Bohrfundament

Die Erfindung betrifft ein Bohrfundament zum Verankern von Bauteilen im Erdboden, welches einen Grundkörper mit mindestens einem zylindrischen Bereich und mindestens eine Vortrieb erzeugende Schneidschaufel aufweist.

Die Erfindung ist für die Bodenverankerung unterschiedlicher Bauteile einsetzbar. Dies können beispielsweise Verkehrszeichen, Werbeflächen, Solaranlagen, Wintergärten, Sendemaste sowie eine Vielzahl weiterer Bauteile sein. Die Erfindung ermöglicht es, flexibel und ohne großen technischen Aufwand eine Verankerung im Erdbo- den zu befestigen.

Es sind mehrere Ausführungsformen solcher Bohrfundamente bekannt. Ein in DE 198 36 370 C2 beschriebenes Bohrfundament weist an seinem erdseitigen Ende ein konisches Element auf, an dem ein schraubenähnliches Gewinde angebracht ist. Das koni- sehe Element geht an der der Befestigung von Pfostenelementen dienenden Seite in ein zylindrisches Element über, sodass Holzpfosten oder zylindrische Stahlrohre durch Einstecken in den zylindrischen Teil des Bohrfundaments mit diesem verbunden werden können.

Die bekannten Anordnungen sind mit einem Vortrieb erzeugenden Element versehen, das die Form einer schraubenförmig gebogenen Wendel besitzt. Nachteilig ist dabei, dass diese Ausführung beim Eindrehen in das Erdreich dieses auflockert, so dass nur eine begrenzte Sicherheit gegen Lockern und Herausdrehen besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfundament der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine hohe Sicherheit gen Lockern und Herausdrehen erreicht werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Anordnung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Grundkörper enthält mindestens zwei zylindrische Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern, wobei der erdnähere Bereich einen geringeren Durchmesser aufweist und die mindestens eine Vortrieb erzeugende Schneidschaufel am erdnäheren Bereich angebracht ist und eine gleichmäßige Steigung aufweist.

Damit kann ein leichtes Eindrehen in das Erdreich erreicht werden, ohne dass der Boden aufgelockert wird und die Außenwand des Grundkörpers fest am Erdreich gepresst wird.

Eine gleichmäßige, konstante Steigung der Schneidschaufeln kann dadurch erreicht werden, dass diese durch Schmieden oder Gießen hergestellt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die den Vortrieb erzeugende Schneidschaufel aus einer Mehrzahl von Einzelschaufeln besteht, die am Umfang des Bohrfundamentes angebracht sind. Die Einzelschaufeln können unterschiedliche Durchmesser und unterschiedliche Steigungen aufweisen, um eine Anpassung an unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten zu ermöglichen. Ferner ist es möglich, dass die einzelnen Schneidschaufeln auf einer Gewindesteigung oder in einer Höhe nebeneinander angeordnet werden. Es ist auch möglich, diese Anbringungsmöglichkeiten zu kombinieren.

Bei einer weiteren vorteilhafte Ausführung ist die mindestens eine Vortrieb erzeugende Schneidschaufel an einer Hülse angebracht ist, welche lösbar mit dem Grundkörper des Bohrfundamentes verbunden ist. Damit kann in einfacher Weise eine Anpassung an unterschiedliche Bodenverhältnisse erfolgen.

Ferner ist es möglich, dass am oberen Bereich des Grundkörpers mindestens eine Zusatzschneidschaufel angebracht ist, wobei die Zusatzschneidschaufel einen grö-

ßeren Außendurchmesser, aber die gleiche Steigung wie die am erdnäheren Bereich angebrachte Schneidschaufel aufweist. Die Zusatzschneidschaufel kann sowohl große horizontale als auch große vertikale Kräfte aufnehmen und damit hohe Belastungen der Aufbauten zulassen. Die Zusatzschneidschaufel kann aus einem Stück oder aus einzelnen Segmenten bestehen. Vorzugsweise besteht die Zusatzschneidschaufel aus Stahl. Sie kann jedoch auch aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen, bestehen.

