Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist vor allem ein Verfahren zum Verankern von Befestigungselementen, ins¬ besondere von Schrauben, Nägeln, Ankern, Spanneisen und Bolzen in Bohrlöchern mit Hilfe von Zweikomponentenklebern und Metalleinlagen, insbesondere in älteren, sanierungs¬ bedürftigen Bohrlöchern von Schwellen in Gleisanlagen, aber auch in Bohrlöchern von Böden, Wänden oder Decken aus Holz, Beton, Stahl oder Mauerwerk. Schwellen, Böden, Wände und Decken werden im Sinne der Erfindung als Unter¬ lagen bezeichnet.

Ein Verfahren zum Festlegen von Schrauben oder Nägeln, insbesondere von Schwellenschrauben oder Schienennägeln in verrottbarem Material, ist bekannt aus dem deutschen Patent 19 48 339 sowie der Zusatzanmeldung 24 13 479. Als Metalleinlage werden hierin speziell geformte Spannstücke oder aber röhrenförmige Drahtnetze oder Drahtgitter ver¬ wendet. Dieses Verfahren hat sich zwar in der Paxis be-

währt, jedoch nur dann, wenn die Dimensionen des Bohr¬ loches und der Metalleinlagen gut aufeinander abgestimmt sind. Für Bohrlöcher mit verschiedenem Bohrlochdurchmesser sind zur optimalen Befestigung verschieden dimensionierte Metalleinlagen nötig. Da derartige Arbeiten meist nur von ungelerntem oder angelerntem Personal durchgeführt werden, besteht die Gefahr einer unsachgemäßen Auswahl der Metall¬ einlagen und damit nicht zufriedenstellender Ergebnisse. Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß nach dem Anziehen der Schrauben mit dem ge¬ wünschten Drehmoment die Schraube nicht mehr gelöst werden soll. Es besteht jedoch oftmals das Bedürfnis, kurz nach dem ersten Anziehen die Schraube noch einmal zu lösen und Korrekturen an dem zu befestigenden System vor¬ zunehmen.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß der Zweikomponentenkleber vorgemischt werden muß, bevor er in das Bohrloch eingefüllt werden kann. Es müssen .somit stets relativ kleine Mengen neu angesetzt werden, da nach wenigen Minuten die Abbindung des fertig gemischten Zweikomponentenklebers beginnt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das bekannte Verfahren zu verbessern und zu vereinfachen und dabei die oben aufgeführten Nachteile zu vermeiden. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Verfahren auch für Bohrlöcher in Decken (Überkopfarbeiten) und Wänden geeignet sein.

Diese Aufgabe kann überraschenderweise dadurch gelöst werden, daß

a) die Bohrlöcher, die gegebenenfalls zuvor ausgebohrt, gereinigt und entfettet wurden, etwa zur Hälfte bis drei Viertel mit einem verdichtungsfähigen Gemisch aus hochverschleißfesten Fasern oder Spänen aus

Metallen, Polymeren und/oder Keramik mit durch¬ schnittlichen Längen kleiner als der halbe Bohrloch- durchmesser gefüllt werden, danach gegebenenfalls 1 bis 2 Tropfen eines Blockers zugegeben werden, dann nacheinander oder gleichzeitig die beiden Komponenten des Klebers eingebracht und dann der restliche Teil der erforderlichen Menge an Fasern oder Spänen einge¬ füllt wird oder

b) aus einem verdichtungsfähigen Gemisch aus hochver¬ schleißfesten Fasern oder Spänen mit durchschnitt¬ lichen Längen kleiner als der halbe Bohrlochdurch- messer und den beiden Komponenten des Klebers eine knetbare Masse hergestellt wird, diese Masse in die Bohrlöcher, die in Extremfällen zuvor ausgebohrt, gereinigt und entfettet wurden, eingedrückt wird,

bei Verwendung von Befestigungselementen ohne selbst¬ schneidendem Gewinde ein Zentrumsloch vorgeformt wird und danach die Befestigungselemente eingesetzt und gegebenen¬ falls befestigt werden.

