Bohr-Injektionsanker

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Bohr-Injektionsanker (1), mit mantelwandseitig, an Ankerschaft (2) laufenden Gewin­degang (3), am vorderen Ende angeordneter Bohrkrone (5), der Bohrkrone (5) zugeordneten Schneiden (7) und einem mittleren, in Achsrichtung verlaufenden, im Bereich der Bohrkrone (5) endenden Kanal zur Zufuhr eines Spülmit­tels. Damit der Bohr-Injektionsanker (1) während des Bohrvorganges die Bohrungswand nicht aufweicht und so­wohl im festen als auch in sandigen, bindigen Böden oder in Lockergestein einsetzbar ist, schlägt die Erfindung vor, daß die Bohrkrone (5) einen mit Abstand zu dem Ankerschaft (2) des Bohr-Injektionsankers (1) angeordne­ten zylindrischen Hohlkörper (10) aufweist, zur Ausbil­dung eines durchströmbaren Ringraumes (28) zwischen der Mantelwand (20) des Ankerschaftes (2) und der Innenwand (19) des Hohlkörpers (10), wobei der Hohlkörper (10) eine Länge aufweist, dei mindestens etwa dem Durchmesser der Bohrkrone (5) entspricht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Bohr-Injektionsanker, mit mantelwandseitig 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.

[0002] 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 Ringraum 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 is ein Ringraum zur Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel geschaffen.

[0003] Bekannt sind weiterhin Verpreßanker für sandige, bindige Böden und für Lockergestein. Damit das Bohrlock nicht einstürzt, 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 Zemen­leim wird gleichzeitig das Schutzrohr gezogen. Der ent­stehende Ringraum wird sofort mit Zementleim ausgefüllt.

[0004] Nachteilig an diesen Ausführungen ist, daß Bohrklein und Spülmittel die Bohrkrone umspülen und somit die Bohrungs­wand, 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 Bohrlock einfällt und die Bohrkrone aus der Richtung läuft.

[0005] Ein weiterer Nachteil zeigt sich bei der Verwendung von Verpreßankern für sandige, bindige Böden und Lockerge­stein. Das Einbringen solcher Verpreßanker ist wesent­lich arbeitsaufwendiger und somit auch kostenintensiver als das Einbringen von Bohr-Injektionsankern in feste Böden.

[0006] 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.

[0007] Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Bohrkrone einen mit Abstand zu dem Ankerschaft des Bohr-Injektionsankers angeordneten 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.

[0008] Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Bohr-Injektionsan­ker von erhöhtem Gebrauchswert geschaffen. Der auf Ab­stand zum Ankerschaft an der Bohrkrone angeordnete zylin­drische Hohlkörper dient zur besseren Abfuhr von Bohr­klein und Spülmittel. Diese durchströmen den zwischen der Mantelwand des Ankerschaftes und der Innenwand des Hohlkörpers ausgebildeten 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 Bohrungswand 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 Lönge der Bohrung im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt) erhält und dabei nicht aus der Richtung läuft. Zum anderen ist es vorteilhaft, daß dieser Bohr-Injektionsanker 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 Ringraum ragenden Fortsatz aufwei­sen, welcher den Hohlkörper von der Mantelwand des Anker­ schaftes distanziert und mittels welcher der Hohlkörper mit dem Ankerschaft verbunden ist. Die hierbei entstehen­den Durchtrittsöffnungen an der Stirnseite des Bohrkop­fes dienen der Abfuhr von Bohrklein und Spülmittel. Der Abstand zwischen Hohlkörperaußenseite und Ankerschaft-­Mantelwand entspricht dabei dem Maß der Zementüberdek­kung. Desweiteren erweist es sich beim Spülen während des Bohrvortriebs als günstig, daß die Schneidenelemente mit einem auf die Ankerschaftspitze aufschraubbaren Schneidenträger verbunden sind und daß in dem Schneiden­träger mindestens eine unmittelbar nach außen mündende Spülöffung ausgebildet ist, welche mit dem Spülkanal in Verbindung steht. Eine weitere, radial angeordnete Spül­öffnung, welche zur Bohrlochseitenwand 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 Zementsteinüberdeckung noch ein zweiter Korrosionsschutzt geschaffen. Bei den bisher bekannten Bohr-Injektionsankern wurde für einen permanen­ten Einsatz eine doppelter Korrosionsschutz dadurch er­reicht, daß der Ankerschaft in einem Wellrohr aus Polye­thylen (PE) sitzt, wobei der Ringraum werkseitig mit Zementleim ausgepreßt ist. Dieser mit Wellrohr und Ze­mentstein ummantelte Ankerschaft wird dan zusätzlich bauseits mit Zementleim verpreßt. Bei temporären Einsät­zen werden unbehandelte, rohe Bohr-Injektionsanker ver­wendet, die durch eine gleichmäßige Zementsteinschicht von mindestens 2 cm geschützt sind. Ein doppelter Korro­sionsschutz erfolgt hierbei nicht. Bei der hier beschrie­benen Erfindung erhält der Bohr-Injektionsanker sowohl bei temporärem als auch bei permanentem Einsatz einen doppelten Korrosionsschutz durch Feuerverzinkung und gleichmäßige Zementsteinüberdeckung. Ein arbeitsaufwendi­ges Überziehen des Ankerschaftes mit einem Wellrohr und das nachfolgende Auspressen des Ringraumes mit Zement­leim entfällt.

