DE2629351C2 - Vorrichtung zum Setzen eines Klebeankers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Setzen eines Klebeankers, dessen Ankerstange am aus dem Bohrloch ragenden Ende ein Gewinde für eine Mutter aufweist, mit der die Ankerstange gespannt und gegebenenfalls eine Ankerplatte gehalten und vorge spannt wird.

Klebeanker werden in zunehmenden Maße im untertägigen Bergbau verwendet, weil sich damit eine bessere Haftung zwischen dem Gestein und der Ankerstange erreichen läßt. Beim Setzen des Klebeankers wird zunächst eine Patrone, die die Komponenten des Kunstharzmörtels oder Klebstoffes enthält, in das Bohrloch eingeführt. Dann wird die Ankerstange ίο drehend in das Bohrloch eingeführt, wobei die Patrone zerstört wird, die Komponenten des Kunstharzmörtels gemischt werden und der Kunstharzmörtel verteilt wird. Nach dem Aushärten des Kunstharzmörtels wird die Mutter gegen eine vor der öffnung des Bohrloches gesetzte Ankerplatte gedreht und dabei eine Ankerstange gespannt.

Damit die Ankerstange beim Einführen in das Bohrloch gedreht werden kann, ist es bekannt, am Gewindeende der Ankerstange eine Gewindeblockie- rung vorzusehen, die ein Widerlager für eine Mutler bildet, an der ein Drehwerkzeug angreifen kann (DE-AS 24 14 420). Das erfordert besondere Bearbeitungsvorgänge bei der Herstellung der Ankerstange, weil zunächst die eigentliche Spannmutter auf das Gewindeende aufgedreht werden muß, bevor die Gewindeblockierung angebracht werden kann, die eine weitere, auf das freie Gewindeende aufgedrehte Mutter hält.

Ferner ist es bekannt, auf das Gewindeende der Ankerslange oder in die Gewindegänge der Mutter einen Ring bzw. einen Stopfen aus einem Kunststoffmaterial zu setzen, der das Weiterdrehen der Mutter hindert und erst nach Überwindung eines bestimmten Drehmomentes zerstört wird, so daß die Mutter auf das Gewindeende zum Verspannen der Ankerstange weitergedreht werden kann (DE-OS 24 09 658). Auch bei dieser Ausführung ist eine besondere Bearbeitung entweder der Ankerstange oder der Mutter erforderlich. Außerdem kann das zum Weiterdrehen der Mutter erforderliche Drehmoment nicht mit genügender Genauigkeit eingestellt werden, weil es von den Materialeigenschaften, dem Verbund zwischen Ring bzw. Stopfen und Ankerstange bzw. Mutter und anderen betrieblichen Parametern abhängt.

Ankerstangen werden in verhältnismäßig großen

Mengen benötigt. Sie müssen deshalb preiswert sein.

Eine zusätzliche Bearbeitung der Ankerstange oder der

Mutter verursacht jedoch Kosten, die in keinem annehmbaren Verhältnis zu den Kosten einer einfachen, lediglich ein Gewindeende aufweisenden Ankerstange

und einer handelsüblichen Mutter stehen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung anzugeben, mit der Anker, insbesondere Anker ohne Blockierungseinrichtung für die Mutter in einem Arbeitsgang gesetzt und vorgespannt werden können, ss Diese Aufgabe wird mit einer drehbaren Hülse gelöst, die an ihrer Stirnseite zur Aufnahme der Ankermutter eine öffnung mit einem dem Querschnitt der Mutter angepaßten Querschnitt aufweist und in deren Iniienraum ein durch eine bestimmte Federkraft beaufschlagte tes Widerlager angeordnet ist, das beim Setzen der Ankerstange an deren aus der Mutter nach hinten herausragendem Gewindeende anliegt und bis zum Erreichen eines bestimmten Drehwiderstandes eine Längslrcwegung zwischen der Ankerstange und der f>5 Mutter verhindert.