Bei einer weiteren Ausführung besteht der Grundköper des Bohrfundamentes aus ei- nem Rohr, an dem die Schneidschaufeln angebracht sind. Diese Ausführung ermöglicht ein besonders leichtes Einschrauben in das Erdreich, da hierbei im Rohrinneren das Material verbleiben kann, sodass beim Einschrauben des Bohrfundaments nur wenig Erdmaterial verdrängt werden muss. Es ist auch möglich an der unteren Stirnseite sägezahnartige Zacken anzubringen, um das Hereinschrauben zu unterstützen. Das Rohr enthält an seinem unteren Ende ein kegelstumpfförmiges Teilstück, sodass ein Teil des Erdreichs nach außen verdrängt und ein hoher radialer Anpressdruck erreicht wird, ohne dass das gesamte Material verdrängt werden muss.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist im Rohrinneren eine Hilf s Stange angeordnet ist, welche am endseitigen Ende des Grundköpers lösbar befestigt ist und aus dem oberen Ende des Grundköpers herausragt. Damit kann das beim Eindrehen des Bohrfundamentes erforderliche Moment von dieser Hilfsstange aufgenommen und an den erdnahen Bereich des Grundkörpers übertragen werden. Damit gelingt es, das am Grundköper anliegende Drehmoment wesentlich zu verrin- gern. Damit können Grundkörper mit geringerem Durchmesser und/oder geringerer Wandstärke verwendet werden, was erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht.

Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass der Grundkörper drei zylindrische Be- reiche mit unterschiedlichen Durchmessern enthält, wobei ein erdnächster Bereich den geringsten Durchmesser aufweist und die mindestens eine Vortrieb erzeugende Schneidschaufel am mittleren Bereich angebracht ist. Bei dieser Ausführung entsteht ein hoher radialer Druck zwischen Erdreich und Grundkörper. Die Aus-

führung gewährleistet deshalb eine hohe Belastung, bei verhältnismäßig leichtem Eindrehen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläu- tert.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figur 1 ein Bohrfundament, bei dem die Schneidschaufeln an einem Rohr angebracht sind,

Figur 2A eine Ausführung mit einer am mittleren zylindrischen Bereich angebrachten Schneidschaufel,

Figur 2B eine Ausführung mit einer am mittleren zylindrischen Bereich angebrachten Schneidschaufel mit wachsendem Durchmesser,

Figur 3 eine am Grundkörper lösbar angebrachte Hülse, an der die Schneidschaufel befestigt ist,

Figur 4 eine perspektivische Darstellung einer Ausführung mit Zusatzschneidschaufel im oberen Bereich des Grundkörpers,

Figur 5 eine Ausführung, bei der an der Zusatzschneidschaufel ein senkrechter Ring befestigt ist,

Figur 6 ein rohrförmiges Bohrfundament, welches im unteren Bereich konischen ausgeführt ist,

Figur 7 eine Ausführungsform mit einem scheibenförmigen Stabilisierungselement,

Figur 8 eine Ausführungsform mit einem rechteckigen Stabilisierungselement,

Figur 9 ein Bohrfundament mit einer Schräglagenausgleichseinrichtung,

Figur 10 ein Bohrfundament mit einer Schräglagenausgleichseinrichtung mittels Drehkeilen,

Figur 11 ein Bohrfundament mit einem pyramidenförmigen erdnahen Be- reich,

Figur 12 eine Schneidschaufel mit eckigem Ausschnitt,

Figur 13 ein erdnahes Ende des Grundkörpers mit konischen Bereichen

Figur 14 eine Ausführung mit zusätzlichen Schneidhilfen am unteren Bereich des Grundkörpers, und

Figur 15 eine Ausführung mitanpassbarem Anschluss.

