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Dokumentenidentifikation DE102005000158A1 24.05.2007
Titel Bohr- und Ankersetzgerät mit integrierter Auspressvorrichtung
Anmelder Hilti AG, Schaan, LI
Erfinder Güde, Dieter, 45772 Marl, DE
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 16.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005000158
Offenlegungstag 24.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2007
IPC-Hauptklasse E21D 20/00(2006.01)A, F, I, 20051116, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Bohr- und Ankersetzgerät 1 für den Berg-, Tunnel- oder Tiefbau zum Verbau von mit einer Bohrkrone versehenen und mit einem ein- oder mehrkomponentigen Klebemittel 6 ausgerüsteten Ankern 5 und mit einer Auspressvorrichtung 3 zum Austreiben des Klebemittels 6 weist eine in dem Gehäuse 2 des Bohr- und Ankersetzgerätes 1 vorgesehene Kammer 4 integrierte Auspressvorrichtung 3 auf.

Beschreibung[de]
Aufgabe der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Bohr- und Ankersetzgerät für den Berg-, Tunnel- oder Tiefbau zum Verbau von mit einer Bohrkrone versehenen und mit einem ein- oder mehrkomponentigen Klebemittel ausgerüsteten Ankern und mit einer Auspressvorrichtung zum Austreiben des Klebemittels aus dem im Bohrloch positionierten Anker.

Im Berg-, Tunnel- oder Tiefbau werden Anker zumeist in Bohrlöcher eingesetzt, die zuvor mit speziellen Bohrgestängen hergestellt worden sind. Um eine verbesserte Fixierung des Ankers im Gebirge zu erreichen, wird zusätzlich ein Klebemittel eingebracht. Dabei handelt es sich meistens um zwei- oder mehrkomponentige Kleber, die durch Zerstörung eines geeigneten Behälters zur Aufnahme des Klebemittels miteinander in Kontakt treten, sodass es dann zu einer Aushärtung des Klebemittels an Ort und Stelle unter gleichzeitiger Fixierung des Ankers kommt. Nachteilig ist hieran, dass der Aufwand besonders hoch ist, wenn zunächst die Bohrung hergestellt und in einem weiteren Arbeitsgang der Anker eingebracht wird, da dies ein Umsetzten der Bohrlafette notwendig macht. Aus diesem Grunde gibt es Anker, die an ihrem bohrlochseitigen Ende bereits mit einer Bohrkrone ausgerüstet sind und gewissermassen eine Doppelfunktion als Bohrgestänge und Anker ausüben. Diese Anker sind mit einer Auspressvorrichtung ausgerüstet, welche auch einen mit Klebemittel befüllten Behälter umfasst. Nachdem der Anker im Bohrloch seine Einbauposition erreicht hat, wird über einen Kolben eine Presskraft auf diesen Behälter ausgeübt, um das Klebemittel aus dem Behälter auszutreiben. Eine solche, beispielsweise aus der DE-OS 103 34 374 bekannte Auspressvorrichtung ist dabei in einer Baueinheit angeordnet, die vor das eigentliche Bohr- und Ankersetzgerät positioniert wird. Dies führt dazu, dass insgesamt die Baulänge eines solchen Bohr- und Ankersetzgerätes relativ gross ist, was dieses gerade bei beengten Platzverhältnissen schlecht handhabbar macht.

Von daher stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Bohr- und Ankersetzgerät für den Berg-, Tunnel- oder Tiefbau mit einer Auspressvorrichtung zum Austreiben des Klebemittels aus dem mit einer Bohrkrone ausgerüsteten Anker zu schaffen, das eine geringe Baulänge aufweist und damit besonders wendig und auch bei beengten Platzverhältnissen gut einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Auspressvorrichtung in eine in dem Gehäuse des Bohr- und Ankersetzgerätes vorgesehene Kammer integriert ist.

Diese Kammer befindet sich am bohrlochseitigen Ende des Bohr- und Ankersetzgerätes und dient unter anderem zur Aufnahme der Auspressvorrichtung. Dabei wird vorteilhafterweise für das gesamte Bohr- und Ankersetzgerät nur ein Minimum an Platz beansprucht.

Dies ist auf besonders zweckmässige Weise der Fall, wenn die Kammer in der Bohrwelle vorgesehen ist und damit in diese integriert ist. Die Bohrwelle weist hierzu zum bohrlichseitigen Ende des Bohr- und Ankersetzgerätes hin eine entsprechende kammerartige Erweiterung auf.

