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Die
Erfindung betrifft ein Gerät zum Setzen eines Felsankers
mit einer auf einem Lafettenträger angeordneten Bohrlafette.
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Solche
Geräte werden im Tunnel-, Berg- oder Tiefbau im Sicherungsausbau
eingesetzt. Die Anker übernehmen dabei verschiedene Funktionen als
Zugelement, zur Verbesserung der Tragwirkung des Gebirges, im Rahmen
der Befestigung von Ausbaubögen oder zur Verhinderung von
Querverschiebungen im Gestein. Gängige Formen sind das
Ankern in einem oder in drei Schritten. Bei erst genanntem wird
in nur einem Arbeitsschritt der mit Kleber gefüllte selbstbohrende
Anker in den Fels gebracht. Nachteil ist, neben dem hohen Preis
einen solchen Selbstbohrankers, dass ein schlagendes Bohren mit dieser
Technik nicht möglich ist. Beim Verfahren in drei Schritten
werden zunächst separat Bohrlöcher hergestellt.
Anschließend wird händisch der Kleber in das Bohrloch
geschoben; schließlich wird der Anker händisch
auf die Bohrlafette gelegt, nachdem zuvor die Bohrstange entfernt
wurde. Im dritten Schritt wird die Ankerstange mittels Bohrvorschub
ins Ankerloch geschoben. Bei gleichzeitigem Drehen der Bohrstange
mittels Bohrmotor wird der zuvor eingeschobene Kleber verwirbelt
und verteilt sich im Bohrloch. Die händischen Arbeiten
erfolgen dabei oftmals und weitgehend im ungesicherten Bereich.
Deutlich verbessert werden kann diese Technik durch Einsatz von kombinierten
Bohr- und Ankersetzgeräten, die sowohl ein Bohr-/Schlagwerk
zum Herstellen der Löcher als auch ein Ankersetzwerk zum
Setzen der Anker aufweisen. Ein solches Gerät ist z. B.
aus der
EP 0 470 061 bekannt.
Dort wird das Bohr-/Schlagwerk mit einem Schlitten über
die Lafette vorgeschoben und nach Fertigstellung der Löcher
zurückgefahren. Anschließend erfolgt eine Umschaltung
in der Form, dass ein Arm verstellt und das Ankersetzwerk quer auf
den Schlitten verschoben wird, so dass der Anker in Ausrichtung
mit dem Bohrloch kommt. Gleichzeitig wird das Bohr-/Schlagwerk quer
in seine Ruhestellung verschoben. Anschließend wird der
Schlitten mit dem Ankersetzwerk auf der Lafette gegen den Fels vorgeschoben,
um den Anker setzen zu können. Nach Vollendung wird das
Ankersetzwerk zurückgefahren und ein neuer Arbeitszyklus
kann beginnen. Mit einem solchen Gerät kann bereits erhebliche
Gewichtsersparnis, verbunden mit einem größeren Bohrfortschritt
erreicht werden. Nachteilig ist hieran jedoch der nach wie vor vergleichsweise
hohe manuelle und maschinelle Aufwand beim Umschalten des Gerätes
zwischen Bohr- und Ankersetzbetrieb und ein vor allem für
den Einsatz unter beengten Verhältnissen zu breites und
sperriges Gerät. In dieser Hinsicht hat sich auch das Bohr-
und Ankersetzgerät gemäß
US 2003/0066665 als nachteilig
erwiesen. Hier sind quasi Bohr- und Ankersetzwerk gleichberechtigt 180° versetzt
zueinander angeordnet. Allerdings ist die Umstellung zwischen Bohr-
und Ankersetzposition nur umständlich realisierbar und
es treten weitere Nachteile im Zusammenhang mit der Dimensionierung
der Aggregate auf. So müssen auch die Aggregate für
das Ankersetzen entsprechend massiv dimensioniert werden, was in
Hinblick auf die Herstellungs- und Betriebskosten, aber auch auf
die beengten Platzverhältnisse, in denen solche Geräte
zum Einsatz kommen, problematisch ist.
