DE2460744A1

DE2460744A1 - Befestigungsvorrichtung fuer zuganker

Info

Publication number: DE2460744A1
Application number: DE19742460744
Authority: DE
Inventors: Joseph Panzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1976-07-01
Also published as: ZA752241B

Description

Befestigungsvorrichtung für Zuganker Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für Zuganker zum Einsetzen in Gesteins-, Erdreich- oder Felsbohrungen, bei der das mit Gewinde versehene Ende des Zugankers eine konische Mutter aufweist, die innerhalb einer mit konischen Innenflächen versehenen geschlitzten Spannhülse angeordnet ist, wobei durch Hineinziehen der konischen Mutter in die Spannhülse diese aufgespreizt und in Anlage an die Bohrungswandung gepreßt wird.
Zum Sichern von brüchigem bzw. lockerem Erdreich, Gestein oder Felsformationen werden im Bergbau und im Tiefbau Zuganker verwendet, die in oft sehr lange Bohrungen eingeführt und mittels einer Befestigungsvorrichtung in festeren Schichten verankert werden und in der Lage sind, hohe Zugkräfte aufzunehmen. Oft wird auch der Zwischenraum zwischen der Bohrung und dem Zuganker mit Zement ausgefüllt.
Zum Setzen der Zuganker sind 3efestigungsvorrichtungen bekannt, die an dem in die Bohrung eingeführten Ende des Zugankers angeordnet sind. Im größeren Umfang wird eine Vorrichtung verwendet, die aus einem auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Zugankers aufgeschraubten Mutter besteht, deren Umfangsfläche mit drei konischen ebenen Anlageflächen versehen ist. Mit diesen konischen Anlageflächen wirken drei einzelne, ebenfalls konische Spreizkeile zusammen, die durch einen Federring zusammengehalten sind.
Beim Drehen des Zugankers wird die Mutter in die Spreizkeile hineingezogen, die sich somit ausweiten und sich fest an die Bohrungswandung anlegen. Die Spreizkeile sowie die Mutter der bekannten Einrichtung lassen sich aus Kostengründen nur als Gußteile herstellen. Trotzdem liegen die Kosten verhältnismäßig noch.
Vor allem aber sind die Spreizkeile aufgrund ihrer großen Wandstärke völlig starr, so daß sie sich der Bohrungswandung nicht anpassen können. Die Verankerung der Spreizkeile in der Bohrung ist deshalb in vielen Fällen mangelhaft und die Befestigungsvorrichtung weist eine ungenügende Tragfähigkeit auf.
Ferner ist eine Befestigungsvorrichtung bekannt, bei der beim Drehen des Zugankers eine konische Mutter in eine mit einer konischen Innenbohruna versehene Spannhülse hineingezogen wird, die einen längsseitigen Schlitz aufweist, so daß sie sich durch Aufweiten an die Bohrungswand anlegt. Auch diese Anordnung von konischer Mutter und Spannhülse ergibt eine starre Verbindung, die sich unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern nicht anpassen kann. Dies hat aber zur Folge, daß nur ein geringer Teil der Umfangsfläche der Spannhülse die Kräfte beim Spannen des Zugankersl auf die Bohrungswand übertragen kann, während die restlichen Umfangs abschnitte nur geringe Kräfte aufnehmen, so daß die Tragfähigkeit der Befestigungsvorrichtung vermindert ist.
Außerdem ist die Herstellung dieser bekannten Befestigungsvorrichtung sehr aufwendig, da die tIutter noch mittels einer Nase in den Schlitz der Spannhülse greift, damit diese ebenfalls gedreht wird, und da sich die Spannhülse über Gleitringe an einem auf dem Zuganker aufgeschraubten Druckring abstützen soll. Die Anfertigung und Zusammensetzung dieser Teile erfordert einen hohen Herstellungsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß sich die Spannhülse dem Bohrungsdurchmesser besser anpassen kann, um durch ein gleichmäßigeres AnscOniegen an die Bohrungswand den Anpreßdruck insgesamt zu vergrößern und die Tragfähigkeit zuerhöhen, und daß ferner der Herstellungsaufwand der Vorrichtung und insbesondere der Spannhülse wesentlich verringert ist.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse am Umfang mit mehreren, längs verlaufenden, sich vertiefenden Einpressungen versehen ist, deren Innenflächen die konischen Anlageflächen für die konische Mutter bilden und daß mehrere Schlitze am Umfang der Hülse angeordnet sind.
Aufgrund dieser Ausbildung der hülse wird diese beim Hineinziehen der auf dem Zuganker aufgeschraubten konischen Mutter so auf gespreizt, daß sich die Wandungen der Hülse parallel zu sich nach außen /verschoben werden und sich in Anlage an die Bohrungswand legen.
