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Im Tunnel- und Stollenbau werden schon seit längerem zur Verfestigung brüchigen Gesteins sogenannte Felsanker - tief in die Tunnelwand versenkte Stahlstäbe - verwendet, an deren aus der
Tunnel- bzw. Stollenwand herausragenden Enden Stahlplatten aufgeschraubt werden, um die Wand gegen
Einsturz zu sichern. Die Verankerung dieser Felsanker in den entsprechend dimensionierten Bohrlöchern geschieht zweckmässigerweise durch sogenannte Mauerdübel, die schon seit vielen Jahren in verschieden- sten Ausführungsformen in Verwendung stehen. Das hiebei angewandte technische Prinzip, durch einen im
Inneren der Dübelhülse befindlichen Spreizkörper ein Auseinanderklaffen der Hülsenteile und das
Anpressen derselben an die Bohrlochwand zu bewirken, ist gleichfalls nicht neu.
Bei allen bisher bekanntgewordenen Ausführungsformen solcher Spreizdübelhülsen ergibt sich das technische Problem, die Hülse während des Auseinanderspreizens ihrer Schalenteile beim Zurückziehen der konisch geformten Felsankerspitze in ihrer Endlage am Bohrlochende so lange festzuhalten, bis die Hülse mit genügend grossem Anpressdruck tunlichst mit ihrer gesamten Manteloberfläche oder doch deren grössten Teil an der Bohrlochwand festsitzt. Hiezu sieht die DE-OS 2126554 eine feste, wenn auch verstellbare Abstützung des durch Keilflächen gebildeten Spreizgliedereinsatzes in Form einer um den Schaft gewickelten, gegen das Kopfende sich leicht trichterförmig ausweitenden Schraubenfeder vor, die durch einen aus dem Ankerschaft hervorragenden Bolzen abgestützt wird.
Eine solche Abstützvorrichtung ist kompliziert und im Hinblick auf die vor allem bei brüchigem Gestein unvermeidlichen Unebenheiten und Löcher der Bohrlochwand nicht verlässlich wirksam.
In der FR-PS Nr. 1. 285. 087 ist ein Felsanker beschrieben, der neben der Verwendung einer Klebepatrone einen durch eine schräg zur Längsachse verlaufende Teilungsebene zweigeteilte Hülse vorsieht, die beim Vorstossen der Ankerspitze auseinandergedrückt wird.
Nach der FR-PS Nr. 1. 434. 225 ist eine aufzuspreizende Hülse vorgesehen, die durch Hineindrehen einer Schraube in ihren konisch gestalteten Innenraum auseinandergetrieben wird. Zur Verbesserung des Haltes der Hülse an der Bohrlochwand ist ebenso wie bei den beiden ersterwähnten Erfindungen vorgesehen, dass der Hülsenkörper aussen sägezahnartig Querrillen besitzt. Diese vermögen aber nicht den vor allem in der ersten Phase des Spreizvorganges nötigen Halt der Spreizdübelhülse an der Bohrlochwand zu gewährleisten.
Die AT-PS Nr. 250646 sieht sogenannte federnde Sperrzungen vor, die zunächst etwas aus dem Hülsenmantel schräg gegen die Einschubrichtung hervorstehen.
Die AT-PS Nr. 249727 sucht schliesslich den gleichen Halteeffekt dadurch zu erreichen, dass mehrere von der Aussenwand der Hülse schräg abstehende Zacken vorgesehen sind, die während des Anpressvorganges der Hülsenteile an die Bohrlochwand in unterhalb der Zacken befindliche wannenförmige, entsprechend gross dimensionierte Ausnehmungen hineingedrückt werden, so dass schliesslich die Spreizhülse mit ihrer gesamten zylindrischen Manteloberfläche an die Bohrlochwand angedrückt wird.
