<Desc/Clms Page number 1>
Im Tunnel- und Stollenbau werden schon seit langem zur Verfestigung brüchigen Gesteins sogenannte Felsanker- das sind tief in die Tunnel- bzw. Stollenwand herausragenden Enden Stahlplatten aufgeschraubt werden, um die Wand gegen Einsturz zu sichern. Die Verankerung dieser Felsanker in den
EMI1.1
hülsen, die schon seit vielen Jahren in verschiedenen 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 Lage am Bohrlochende so lange festzuhalten, bis die Hülse mit genügend grossem Anpressdruck mit ihrer gesamten Manteloberfläche an der Bohrlochwand festsitzt. Hiezu sieht etwa die AT-PS Nr. 249727 mehrere von der Aussenwand der Hülse schräg abstehende Zacken vor, die während des Anpressvorgangs 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 Mantelfläche an der Bohrlochwand anliegt.
Solche u. ähnl. Ausgestaltungen an Spreizdübelhülsen, z. B. auch in Form federnder Zungen nach der
AT-PS Nr. 250646 setzen für ein einwandfreies Funktionieren eine verhältnismässig glatte, gleichmässig gestaltete Bohrlochwand voraus. Beim Tunnelbau im Gebirge, speziell bei stark brüchigem Gestein, sind solche Voraussetzungen jedoch nicht gegeben. Die Bohrlochwand weist Unebenheiten und oft auch durch herausgebrochene Gesteinsteile sogar Löcher auf. Ein gleichmässiges Anliegen der Spreizhülse mit der gesamten zylindrischen Mantelfläche an der Bohrlochwand ist daher gar nicht zu erreichen.
Hiezu kommt, dass sich die Hülsenteile beim Auseinanderspreizen durch den Spreizkonus der Ankerspitze auch dann, wenn die Halbschalen durch eine Längsnut in zwei durch Verbindungsstege miteinander verbundene Viertelschalen geteilt sind, nie mit ihrem gesamten Aussenmantel an die Bohrlochwand anpressen lassen. Dies würde nämlich voraussetzen, dass die Krümmung der Hülsenwand während des Spreizens stark abgeflacht wird, was nur bei entsprechend weichem, dann aber nicht genügend druckfestem Material möglich wäre. Auch die völlig auseinandergespreizte Dübelhülse bzw. deren Schalenteile liegen daher nicht mit ihrer ganzen Aussenfläche, sondern nur im Längsmittelbereich der einzelnen Schalenteile fest an der Bohrlochwand an. Diese Verminderung der für den Reibungshalt der Hülse wirksamen Mantelfläche hat eine entsprechende Verringerung der Haltekraft zur Folge.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Sie geht von der Überlegung aus, dass es für einen festen Reibungssitz der aufgespreizten Hülse genügt, dass diese durch einige, von der Hülsenwand seitlich schräg gegen die Einschubrichtung hervorstehende kräftige Spreizfüsse im Bohrloch abgestützt wird, wenn diese Spreizfüsse mit entsprechend hohem Druck an die Bohrlochwand angepresst werden. Hiezu sind aber herkömmliche Konstruktionen nach welchen die wegstehenden Spreizelemente (Zacken, federnde Zungen u. dgl.) beim Auseinanderspreizen der Hülsenteile an die Hülsenwand angelegt oder gar in entsprechende Ausnehmungen derselben hineingedrückt werden, ungeeignet.
Die Spreizfüsse müssen nämlich schon zu Beginn des Spreizvorganges die Dübelhülse an der Bohrlochwand abstützen, um deren Wegrutschen beim Zurückziehen der Ankerstange verlässlich zu verhindern. Überdies müssen die Spreizfüsse mit grossem Druck gegen die Bohrlochwand gedrückt werden, was am besten direkt durch den konischen Spreizkopf der Ankerspitze geschieht.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Spreizhülse besitzt deshalb im Bereich der seitlich von der Hülsenwand abstehenden Spreizfüsse fensterartige Durchbrüche der Hülsenwand, durch welche die Spreizfüsse mit ihrem keilartig verdicktem Fussende im Ruhezustand teilweise in den Innenraum der Hülse ragen. Die Verdickung des Fussendes der Spreizfüsse ist erheblich stärker als die Hülsenwand im Umgebungsbereich, so dass die Spreizfüsse gleichzeitig auch durch die fensterartigen Ausnehmungen der Hülsenwand aus dieser herausragen.
