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Doppelkeilanker, insbesondere für den Gruben- und Stollenausbau
Die Erfindung betrifft einen Doppelkeilanker, insbesondere für den Gruben- und Stollenaus-
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kopf, wobei zumindest einer der beiden Keile durch einen Anschlag axial begrenzt verschiebbar, in radialer Richtung jedoch frei beweglich gelagert ist und der Aussenmantel d'es einen Keiles mit achsparallelen Rillen und der Aussenman- tel des Gegenteiles mit einer schuppenartigen 'Verzahnung versehen ist.
Solche Doppelkeilanker sind bereits in verschie- denen Ausführungen bekannt geworden.
Insbesondere ist ein Doppelkeilaniker vorgeschlagen worden, der im wesentlichen aus einem den Ankerschaft bildenden Stahlstab besteht, der am einen Ende ein gerolltes Gewinde aufweist und mit diesem Ende in das Innengewinde eines als Keil gestalteten, halbzylindrischen Flügels eingreift, welcher an seinem Aussenmantel achsparallele Rillen besitzt. An diesem Flügel wird als Gegenstück ein entsprechend angepasster Gegenkeil vor dem Einsetzen des'Ankers in das Bohrloch lose angelegt, der an seinem dem Bohrloch zugekehrten Ende einen Begrenzungs- Mschlag und ein Widerlager für'das Gewinde des Ankerschaftes besitzt, so dass sich dieser als Gegenkeil ausgebildete Flügel nur quer zur Achsenlängsrichtung und nicht in dieser verschieben kann.
Durch Anziehen des am andern Ende des Ankerschaftes vorgesehenen Sechskantkopfes werden die beiden Flügel gegeneinander verspannt und der Ankerkopf erfährt eine Ausbreitung bzw. eine Vergrösserung seines Durchmessers, so dass der als Spreizelement dienende Kopf an der ganzen Länge der Bohrlochwandung anliegt.
Bei dieser Ankerausführung trägt das lose an- setzbare Keilstück eine schuppenartige Querverzahnung, deren dem Bohrloch abgekehrte Begrenzungslinien der einzelnen Zahngänge im rechten Winkel zur Längsachse des Ankers stehen, wogegen der in das Gewinde eingreifende Keil auf einem Teil seines Aussenmantels achsparallele Rillen aufweist.
Für die Verankerung in weichen Gesteinsschichten hat sich diese Ankerausführung gut bewährt. Für Belastungen aber wie sie be) I Gebirgs- schlägen usw. meist auftreten, konnte sie nicht restlos befriedigen. Für derartige Beanspruchungen muss der Anker über, bisher bekannte Art und Weise hinaus gesichert und im Bohrloch festgeklemmt werden.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, , dass die Unterkanten der Zahngänge am Aussenmantel des Gegenkeiles unter einem stumpfen Winkel gegen den kopfseitigen Teil der Längsachse, des Ankerschaftes geneigt verlaufen.
Durch die erfindungsgemäss geneigte Anordnung der Unterkanten der Zahngänge am Aussenmantel des Gegenkeiles wird erreicht, dass der Ankerkopf sowohl bdim Setzen, Spannen und Nachgeben als auch bei auftretenden Zugbeanspruchungen in eine drehende Bewegung versetzt wird, gemäss der die schräg in das Gebirge eingreifenden Gänge den losen Keil um seine Mittelachse zu drehen und anzuheben bzw. zu senken versuchen. Durch diesen drehenden Kraftangriff an dem lose aufsetzbaren Gegenkeil wird der mit Innengewinde versehene Keil mitgenommen und ebenfalls um die Mittelachse des .
Schaftes gedreht, wobei der Keil durch das Gewindestück des Schaftes vom Bohrloch weggezogen und der Gegenkeil durch den vorhandenen Anschlag und die zusätzlichen Querrillen in Richtung zum Gebirge hin angehoben wird, so dass die als gegenläufiges Kellpaar wirkenden Anzugsfächen zwischen Keil und Gegenkeil eine zusätzliche, festere Verspannung des Ankerkopfes bewirken.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer beispielsweisen, in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Ansicht des Doppelkeilankers und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Ankerkopf.
Der Doppelkeilanker besteht aus dem den Ankerschaft 1 bildenden Stahlstab, der an seinem zur Aufnahme des Ankerkopfes bestimmten Ende ein vorteilhaft gerolltes Gewinde l'besitzt.
