DE3111673A1

DE3111673A1 - Verankerung

Info

Publication number: DE3111673A1
Application number: DE19813111673
Authority: DE
Inventors: Richard Winston Kenmare Krugersdorp Transvaal Thom
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1982-05-19
Also published as: ZA811894B; DE8108691U1; FR2479322A1; GB2072784A

Description

PATENTANWALT Dl PL,-1 NG. V/..'QfI E ^S B AX H _ΛΛΛΓη~

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PA. Dipl.-lng. W. Geiersbach, D-4 Düsseldorf Π, Wickrather Straße 43 D-4 DUSSELDORF 11,den

Wickrather Straße 43

Ihr Schreiben vom: Ihr Zeichen:

Verankerung · Mein zeichen: 849 ·1 "

Die Erfindung betrifft eine Verankerungsvorrichtung zum Abstützen einer hängenden Wand in einem Bergwerk od.dgl..

Verankerungsvorrichtungen dieser Art, im folgenden als Ankerbolzen bezeichnet, haben im allgemeinen eine längliche Stange mit einer Verankerungsvorrichtung an ihrem einen Ende. Damit kann die Stange in einer Bohrung in einer Mauer od.dgl. befestigt werden. Gewöhnlich ist das andere Ende der Stange mit einer Stütze versehen, die eine Schulter bildet, die der Mauer anliegt, wenn die Stange in der Mauerbohrung befestigt ist, wodurch die Mauer wirksam gehalten wird.

Es sind' verschiedene Verankerungsmittel zum Befestigen einer Stange eines Ankerbolzens in einer Bohrung bekannt. Diese Ver-•ankerungsmittel haben im allgemeinen einen Keil, der so verschiebbar ist, daß er radial expandiert in Eingriff mit der Mauerbohrung und die Stange in der Bohrung festhält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ankerbolzen zu schaffen, der relativ einfach konstruiert ist und der leicht und schnell in einer Bohrung in einem Mauerwerk angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ankerbolzen ein kammerbestimmendes Mittel,hat, das eine Flüssigkeitsdichte Kammer bildet, die mindestens eine expandierende Wand hat, und Einlaßmittel hat, durch die ein Druckmittel in die Kammer gegeben wird.

telefon: Poslscheckkonlot Bankverbindung:

(0211) 59 22 34 München «41 38 - 800 C. G. Trinkaus & Burkhard» 3/117«

Die kammerbestimmenden Mittel können aus einem länglichen hohlen Körper bestehen, der über mindestens einen Teil seiner Länge die Kammer bildet.

Die Einlaßmittel können aus einem zu der Kammer führenden Durchlaß in dem länglichen Körper bestehen. Der Ankerbolzen kann an dem mit dem Du 'chlaß verbundenen und mit der Hochdruckmittelquelle verbindba "en Ende des länglichen-Körpers ein Verbindungsstück aufweisen.

Damit nach dem Aufdrücken aus der durch den länglichen Körper gebildeten Kammer kein Druckmittel entweicht, hat das Verbirdungsstück ein Rückschlagventil.

Vorzugsweise ein Ende der Kammer kann sich erstrecken auf der dem Verbindungsstück gegenüber liegenden Seite bis mindestens zu dem Ende des Körpers.

Bei einer besonderen /usführungsform kann der längliche Körper im Bereich seiner Kamner einen eingefalteten Querschnitt haben. Besonders bei dieser Ausführung kann sich die Kammer über in wesentlichen die ganze Länge des Körpers erstrecken.

Für einen Ankerbolzen, der in einer Bohrung mit einer Polarachse in einer Mauer od.dgl. aufgenommen ist, kann die Kammer einen Wandteil haben, der quer zur Polarachse der Bohrung expandierteist und dadurch mit der innen Bohrungswand sicher in Eingriff ist.

Zusätzlich kann der A ikerbolzen eine als Schulter ausgebildete Stütze haben, die zum Anschlagen an der eine Bohrung, in der der längliche Körper oefestigt werden soll, umgebenden Oberfläche der Mauer quer zu dem länglichen Körper angeordnet ist. Die Stütze kann eine von dem länglichen Körper frei aufgenommene und quer abstehende Scheibe und einen an dem Körper befestigten Träger haben, an dem die Scheibe anliegt.