Die beim Hineinziehen der Mutter ausgeübten Kräfte werden über die konischen Innenflächen der Hülse im Bereich der Einpressungen auf die zwischen den Sinpæessungen befindlichen teilzylindrischen Umfangsabschnitte der Spannhülse übertragen, die sich nicht in Anlage an der konischen Mutter befinden und somit elastisch verformbar sind, so daß sich die Umfangsabschnitte der Hülse an unterschiedliche Bohrungsdurchmesser anpassen. Damit lassen sich größere Verankerungskräfte erzielen und ist ein Ausreißen der Verw ankerung nicht zu befürchten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind wenigstens vier Einpressungen am Umfang der Hülse gleichmäßig verteilt angeoranet und ist je ein Schlitz in nur zwei gegenüberliegenden Einpressungen vorgesehen. Durch die Schlitze ist somit die Hülse in zwei Hälften aufgeteilt und damit das Aufspreizen der Hülse erleichtert. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hülse; gleichmäßig verteilt vier Einpressungen auf, von denen zwei gegenüberliegende Einpressungen durch je einen Schlitz geteilt sind, so daß jede Hälfte der Hülse drei konische Innenflächen aufweist, über die durch die konische Mutter die Anpreßkräfte in die beiden Umfangsabschnitte der Hülsenhälfte zwischen den Einpressongen eingeleitet werden. Die Anzahl der Einpressungen ist vom Durchmesser der Hülse abhängig, so daß bei größeren Durchmessern auch mehrere Einpressungen in jeder Hülsenhälfte vorgesehen sein können. Ferner kann die Hülse auch durch Schlitze in mehr als zwei Hälften unterteilt werden. Die Schlitze sind vorzugsweise in den Einpressungen vorgesehen,können jedoch auch in den Umfangsabschnitten liegen.
Wenn auch verschiedene elastische Materialien wie insbesondere auch Kunststoff zur Herstellung der Hülse verwendet werden können, so ist vorzugsweise die Hülse als Blechpreßteil ausgebildet.
Dies hat in Vorteil, daß die Herstellung, insbesondere in großen Stückzahlen, einfach und preiswert ist.In einer bevorzugten Ausführungsform läßt sich die Hülse durch Ausstanzen der beiden Hülsenhälften aus einer Blechplatte herstellen, wobei die beiden Hülsenhälften durch einen Blechabschnitt miteinander verbunden sind, worauf die Hälften halbzylindrisch gebogen und mit den Einpressungen versehen werden. Die beiden Hälften bleiben über den Blechabschnitt miteinander verbunden, der mittig ein Loch erhält, so daß die Hülse auf dem Zuganker aufsteckbar ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist der verbindende Blechende abschnitt an dem dem Zuganker/zugekehrten Ende der IIülse angeordnet. Damit ist auch die Hülse gegen Herunterfallen vom Zugankerende gesichert, da die konische Mutter zwischen dem Blechabschnitt und dem kleinsten Innendurchmesser der Einpressungen zu liegen kommt. Diese Ausführung eignet sich besonders für verhältnismäßig genaue Bohrlöcher im festen Gestein.
Der Blechabschnitt kann aber auch an dem dem Zugankerende abgekehrten Ende der Hülse angeordnet und beidseitig als Steg ausgebildet sein, der beim Aufspreizen der Hülse verformbar ist.
Die Stege verhindern auch ein zu weites Vordringen der konischen Mutter. Diese Ausführung ist für loses Erdreich oder schlecht tolerierte Bohrlöcher geeignet.
In beiden Fällen müssen die beidseitigen Stege des Blechabschnitts nachgeben können, um die Anlage der Hülse an die Bohrungswand zu ermöglichen.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Hülse auf dem Zuganker mittels Haltescheiben gehalten. Es ist nicht erforderlichs daß die Haltescheiben ein Gewinde aufweisen. Vielmehr genügt es, den Lochdurchmesser der Haltescheiben so zu wählen, daß diese auf das Zugankergewinde aufgedreht werden können.
Es ist somit auch möglich, die Befestigung wieder zu lösen und durch Verschieben des Zugankers die Befestigungsvorrichtung an einer anderen Stelle des Loches anzubringen, an der die Befestigung mit einem vorgegebenen Drehmoment vorgenommen werden kann.
Zweckmäßigerweise kann wenigstens eine Haltescheibe mit Krallen zum Anlegen an die Bohrungswandung versehen sein.
Nach einem weiteren Merkmal weist die Hülse mehrere, nach außen herausgebogene Lappen zum Halten inder Bohrung auf. Somit kann sich die Hülse nach dem Einstecken in die Bohrung nicht drehen und ist gegen Herausfallen gesichert. Es ist dabei von Vorteil, daß zum Aufspreizen der Hülse nicht der Zuganker gedreht werden muß, sondern es genügt durch Drehen der am äußeren Ende des Zugankers angeordneten Mutter den Zuganker axial zu verschieben und dabei die konische Mutter in die Hülse hineinzuziehen. Die konische Mutter kann dann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und braucht gegenüber der Hülse nicht drehfest gelagert zu sein. Dies vereinfacht die Herstellung der konischen Mutter.
In einer weiteren Ausführungsform sitzt die konische Mutter in einem Blechpreßteil ein, dessen am Umfang ausgebildete Ausprägungen zwischen die Einpressungen der Hülse greifen. Bei dieser Ausführungsform kann auch der Zuganker selbst gedreht werden; die drehfeste Verbindung der konischen Mutter mit der Hülse erfolgt über das Blechpreßteil, das fest auf der Mutter sitzt. Damit ist eine besonders einfache Herstellung möglich.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung, wobei die Hülse auf gespreizter und in Anlage an der Bohrungswandung ist; Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II; Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Hülse beim Einschieben in die Bohrung dargestellt ist; und Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 3 längs der Linie IV-IV.