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Damit
stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein besonders
kompaktes Gerät zum Setzen eines Felsankers zu schaffen,
das mit einem Minimum an Aggregaten auskommt.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Lafettenträger
eine in ihren Abmessungen gegenüber der Bohrlafette reduzierte,
um ca. 90° versetzte und separat angetriebene Ankersetzlafette
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Gerät weist damit gewissermaßen
eine Haupt- und eine Nebenlafette auf. Während erst genannte
für die Bohrfunktion zuständig und in bewährter
Weise massiv ausgebildet ist und entsprechend stark dimensionierte Aggregate,
wie Dreh- und/oder Schlagwerk und Schlitten aufweist, baut die Ankersetzlafette
samt Aggregaten vergleichsweise klein und ist ausschließlich
für den Ankersetzbetrieb zweckgebunden ausgebildet. Bohr- und
Ankersetzgerät verfügen dabei über unterschiedliche
Antriebe, die auf unterschiedlichen Bahnen mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit angetrieben werden können. Sogar die Antriebsart
kann unterschiedlich sein. Sofern notwendig, können einzelne
Aggregate und Zubehör, etwa Versorgungsschläuche,
voneinander getrennt ausgebildet sein. All dies führt zudem
dazu, dass der Schwenkwinkel zwischen der Bohr- und der Ankersetzposition
vergleichsweise klein sein kann, so dass auch ein besonders kompaktes,
wendiges und unter unterschiedlichsten Bedingungen einsetzbares
Gerät gegeben ist. Händische Arbeiten im Gefahrenbereich beim
Einsatz eines Injektionsankers oder eines Ankers mit integrierter
Klebetechnik können zudem entfallen.
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In
dieser Hinsicht ist auch der Vorschlag zu verstehen, wonach das
Gerät mit einem Schwenkmechanismus ausgerüstet
ist, über den der Lafettenträger zwischen einer
Bohr- und einer Ankersetzposition verstellbar ist. Hierbei handelt
es sich z. B. um einen Hydraulikzylinder, der in Querposition unterhalb des
Lafettenträgers angeordnet ist. Über diesen werden
unter Beanspruchung nur eines Minimums an Platz die Bohr- und die
Ankersetzlafette zwischen ihrer jeweiligen Park- und der Position
in der Bohrachse hin- und hergeschwenkt.
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Eine
besonders zweckmäßige Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Ankersetzlafette seitlich an den
Lafettenträger angeflanscht ist. Wegen der Massivität
eines solchen Lafettenträgers ist hier ohnehin ausreichend
Platz vorhanden, die Ankersetzlafette vorzusehen. Die Lafetten weisen
ein Doppel-T- oder U-förmiges Profil auf, so dass sie sich auf
geeignete Weise miteinander verbinden lassen.
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Es
wurde bereits darauf hingewiesen, dass ein wesentlicher Vorteil
der Erfindung in der Kompaktheit des Gerätes und zwar speziell
in den für das Ankersetzen verantwortlichen Geräteteilen
zu sehen ist. Dies kommt auch dadurch zum Ausdruck, dass die Ankersetzlafette
in etwa 50% bis 75% so stark dimensioniert ist, wie die Bohrlafette.
Dies führt zu Einsparungen hinsichtlich des Platzes, vor
allem aber auch in Hinblick auf die Ausbildung der Antriebe. So können
separate Mechanismen für das Bohren und das Ankersetzen
vorgesehen sein, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, gegebenenfalls auch
verschiedenartigen Antrieben bewerkstelligt werden. Abgesehen von
einem geringeren Schwenkwinkel für das Gerät als
solches steht wegen der vergleichsweise klein bauenden Vorschubaggregate
für den Ankersetzbetrieb auch ein zusätzliches
Stück Fahrbahn auf der Lafette zur Verfügung,
so dass größere Ankerlängen realisiert
werden können. Das dafür nötige tiefere
Bohrloch wird zusätzlich durch die Teleskopausführung
der Bohrlafette ermöglicht.
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In
dieser Hinsicht ist es auch zweckmäßig, dass der
Schlitten der Ankersetzlafette kleiner dimensioniert ist, als der
Schlitten der Bohrlafette. Auch hierdurch kann zusätzlicher
Platz gewonnen werden, der dann beim Ankersetzen zur Verfügung steht.