Bei der in Figur IA dargestellten Ausführung ist die Schneidschaufel 2 am unteren zylindrischen Bereich 1.1 des Grundkörpers 1 angeschweißt. Im dargestellten Fall ist die Schneidschaufel 2 in Form einer einteiligen Wendel ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, die Schneidschaufeln als Schaufelsegmente anzubringen. Die Schneidschaufel 2 ist als geschmiedetes oder gegossenes Bauteil gefertigt und anschließend am Grundkörper 1 angeschweißt. Damit wird gewährleistet, dass die Steigung der Schneidschaufel 2 einen gleichmäßig konstanten Wert ausweist, so- dass das Erdreich beim Eindrehen des Bohrfundamentes nicht gelockert wird. Durch die unterschiedlichen Durchmesser der zylindrischen Bereiche 1.1 und 1.2 wird das Eindrehen erleichtert und dennoch eine feste Pressung des oberen zylindrischen Bereiches 1.2 am Erdreich gesichert, da das Erdreich mit Hilfe des zwischen dem unteren Bereich 1.1 und dem oberen Bereich 1.2 angeordneten koni-

sehen Abschnitts 1.4 verdichtet wird. Der Grundkörper 1 ist rohrförmig ausgebildet und am unteren Ende offen. Er kann deshalb einen Teil des Erdreichs in seinem Inneren aufnehmen. Durch die Wahl des Verhältnisses der Durchmesser der beiden zylindrischen Bereiche 1.1 und 1.2 kann eine optimale Anpassung an die Sicherheit gegen Lockern und den erforderlichen Kraftaufwand beim Eindrehen für den jeweiligen Anwendungsfall erfolgen.

Die in Figur IB gezeigte Variante erläutert eine Ausführung, bei der eine Mehrzahl von Schneidschaufeln 2.1 bis 2.9 am Grundkörper 1 angeordnet sind, der aus einem zylindrischen Rohrteil 1.2 mit einem darunter angeordneten konischen Bereich 1.4 besteht. Diese Ausführung ermöglicht ein besonders leichtes Einschrauben in das Erdreich, da hierbei im Rohrinneren das Material verbleiben kann, sodass beim Einschrauben des Bohrfundaments nur wenig Erdmaterial verdrängt werden muss. Das am unteren Ende des Rohres angebrachte kegel stumpf förmige Teilstück ermöglicht es, einen Teil des Erdreichs nach außen zu verdrängen und einen höheren radialen Anpressdruck zu erreichen, ohne dass das gesamte Material verdrängt werden muss.

Bei der in Figur 2A dargestellten Ausführung weist der Grundkörper 1 einen unteren zylindrischen Bereich 1.3, einen mittleren zylindrischen Bereich 1.1 und einen darüber angeordneten weiteren zylindrischen Bereich 1.2 auf. Der untere zylindrische Bereich 1.3 hat den geringsten Durchmesser und der obere zylindrische Bereich 1.2 weist den größten Durchmesser auf. Zwischen den drei zylindrischen Bereichen 1.1 bis 1.3 befinden sich jeweils konische Bereiche 1.4 und 1.5. Der zylindrische Bereich 1.2 bildet den Schaft des Bohrfundamentes. Dieser Bereich ist üblicherweise als Rohr ausgeführt. Im unteren zylindrischen Bereich 1.3 ist am erdnahen Ende eine Bohrspitze 1.6 angebracht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass sich im Inneren des Grundkörpers 1 Mittel zur Erhöhung der Reibung befinden, die durch eine oder mehrere öffnun- gen beim Eindrehen zwischen die Außenfläche des Grundkörpers 1 und das sich darum befindende Erdreich gebracht werden, sodass die Reibung an diesen Stellen verstärkt wird und die Sicherheit gegen ungewolltes Lockern erhöht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schneidschaufel 2 ist in Figur 2B dargestellt. Hierbei weist die im mittleren zylindrischen Bereich 1.1 angebrachte schraubenförmige Schneidschaufel 2 einen nach oben kontinuierlich wachsendem Durchmesser auf. Mit dieser Ausführung wird das Eindringen in das Erdreich erleichtert.