Weitere Platzersparnis kann erreicht werden, wenn eine Spülvorrichtung in Form eines Spülkopfes in Bohrrichtung gesehen hinter dem Gehäuse des Bohr- und Ankersetzgerätes angeordnet ist und in die Kammer mündet. Die Kammer weist hierzu an ihrem dem Bohrloch abgewandten Ende eine passende Öffnung auf, in der der Spülkopf von der Rückseite des Bohr- und Ankersetzgerätes her fixiert ist. Die Bohrwelle ist also gewissermassen zweistufig ausgebildet. Bohrlochseitig befindet sich die Kammer mit der Auspressvorrichtung, an dem Bohrloch abgewandten Ende befindet sich der Anschluss für den Spülkopf. Es ist somit nicht notwendig, eine aus Auspress- und Spülvorrichtung bestehende Baueinheit als solche vorne an das Bohr- und Ankersetzgerät anzusetzen, der entsprechende Platz wird durch Integration in bzw. Anschluss an das Gehäuse eingespart.

Weiterhin ist vorgesehen, dass in der Kammer eine in Richtung der Bohrachse verschieblich gelagerte Hülse angeordnet ist. Die Hülse dient zur möglichen zusätzlichen Fixierung des in das Gebirge eingebrachten Ankers und weist eine Aussenkontur auf, welche der Innenkontur der Kammer angepasst ist. Vorzugsweise ist dies bei einer runden Hülse der Fall.

Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass die Hülse gegen die Kraft einer Feder verschieblich gelagert ist. Die Hülse stützt sich dabei über die Feder an der dem Bohrloch Innenseite der Kammer ab.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Hülse im Bereicht ihrer Aussenkontur mit Ausnehmungen zur Begrenzung ihres Verschiebeweges ausgerüstet ist. Diese Ausnehmungen sind beispielsweise als Langlöcher ausgebildet. Zur Begrenzung des Verschiebeweges dienen dann Bolzen, an denen die Enden der Langlöcher in den jeweiligen Endpositionen anschlagen.

Zusätzlich ist daran gedacht, dass die Ausnehmungen eine unterschiedliche Länge aufweisen. Über ihren Umfang verteilt, weist die Hülse dabei Ausnehmungen unterschiedlicher Länge auf, wobei hierunter auch eine Ausnehmung verstanden wird, welche mit den Abmessungen des Bolzens korrespondiert, um eine Verschiebung bei Bedarf in dieser Position verhindern zu können. Auf diese Weise ist es möglich, die Hülse zum Beispiel um 90 oder 100° um ihre Längsachse versetzt in der Kammer zu positionieren, je nachdem, welcher und ob überhaupt ein Verschiebeweg für die Hülse in der Kammer erreicht werden soll.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass am in Bohrrichtung gesehen hinteren Ende der Kammer eine Druckplatte angeordnet ist, die u.a. für den Anschlag der Hülse vorgesehen ist.

Einen weiteren Zweck erfüllt die Druckplatte, wenn diese als Abstützung für die das Ankerrohr umgebende Ankerhülse dient, welche vor allem als Spülwasserführung dient.

Auch die Druckplatte selbst kann als Führung für das Spülwasser ausgebildet und angeordnet sein. Die Druckplatte ist hierzu im Bereich des die Verbindung zwischen Spülkopf und Kammer herstellenden Spülrohrs angeordnet und weist in diesem Bereich eine Öffnung für das Spülrohr auf.

Schliesslich ist die Druckplatte auch so positioniert und ausgebildet, dass sie zur Aufnahme von beim Bohrvorgang auftretenden Axialkräften dient. In Richtung bohrlochseitigem Ende der Kammer weist die Druckplatte Vorsprünge auf, um hier auch die in der Kammer angeordneten Aggregate gegeneinander auf Distanz halten zu können.

Gerade im Zusammenhang mit den beschriebenen Funktionen im Hinblick auf Abstützung für die Ankerhülse, Führung für das Spülwasser und Aufnahme der Axialkräfte ist die Druckplatte besonders hohen Kräften ausgesetzt, was zu verstärktem Verschleiss führen könnte. In dieser Hinsicht ist der Vorschlag zu verstehen, wonach die Druckplatte als separates, auswechselbares Bauteil ausgebildet ist.