Beim Zurückziehen der Ankerspitze werden durch deren Spreizkonus in bekannter Weise nicht nur die Hülsenschalen auseinandergedrückt, sondern es werden überdies gleichzeitig auch die Spreizfüsse zufolge ihrer gegenüber der Konizität des Spreizkopfes stärkeren Innenschrägung durch den Spreizkonus nach aussen gegen die Bohrlochwand gedrückt. Solcherart werden die Spreizfüsse in zweifacher Weise und mit erhöhtem Druck an die Bohrlochwand gedrückt.
<Desc/Clms Page number 2>
Um einen festen Halt der Hülse an der Bohrlochwand zu gewährleisten, ist es überdies zumindest zweckmässig wenn nicht sogar überhaupt erforderlich, dass die Spreizfüsse nicht nur wie bei den bekannten
Konstruktionen üblich, in zwei einander diametral gegenüberliegenden Reihen seitlich an der Hülsenwand angeordnet sind, sondern dass zusätzlich weitere Spreizfüsse ungefähr in der Mitte zwischen diesen beiden
Reihen vorhanden sind, so dass die beiden Halbschalen der Hülse jeweils durch 3 Reihen Spreizfüsse an der Bohrlochwand abgestützt und an dieser festgedrückt werden, nämlich durch 2 an der Teilungsebene der Halbschalen seitlich reihenweise angesetzte Spreizfüsse und durch weitere Spreizfüsse, die ungefähr in der Mitte zwischen diesen beiden Reihen vorhanden sind.
Diese Anordnung der Spreizfüsse an den Hülsenhalbschalen, im besonderen jener entlang der mittleren Längsteilungslinie derselben, erlaubt im Hinblick auf die im Bereich der Spreizfüsse darunter vorhandenen fensterartigen Durchbrüche der Hülsenwand eine billige Herstellung, da hiefür nur eine einfache Backenspritzform erforderlich ist. Ohne fensterartige Wanddurchbrüche könnte nämlich die gespritzte Hülsenhalbschale aus der Backenform gar nicht entformt werden. Dies ist mit ein Grund, warum bisher nur Spreizhülsen entwickelt bzw. erzeugt wurden, deren Halbschalen lediglich an ihrer
Teilungsfläche seitlich angesetzte Spreizfüsse besitzen. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Erfindung die
Herstellung von Dübelhülsen mit rundständig angesetzten, weil gegeneinander im Mittel um etwa 900 versetzten Spreizfüssen.
Im einzelnen weist die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Spreizdübelhülse und insbesondere der
Spreizfüsse folgende Merkmale auf :
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 2 etwa diametral einander gegenüberstehend an der Aussenwand der Hülse angeordnet sind, sind gegen ihr Fussende beidseitig symmetrisch keilförmig verdickt, so dass sich im Querschnitt etwa ein gleichschenkeliges Dreieck ergibt, dessen halber, an der Spreizfusswurzel befindlicher spitzer Winkel erheblich, wenigstens um etwa 10 bis 150 grösser als der der Verjüngung des
Spreizkonus ist.
Im Ruhezustand bis unmittelbar vor Beginn des Spreizvorganges liegt das in das Innere des Hülsenraums ragende Fussende noch frei bzw. berührt es den konischen Kopf des Spreizankers kaum, während der nach aussen ragende verdickte Fussteil schräg nach rückwärts gegen die Einschubrichtung der Hülse aus deren Wand mit einem seitlichen Überstand hervorsteht, der etwas grösser als die Differenz zwischen Aussenhalbmesser der Spreizhülse und Bohrlochradius ist.