Die Scheibe kann napfförmig ausgebildet und mit ihrer konkaven Seite nach der Kammer gerichtet sein.

Die die Kammer bilderden Mittel können vorteilhaft aus einem plastisch verformbar?η Material, vorzugsweise aus Flußstahl bestehen. - 3 -

int ΚΡίη/ΊίΑ der F.irf Indtinp, vorgesehen ein Verfahren! zum lioi'eutigon eines Ankerbojeens in einer Bohrung mit einer Polarachse in einer Mauer od.dgl., bei der der Ankerbolzen aus einem länglichen Körper besteht, der über mindestens einen Teil der Länge des Körpers eine flüssigkeitsdichte Kammer bildet, wobei der Körper in die Bohrung der Mauer eingeführt und die Kammer unter Druck gesetzt wird, so daß er quer zur-Polarachse der .Bohrung in Eingriff mit der Innenwand der Mauerbphrung expandiert und den Körper in der Bohrung festhält.

Nach dem Verfahren kann die Kamme-r in dem Körper mittels eines hydraulischen Druckmittels aufgedrückt werden. Dabei kann das hydraulische Mittel ein erstarrendes Material sein, das aach dem Aufdrücken erstarrt und das Innere der Kammer mit einem starren Kern versieht.

Alternativ kann die Kammer mit einem nach dem Aufdrücken und Expandieren erstarrenden Material gefüllt werden und das Material erstarren, wodurch innerhalb der Kammer ein starrer Kern entsteht.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig.l die Seitenansicht einea Ankerbolzens,, teilweise geschnitten,
Fig.2 einen Querschnitt des Kammerteils des Ankerbolzens vor

dem Aufdrücken,
Fig.3 einen Querschnitt des Kammerteils der Fig.2 nach dem Aufdrücken und

Fig.4 eine Seitenansicht des Ankerbolzens nach Fig.l in einem Loch in einer Mauer befestigt.

Dor Ankerbolzen 10 besteht aus einem länglichen Körper 12, in dem sich eine flüssigkeitsdichte Kammer 14 befindet. Diese erstreckt sich über die ganze Länge des länglichen Körpers bis zu ssLnem Ende 16. Ein Durchlaß 18 führt von dem Ende 20 des Körpers 12 zu der Kammer 14. Am Ende 20 ist vorgesehen ein Nippel 22 zum Anschluß einer Vorrichtung zürn Versorgen mit einem hydraulischen Hochdruckmittel, wie z.B. einer Hochdruckleitung von einer Pumpe, so daß ein hydraulisches Hoch-

druckmittel unter Druet in die Kammer 14 gefördert werden kann.

Der die Kammer 14 bildende Teil des Körpers 12 hat einen eingefalteten Querschnitt, 'iin Endstück 24 schließt das Ende 16 ab. Der eingefaltete Teil les Körpers 12 expandiert in radialer Richtung, wenn die Kaimer 14 unter Druck gesetzt wird.

Das Ende 20 des Körpers 12 trägt eine napfförmige Scheibe 26, die quer zu ihm eine Schulter 28 bildet. Auf dem Körper 12 ist ein konischer Träger 30 befestigt, der die Scheibe 26 trägt.

Um den Ankerbolzen 10 in einer Bohrung 32 in einer Mauer 34 zu befestigen, wird der Körper 12 in die Bohrung eingeführt, so daß die Schulter 28 der Mauer 34 anliegt und die Bohrung umgibt. Der Nippel 22 wird mit einer nicht dargestellten hydraulischen Druckmittolquelle verbunden und die Kammer 14 über den Nippel 22 und den Durchlaß 18 unter Druck gesetzt. Dadurch expandieren die eingehalteten Wände 36 in radialer Richtung bis sie der Innenwand der Bohrung 32 anliegen. Auf diese Weise wird der Körper 12 in der Bohrung 32 befestigt und &v Ankerbolzen 10 in der Mauer⁵ angeordnet, was besonders bei einer hängenden Wand in einem Bergwerk od.dgl. vorkommt.

Die Expansion des Körpers 12 beruht hauptsächlich auf der Deformation der Kammerwände 26 aus ihrer eingefalteten Form in eine Kreisform. Die Wände 26 werden nicht gedehnt und behalten so ihre Festigkeit. Die bleibende Verformung der Wände ist dadurch gesichert. In der Praxis kann es vorkommen, daß die Kammerwände gedehnt werden, wenn Bolzen 10 befestigt werden, deren Durchmesser grcßer äst als der ungefaltete Durchmesser eines Bolzens. Dies ist aber bei gewöhnlichem Gebrauch der Bolzen 10 nicht vorgesehen.

