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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Litzenanker gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Berg-, Tunnel- und Spezialtiefbau werden Litzenanker eingesetzt, um Gebirgsbewegungen des anstehenden Gesteines zu unterbinden, zu verlangsamen oder um grössere Abplatzungen von anstehendem Gestein zu verhindern und damit einen gefahrlosen Betrieb zu ermöglichen. Der Litzenanker wird stoffschlüssig mit einer erhärtbaren Masse, z. B. Mörtel oder Kunstharz, in einer Bohrung an dem anstehenden Gestein befestigt. Nach dem Einarbeiten eines Bohrlochs in das Gestein können Kartuschen mit erhärtbarer Masse in das Bohrloch eingebracht werden. Anschliessend wird die Litze des Litzenankers in das Bohrloch eingeführt, welche die Kartuschen zerstört und deren Inhalt durchmischt.
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Die
US 2010/0189515 A1 und die
US 2010/0290841 A1 zeigen eine Spannvorrichtung für Kabel.
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Die
DE 295 21 197 U1 zeigt ein Ankerelement für einen temporären Verpressanker aus einem Bündel von Einzelzuggliedern, die im Bereich der Verbundlänge in einen Verpresskörper eingebettet werden und im Bereich der freien Stahllänge einzeln verrohrt sind. Die Einzelzugglieder bestehen aus Stahlstäben, die zumindest im Bereich der Verbundlänge mit schraubenlinienförmig verlaufenden und zumindest ein Teilgebinde bildenden Kraftübertragungsrippen versehen sind und die Einzelzugglieder sind im Bereich der Verbundlänge von bergseitig geschlossenen, dünnwandigen Hüllrohren umgeben, deren Wandung im Gewinde der Stahlstäbe entsprechend profiliert ist und die einzelnen Verbundlängen der Einzelzugglieder sind über die gesamte Verbundlänge des Ankerelements so gestaffelt angeordnet, dass sie sich nicht oder nur um eine geringe Länge übergreifen. Die Einzelzugglieder als Stahlstäbe sind somit von Hüllrohren umgegeben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen besonders einfachen und günstigen und zugleich tragfähigen und zuverlässigen Litzenanker zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Litzenanker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Demgemäss ist bei einem Litzenanker, insbesondere zur Anwendung im Bergbau, umfassend ein mehrere Drähte umfassendes Tragglied und einen am Tragglied angeordneten Ankerkopf, vorgesehen, dass nur ein Teil aller Drähte des Traggliedes bis zum Ankerkopf reicht, wohingegen der andere Teil der Drähte des Traggliedes vor dem Ankerkopf endet.
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Die Erfindung hat erkannt, dass bei vollverklebten Ankern, d.h. bei Ankern, bei denen die erhärtbare Masse vom Bohrlochgrund bis zum Bohrlochmund reicht, nur ein Teil, typischerweise ca. 20 bis 50%, der maximalen Ankerkraft bis in den Ankerkopf eingetragen wird. Denn der Grossteil der Last wird über den Verbund zum anstehenden Gestein, der durch die erhärtete Masse bewirkt wird, bereits vorher in das Gestein eingeleitet. Ausgehend von dieser Erkenntnis schlägt die Erfindung vor, lediglich einen Teil der Drähte des Traggliedes bis zum Ankerkopf zu führen, während der andere Teil vor dem Ankerkopf endet und somit nicht bis zum Ankerkopf reicht. Da im Bereich des Ankerkopfes nur ein Bruchteil der maximalen Ankerkraft wirkt, ist dies ohne Einbussen in der Traglast möglich. Die vergleichsweise geringe Zahl an Drähten im Bereich des Ankerkopfes, das heisst insbesondere die vergleichsweise kompakte Ausführung der Litze, ermöglicht es dabei, den Ankerkopf vergleichsweise einfach zu konstruieren, da vom Ankerkopf nur vergleichsweise wenige Drähte gehalten werden müssen. Da aber der Ankerkopf ein relativ komplexes Element in der Gesamtkonstruktion des Litzenankers darstellt, kann somit ein besonders einfacher und zugleich tragfähiger Anker erhalten werden.