Bei der in Figur 3 dargestellten Gestaltungsform ist eine als schraubenförmige Wendel ausgebildete Schneidschaufel 2 an einer Hülse 2.1 angeschweißt, die lösbar am Grundkörper 1 befestigt ist. Damit können in einfacher Weise verschiedene Schneidschaufeln 2 an einem Bohrfundament angebracht werden, sodass die Schneidschaufeln leicht an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden können. Der in Figur 3A verwendete Grundkörper 1 entspricht dem in Figur 2 dargestellten. Figur 3B zeigt die Hülse 6. Die Befestigung der Hülse 6 am zylindrischen Bereich 1.1 erfolgt mit Hilfe von Befestigungsschrauben, die durch Befestigungslöcher 6.1 der Hülse 6 geführt sind.

In Figur 4 ist eine Anordnung dargestellt, bei der der Grundkörper 1 einen erdnahen zylindrischen Bereich 1.1 und einen darüber angeordneten weiteren zylindrischen Bereich 1.2 aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des erdnahen zylindrischen Bereichs 1.1 ist. Am erdnahen zylindrischen Bereich 1.1 ist die Schneidschaufel 2 angeschweißt. Der darüber gelegene zylindrische Bereich 1.2 bildet den Schaft des Bohrfundamentes. Dieser Bereich ist üblicherweise als Rohr ausgeführt. Am oberen Ende des Grundkörpers 1 befindet sich das Befestigungsteil 3, an dem die Aufbauten befestigt werden können. Etwas unterhalb des Befestigungsteils 3 ist die Zusatzschneidschaufel 7 am oberen zylindrischen Teil 1.2 des Grundkörpers angeschweißt. Die Zusatzschneidschaufel 7 ist mit einem deutlich größeren Außendurchmesser als die Schneidschaufel 2 versehen, um eine hohe Haftfestigkeit des Bohrfundamentes im Erdreich zu sichern. Die Zusatzschneidschaufel 7 weist die gleiche Steigung wie die am erdnäheren Bereich angebrachte Schneidschaufel 2 auf. Die Zusatzschneidschaufel 7 kann sowohl große horizontale als auch große vertikale Kräfte aufnehmen und damit hohe Belastungen der Aufbauten zulassen. Im unteren erdnahen Bereich 1.1 ist am unteren Ende eine Bohrspitze 1.6 angebracht. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, die Zu-

satzschneidschaufel 7 an einer Hülse zu befestigen die am zylindrischen Bereich 1.2 verschoben und an einer wählbaren Position gesichert werden kann.

Der Grundkörper 1 kann ganz oder an seinen Außenflächen mit einer Beschich- tung versehen sein. Die Beschichtung kann auch an den Schneidschaufeln 2 angebracht werden. Für die Beschichtung ist eine Pulverbeschichtung besonders geeignet.

Figur 5 zeigt eine Ausführung, bei der am äußeren Rand der Zusatzschneidschau- fei 7 ein senkrechter Ring 7.1 angebracht ist, der im hier dargestellten Beispiel nach oben übersteht. Es ist auch möglich, dass der Ring 7.1 nach unten oder sowohl nach unten als auch nach oben übersteht. Ferner kann der Ring 7.1 auch aus einzelnen Segmenten bestehen.

In Figur 6 ist ein rohrförmiges Bohrfundament dargestellt, welches im unteren Bereich konischen ausgeführt ist. Der konische Bereich 1.4 ist mit seitlichen öffnungen 1.7 versehen, die es ermöglichen, beim Einschrauben des Bohrfundaments einen Teil des verdrängten Erdreichs im Inneren des Rohres aufzunehmen. Damit erfolgt einerseits ein Verdrängen des Materials vom Zentrum nach außen, wodurch sich ein radia- ler Druck auf das Bohrfundament ergibt und damit ein fester Sitz des Bohrfundaments gewährleistet wird. Andererseits kann durch Anzahl und Größe der öffnungen 1.7 ein gewisser Anteil des Erdreiches in das Rohr geführt werden, sodass nicht das gesamte Material verdrängt werden muss, was einen hohen Kraftbedarf beim Einschrauben erfordern würde. Damit kann eine Optimierung zwischen aufzubringender Kraft und Verankerungs Sicherheit erfolgen. Es ist auch möglich, dass die seitlichen öffnungen mit herausstehenden Ausbuchtungen 1.7.1 versehen sind, um das Material aus dem Erdreich herauszuschneiden und in das Innere des Rohres zu führen.

