DE2927953C2

DE2927953C2 - Gebirgsanker

Info

Publication number: DE2927953C2
Application number: DE19792927953
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 4350 Recklinghausen Marsch; Ulf Dr. 4300 Essen Zischinsky
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1979-07-11
Filing date: 1979-07-11
Publication date: 1983-08-18
Also published as: FR2461093B1; GB2060109B; DE2927953A1; GB2060109A; FR2461093A1

Description

Die Erfindung betrifft einen nachgiebigen Gebirgsanker, der aus zwei gegeneinander unter Last um eine Verschiebeweglänge verschiebbar miteinander verbundenen Teilen, einem im Bohrlochtiefsten und/oder in einem anderen Bereich des Bohrlochs mit dessen Wandung verklebten, eine Profilierung aufweisenden Ankerrohr und einer mindestens an einem Ende vom Ankerrohr umgebenen Ankerstange besteht, wobei die Ankerstange über ein Verspannelement und/oder als Ankerkopf kraftschlüssig mit dem auf seiner Innenseite einen Reib- bzw. Scherbelag aufweisenden Ankerrohr verbunden ist.

Der dem Gattungsbegriff zugrundeliegende Gebirgsanker ist in der DE-PS 25 11 706 ausführlich beschrieben. Die Dehnbarkeit eines derartigen Gebirgsanker ist über die Länge des Verschiebeweges der nachgiebigen Verbindung den zu erwartenden Entspannungsbewegungen des Gebirges angepaßt Ober den Verschiebewiderstand der Lastaufnahmeelemente wird den Entspannungsbestrebungen des Gebirges ein Widerstand entgegengesetzt

Bei einem solchen Gebirgsanker hat es sich insbesondere in der Praxis als sehr nachteilig herausgestellt, daß die Ankerstange zunächst nach Überwindung eines hohen Reibwiderstandes zu gleiten beginnt und anschließend der Gleitwiderstand auf einen sehr niedrigen Wert absinkt

Nach der DE-AS 15 83 803 ist eine außerhalb des Bohrlochs auf eine Ankerstange aufsetzbare Verspannvorrichtung bekannt, welche die Einstellung einer bestimmten Verspannkraft erlaubt Die Wirkungsweise der Verspannvorrichtung beruht auf einer Verringerung des Stangenquerschnitts. Zur besseren Haftung sind die Ankerstangen mit Rippen versehen (Bau-Stahl-Profil) mit dem Zweck, durch Herstellung eines Haftverbundes ein Gleiten des Ankers im Bohrloch zu verhindern. Herstellungsbedingt sind diese Rippen auch außerhalb des Bohrlochs auf den Ankerstangen aufgebracht. Für die Verspannvorrichtung bedeuten diese Rippen wiederum eine Veränderung des zu verformenden Querschnitts und damit sprunghafte Veränderungen der Gleitlast in einer nicht zu vernachlässigenden Größenordnung.

Weiterhin ist in der DE-OS 27 51 020 ein Boden- und Felsanker beschrieben, der unter Berücksichtigung der Verwendung beliebigen Stangenmaterials eine außerhalb des Bohrlochs auf die Ankerstange aufsetzbare Verspannvorrichtung aufweist, weiche die Einstellung einer gezielten Nachgiebigkeit erlaubt. Dabei werden die bei Verwendung von Baustahl auf den Stangen befindlichen Rippen als Mitnehmer für das stückige Füllgut ausgenutzt, um auf diese Weise die erforderliche Anpreßkraft zu gewährleisten. Eine derartige Anpreßkraft ist wiederum erforderlich, um zunächst ein gewisses Maß an anfänglichen Klemmkräften hervorzurufen.

Die außerhalb des Bohrlochs auf die Ankerstangen aufsetzbaren Verspannungsvorrichtungen sind trotz einstellbarer Verspannkraft zur Aufrechterhaltung von insbesondere bergmännischen Hohlräumen nicht geeignet, da die überstehenden Teile der Ankerstangen weit in den Streckenquerschnitt hineinragen und somit insbesondere bei durch Konvergenz beengten Strecken Schwierigkeiten, beispielsweise in sicherheitÜcher Hinsicht, bereiten.

