DE3741345A1 - Verankerungsverfahren fuer befestigungselemente - Google Patents

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.

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.

Befestigungen in der rißanfälligen Zugzone eines Bauwerkes erfolgen aus den genannten Gründen häufig mittels aufwen­ diger, einen Hinterschnitt erzeugender Spezialwerkzeuge und entsprechender Sonderdübel.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Herstellen von Nuten,

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Werkzeuges, in Richtung des Pfeiles A

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Verankerung eines Befestigungselementes in einem Aufnahme­ material,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verankerung gemäß Fig. 3, entlang der Linie 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.

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.

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.

Claims (6)

1. Verfahren zum Verankern eines Befestigungselementes mittels einer aushärtenden Ein- oder Mehrkomponenten- Haftmasse in einem Bohrloch, insbesondere in der riß­ anfälligen Zugzone eines Bauwerkes, wobei die Haftmasse der adhäsiven Verbindung mit dem Bauwerk dient und das Befestigungselement eine der formschlüssigen Veranke­ rung in der Haftmasse dienende Lastschulter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen der Haftmasse (4) und dem Einführen des Befestigungselementes (2) in der Wandung des Bohrloches (3 a) über dessen Umfang gleichmäßig verteilt im wesent­ lichen in axialer Richtung verlaufende Nuten (3 b) ange­ bracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (3 b) etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang verteilt vier bis zwölf, vorzugswei­ se acht Nuten (3 b) angeordnet sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werk­ zeug (1) zum Herstellen der Nuten (3 b) als im wesentlichen dem Durchmesser des Bohrloches (3 a) entsprechender Dorn (1 d) mit diesen radial überragenden Schneiden (1 e) ausge­ bildet ist.

5. Befestigungselement zum Verankern nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzei­ chnet, daß die Lastschulter des Befestigungselementes (2) als umlaufender Ringwulst (2 d) ausgebildet ist.

6. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere in axialem Abstand angeordnete Ringwulste (2 d) vorgesehen sind.