Auf diesem mit dem Gewinde l'versehenen Teil
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des Ankerschaftes 1 ist der Ankerkopf aufgesetzt, der aus dem mit einem Innengewinde ausgestatteten, als Keil 2 halbzylindr-isch geformten Flügel besteht. Der Keil 2 besitzt auf einem Teilabschnitt seines Aussenmantels, vorteilhaft in Nähe des freien Kopfendes, eine Aufrauhung in Form von achsparallelen Rillen 7. Ausserdem besitzt dieser Keil 2 schräg verlaufende Anzugsflächen, an welche bei dem Einführen des Ankers in das Bohrloch ein Gegenkeil 3 lose angesetzt wird, der an seinem freien Ende mit einem Anschlag 8 versehen ist, an dessen Unterfläche das freie Ende des mit dem Gewinde l'versehenen Ankerschaftes 1 angreift.
Durch den Anschlag 8 ist der Gegenkeil 3 ferner in der Längsachse festgelegt, wogegen er quer dazu verschiebbar und frei beweglich gelagert ist. Zum besseren Anliegen und zur Vergrösserung der Druckfläche ist am Ankerschaft 1 bzw. an dessen aus dem Gebirge ragenden Ende eine Ankerplatte 4 beHebiger Ausführung vorgesehen. Eine Mutter oder ein Sechskantkopf 5 dient zur Betätigung des Ankerschaftes 1. Ist nun der Anker in der in Fig. 1 gezeigten Ausführung in das Bohrloch eingeführt, so wird durch Drehen des Sechskantkopfes 5 der Ankerschaft 1 in eine drehende Bewegung versetzt und der Keil 2 mit Innengewinde, welcher den Ankerschaft 1 ringartig mit einem Kopfund umfasst, wird in Richtung gegen den Sechskantkopf zu gezogen.
Durch den gleichzeitigen Angriff des mit dem Gewinde l'versehenen Schaftes 1 an der Unterfläche des Anschlages 8 werden der Keil 2 und der Gegenkeil 3 im Sinne eines gegenläufigen Keilpaares gegeneinander bewegt und infolge der vorhandenen Anzugsflächen wird der Durchmesser des Ankerkopfes vergrössert und der Anker im Bohrloch festgelegt.
An einem Teilabschnitt des Aussenmantels des lose ansetzbaren Gegenkeiles 3 ist eine schup- penartige Grobverzahnung 6, angeordnet, die den Ankerkopf, bestehend aus dem Keil 2 und Gegenkeil 3, auf dem Gewinde 1', z. B. beim Ansetzen, bei auftretenden Zugbeanspruchungen oder bei Gebirgsschlägen in eine Drehbewegung versetzt, die eine selbsttätige zusätzliche Ver- spannung des Ankerkopfes bewirkt.
Erreicht wird dies im vorliegenden Falle da- durch, dass die Zahngänge bzw. die Unterkan- ten der Grobverzahnung 6 in einem Winkel von weniger als 900 zur Längsachse des Ankerschaf- tes 1 und des Ankerkopfes verlaufend angeord- net sind. Diese am Aussenmantel des Gegenkeiles
3 vorgesehene Grobverzahnung 6 ist ausserdem in einem stumpfen Winkel zu der schrägen oder achsparallelen Verzahnung bzw. den Rillen 7 am Aussenmantel des Keiles 2 angeordnet. Um die eingeleitete Drehbewegung von dem Gegen- keil 3 sicher auf den gesamten Ankerkopf und den Keil 2 zu übertragen, ist es vorteilhaft, die einander berührenden Gleitflächen dieses gegen- läufigen Keilpaares, als die Druckwirkung über- tragende verbreiterte Flächen auszubilden.
Neben dem Vorteil, dass durch die Anord- nung der vorgeschlagenen Grobverzahnung 6 die Drehbewegung des Ankerkopfes und ein zu- sätzliches Verspannen des Ankers im Bohrloch bewirkt wird, ergibt sich ferner der Vorteil, dass diese schräg verlaufende Grobverz, ahnung in kei- nem Falle die Innenwandung des Bohrloches, d. h. das Gebirge zertrümmert, sondern sie greift immer im Sinne einer Schraubenbewegung in das
Gebirge ein.
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Double wedge anchors, especially for pit and tunnel construction
The invention relates to a double wedge anchor, in particular for pit and tunnel construction
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head, whereby at least one of the two wedges is axially limited displaceable by a stop, but is freely movable in the radial direction and the outer jacket is a wedge with axially parallel grooves and the outer jacket of the opposite is provided with a scale-like toothing.
Such double wedge anchors are already known in various designs.
In particular, a Doppelkeilaniker has been proposed, which essentially consists of a steel rod forming the anchor shaft, which has a rolled thread at one end and with this end engages the internal thread of a wedge-shaped, semicylindrical wing which has axially parallel grooves on its outer surface. A correspondingly adapted counter-wedge is loosely applied to this wing as a counterpart before the anchor is inserted into the borehole, which has a limit stop and an abutment for the thread of the anchor shaft at its end facing the borehole, so that it acts as a counter-wedge trained wings can only move transversely to the axis longitudinal direction and not in this.