Des weiteren weisen die mit der äußeren Verspannvorrichtung versehenen Anker nach den Entgegenhaltungen DE-OS 27 51020 und DE-AS 15 83 803 den Nachteil auf, daß in der jeweiligen Verspannvorrichtung die Ankerstange selbst verformt wird und dadurch eine Querschniusverminderung und eine Veränderung der

Materialeigenschaften bewirkt wird.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, einen Gebirgsanker zu schaffen, der aus gegeneinander unter Last verschiebbaren Teilen bestehend, unter Vermeidung der genannten Nachteile einen gleichbleibend hohen Ausziehwiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ankerstange mindestens ein verjüngtes, und über den Umfang mit den Queischnitt der Ankerstange überragenden Scharnocken besetztes Ankerstangenen- ι» de aufweist, und daß der Zwischenraum zwischen Ankerstange und Ankerrohr vollständig mit einem aus Kunstharz oder Kunstharcmörtel bestehenden Scherbelag ausgefüllt ist

Bei Verschieben der Ankerstange gegenüber dem r> Ankerrohr verursachen die auf dem verjüngten Ankerstangenende angeordneten Schernocken ein Abspanen oder Abscheren des Scherbelages. Das verjüngte Ankerstangenende in Verbindung mit den Zwischenräumen zwischen den Nocken ermöglicht das -" Abfließen des abgescherten Materials in den von der Änkerstange freigegebenen Raum, wodurch ein Blokkieren des Gleitvorganges vermieden wird. Ob wohl der Freiraum zwischen Ankerstange und Ankerrohr vollständig mit Kunstharz oder Kunstharzmörtel ausgefüllt ist, ergab sich überraschenderweise aufgrund der Eigenschaften des Materials der erwünschte Effekt. Durch die über den Querschnitt der Ankerstange hinausgehende Ausbildung der Schernocken und durch die vollständige Verfüllung des gesamten Zwiscbenrau- Ju mes zwischen Ankerstange und Ankerrohr wird über die gesamte Verschiebeweglänge ein gleichbleibender Ausziehwiderstand gewährleistet.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, daß das verjüngte, » mit Schernocken besetzte und von einem Ankerrohr umgebene, Ankerstangenende im Bereich des Bohrlochtiefsten angeordnet ist und die Ankerstange außerhalb des Bohrlochs mit einem Verspann- und Halteelement versehen ist. ⁴"

Des weiteren erweist es sich als vorteilhaft, daß das verjüngte, mit Schernocken besetzte, von einem Ankerrohr umgebene, Ankerstangenende iir. Bereich des Bohrlochmundes angeordnet ist und das Ankerrohr mit einem Verspann-und Halteelement versehen ist. ■»">

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

Der tschnische Fortschritt der Erfindung ist im wesentlichen darin begründet, daß ein derartiger Gebirgsanker in einfacher und wirtschaftlicher Art über "'" die gesamte Verschiebeweglänge der Gebirgsbewegung einen gleichbleibenden Ausziehwiderstand entgegensetzt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden '"' näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gebirgsankers in Seitenansicht,

Fig.2 eine Vergrößerung der in Fig. I in einem Kreis eingefaßten Detaildarstellung des Bohrlochtief- *>ⁿ sten,

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel eines Gebirgsankers in Seitenansicht mit einem als Verspann- und Halteelement ausgebildeten Ankerrohr und

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel eines Gebirgsankers <" in Seitenansicht mit einem die Ankerstange vollständig umschließenden Ankerrohr.

