DE1173054B

DE1173054B - Expanding sleeve anchors, especially for mining

Info

Publication number: DE1173054B
Application number: DES82439A
Authority: DE
Inventors: Andre Villeval
Original assignee: FORGES ET BOULONNERIES HERMANT
Current assignee: FORGES ET BOULONNERIES HERMANT
Priority date: 1962-09-20
Filing date: 1962-11-14
Publication date: 1964-07-02

Description

Spreizhülsenanker, insbesondere für den Bergbau Die Erfindung betrifft einen Spreizhülsenanker, insbesondere für den Bergbau, der dazu bestimmt ist, das Hangende unterirdischer Räume sowie die Strekkenstöße nach der Technik der aufgehängten Abstützung zu sichern.Expansion sleeve anchors, in particular for mining The invention relates to an expansion sleeve anchor, especially for mining, which is intended to support the Hanging subterranean rooms as well as the line joints using the technique of the suspended ones To secure support.

Es ist bekannt, solche Anker mit einer Hülse auszustatten, die in radialer Richtung aufweitbar ist, und zwar besteht eine solche Hülse aus mehreren Schalen, in deren Innerem schräge Gleitflächen, sogenannte »Rampen<;, angeordnet sind. Diese Rampen arbeiten mit Keilen zusammen, die an einer innerhalb der Hülse axial angeordneten Ankerstange angebracht sind oder aber auf einem Formstück, das am Ende dieser Stange befestigt ist. Die einzelnen Hülsenschalen sind hierbei miteinander durch elastische Bänder verbunden, dieparallel zueinander oder über Kreuz verlaufen.It is known to equip such anchors with a sleeve that is shown in is expandable in the radial direction, namely, such a sleeve consists of several Shells with inclined sliding surfaces, so-called "ramps", arranged in their interior are. These ramps work together with wedges attached to one inside the sleeve axially arranged anchor rod are attached or on a fitting that is attached to the end of this rod. The individual sleeve shells are here with one another connected by elastic bands that run parallel to each other or crosswise.

Solche Ankerköpfe sollen als fester Haltepunkt für die Ankerstange dienen, und sie werden in eine zuvor hergestellte Bohrung eingebracht. In dieser Bohrung wird der Spreizhülsenanker zunächst provisorisch gehaltert, so daß er sich allein durch die zwischen der Bohrungswand und der noch nicht gespreizten Hülse bestehende Reibung festhält. Zu diesem Zweck wird die Bohrung, die für die Aufnahme eines solchen Spreizhülsenankers bestimmt ist, mit einem Durchmesser ausgeführt, der nur wenig größer als derjenige der Hülse des Ankers ist.Such anchor heads are intended as a fixed point of support for the anchor rod serve, and they are placed in a previously made hole. In this Hole, the expansion sleeve anchor is initially held provisionally so that it is solely through the sleeve between the bore wall and the not yet expanded sleeve existing friction. For this purpose, the hole that is used for the inclusion of such an expansion sleeve anchor is intended, designed with a diameter, which is only slightly larger than that of the sleeve of the anchor.

Nun kommt es häufig vor, daß das Bohrwerkzeug nicht genau um seine Achse umläuft, die im Raum unverändert festliegen sollte, sondern einen Kegelmantel beschreibt. Daraus ergibt sich, daß eine solche Bohrung, die mit einem Bohrer von an sich richtig entsprechend dem Hülsendurchmesser bemessenem Durchmesser hergestellt wurde, im Endergebnis einen lichten Durchmesser aufweist, der wesentlich größer ist als derjenige der Hülse. Dieses kann sich übrigens auch aus anderer Ursache ergeben, beispielsweise durch schlechtes Arbeiten des Bohrers, wie es u. a. vorkommen kann, wenn das zu bohrende Gestein eine ungleichmäßige Beschaffenheit aufweist.Now it often happens that the drilling tool is not exactly his Axis revolves, which should be fixed unchanged in space, but a cone shell describes. It follows that such a hole made with a drill of properly made according to the sleeve diameter dimensioned diameter has, in the end result, a clear diameter that is significantly larger is than that of the sleeve. Incidentally, this can also have another cause result, for example, by poor performance of the drill, as it inter alia. occurrence can if the rock to be drilled has an uneven texture.

