DE3842548A1

DE3842548A1 - Verfahren zum erweitern vorgefertigter bohrungen

Info

Publication number: DE3842548A1
Application number: DE19883842548
Authority: DE
Inventors: Erich Leibhard
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1988-12-17
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1990-06-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wenigstens bereichs weisen Erweiterung vorgefertigter Bohrungen in Untergrund durch Abschmelzen des Untergrundes, indem in der Bohrung eine die Schmelztemperatur des Untergrundes übersteigende Temperatur erzeugt wird.

Befestigungselemente, wie beispielsweise Gewindeankerstangen, werden vermehrt mittels aushärtender Massen, wie Kunstharz mörtel, spreizdruckfrei in Bohrlöchern befestigt. Als Harze werden bei den bekannten Befestigungen Polyester-, Epoxy-, Phenol- oder Polyurethanharze, sowie auch Epoxyacrylate ver wendet, wobei als Härter beispielsweise Peroxide in Betracht kommen. Die aushärtenden Massen schaffen einen Verbund zwi schen Befestigungselement und beispielsweise mineralischem Untergrund, wie Beton oder Gestein.

Zur Erzielung hoher Verankerungswerte wird nebst einer adhä siven vor allem eine formschlüssige Verbindung mit dem Untergrund angestrebt. So ist es bekannt, vorgefertigte Bohrungen zu erweitern, wobei die Erweiterungen eine belie bige Geometrie aufweisen können.

Während das Erstellen beispielsweise bereichsweiser Erweite rungen auf mechanischem Wege hohen maschinellen und zeitlichen Aufwand erfordert, ist es aus der DL-PS 2 21 423 bekannt, vor gefertigte Bohrungen thermisch, mit Hilfe sogenannter Sauer stofflanzen, zu erweitern. Beim Bearbeitungsvorgang wird das abgeschmolzene Material vom Gasdruck mit hoher Geschwindigkeit in flüssiger Form aus den Bohrungen geschleudert, was eine erhebliche Gefährdung sowohl für den Handhabenden als auch für die Umgebung darstellt. Es bedarf folglich Schutzmaßnah men, wie Schutzkleidung und Abschirmung der Umgebung. Darüber hinaus sind Gasflaschen sowie Zuleitungen für das Gas erfor derlich. Ein ganz wesentlicher und entscheidender Nachteil ist, daß die Größe der entstehenden Erweiterungen nicht in praktikabler Weise steuerbar ist, d.h. es können zu kleine, ebenso aber auch viel zu große Erweiterungen mit kraterar tiger Form im Mündungsbereich der Bohrungen entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Mittel anzugeben, das ein definiertes Erweitern von Bohrlö chern ermöglicht und sich hinsichtlich des apparativen und zeitlichen Aufwandes durch Wirtschaftlichkeit auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird zur Erzeugung der die Schmelztempera tur des Untergrundes übersteigenden Temperatur ein in den zu erweiternden Bereich der vorgefertigten Bohrung eingeführter, hitzeerzeugender Brandsatz gezündet.

Der Brandsatz ist zweckmäßig als konfektionierter, in der Bohrung verklemmbarer Körper, beispielsweise in Form eines Preßlings, ausgebildet. Wenn der zu erweiternde Bereich am Grund der Bohrung liegt, muß der Brandsatz bis zum Grund eingeführt werden. Nach dem Zünden des Brandsatzes entstehen Temperaturen, die deutlich über der Schmelztemperatur des beispielsweise mineralischen Untergrundes liegen. Das Schmelz gut gelangt auf diese Weise in dampfförmigen Zustand und verläßt so ohne nenneswerte Gefährdung des Handhabenden und der Umgebung die Bohrung. Die Größe und Lage der Erweite rung des Bohrloches ist durch entsprechende Zusammensetzung, Größe und Anordnung des Brandsatzes in der Bohrung steuer bar. Es entsteht eine unregelmäßige Geometrie der Erweite rung, was für hohe Verankerungswerte von Vorteil ist.