Schließlich sind auch die für das Ankersetzen notwendigen
Kräfte wesentlich geringer, als dies beim Bohren, etwa
in Zusammenhang mit dem zusätzlichen Schlagmechanismus,
der Fall ist. Von daher kann auch hier Platz eingespart werden.
Ein Effekt, der sich noch erhöht, wenn auch ein Platz sparender
Antrieb für die Ankersetzeinrichtung gewählt wird.
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Hiermit
geht der Vorschlag einher, wonach das Ankersetzwerk der Ankersetzlafette
kleiner dimensioniert ist, als das Dreh- und/oder Schlagwerk der
Bohrlafette. Die kompaktere Ausführung der Ankersetzlafette
bedingt einen kleinen Schlitten zum Verfahren des Ankersetzwerks
ebenso wie ein kleiner bauendes Ankersetzwerk als solches.
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Während
vorgesehen ist, dass die Bohrlafette als Antrieb einen Hydraulikzylinder
aufweist, ist ergänzend hierzu daran gedacht, dass die
Ankersetzlafette als eigenen, separaten Antrieb einen Hydraulikzylinder
mit Seilantrieb und/oder einen Motor mit Kettenantrieb aufweist.
Hiermit kann je nach Bedarf und den Ansprüchen in Hinblick
auf Geschwindigkeit und Kraft das entsprechende Aggregat gewählt
werden. Dabei zeichnet sich gerade der Kettenantrieb durch vergleichsweise
geringe Kosten aus.
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Da
der komplette Lafettenträger zwischen der Bohr- und der
Ankersetzposition hin- und hergeschwenkt werden muss, ist es sinnvoll,
wenn die Bohrlafette und die Ankersetzlafette mit separaten Führungen
für Bohrgestänge bzw. Anker ausgerüstet sind,
um mit dem Umrüsten keine unnötige Zeit zu verlieren.
Eine spezielle Schwenkhydraulik für die Bohrgestängeführungen
kann damit entfallen, da das Bohrgestänge während
des Ankersetzens in der separaten Lafette positioniert bleibt. Zusätzlich
reicht für den Ankersetzbetrieb üblicherweise
auch eine, am vorderen Ende der Lafette zu positionierende Führung,
während zuvor für den Bohrbetrieb das Vorsehen
einer Lünette, die ggf. mit halber Geschwindigkeit mitfahren
kann, zweckmäßig ist.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die
Bohrlafette und/oder die Ankersetzlafette ein U-förmiges
Profil aufweisen. Damit baut die Lafette vergleichsweise kompakt,
Anschlüsse sind auf geeignete Weise möglich.
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Dies
gilt z. B. in Bezug auf die Führungen für die
Schlitten bzw. die Vorschubaggregate. Von daher wird vorgeschlagen,
dass an die Bohrlafette und/oder die Ankersetzlafette ein Prismenführungsprofil
angeschweißt oder angeschraubt ist. Diese Prismen sind aus
einem verschleißfesten Metall hergestellt und dienen zur
Führung der Schlitten bzw. der Vorschubaggregate.
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Zusätzlich
kann die Handhabung des erfindungsgemäßen Lafettenträgers
verbessert werden, indem der Lafettenträger teleskopierbar
ausgebildet ist, wodurch größere Bohrgestänge
und/oder Anker über das erfindungsgemäße
Gerät eingebracht werden können.
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Die
Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Gerät
zum Setzen von Felsankern ermöglicht ist, bei dem die Bohr-
und die Ankersetzeinheit völlig separat voneinander ohne
besonderen Umrüstaufwand und Zwischenschritte eingesetzt
werden können. Damit geht eine erhebliche Zeit- und auch
Gewichts- und Raumersparnis einher. Beim Einsatz eines Injektionsankers
oder eines Ankers mit integrierter Klebetechnik kann ein kompletter Ankervorgang
im Gefahrenbereich absolviert werden, ohne dass händische
Arbeiten, wie das Einführen der Klebepatrone oder das Einlegen
der Ankergestänge, vorgenommen werden müssten.