Selbst dann aber, wenn die Bohrungen wirklich einen Durchmesser aufweisen, der nur wenig größer ist als derjenige der in sie eingeführten Hülse, wobei letztere also immerhin eine vorläufige Halterung erfahren kann, nämlich infolge eines gewissen Auseinandergehens der Hülsenschalen dank der Elastizität der Haltebänder, so kommt es doch häufig auch in diesen Fällen vor, daß dann, wenn man dazu übergeht, die endgültige Verankerung durch radiale Spreizung der Hülse mittels der verstellbaren Ankerstange vorzunehmen, diese Stange sich mitdreht, anstatt sich axial zu verschieben, und bei dieser Drehung die ganze Verankerungsvorrichtung mitnimmt. Dieses tritt immer dann ein, wenn die Reibung zwischen der Hülse und der Bohrungswandung zu geringfügig ist. In solchen Fällen kann die mit den Keilen versehene Ankerstange sich innerhalb der Hülse, also nicht in axialer Richtung verschieben. Die Folge davon ist, daß die beabsichtigte Spreizung der Hülse nicht erfolgen kann.But even if the holes really have a diameter, which is only slightly larger than that of the sleeve inserted into it, the latter so can at least experience a provisional support, namely as a result of a certain The sleeve shells come apart thanks to the elasticity of the retaining straps It often happens in these cases, too, that when one goes over to it, the final anchoring by radial expansion of the sleeve by means of the adjustable Make anchor rod, this rod rotates instead of axially shifting, and during this rotation takes the entire anchoring device with it. This occurs whenever the friction between the sleeve and the bore wall is too slight is. In such cases, the anchor rod provided with the wedges can be inside the sleeve, so do not move in the axial direction. The consequence of this is that the intended expansion of the sleeve cannot take place.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, um diesen Nachteil zu vermeiden, und zwar betrifft sie einen Spreizhülsenanker, bei dem die Verankerung durch Spreizung der Hülse selbst dann erfolgen kann, wenn der Durchmesser der Bohrung größer ist als derjenige, den sie normalerweise für eine bestimmte Hülse haben sollte.The present invention shows a way to avoid this disadvantage, namely it concerns an expansion sleeve anchor, in which the anchoring by expansion the sleeve can take place even if the diameter of the bore is larger than the one it should normally have for a particular pod.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Spreizhülsenankerkopf zur Befestigung von Gebirgsankern. Dieser insbesondere für den Bergbau geschaffene Spreizhülsenanker besteht in bekannter Weise aus einer Spreizhülse, die durch zwei Halbschalen gebildet ist, jedoch auch in eine größere Anzahl von Hülsenschalen unterteilt sein kann. In diesen Schalen sind Rampen angeordnet, die mit am Ende einer die Spreizhülse durchsetzenden verstellbaren Ankerstange angebrachten Keilen zusammenwirken. An ihren äußeren Enden sind die Hülsenschalen durch Bänder miteinander verbunden. Diese Bänder können hierbei durch Federbänder dargestellt sein, die - ggf. über Kreuz verlaufend - die je einander gegenüberliegenden Randkanten der Hülsenschalen miteinander verbinden. Diese Bänder sind so angeordnet, daß sich zwischen ihnen das keilförmige Ende der verstellbaren Ankerstange verschieben kann.The subject of the invention is therefore an expansion sleeve anchor head for fastening of mountain anchors. This expansion sleeve anchor especially created for mining consists in a known manner of an expansion sleeve formed by two half-shells is, but can also be divided into a larger number of sleeve shells. In these shells ramps are arranged with the expansion sleeve at the end of one penetrating adjustable anchor rod attached wedges cooperate. At At their outer ends, the sleeve shells are connected to one another by straps. These Bands can be represented by spring bands, which - possibly crosswise running - the opposite edge edges of the sleeve shells with each other associate. These bands are arranged so that there is between them can move the wedge-shaped end of the adjustable anchor rod.