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Erfindungsgemäss ist demnach vorgesehen, dass durch ein Variieren des Stahlquerschnittes des Traggliedes längs des Traggliedes nur einen Teil des Gesamtquerschnittes bis zum Ankerkopf geführt wird, um somit eine einfachere und kompaktere Ankerkopfkonstruktion zu ermöglichen. Dieser Anteil des Stahlquerschnittes muss in der Regel mindestens so gross sein wie der Prozentsatz der Ankerkraft, die bis zum Ankerkopf übertragen werden muss.
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Über den bis zum Ankerkopf geführten Teil des Gesamtstahlquerschnittes kann auch eine Vorspannkraft aufgebracht werden. Die bereits vor dem Ankerkopf (also im Bohrloch) endenden Anteile des Gesamtstahlquerschnittes werden erst durch die zusätzliche Lastaufnahme des Ankers, also z.B. durch Baugrundverformungen, belastet und nehmen somit vor allem in den Bereichen, in denen der Anker mit hohen Normalkräften beaufschlagt wird, einen erheblichen Teil der Ankerlast auf. Durch die relativ weiche Verbundverankerung des im Bohrloch endenden Anteils des Gesamtstahlquerschnittes nimmt dessen Lastanteil bis zu seinem Ende kontinuierlich ab. Dieser Lastanteil wird über Verbund auf den umliegenden Baugrund (Boden, Fels) oder auf den bis zum Ankerkopf geführten Anteil des Gesamtquerschnittes übertragen.
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Besonders bevorzugt ist es, dass die Drähte, die vor dem Ankerkopf enden, die also nicht bis zum Ankerkopf reichen und die vom Ankerkopf beabstandet sind, eine andere Oberflächenbeschaffenheit und/oder einen anderen Durchmesser aufweisen als die Drähte, die zum Ankerkopf reichen. Insbesondere kann der im Bohrloch endende Teil der Drähte für einen besonders guten Verbund zur erhärteten Masse ausgeführt sein, da diese Drähten nicht am Ankerkopf eingefasst werden müssen, und da es somit beispielsweise auf das Kompressionsverhalten eines Bündels dieser Drähte häufig nicht ankommt. Die Drähte, die nicht bis zum Ankerkopf reichen, können daher beispielsweise eine Oberflächenprofilierung aufweisen, welche die Wechselwirkung mit der umgebenden Masse verbessert. Insbesondere kann somit der bis zum Ankerkopf geführte Teil des Traggliedes besonders gut spannbar ausgeführt sein, um den Ankerkopf wirkungsvoll gegen das Gestein spannen zu können, und der komplett im Bohrloch liegende, das heisst der vom Ankerkopf beabstandete Teil, kann für einen besonders hohen Verbund ausgeführt sein, um nach der Bohrlochinjektion die einzelnen Schichten gut miteinander zu verkleben.
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In einer Ausführungsvariante der Erfindung kann das Tragglied eine Litze sein. Hierdurch wird ein besonders einfach handhabbarer Anker zur Verfügung gestellt. Eine Litze kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass ihre jeweils benachbarten Drähte unmittelbar aneinander anliegen und/oder dass ihre Drähte miteinander verflochten sind. Im Fall, dass eine Litze als Tragglied vorgesehen ist, reicht nur ein Teil aller Drähte der Litze bis zum Ankerkopf, wohingegen der andere Teil der Drähte der Litze vor dem Ankerkopf endet.