Anderseits muss der Abstand zwischen den hervorstehenden Enden je zwei einander diametral gegenüberliegenden Spreizfüsse, wenn diese den Spreizkonus mit ihrem nach innen gerichteten verdickten Fussteilende berühren, geringer als der Bohrlochdurchmesser aber gross genug sein, um unter Berücksichtigung der durch den Spreizkonus erreichbaren Ausweitung des Hülsenkörpers und des gleichzeitigen Hinausdrückens des in den Innenraum der Hülse ragenden Spreizfussteils einen hohen Anpressdruck und dadurch bedingten festen Presssitz der Spreizhülse und vor allem von deren Spreizfüssen 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 Weite so bemessen sein, dass das verdickte Ende des Spreizkonus in der Endlage des Spreizvorganges höchstens bis zum Wurzelansatz der nächstgelegenen Spreizhülse vorgezogen werden kann.
Am Wurzelansatz der Spreizfüsse, dessen Dicke so bemessen ist, dass unter Berücksichtigung der Bruchfestigkeit und Elastizität des verwendeten Materials sich die Spreizfüsse ohne Bruch- oder Abreissgefahr etwas biegen lassen, kann die Hülsenwand vornehmlich im Sinne einer tangential verlaufenden Verdickung der zylindrischen Aussenwölbung des Hülsenkörpers verstärkt und der Übergangsbereich zur Wurzel des Spreizfusses durch eine etwa keilförmige Querkerbung zum Zwecke eines leichteren Abbiegens des Spreizfusses etwas abgeschwächt sein.
Demnach haben die Spreizfüsse an ihrer Wurzel zweckmässigerweise eine Dicke von etwa 2 bis 2, 5 mm bei einer wenigstens etwa doppelt so grossen Breite und etwa 4- bis 5fachen Gesamtlänge. Der durch das keilförmig verdickte Ende der Spreizfüsse bewirkte seitliche Überstand kann zweckmässigerweise 1/10 bis 1/15 des Hülsendurchmessers betragen. Der innere Überstand der Spreizfüsse in den Innenhohlraum des Hülsenkörpers beträgt zweckmässigerweise-je nach Konizität des Spreizkopfes der Ankerspitze-etwa 1/10 bis 1/15 des Ankerschaftdurchmessers am Beginn der konischen Verdickung.
<Desc/Clms Page number 3>
Im übrigen weist die Spreizhülse die allgemein bekannten Merkmale auf. Sie besteht aus 2 Halb- schalen, die durch 2 in entsprechenden Rillen befindliche Gummiringe während der Montage zusammen- gehalten werden und deren zylindrische Aussenfläche vornehmlich sägezahnartig gerillt ist. Die Halbschale weist beidseitig symmetrisch angrenzend an die Teilungsebene angesetzte reihenförmig hintereinander angeordnete Spreizfüsse auf und zusätzlich im Bereich der Längsmittellinie wenigstens einen oder zwei hintereinander angeordnete Spreizfüsse der oben näher beschriebenen Art mit darunter von der Fusswurzel bis gering über das Spreizfussende sich erstreckenden fensterartigen Durchbrüchen der Hülsenwand.
Jede Halbschale wird zweckmässigerweise durch eine, allerdings durch die in der Mitte angesetzten Spreizfüsse und deren Wurzelansatzbereich der Hülsenwand unterbrochene dünne Trennnut in 2 Viertelschalen unterteilt, die durch dünne, unmittelbar an der Manteloberfläche befindliche Verbindungsstege sowie den Wurzelbereich der Spreizfüsse zusammengehalten werden.
Das Aufspreizen der Hülsenteile und Anpressen der Spreizfüsse an die Bohrlochwand 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 fest aufgesetzter Ring verhindert ein Abstreifen der Spreizhülse während des Einschiebens des Felsankers in das Bohrloch. Überdies besitzen beide Halbschalen der Hülse an ihren einander zugekehrten Stirn- (bzw. Teilungs-) flächen auf der einen Seite entweder je einen kegeligen Dorn oder quer zur Längsachse gerichteten keilförmigen Ansatz und auf der andern Seite an der symmetrisch korrespondierenden Stelle eine entsprechend passende kegelige bzw. keilförmige Ausnehmung.