Mit dieser Hülse, die z. B. an einem Drehwerkzeug angebracht sein kann, wird die auf das Gewindeende der Ankerstange aufgedrehte Mutter erfaßt, wobei die die

Mutter ggf. nur wenig überragende Stirnseite des Gewindeendes in den fnnenraum der Hülse ragt und dort von der Sperre gehalten wird. Wird die Hülse gedreht, dann nimmt sie die Mutter mit, die sich jedoch nicht auf das Gewindeende aufdrehen kann, weil dieses relativ zur Hülse und damit relativ zur Mutter festgehalten wird. Nach dem Aushärten des Kunstharzmörtels wird die Sperre gelöst, so daß die Mutter durch Weiterdrehen der Hülse zum Verspannen der Ankerstange weiter auf das Gewindeende aufgedreht werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich insbesondere Klebeanker einfachster Ausführung setzen, ohne daß an den Ankerstangen oder an den Muttern besondere Einrichtungen zur gegenseitigen Blockierung angeordnet sein müssen oder die Drehrichtung beim Setzen gewechselt werden muß. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Virrichtungen wieder verwendbar ist, ergib! sich eine beträchtliche Kosteneinsparung.

Zweckmäßig ist das Widerlager eine Platte, die auf der Feder abgestützt in Hülsenlängsrichtung verschieblich angeordnet ist. Beim Einsetzen des Klebeankers stützt sich dann das Gewindeende auf der Platte ab und wird von der Feder gegen die aus der Drehung der Mutter resultierende Axialkraft sowie getcn den Andruck der Vorrichtung gehalten. Nach dem Aushärten des Kunstharzmörtels steigt die aus der Drehung der Mutter resultierende Axialkraft stark an und überwindet den Federdruck, so daß die Mutter weitergedreht werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht das Widerlager aus wenigstens zwei Stiften, die in schräg zur Hülsenlängsachse angeordneten Bohrungen der Hülse verschieblich gehalten und auf Federn abgestützt sind. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist ähnlich wie die der oben beschriebenen, mit dem Unterschied, daß die Stifte bei zunehmender Axialkraft nach dem Aushärten des Klebstoffes in die Bohrungen zurückweichen, so daß ggf. keine auf die Stirnseite des Gewindeendes einwirkenden Axialkräfte mehr vorhanden sind.

Dabei kann eine größere Federkraft verwendet werden, da das Halten der Mutter nur bis zum Erhärten erforderlich ist.

Die Federkraft IaIU sich einstellen, wenn die Federn auf iii den Innenraiim bzw. in die Bohrungen eiiidrehbaren Schrauben abgestützt sind.

Zweckmäßig werden Federn verwendet, die eine Kennlinie mit wenigstens bereichsweise negativer Steigung aufweisen. Dann bleibt nämlich nach dem Aushärten des Klebstoffes die auf die An!<erstange wirkende Federkraft begrenzt bzw. die Federkraft nimmt ab, so daß die zum Spannen der Ankerstange erforderliche Arbeit geringer wird. Federn, die eine Kennlinie mit wenigstens bereichsweise negativer Steigung aufweisen, lassen sich zum Beispiel mit Paketen von Tellerfedern verwirklichen.

Im übrigen besteht auch die Möglichkeit, hydraulische oder pneumatische Federn zu verwenden, deren Federkraft und Federweg sich mit geeigneten Steuereinrichtungen sehr genau einstellen läßt. Die Hülse weist zweckmäßig einen Zapfen zur Befestigung an einem Drehwerkzeug auf. Sie läßt sich dadurch leicht an einem entsprechenden Werkzeug anbi ingen bzw. davon lösen.

Eine einfache Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen einen Kopf aufweist, auf dem die Feder abgestützt ist, wobei der Kopf ein Außengewinde zum Eindrehen in ein entsprechendes Innengewinde des Innneraums aufweist. Zweckmäßig ist dabei eine Sicherung gegen Verdrehen des Kopfes im Innenraum.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einet Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnjng erläutert; es zeigt

ίο Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Iii den Figuren ist das Gewindeende J einer Ankerstange für einen Klebeanker dargestellt. Auf das Gewindeende 1 ist eine Mutter 2 so weit aufgedreht, daß die Stirnseite 3 des Gewindeendes 1 die Mutter 2 nur wenig überragt. Auf der Ankerstange kann sich im übrigen eine Ankerplatte befinden, über die sich die Mutter 2 an der Umgebung der öffnung eines Bohrlochs abstützt.