Die vor allem den zuletzt beschriebenen Ausführungsformen zugrundeliegende technische Konzeption für den festen Halt der Dübelhülse an der Bohrlochwand, nämlich die Anwendung des physikalischen Gesetzes, wonach-abgesehen vom Anpressdruck und Reibungskoeffizienten-die erreichbare Reibungskraft direkt proportional dem Ausmass der Reibungsfläche ist, weshalb diese daher möglichst gross sein muss, ist, wie die praktische Erfahrung beim Einsatz derartiger Dübelhülsen beim Tunnelbau gezeigt hat, angesichts der dort herrschenden schwierigen Verhältnisse ungeeignet.
Einerseits ist die Bohrlochwand, vor allem bei stark brüchigem Gestein, meist sehr rauh und uneben, so dass schon deshalb eine mit ihrem gesamten Aussenmantel an die Bohrlochwand angedrückte Hülse nicht an allen Stellen fest aufliegen kann. Durch die Unebenheiten der Bohrlochwand und durch herausgebrochene Gesteinsteile in dieser befindliche Löcher, liegt die Hülse nur auf einem Teil ihrer Mantelfläche tatsächlich an der Bohrlochwand an. Es kann daher auch nur ein Teil der gerillten Hülsenoberfläche zur Erzielung des notwendigen Reibungshaltes nutzbar gemacht werden. Überdies müssen die für das Einführen der Felsanker notwendigen Bohrlöcher mit einem wesentlich grösseren Durchmesser hergestellt werden, als der Dicke des Ankerschaftes entspricht.
Dies ist dadurch. bedingt, dass wegen der grossen Tiefe der Bohrlöcher (oft 10 bis 12 m) das Bohrgestänge durch Kupplungsstücke verlängert werden muss. Überdies ist beim Einführen der langen Felsankerstangen auch ein entsprechender Spielraum im Bohrloch nötig, so dass dessen Durchmesser mindestens 10 bis 15% grösser sein muss, als der Durchmesser des Ankerschaftes.
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Um dennoch eine an der rauhen unebenen Bohrlochwand festhaltende Dübelhülse zu entwickeln, geht die Erfindung von der herkömmlichen technischen Konzeption und Zielsetzung ab. Die von mir entwickelte patentgemässe Spreizhülse soll ihren festen Halt im Bohrlochinneren nicht dadurch erreichen, dass sie mit ihrer ganzen Manteloberfläche an der Bohrlochwand aufliegt, sondern ausschliesslich dadurch, dass durch seitlich wegstehende, entsprechend kräftig dimensionierte Spreizfüsse die Hülse schon zu Beginn des
Spreizvorganges durch den konischen Kopf des Felsankers einen entsprechenden Widerhalt an der
Bohrlochwand findet und dass schliesslich durch den Spreizvorgang die Spreizfüsse an die Bohrlochwand mit grosser Kraft angepresst werden und sich in dieser verkrallen.
Hiezu müssen die Spreizfüsse, wie die praktische Erfahrung gezeigt hat, eine bestimmte Form und Dimensionierung aufweisen. Überdies müssen die Spreizfüsse in der letzten Phase des Spreizvorganges mit ihren Fussenden noch etwas von der zylindrischen Hülsenwand seitlich abstehen. Im einzelnen müssen die Spreizfüsse daher folgende Merkmale besitzen :
Die ebenso wie der Hülsenkörper aus widerstandsfähigem, weitgehend druck-und bruchfestem, in geringer Dicke etwas biegsamem Kunststoff gefertigten Spreizfüsse, von denen vorzugsweise mehrere reihenartig hintereinander und immer je zwei etwa diametral einander gegenüberstehend an der Aussenwand der Hülse angeordnet sind, stehen von dieser in unbelastetem Zustand in einem Winkel von etwa 15 bis 200 seitlich nach rückwärts gegen die Einschubrichtung ab.