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In einer alternativen Ausgestaltung besteht das Tragglied aus einer zentralen Litze sowie mehreren Einzeldrähten, welche die Litze, vorzugsweise mit Abstand, umgeben, wobei vorzugsweise die Drähte der Litze bis zum Ankerkopf reichen und zumindest ein Teil der Einzeldrähte, insbesondere alle Einzeldrähte, vor dem Ankerkopf enden. Gemäss dieser Ausführungsform wird die zentrale Litze bis zum Ankerkopf geführt, während die aussenliegenden Einzeldrähte verbundoptimiert ausgebildet sein können. Hierdurch kann die Tragfähigkeit noch weiter gesteigert werden. Die Einzeldrähte können über Abstandshalter mit der Litze und/oder miteinander verbunden sein. Insbesondere können die Einzeldrähte und die Litze konzentrisch angeordnet sein.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung besteht das Tragglied aus, insbesondere parallel verlaufenden, Einzeldrähten, die vorzugsweise über einen Abstandshalter miteinander verbunden sind, wobei nur ein Teil aller Einzeldrähte bis zum Ankerkopf reicht, wohingegen der andere Teil der Einzeldrähte vor dem Ankerkopf endet. Dies kann im Hinblick auf den Herstellungsaufwand vorteilhaft sein.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Tragglied zwei Litzen aufweist, wobei die erste Litze bis zum Ankerkopf reicht, wohingegen die zweite Litze vor dem Ankerkopf endet. Ein solcher Anker kann besonders einfach hergestellt werden. Die beiden Litzen sind vorzugsweise über einen oder mehrere Abstandshalter miteinander verbunden und/oder verlaufen zumindest abschnittsweise parallel zueinander. Insbesondere können die beiden Litzen vom selben Typ sein. Bevorzugt können sie somit dieselbe Zahl von Drähten und/oder denselben Querschnitt aufweisen. Bei dieser Ausführungsform können also vorzugsweise zwei gleiche Litzen parallel in das Bohrloch geschoben werden, wobei nur eine der Litzen aus dem Bohrloch herausragt.
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Besonders bevorzugt ist es, dass der Ankerkopf eine Ankermutter zum Vorspannen des Tragglieds aufweist. Diese Ankermutter ist längs des Traggliedes verstellbar. Demgemäss kann der Litzenanker vorgespannt sein, wobei das Vorspannniveau im Bergbaubereich aber im Vergleich zur Gesamttraglast relativ gering sein kann und beispielsweise bei ca. 10 bis 30% der Gesamttraglast liegen kann. Der Ankerkopf kann beispielsweise ein Fixierungsteil für das Tragglied aufweisen, in dem das Tragglied axial festgelegt, beispielsweise verkeilt ist, und welches ein Gewinde aufweist, an dem die Ankermutter angeordnet ist. Der Ankerkopf kann auch eine Ankerplatte zur Auflage auf dem Gestein aufweist, wobei die zum Ankerkopf reichenden Drähte vorzugsweise durch die Ankerplatte hindurch verlaufen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Litze und/oder die Einzeldrähte nicht von einem Hohlrohr umschlossen sind, so dass ein unmittelbarer Kontakt zwischen der erhärtbaren Masse und den Litzen bzw. den Einzeldrähten herstellbar ist. In Richtung der Längsachse des Traggliedes sind eine unterschiedliche Anzahl von Drähten bzw. unterschiedliche Summen von Querschnittsflächen der Drähte vorhanden. Dadurch kann eine örtliche Anpassung an die vom Tragglied aufzunehmenden Zugkräfte realisiert werden. Da im Allgemeinen in Richtung der Längsachse mittig die grössten Zugkräfte auftreten, kann hier die grösste Summe an Drahtquerschnittsflächen und/oder die grösste Anzahl von Drähten vorliegen. An einem dem Ankerkopf zugewandten vorderen Endabschnitt, aber auch an einem dem Ankerkopf abgewandten hinteren Endabschnitt des Traggliedes sind im Allgemeinen geringere Zugkräfte von den Drähten aufzunehmen, so dass in dem vorderen, eventuell aber auch in dem hinteren Abschnitt, auch nur eine geringere Summe an einer Drahtquerschnittsfläche und/oder eine geringere Anzahl von Drähten zur Aufnahme der Zugkräfte vorhanden sein kann.
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Vorzugsweise reichen maximal 30%, 50% oder 70% der Drähte bis zum Ankerkopf und/oder der Abstand der Drähte, die nicht zum Ankerkopf reichen, vom Ankerkopf beträgt wenigstens 5%, 10% oder 20% der Gesamtlänge des Traggliedes.
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In einer ergänzenden Variante ist zwischen den Drähten wenigstens ein Längskanal, vorzugsweise mehrere Längskanäle, ausgebildet, durch den beim Einbringen von erhärtbarer Masse in das Bohrloch Luft nach aussen ausleitbar ist.
