CH651113A5 - Selbstbohrduebel. - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach und

Die Erfindung betrifft einen Selbstbohrdübel mit Veranke- universell setzbaren Selbstbohrdübel zu schaffen, der sich durch rungsteil, das vorderseitig einen Bohrkopf und rückseitig einen kleinen Bohraufwand, hohe Verankerungswerte, hohe Veranke-

sich nach hinten kegelig verjüngenden Klemmabschnitt aufweist. rungssicherheit und Nachspreizwirkung auszeichnet.

Herkömmliche Selbstbohrdübel, die in der Regel in Beton 30 Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im oder Gestein verankert werden, bestehen aus einem Veranke- Endbereich der kegeligen Verjüngung des Klemmabschnittes ein rungsteil in Form einer Hülse oder einer Ankerstange, das der Verdichtung des Bohrkleins im Bohrloch dienender, umlau-

entweder selbst einen Bohrkopf aufweist bzw. vorderseitig mit fender Bund mit dem Bohrdurchmesser des Bohrkopfes entspre-

einer aufsetzbaren Schneide versehen wird. Nach erfolgtem chendem Aussendurchmesser angeordnet ist.

Bohrvorgang, der unter Schlagabgabe an das Verankerungsteil 35 Der Selbstbohrdübel gemäss Erfindung eignet sich für homo-sowie unter Drehung desselben stattfindet, wird das Veranke- gene Aufnahmematerialien, wie Beton oder Gestein. Er kann rungsteil im selbstgeschaffenen Bohrloch verspreizt. Hierzu entweder mit einem Aussengewinde oder mit einem Innengedient ein dübeleigenes Spreizelement in Form eines Kegelstump- winde versehen sein, wobei im ersteren Falle an den umlaufen-fes bzw. der erwähnten Schneide, die in einen Axialschlitz der den Bund nach hinten ein Gewindezapfen anschliesst. Zum Ankerstange vorgetrieben wird. Zur Durchführung des Spreiz- 40 Einsetzen des Dübels in den Adapter eines Schlagbohrgerätes Vorganges werden dem Spreizelement bzw. dem Verankerungs- kann an das hintere Ende beispielsweise ein kegelstumpfförmi-teil nur Schläge vermittelt. ger Ansatz über eine Solltrennstelle angeformt sein.

Erhebliche Nachteile dieser bekannten Dübel sind einerseits Der Setzvorgang des Selbstbohrdübels erfolgt unter Verwen-

die Mehrteiligkeit derselben und andererseits deren Verarbei- dung eines Schlagbohrgerätes, wobei sich der Bohrkopf in das tung. So bedarf es beispielsweise bei der Ausführung mit hülsen- 43 Aufnahmematerial vorarbeitet. Das Bohrklein gelangt vom förmigem Verankerungsteil der Schaffung eines Bohrloches mit Bohrlochtiefsten sukzessive in den Bereich des kegeligen relativ grossem Querschnitt, was lange Bohrzeiten bedingt. Klemmabschnittes und tritt zum Grossteil während des Bohrvor-

Ferner ist der Setzvorgang als solcher auch zeitaufwendig, da das ganges an der Mündung des Bohrloches aus. Bei fortschreiten-

Bohren und Spreizen in voneinander getrennten Ablaufvorgän- dem Bohrvorgang gelangt der Bund, dieser kann beispielsweise gen erfolgt. Zudem bedarf es hierzu eines Setzgerätes mit 50 von einem aufgesetzten Ring gebildet sein, in den Mündungsbe-

umschaltbaren Arbeitsfunktionen, da das Bohren unter Drehen reich des Bohrloches und verschliesst dieses nach aussen. Das in und Schlagen, des Spreizen jedoch nur unter Schlagen stattfin- der Folge vom Bohrkopf abgetragene Bohrklein wird so in den det. Ein massgeblicher Funktionsnachteil dieser Dübel ist aber freien nunmehr geschlossenen Raum zwischen dem Klemmab-

auch, dass diese unter Belastung keinen Nachspreizeffekt zeigen. schnitt und der Wandung des Bohrloches gefördert, wobei der

Zum Einsatz im Grubenausbau sind ferner Selbstbohrdübel 55 weiter verlaufende Bund das hier eingesperrte Bohrklein verbekannt, die ein Verankerungsteil zum Festlegen im Aufnahme- dichtet. Mit zunehmendem Grad des Verdichtens reduziert sich material und einen daran anschliessenden Schaftabschnitt auf- die Abtragleistung des Bohrkopfes, bis letztlich die gesamte weisen. Das Verankerungsteil wiederum besteht aus einem Schlagenergie, unter weiterem Drehen des Dübels, zum Ver-vorderseitigen Bohrkopf mit Schneiden und einer Förderwendel dichten des eingesperrten Bohrkleins eingesetzt ist.