Der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Brandsatz weist zweckmäßig Metalloxid, Metallpulver und einen Zünd satz auf. Der beispielsweise in Form eines Preßlings vor liegende Brandsatz entspricht in seinen Abmessungen einer seits dem Querschnitt der zu erweiternden Bohrung und ande rerseits in seiner Längserstreckung etwa 50 bis 100% der Länge der Bohrung. Der Zündsatz entzündet nach dessen Akti vierung das Gemisch aus Metalloxid und Metallpulver, worauf das Gemisch von selbst unter Erzeugung entsprechender den Untergrund schmelzender Temperaturen weiterbrennt. Der Ab brennvorgang und somit das Erweitern der Bohrung dauert nur wenige Sekunden.

Vorzugsweise wird als Metalloxid Eisenoxid verwendet. Mit Eisenoxid sind, zweckmäßig in Verbindung mit Aluminiumpul ver als Metallpulver, sehr hohe, zwischen 2000 und 3000°C liegende Temperaturen erzielbar.

Der Zündsatz ist vorzugsweise durch Magnesium-Bariumperoxid gebildet. Durch dieses Material kann beispielsweise eine so genannte Zündkirsche geschaffen sein, welche Entzündungstempe raturen für das Gemisch von etwa 1100°C aufzubringen vermag. Die Entzündungstemperatur wird so örtlich in den Gemisch- Preßling eingeleitet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher erläutert. Es zei gen:

Fig. 1 eine Bohrung in einem Untergrund mit einge führtem Brandsatz;

Fig. 2 die Bohrung nach Fig. 1, partiell erweitert, mit eingesetzter Ankerstange.

In Fig. 1 ist ein Untergrund 1 in Form eines Beton-Bauteiles dargestellt. Der Untergrund 1 weist eine zylindrische Sack loch-Bohrung 2 auf. In die Bohrung 2 ist ein Brandsatz 3 ein geführt. Der Brandsatz 3 besteht aus einem Preßling 31 aus Eisenoxid und Aluminiumpulver. Der den Querschnitt der Boh rung 2 im wesentlichen ausfüllende Preßling 31 erstreckt sich über etwa 70% der Länge der Bohrung 2. Mit dem außen seitigen Ende des Preßlings 31 steht eine Zündkirsche 32 aus Magnesium-Bariumperoxid in Verbindung. Aus der elektrisch aktivierbaren Zündkirsche 32 ragen mit einer Stromquelle in Verbindung bringbare Anschlußdrähte 33.

Die aktivierte Zündkirsche 32 entwickelt eine Temperatur von etwa 1100°C, welche zum Zünden des Preßlings 31 örtlich in diesen eingeleitet wird. Der entzündete Preßling 31 brennt alsdann innerhalb weniger Sekunden ab, wobei die an sich be kannte aluminothermische Reaktion stattfindet. Dabei ent stehen Temperaturen zwischen 2000 und 3000°C, wodurch die Wandung der Bohrung 2 im wesentlichen über die Axialer streckung des Preßlings 31 geometrisch unregelmäßig erwei tert wird, wie dies die Fig. 2 zeigt. Das Schmelzgut tritt während dieses Vorganges als Dampf aus der Bohrung 2 aus.

In die erweiterte Bohrung 2 wird alsdann eine Gewindeanker stange 4 eingebracht und der die Gewindeankerstange 4 umgeben de Teil der Bohrung 2 mit aushärtbarem Kunstharzmörtel 5 verfüllt. Der Kunstharzmörtel 5 schafft nebst einer stoff schlüssigen Verbindung zwischen der Gewindeankerstange 4 einerseits und der Wandung der Bohrung 2 andererseits vor allem auch eine formschlüssige Verbindung gegenüber dem Untergrund 1, indem er sich in die Erweiterung 21 der Boh rung 2 einlegt.

Claims

1. Verfahren zur wenigstens bereichsweisen Erweiterung vorgefertigter Bohrungen (2) in Untergrund (1) durch Abschmelzen des Untergrundes (1), indem in der Bohrung (2) eine die Schmelztemperatur des Untergrundes (1) übersteigende Temperatur erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der die Schmelztemperatur des Untergrundes (1) übersteigen den Temperatur ein in den zu erweiternden Bereich der vorgefertigten Bohrung (2) eingeführter, hitzeerzeugen der Brandsatz (3) gezündet wird.

2. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brandsatz Metalloxid, Metallpulver und einen Zündsatz (32) aufweist.

3. Brandsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalloxid Eisenoxid verwendet wird.

4. Brandsatz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß als Metallpulver Aluminiumpulver verwendet wird.

5. Brandsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Zündsatz durch Magnesium-Barium peroxid gebildet ist.