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(11) |
EP 2 027 366 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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14.10.2009 Patentblatt 2009/42 |
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Anmeldetag: 29.05.2007 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2007/004722 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2007/137807 (06.12.2007 Gazette 2007/49) |
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FASERVERSTÄRKTER KUNSTSTOFF-BOHRANKER
FIBER-REINFORCED PLASTIC DRILLING ANCHOR
ANCRAGE POUR FORAGE, EN PLASTIQUE À FIBRES RENFORCÉES
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO
SE SI SK TR |
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Priorität: |
29.05.2006 DE 102006025248
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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25.02.2009 Patentblatt 2009/09 |
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Patentinhaber: FIREP Rebar Technology GmbH |
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40549 Düsseldorf (DE) |
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Erfinder: |
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- TSUKAMOTO, Kenichi
40467 Meerbusch (DE)
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| (74) |
Vertreter: Schrooten, Rolf |
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BPSH
Patent- & Rechtsanwälte
Mörsenbroicher Weg 191 40470 Düsseldorf 40470 Düsseldorf (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A2- 0 191 337 DE-A1- 19 828 371
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WO-A-96/21087 DE-U1- 9 407 189
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bohranker nach dem Oberbegriff von Anspruch
1. Derartige Bohranker bestehen aus faserverstärktem Kunststoff, wobei sowohl in Längsrichtung
des Bohrankers verlaufende Fasern als auch schräg zur Längsrichtung des Bohrankers
verlaufende Fasern in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Um die Bohranker auch
als Injektionsbohranker einsetzen zu können sind sie mit einem zentralen Kanal versehen,
der durch eine sich über die gesamte Länge des Bohrankers durchgehende axiale Bohrung
gebildet ist.
[0002] Bohranker sind auch als sogenannte "selbstbohrende" Anker (SB-Anker) allgemein bekannt.
Sie werden vor allem im Bergbau oder beim Tunnelbau zur Sicherung von Bauelementen
wie beispielsweise Decken oder Wänden eingesetzt. Insbesondere verwendet man sie dann,
wenn Fels, Gebirge oder Gestein brüchig und das Ankerbohrloch so instabil ist, dass
es schon während des Bohrens oder nach dem Ziehen des herkömmlichen Bohrgestänges
kollabiert und ein konventioneller Anker nicht gesetzt werden kann. Die Bohranker
vereinen dabei die Funktion des Bohrgestänges, welches herkömmlicherweise in Verbindung
mit einer Schlag- oder Drehbohrmaschine dem Bohren von Löchern dient, mit der Funktion
des anschließend in die gebohrten Löcher eingesetzten Ankers, so dass das Herausziehen
des Bohrgestänges und das Einbrechen der Bohrlochwand vermieden werden kann. Die Bohranker
werden dabei vorne mit einer Bohrkrone versehen und hinten mit einer Bohrmaschine
bzw. Bohr-Vorrichtung verbunden. Nach dem Bohren wird durch den inneren Kanal des
Bohrankers Injektionsmaterial in das gebohrte Loch eingepresst und auf das vorstehende
Rohrende wird eine Spannmutter aufgeschraubt, welche eine Druckplatte gegen die Bohrlochwand
presst. Der Bohranker bleibt dabei als verlorener Bohranker in dem Bohrloch.
[0003] Derartige Bohranker waren zunächst nur aus Stahlrohr bekannt. Bei temporären Anwendungen
oder wenn ein erhöhter Korrosionsschutz erforderlich ist, kommen jedoch anstelle von
Stahlrohren auch Kunststoffsysteme zum Einsatz, die international auch als "FRP-System"
bezeichnet werden (FRP= Fiber Reinforced Plastic). So sind auch Bohranker der eingangs
genannten Art aus faserverstärktem Kunststoff vorgeschlagen worden. Sie sind nicht
nur resistent gegen Korrosion, sondern bei geringerem Gewicht auch leichter handhabbar
und vergleichsweise preiswert, so dass die korrosionsbedingten Probleme mit geringem
Kostenaufwand dauerhaft und wirkungsvoll bekämpft werden können. Außerdem können derartige
faserverstärkte Kunststoff-Bohranker beim späteren Abbau einer befestigten Wand auch
problemlos zerspant werden.