Nach einer andern Ausführungsform besitzt jede Halbschale jeweils am dicken Ende des Hülsenkörpers einen halbringförmigen Bund, der auf der einen Seite einige Millimeter aus der Teilungsebene herausragt, wogegen auf der andern Seite der Stirnfläche an der symmetrisch korrespondierenden Stelle eine entsprechend dimensionierte Ausnehmung vorhanden ist.
In den Zeichnungen ist ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel der Spreizdübelhülse dargestellt.
Fig. 1 stellt eine Draufsicht auf eine Halbschale der Hülse gegen deren Innenraum dar. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die Halbschale in der symmetrischen Teilungsebene A bis B in Fig. 1 mit Draufsicht auf die nach Entfernung des weggeschnittenen Vorderteiles sichtbaren Teile der verbleibenden Viertelhülse. Fig. 3 stellt schliesslich einen Querschnitt durch die Hülsenhalbschale senkrecht zur Längsachse entlang der Schnittebene C bis D in Fig. 1 dar.
Der Hülsenkörper --1--, von dem in Fig. 1 die Teilungsfläche der Halbschale --la-- in Draufsicht zu sehen ist, bildet im Inneren einen konisch gegen die Einschubrichtung verjüngten kegeligen Hohlraum - zur Aufnahme des entsprechend dimensionierten, konisch gestalteten Spreizkopfes an der Spitze des
EMI3.1
und eine etwas tiefere Rille-6-- zur Aufnahme des zum Zusammenhalten der Halbschalen bestimmten Gummiringes.
Im Ausführungsbeispiel besitzt die Spreizhülse zwei verschiedenartig gestaltete Formen von Spreizfüssen. Die mit --3-- bezeichneten Spreizfüsse sind je paarweise einander gegenüberstehend beidseitig unmittelbar an die Teilungsebene der Hülsenhalbschale angrenzend, tangential zur zylindrischen Aussenwand der Hülse an diese angesetzt und stehen in einem Winkel von etwa 15 bis 20 schräg gegen die Einschubrichtung des Felsankers seitlich von der Hülsenwand ab. Diese Spreizfüsse sind gegen ihr wegstehendes Ende keilförmig verdickt. Der Wurzelansatz der Spreizfüsse an der Hülsenwand ist in seiner Dicke so bemessen, dass unter Berücksichtigung der Bruchfestigkeit und Elastizität des verwendeten Kunststoffes sich die Spreizfüsse ohne Bruch- oder Abreissgefahr gegen die Hülsenwand biegen lassen.
Unterhalb des wegstehenden Teils der Spreizfüsse ist die Aussenwand der Hülse im Sinne einer segmentartigen Ausnehmung entsprechend abgeflacht u. zw. dergestalt, dass die Schnittebenen der einander diametral gegenüberliegenden Abflachungen annähernd parallel zueinander sind.
Diese Spreizfüsse haben an ihrer Wurzel zweckmässigerweise eine Dicke von etwa 2, 0 bis 2, 5 mm und stehen bei einer etwa 4 bis 5 mal so grossen Länge mit ihrem keilförmig verdickten äusseren Fussende im Ruhezustand ungefähr um das 0, 1- bis 0, 15fache des Aussendurchmessers der Hülse seitlich von der Hülsenwand ab.
Im mittleren Längsbereich der Hülsenhalbschale ungefähr auf gleicher Höhe der seitlich angesetzten
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
dem Querschnitt Fig. 2 ersichtlich, mit ihrem keilartig verdickten Fussende --4a-- über die Hülsenaussenwand hervorstehen, anderseits aber auch durch die entsprechend gross dimensionierten fensterartigen Durchbrüche --5-- der Hülsenwand mit der andern Eckkante des verdickten Fussendes-4b-in den konisch verjüngten Innenraum --2-- der Hülse ragen. Beim Ausführungsbeispiel ragen im unbelasteten
EMI4.1
hervor. Der äussere Überstand ist annähernd gleich wie der der Spreizfüsse --3--, kann aber auch geringer sein.
