DE2641776C3 - Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern - Google Patents

Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern

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Description

Die Erfindung betrifft eine Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels 2-Komponenten-Klebern, bestehend vorzugsweise aus einer mit Harz und zugehörigem Härter gefüllten, zerstörbaren Außenhülle, wobei Harz und Härter durch eine Innenhülle oder Trennwand getrennt sein können.
Es ist bekannt, Ankerstangen in einem Bohrloch mittels 2-Kömponenten-Xleberri zu befestigen. Bei der gebräuchlichen Technik werden ein Polyester-Harz, zumeist in Mischung mit Füllstoff und davon getrennt der Härter* zumeist ebenfalls in Mischung mit Füllstoff« in einer Patrone in das Bohrloch einge* führt. Die Trennung zwischen Harz und Härter kann
bereits dadurch bewirkt sein, daß der Härter als gepreßte Masse als Stab oder Granulat in das Harz eingebettet ist.
Die Patrone wird durch Einführen der Ankerstange in das Bohrloch zerstört und der Patroneninhalt durch Rotieren der Ankerstange im Bohrloch vermischt. Für diese Befestigungtechnik der Ankerstangen sind verschiedene Ausführungsformen an Patronen bekanntgeworden.
Es ist eine Patrone bekannt, bei der Harz und Füllstoff in einen Glasbehälter eingeschlossen sind. Dieser Glasbehälter enthält einen zweiten Glasbehälter, in dem sich der Härter befindet. Diese Patrone hat sich in der Praxis gut bewährt. Sie weist jedoch einige Nachteile auf. Die Glasbehälter können auf dem Transport zerbrechen. Durch Glassplitter einer unabsichtlich zerbrochenen Patrone besteht erhebliche Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal, wobei es darüber hinaus zu Hautverätzungen durch auslaufendes Harz kommen kann. Weiterhin besteht die Gefahr, daß die Glaspatrone schon beim Einbringen in das Bohrloch vorzeitig zerstört wird, wenn das Bohrloch in sich eine Krümmung aufweist.
Bei einer neuartigen Ankersetztechnik mittels spezieller Maschinen ist es zudem notwendig, daß die Patronen mittels Preßluft über einen leicht gekrümmten Schlauch in das Bohrloch eingebracht werden kann. Da ein Glasbehälter in den normalen Abmessungen für Harzpatronen von 50 bis 1000 mm Länge und von 0,3 bis 0,8 mm Wandstärke keinerlei Flexibilität aufweist, können Patronen aus Glas bei dieser neuen vorteilhaften Technik nicht verwendet werden.
Um einige der genannten Nachteile der Patrone aus Glas auszuschalten, wurden Patronen aus Plastikschlauchfolien entwickelt. Allen verschiedenen Ausführungformen dieser Harzpatronenart ist gemeinsam, daß die Außenhülle eine Schlauchfolie aus Polymermaterial ist. Der Härter befindet sich entweder in einem weiteren Plastikschlauch innerhalb der Patrone oder Harz und Härtei werden nebeneinander in die Patrone eingebracht. Bei letzterer Ausgestaltung bildet sich an der Grenzfläche zwischen Harz und Härter eine Trennschicht aus polymerisiertem Kunststoff, der eine weitere Reaktion von Harz und Härter verhindert.
Bei allen Ausführungsformen von Patronen aus Schlauchfolie ist es sehr schwierig, den Patronen z. B. durch ausreichende Füllung eine ausreichende Steifigkeit zu geben, die ein müheloses Einbringen in Bohrlöcher ermöglicht. Dies hat dazu geführt, daß man derartigen Patronen ein zusätzliches kostenaufwendiges Versteifungskorsett aus Kunststoff übergezogen hat.
Beim Setzen der Ankerstange tritt bei Verwendung von Schlauchfolien überdies häufig der sogenannte »Handschuhfingereffekt« auf, das heißt durch unvollständiges Zerstören der Schlauchfolie bildet sich zwischen Kunstharzmörtel und Bohrlochwand eine Trennschicht aus unzerstörtem Folienmaterial, die die Haftung der Ankerstange im Bohrloch erheblich verringern kann.