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Die Erfindung umfasst auch eine Anordnung bestehend aus einem Substrat mit einem Bohrloch, in dem ein erfindungsgemässer Litzenanker aufgenommen und mittels einer erhärteten Masse mit dem Substrat verklebt ist, wobei die erhärtete Masse vorzugsweise bis zum Bohrlochmund des Bohrlochs reicht.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen eines Litzenankers, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Litzenankers, mit den Schritten: Einarbeiten eines Bohrlochs in Gestein, Einbringen eines mehrere Drähte umfassenden Tragglieds in das Bohrloch, Einbringen von erhärtbarer Masse in das Bohrloch, wobei der Litzenanker derart eingebracht wird, dass ein vorderes Ende eines ersten Teils der Drähte ausserhalb des Bohrlochs liegt und ein vorderes Ende eines zweiten Teils der Drähte innerhalb des Bohrlochs liegt. Nur ein Teil der Drähte endet damit ausserhalb des Bohrlochs. Dieser erste Teil der Drähte kann zum Vorspannen des Litzenankers eingesetzt werden. Für den Verbund mit der erhärtbaren Masse dienen der erste und der zweite Teil der Drähte des Litzenankers. Der Litzenanker kann sehr einfach ausgebildet werden, weil an einem Fixierungsteil zum Vorspannen des Litzenankers nur der erste Teil, d.h. eine relativ geringe Anzahl von Drähten, aufzunehmen ist.
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Insbesondere wird die von der erhärtbaren Masse aus dem Bohrloch verdrängte Luft wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, durch wenigstens einen Längskanal, vorzugsweise mehrere Längskanäle, im Tragglied aus dem Bohrloch ausgeleitet. Eine Injizier- oder Entlüftungsleitung kann damit in vorteilhafter Weise entfallen.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Drähte im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Vorzugsweise umfasst der Litzenanker mehrere Abstandshalter für die Einzeldrähte. Zwischen den Abstandshaltern können dabei die Einzeldrähte, vorzugsweise stetig, einen im Wesentlichen konstanten Abstand zu der Litze aufweisen oder zwischen den Abstandshaltern auch auf der Litze aufliegen. In einer Variante sind die Einzeldrähte in einem Abstand zu der Litze angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Abstandshalter aus Metall oder Kunststoff. In einer zusätzlichen Ausführungsform bestehen die Drähte der Litze und/oder die Einzeldrähte wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, insbesondere Stahl.
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In einer zusätzlichen Ausgestaltung weist zumindest ein Teil der Drähte, insbesondere der Teil, der vor dem Ankerkopf endet, an der Aussenseite eine Prägung oder eine Profilierung auf. Dadurch kann der mechanische Verbund bzw. die stoffschlüssige Verbindung mit der erhärtbaren Masse erhöht werden.
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Insbesondere wird nach dem Erhärten der erhärtbaren Masse, z. B. Mörtel oder Kunstharz, auf das Tragglied eine Zugkraft mit der Ankermutter aufgebracht. Mit der Ankermutter wird auf das Gestein im Bereich des Bohrlochmunds eine Druckkraft aufgebracht. Hierdurch werden die äusseren Gesteinsschichten gesichert und die Druckkraft wird als Zugkraft in das Tragglied eingeleitet und vom Tragglied stoffschlüssig mit der ausgehärteten Masse auf das Gestein im Bereich des Bohrlochs übertragen.
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt eines Litzenankers in einem ersten Ausführungsbeispiel, der in eine Bohrung in Gestein eingeschoben ist, wobei erhärtbare Masse in den Raum zwischen dem Gestein und dem Ankerrohr eingebracht ist,
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2 einen Querschnitt A-A gemäss 1 des Litzenankers,
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3 einen Längsschnitt des Litzenankers in einem zweiten Ausführungsbeispiel, der in eine Bohrung in Gestein eingeschoben ist, wobei erhärtbare Masse in den Raum zwischen dem Gestein und dem Ankerrohr eingebracht ist,
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4 ein Diagramm mit der an der Abszisse aufgetragenen Länge des Traggliedes beginnend mit dem äussersten vorderen Ende und an der Ordinate aufgetragenen Ankerkraft,
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5 ein Diagramm mit der an der Abszisse aufgetragenen Länge des Traggliedes beginnend mit dem äussersten vorderen Ende und an der Ordinate aufgetragenen Summe der Querschnittsflächen der Drähte bzw. der Anzahl der Drähte,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ankerkopfs mit einem Fixierungsteil, einer Ankermutter und einer Ankerplatte, und
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Litzenankers im Längsschnitt.