In Figur 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, mit der eine deutliche Erhöhung der Sicherheit gegen Lockern des Bohrfundamentes erreicht wird, was häufig durch wechselnde seitliche Beanspruchungen hervorgerufen wird. Am oberen Ende des Grundkörpers 1 ist an dessen Außenseite ein Haltering 1.8 angeschweißt. Unter dem Haltering 1.8 befindet sich ein Stabilisierungselement 5, das im dargestellten Beispiel

von einer Scheibe gebildet wird, die mit einer zentralen Bohrung versehen ist. Der Durchmesser dieser Bohrung ist etwas größer als der Außendurchmesser des Grundkörpers 1, sodass dieser durch die Scheibe beim Einschrauben geführt werden kann. Er ist aber kleiner als der äußere Durchmesser des Halterings 1.8, sodass die Scheibe nach dem Einschrauben des Bohrfundaments fest auf den Boden gedrückt wird und eine hohe Sicherheit des Bohrfundaments gegen Lockern gewährleistet. Die Scheibe ist an ihrer Unterseite mit senkrechten, radial angeordneten Profilen 5.1 versehen, die sich beim Einschrauben des Fundamentes formschlüssig im Erdreich verankern.

Figur 8 zeigt eine weitere Gestaltungsmöglichkeit für das Stabilisierungselement 5. Die hier dargestellte Form besteht aus einer rechteckige Platte, an deren Unterseite vier radiale Profilstücke 5.1 sowie an den Ecken rechtwinklige Profilstücke 5.2 angebracht sind. Sowohl die radialen Profilstücke 5.1 als auch die rechtwinkligen Profilstücke 5.2 können an ihrer unteren Seite mit einer Schneide versehen sei, um das Eindringen in den Boden zu erleichtern.

Die Figur 9 zeigt eine Ausführung, mit der ein Ausgleich schräg eingebrachter Bohrfundamente ermöglicht wird. Bei inhomogenen Untergründen kommt es häufig vor, dass die Bohrfundamente beim Einschrauben verlaufen, sodass diese schräg im Boden stehen. Mit der dargestellten Anordnung kann ein darauf angebrachter Ständer so befestigt werden, dass er eine senkrechte Lage einnimmt. Hierzu befindet sich eine Befestigungseinrichtung 3 wischen dem oberen Bereich 1.3 des Bohrfundamentes und dem Aufsatzteil 4. Die Befestigungseinrichtung 3 besteht aus einem unteren Anschlussteil 3.1 und einem oberen Anschlussteil 3.2, die als Drehkeile ausgebildet sind. Die Drehkeile sind hier als Flansche fest mit dem oberen Bereich 1.3 des Bohrfundamentes und dem Aufbau 4 verbunden. Damit können die Anschlussteile 3.1 und 3.2 so gegeneinander verdreht werden, dass eine senkrechte Lage des Aufsatzteils 4 erreicht wird. Nach dem Ausrichten werden die Anschlussteile 3.1 und 3.2 mittels Schraubverbindungen gesichert.

Eine weitere Möglichkeit zum Ausgleich schräg eingebrachter Bohrfundamente ist in Figur 10 dargestellt. Hierbei sind Drehkeile 3.3 und 3.4 als gesonderte Zwischenteile angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht es, auf einem schräg im Erdreich einge-

brachten Bohrfundament ein Aufsatzteil in beliebiger Drehlage um eine senkrechte Achse auszurichten.

Bei der in Figur 11 dargestellten Ausführung ist das Bohrfundament im erdnahen Be- reich pyramidenförmig ausgebildet. Im dargestellten Beispiel weist der pyramidenförmige Bereich 1.5 einen quadratischen Querschnitt auf. Es sind jedoch auch andere vieleckige Querschnittsformen möglich.