Die Ankerstange wird in ein Bohrloch eingeführt, in dem sich bereits eine Patrone mit den Komponenten eines Klebstoffes oder Kunstharzmörtels befindet. Dann wird, wie dargestellt, cmc Hülse 4 auf il.is Gewindeende 1 bzw. auf die Mutter 2 gesetzt, wobei die Mutter 2 in eine an der Stirnseite 5 de- Hülse 4 befindliche öffnung 6 gelang!, deren Querschnitt dem Querschnitt der Mutier 2 entspricht. Beispielsweise besitzen die öffnung 6 und die Mulle; 2 einen quadratischen oder sechseckigen Querschnitt DK-Öffnung 6 weist eine Schulter 7 auf, auf der (lie Mutter 2 in axialerRichtung abgestützt ist.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführiiiigsheispiel besitzt die Hülse 4 einen zylindrischen lnner:r;iiiin H. in dem eine Platte 9 in axialer Richtung versduehiieh angeordnet ist. Die Platte 9 ist auf eine Feder IO abgestützt und wird unter Federdruck t:egen die Stirnseite .3 des Gewindeendes 1 geprellt

Die Feder 10 stützt sich einerseits auf der Platte 9 und andererseits auf einem mit Außengewinde I I versehenen Kopf 12 ab, der in die offene Seite der Hulse bzw, in einen dort befindlichen Abschnitt eines sich teilweise in den Innenraum 8 erstreckenden Innengewinde Ii eingedreht ist. Der Kopf 12 gehört zu einem Zapfen 14, mit dem die Hülse 4 z. B. an einem Drehwerkzeug befestigt wird. Durch Verstellen des Kopfes 12 im Innenraum 8 kann die Federkraft bzw. der Federweg verstellt werden. Ein in einer radialen Gewindebohning der Hülse angeordneter Stift 15 dient als Sicherung feegen Verdrehen des Kopfes 12 im lnnenr;'urn 8.

Die in F i g. 1 lediglich schematisch dargestellte Feder kann eine mechanische Feder sein, die insbesondere eine Kennlinie mit wenigstens bereichsweist: negativer oder Nullsteigung aufweist, es kann aber auch eine pneumatische oder hydraulische Feder sein, deren Kennlinie durch eine entsprechende Steuereinrichtung gesteuert wird.

Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: nachdem die Hülse 4 mit ihrer öffnung 6 über die Mutter 2 geschoben ist und diese drehfest erfaßt, wird die Külse mittels des an den Zapfen 14 angeschlossenen Drehwerkzeugs gedreht, wobei gleichzeitig de Ankerstange in das Bohrloch eingeführt und die die Komponenten des Klebstoffs enthaltende Palrone zerstört wird, so daß die Komponenten des Klebstoffes

sich mischen und verteilen. Dabei wird die Platte 9 von der Feder 10 gegen die Stirnseite 3 des Gewindeendes 1 gepreßt, das infolgedessen gegenüber der Mutter 2 keine Längsbewegung ausführen kann.

Die Drehbewegung wird unterbrochen, bis der Klebstoff ausgehärtet ist oder durch die Aushärtung unterbunden. Wird nunmehr das Drehwerkzeug betätigt, dann kann sich die Ankerstange nicht mehr drehen und bei weiterer Drehung der Hülse bzw. der Mutter wird die Federkraft der Feder 10 überwunden und die Mutter kann auf dem Gewindeende 1 weiterbewegt werden, bis die Ankerplatte am Gebirge verspannt ist.