[0009] Desweiteren ist es von Vorteil, daß dem Bohr-Injektions­anker ein Abstandselement zugeordnet ist, wobei das Abstandselement eine Halterungsnabe aufweist, die zum freiverschiebbaren Aufsitzen auf dem Ankerschaft einen gegenüber dem Außendurchmesser des Ankerschaftgewindes größeren Innendurchmesser aufweist. Bei den bekannten Ausführungen wird das Abstandselement am Ankerschaft befestigt. Die hat zur Folge, daß sich das Abstandsele­ment beim Bohrvorgang mitdreht und die Bohrungswand bzw. ein evtl. eingesetztes Schutzrohr beschädigt. Diese Gefahr besteht bei dem Anmeldungsgegenstand nicht, da bei diesem, bedingt durch den gegenüber dem Außendurch­messer des Ankerschaftes größerem Innendurchmesser der Nabe, das Abstandselement freiverschiebbar auf dem Anker­schaft aufsitzt. Folglich kann während des Bohrvorganges der Ankersahft das Abstandselement nicht zum Mitdrehen bewegen. Einem möglichen Reibschluß zwischen Nabeninnen­wand und Ankerschaft-Mantelwand wirkt die Reibung des Abstandelements an der Bohrungswand normalerweise entge­gen.

[0010] 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 Stegelementen 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 Ausführungen 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 Ankerschaft in der Bohrkrone zen­triert, was zur Folge hat, daß nach dem Verpressen der Bohr-Injektionsanker eine gleichmäßige Zementsteinabdek­kung erhält.

[0011] Weiterhin besteht ein vorteilhaftes Merkmal darin, daß das Abstandselement aus Kunststoff besteht und somit gegen Korrosion geschützt ist.

[0012] Schließlich ist es noch von Vorteil, daß bei einem Bohr-­Injektionsanker, wobei mehrere Bohr-Injektionsanker-Ele­mente durch eine Kupplungsmutter verbunden werden, der Nabendurchmesser dem Außendurchmesser dr Kupplungsmut­ter entspricht. Beim Bohrvortrieb wird das Abstandsele­ment durch die Kupplungsmutter 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-Injektionsanker an vorher berechen­baren Punkten gelagert und somit zentriert.

[0013] Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 - 3 erläutert. Es zeigt