Das wesentliche Merkmal des Spreizhülsenankers gemäß der Erfindung, durch das dieser sich gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet, besteht in einer oder mehreren Kappen aus verformbarem Werkstoff, die mit dem keilförmigen Ende der Ankerstange und/oder den Federbändern so verbunden sind, daß sie beim Anziehen der Ankerstange sich im Verhältnis zur Hülse in radialer Richtung ausdehnen und gegen die Wand des Bohrlochs drücken.The essential feature of the expansion sleeve anchor according to the invention, by which this differs from the embodiments described above, consists of one or more caps made of deformable material, those with the wedge-shaped End of the anchor rod and / or the spring straps are connected so that they are tightened the anchor rod expand in relation to the sleeve in the radial direction and press against the wall of the borehole.

Auf Grund dieser radialen Ausdehnung der Kappen und ihrer mehr oder weniger starken Berührung mit der Innenwand der Bohrung ergeben sich zusätzliche Reibungskräfte zwischen dem Spreizhülsenanker und der Bohrungswand. Diese Reibungskräfte kommen also zu denjenigen hinzu, die sich aus der mehr öder weniger ausgeprägten Anpressung der Hülse an die Bohrungswand ergeben. Dadurch wird ein Mitdrehen der Hülse und ihrer die Keile tragenden Ankerstange verhindert, wenn man die Ankerstange innerhalb der Hülse vorschieben will, um diese zu spreizen.Due to this radial expansion of the caps and their more or less strong contact with the inner wall of the bore results in additional Frictional forces between the expansion sleeve anchor and the bore wall. These frictional forces So come to those who emerge from the more or less pronounced Resulting pressure of the sleeve on the bore wall. This will cause the Sleeve and its anchor rod carrying the wedges prevents the anchor rod wants to advance inside the sleeve in order to spread it.

Die genannte verformbare Kappe ist zwischen dem keilförmigen Ende der Ankerstange und den Haltebändern so angeordnet, und sie soll eine solche Höhe besitzen, daß der Keil normalerweise gegen die Hülse drückt, ohne deren Spreizung zu bewirken. Bei dieser Form der Verwirklichung des Erfindungsgedankens ergibt sich eine Verankerungsvorrichtung, die den zusätzlichen Vorteil aufweist, daß der tote Gang zwischen der Ankerstange und der Hülse verringert, wenn nicht völlig zum Verschwinden gebracht wird. In diesem Falle nämlich beginnt die Spreizung sofort mit Beginn der Drehung der Schraubenmutter, weil das keilförmige Ende gleich von vornherein in Berührung mit den die Hülse bildenden Schalen ist.Said deformable cap is between the wedge-shaped end the anchor rod and the retaining straps so arranged and they should be of such a height possess that the wedge normally presses against the sleeve without spreading it to effect. In this form of implementation of the inventive idea results an anchoring device that has the additional advantage that the dead The gear between the anchor rod and the sleeve is reduced, if not completely disappeared is brought. In this case, namely, the expansion begins immediately with the beginning of the Rotation of the nut because the wedge-shaped end is in Is in contact with the shells forming the sleeve.

Vorteilhafterweise wird der waagerechte Querschnitt der Kappe so gewählt, daß seine Umrisse sich vollständig in das Profil der Hülse - betrachtet in achssenkrechtem Querschnitt - einfügen, damit diese Kappe die Einführung der Vorrichtung in die Bohrung nicht behindert.The horizontal cross-section of the cap is advantageously chosen so that that its outlines are completely in the profile of the sleeve - viewed perpendicular to the axis Cross-section - insert to allow this cap to insert the device into the Hole not obstructed.

Trotzdem soll nicht ausgeschlossen werden, daß die nicht zusammengedrückte Kappe, die sich zwischen dem keilförmigen Ende der Ankerstange und den Haltebändern befindet, über die Hülse hinausragen kann. In diesem Falle kann der überstehende Teil die vorläufige Verankerung ggf. sogar verbessern.Nevertheless, it should not be ruled out that the not compressed Cap located between the wedge-shaped end of the anchor rod and the retaining straps is located, can protrude beyond the sleeve. In this case, the protruding Part of the temporary anchoring may even improve.