für das Bohrklein sowie einem daran anschliessenden, sich nach 60 Bei diesem Verdichtungsvorgang wird das Bohrklein zu einem hinten kegelig verjüngenden Klemmabschnitt. kompakten Körper gepresst, so dass die Reibung zwischen Dübel

Zum Setzen wird dieser Dübel unter Drehbewegung in das und Bohrklein-Körper geringer ist als die Haftreibung zwischen

Aufnahmematerial vorgetrieben, wobei das Bohrklein aus dem dem Bohrklein-Körper und der Wandung des Bohrloches. Trotz-

Bereich der Schneiden über die Förderwendel in die Zone des dessen tritt bei zunehmendem Verdichten des Bohrkleins ein

Klemmabschnittes gelangt. Bei waagrecht oder senkrecht nach 65 grösser werdendes Drehmoment am Dübel auf. Dieses grösser unten verlaufender Bohrrichtung verbleibt stets Bohrklein zwi- werdende Drehmoment kann im Falle des Vorhandenseins eines sehen der Dübeloberfläche und der Wandung des Bohrloches. Es über eine Solltrennstelle mit dem Dübel verbundenen Ansatzes wird nur jenerTeil des Bohrkleins aus dem Bohrloch gefördert, zu dessen Abtrennen führen. Bei entsprechender konstruktiver

Auslegung einer solchen Solltrennstelle kann dieses Bruchmoment als Indikator für eine ausreichende Vorverdichtung des im Bereich des Klemmabschnittes eingesperrten Bohrkleins dienen.

Bei anschliessendem Belasten des Selbstbohrdübels wird dieser um einen kleinen Weg im Bohrloch nach aussen gezogen, wobei es durch die kegelige Verjüngung des Klemmabschnittes zu einem weiteren Verdichten des Bohrklein-Körpers und damit zu einer Erhöhung des Verankerungswertes kommt. Die dabei auftretende Relativverschiebung zwischen dem Klemmabschnitt und dem Bohrklein-Körper kann durch eine glatte Oberflächenbeschaffenheit des Klemmabschnittes begünstigt werden. Der Bund verbleibt während dieses Nachspreizvorganges nach wie vor im Bereich des Bohrloches, so dass ein Austreten von Teilen des Bohrklein-Körpers mit Sicherheit unterbunden bleibt.

Bei der Wahl des Kegelwinkels des Klemmabschnittes ist es wichtig, dass dieser im selbsthemmenden Bereich liegt, wobei sich im besonderen ein Kegelwinkel von 1 bis 10 Grad, vorzugsweise 2 bis 6 Grad, für die genannten Aufnahmematerialien bewährt.

Um die Verankerung mit geringem Bohraufwand durchführen zu können, ist es von Vorteil, das Verankerungsteil möglichst kurz zu gestalten. Einer weiteren Ausführungsart der Erfindung entsprechend schliesst demnach der Klemmabschnitt direkt an den Bohrkopf an. Insbesondere beim Setzen des Dübels in weichere Aufnahmematerialien, zum Beispiel in Beton geringer Festigkeit, kann andererseits ein tieferes Verankern des Dübels erforderlich sein, so dass diesfalls zweckmässig zwischen Bund und Klemmabschnitt eine zylindrische Zone entsprechender Länge vorgesehen wird.

Nach einer weiteren Ausführungsart weist der Bohrkopf im wesentlichen axial gerichtete, sich in den Klemmabschnitt erstreckende Überleitbahnen für das Bohrklein auf. Hierdurch wird das Überführen des Bohrkleins vom Bohrkopf in den Bereich des Klemmabschnittes begünstigt und damit der Bohrfortschritt verbessert. Sofern die Überleitbahnen den Ausgangsquerschnitt des Bohrkopfes nicht um mehr als 20 Prozent schwächen, wird sichergestellt, dass der Bohrkopf sich trotzdem im Belastungsfalle am Bohrklein-Körper ausreichend abzustützen vermag. Die Überleitbahnen können einfachheitshalber als Anflachungen oder als Schlitze bzw. Nuten mit schraubenlinienartigem Verlauf gestaltet sein.