Es wurde bereits davon gesprochen, dass die Druckplatte auch als Führung für das Spülwasser dient. Um diesen Anforderungen gerecht werden zu können, ist vorgesehen, dass die Druckplatte in radialer und/oder in axialer Richtung gegenüber der Kammer abgedichtet ist. Hiermit wird vermieden, dass das Spülwasser zwischen Hülse und Druckplatte passieren kann.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass die Druckplatte zwischen der durch die Bohrwelle gebildeten Kammerwand und der Hülse angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die in Querrichtung zur Bohrachse angeordnete Innenfläche der Druckplatte grösser bemessen ist als deren dem Gehäuse zugewandte Aussenfläche. Primärer Grund hierfür ist der auf die zum Bohrlochende gewandte Seite der Druckplatte, durch das Spülwasser bedingte Druck, welcher aufgrund der grösseren Angriffsfläche für das Wasser hier vergleichsweise grösser ist. Dies bedeutet, dass die Anpresskräfte grösser sind als die Abhebekräfte, sodass ein Verbleiben der Druckplatte in ihrer Position gesichert ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der relativ kurzen Baulänge des Bohr- und Ankersetzgerätes. Dies wird zum einen durch die in dem Gerät bzw. der Bohrwelle positionierte Kammer erreicht, die in das Gehäuse integriert ist, zum anderen wird der Spülkopf so an der Gehäuserückseite positioniert, dass praktisch kein zusätzlicher Platzbedarf entsteht. Um dies zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass der Spülkopf über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse des Bohr- und Ankersetzeinrichtung verbunden ist. Die Spülvorrichtung kann dabei auch auf besonders einfache Weise ausgewechselt werden.

Um das erfindungsgemässe Bohr- und Ankersetzgerät auch unter beengten Verhältnissen gut einsetzen zu können, ist daran gedacht, dass der Spülkopf eine der Baulänge des Gehäuses in etwa entsprechende Baulänge aufweist, wobei unter der Baulänge des Gerätes hier auch der sich ebenfalls an der Rückseite des Gehäuses angeordnete Hydraulikmotor verstanden wird. Der Hydraulikmotor steht dabei in etwa so weit über das restliche Gehäuse über wie der Spülkopf.

Ein besonders vorteilhafter Spülkopf weist mindestens zwei Spülkanäle auf. Dabei handelt es sich zweckmässigerweise um eine zentrale und eine aussenliegende Spülung. Um den zentralen Anschluss sind dabei mehrere ringförmige Bohrungen für ein zweites Spülmedium positioniert. Zur Trennung der beiden Spülkanäle ist dabei unter anderem die bereits angesprochene Ankerhülse vorgesehen.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Bohr- und Ankersetzgerät für den Berg-, Tunnel- oder Tiefbau geschaffen ist, das auch bei besonders beengten Platzverhältnissen gut einsetzbar ist, indem praktisch die komplette Mimik im Zusammenhang mit der Auspressvorrichtung für über Kleber zu fixierende Anker mit Bohrkrone in das Gerät integriert ist. Diese Integration wird einerseits dadurch erreicht, dass die Auspressvorrichtung in einer am bohrlochseitigen Ende des Gerätes positionierte, am zweckmässigsten in die Bohrwelle integrierten Kammer angeordnet ist. Andererseits mündet der Spülkopf von der Hinterseite des Gehäuses her in die Kammer. Die Kammer ist also im Gehäuse direkt untergebracht, der Spülkopf ist an dessen Rückseite so angebracht, dass praktisch hierfür nur der ohnehin aufgrund des Hydraulikmotors in Anspruch genommene Platz benötigt wird. Ein besonders wichtiges Bauteil ist die an dem Bohrloch abgewandten Ende der Kammer positionierte Druckplatte, der gleich drei Funktionen zukommen. Dies sind neben einer Dichtfunktion in axialer und/oder radialer Richtung auch die Abstützung der Bohrhülse sowie die Aufnahme von beim Bohren entstehenden Axialkräften.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung des Bohr- und Ankersetzgerätes,

2 die Hülse mit Ausnehmungen,

3 eine in axialer Richtung abgedichtete Druckplatte und

4 eine in radialer Richtung abgedichtete Druckplatte.

1 zeigt ein Bohr- und Ankersetzgerät 1 in grob vereinfachter Darstellung. Zu erkennen ist das Gehäuse 2 des Bohr- und Ankersetzgerätes 1, das neben dem Hydraulikmotor 19 als gesondertes Aggregat an dem dem Bohrloch zugewandten Ende 27 die Kammer 4 aufweist. In der Kammer 4 ist die Auspressvorrichtung 3 angedeutet. Zu erkennen ist der mit Klebemittel 6 befüllte Behälter 33, welcher mittels eines nicht dargestellten Kolbens beaufschlagt wird, sobald der Anker 5 bzw. das Ankerrohr 16 seine Endposition in einem Bohrloch erreicht hat und dort zusätzlich über ein Klebemittel fixiert werden soll. In der hier in der Bohrwelle 11 angeordneten Kammer 4 ist aussen die in Richtung der Bohrachse 15 verschiebliche Hülse 9 vorgesehen, die dazu dient, den Anker gegebenenfalls zusätzlich mechanisch abzusichern. Darin befindet sich die Ankermutter 28. Während die Hülse 9 verschieblich gegen die Federn 10 gelagert ist, ist die Ankermutter 28 verschraubbar ausgebildet. Um das Spülrohr 29 teilweise herum ist die Ankerhülse 17 positioniert. Ankerhülse 17 und Hülse 9 stützen sich gegebenenfalls auf der an dem Bohrloch abgewandten Ende 30 der Kammer 4 angeordneten Druckplatte 8 ab. Des Weiteren dient die Druckplatte 8 dazu, das Spülwasser umzuleiten und auch als Abdichtung zu wirken. Von der Rückseite her mündet in die Kammer 4 ausserdem die als Spülkopf 7 ausgebildete Spülvorrichtung, die mittels einer Schraubenverbindung 18 und damit vergleichsweise leicht lösbar in dem Gehäuse 2 fixier ist. Das Spülrohr 7 weist einen zentralen Spülkanal 20 im Spülrohr 29 und aussen liegende Spülkanäle 21 auf.