Wird eine Feder verwendet, deren Kennlinie wenigstens bereichsweise eine negative oder Nullsteiguiig uesiizt.dann nimmt die Federkraft ab, je weiter die !5 Mutter auf das Gewindeende gedreht ist.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Der Innenraum 8 der Hülse 4 ist ebenfalls zylindrisch. Sein Durchmesser ist größer als der Durchmesser der Ankerstange bzw. des Gewindeendes 1. In der Hülse 4 sind zwei schräg zur Längsachse der Hülse und in Richtung auf die öffnung 6 weisende durchgehende Bohrung 15, 16 angeordnet, in die außen Schrauben 1 18 eingedreht sind. Auf den Schrauben 17, 18 stütze sich innenseitig Federn 19, 20 ab, die ebenso in der Bohrungen 15, 16 gehalten und geführt sind, wie au diesen Federn 19, 20 abgestützte Stifte 21, 22 die in dei Innenraum 8 bis unter die Stirnseite 3 des Gewindeen des 1 ragen.

Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung arbeite ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte. Beim drehendci Einsetzen der Ankerstange in das Bohrloch bilden di< Stifte 21,22 eine Sperre, die eine Längsverschiebung de Ankerstange bzw. des Gewindeendes 1 gegenüber de Mutter 2 verhindert. Wenn der Klebstoff ausgehärtet is und die Ankerstange im Bohrloch festsitzt, werden di< bei Drehung der Mutier 2 erzeugten Axialkräfte größe als die Federkräfte der Federn 19, 20. Bei weitere Drehung der Hülse 4 und damit der Mutter 2 drück deshalb das Gewindeende 1 die beiden Stifte 21, 2 gegen die Wirkung der Federn 19, 20 in die Bohrunge 15, 16 zurück. Die Stifte 21, 22 werden dann nur noc! seitlich gegen das Gewindeende 1 gepreßt und könnei keine wesentliche Axialkräfte mehr auf das Gewindeen de 1 bzw. auf die Ankerstange ausüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Setzen eines Klebeankers, dessen Ankerstange am aus dem Bohrloch ragenden Ende ein Gewinde für eine Mutter aufweist, mit der die Ankerstange gespannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer drehbaren Hülse (4) besteht, die an ihrer Stirnseite (5) zur Aufnahme der Ankermutter (2) eine öffnung (6) mit einem dem Querschnitt der Mutter (2) angepaßten Querschnitt aufweist und in deren Innenraum (8) ein durch eine bestimmte Federkraft beaufschlagtes Widerlager (9; 21, 22) angeordnet ist, das beim Setzen der Ankerstange an deren aus der Mutter nach hinten herausragenden Gewindeende (1) anliegt und bis zum Erreichen eines bestimmten Drehwiderstandes eine Längsbewegung zwischen der Ankerstange und der Mutter verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager eine Platte (9) ist, die auf der Feder (10) abgestützt in Hülsenlängsrichtung verschieblich angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager von wenigstens zwei Stiften (21, 22) gebildet ist, die in schräg zur Hülsenlängsachse angeordnete Bohrungen (15, 16) der Hülse (4) verschieblich gehalten und auf Federn (19,20) abgestützt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (10; 19, 20) auf in den Innenraum (8) bzw. in die Bohrungen (15, 16) eindrehbaren Schrauben ('2; 17, 18) abgestützt sind.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (10; 19, 20) eine Kennlinie mit wenigstens bereichsweise negativer Steigung aufweisen.

6. Vorrichtung nacli einem oder mehreren der Ansprüche I —5, gekennzeichnet durch hydraulische oder pneumatische Federn.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft bzw. der Federweg einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung eine Schulter (7) als Anlagefläche für die Mutter aufweist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) einen Zapfen (14) zur Befestigung an einem Drehwerkzeug aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (14) einen Kopf (12) aufweist, auf dem die Feder (10) abgesützt ist und daß der Kopf (12) ein Außengewinde (11) zum Eindrehen in ein entsprechendes Innengewinde (13) des Innenraumes (8) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Sicherung (15) gegen Verdrehen des Kopfes (12) im Innenraum (8).