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Felsanker
Die Erfindung bezieht sich auf einen Felsanker, bestehend aus einem mit dem Ankerschaft verbundenen Kern, dem Spreizkörper anliegen, die Vorsprünge, Rillen oder Nuten aufweisen, wobei der Kern als gegenüber dem Ankerschaft verschiebbarer Kegel ausgebildet ist und die auf ihren Innenseiten korrespondierende Kegelflächen aufweisenden Spreizkörper lamellen-bzw. ringartig ausgebildet und mindestens teilweise in Achsrichtung des Ankerschaftes federnd abgestützt sind.
Wie die Erfahrungen zeigen, ist das in den Felsen bzw. in das Gestein vorgetriebene Bohrloch häufig unrund, d. h. sein Querschnitt ist oval. Dieser Umstand ist vor allem darin begründet, dass das Gestein bzw. der Fels in verschiedenen Richtungen verschiedene Härten aufweist, so dass das Bohrloch wie erwähnt unrund ausgeschlagen wird. Wird nun der als gegenüber dem Ankerschaft verschiebbarer Kegel ausgebildete Kern aus hartem Stahl gebildet, so können sich in dem unrunden Bohrloch nur ein Teil der lamellenartigen Spreizkörper an die Bohrungswand anlegen, da sich der Stahl gegenüber einer Verformung als viel zu hart erweist.
Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass der als verschiebbarer Kegel ausgebildete Kern mindestens teilweise aus einem zähsteifen Kunststoff besteht. Zweckmässig wird dabei ein Kunststoff gewählt, dessen Elastizitätsmodul ca. 100 bis 300 kglmm2 beträgt. Als solche kommen beispielsweise in Betracht : Polyamide, Polystyrol, Polyazetatharze, Polykarbonate, Polyvinylchlorid od. dgl.
Die Versuche mit Kernen dieser Art in unrunden Bohrlöchern zeigen nun, dass sich auf Grund des zähsteifen Verhaltens des Kunststoffes die lamellenartigen Spreizkörper mit einer grösseren Fläche an die Bohrungswand anlegen, als es der Fall ist, wenn ein Kern aus Stahl verwendet wird, so dass dadurch die spezifische Flächenbelastung der Spreizkörper geringer ist.
Es zeigt sich jedoch noch ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Kunststoffkernen :
Der Kern ist über ein relativ kurzes Gewindestück mit dem Ankerschaft verbunden. Die Gewindelänge des Muttergewindes wird aus fertigungstechnischen Gründen kurz gehalten, wobei noch zusätzlich beachtet werden muss, dass die Verstellung des Kerns bezüglich des Schaftes ja von Hand aus ohne Verwendung von Werkzeugen erfolgen soll. Auch aus diesem Grund muss das Muttergewinde relativ kurz sein. Für den Kraftweg zwischen Kern und Schaft steht daher eine relativ kleine Fläche (Muttergewinde) zur Verfügung.
Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Kerns aus Kunststoff zeigt sich nun jedoch, dass sich der Kern nicht nur oberflächlich derart verformt, dass er sich der unrunden Bohrungswand anpasst, sondern auch, dass er sich innen allseitig dem Schaftgewinde anpresst, wodurch für den Kraftweg nunmehr eine mehrfach grössere Fläche als bei der Verwendung einer Stahlhülse vorliegt, was den Vorteil der spezifisch kleinen Flächenbelastung mit sich bringt.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung erläutert, ohne sie dadurch auf das gezeigte Ausführungsbeispiel einzuschränken. Es zeigen Fig. 1 die Ankerschraube teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1 und Fig. 3 die Ansicht des Spreizkopfes.
Der Ankerschaft --1--, der bis zu 5 m lang sein kann, hat eine Gewinde--3--am oberen Ende-2-, mit dem der kegelige Kern --4-- verschraubt ist. Dieser Kern besteht aus einem zähsteifen Kunststoff der genannten Art. Die obere Basisfläche --4'-- ist mit einer metallenen Mutter verklebt. Die Kegelspitze des Kerns-4-ist nach unten gerichtet.