Eine zusätzliche Erhöhung des Verankerungswertes des Dübels lässt sich erreichen, wenn einer weiteren Ausführungsart der Erfindung zufolge der Klemmabschnitt mit druck- oder wärmeaktivierbarem Kleber beschichtet ist. Während der Verdichtungsphase des Setzvorganges erfolgt so das Aktivieren des Klebers, so dass es nebst der mechanischen Verankerung des Dübels durch Verkeilen des Bohrklein-Körpers auch zu einer chemischen Verankerung durch Verkleben des Dübels bzw. Bohrklein-Körpers mit der Wandung des Bohrloches kommt.

Einfachheitshalber ist es auch möglich, bei nicht mit Kleber beschichteten Dübeln während deren Setzvorganges Wasser in die Aufnahmebohrung einzubringen, so dass die im Bohrklein vorhandenen Restmengen von nichtreagiertem Zement nachträglich genutzt werden und so zu einem auch chemischen Erhärten des Bohrklein-Körpers führen. Anstelle von Wasser kann ebenso ein Kleber in die Aufnahmebohrung eingebracht werden, der gleichermassen eine Aushärtung des Bohrklein-Körpers herbeiführt.

Die Erfindung soll nunmehr anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigen:

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Fig. 1 einen Selbstbohrdübel in Bohrphase,

Fig. 2 den Selbstbohrdübel nach Fig. 1 in Verdichtungsphase,

Fig. 3 den Selbstbohrdübel nach Fig. 1 und 2 in Belastungsphase.

Der in Fig. 1 dargestellte Selbstbohrdübel besteht im wesentlichen aus einem gesamthaft mit 1 bezeichneten Verankerungsteil, einem daran nach hinten anschliessenden Gewindezapfen 2 und einem kegelstumpfförmigen Ansatz 3. Das Verankerungsteil 1 weist einen gesamthaft mit 4 bezeichneten Bohrkopf, einen daran anschliessenden, nach hinten sich kegelig verjüngenden Klemmabschnitt 5 sowie einen Bund 6 am Ende des Klemmabschnittes 5 auf. Dem Bohrkopf 4 sind vorderseitig Schneiden 7 angeschliffen, an die sich im wesentlichen axial verlaufende Überleitbahnen für das Bohrklein in Form von Nuten 8 an-schliessen.

In der in Fig. 1 dargestellten Bohrphase wird dem Selbstbohrdübel vom Adapter 9 eines hier nicht näher dargestellten Schlagbohrgerätes, wie durch Pfeile angedeutet, Drehung und Schlagenergie verliehen, wozu der Ansatz 3 im Adapter 9 festsitzt. Die Schneiden 7 arbeiten sich in das Aufnahmematerial 11 vor und schaffen so ein Bohrloch 12. Das Bohrklein wird währenddessen vom Bohrlochtiefsten über die Nuten 8 zur Mündung des Bohrloches 12 gefördert und tritt hier grösstenteils aus.

Nach fortgeschrittenem Bohrvorgang — Fig. 2 — gelangt der Bund 6 in den Bereich der Mündung des Bohrloches 12, so dass diese, da der Bund 6 denselben Aussendurchmesser wie der Bohrkopf 4 aufweist, verschlossen wird. Das nunmehr im Bereich des Klemmabschnittes 5 im Bohrloch 12 eingesperrte Bohrklein wird durch weiteres Vortreiben des Selbstbohrdübels unter Drehung und Schlägen vom vorlaufenden Bund 6 im Bohrloch 12 verdichtet, wobei der Bohrkopf 4 vorerst noch weiter Bohrklein fördert. Mit zunehmender Dichtheit des besagten Bohrkleins wird der Vortrieb des Selbstbohrdübels jedoch gehemmt, so dass die Bohrleistung absinkt und die an den Selbstbohrdübel abgegebene Schlagenergie letztlich ausschliesslich der Verdichtung des Bohrkleins im Bohrloch 12 dient. Auf diese Weise bildet sich im Bohrloch 12 ein kompakter, im wesentlichen hülsenförmiger Bohrklein-Körper 13, derein Verklemmen des Klemmabschnittes 5 bewirkt. Dadurch kommt es zum Bruch der zwischen dem Gewindezapfen 2 und dem Ansatz 3 gelegenen Solltrennstelle 14; der Selbstbohrdübel ist gesetzt.