Bei einer anderen bekannten Ausführung der Harzpatrone, bei der das, Hüllenmaterial aus Polyamidfolie besteht, wird der Härter in einem Glasrohr im Inneren der Patrone aufbewahrt. Bei dieser Patrone besteht die Gefahr, daß beim Transport oder bei Unsachgemäßem Behandeln das Harterröhrchen zerbricht und die AußenfoÜe zerstört wird, Auch da^
durch ist, wie bei der Patrone aus Glas, Verletzungsund Verschmutzungsgefahr gegeben.
Alle Klebpatronen aus Plastikschlauchfolien weisen weiter den Nachteil auf, daß, vor allem bei der gebräuchlichen Verwendung von ungesättigten Polyester-Harzen als Harzkomponente, Styrol durch die Folie nach außen diffundiert. Dabei verlieren die Patronen an Steifigkeit, und zum anderen besteht die Gefahr einer Belästigung des Bedienungspersonals durch Styroldämpfe. Bei Lagerung größerer Mengen dieser Patronen ist nicht auszuschließen, daß sich ein explosibles Styrol/Luftgemisch in den Lagerbehältnissen ansammelt.
Patronen aus Schlauchfolie und aus Glas sind durchlässig gegenüber ultravioletter Strahlung. Dadurch wird die Lagerzeit der Patronen erheblich vermindert, denn durch die UV-Strahlung werden Polymerisationsprozesse im ungesättigten Polyesterharz ausgelöst. Für die Befestigung von Ankerstangen steht dann nicht mehr genügend reaktionsfähiges Harz zur Verfügung.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Harzpatronen zu vermeiden und eine Patrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels 2-Komponenten-Klebern, bestehend vorzugsweise aus einer mit einem Polyester-Harz und zugehörigem Härter gefüllten, zerstörbaren Außenhülle, bei der Harz und Härter durch eine Trennwand oder Innenhülle voneinander getrennt sein können, zu finden, die leicht zerstörbar, aber nicht leicht zerbrechlich bei Transport und Handhabung ist, sowie ausreichend flexibel ist, um maschinell setzbar zu sein, dabei aber genügend Steifigkeit hat, damit kein zusätzliches Gerüst benötigt wird, und die außerdem lichtundurchlässig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenhülle der Patrone aus einem extrudierbarem mit Füllmittel versetztem elastomeren und/oder polymeren Kunststoff besteht.
Erfindungsgemäße Patronen besitzen eine ausreichende Flexibilität, so daß die Patronen in einer Länge von z. B. 200 bis 1500 mm eine ausreichende Durchbiegung aufweisen, um für Ankersetzautomaten verwendbar zu sein. Ein weiterer Vorteil dieser Patrone ist, daß das Wandmaterial völlig styrolundurchlässig ist. Verbunden mit Lichtundurchlässigkeit gewährleistet diese Patrone eine nahezu unbegrenzte Lagerfähigkeit. Durch die hohe Festigkeit des Außenmaterials der Patrone wird die Gefahr, daß Patronen beim Transport - vor allem im rauhen Bau- und Bergbau-Betrieb - zerstört werden, vermindert, dadurch werden Verletzungen und Verschmutzungen des Bedienungspersonals vermieden.
Bedingt durch die günstigen Verarbdtungscigenschaften des Hüllenmaterials ist es möglich, eine besonders vorteilhafte Patronenform in einem Stück zu extrudieren. Bei dieser Ausführungsform wird im Inneren der Patrone das Härterröhrchen oder eine Trennwand zugleich mit der Außenhülls in entsprechenden Abmessungen extrudiert.
Die Mischungen für die Herstellung der Außenhülle lassen sich bei etwa 160 bis 270° extrudieren und sind beispielsweise folgendermaßen zusammengesetzt:
1, 70% Steinkohle, 25% polymere Künststoffe, z, B, Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymere aus Äthylen oder Propylen, uiid 5% Gleit·« mittel, z, B. Wachs oder 01.
2. 70% Kokspulver, 25% eines polymeren Kunststoffes, z. B. Polyäthylen und 5% elastomeren Kunststoff, z. B. Kautschuk in Pulver- oder Latexform.
3. 60% Braunkohle, 30% polymerer Kunststoff, z. B. Polypropylen und 10% elastomerer Kunststoff, z. B. Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol oder Acrylnitril oder Polyisobutylen.