[0004] Faserverstärkte Kunststoffe stellen Faserverbundwerkstoffe dar, bei denen die Kunststoffe
mit aus einem anderen Material bestehenden Fasern kombiniert werden, um positive Synergieeffekte
und in der gewünschten Richtung verbesserte, insbesondere mechanisch verbesserte Eigenschaften
des Kunststoffs zu erhalten. Als Fasern können beispielsweise Glasfasern, Aramidfasern,
Kohlenstofffasern (= Carbonfasern), Siliciumcarbidfasern oder Borfasern eingesetzt
werden, die vorzugsweise in Längsrichtung eines Stabprofils mit sogenannter unidirektionaler
Faserorientierung in den Kunststoff eingebettet werden. Eine Vielzahl von parallel
zueinander orientierten Fasern, die beispielsweise einen Durchmesser von 10 bis 30
µm haben können, wird so von einer Matrix aus Kunststoffharz umgeben. Dabei verleihen
die Fasern dem Verbundwerkstoff seine hohe Festigkeit in Längsrichtung, während die
Harzmatrix dazu dient, die Fasern in ihrer Lage zu fixieren und sie gleichzeitig vor
schädlichen Einflüssen zu schützen.
[0005] Aus der
DE 40 18 703 C1 ist ein mehrlagig aufgebauter Seilanker bekannt, bei dem ein aus Textilgarn hergestelltes
Seil von einem Stützgeflecht umgeben ist und eine innere Seele enthalten kann. Um
eine innige Verbindung dieser Lagen untereinander zu erreichen ist zusätzlich eine
äußere Schutzummantelung aus Kunststoff vorgesehen. Ein derartiger Seilanker kann
aber nicht als Bohranker für die eingangs genannten Anwendungsfälle eingesetzt werden,
da abgesehen von einem fehlenden Außengewinde weder eine Übertragung der hohen Drehmomente
noch eine effektive Weiterleitung der Schlagenergie des Bohrhammers bis zu einer am
Ankerfuß montierten Bohrkrone möglich ist. Vielmehr ist er als flexibler Anker mit
seiner seilartigen Konstruktion zum Auftrommeln als Endlosmaterial konzipiert, welches
nur in bereits fertiggestellte Bohrlöcher eingeführt werden kann.
[0006] Ferner ist aus der
DE 295 01 694 U1 ein Gebirgsanker aus Kunststoff bekannt, der aus synthetischen Materialien besteht,
die in übereinanderliegenden Lagen angeordnet sind. Dabei kann der Anker auch als
Hohlanker zum Injizieren ausgeführt sein. Allerdings ist auch dieser Gebirgsanker
mangels Steifigkeit nicht zum Bohren geeignet, da er als nachgiebiges System konzipiert
ist, um Bewegungen im Sedimentgestein und Konvergenzen in Grenzen zu ertragen, was
vergleichbar ist mit einer erhöhten Duktilität bei Stahl. Unabhängig davon weist der
Gebirgsanker auch keine Außenprofilierung bzw. kein Außengewinde auf, so dass er auch
aus diesem Grund nicht als Bohranker eingesetzt werden kann.
[0007] Darüber hinaus sind faserverstärkte Kunststoff-Bohranker der eingangs genannten Art
aus der
WO 96/21087 bekannt, der als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird. Sie haben an den
beiden Endbereichen jeweils ein in der axialen Ausdehnung begrenztes Gewinde. Diese
Bohranker enthalten sowohl wendelförmig gewickelte Fasern als auch längsgerichtete
Fasern.
[0008] Nachteilig bei diesen vorbekannten Bohrankern ist jedoch eine nur eingeschränkte
Verbundwirkung in eingepresstem Beton oder anderen umgebenden Medien oder umgebenden
Gestein. Außerdem können die beim Bohren auftretenden Belastungen trotz des zweilagigen
Faseraufbaus zu Beschädigungen der Bohranker führen.
[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Bohranker der
eingangs genannten Art aus faserverstärktem Kunststoff zu schaffen, der die komplex
auftretenden Spannungen und resultierenden Kräfte im Bohrbetrieb besser aufnehmen
kann. Außerdem soll ein multifunktional einzusetzenden Bohranker bereitgestellt werden,
der eine ausreichende hydraulische Festigkeit für das Spülen mit Bohrwasser und das
anschließende Hochdruckinjizieren mit sehr hohen Drücken aufweist sowie gleichzeitig
auch die in den Anker eingeleiteten komplexen Verspannungen und Belastungen im vorzerstörten
Fels kompensieren kann.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bohranker nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen.