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Ein Litzenanker 1 wird im Bergbau zur temporären Sicherung von Gestein 18 an Stollen oder im Spezialtiefbau zur Sicherung von Baugrund eingesetzt. Der Litzenanker 1 weist einen Ankerkopf 101 auf, an dem ein Tragglied 100 mit einer Vielzahl von Drähten befestigt ist. Der Litzenanker 1 ist ein chemischer Anker, d. h. dass das Tragglied 100 mit einer erhärtbaren Masse 11, z. B. Kunstharz oder Mörtel, stoffschlüssig im Gestein 18 befestigt wird. Hierzu ist in das Gestein 18 ein Bohrloch 19 einzuarbeiten und anschliessend werden das Tragglied 100 sowie die erhärtbaren Masse 11 in das Bohrloch 19 eingebracht.
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Im ersten Ausführungsbeispiel umfasst das Tragglied 100 eine Litze 2 aus einer Vielzahl von Drähten 3 aus Stahl sowie zusätzlich auch noch sieben Einzeldrähte 7 aus Stahl. Die Drähte 3 der Litze 2 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel verschiedene Durchmesser. Grundsätzlich können aber auch alle Drähte 3 der Litze 2 denselben Durchmesser aufweisen. Die Einzeldrähte 7 werden von mehreren ringförmigen Abstandshaltern 8, z.B. aus Kunststoff, beabstandet zu der Litze 2 als Zentrallitze gehalten. Gemäss der Darstellung in 1 als erstes Ausführungsbeispiel des Litzenankers 1 weisen die Einzeldrähte 7 einen im Wesentlichen konstanten Abstand zu der Litze 2 auf, so dass die Einzeldrähte 7 die Litze 2 nicht berühren.
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Das Tragglied 100 weist ein hinteres Ende 5 auf, das dem Bohrlochgrund des Bohrlochs 19 zugewandt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Drähte 3 der Litze 2 und die Einzeldrähte 7 unterschiedlich weit aus dem Bohrloch 19 herausgeführt: Die Einzeldrähte 7 liegen zur Gänze im Bohrloch 19, so dass die Einzeldrähte 7 vollständig von der Masse 11 umschlossen sind, d.h. die vorderen Enden 6 der Einzeldrähte 7 liegen innerhalb des Bohrlochs 19, die Einzeldrähte 7 stehen nicht aus dem Bohrloch 19 heraus und die Einzeldrähte 7 sind lediglich mittelbar, insbesondere über die Litze 2, mit dem Ankerkopf 101 verbunden. Die Litze 2 hingegen reicht aus dem Bohrloch 19 bis zum Ankerkopf 101 und ist an diesem befestigt, das heisst das vordere Ende 6a des Tragglieds liegt im Bereich eines Arbeitsraumes 21 ausserhalb des Bohrlochs 19.
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Der Ankerkopf 101 weist ein Fixierungsteil 14, z.B. aus Metall, auf, an dem das Tragglied 100 befestigt, beispielsweise verkeilt ist. Da lediglich die Litze 2 zum Ankerkopf 101 reicht, ist es lediglich diese Litze 2, die vom Fixierungsteil 14 gefasst ist. Der Ankerkopf weist ferner eine Ankermutter 16 auf. Diese Ankermutter 16 ist auf einem Aussengewinde 15 des Fixierungsteils 14 angeordnet. Der Ankerkopf weist ferner eine Ankerplatte 17 auf, die von der Ankermutter 16 gegen das Gestein 18 gepresst wird.
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Nach dem Einarbeiten des Bohrlochs 19 in das Gestein 18 wird das Tragglied 100 mit der Litze 2, den Einzeldrähten 7 sowie den Abstandshaltern 8 in das Bohrloch 19 eingeschoben. Nach dem Einschieben des Tragglieds 100 wird erhärtbare und noch nicht ausgehärtete Masse 11 im Bereich eines Bohrlochmunds 20 in das Bohrloch 19 eingebracht. Dabei verdrängt die erhärtbare Masse 11 Luft aus dem Bohrloch 19. Diese verdrängte Luft wird durch Längskanäle 4 zwischen den Drähten 3 der Litze 2 durch die Litze 2 geleitet und strömt am vorderen Ende 6a der Litze 2 im Arbeitsraum 21 ausserhalb des Bohrlochs 19 aus.