In solchen Fällen, in denen ein gleichmäßiges Zusammendrücken der Kappen wünschenswert erscheint, kann man auf den beiden Seitenflächen der Kappe oder aber auch nur auf einer einzigen eine Platte aus nicht dehnbarem Material anbringen. Diese Platte bzw. diese Platten können hierbei durch die Kappe selbst getragen werden. Es ist auch möglich, die Platten am keilförmigen Ende der Ankerstange anzubringen oder sie durch die Haltebögen, die ggf. über Kreuz verlaufen mögen, zu haltern. In dem zuletzt genannten Fall, insbesondere dann, wenn die Haltebögen parallel zueinander verlaufen, wird die Platte, sofern sie sich am oberen Ende befindet, durch eine Querstange gehalten, deren Enden in den Haltebögen geführt werden. Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann diese Platte zwei Sporen tragen, die in den halternden Bögen gleitend geführt werden. Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt.In those cases where even squeezing of the Caps appear desirable, you can place on the two side surfaces of the cap or also just attach a plate made of non-stretchable material to a single one. This plate or these plates can be carried by the cap itself. It is also possible to attach the plates to the wedge-shaped end of the anchor rod or to hold them through the ties, which may run crosswise if necessary. In the latter case, especially when the ties are parallel to each other run, the plate, if it is at the top, will pass through a Crossbar held, the ends of which are guided in the retaining arches. With a modified one Embodiment, this plate can carry two spurs that are in the supporting arches be guided on a sliding basis. To illustrate the concept of the invention is in the Drawing shows an embodiment.

F i g. 1 zeigt diesen als Ausführungsbeispiel gewählten Spreizhülsenanker in räumlicher Darstellung; F i g. 2 stellt eine Seitenansicht dieser Vorrichtung gemäß F i g. 1 dar, und zwar nach erfolgter Einbringung in ein Bohrloch.F i g. 1 shows this expansion sleeve anchor selected as an exemplary embodiment in spatial representation; F i g. Figure 2 shows a side view of this device according to FIG. 1 after it has been introduced into a borehole.

Zunächst sei insbesondere F i g. 1 betrachtet. Aus dieser ist ersichtlich, daß bei dieser Ausführungsform die Spreizhülse durch zwei Halbschalen 1 und 2 gebildet ist, die durch zwei Haltebänder 3 und 4 miteinander verbunden sind. Bei diesen beiden Haltebändern handelt es sich um bogen- oder zangenförmige Gebilde aus Federstahl. Sie verlaufen in diesem Falle über Kreuz, und zwar überschneiden sie sich im Punkt 5. Die senkrechten Arme dieser Bänder sind an die Hülse angeschweißt. wie es beispielsweise der vorn sichtbare Arm 6 zeigt. Dieser ist im Punkt 7 in einer Aussparung 8 der Halbschale 1 festgeschweißt.First of all, let F i g. 1 considered. From this it can be seen that in this embodiment the expansion sleeve is formed by two half-shells 1 and 2 which are connected to one another by two retaining straps 3 and 4. With these two Retaining straps are curved or pincer-shaped structures made of spring steel. In this case, they cross, and indeed they overlap at the point 5. The vertical arms of these bands are welded to the sleeve. like it for example the arm 6 visible at the front shows. This is at point 7 in a recess 8 of the Half-shell 1 welded in place.

Innerhalb der Hülse ist die erwähnte axiale verstellbare Ankerstange 9 angeordnet. Diese trägt, wie es an sich bekannt ist, eine oder mehrere Etagen von Keilen. Letztere wirken mit einer oder mehreren Etagen von Rampen zusammen. die im Innern der Halbschalen 1 und 2 angebracht sind. Einer dieser Keile 10 stellt das obere Ende der Ankerstange 9 dar. Das andere Ende - in F i g. 1 unten - ist mit einem Gewinde 11 versehen und trägt eine Mutter 12. In dem freien Raum oberhalb des Keiles 10, und zwar innerhalb der gekreuzten Haltebänder 3 und 4, sind Kappen 13, 14 und 15 von kreuzförmigem Profil angeordnet, und zwar so, daß sie durch die Arme der Haltebänder 3 und 4 gehalten werden, wie es besonders deutlich der vorn sichtbare Arm 6 zeigt. Dieses kreuzförmige Profil fügt sich etwa in den achssenkrechten Querschnitt der Hülse ein. Die Kappen sind aus einem verformbaren Werkstoff gefertigt, beispielsweise aus Schwammgummi.The aforementioned axially adjustable anchor rod 9 is arranged inside the sleeve. As is known per se, this carries one or more floors of wedges. The latter work together with one or more floors of ramps. which are attached inside the half-shells 1 and 2. One of these wedges 10 represents the upper end of the anchor rod 9. The other end - in F i g. 1 below - is provided with a thread 11 and carries a nut 12. In the free space above the wedge 10, namely within the crossed retaining straps 3 and 4, caps 13, 14 and 15 with a cross-shaped profile are arranged, namely as follows: that they are held by the arms of the straps 3 and 4, as the arm 6 visible at the front shows particularly clearly. This cross-shaped profile fits approximately into the perpendicular cross-section of the sleeve. The caps are made of a deformable material, for example sponge rubber.