Während Variante a) des erfindungsgemäßen Verfahrens be¬ sonders für Bohrlöcher in Gleisanlagen, insbesondere in sanierungsbedürftigen Schwellen, oder für Bohrlöcher in Böden geeignet ist, wird Variante b) für Bohrlöcher in Wand- und Deckenkonstruktionen angewendet. Für keine Variante des Verfahrens ist der Untergrund von Bedeutung. Dieser kann aus Holz, Beton, Stahl oder Mauerwerk be¬ stehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht not¬ wendig, die beiden Komponenten des Klebers vorzumischen. Sie können vielmehr nacheinander oder gleichzeitig auch im unvermischten Zustand in das Bohrloch eingegeben oder zur knetbaren Masse mit den Fasern oder Spänen vermischt

werden. Die erfindungsgemäß verwendete Einlage in Form von Fasern oder Spänen sorgt für eine gute und aus¬ reichende Durchmischung der Komponenten im Bohrloch.

Weiterhin gestattet es das erfindungsgemäße Verfahren, als Befestigungselemente Schrauben einzusetzen und mit dem vorgesehenen Drehmoment anzuziehen. Hierdurch kommt es zu einer sofortigen kraftschlüssigen Verbindung zwischen der Schraube und der Bohrlochwandung. Es ist sogar möglich, die Schraube während der Topfzeit der Flüssigkeitskomponenten mehrmals zu lösen und wieder fest anzuziehen, ohne dadurch das gute Endergebnis zu ge¬ fährden. Anzugsdrehmomente bis 500 N können problemlos erreicht werden. Das Lösedrehmoment liegt dabei um 200 Nm.

Ausreißversuche an Schrauben, die mit dem erfindungsge¬ mäßen Verfahren in 30 Jahre alte Schellen eingebaut wur¬ den, haben gezeigt, daß bei einem Anzugsdrehmoment von ca. 50Nm eine Ausreißkraft bis zu 67 kN notwendig ist.

Nach der Topfzeit der Flüssigkeitskomponenten, d.h. wäh¬ rend der Erhärtungsphase soll die Schraubverbindung mög¬ lichst nicht mehr gelöst oder angezogen werden. Diese Erhärtungsphase dauert im allgemeinen zwei bis fünf Stunden. Die Härtungsdauer hängt von der Einstellung des Gemisches, der U gebungs- und Materialtemperatur ab. Nach der Erhärtungsphase ist es wiederum möglich, die Schraube mehrfach aus- und wieder einzudrehen. Dies kann beispiels¬ weise erforderlich sein, um einen gebrochenen Federring auszutauschen. Für den Fall, daß die Gewindegänge durch verbogene Schrauben beschädigt worden sind, kann in dieses Bohrloch eine neue Schraube eingeklebt werden.

Um das eventuelle Entfernen der Schraube nach dem Erhärten zu erleichtern, ist es vorteilhaft, die Schraube vor dem

Verankern im Bohrloch mit einem öligen Lappen abzureiben, d. h. öl dient als Trennmittel zwischen Schraube und erhärtetem Gemisch aus Metallspänen und Zweikomponenten¬ kleber.

Als Komponenten A und B des Klebers haben sich vor allem bewährt eine Flüssigkeitskomponente A mit der Formulierung aus aliphatischen und cycloaliphatischen Epoxidharzen, mono- und bifunktioneilen eaktiwerdünnern und Haftver¬ mittlern, und eine Flüssigkeitskomponente B mit der For¬ mulierung aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Polyaminen, Polyamidoaminen, Mannichbasen sowie Haftver¬ mittlern und gegebenenfalls Beschleunigern.

Gute Ergebnisse werden auch erzielt, wenn als Komponenten C und D des Klebers verwendet werden eine Flüssigkeits¬ komponente C mit der Formulierung von Diisocyanaten mit Haftvermittlern und üblichen Zusätzen und als Flüssig¬ keitskomponente D eine Formulierung von mehrfunktioneilen Alkoholen mit Haftvermittlern und Hilfsmitteln.

Für extreme Fälle, d. h. zum Sanieren von Durchgangs¬ löchern zum Beispiel in Gleisanlagen, werden 1 bis 2 Tropfen eines Blockers zugegeben, der bewirkt, daß sich das Klebesystem der zwei Komponenten des Klebers bei der Vermischung mit Metallspänen verdickt. Durch dieses Ver¬ dicken oder Stocken des Materials wird ein Herausfallen durch das nach unten offene Schraubloch verhindert. Als Blocker für das erfindungsgemäße Verfahren sind niedrig¬ viskose Diisocyanate und Methacrylate geeignet.