By tightening the hexagon head provided at the other end of the anchor shaft, the two wings are braced against each other and the anchor head experiences an expansion or an increase in its diameter, so that the head serving as an expansion element lies against the entire length of the borehole wall.
In this anchor design, the loosely attachable wedge has a scale-like transverse toothing, the delimitation lines of which face away from the borehole of the individual tooth channels are at right angles to the longitudinal axis of the anchor, while the wedge engaging in the thread has axially parallel grooves on part of its outer jacket.
This anchor design has proven itself well for anchoring in soft rock layers. However, for loads such as those that usually occur in rockfalls, etc., it was not entirely satisfactory. For stresses of this kind, the anchor must be secured in a manner previously known and clamped in the borehole.
This is achieved according to the invention in that the lower edges of the tooth paths on the outer surface of the mating wedge run inclined at an obtuse angle with respect to the head-side part of the longitudinal axis of the anchor shaft.
The inclined arrangement of the lower edges of the gear teeth on the outer surface of the mating wedge according to the invention ensures that the anchor head is set in a rotating motion both during setting, tensioning and yielding as well as in the event of tensile stresses, according to which the gears engaging at an angle in the rock form the loose wedge around its central axis and try to raise or lower it. Through this rotating force application on the loosely attachable counter wedge, the wedge provided with an internal thread is taken along and also around the central axis of the.
The shaft is rotated, the wedge being pulled away from the borehole by the threaded part of the shaft and the counter wedge being raised by the existing stop and the additional transverse grooves in the direction of the rock, so that the tightening surfaces between the wedge and the counter wedge, acting as a counter-rotating pair of tines, provide additional, more rigid tension of the anchor head.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. 1 shows a view of the double wedge anchor and FIG. 2 shows a cross section through the anchor head.
The double wedge anchor consists of the steel rod which forms the anchor shank 1 and which has an advantageously rolled thread 1 'at its end intended to receive the anchor head.
On this threaded part
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The anchor head is placed on the anchor shaft 1 and consists of the wing, which is equipped with an internal thread and shaped as a wedge 2 in a semi-cylindrical shape. The wedge 2 has a roughening in the form of axially parallel grooves 7 on a section of its outer jacket, advantageously near the free head end. In addition, this wedge 2 has inclined tightening surfaces to which a counter wedge 3 is loosely attached when the anchor is inserted into the borehole which is provided at its free end with a stop 8, on the lower surface of which the free end of the anchor shaft 1 provided with the thread 1 'engages.
By the stop 8, the counter wedge 3 is further fixed in the longitudinal axis, whereas it is mounted transversely to it and freely movable. For a better fit and to enlarge the pressure surface, an anchor plate 4 is provided on the anchor shaft 1 or on its end protruding from the rock. A nut or hexagonal head 5 is used to actuate the anchor shaft 1. If the anchor is now inserted into the borehole in the embodiment shown in FIG. 1, the anchor shaft 1 is set in a rotating movement by turning the hexagonal head 5 and the wedge 2 with it Internal thread, which surrounds the anchor shaft 1 in a ring-like manner with a head and is drawn towards the hexagonal head.
Due to the simultaneous engagement of the threaded shaft 1 on the lower surface of the stop 8, the wedge 2 and the counter wedge 3 are moved against each other in the sense of an opposing pair of wedges and, due to the existing tightening surfaces, the diameter of the anchor head is increased and the anchor in the borehole set.
On a section of the outer jacket of the loosely attachable mating wedge 3, a scale-like coarse toothing 6 is arranged, which the anchor head, consisting of the wedge 2 and mating wedge 3, on the thread 1 ', z. B. is set in a rotary movement when attaching, when tensile stresses occur or when rock falls, which causes an additional automatic tensioning of the anchor head.
In the present case, this is achieved in that the tooth paths or the lower edges of the coarse toothing 6 are arranged running at an angle of less than 900 to the longitudinal axis of the anchor shaft 1 and the anchor head. This on the outer jacket of the counter wedge
3 provided coarse toothing 6 is also arranged at an obtuse angle to the inclined or axially parallel toothing or the grooves 7 on the outer surface of the wedge 2. In order to securely transmit the initiated rotary movement from the counter wedge 3 to the entire anchor head and the wedge 2, it is advantageous to design the sliding surfaces of this opposing pair of wedges as widened surfaces that transmit the pressure effect.
In addition to the advantage that the arrangement of the proposed coarse toothing 6 brings about the rotary movement of the anchor head and additional bracing of the anchor in the borehole, there is also the advantage that this coarse toothing, which runs at an angle, in no case does Inner wall of the borehole, d. H. smashes the mountains, but always engages in the sense of a screw movement
Mountains a.