[0011] Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es, dass eine erste Faserlage mit
schräg zur Längsrichtung des Bohrankers verlaufenden Fasern von einer zweiten Faserlage
mit in Längsrichtung des Bohrankers verlaufenden Fasern umgeben ist, dass die zweite
Faserlage von mindestens einer dritten Faserlage mit schräg zur Längsrichtung des
Bohrankers verlaufenden Fasern umgeben ist, und dass der Bohranker ein über seine
gesamte Länge sich erstreckendes Gewinde aufweist, welches in mindestens eine äußere
Faserlage des Bohrankers eingeformt ist.
[0012] Der Hauptvorteil liegt dabei darin, dass ein wesentlich vielseitiger einzusetzender
Bohranker geschaffen wird, der bei einer deutlich höheren Belastbarkeit eine dauerhaft
größere Sicherheit gewährleistet. Insbesondere können die beim Bohrvorgang auftretenden
komplexen Spannungen und resultierenden Kräfte, insbesondere Schleppkräfte aus axialer
Stauchung und Torsion z. B. durch Reibung und Schneidkraft wesentlich besser aufgenommen
werden. Auch können wesentlich höhere hydraulische Drücke beim Spülen mit Bohrwasser,
aber insbesondere auch beim anschließenden Hochdruckinjizieren z. B. mit 2-K-Systemen
und Drücken über 300 bar ohne Beschädigungen des Bohrankers aufgenommen werden und
gleichzeitig auch die komplexen aus Zug-, Schub- und Scherkräften eingeleiteten Verspannungen
und Belastungen des Ankers im Fels kompensiert werden.
[0013] Der erfindungsgemäße Bohranker ist bei einfacher Konstruktion kostengünstig herzustellen
und bei geringem Gewicht leicht handzuhaben. Darüber hinaus wird auch hierbei ein
optimaler Korrosionsschutz selbst bei Langzeit anwendungen gewährleistet.
[0014] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die dritte Faserlage von mindestens einer vierten
Faserlage umgeben ist. Hierdurch kann eine noch bessere Festigkeit und eine hinsichtlich
der auftretenden Belastungen optimierte Ausbildung des Bohrankers erzielt werden.
[0015] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die erste und/oder dritte Faserlage Fasern
umfasst, die in einem Winkel zwischen 30° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 50°,
vorzugsweise in einem Winkel von etwa 45° zur Längsrichtung des Bohrankers wendelförmig
gewickelt sind.
[0016] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die erste und/oder dritte Faserlage jeweils
eine erste Gruppe von Fasern, die in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur Längsrichtung
des Bohrankers in einer ersten Steigungsorientierung gewickelt sind, sowie ferner
eine zweite Gruppe von Fasern umfasst, die in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur
Längsrichtung des Bohrankers in der entgegengesetzten Steigungsorientierung gewickelt
sind. Die beiden Gruppen von Fasern können dabei entweder getrennt nacheinander oder
auch durcheinander gemischt eingebracht werden.
[0017] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Fasern einzelner Faserlagen in Kunststoffe
eingebettet sind, die von dem Kunststoff der benachbarten Faserlagen verschieden sind.
[0018] Ebenso können vorteilhafterweise die Fasern einzelner Faserlagen aus einem Material
bestehen, das von dem Material der benachbarten Faserlagen verschieden ist.
[0019] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die erste und/oder dritte Faserlage schräg
zur Längsrichtung des Bohrankers verlaufende Fasern umfasst, die in Vinylesterharz
gebettet sind. Die Einbettung der den inneren Kanal begrenzenden Fasern in Vinylesterharz
dient vorteilhafterweise der Erhöhung der chemischen Beständigkeit des Bohrankers.
[0020] Die zweite Faserlage mit in Längsrichtung des Bohrankers verlaufenden Fasern ist
vorzugsweise in Epoxiharz gebettet. Sie ermöglichen so eine optimale Übertragung der
Zug- und Druckkräfte auch bei einer impulsartig auftretenden Schlagbelastung.
[0021] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Fasern der ersten und/oder zweiten
Faserlage Glasfasern sind. Die Fasern der dritten Faserlage sind vorzugsweise Carbonfasern.