In der Zeichnung ist die Bohrung 10 dargestellt, in der der Zuganker 11 eingeführt wird, der sowohl an seinem in der Bohrung 10 liegenden Ende ein Gewinde 12 als auch an seinem aus der Bohrung herausragenden Ende einen Gewindeabschnitt 13 trägt. Dabei dient die auf den Gewindeabschnitt 13 aufgeschraubte Mutter 14 zum Setzen und Lösen der Befestigungsvorrichtung und zum Spannen des Zugankers 11. Dabei ist zwischen der Mutter 10 und dem abzusEtzenden Gestein 15 eine Tragplatte 16 angeordnet.
Die Spannhülse 20 besteht aus einem Blechpreßteil und wird von zwei gleichen, im Querschnitt halbzylindrischen Hälften 21 und 22 gebildet, die am oberen Ende, also dem dem Zugankerende zugekehrten Ende über einen Blechabschnitt 23 miteinander verbunden sind, der mittig ein Aufnahemloch 24 zum Durchstecken des Zugankers 11 aufweist. Die beiden Hälften 21 und 22 sind durch die in Längsrichtung durchlaufenden Schlitze 25 und 26 voneinander getrennt.
Die Hülse 20 ist an ihrem Umfang in Längsrichtung mit vier Einpressungen 27 versehen, die regelmäßig am Umfang der Hülse verteilt angeordnet sind. Es liegen dabei zwei Einpressungen 27 einander gegenüber im Bereich der Schlitze 25 und 26. Die anderen beiden Einpressungen 27 liegen jeweils in der Mitte zwischen den beiden Schlitzen. Die Efinpressungen 27 verlaufen konisch schräg nach innen und bilden somit die Anlageflächen 28 für die konische Mutter 40.
Zwischen den Einpressungen 27 befinden sich die Umfangsabschnitte 29 der Hülse, die beim Aufspreizen der Hülse an die Wandung der Bohrung 10 angepreßt werden.
Am unteren Ende ist die Hülse 20 mit herausgebogenen Lappen 30 versehen, welche sich an die Bohrungswand anlegen und damit die Befestigungsvorrichtung gegen Herausfallen sowie die Hülse zentrieren und gegen Verdrehen sichern. Ferner ist auf dem Gewinde 12 des Zugankers eine Haltescheibe 31 aufgeschraubt, die als rechteckige Platte ausgebildet sein kann, deren Ecken sich in der Bohrungswandung festkrallen. Dadurch ist ebenfalls die Befestigungsvorrichtung gegen Herausfallen aus der Bohrung gesichert.
In Fig. 1 ist die Hülse im befestigten Zustand dargestellt, indem die konische Mutter 40 durch Drehen des Zugankers 11 oder durch Drehen der Mutter 14 so weit in die Hülse hineingezogen ist, daß diese sich aufspreizt und ihre Umfangsabschnitte 29 an die Bohrungswand zum Anliegen kommen. Die Anpreßkräfte der konischen Mutter 40 werden dabei über die Anlagefläche 28 der Einpressungen 27 auf die Umfangsabschnitte 29 übertragen, die sich in gewissem Grade elastisch verformen und an die Bohrungswandung anschmiegen können, so daß die Haltekräfte sowohl vergrößert als auch vergleichmäßigtwerden.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die konische Mutter 40 mit der Hülse 20 drehfest verbunden. Dabei soll die Befestigung der Hülse in der Bohrung durch Drehen des Zugankers 11 erfolgen. Zur drehfesten Verbindung ist über die Mutter 40 ein Blechpreßteil 41 gezogen, das mit der Mutter 40 fest verbunden ist. Das Blechpreßteil 41 weist Ausprägungen 42 auf, welche zwischen die Einprägungen 27 der Hülse greifen.
Das Blechpreßteil 41 ist nicht erforderlich, wenn man die Befestigung der Hülse durch axiales Verschieben des Zugankers 11 erreichen will und zu diesem Zweck lediglich die Mutter 14 dreht.
In diesem Fall gerät das Blechpreßteil 41 in Fortfall und wirkt die konische, im Querschnitt kreisrunde Mutter 40 unmittelbar mit den Anlageflächen 28 der Hülse zusammen.
Diese Ausführungsform ist in den Fign. 3 und 4 dargestellt,wobei die Hülse 20 im nicht aufgespreizten Zustand dargestellt ist, in dem sie auf den Zuganker 11 zusammen mit der konischen Mutter 40 in die Bohrung 10 eingeführt wird. Die Ausführung der Hülse 2 entspricht der in Fig. 1 dargestellten Hülse, so daß gleiche Bezugszeichen gelten.
In Fig. 3 ist aber der die beiden Hülsenhälften 21 und 22 verbindende Abschnitt 23 am unteren Ende der Hülse, also an dem dem Zugankerende abgekehrten Ende der Hülse angeordnet. Der Abschnitt im Bereich der beiden Stege 32 hat einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt, damit der Abschnitt beim Aufspreizen der Hülse nachgeben kann. Der Abschnitt dient ferner als Stop bei zu weitem Vorbringen der Mutter. Ferner sind in Fig. 3 die herausgebogenen Lappen 30 deutlich sichtbar, welche die Hülse anfänglich zentrieren und in der Bohrung sichern. Die mit Krallen versehene Haltescheibe 31, die auf dem Gewinde 12 des Zugankers aufgeschraubt ist, sichert die Hülse in axialer Richtung. Ferner ist noch eine weitere Haltescheibe 33 zu diesem Zweck vorgesehen mit deren Hilfe aber auch die ganze Vorrichtung wieder herausgezogen werden kann, falls sie gelöst werden soll.