Wenn der Spreizhülsenankerkopf, der durch die Ankerstange 9 getragen wird, gemäß F i g. 2 in ein Bohrloch 16 eingeführt ist, dessen Wand durch die Kennziffern 17 und 18 bezeichnet ist, so gestattet es schon eine schwache Reibung zwischen den Halbschalen 1 und 2 einerseits und den Bohrlochwandungen andererseits, daß die Stange 9 und ihr Verstellkeil 10 nach oben verschoben werden. Da nun die über Kreuz geführten Haltebänder 3 und 4 an der Hülse l/2 befestigt sind, bewirkt eine solche Verschiebung der Verstellstange relativ zur Hülse, daß die Kappen 13, 14 und 15 zusammengedrückt werden und dadurch in radialer Richtung auseinandergehen, so daß sie gegen die Wandungen 17 und 18 drücken und dadurch zusätzliche Reibungskräfte erzeugen. Diese zusätzlichen Reibungskräfte wirken also unterstützend zu denjenigen. die durch die beiden Halbschalen 1 und 2 innerhalb der Bohrung 16 erzeugt werden. Dadurch werden die Hülse und die Ankerstange 9 gehindert, sich beim Anziehen der Mutter 12 leer innerhalb der Bohrung mitzudrehen, und zwar genügt diese Gesamtreibung auch schon dann, wenn die Reibung der Hülsenschalen 1 und 2 für sich allein unzureichend wäre. Dieses gilt auch dann, wenn der Durchmesser der Bohrung im Vergleich zum achssenkrechten Querschnitt der Hülse wirklich nennenswert zu groß sein sollte.If the expansion sleeve anchor head, which is carried by the anchor rod 9, according to FIG. 2 is inserted into a borehole 16, the wall of which is denoted by the numerals 17 and 18, it allows even a slight friction between the half-shells 1 and 2 on the one hand and the borehole walls on the other hand that the rod 9 and its adjusting wedge 10 are moved upwards . Since now the crossed straps 3 and 4 are attached to the sleeve 1/2, such a displacement of the adjusting rod relative to the sleeve causes the caps 13, 14 and 15 to be compressed and thereby diverge in the radial direction, so that they against press the walls 17 and 18 and thereby generate additional frictional forces. So these additional frictional forces act supportive to those. which are generated by the two half-shells 1 and 2 within the bore 16. As a result, the sleeve and the anchor rod 9 are prevented from turning empty within the bore when the nut 12 is tightened, and this total friction is sufficient even if the friction of the sleeve shells 1 and 2 were in themselves insufficient. This also applies if the diameter of the bore should really be appreciably too large compared to the cross-section of the sleeve that is perpendicular to the axis.

Wenn man es wünscht, kann man oberhalb und/oder unterhalb der Kappen Platten aus nicht dehnbarem Material anbringen, damit man zwischen dem Keil der Ankerstange 9 und dem Gipfelpunkt der Bögen 3 und 4 ein gleichförmiges und gutes Zusammendrücken der Kappen erzielt.If you wish, you can go above and / or below the caps Plates from not Apply stretchy material so that you can get between the wedge of the anchor rod 9 and the apex of the arches 3 and 4 a uniform and good compression of the caps is achieved.