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Beim Einbringen der erhärtbaren Masse 11 in das Bohrloch 19 kommt die erhärtbare Masse 11 in unmittelbaren Kontakt zu einer Aussenseite 9 der Litze 2 und einer Aussenseite 10 der Einzeldrähte 7. Somit wird nach dem Aushärten der in das Bohrloch 19 eingebrachten erhärtbaren Masse 11 eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Litze 2 und den Einzeldrähten 7 einerseits und dem Gestein 18 andererseits hergestellt (1).
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Das vordere Ende 6 der Einzeldrähte 7 liegt innerhalb des Bohrlochs 19, wohingegen das vordere Ende 6a der Drähte 3 der Litze 2 ausserhalb des Bohrlochs 19 im dem Arbeitsraum 21 liegt. Zwischen dem Ende 6a der Drähte 3 der Litze 2 und dem Ende 6 der Einzeldrähte 7 ist somit ein vorderer Endabschnitt 22 des Tragglieds 100 vorhanden, in dem eine geringere Anzahl von Drähten 3, 7 und eine geringere Anzahl der Summe der Querschnittsfläche der Drähte 3, 7 gegeben ist als ausserhalb des vorderen Endabschnittes 22, beispielsweise mittig oder an dem Schnitt gemäss A-A in 1. Das Fixierungsteil 14 ist lediglich an der Litze 2 unmittelbar befestigt, so dass nur die Litze 2 vorgespannt werden kann. Es ist nur eine relativ geringe Anzahl von Drähten 3 zu dem Fixierungsteil 14 geführt, so dass dadurch das Fixierungsteil 14 sehr einfach aufgebaut werden kann.
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In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Litzenankers 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss 1 beschrieben. Der Litzenanker 1 weist keine Einzeldrähte 7 und auch keine Abstandshalter 8 auf. Die Drähte 3 des Litzenankers 1 sind somit ausschliesslich von den Drähten 3 der Litze 2 gebildet. Dabei weist die Litze 2 in Richtung der Längsachse 28 eine variierende Anzahl von Drähten 3 und/oder eine variierende Summe von Querschnittsflächen der Drähte 3 auf. An einem mittleren Abschnitt 29 zwischen dem vorderen Endabschnitt 22 und dem hinteren Endabschnitt 23 ist die Anzahl der Drähte 3 der Litze 2 grösser als an dem vorderen Endabschnitt 22 und dem hinteren Endabschnitt 23. Ein erster oder mittlerer Teil der Drähte 3 ist von dem äussersten vorderen Ende 6a des Tragglieds 100 bis zu einem äussersten hinteren Ende 5a des Tragglieds 100 geführt, so dass der erste Teil der Drähte 3 sowohl an dem vorderen und hinteren Endabschnitt 22, 23 als auch an dem mittleren Abschnitt 29 vorhanden ist. Ein zweiter Teil der Drähte 3 ist nur an dem mittleren Abschnitt 29 vorhanden, so dass ein vorderes Ende 6 dieses zweiten Teils der Drähte innerhalb des Bohrlochs 19 liegt.
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In 4 ist an der Abszisse beginnend mit dem äussersten vorderen Ende 6a die Länge s des Traggliedes 100 aufgetragen und an der Ordinate die vom Tragglied 100 aufnehmende Zugkraft F. Der Wert sm gibt dabei die Position des Bohrlochmunds 20 an. Wie aus 4 ersichtlich ist, sind die von dem Tragglied 100 aufzunehmenden Zugkräfte in Richtung der Längsachse 28 des Litzenankers 1 mittig am Tragglied 100, im mittleren Abschnitt 29, am grössten, und an Endabschnitten 22, 23 kleiner.
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In 5 ist an der Abszisse ebenfalls die Länge s des Traggliedes 100 aufgetragen beginnend von dem äussersten vorderen Ende 6a der Drähte 3. An der Ordinate ist die Summe der Querschnittsfläche Q der Drähte 3, 7 aufgetragen. An dem vorderen und hinteren Endabschnitt 22, 23 ist die Summe der Querschnittsflächen der Drähte bzw. die Anzahl der Drähte kleiner als an dem mittleren Abschnitt 29. Dadurch ist die Anzahl der Drähte 3, 7 an die vom Tragglied 100 aufzunehmende Zugkraft angepasst.