Um den an das instabile Loch angrenzenden Teil der Unter¬ lage aus Holz, Mauerwerk oder auch Beton zu sanieren, kann den zwei Komponenten des Klebers A und B oder C und D ein niedermolekulares Fungizid zugesetzt werden, welches durch Diffusion langsam nach außen in den maroden

Teil der Unterlage (z. B. Holzschwelle) eindringt und somit mittelfristig einen weiteren Befall durch Pilze verhindert oder zumindest verlangsamt.

Die Fungizide müssen mit den entsprechenden Komponenten verträglich sein, ohne mit diesen zu reagieren. Außerdem muß ihre Molekülgroße klein, d. h. das Molekulargewicht relativ niedrig sein. Dies ist erforderlich, um die Dif¬ fusion des Fungizides aus der Klebermatrix ins angrenzende Holz oder Mauerwerk nicht unnötig zu behindern.

Die ideale Molekülgröße bzw. das ideale Molekulargewicht ist abhängig von der mittleren Größe bzw. vom mittleren Molekulargewicht der Kleberkomponenten und der "Maschen- werte" des bei der Bindung aufgebauten räumlichen Netz¬ werkes. Enge "Maschen" erfordern kleinere Moleküle, größere "Maschen" erlauben größere Moleküle. Große "Maschen" im Raumgitter der Klebermatrix erlauben eine raschere Diffusion als kleine Maschen.

Erfindungsgemäß werden den Swei Komponenten des Klebers als niedermolekulares Fungizid beispielsweise Rowalin GZ (Biochema Schwaben, Dr. Lehmann & Co. , Memmingen) , Rodurol F2 (Biochema Schwaben, Dr. Lehmann & Co., Memmingen) oder Konservan RT (ThorChemie GmbH, Speyer) in einer Menge von 0,25 bis 10 Gew.-% bezogen auf die beiden Komponenten des Klebers zugesetzt. Vorzugsweise wird Rowalin GZ in einer Menge von 0,25 bis 3,5 Gew.-% (be¬ zogen auf die zwei Komponenten des Klebers) verwendet.

Der Arbeitsablauf für eine Schraublochsanierung bei Gleiskörpern findet beispielsweise folgendermaßen statt:

1. Die alte Schraube wird aus dem beschädigten Loch der Schwelle entfernt. Die Schraube wird vor der Wieder¬ verwendung mit einem Lappen von grobem Schmutz, öl und Fettrückständen befreit.

2. Das Schraubloch wird von losen Schmutz- und Fest¬ stoffteilen sowie von mürbem Holz bei Holzschwellen gesäubert. Dies kann gegebenenfalls auch durch wei¬ teres Aufbohren geschehen.

3. Es wird etwa die Hälfte des verdichtungsfähigen Ge¬ misches aus hochverschleißfesten Metallspänen mit durchschnittlichen Längen kleiner als der halbe Bohrlochdurchmesser eingefüllt.

Bei einem Lochdurchmesser von 26 mm sind Späne aus hochverschleißfesten Metallen oder Legierungen ge¬ eignet mit einer Länge von 0,1 bis 15 mm. Vorzugs¬ weise werden Späne mit Längen von 0,1 bis 7 mm ein¬ gesetzt. Insbesondere wenn die Länge der Späne unterschiedlich ist und eine relativ breite Sieb¬ linie aufweist, ist das Gemisch gut verdichtungs¬ fähig.

4. Es wird die Flüssigkeitskomponente A eingefüllt (bei Urethanklebern Flüssigkeitskomponente C) .

5. Es Wird die Flüssigkeitskomponente B eingefüllt (bei Urethanklebern Flüssigkeitskomponente D) .

Es ist durchaus möglich, die Komponenten A und B (bei Urethanklebern die Komponenten C und D) vorzu- mischen und als Gemisch einzufüllen.

6. Es wird die erforderliche Restmenge an Spänen bis ca. 1 cm unter den Rand des Bohrlochs eingefüllt.

7. Bei der Verwendung von Schrauben mit einem nicht selbstschneidenden Gewinde muß mit Hilfe eines Dorns o. ä. ein Zentrumsloch vorgeformt werden.