Das Gerät kann allein durch Betätigung des Schwenkmechanismus
zwischen der Bohr- und der Ankersetzposition einen kompletten Arbeitszyklus
Bohren/Ankersetzen bewältigen. Bohr- und Ankersetzlafette
verfügen dabei über separate Antriebe, die unterschiedlich
in Hinblick auf Art und Geschwindigkeit ausgebildet sein können.
Aggregate, die nur in Hinblick auf eine der beiden Antriebe notwendig
sind, etwa Schläuche, brauchen auch nur dieser einen Einheit
zugeordnet zu werden, so dass das Gerät nicht zu kompliziert baut.
Schlauchführungen wie auch Mittelstangenführungen
(Lünetten) können mit halber Geschwindigkeit mitfahren.
Zusätzliche Mechanismen, etwa die teleskopierbare Ausbildung
des Bohr- und Ankersetzgerätes, sind ebenso uneingeschränkt
denkbar. Der Schwenkwinkel ist mit ca. 45° vorteilhaft
klein, so dass es in Folge des Umsetzens zwischen der Bohr- und
der Ankersetzposition zu keinerlei Einschränkungen kommt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung,
in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu
notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 ein
Gerät in Bohrposition,
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2 ein
Gerät in verschwenkter Position,
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3 ein
Gerät in Vorderansicht,
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4 einen
Schnitt durch ein Gerät in Bohrposition und
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5 den
Schnitt gemäß 4 in verschwenkter
Position.
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1 zeigt
ein Gerät 1 zum Setzen eines Felsankers mit den
für die Erfindung relevanten Aggregaten und Bauteilen.
Dies ist zunächst der Lafettenträger 2,
der zur Aufnahme sowohl der Bohrlafette 3 als auch der
Ankersetzlafette 5 dient. Gut erkennbar ist, dass die Bohrlafette 3 deutlicher
massiver ausgebildet ist als die Ankersetzlafette 5. Beide
sind um 90° versetzt zueinander angeordnet, so dass sich die
Bohrlafette 3 in der in 1 dargestellten
Position in der Bohrachse 14 befindet, während
die Ankersetzlafette 5 seitlich an dem Lafettenträger 2 positioniert
ist. Der Schwenkmechanismus 7 mit dem hier verdeckten Zylinder-
befindet sich in der eingefahrenen Stellung. Wird die Vorschubeinheit 4 der
Bohrlafette 3 in Form eines Dreh- und/oder Schlagwerks nun
in Richtung des vorderen Endes 15 des Lafettenträgers 2 verfahren,
so können entsprechend hohe Kräfte aufgebracht
werden, wie sie zum Herstellen der Bohrlöcher notwendig
sind. Dabei dienen zur Führung der Bohrgestänge
die Führung 12 am vorderen Ende 15 des
Lafettenträgers 2 sowie die Lünette 11 in
seiner Mitte. Angetrieben wird die Bohrlafette 3 über
den massiven Hydraulikzylinder 8, mit dem entsprechend
hohe Kräfte aufgebracht werden können. Der erfindungsgemäße
Lafettenträger 2 ist teleskopierbar ausgebildet,
wozu sich ein weiterer Hydraulikzylinder 18 an seiner Unterseite 16 befindet.
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Im
Vergleich hierzu ist der Lafettenträger 2 in einer
ausgeschwenkten Position in 2 dargestellt. Der
Schwenkmechanismus 7 ist ausgeschwenkt, der Hydraulikzylinder 17 ausgefahren,
so dass sich der Lafettenträger 2 in eine geneigte
Position begeben hat, in der nun die Ankersetzlafette 5 bzw.
der Schlitten 6 mit Ankersetzwerk 10 zum Zuge
kommen kann. Hierbei steht, wie in 2 gut erkennbar,
aufgrund der klein bauenden Ankersetzlafette 5 mit dem
Schlitten 6 und dem Ankersetzwerk 10 zusätzlicher
Platz zur Verfügung. Mit anderen Worten, die Bahn zum Verfahren
des Schlittens 6 auf der Ankersetzlafette 5 bis
zum vorderen Ende 15 des Lafettenträgers 2 ist wesentlich
länger, verglichen mit der für das Bohrgestänge
und dessen Vorschub dienenden Bahn. Dies geht mit der vereinfachten
Anforderung einher, dass beim Ankersetzen weniger Kräfte
und Momente aufgebracht werden müssen, so dass die hierbei
notwendigen Komponenten entsprechend kleiner bauen können.