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In 6 ist ein Ausführungsbeispiel für das Fixierungsteil 14 dargestellt. Das Fixierungsteil 14 umfasst ein Hülsenelement 25 und einen Keil 24. Das Hülsenelement 25 umfasst ein vorderes Hülsenteil 26 innerhalb dessen der Keil 24 angeordnet ist, sowie ein hinteres Hülsenteil 27, an dem aussenseitig das Aussengewinde 15 eingearbeitet ist. Die Litze 2 des Traggliedes 100 ist durch den Keil 24, das Hülsenelement 25, die Ankermutter 16 und die Ankerplatte 17 hindurchgeführt. Mittels des Keils 24 wird auf die Litze 2 eine radiale Druckkraft aufgebracht, und die Litze 2 am Hülsenelement 25 festgelegt.
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Das Innengewinde der Ankermutter 16 ist mit dem Aussengewinde 15 des hinteren Hülsenteils 27 verschraubt. Druckkräfte von dem Gestein 18 können somit über die Ankerplatte 17 auf die Ankermutter 16, von dieser auf das Hülsenelement 25 und von diesem wiederum auf die Litze 2 übertragen werden. Das vordere und hintere Hülsenteil 26, 27 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Der Keil 24 und das Hülsenelement 25 mit dem vorderen und hinteren Hülsenteil 26, 27 sind vorzugsweise koaxial bzw. konzentrisch zu der Längsachse 28 der Litze 2 angeordnet. Dies gilt auch für die Ankermutter 16 und die Ankerplatte 17. Vorzugsweise liegt der Keil 24 aussenseitig vollständig oder im Wesentlichen vollständig auf der Litze 2 auf, so dass dadurch eine grosse Anpressfläche zwischen dem Keil 24 und der Litze 2 vorhanden ist.
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In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Fixierungsteils ist an dem Fixierungsteil 14 jeder Draht 3 separat befestigt. Hierzu weist das Fixierungsteil 14 Drahtöffnungen auf und die Anzahl der Drahtöffnungen des Fixierungsteils 14 ist gleich gross oder grösser als die Anzahl der Drähte die mit dem Fixierungsteil 14 zu befestigen sind. Die einzelnen Drähte, welche durch die Drahtöffnungen geführt sind, können beispielsweise durch Querbefestigungselemente an den Drahtöffnungen separat befestigt sein.
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Beim Ausführungsbeispiel der 7 weist das Tragglied 100 zwei Litzen 2 und 2‘ auf, wobei lediglich die erste Litze 2 bis zum Ankerkopf 101 reicht und lediglich die erste Litze 2 vom Ankerkopf 101 eingefasst ist, wohingegen die zweite Litze 2‘ vor dem Ankerkopf 101 endet. Die beiden Litzen 2 und 2‘, die vorzugsweise denselben Querschnitt aufweisen, sind über Abstandshalter 8 miteinander verbunden. Der Ankerkopf 101 kann im Detail wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben ausgeführt sein.
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Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemässen Litzenanker 1 wesentliche Vorteile verbunden. Nur ein erster Teil der Drähte 3 des Litzenankers 1 ist ausserhalb des Bohrlochs 19 zu dem Ankerkopf 101 geführt und an diesem zum Vorspannen des Litzenankers 1 befestigt. Dadurch ist nur ein Teil der Drähte 3 mit dem Fixierungsteil 14 verbunden und dadurch kann das Fixierungsteil 14 konstruktiv wesentlich einfacher aufgebaut werden und ist damit in der Herstellung preiswerter. Ein weiterer Teil der Drähte 3, 7 ist zusätzlich innerhalb des Bohrlochs 19 angeordnet und dient zur Aufnahme von Zugkräften bei Verformungen des Gesteins 18. Die Anzahl der Drähte 3, 7 bzw. die Summe der Querschnittsfläche der Drähte 3, 7 ist damit in vorteilhafter Weise an die von den Drähten 3, 7 aufzunehmenden Zugkräfte angepasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0189515 A1 [0003]
- US 2010/0290841 A1 [0003]
- DE 29521197 U1 [0004]