Auf diese Weise können sowohl sehr hohe Drehmomente als auch sehr hohe Schlagenergien
des zum Einbringen des Bohrankers verwendeten Bohrhammers besonders effektiv über
den Bohranker bis zu einer am Ankerfuß montierten Bohrkrone übertragen werden, wobei
das Risiko einer Zerstörung des Ankers auf ein Minimum reduziert ist.
[0022] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die vierte Faserlage Glasfasern umfasst,
die vorzugsweise in Epoxiharz gebettet sind. In diese oder auch in andere äußere Faserschichten
des Bohrankers kann das Gewinde faseranschnittfrei eingeformt werden. Auf diese Weise
wird ohne Einschneiden und somit ohne Zerstörung der Fasern ein hochfestes Gewinde
erreicht, das bei seiner erfindungsgemäßen Länge eine optimale Verbundwirkung zu seiner
Umgebung herstellt.
[0023] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn der Bohranker bezogen auf das Volumen einen
Faseranteil von mindestens 80% und einen Kunststoffharzanteil von höchstens 20% aufweist.
Auf diese Weise werden optimale Festigkeitswerte hinsichtlich aller auftretenden Belastungen
erreicht.
[0024] Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn das Gewinde des Bohrankers mit einer ausgehärteten
Schutzbeschichtung versehen ist. Die Schutzbeschichtung kann als Topcoating insbesondere
aus einem ausgehärteten Gel bestehen und nicht nur einem mechanischen Schutz, sondern
auch einem UV-Schutz sowie insbesondere auch einem Säureschutz des Gewindes dienen.
[0025] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bohrankers
der vorangehend beschriebenen Art. Danach wird der Bohranker in mehreren Lagen mit
getrennten Schichten durch Pultrusion hergestellt, wodurch trotz der verbesserten
Eigenschaften des Bohrankers eine kostengünstige und einfache Fertigung ermöglichst
wird.
[0026] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
[0027] Es zeigen:
- Figur 1:
- eine teilgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrankers;
- Figur 2:
- Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A aus Figur 1; und
- Figur 3:
- vergrößerte, teilgeschnittene schematische Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen
Bohrankers.
[0028] Der in den Figuren dargestellte Bohranker 1 besteht aus faserverstärktem Kunststoff,
der mehrlagig aufgebaut ist. Der Bohranker 1 hat eine über seine gesamte Länge durchgehende
axiale Bohrung 2 sowie ein ebenfalls über seine gesamte Länge durchgehendes Außengewinde
3 mit einer wellenförmigen Kontur.
[0029] Beim lagenweisen bzw. schichtweise Laminieren werden die Fasern oder die Gruppen
von Fasern nicht nur parallel-unidirektional angeordnet sondern insbesondere in der
obersten Lage entgegengesetzt der Gewindedreh- und Bohrrichtung gewickelt bzw. getwistet
in der Harzmatrix gebettet.
[0030] In der hier dargestellten Ausführungsvariante sind zur Erhöhung der hydraulischen
Stabilität zwei Gruppen von Glasfasern in einer ersten Faserlage 4 mit gleichzeitig
hoher mechanischer und chemischer Beständigkeit in Vinylharz gebettet. Diese beiden
Gruppen der ersten Faserlage 4 sind jeweils unter einem Winkel von 45° zur axialen
Ausrichtung des Bohrankers 1 gegenläufig zueinander gewickelt.
[0031] Darauf aufbauend ist eine zweite Faserlage 5 von Glasfasern in Längsrichtung des
Bohrankers 1 in Epoxiharz gebettet. Sie dient zur Aufnahme hoher mechanischer axialer
Zug- und Druckkräfte.
[0032] In einer außenliegend darauf aufgebrachten dritten Faserlage 6 sind Carbonfasern
entgegengesetzt zur Dreh- und Bohrrichtung des Außengewindes 3 in Vinylesterharz gebettet.
Sie übernehmen die besonderen Reaktionskräfte aus der Bohrarbeit. Gleichzeitig bieten
sie aufgrund des aufnehmenden Vinylesterharzes einen permanenten Schutz für die Glasfasern
im Kern gegen äußere chemische Einwirkungen.
[0033] In einer äußeren Abschlusslaminierung 7, die aus Glasfasern in Epoxiharz gebildet
wird, ist das hochfeste Gewinde 3 ohne Zerstörung der durchgehenden Glasfasern eingeformt.