Im wesentlichen jedenfalls füllen diese Kappen den ganzen freien Raum aus, der sich zwischen dem Gipfelpunkt 5 der Bögen 3 und 4 und dem Endkeil 10 der Ankerstange 9 befindet. Hierbei ist der genannte Keil 10 also selbst dann, wenn die Vorrichtung sich innerhalb der Bohrung noch im Zustand der provisorischen Verankerung befindet, in Berührung mit den beiden Halbschalen der Hülse (ohne schon eine Spreizung der Hülse zu bewirken), und zwar derart, daß sofort mit Beginn der Betätigung der Schraube 12 - also ohne jeden Leerlauf - die Hülse beginnt, sich in radialer Richtung aufzuweiten.In any case, these caps essentially fill the entire free space from, which is between the summit 5 of the arcs 3 and 4 and the end wedge 10 of the Anchor rod 9 is located. Here, the mentioned wedge 10 is even if the device is still in the state of the provisional anchoring within the bore is in contact with the two half-shells of the sleeve (without any expansion to effect the sleeve), in such a way that immediately with the start of actuation of the Screw 12 - without any idling - the sleeve begins to move in the radial direction to widen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Kappen die Form eines Kreuzes. Selbstverständlich ist es nicht unerläßlich, gerade diese Form zu wählen. Es können die Kappen vielmehr auch andere Profile besitzen. die geeignet sind, die Kappen an den Bändern zu haltern. Auch ist die Erfindung nicht beschränkt auf Ausführungsformen, bei denen die Haltebänder einander überkreuzen. Der Erfindungsgedanke läßt sich auch in der Weise verwirklichen, daß bei einem Spreizhülsenanker die Haltebänder parallel zueinander angeordnet werden und dadurch Führungen für Führungswarzen ergeben, die auf der Kappe vorgesehen sein können oder aber auf einer Leiste, die quer zu den Kappen angeordnet ist und mit ihren Enden in den Bereich dieser Haltebänder hineinragt. Es ist auch möglich, die etwaigen Platten aus nicht dehnbarem Material mit solchen Führungszapfen zu versehen.In the illustrated embodiment, the caps have the shape of a cross. Of course, it is not essential to have this particular shape Select. Rather, the caps can also have other profiles. which is suitable are to hold the caps by the straps. The invention is also not restricted to embodiments in which the retaining straps cross one another. The idea of the invention can also be implemented in such a way that the retaining straps in an expansion sleeve anchor are arranged parallel to each other and thus result in guides for guide lugs, which can be provided on the cap or on a bar that transversely to the caps is arranged and with their ends in the area of these retaining straps protrudes. It is also possible to use any panels made of non-stretchable material to be provided with such guide pins.

Erwähnt sei noch die Möglichkeit, daß die Kappen über das Hülsenprofil - betrachtet in achssenkrecht geführtem Querschnitt - hinausragen können. In diesem Fall kann der vorstehende Teil der Kappen dazu dienen, die vorbereitende Verankerung des Spreizhülsenankers zu verbessern.Mention should also be made of the possibility that the caps over the sleeve profile - viewed in a cross-section perpendicular to the axis - can protrude. In this In the case, the protruding part of the caps can be used for the preparatory anchoring to improve the expansion sleeve anchor.

Claims

Claims: 1. Expanding sleeve anchors, especially for mining, with ramps arranged in the sleeve shells, with the expansion sleeve at the end of one penetrating adjustable anchor rod attached wedges work together, and with preferably diagonally connecting the sleeve shells at their outer ends Spring straps, g e -characterized by one or more caps (13, 14, 15) deformable material with the wedge-shaped end (10) of the adjustable anchor rod (9) and / or the spring straps (3, 4) are connected.

2. expansion sleeve anchor according to claim 1, characterized in that the cap between the wedge-shaped end of the anchor rod and the straps is arranged.

3. expansion sleeve anchor according to claim 1 or 2, characterized by such a height of the cap or caps that the wedge in the Starting position touches the sleeve shells without, however, already spreading them.

4th Expansion sleeve anchor according to one of the preceding claims, characterized in that that the cap represents a body with the basic shape of a parallelepiped, at the edges of which there are recesses for the passage of the retaining straps.

5. expansion sleeve anchor according to one of the preceding claims, characterized by such a dimensioning and shaping of the cap that its axially perpendicular cross-section does not protrude beyond the perpendicular cross-section of the sleeve.

6. Expansion sleeve anchor according to one of the preceding claims, characterized in that above and / or a plate made of inextensible material is arranged below the cap.