Durch extreme Drücke in der Kammer 14 stimmen die Wände 36 der Kammer 14 vollständig mit der Wand der Bohrung 32 in der Mauer 34 überein. Unregelmäßigkeiten in diesem Wandabschnitt, wie Risse, Spalte, Einschnitte od.dgl. werden ausgeglichen und teilweise durch -lie Wände 36 ausgefüllt. Dadurch sitzt der Ankerbolzen 10 sauber und dauerhaft fest.

Der Durchmesser des Körpers 12 eines Bolzens 10 hängt ab von dem Durchmesser der Bohrung, in der der Bolzen befestigt wird. Vor der Anwendung ist der Durchmesser des Bolzens 10 kleiner als der der Bohrung, in die er eingesetzt werden soll. Die Durchmesserdifferenz wird reguliert durch das genau eingefaltete Querschnittsprofil der Kammer und die Eingriffseigenschaften der Wände 36 der Kammer mit den Bohrungswänden bestimmt. Das Verhältnis zwischen dem Außerdurchmesser des Körpers 12 vor und nach dem Expandieren kann bis' zu 1:2 betragen und ist vorzugsweise annähernd 1:1,6. Durch Variieren des Faltprofils der Kammer und der Wandstärke der Kammer können sämtliche Eingriffseigenschaften zwischen der Kammerwand und der Bohrungswand vorgesehen werden. Ein Ankerbolzen 10 kann deshalb für hängende Wände mit unterschiedlichen Starrheits- und Sprödheitseigenschaften verwendet werden.

Die Eingeschaften des Ankerbolzens 10 können mit der Länge der Kammer 14 innerhalb des Körpers 12 des Bolzens variieren. Die Kammer 14 kann sich über die ganze Länge oder jeden verlangten Abschnitt des .Bolzens 10 defren, was die besondEre Eignung des Bolzens beweist.

Bei Mauerbrüchen und -fehlsteilen schafft die Napfform der Schulter 28 eine wirksame Verankerung der Mauer. Die Träger 30 geben der Scheibe 26 und damit der Schulter 28 genügend Stärke, wenn der Bolzen 10 aufgrund solcher Fehlstellen unter Spannung kommt.

Der Körper 12 besteht vorzugsweise aus einem plastisch verformbaren Material, wie einem Flußstahl. Dadurch zieht sich die Kammer 14 nach dem Aufdrücken nicht wieder zusammen, wodurch sich der Bolzen 10 lösen könnte. Aus Sicherheitsgründen kann in den Nippel 22 ein Rückschlagventil 38 eingebaut werden, so daß der Druck in der Kammer nach der Druckbeaufschlagung aufrechterhalten werden kann.

Um ein Zusammenziehen der Kammer zu vermeiden, kann nach dem Aufdrücken ein erstarrendes Material in die Kammer gepumpt . werden, das dann in der Kammer erstarrt und einen starren

Kern bildet. Bei einer besonderen Ausführungsform kann das erstarrende Material selbst das Hydraulikmittel zum Aufdrücken der Kammer sein. Gewöhnlich wird aber eine Flüssigkeit, wie Wasser oder OeI, zum Aufdrücken der kammer 14 verwendet.

Verschiedene Ausführun5sformen fallen unter die Erfindung. So sind Ausführungsformen denkbar, in denen der längliche Köerper einen inneren aufdrückbaren Gummischlauch hat, der von einem Metallrohr umgeben ist, das durch Aufdrücken des inneren Schlauches expandiert werden kann, um in ein Mauerlmch einzugreifen. Das Rohr kann verschiedene Formen haben, wie z.B. eine käfigähnliche Form, eine Form, in der das Rohr durch Längsschlitze od.dgl. in zwei oder mehr Segmente geteilt ist.