[0034] Durch den Bohranker 1 wird nach dem Abbohren über diverse Adaptersysteme injiziert.
Bei Zementmörtel ist das unkritisch weil keine hohen Injektionsdrücke und kaum Reaktionsdrücke
auftreten, nicht am oder im Bohranker 1 hochenergetisch gemischt und Druck gehalten
werden muss und das Bohrloch selbst nicht aufwändig verschlossen gehalten werden muss.
Bei Zweikomponentenmörteln müssen jedoch gut dichtende Adapter mit vorgeschalteten
Ventilen, integriertem Mischer, Düse und Rückschlagventil verwendet werden. Dazu muss
das Ankerrohr 1 selbst auch im allgemeinen bis etwa 250 bar Arbeitsdruck bzw. Nenndruck
(350 bar Berstdruck) hydraulisch belastbar sein. Diese Belastbarkeit wird durch die
erfindungsgemäße Ausbildung des Bohrankers 1 erreicht.
[0035] Ein selbst bohrender FRP-Anker 1 für rechtsdrehendes, rotatorisches Bohren hat im
Gegensatz zu Stahlrohren aufgrund der Anisotropie des Faserverbundstoffes einen begrenzten
Torsionswiderstand. Um dennoch mit der für drehendes Bohren erforderlichem hohen Andruckkraft
einerseits (5 - 20 kN) und dem erforderlich hohen Drehmoment andererseits (300 Nm)
arbeiten zu können, ist der erfindungsgemäße Bohranker hinsichtlich Harzgüte und Faserqualität
wie auch Faserorientierung und Prozess optimiert.
[0036] In dem mehrlagig hergestellten, faserverstärkten Kunststoffrohr 1 werden gleichzeitig
sowohl ein oder mehrere uni-direktionale Faserverläufe 5 als auch ein oder mehrere
wendelförmig gewickelte Faserverläufe 4, 6 mit gleichen und/oder unterschiedlichen
Richtungen und auch gleichen oder unterschiedlichen Steigungen unabhängig voneinander
bedarfsweise in beliebiger Zusammenstellung kombiniert. Insbesondere an der Oberfläche
in den Randschichtfasern 7 der Schraubprofilierung 3 können die Fasern einen gegenläufigen
Faserverlauf aufweisen, so dass bei linksgängigen Schraubprofil für linksdrehendes
Bohren dann ein rechtsgängig gewickelter Faserverlauf in der Randschicht 7 vorliegt
und umgekehrt das Kunststoffrohr 1 für rechtsdrehendes Bohren ein rechtsgängiges Schraubprofil
mit dann linksgängigem Faserverlauf in der Randschicht 7 aufweist. Dabei ist vorzugsweise
das selbe Steigungsmaß vorgesehen, wobei die Geometrie der Schraubprofilierung jeweils
links- bzw. rechtsgängig gewindekompatibel mit diversen Standardzubehörteilen aus
dem links-drehschlag-bohrenden Bereich oder aber aus dem rechts-dreh-bohrenden Bereich
schraubbar ist. Außerdem weist das durchgehende Schraubprofil 3 auch in Mörteln und
im Beton mit optimierter bezogener Rippenfläche ausgezeichnete Verbundeigenschaften
auf.
1. Bohranker aus faserverstärktem Kunststoff, mit einer über seine gesamte Länge durchgehenden
axialen Bohrung (2), wobei der Bohranker (1) sowohl in Längsrichtung des Bohrankers
(1) verlaufende Fasern als auch schräg zur Längsrichtung des Bohrankers (1) verlaufende
Fasern umfasst,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine erste Faserlage (4) mit schräg zur Längsrichtung des Bohrankers (1) verlaufenden
Fasern von einer zweiten Faserlage (5) mit in Längsrichtung des Bohrankers (1) verlaufenden
Fasern umgeben ist,
dass die zweite Faserlage (5) von mindestens einer dritten Faserlage (6) mit schräg zur
Längsrichtung des Bohrankers (1) verlaufenden Fasern umgeben ist,
und dass der Bohranker (1) ein über seine gesamte Länge sich erstreckendes Gewinde (3) aufweist,
welches in mindestens eine äußere Faserlage (6, 7) des Bohrankers (1) eingeformt ist.
2. Bohranker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Faserlage (6) von mindestens einer vierten Faserlage (7) umgeben ist.