8. Es wird die Schraube eingesetzt und mit dem dafür vorgesehenen Drehmoment angezogen.

Mit dieser auch für ungelerntes Personal einfachen Ver¬ fahrensweise wird eine Leistung von ca. 180 sanierten Schraubenlöchern pro Stunde erreicht.

Wie oben beschrieben ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur zur Verankerung von Schrauben in sanierungsbe¬ dürftigen Bohrlöchern von Gleisanlagen geeignet, sondern generell zum Verankern von Befestigungselementen, insbe¬ sondere Nägeln, Ankern, Spanneisen und Bolzen in Bohr¬ löchern, beispielsweise in Betonböden, aber vor allem auch in Wand- und Deckenkonstruktionen (Variante b) . Die gemäß Variante b) hergestellte knetbare Masse wird in die vorgefertigten Löcher der Wand- oder Deckenkonstruktion eingedrückt, das Befestigungselement in diesen Feststoff- knetdübel eingedrückt oder eingeschraubt und festgezogen. In der Regel hat die Schraube einen um 2 mm geringeren Durchmesser als das Loch. Aber auch zu kleine Schrauben mit noch geringerem Durchmesser oder andere Befestigungs- elemente lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kraftschlüssig anlegen. Da die knetbare Masse erst nach 2 bis 5 Stunden erhärtet, lassen sich mit einer größeren Menge einmal hergestellter Dübelmasse eine große Anzahl von Bohrlöchern dübeln. Die ^' Bohrlochgröße spielt daher eine untergeordnete Rolle, da sich die Masse sowohl für große als auch für kleine Bohrlöcher eignet.

Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren dann, wenn hohe Anforderungen an die Verankerung gestellt werden und dennoch sowohl bei der Montage wie auch später die Notwendigkeit besteht, die Schraube nochmals zu lockern und wieder anzuziehen.

Gleichzeitig hat das erfindungsgemäße Verfahren unter Zusatz des Fungizids den Vorteil, daß auch der an das Bohrloch angrendende Teil der Unterlage aus Holz, Mauer¬ werk oder Beton saniert wird.

Werden als Fasern oder Späne keine Metalle, sondern Poly¬ mere oder Keramik verwendet, stellt die fertige Ver¬ ankerung auch eine gute elektrische Isolierung dar. Dies kann bei der Verankerung von Befestigungselementen für den Oberleitungsbau von großem Vorteil sein.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit zunächst das Verfahren zum Verankern von Befestigungselementen, insbesondere von Schrauben, Nägeln, Ankern, Spanneisen und Bolzen in Bohrlöchern gemäß den Patentansprüchen 1 bis 6. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist das Mittel zum Verankern von Befestigungselementen in Bohr¬ löchern, bestehend aus einem verdichtungsfähigen Gemisch aus hochverschleißfesten Fasern oder Spänen mit durch¬ schnittlichen Längen kleiner als der halbe Bohrlochdurch- messer sowie zwei Komponenten eines Klebers und gege¬ benenfalls einem Blocker. Gemäß Anspruch 8 wird ein Mittel enthaltend ein niedermolekulares Fungizid einge¬ setzt, um im Bedarfsfall auch die marode, durch Pilze befallene Umgebung des Bohrloches zu sanieren. Bevorzugt weist das eingesetzte Mittel ein Mengenverhältnis zwischen dem Gemisch an Fasern oder Spänen (Feststoff- anteil) und den zwei Komponenten des Klebers sowie ge¬ gebenenfalls dem Blocker und dem Fungizid (Flüssiganteil) von 90 Masse% zu 10 Masse% auf.

Schließlich betrifft die Erfindung die Verwendung von verdichtungsfähigen Gemischen aus hochverschleißfesten Fasern oder Spänen mit durchschnittlichen Längen kleiner als der halbe Bohrlochdurchmesser als Einlage in Zwei¬ komponentenklebern zur Verankerung von Befestigungs-

1 o

elementen Schrauben in Bohrlöchern gemäß den Patentan¬ sprüchen 10 und 11.