Der innere Überstand ist so bemessen, dass die Ecken --4b-- der Spreizfüsse den konischen Spreizkopf in seiner Ausgangslage schon vor Beginn des Spreizvorganges berühren und beim Anziehen des Kopfes durch diesen noch vor dem Auseinanderspreizen der Hülse nach aussen gedrückt werden.
Hiedurch ist gewährleistet, dass die Hülsenhalbschale schon zu Beginn des Aufspreizens auch in ihrem mittleren Längsbereich durch die herausgedrückten Spreizfüsse verlässlich an der Bohrlochwand abgestützt und an dieser festgepresst wird. Dieser feste"Rundumsitz"der Dübelhülse ist durch alle bisher bekanntgewordenen Ausführungsformen solcher Spreizhülsen nicht zu erreichen, wozu noch kommt, dass dem Auseinanderspreizen der Hülsenhalbschalen bzw. ihrer Viertelteile durch die Eigenschaften des verwendeten Kunststoffmaterials enge Grenzen gesetzt sind, so dass der Zwischenraum zwischen Hülsenaussenwand und Bohrlochwand nicht allzu gross sein darf.
Am Wurzelansatz --4c-- der Hülsenwand sind die Spreizfüsse--4-, wie aus dem Schnitt in Fig. 2 ersichtlich ist, auf eine Materialstärke von etwa 2 bis 2, 5 mm verjüngt, so dass sich die Füsse ohne Bruchgefahr beidseitig etwas verbiegen lassen.
In Fig. 1 ist schliesslich die mit --7-- bezeichnete Trennfuge in der Hülsenwand ersichtlich, wodurch die Halbschale in 2 durch die Verbindungsstege --8-- zusammenhängende Viertelschalen geteilt wird. Im Schnitt Fig. 2 sind diese durchschnittenen Stege schraffiert dargestellt und mit --7a-- die zufolge Entfernung des vorderen Hülsenviertels sichtbare Trennfläche der Hülsenwand bezeichnet. Der kegelige
EMI4.2
--9-- undsehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spreizdübelhülse für Felsanker mit einem an der Ankerspitze vorhandenen, gegen die Bohrlochöffnung verjüngten Spreizkonus annähernd gleicher Konizität wie die konische Innenhöhlung der aus widerstandsfähigem, weitgehend druck- und bruchfestem in geringer Dicke etwas biegsamen Kunststoff gefertigten und aus zwei Halbschalen gebildeten Dübelhülse mit mehreren reihenartig hintereinander und paarweise diametral gegenüber angeordneten Spreizfüssen, dadurch ge- g e k e n n z e i c h n e t , dass jede Hülsenhalbschale sowohl beidseitig unmittelbar an die Teilungsebene der Halbschale angrenzende,
tangential zur zylindrischen Aussenwand der Hülse an diese angesetzte und in einem Winkel von etwa 10 bis 150 schräg gegen die Einschubrichtung des Felsankers seitlich von der Hülse abstehende, kräftig dimensionierte und gegen ihr Fussende beträchtlich keilförmig verdickte Spreizfüsse (3), als auch in ihrem mittleren Längsbereich ebensolche Spreizfüsse (4) besitzt, die durch entsprechend dimensionierte Fensterdurchbrüche (5) der Hülsenwand (1) einerseits mit einer Eckkante des keilförmig verdickten Fussendes (4A) über die zylindrische Hülsenwand um einiges nach aussen vorstehen und anderseits mit der gegenüberliegenden 2.
Eckkante (4b) in den konisch verjüngten Innenraum (2) des Hülsenkörpers etwas hineinragen, wobei der Wurzelansatz (4c) der Spreizfüsse am Übergang zur Hülsenwand gegenüber deren Wandstärke durch in der ganzen Fussbreite vornehmlich auf der Hülseninnenseite quer verlaufende schmale, aber entsprechend tiefe nutenförmige Ausnehmungen auf eine Dicke von etwa 1 bis 2, 5 mm verjüngt ist.