In der Folge kann der Selbstbohrdübel belastet werden, wobei dies, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, in der Regel unter Zwischenspannung eines zu befestigenden Gegenstandes 15 und einer Scheibe 16 mittels einer Mutter 17 erfolgt. Durch Anziehen der Mutter 17 wird der Selbstbohrdübel über den Gewindezapfen 2 geringfügig in Pfeilrichtung gezogen. Dadurch kommt es zu einem weiteren Verkeilen zwischen dem Klemmabschnitt 5 und dem vorverdichteten Bohrklein-Körper 13 bzw. der Wandung des Bohrloches 12, so dass sich der Verankerungswert des Selbstbohrdübels im Aufnahmematerial 11 erhöht. Die Verankerungskräfte werden auf diese Weise vom Klemmabschnitt 5 über den kompakten Bohrklein-Körper 13 gleichmässig auf einen grossen Bereich der Wandung des Bohrloches 12 übertragen, das heisst, es kommt nicht zu partiellen Druckspitzen. Der Bund 6 hält auch im belasteten Zustand des Selbstbohrdübels das Bohrloch 12 verschlossen, so dass der Bohrklein-Körper 13 weder gesamthaft noch in Teilen sich aus dem Bohrloch 12 entfernen kann.

Durch Beimengen von Wasser oder Klebstoff vor oder während der Verdichtungsphase (Fig. 2) lässt sich zudem eine chemische Aushärtung des Bohrklein-Körpers 13 erreichen. Dieser Effekt ist ebenso erzielbar, wenn der Klemmabschnitt 5 mit einem druck- oder wärmeaktivierbaren Kleber beschichtet ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. 651 113 2

   PATENTANSPRÜCHE der in dem besagten Raum zwischen Dübel und Wandung des

   Bohrloches nicht Platz findet. Ist das gesamte Verankerungsteil

   1. Selbstbohrdübel mit Verankerungsteil, das vorderseitig in das Aufnahmematerial vorgedrungen, so wird dem Dübel der einen Bohrkopf und rückseitig einen sich nach hinten kegelig umgekehrte Drehsinn verliehen. Dadurch erfährt das Bohrklein verjüngenden Klemmabschnitt aufweist, dadurch gekennzeich- 5 eine rückläufige Bewegung und es kommt zwischem dem kegelinet, dass im Endbereich der kegeligen Verjüngung des Klemm- gen Klemmabschnitt und der Wandung des Bohrloches zu einem abschnittes (5) ein der Verdichtung des Bohrkleins im Bohrloch Verpressen des Bohrkleins und damit zu einer Verankerung des (12) dienender, umlaufender Bund (6) mit dem Bohrdurchmes- Dübels. Der nunmehr gesetzte Dübel bewirkt durch axiales ser des Bohrkopfes (4) entsprechendem Aussendurchmesser Belasten ein weitergehendes Verdichten des Bohrkleins in der angeordnet ist. 10 Zone des Klemmabschnittes, so dass sich der Verankerangswert
2. 2. Selbstbohrdübel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, des Dübels noch erhöht.

   dass der Kegelwinkel des Klemmabschnittes (5) 1 bis 10 Grad, Ein erheblicher Nachteil dieses bekannten Selbstbohrdübels vorzugsweise 2 bis 6 Grad, beträgt. besteht vor allem darin, dass dieser nicht in vertikaler Setzrich-
3. 3. Selbstbohrdübel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- tung nach oben verwendbar ist, da bei diesem Einsatzfall das zeichnet, dass der Klemmabschnitt (5) direkt an den Bohrkopf 15 hinter die Förderwendel gelangende Bohrklein vollends aus dem (4) anschliesst. Bohrloch entfällt, so dass ein Verankern des Dübels durch
4. 4. Selbstbohrdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch Verdichten von Bohrklein in der Zone des Klemmabschnittes gekennzeichnet, dass der Bohrkopf (4) im wesentlichen axial nicht möglich ist. Ebenso hat dieser Dübel den wesentlichen gerichtete, sich in den Klemmabschnitt (5) erstreckende Über- Nachteil, dass auch in den anderen Einsatzrichtungen eine leitbahnen (8) für das Bohrklein aufweist. 20 ungenügende Vorverdichtung des Bohrkleins im Klemmab-
5. 5. Selbstbohrdübel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch schnitt erreicht wird. Erst durch erhebliche axiale Verschiebung gekennzeichnet, dass der Klemmabschnitt (5) mit druck- oder bei axialer Belastung verdichtet sich das Bohrklein im Klemmab-wärmeaktivierbarem Kleber beschichtet ist. schnitt ausreichend, um zu einem brauchbaren Verankerungswert zu führen. Es handelt sich also um einen hinsichtlich der

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   Verankerungssicherheit problematischen Selbstbohrdübel.