In den nachfolgenden Beispielen sind bevorzugte Aus¬ führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert:

B e i s p i e l 1

Sanierungsbedürftige Schwellen wurden ca. 180 mm tief und 26 mm breit aufgebohrt. In die Bohrlöcher wurden Metall¬ späne eingefüllt, welche Längen von 3 bis 7 mm aufwiesen. Nur ca. 3% + 2% wiesen eine Länge von < 3 mm auf. Weniger als 5% wiesen eine Länge über 7 mm auf. Als nächstes wur¬ den 10 bis 15 g eines frisch bereiteten Zweikomponenten¬ klebers verwendet. Der Zweikomponentenkleber bestand aus einer Flüssigkeitskomponente A bestehend aus einer For¬ mulierung aus aliphatischen und cycloaliphatischen Epoxid¬ harzen, mono- und bifunktionellen Reaktiwerdünnern sowie Haftvermittlern zur Steuerung der Reologie, und einer Flüssigkeitskomponente B bestehend aus einer Formulierung aus aliphatischen und cycloaliphatischen Pol aminen, Poly- amidoaminen, Haftvermittlern und Beschleunigern. Auf diese Schicht des Zweikomponentenklebers wurde eine Schicht von Metallspänen eingefüllt, welche Durchmesser zwischen 0,1 und 7 mm aufwiesen. Ca. die Hälfte dieser Späne wiesen eine Länge von < 1 mm auf. Nur ca. 15 bis 25% wiesen Längen von 4 bis 7 mm auf. Zur Aufnahme von Schrauben mit einem nicht selbstschneidenden Gewinde wurde ein Zentrumsloch vorgeformt.

In die so vorbereiteten Bohrlöcher wurden übliche Schrau¬ ben zur Gleisbefestigung gedreht. Sie konnten auch noch nach 10 Minuten gelockert oder fester angezogen werden. Nach 6 Stunden war der Zweikomponentenkleber so fest ab¬ gebunden, daß die Schrauben wieder aus- und eingeschraubt

werden konnten, ohne das neue gebildete Gewinde aus.ver¬ klebten Metalspänen zu zerstören.

B e i s p i e l 2

Zur Dübelung in bauseits vorgefertigten Löchern oder in neu zu bohrenden Löchern am Boden, an Wänden oder über Kopf wird aus den Komponenten des Klebers A und B bzw. C und D sowie aus hochverschleißfesten Metallspänen eine knetbare Masse hergestellt. Die Metallspäne, deren durch¬ schnittliche Länge kleiner als der halbe Lochdurchmesser sein soll, werden mit den vorgemischten Kleberkomponenten A und B bzw. C und D verknetet. Der Kleberanteil C bezogen auf die Metallspäne hängt von deren Sieblinie und Form ab und beträgt zwischen 5 Masse-% und 15 Masse-%. Der so erhaltene "Feststoffknetdübel" wird in das vorhandene Loch eingedrückt und durch Andrücken verdichtet. Schrauben mit selbstschneidendem Gewinde können dann direkt einge¬ dreht werden. Für Schrauben mit nicht selbstschneidendem Gewinde muß analog zu Beispiel 1 ein Zentrumsloch vorge¬ formt werden. Die zu verwendende Menge Feststoff netdübel hängt ab von der Lochgröße und der zu verwendenen Schrau¬ be.

Es hat sich gezeigt, daß so auch Schrauben mit einem deutlich kleineren Durchmesser als der Lochdurchmesser kraftschlüssige Verbindungen ergeben.

B e i s p i e l 3

Beim Bau von Tunneln und Brücken werden Aussparungen und Löcher mit eingeplant, um den später anfallenden Bedarf an Dübellöchern zu decken, ohne den Betonkörper später durch Bohren zu beschädigen. Da jedoch zum Zeitpunkt der

Planung der genaue Verwendungszweck des einzusetzenden Befestigungselementes noch nicht genau bekannt ist, wählt man vorsichtshalber den größten benötigten Durchmesser dieser später benötigten Löcher, zum Beispiel 16 mm Durch¬ messer für starke Schwerlastanker. Diese Löcher werden gemäß Beispiel 1 oder 2 gefüllt. Dickere Schrauben werden von dem Abbinden eingedreht, dünnere Schrauben können auch nach dem Abbinden eingedreht werden und besitzen gute kraftschlüssige Verbindungen.