Die Mutter --5'-- ist mit planparallelen Flächen --5-- ausgestattet. Sie dienen als Angriffsflächen für einen
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ausgeprägte Nut-8 und 9-zur Aufnahme kleiner, umfangsgeschlossener Spiralfedern-10 und 11--, die mit leichtem Druck die Lamellen des Spreizkörpers an den Kern --4-- pressen. Am Bund - -12--, der mit dem Schaft-l--vorzugsweise verschweisst ist, stützt sich die Schraubenfeder - mit ihrem einen Ende ab, ihr anderes Ende liegt an den unteren Begrenzungsflächen der lamellenartigen Spreizkörper-6, 6', 6"- an. In dem dem Bund --12-- zugewandten Teil verläuft die Schraubenfeder --13-- zylindrisch, im oberen Teil konisch.
Unten ist der Ankerschaft-l-durch eine Mutter --14-- und unterlagsscheibe --15-- abgeschlossen. Im vorliegenden Beispiel sind fünf lamellenartige Spreizkörper vorgesehen, doch ist die Erfindung nicht auf diese Anzahl beschränkt.
Ist das Ankerloch im Felsen gebohrt, so wird vorerst zweckmässig der Ankerteil der Ankerschraube dem Bohrungsdurchmesser angepasst, wozu die lamellenartigen Spreizkörper - -6, 6', 6"-- vorzugsweise mit der Hand festgehalten und der Kern --4-- durch Drehen entweder nach unten oder nach oben geschraubt werden. Da die lamellenartigen Spreizkörper sowohl in axialer wie auch in Umfangsrichtung bezüglich des kegeligen Kerns frei verschiebbar sind, wandern sie bei der eben beschriebenen Drehung des Kerns --4-- nach aussen oder nach innen, so dass sich der Durchmesser des Ankerteiles vergrössert bzw. verkleinert.
Ist auf diese Weise die Anpassung an die Weite des Bohrloches geschehen, so wird der Anker in das Bohrloch eingeschoben. Um zu verhindern, dass beim Einschieben des Ankers die Spreizkörper abrutschen, wenn sie an der Bohrungswand hängen bleiben, ist die Feder --13-- vorgesehen, die die Spreizkörper stets zurückdrückt, sofern eine Kraft sie nach unten zu schieben versucht. Vorzugsweise ist die Feder-13-im oberen Teil konisch, also in jenem Teil, der an den Spreizkörpern anliegt. Dadurch wird vermieden, dass die Feder in den Ringspalt zwischen Ankerschaft und Spreizkörper rutschen kann, falls sie sich schief stellt.
Ist der Anker zur Gänze in das Bohrloch eingebracht, so wird die Unterlagscheibe-15aufgesteckt und die Mutter --14-- angezogen. Die widerhakenartig geriefte Oberfläche der Spreizkörper legt sich an der Bohrungswand an und der durch das Festziehen der Mutter-14-
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6', 6"--,unrunden Bohrloch anpasst und dass er anderseits sich mit seiner Innenfläche-4"--an das Gewinde --3-- des Schaftes--l--anpresst, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen Kern--4-- und zwischen Schaft-l-erzielt wird.
Da die Felsanker einem äusserst rauhen Betrieb unterzogen sind, ist es nicht ausgeschlossen, dass sich beispielsweise die Mutter --14-- und der Kern-4-auf den entsprechenden Gewinden ganz oder doch mindestens zum Teil verklemmen und es könnte geschehen, dass sich der Ankerschaft beim Anziehen der Mutter --14-- zusammen mit dem Kern --4-- dreht. Um das Mitdrehen des lamellenartigen Spreizkörpers zu verhindern, ist es daher unter Umständen vorteilhaft, die Spreizkörper gegen die Verdrehmöglichkeit in Umfangsrichtung zu sichern, was auf einfache Weise dadurch gelingt, dass im Kegel mindestens eine Längsnut vorgesehen ist, in die ein Keil eingetrieben werden kann, so dass die Lamellen nur mehr in Achsrichtung verschiebbar sind.
Im gezeigten Beispiel ist die Mutter mit dem Kegel --4-- verklebt. Selbstverständlich ist es möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, eine metallene Mutter in den Kern einzugiessen oder aber auch das Muttergewinde von vornherein aus Kunststoff zu fertigen, so dass Kern --4-- und Mutter --5'-- praktisch aus einem einzigen Teil bestehen.
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