In der F i g. I ist in einer Seitenansicht ein im Gebirge 2 niedergebrachtes Ankerbohrloch 1 dargestellt Der in dem Ankerbohrloch 1 angeordnete Gebirgsanker besteht im wesentlichen aus einer Ankerstange 3 sowie einem die Ankerstange 3 in Abstand umgebenden Ankerrohr 4. Die Ainkerstange 3 weist außerhalb des Ankerbohrlochs ί über einer Ankerplatte 11 ein Verspann- und Halteelement 13 auf. Im Bohrlochtiefsten 14 ist das als Ankerkopf 6 ausgebildete Ankerrohr 4, in Klebmörtel 5 eingebettet, mit dem Gebirge 2 fest verankert. Zur Erhöhung des Gleitwiderstandes weist der Ankerkopf 6 auf seiner Oberfläche ein Profil 7 auf. Das in F i g. 1 bzw. in F i g. 2 wiedergegebene Profil 7 ist als eins von vielen Aiiisführungsbeispielen anzusehen.

Das innerhalb des Ankerkopfes 6 angeordnete Ankerstangenende 9 ist gegenüber dem Querschnitt der Ankerstange 3 verjüngt und zum Zwecke einer besseren Zentrierung am Ende konisch zulaufend ausgebildet. Ober den Umfang des verjüngten Ankerstangenendes 9 verteilt sind Scheraocken 10 vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind als Schernocken 10 Bolzen vorgesehen, die im Bolzenrrhweißverfahren auf das .Ankerstangenende 9 aufgebracht worden sind.

Die Schernocken 10 überragen den Querschnitt der Ankerstange 3 geringfügig. Der Zwischenraum zwischen Ankerstange 3 und Ankerrohr 4 ist über die gesamte Länge des Ankerrohres 4 mit einem Scherbelag 8 vollständig ausgefüllt. Der Scherbelag Ii besteht aus einem Material, das vor oder nach dem Einführen der Ankerstange 3 flüssig in das Ankerrohr eingefüllt wird und danach aushärtet. Es ist ein Material vorgesehen, das aus einem Kunstharz oder einem Kunstharzmörtel, beispielsweise einer Mischung ähnlich der in bekannten Ankerpatronen, besteht.

Bei Entspannungsbewegungen des Gebirges 2, durch welche die Einstellast des Gebirgsankers überschritten wird, erfolgt durch die Schernocken 10 in Ankerlängsrichtung ein Zerspanen oder Abscheren des Scherbelages 8. Durch das Abscheren bzw.. Zerspanen werden in dem Scherbelag 8 durch die Schernocken 10 Nuten 11 herausgearbeitet. Das. Abfließen des auf der Vorderseite der Schernocken 10 aus dem Scherbelag 8 herausgedrück-.cn Materials auf die hintere Seite der Schernokken 10 wird durch die Verjüngung des Ankerstangenendes 9 gewährleistet, ohne die entsprechende Verjüngung des Ankerstasngenendes 9 würde sich das zerspante Material vor den Schernocken 10 ansammeln und ein Ausbeulen des Ankerrohres 4 oder einen Anstieg der Einstellas;t verursachen. Durch die Möglichkeit, das abgespante Oder abgescherte Material auf die hintere Seite der Schernocken 10 abfließen zu lassen, wird der ursprünglich vorgesehene Gleitwiderstand bzw. die zur Verfügung stehende Einstellast in ihrer Höhe erhalten.

Bei d"in in F i g. 3 in einer Seitenansicht dargestellten Auslührungsbeispiel eines Gebirgsankers ist das verjüngte mit Schernecken 10' besetzte, von einem Ankerrohr 4 umgebene Ankerstangenende 9' im Bereich des Bohrlochmundes 15 angeordnet. Bei dieser Ausführung ist das Ankerstangenende 9 als Ankerkopf 6 ausgebildet und mi. einem Profil 7 versehen. Das Ankerrohr 4 ist außerhalb des Bohrlochs 1 mit einem Verspann- und Halteelement 13 versehen.