Hiebei muss der seitliche Überstand zur Hülsenwand, gemessen an dem am meisten vorstehenden Ende der Spreizfüsse etwas grösser sein als die Differenz zwischen Aussenhalbmesser der Spreizhülse und Bohrlochradius. Anderseits muss der Abstand zwischen diesen am weitesten abstehenden Enden je zwei einander diametral gegenüberliegender Spreizfüsse, wenn diese an der Wand der nicht auseinandergespreizten Hülse anliegen, geringer als der Bohrlochdurchmesser aber gross genug sein, um unter Berücksichtigung der durch den Spreizkonus erreichbaren Ausweitung des Hülsenkörpers einen hohen Anpressdruck und dadurch bedingten festen Presssitz der Spreizhülse an der Bohrlochwand sicher zu gewährleisten.
Hiezu muss unter Berücksichtigung des Bohrlochdurchmessers der an der Felsankerspitze befindliche Spreizkonus hinsichtlich seiner Dicke und Konizität in bezug auf den konisch in Richtung Bohrlochmund verjüngten Innenhohlraum der Hülse und dessen lichte Weiten so bemessen sein, dass das verdickte Ende des Spreizkonus in der Endlage des Spreizvorganges höchstens bis zum Wurzelansatz der nächst gelegenen Spreizfüsse vorgezogen werden kann.
Das abstehende Ende der Spreizfüsse ist etwas verdickt und vorzugsweise um etwa 30 bis 40 nach aussen abgewinkelt, wobei dieser Knickteil zweckmässigerweise etwas kürzer als der übrige Spreizfuss ist.
Statt dessen können die Spreizfüsse gegen ihr wegstehendes Ende keilförmig nach aussen verdickt sein.
Am Wurzelansatz der Spreizfüsse, dessen Dicke so bemessen ist, dass unter Berücksichtigung der Bruchfestigkeit und Elastizität des verwendeten Kunststoffes sich die Spreizfüsse ohne Bruch- oder Abreissgefahr gegen die Hülsenwand biegen lassen, kann die Hülsenwand vornehmlich im Sinn einer tangential verlaufenden Verdickung der zylindrischen Aussenwölbung des Hülsenkörpers verstärkt, im Bereich unterhalb der Spreizfüsse aber durch eine segmentartige Ausnehmung entsprechend abgeflacht sein, wobei die Schnittebenen der einander diametral gegenüberliegenden Abflachungen annähernd parallel zueinander sind.
Demnach haben die Spreizfüsse an ihrer Wurzel zweckmässigerweise eine Dicke von etwa 2, 0 bis 2, 5 mm bei einer wenigstens etwa doppelt so grossen Breite und etwa 4-'bis 5fachen Gesamtlänge, wobei der durch das nach aussen abgewinkelte bzw. keilförmig verdickte Ende der Spreizfüsse bewirkte seitliche Überstand zweckmässigerweise etwa 1/10 bis 1/15 des Hülsendurchmessers betragen kann.
Im übrigen weist die Spreizhülse die allgemein bekannten Merkmale auf. Sie besteht aus zwei Halbschalen, die durch zwei in entsprechenden Rillen befindliche Gummiringe während der Montage zusammengehalten werden und deren zylindrische Aussenflächen vornehmlich sägezahnartig gerillt sind. Aus spritztechnischen Gründen sind die Spreizfüsse nur beidseitig symmetrisch angrenzend an die Teilungsebene angesetzt. Jede Halbschale wird von zwei Viertelteilen gebildet, die jeweils durch zwei schmale und dünne, unmittelbar an der Manteloberfläche vorhandene Verbindungsstege zusammengehalten werden, um ein besseres Auseinanderklaffen der Hülsenteile beim Spreizen zu ermöglichen.
Dies wird in bekannter Weise durch den an der Ankerspitze befindlichen Spreizkonus bewirkt, der gegen den Bohrlochmund konisch verjüngt ist, wogegen der Innenraum der Spreizhülse eine zweckmässigerweise gleiche Konizität besitzt. Ein auf dem Ankerschaft knapp vor dem Spreizkonus vorhandener Bund oder
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