4. 80% Steinkohle, 18% Polyamidgranulat und 2% ίο Weichmacher-Öl.
5. 75% Gesteinsmehl, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polyäthylen und 5% Weichmacher-Öl, z. B. Rizinusöl.
6. 70% Kreide, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polypropylen und 10% Wachs.
7. 35% Kohle, 35% Gesteinsmehl oder Kreide, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polyäthylen, 5% elastomerer Kunststoff und 5% Weichmacher-Öl, z. B. Mineralöl.
Die angegebenen Beispiele stellen eine Auswahl der möglichen Rezepturen dar. Durch Variation der Materialkomponenten können . ur den jeweiligen Verwendungszweck geeignete Patronen hergestellt werden. Eine Patrone aus diesem Werkstoff kann im Bohrloch leicht von der Ankerstange zerstört werden. Die Patronen haben eine für die Zerstörung günstige Sprö^igkeit, sind aber aufgrund ihrer Zusammensetzung erheblich elastischer als Glas.
Damit die Mischungen mit Hilfe einer Strangpresse zu elastischen, aber auch ausreichend spröden Rohren verpreßt werden, soll der Gehalt an Feststoffen in der Mischung mindestens 50 bis 80 Gew.-^f und die Wandstärke der Außenhülle 0,5 bis 2 mm. vorzugsweise 0,8 bis 1,2 mm, betragen.
Die Biegsamkeit wird an einem Rohr von 24 mm Gesamtdurchmesser und 1,1 mm Wandstärke durch Auflegen dieses Rohres auf scharfkantige, im Abstand von 300 mm aufgestellte Lager und Belasten dieses Rohres in der Mitte mit einem Gewich' von 5 kg be-
stimmt. Damit die Außenhülle eine günstige Elastizität besitzt, soll die Durchbiegung des Rohres bei diesem Test etwa 10 bis 15 mm betragen.
Die erforderliche Sprödigkeit wird durch Auflegen von ständig ansteigenden Gewichten auf die Rohrmitte bestimmt. Dabei soll das Testrohr bei Erreichen eines Gewichtes von etwa 8 bis 10 kg durchbrechen. Die erfindungsgemäße Patrone und ihre Funktion wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In den
Fig. 1, 3, 4 und 5 sind Patronen unterschiedlicher Ausgestaltung schematisch dargestellt;
Fig. 2 zeigt eine mit Hilfe der Patrone im Bohrloch befestigte Ankerstange.
In Fig. 1 ist eine Patrone 1, deren Außenhülle 2 auE iii.iem der vorstehend beschriebenen Materialien hergestellt ist und eine Wandstärke von 0,3 mm und eine Länge von 500 mm sowie einen Durchmesser von 28 mm besitzt. Die Hülle ist mit einem Gemisch aus 7 Teilen Gestsinsmehl und 3 Teilen ungesättigtem Polyesterharz gefüllt. In diese Füllung ist ein Glasrohr als Härterhülle J mit dem Härter, bestehend aus Gips und Bezoylperoxid, eingebracht. Das Glasrohr 3 hat. einen Gesamtdurchmesser von 5 mm und eine Länge von 400 mm. Die Klebpatrone 1 wird an beiden Enden mit einem Verschluß 4 versehen, z. B. mit Kitt verschlossen.
Diese Patrone 1 wird gemäß Fig. 2 in ein Bohr-^ loch 5 mil: einem Durchmesser von 32 mm eingeführt
und durch eine anschließend drehend eingeführte Ankerstange 6 von 24 mm Durchmesser Verstört. Der vermischte Patroneninhalt wurde nach Aushärtung durch Aufschneiden des Bohrlochs S und der Aiikerstange 6 näher untersucht:
Das Material der Außenhülle 2 War zu kleinsten Teilchen zerstückelt worden, Die Vermischung von Harz und Härter war vollständig erfolgt und ein homogener Kunststoff körper 7 gebildet worden, der fest an der Wandung des Bohrlochs 5 haftete.- Bei einer auf die gleiche Weise eingebrachten Ankerstange 6 wurde versucht, diese aus dem Bohrloch 5 herauszuziehen, Bei einer Belastung von 27,5 Ii riß die Anker- |tange 6 aiii Böhflöchmünd ab. Ein Lösen des Verbundes Kunstharz/Bohrlochwand waif nicht möglich.