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

Fig. 2 eine Vorderansicht auf die Bohrkrone in vergrö­ßerter Darstellung und

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

[0014] Der in Fig. 1 dargestellte Bohr-Injektionsanker 1 be­sitzt auf der Mantelwand 20 seines feuerverzinkten Anker­schaftes 2 einen sich gleichförmig über seine gesamte Länge erstreckenden 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 dergleichen 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 gleichen Winkel zueinan­der angeordnete Schneidenelemente 7 - 9 und einem als Rohrstück ausgebildeten Hohlkörper 10 zusammen. Der Schneidenträger 6 ist mittels einer feuerverzinkten, 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 feuerverzinkten Schneidenträgerkopf 13 ver­schlossen. An der der Aufnahme 11 zugewandten Seite ist ein Ringraum 14 ausgebildet, 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 Schneidenelementen 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 Bohrlochseiten­wand 17 hin mündender Radialkanal 18 dient als zusätzli­che Spülöffnung während des Bohrvorganges. Der Hohlkör­per 10 ist mittels Schweißung mit den als Distanzierungs­elemten dienenden Fortsätzen 16 verbunden. Die Länge des Hohlkörpers 10 entspricht etwa dem 1,5-fachen Durchmes­ser der Bohrkrone 5. Der Durchmesser des Hohlkörpers 10 ist etwa gleich dem des Bohrkopfes 5, wobei der Abstand zwischen Hohlkörper-Innenwand 19 und Ankerschaft-Mantel­wand 20 mindestens der gefordeten Zementsteinüberdek­kung entsprechen muß. Die zwischen den Fortsätzen 16 verbleibenden Freiräume 21 dienen zur Abfuhr von Bohr­klein und Spülmittel.

[0015] Ein, der zwei Ankerschaftsteilstücke 2′ und 2˝ verbin­dende Kupplungsmutter 22 vorgelagertes, aus verschließfe­stem Kunststoff hergestelltes Abstandselement 23 setzt sich aus einer Halterungsnabe 24, drei radial und im gleichen Winkel zueinander angeordneten Stegen 25 und einem äußeren Ringkörper 26 zusammen. Der Innendurchmes­ser der 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 Spül­mittel dienen. Der Außendurchmesser des äußeren Ringkör­pers 26 entspricht dem des Hohlkörpers 10.

[0016] Während des Bohrvorganges wird durch den Spülkanal 4 über die Spülöffnungen 15 und den Radialkanal 18 Spülmit­ tel in die Bohrung eingebracht. Dieses Spülmittel wird unter Mitnahme des Bohrkleines durch die zwischen den Fortsätzen 16 der Schneidenlemente 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 Spülstrom. Bevor die nächste Ankerlänge, in der Regel nach 2-3 m durch die Kupplungsmutter 22 an dem bereits eingebohrten Anker­schaft 2 angeschraubt wird, wird des Abstandselement 23 aufgeschoben. Beim weiteren Bohren wird das Abstandsele­ment 23 über die Kupplungsmutter 22 mit in das Bohrloch geschoben. Der Ankerschaft 2 dreht sich beim weiteren Bohren im Abstandselement 23, wobei das Bohrklein und die Spülflüssigkeit zwischen den Stegen 25 durch die Leitungsfreiräume 27 abfließen können. Bedingt durch den größeren Innendurchmesser der Halterungsnabe 24 gegen­über dem Außendurchmesser des Ankerschaftes 2 bleibt das Abstandselement 23 freiverschiebbar 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.

[0017] Durch die gleichzeitige Verwendung von Hohlkörper 10 und Abstandselement 23 wird eine Zentrierung des Bohr-Injek­tionsankers 1 erreicht, die es gewährleistet, daß dieser mit einer gleichmäßigen Zementsteinabdeckung versehen werden kann.

[0018] Der Bohr-Injektionsanker 1 eignet sich sowohl für perma­nente als auch für temporäre Einsätze, wobei ein doppel­ter Korrosionsschutzt dadurch erzielt wird, daß der Bohr-­Injektionsanker 1 feuerverzinkt und mit einer gleichmäßi­gen Zementsteinabdeckung versehen ist.

Ansprüche

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

2. Bohr-Injektionsanker nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Länge des Hohlkörpers (10) etwa dem 1,5-fachen 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) regenden 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 Schneidenelements (7-9) mit einem auf die Anker­shaftspritze aufschraubbaren Schneidenträger (6) verbun­den sind und daß in dem Schneidenträger (6) mindestens eine unmittelbar nach außen mündende Spülöffnung (15) ausgebildet ist, welche mit dem Spülkanal (4) in Verbin­dung 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 Ankerschaft­gewindes (Gewindegang 3) größeren Innendurchmesser auf­weist.

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

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

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

Zeichnung