2 veranschaulicht die Funktion der Ausnehmungen der Aussenwandung der Hülse 9. Angedeutet sind hier die beiden Ausnehmungen 12 und 13, erstere ist länglich, letztere quasi nur korrespondierend zu dem Bolzen 22 ausgebildet, um jegliches Spiel für die Hülse 9 in dem zusätzlich über die Dichtlippe 23 abgedichteten Gehäuse 2 zu blockieren.

3 zeigt insbesondere die Druckplatte 8, welche hier über die Dichtung 24 zur Bohrwelle 11 hin abgedichtet ist. Ergänzend hierzu ist die Dichtung 25 an der bohrlochseitigen Fläche 31 der Druckplatte 8 zu erkennen. Diese Fläche 31 ist im übrigen kleiner bemessen, als die Fläche 32 am bohrlochabgewandten Ende der Druckplatte 8. Die Hülse 9 ist in Richtung Bohrachse 15 gegen die Druckplatte 8 verschieblich gelagert, mit dem Bezugszeichen 10 sind die dort zwischen angeordneten Federn bezeichnet.

Der massgebliche Unterschied zu der Darstellung in 3 besteht in 4 in der Dichtung 26. Entsprechend ist die Druckplatte 8 an ihrer bohrlochseitigen Fläche 31 mit einem Vorsprung 34 ausgebildet, dass hier die Dichtung 26 sicher sitzt.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.


Anspruch[de]
Bohr- und Ankersetzgerät (1) für den Berg-, Tunnel- oder Tiefbau zum Verbau von mit einer Bohrkrone versehenen und mit einem ein- oder mehrkomponentigen K lebemittel (6) ausgerüsteten Ankern (5) und mit einer Auspressvorrichtung (3) zum Austreiben des Klebemittels (6) aus dem im Bohrloch positionierten Anker (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Auspressvorrichtung (3) in eine in dem Gehäuse (2) des Bohr- und Ankersetzgerätes (1) vorgesehene Kammer (4) integriert ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (4) in der Bohrwelle (11) vorgesehen ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spülvorrichtung in Form eines Spülkopfes (7) in Bohrrichtung gesehen hinter dem Gehäuse (2) des Bohr- und Ankersetzgerätes (1) angeordnet ist und in die Kammer (4) mündet. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (4) eine in Richtung der Bohrachse (15) verschieblich gelagerte Hülse (9) angeordnet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) gegen die Kraft einer Feder (10) verschieblich gelagert ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (9) im Bereich ihrer Aussenkontur mit Ausnehmungen (12, 13) zur Begrenzung ihres Verschiebeweges ausgerüstet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (12, 13) eine unterschiedliche Länge aufweisen. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am in Bohrrichtung gesehenen hinteren Ende (15) der Kammer (4) eine Druckplatte (8) angeordnet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (8) als Abstützung für die das Ankerrohr (16) umgebende Ankerhülse (17) dient. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (8) als Führung für das Spülwasser angeordnet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (8) zur Aufnahme von beim Bohrvorgang auftretenden Axialkräften dient. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (8) als separates, auswechselbares Bauteil ausgebildet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (8) in radialer und/oder axialer Richtung gegenüber der Kammer (4) abgedichtet ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Querrichtung zur Bohrachse (15) angeordnete Innenfläche (31) der Druckplatte (8) grösser bemessen ist als deren dem Gehäuse (2) zugewandte Aussenfläche (32). Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkopf (7) über eine Schraubverbindung (18) mit dem Gehäuse (2) der Bohr- und Ankersetzeinrichtung (1) verbunden ist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkopf (7) eine der Baulänge des Gehäuses (2) in etwa entsprechende Baulänge aufweist. Bohr- und Ankersetzgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülkopf (7) mindestens zwei Spülkanäle (21, 21) aufweist.






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