungsmutter 22, die dadurch bedingt das Abstandselement 23 während des Bohrvorganges mitnehmen kann. Die an der Halterungsnabe 24 angeordneten Stege 25, die den äußeren Ringkörper 26 tragen, belassen Leitungsfreiräume 27, die der Abfuhr von Bohrklein und Spül­ mittel dienen. Der Außendurchmesser des äußeren Ringkörpers 26 entspricht dem des Hohlkörpers 10.

Während des Bohrvorganges wird durch den Spülkanal 4 über die Spülöffnungen 15 und den Radialkanal 18 Spülmittel in die Bohrung eingebracht. Dieses Spülmittel wird unter Mitnah­ me des Bohrkleines durch die zwischen den Fortsätzen 16 der Schneidenelemente 7-9 gebildeten Freiräume 21 und durch den zwischen Hohlkörper 10 und Ankerschaft 2 gebildeten Ringraum 28 abgeleitet. Der Hohlkörper 10 schützt die Bohrlochwand 17 gleichzeitig gegen Einfallen und Ausspülen durch den Spül­ strom. Bevor die nächste Ankerlänge, in der Regel nach 2-3 m durch die Kupplungsmutter 22 an dem bereits eingebohrten Ankerschaft 2 angeschraubt wird, wird das Abstandselement 23 aufgeschoben. Beim weiteren Bohren wird das Abstandselement 23 über die Kupplungsmutter 22 mit in das Bohrloch gescho­ ben. Der Ankerschaft 2 dreht sich beim weiteren Bohren im Abstandselement 23, wobei das Bohrklein und die Spülflüssig­ keit zwischen den Stegen 25 durch die Leitungsfreiräume 27 abfließen können. Bedingt durch den größeren Innendurchmes­ ser der Halterungsnabe 24 gegenüber dem Außendurchmesser des Ankerschaftes 2 bleibt das Abstandselement 23 freiverschieb­ bar und kann sich nicht mit dem Ankerschaft 2 mitdrehen. Dies hat zur Folge, daß die Bohrlochwand 17 nicht durch Drehen des Ringkörpers 26 beschädigt werden kann.

Durch die gleichzeitige Verwendung von Hohlkörper 10 und Abstandselement 23 wird eine Zentrierung des Bohr-Injek­ tionsankers 1 erreicht, die es gewährleistet, daß dieser mit einer gleichmäßigen Zementsteinabdeckung versehen werden kann.

Der Bohr-Injektionsanker 1 eignet sich sowohl für permanente als auch für temporäre Einsätze, wobei ein doppelter Korrosi­ onsschutz dadurch erzielt wird, daß der Bohr-Injektionsanker 1 feuerverzinkt und mit einer gleichmäßigen Zementsteinabdec­ kung versehen ist.

Claims (9)

1. Bohr-Injektionsanker, mit mantelwandseitig am Anker­ schaft laufenden Gewindegang, am vorderen Ende angeordne­ ter Bohrkrone, der Bohrkrone zugeordneten Schneiden und einem mittleren, in Achsrichtung verlaufenden, im Be­ reich der Bohrkrone endenden Kanal zur Zufuhr eines Spülmittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrkrone (5) einen mit Abstand zu dem Ankerschaft (2) des Bohr-In­ jektionsankers (1) angeordneten zylindrischen Hohlkörper (10) aufweist, zur Ausbildung eines durchströmbaren Ringraumes (28) zwischen der Mantelwand (20) des Anker­ schaftes (2) und der Innenwand (19) des Hohlkörpers (10), wobei der Hohlkörper (10) eine Länge aufweist, die mindestens etwa dem Durchmesser der Bohrkrone (5) ent­ spricht.

2. Bohr-Injektionsanker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge des Hohlkörpers (10) etwa dem 1,5fachen Durchmesser der Bohrkrone (5) entspricht.

3. Bohr-Injektionsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden als Schneidenelemente (7-9) ausgebildet sind, die ein in den Ringraum (28) ragenden Fortsatz (16) aufweisen, welcher den Hohlkörper (10) von der Mantelwand (20) des Ankerschaftes (2) distanziert und mittels welchem der Hohlkörper (10) mit dem Ankerschaft (2) verbunden ist.

4. Bohr-Injektionsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenelemente (7-9) mit einem auf die Anker­ schaftspitze aufschraubbaren Schneidenträger (6) verbun­ den sind und daß in dem Schneidenträger (6) mindestens eine unmittelbar nach außen mündende Spülöffnung (15) ausgebildet ist, welche mit dem Spülkanal (4) in Verbin­ dung steht.

5. Bohr-Injektionsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohr-Injektionsanker (1) feuerverzinkt ist.

6. Abstandselement für einen Bohr-Injektionsanker nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (23) eine Halterungsnabe (24) aufweist, die zum freiverschiebbaren Aufsitzen auf dem Ankerschaft (2) einen gegenüber dem Außendurchmesser des Ankerschaft­ gewindes (Gewindegang 3) größeren Innendurchmesser auf­ weist.

7. Abstandselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterungsnabe (24) über Distanzelemente (Stege 25) zur Ausbildung von Leitungswegen mit einem äußeren Ringkörper (26) verbunden ist, der einen Außen­ durchmesser besitzt, der dem Außendurchmesser des Hohl­ körpers (10) der Bohrkrone (5) entspricht.

8. Abstandselement nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (23) aus ver­ schleißfestem Kunststoff besteht.

9. Abstandselement nach den Ansprüchen 6-8, wobei mehrere Bohr-Injektionsanker-Elemente durch eine Kupp­ lungsmutter verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabendurchmesser dem Außendurchmesser der Kupp­ lungsmutter (22) entspricht.