Claims

Patentansprüche

1. Befestigungsvorrichtung für Zuganker zum Einsetzen in Gesteins-, Erdreich- oder Felsbohrungen, bei der das mit Gewinde versehene Ende des Zugankers eine konische Mutter aufweist, die innerhalb einer mit konischen Innenflächen versehenen geschlitzten Spannhülse angeordnet ist, wobei durch Hineinziehen der konischen Mutter in die Spannhülse diese aufgespreizt und in Anlage andie Bohrungswandung gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) am Umfang mit mehreren längs verlaufenden, sich vertiefenden Einpressungen (27) versehen ist, deren Innenflächen (28) die konischen Anlageflächen für die konische Mutter (40) bilden, und daß mehrere Schlitze (25,26) am Umfang der Hülse angeordnet sind.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichne daß wenigstens vier Einpressungen (27) am Umfang der Hülse(20) gleichmäßig verteilt angeordnet sind und je einen Schlitz (25, 26) in nur zwei gegenüberliegenden Einpressungen vorgesehen ist .

3. ßefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsabschnitte (29) der Hülse zwischen den Einpressungen (27) zylindrisch sind.

4. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) ein Blechpreßteil ist, dessen durch die Schlitze (25,26)gebildeten beiden I lften (21,22) über einen Abschnitt (23) miteinander verbunden sind, wobei der Abschnitt mittig ein Loch (24) zur Aufnahme des Zugankers (11) aufweist.

5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (23) an dem dem Zugankerende zugekehrten Ende der Hülse angeordnet ist.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (23) an dem dem Zugankerende abgekehrten Ende der Hülse angeordnet ist.

7. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) auf dem Zuganker (11) mittels Haltescheiben (31,33) gehalten ist.

8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Haltescheibe (31) mit Krallen zum Anlegen an die Bohrungswandung (10) versehen ist.

9. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) mehrere nachaußen herausgebogene Lappen (30) zum Halten in der Bohrung aufweist.

10. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Mutter (40) in einem Blechpreßteil (41) einsitzt, dessen am Umfang ausgebildete Ausprägungen (42) zwischen die Einpressungen (275 der Hülse (20) greifen.

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