Bei dem in Fig.4 ebenfalls in einer Seitenansicht wiedergegebenen Alisführungsbeispiel eines Gebirgsankers ist die Ankerstange 3. die an beiden Atikerstangenenden 9, 9' verjüngt und mit Schernocken 10, 10' besetzt ausgebildet ist. von einem allseits geschlossenen Ankerrohr 4 umgeben. Das Ankerrohr 4 ist mittig mit

einer umlaufenden .Sollbruchstelle 16 versehen. Das im Bohrlochtiefsten 14 gelagerte und von Klebmörtel 5 umgebene Ende des Ankerrohres 4 ist. mit einem Profil verschen, als Ankerkopf 6 ausgebildet. Das dem Bohrlochmund 15 nahegelegene Ende des Ankerrohres 4 ist ebenfalls mit einem Profil 7 versehen und als Verspann- und Halteelement 13 ausgebildet. Zum besseren Eindrehen des Ankerrohres 4 ist es vorne mit einer Schneide 18 und an dem zum Bohrlochmund 15 gerichteten Ende mit einer Eindrehhilfe 17 ausgerüstet.

Gebirgsanker

1 Bohrloch

2 Gebirge

3 Ankerstange

4 Ankerrohr

5 Klebmörtel

6 Ankerkopf

7 Profil

8 Scherbelag

9,9' Ankerstangenende 10, 10' Schernocken

11 Nuten

12 Ankerplatte

13 Verspann- und Halteelement

14 Bohrlochtiefstes

15 Bohrlochmund

16 Sollbruchstelle

17 Eindrehhilfe

18 Schneide

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachgiebiger Gebirgsanker, der aus zwei gegeneinander unter Last um eine Verschiebeweglänge verschiebbar miteinander verbundenen Teilen, einem im Bohrlochtiefsten und/oder in einem anderen Bereich des Bohrlochs mit dessen Wandung verklebten, eine Profilierung aufweisenden Ankerrohr und einer mindestens an einem Ende von dem Ankerrohr umgebenen Ankerstange besteht, wobei die Ankerstange als Verspannelement und/oder als Ankerkopf kraftschlüssig mit dem auf seiner Innenseite einen Reib- bzw. Scherbelag aufweisenden Ankerrohr verbunden ist, dadurch ge- '5 kennzeichnet, daß die Ankerstange(3) mindestens ein verjüngtes, und über den Umfang mit den Querschnitt der Ankerstange (3) überragenden Schernocken (10; 10') besetztes Ankerstangenende (9; 9') iviweist, und daß der Zwischenraum zwischen Ankerstange (3) und Ankerrohr (4) vollständig mit einem aus Kunstharz oder Kunstharzmörtel bestehenden Scherbelag (8) ausgefüllt ist.

2. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verjüngte, mit Schernocken (10) besetzte und von einem Ankerrohr (4) umgebene, Ankerstangenende (9) im Bereich des Bohrlochtiefsten angeordnet ist und die Ankerstange (3) außerhalb des Bohrlochs (1) mit einem Verspann- und Halteelement (13) versehen ist (Fig. 1 und 2).

3. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verjüngte, mit Schernocken (10') besetzte, von einem Ankerrohr (4) umgebene Ankerstangenenc^ (9') im Bereich des & Bohrlochmundes (15) angeordnet ist und das Ankerrohr (4) mit einem Verspann- und Halteelement (13) versehen ist (F i g. 3).

4. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an beiden Enden (9, 9') verjüngt ausgebildete und über den Umfang der Enden mit Schernocken (10, 10') versehene Ankerstange (3) in einem geschlossenen Ankerrohr (4) angeordnet und der Zwischenraum zwischen Ankerstange (3) und Ankerrohr (4) vollständig mit einem Scherbelag (8) ausgefüllt ist, wobei das Ankerrohr (4) mit einer umlaufenden Sollbruchstelle (16) versehen ist (F ig. 4).

5. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einem Profil (/*) versehenen Enden des Ankerrohres (4) als Ankerkopf (6) und Verspann- und Halteelement (13) ausgebildet sind.

6. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerrohr (4) an " dem im Bereich des Bohrlochmundes (15) angeordneten Ende mit einer Eindrehhilfe (17) versehen ist.

7. Nachgiebiger Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Bohrlochtiefsten (14) gerichtete Ende des Ankerrohres (4) mit ^h0 einer Schneide (18) versehen ist.