Dies gilt auch für die Führung 13 am
vorderen Ende der Ankersetzlafette 5, wobei im Übrigen
für das Ankersetzen nur diese eine Führung 13 notwendig
ist. Mit dem Bezugszeichen 19 ist der Teleskopzylinder
an der Unterseite 16 des Lafettenträgers 2 bezeichnet,
an dessen hinterem Ende 20 der Schwenkmechanismus 7 positioniert
ist und über den der Lafettenträger 2 im
Bedarfsfall teleskopierbar ist.
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In 3 ist
der Lafettenträger 2 aus Vorderansicht dargestellt.
Oben befindet sich die als U-förmiges Profil ausgebildete
Bohrlafette 3 mit dem Dreh- und/oder Schlagwerk 9,
das teilweise durch die Führung 12 verdeckt ist.
Außerdem ist der Schlitten 4 zu erkennen. Als
Antrieb zum Verfahren der Bohrlafette 3 auf dem Lafettenträger 2 dient
der hier nicht dargestellte Hydraulikzylinder. Seitlich davon und
um 90° versetzt ist an den Lafettenträger 2 die
Ankersetzlafette 5 angeflanscht, die vorteilhafterweise
einen anderen, kostengünstigeren und einfacher bauenden Antrieb
in Form einer Kette 24 aufweisen kann. In diesem Ausführungsbeispiel
liegt das Verhältnis der Breite von Ankersetzlafette 5 zu
Bohrlafette 3 bei etwa 70%. Entsprechend kleiner baut auch
der Schlitten 6 bzw. das Ankersetzwerk 10 der
Ankersetzlafette 5, verglichen mit dem Schlitten 4 und
dem Dreh- und/oder Schlagwerk 9 auf der Bohrlafette 3. Die
Bohrlafette 3 weist hier ein U-förmiges erstes Profil 26 mit
gespiegelt angeordnetem zweiten Profil 27 auf. An den U-Profilen 26, 27 sind
Prismenprofile 32, 33, 34 und 35 befestigt,
welche zur Führung des Schlittens 4 von Zylinder
und Verlagerung dienen. Geführt sind diese aus verschleißfestem
Material hergestellten Profile 32–35 in
Klötzen 28, 29, 30, und 31.
Was die Ankersetzlafette 5 betrifft, so sind die daran
befestigten Prismenprofile mit den Bezugszeichen 36 und 37 versehen,
die entsprechenden Führungsklötzen mit den Bezugszeichen 38 und 39.
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In
einem Schnitt aus Rückansicht zeigen die 4 und 5 das
erfindungsgemäße Gerät in einer Variante
zu 3. So zeigt 4 das Gerät
in Bohrposition mit der Bohrlafette 3 in der Bohrachse 14.
Diese kann nun mit Hilfe des Hydraulikzylinders 8 auf dem
Lafettenträger 2 verfahren werden. In einer um
90° versetzten Position befindet sich seitlich am Lafettenträger 2 die
Ankersetzlafette 5. Geschwenkt wird der Lafettenträger 2 durch
Ausfahren des Zylinders 17 bzw. des Schwenkmechanismus 7 unterhalb des
Lafettenträgers 2 in die in 5 dargestellte
Position um den Schwenkpunkt 25, wie es der Winkel α andeutet.
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In
der Darstellung gemäß 5 ist der Schwenkmechanismus 7 bzw.
der Hydraulikzylinder 17 ausgefahren. Der Lafettenträger 2 hat
sich in einem um etwa 50° geneigte Position begeben, wie
es der Winkel β andeutet. Ankersetzlafette 5 mit
Schlitten 6 und Ankersetzwerk 10 können
nun zum Einsatz gebracht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0470061 [0002]
- - US 2003/0066665 [0002]