Der Ankerbolzen 10 kann so leicht und schnell befestigt werden. Der Eingriff zwischen Bolzen 10 und Bohrungswand kann über die ganze Länge des Bolzens ausgedehnt werden. Somit können extreme Drücke aufgebracht werden. Die saubere und dauerhafte Befestigung eines Bolzens 10 ist weitgehend gesichert und die Fehlerquote solche-r Bolzen ist minimal. Befestigungsbolzen über die ganze Länge /on Bohrungen in einer Mauer sind auch insofern vorteilhaft, als das Abscheren der Bolzen über ihre Länge infolge Mauerbe Regungen die Bolzen nicht unbedingt unbrauchbar zu machen braucht. Die Eingriffskräfte des Bolzens in der Mauer können in Bedarfsfall auch minimiert werden.

Claims

1. Ankerbolzen,

dadurch gekennzeichnet, daß er ein kammerbestimmendes Mittel (12) hat, das eine Flüssigkeit sdichte Kammer (14) bildet, die mindestens eine expandierbare Wand hat, und daß er Einlaßmittel hat, durch die ein Druckmittel in die Kammer eingebbar ist.

2. Ankerbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kammerbestimmenden Mittel aus einem länglichen hohlen Körper (12) bestehen, der über mindestens einen Teil seiner Länge die Kammer (Ik) oildet.

3· Ankerbolzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal? die Einlaßmittel aus einem Durchlaß (18) in dem läglichen . Körper (12) bestehen.

4. Ankerbolzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er an dem mit dem Durchlaß (18) verbundenen und mit der Hochdruckmittelquelle verbindbaren Ende des Körpers (12) ein Verbindungsstück (22) aufweist.

5. Ankerbolzen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß . das Verbindungsstück (22) zum Verhindern des Entweichens von Druckmittel aus der durch den Körper (12) gebildeten Kammer (14) nach dem Aufdrücken ein Rückschlagventil (38) hat.

6. Ankerbolzen nach Anspruch 4 oder 5 3 dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Kammer (14). sich auf der dem Verbindungsstück (22) gegenüber liegenden Seite bis mindestens zu dem Ende des (16) des Körpers (12) erstreckt.

7. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) im Bereich seiner Kammer (14) einen eingefalteten Querschnitt hat.

8. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 2 bis 7 3 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kammer (14) über im wesentlichen die ganze Länge des iörpers (12) erstreckt.

9. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 2 bin 8, der in einer Bohrung mit einer Polarachse in einer Mauer od.dgl. aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet; daß die Kammer (14) einen

Wandteil hat, der in Richtung quer zur Polarachse der Bohrung expandierbar ist und dadurch mit der Bohrungswand sicher in Eingriff ist.

10. Ankerbolzen nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet j daß er eine als Schulter (28) ausgebildete Stutze (26) hat j die zum Anschlagen an der eine Bohrung, in der der Körper (12) befestigt werden soll, umgebenden Oberfläche der Mauer quer zu dem Körper (12) angeordnet ist.

11. Ankerbolzen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (26) eine von dem Körper (12) frei· aufgenommene" und quer abstehende Scheibe und einen an dem Körper (12) befestigten Träger (30) hat, an dem die Scheibe anliegt.

12. Ankerbolzen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (26) napfförmig ausgebildet ist und mit Ihrer konkaven Seite nach der Kammer (14) gerichtet ist.

13· Ankerbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kammer (14) bildende "Mittel (12) aus einem plastisch verformbaren Material besteht.

14. Ankerbolzen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammer (14) bildenden Mittel aus Fluß- oder Schmiedestahl bestehen.

15. Verfahren zum Befestigen eines Ankerbolzens in einer Bohrung mit einer Polarachse in einer Mauer od.dgl., bei der der Ankerbolzen aus einem länglichen Körper (12) besteht, der über mindestens einen Teil der Länge des Körpers eine flüssigkeit sdichte Kammer (14) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) in die Bohrung in der Mauer eingeführt und die Kammer (14) unter Druckgesetzt wird, so daß er quer zur Polarachse der Bohrung in Eingriff mit der Innenwand der Mauerbohrung expandiert und den Körper (12) in der Bohrung festhält.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14) in dem Körper (12) mittels eines hydraulischen Druckmittels aufgedrückt wird.

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17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Mittel ein erstarrendes Material ist, das nach dem Aufdrücken erstarrt und das Innere der Kammer (14) mit einem starren Kern versieht.

18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14) mit einem nach dem Aufdrücken und Expandieren erstarrenden Material gefüllt wird und das Material erstarrt, wodurch innerhalb der Kammer (14) ein starrer Kern entsteht.