3. Bohranker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder dritte Faserlage (4, 6) Fasern umfasst, die in einem Winkel zwischen
30° und 60°, insbesondere zwischen 40° und 50°, zur Längsrichtung des Bohrankers wendelförmig
gewickelt sind.
4. Bohranker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder dritte Faserlage (4, 6) jeweils eine erste Gruppe von Fasern,
die in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur Längsrichtung des Bohrankers (1) in einer
ersten Steigungsorientierung gewickelt sind, sowie ferner eine zweite Gruppe von Fasern
umfasst, die in einem Winkel zwischen 30° und 60° zur Längsrichtung des Bohrankers
in der entgegengesetzten Steigungsorientierung gewickelt sind.
5. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einzelner Faserlagen in Kunststoffe eingebettet sind, die von dem Kunststoff
der benachbarten Faserlagen verschieden sind.
6. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einzelner Faserlagen aus einem Material bestehen, das von dem Material
der benachbarten Faserlagen verschieden ist.
7. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder dritte Faserlage (4, 6) schräg zur Längsrichtung des Bohrankers
verlaufende Fasern umfasst, die in Vinylesterharz gebettet sind.
8. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Faserlage (5) in Längsrichtung des Bohrankers verlaufende Fasern umfasst,
die in Epoxiharz gebettet sind.
9. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der ersten und/oder zweiten (4, 5) Faserlage Glasfasern sind.
10. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der dritten Faserlage (6) Carbonfasern sind.
11. Bohranker nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Faserlage (7) Glasfasern umfasst, die vorzugsweise in Epoxiharz gebettet
sind, wobei das Gewinde (3) faseranschnittfrei in diese vierte Faserlage (7) eingeformt
ist.
12. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohranker (1) bezogen auf das Volumen einen Faseranteil von mindestens 80% und
einen Kunststoffharzanteil von höchstens 20% aufweist.
13. Bohranker nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (3) des Bohrankers (1) mit einer ausgehärteten Schutzbeschichtung versehen
ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Bohrankers nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bohranker (1) mehrlagig mit getrennten Schichten (4, 5, 6, 7) durch Pultrusion
hergestellt wird.
1. A drilling anchor of fibre-reinforced plastic with an axial bore (2) passing through
its entire length, wherein the drilling anchor (1) comprises fibres running in longitudinal
direction of the drilling anchor (1) as well as fibres running obliquely to the longitudinal
direction of the drilling anchor (1),
characterized in
that a first fibre layer (4) with fibres running obliquely to the longitudinal direction
of the drilling anchor (1) is surrounded by a second fibre layer (5) with fibres running
in longitudinal direction of the drilling anchor (1),
in that the second fibre layer (5) is surrounded by at least a third fibre layer (6)
with fibres running obliquely to the longitudinal direction of the drilling anchor
(1),
and in that the drilling anchor (1) comprises a thread (3) which extends over its
entire length, which is moulded into at least one outer fibre layer (6, 7) of the
drilling anchor (1).
2. The drilling anchor according to Claim 1, characterized in that the third fibre layer (6) is surrounded by at least a fourth fibre layer (7).
3. The drilling anchor according to Claim 1 or 2, characterized in that the first and/or third fibre layer (4, 6) comprises fibres which are helically wound
at an angle between 30° and 60°, more preferably between 40° and 50° to the longitudinal
direction of the drilling anchor.
4. The drilling anchor according to Claim 3, characterized in that the first and/or third fibre layer (4, 6) each comprises a first group of fibres
which is wound in a first pitch orientation at an angle between 30° and 60° to the
longitudinal direction of the drilling anchor (1), and furthermore comprises a second
group of fibres which are wound in the opposite pitch orientation at an angle between
30° and 60° to the longitudinal direction of the drilling anchor.
5. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibres of individual fibre layers are embedded in plastics which differ from
the plastic of the neighbouring fibre layers.
6. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibres of individual fibre layers consist of a material which differs from the
material of the neighbouring fibre layers.
7. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and/or third fibre layer (4, 6) comprises fibres running obliquely to the
longitudinal direction of the drilling anchor which are embedded in vinyl ester resin.
8. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the second fibre layer (5) comprises fibres running in longitudinal direction of
the drilling anchor which are embedded in epoxy resin.
9. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibres of the first and/or second (4, 5) fibre layer are glass fibres.
10. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the fibres of the third fibre layer (6) are carbon fibres.
11. The drilling anchor according to any one of the Claims 2 to 10, characterized in that the fourth fibre layer (7) comprises glass fibres which are preferentially embedded
in epoxy resin, wherein the thread (3) is moulded into this fourth fibre layer (7)
without cutting the fibres.
12. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the drilling anchor (1) based on the volume has a fibre component of at least 80%
and a plastic resin component of a maximum of 20%.
13. The drilling anchor according to any one of the preceding claims, characterized in that the thread (3) of the drilling anchor (1) is provided with a hardened protective
coating.
14. A method for producing a drilling anchor according to any one of the preceding claims,
characterized in that the drilling anchor (1) is produced in multiple layers with separated layers (4,
5, 6, 7) through pultrusion.
1. Ancre de perçage en plastique renforcé par des fibres, comprenant un perçage (2) axial
continu sur toute sa longueur, l'ancre de perçage (1) comprenant aussi bien des fibres
agencées dans le sens longitudinal de l'ancre de perçage (1) que les fibres agencées
en biais par rapport au sens longitudinal de l'ancre de perçage (1),
caractérisée en ce que
une première couche de fibres (4) avec des fibres agencées en biais par rapport au
sens longitudinal de l'ancre de perçage (1) est entourée d'une seconde couche de fibres
(5) avec des fibres agencées dans le sens longitudinal de l'ancre de perçage (1),
en ce que la seconde couche de fibres (5) est entourée d'au moins une troisième couche de fibres
(6) avec des fibres agencées en biais par rapport au sens longitudinal de l'ancre
de perçage (1),
et en ce que l'ancre de perçage (1) présente un filetage (3) s'étendant sur toute sa longueur,
qui est formé à l'intérieur d'au moins une couche de fibres (6, 7) extérieure de l'ancre
de perçage (1).
2. Ancre de perçage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la troisième couche de fibres (6) est entourée d'au moins une quatrième couche de
fibres (7).
3. Ancre de perçage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la première et/ou la troisième couche de fibres (4, 6) comprend des fibres qui sont
enroulées en forme d'hélice dans un angle compris entre 30° et 60°, en particulier
entre 40° et 50°, par rapport au sens longitudinal de l'ancre de perçage.
4. Ancre de perçage selon la revendication 3, caractérisée en ce que la première et/ou la troisième couche de fibres (4, 6) comprend chacune un premier
groupe de fibres, qui sont enroulées dans un angle compris entre 30° et 60° par rapport
au sens longitudinal de l'ancre de perçage (1) dans une première orientation de pente,
ainsi qu'au moins un second groupe de fibres, qui sont enroulées dans un angle compris
entre 30° et 60° par rapport au sens longitudinal de l'ancre de perçage dans l'orientation
de pente opposée.
5. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de couches de fibres individuelles sont intégrées dans des plastiques
qui sont différents du plastique des couches de fibres voisines.
6. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de couches de fibres individuelles sont à base d'un matériau qui est différent
du matériau des couches de fibres voisines.
7. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première et/ou la troisième couche de fibres (4, 6) comprend des fibres agencées
en biais par rapport au sens longitudinal de l'ancre de perçage, qui sont intégrées
dans de la résine vinyle-ester.
8. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde couche de fibres (5) comprend des fibres agencées dans le sens longitudinal
de l'ancre de perçage, qui sont intégrées dans de la résine époxy.
9. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de la première et/ou de la seconde couche de fibres (4, 5) sont des fibres
de verre.
10. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les fibres de la troisième couche de fibres (6) sont des fibres de carbone.
11. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que la quatrième couche de fibres (7) comprend des fibres de verre qui sont intégrées
de préférence dans de la résine époxy, le filetage (3) étant formé sans coupure de
fibre dans cette quatrième couche de fibres (7).
12. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ancre de perçage (1) présente par rapport au volume une fraction de fibres d'au
moins 80 % et une fraction de résine synthétique de 20 % maximum.
13. Ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le filetage (3) de l'ancre de perçage (1) est doté d'une couche de protection durcie.
14. Procédé pour la fabrication d'une ancre de perçage selon l'une quelconque des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'ancre de perçage (1) est fabriquée de façon multicouche avec des couches (4, 5,
6, 7) séparées par pultrusion.

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