Bei den in den Fig. 3,4 und 5 dargestellten Patronen 1 handelt es sich um solche, bei denen die Außenhülle 2 und Härterhülle 3 oder die Trennwand 8 aus dem gleichen Material bestehen und in einem Arbeitsgang extrudiert worden sind.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Außenhülle der erfindungsgemäßen Patrone aus einem Material gefertigt ist, das extrüdierbar ist, so daß sich die Herstellung der Patronenhülle 2 oder gegebenenfalls auch gleichzeitig der Innenhülle 3 oder der Trennwand 8 maschinell durchführen läßt, wobei ein endloses Patronenrohr entsteht, das nur auf die jeweils gewünschte Länge geschnitten und nach Füllung an den Enden mit Stopfen, aufgeschweißten Deckeln oder dergleichen verschlossen werden muß. Von großem Vorteil ist die Uehtundurehlässigkeit der Patronenhülle, da sie eine nahezu unbegrenzte Lagerfähigkeit der gefüllten Patrone bewirkt, Schließlich ist ein wichtiger Vorteil der Patrone die genau abgestimmte EIastizität der Aüßenhülle, die ihre Handhabung und Einführung in ein Bohrloch über gekrümmte Rohre ermöglicht,
Die erfinduiigsgemäße Patrone ist demgemäß entscheidend charakterisiert durch das ermittelte Mate- Hai für die Außenhülie 2. im übrigen kann sie sämtliche konstruktiven Merkmale einer bekannten Patrone aufweisen, Die Hülle kann mit Härter, z. B, im Gemisch mit Füllstoff, und dieses Gemisch in trockener öder in Pastenform, eingefüllt sein, und das Harz in
fs einem beliebigen Behälter, z. B. einem Glasrohr, gegebenenfalls im Gemisch mit Füllstoff, in den Härter eingebettet sein.
Harz mit oder ohne Füllstoff und Härter mit oder ohne Füllstoff können auch nebeneinander ohne besondere Trennwände in der Hülle 2 untergebracht sein. Schließlich kann der Härter mit oder ohne Trennwand in das Harz eingebettet sein, z. B. in einem Glasrohr oder einem separat extrudieren Rohr, oder als sogenannter Härterstab in gepreßter Form, als Pa-
ste oder als Granulat, z. B. in nicht mit Füllstoff versetztem, also klarsichtigem Harz,
Anstelle der Komponenten Harz und Härter können andere 2-Komponenten-Systeme in die Hülle 2 eingefüllt sein, z. B. auf der Basis Polyole-Isocyanate
jo oder Formaldehyde-Toluylsulfonsäure.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:
1. Harzpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels 2-Komponenten-Klebern, bestehend vorzugsweise aus einer mit Harz und zugehörigem Härter gefüllten, zerstörbaren Außenhülle, wobei Harz und Härter durch eine Innenhülle oderTrennwand getrennt sein können, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (2) der Patrone aus einem extrudierbarem mit Füllmittel versetztem elastomeren und/oder polymeren Kunststoff besteht.
2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (2) gemeinsam mit einer Innenhülle (3) oder einer Trennwand (8) extrudiert ist.
3. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel für das extrudierbare Material aufgemahlener Brennstoff dient.
4. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel für das extrudierbare Material anorganische liesteinsmehle dienen.
5. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als polymerer Kunststoff für das extrudierbare Material Polyäthylen oder Polypropylen dient.
6. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastomere Kunststoffe für das extrudierbare Material Kautschuk in Pulverform oder als Latex dient.
7. Patro.ie nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß g!s elasinmere Kunststoffe für das extrudierbare Material ein Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol d; -nt.
8. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastomere Kunststoffe ein Mischpolymerisat aus Butadien und Acrylnitril dient.
9. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastomere Kunststoffe ein Mischpolymerisat aus Polyisobutylen dient.
10. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem extrudierbaren Material ein Gleitmittel, z. B. Wachs oder öl, zugesetzt ist.
11. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem extrudierbaren Material ein Weichmacheröl zugesetzt ist.
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