Eine für die in Figur 11 erläutere Ausführung geeignete Schneidschaufel 2 zeigt Fi- gur 12. Die Schneidschaufel 2 weist einen dem pyramidenförmigen Bereich 1.5 des Grundkörpers entsprechenden Durchbruch auf. Damit sind Schneidschaufel 2 und Grundkörper 1 sowohl in Drehrichtung als auch in senkrechter Fügerichtung formschlüssig verbunden, sodass hohe Kräfte sicher übertragen werden können und eine einfache Montage ermöglicht wird.

Figur 13 zeigt eine Ausführung des erdnahen Endes des Grundkörpers 1 an dem zwei sich verjüngende Bereiche 1.4 und 1.5 angearbeitet sind.

Bei der in Figur 14 dargestellten Ausführung sind an den konischen Bereichen 1.4 und 1.5 zusätzliche Hilfsschneidschaufel 2.10 angebracht, die das Einbringen der sich vor den Schneidschaufeln 2 befindenden Abschnitte des Grundkörpers erleichtern.

In Figur 15 ist eine Ausführung dargestellt, die das Ausrichten von Aufbauten in mehreren Richtungen ermöglicht. Hierzu ist in den oberen zylindrischen Bereich 1.2 des Grundkörpers 1 eine Füllung 10 aus einem aushärtbares Material eingebracht. Beispielsweise kann hierzu Beton oder Kunstharz verwendet werden. In diesem Material wird vor dessen Aushärten der vorgesehene Aufbau eingebracht und ausgerichtet. Das Ausrichten kann dazu sowohl durch Verschieben in den drei linearen Richtungen x, y und z, als auch durch Kippen um beliebige Achsen erfolgen. Im dargestellten Beispiel ist hierzu ist ein Träger 9 vorgesehen, an dem der beabsichtigte Aufbau befestigt wird. Der Träger 9 ist an einem Zwischenträger 8 befestigt, an dem ein Zapfen 8.1 angeordnet ist, welcher vor dem Aushärten des aushärtbaren Materials in dieses eingebracht und dort ausgerichtet wurde. Zu Sicherung gegen ungewoltes Lösen sind

am Zapfen 8.1 Verankerungen 8.1.1 und am zylindrischen Bereich 1.2 des Grundkörpers 1 weitere Verankerungen 1.2.1 angebracht. Der obere zylindrische Bereich 1.2 des Grundkörpers 1 wird in der Regel mit einem größeren Durchmesser als die darunter angeordneten Bereiche ausgeführt. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, den o- beren zylindrischen Bereich 1.2 lösbar, zum Beispiel mit einer Schraubverbindung, mit dem darunter angeordneten Bereich zu verbinden. Ferner ist es möglich, dass der Zwischenträger 8 nicht durch Einbetten in eine Füllung 10 befestigt wird, sondern durch eine beliebige mechanische Verbindung gesichert wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Grundkörper

1.1 unterer zylindrischer Bereich

1.2 oberer zylindrischer Bereich

1.2.1 Verankerungen

1.3 erdnaher zylindrischer Bereich

1.4 oberer konischer Bereich

1.5 unterer konischer/pyramidenförmiger Bereich

1.6 Bohrspitze

1.7 Seitliche öffnung

1.7.1 heraus stehende Ausbuchtung

1.8 Haltering

2 Schneidschaufel

2.1...2.9 Schneidschaufelsegmente

2.10 Hilf s schneidschaufel

2.12 Durchbruch

3 Befestigungseinrichtung

3.1 unteres Anschlussteil

3.2 oberes Anschlussteil

3.3,3.4 Drehkeile

4 Aufsatzteil

5 Stabilisierungselement

5.1 radiales Profilstück

5.2 äußeres Profilstück

6 Hülse

6.1 Befestigungslöcher

7 Zusatzschneidschaufel

7.1 Ring

8 Zwischenträger

8.1 Zapfen

8.1.1 Verankerungen

9 Träger

10 Füllung