DE3344511A1

DE3344511A1 - Vorrichtung zum setzen eines kunstharz-klebeankers

Info

Publication number: DE3344511A1
Application number: DE19833344511
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1985-06-20
Also published as: ZA849444B; AU565004B2; AU3640384A; DE3344511C2

Description

Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Im Bergbau und Tunnelbau werden zur Sicherung der Ausbruchquerschnitte vielfach sogenannte Kunstharz-Klebeanker verwendet, das sind Anker, deren Ankerstäbe im Bohrloch durch rasch erhärtende Kunstharzkleber verankert und nach dem Wirksamwerden des Klebers gespannt werden. Zur Herstellung eines solchen Kunstharz-Klebeankers wird in das Bohrloch zunächst eine Patrone eingeführt, die in geschlossenen Behältern zwei Komponenten eines Kunstharzklebers enthält. In diese Kleberpatrone wird sodann unter drehender Bewegung der Ankerstab eingeschoben. Dabei werden die Kammern der Patrone geöffnet, die Komponenten des Klebers vermischt und dadurch aktiviert.
Sobald der Kleber erhärtet ist, wird der Ankerstab gespannt und z.B. durch Aufdrehen einer Ankermutter auf ein zumindest am Ende des Ankerstabes vorgesehenes Gewinde verankert. Dabei reicht zum Spannen des Ankerstabes meist das zum festen Anziehen der Ankermutter erforderliche Drehmoment aus.
Beim Einbau derartiger Klebeanker sind somit zwei aufeinanderfolgende, jeweils durch die Anwendung eines Drehmoments gekennzeichnete Arbeitsgänge erforderlich, die nur durch die Zeitspanne voneinander getrennt ablaufen, die der Kleber zum Aushärten benötigt. Hierzu ist eine Vorrichtung erforderlich, die es gestattet, zunächst auf den Ankerstab und danach auf die Ankermutter ein Drehmoment zu übertragen.
Da die Erhärtungszeit des Kunstharzklebers verhältnismäßig kurz ist, ist, um diese Vorrichtung nicht mehrmals ansetzen zu müssen, schon vorgeschlagen worden, zwischen dem das Drehmoment übertragenden Werkzeug und dem Ankerstab bzw. der Ankermutter eine Hülse anzuordnen, die einerseits mit dem Ankerstab und andererseits mit der Mutter in formschlüssiger Verbindung steht (DE-PS 27 19 922). Dabei ist die Verbindung mit dem Ankerstab mit einem Drehrichtungsgesperre ausgerüstet, so daß zunächst in einem ersten Drehsinn der Ankerstab in die Patrone eingedreht und nach Erhärten des Klebers und Umkehrung des Drehsinns die Mutter auf den Ankerstab aufgeschraubt und dieser gespannt werden kann. Hierzu ist ein Werkzeug erforderlich, dessen Drehrichtung umkehrbar ist.
Um die Umkehr der Drehrichtung zu vermeiden, ist auch schon eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der in einer Hülse eine Widerlagerplatte gegen eine Druckfeder axial verschieblich angeordnet ist (DE-PS 26 29 351). Diese Widerlagerplatte drückt gegen die Stirnfläche des Ankerstabes und soll diesen so lange an einer Längsbewegung gegenüber der an der Hülse gehaltenen Ankermutter hindern, bis der Kunstharzkleber erhärtet ist und der dadurch ausgeübte Drehwiderstand die Federkraft der Druckfeder übersteigt.
Diese Vorrichtung arbeitet sehr wenig exakt, weil die das Widerlager beaufschlagende Druckfeder erst nach einer anfänglichen Längsverschiebung des Ankerstabes aktiviert wird.
Als besonders vorteilhaft für die Verwendung als Ankerstab für derartige Anker haben sich Stahlstäbe erwiesen, die mit warmgewalzten, an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Stabumfangs angeordneten Rippen versehen sind, welche Teile eines Gewindes bilden, auf das ein mit einem entsprechenden Gegengewinde versehener Verankerungskörper aufgeschraubt werden kann. Solche Stäbe sind sowohl in der Form bekannt, daß die Rippen entlang einer Schraubenlinie verlaufen (DE-PS 17 84 630), wie auch in der Form, daß die Rippen quer zur Stablängsachse verlaufen und eine solche Gestalt haben, daß auf das durch sie gebildete Teilgewinde sowohl Verankerungskörper mit rechts-, als auch solche mit linksgängigem Gewinde aufschraubbar sind (DE-PS 20 43 274).
Solche Stäbe sind deshalb besonders vorteilhaft, weil das für das Aufschrauben der Ankermuttern notwendige Gewinde schon im Walzvorgang erzeugt werden kann, so daß keine Nacharbeiten mehr zur Anbringung eines Gewindes notwendig sind. Die das Teilgewinde bildenden Rippen wirken nicht nur haftungsvergrößernd, sondern verbessern auch die Durchmischung der beiden Kleberkomponenten.
Stahlstäbe dieser Art, die im Querschnitt zweiachsig symmetrisch, aber nicht radial symmetrisch ausgebildet sind, haben den Vorteil, daß sie aufgrund dieser ihrer Querschnittsausbildung durch die Anordnung von Anschlägen gegen Drehung blockiert werden können. Diese Wirkung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung ausgenützt, die ebenfalls aus einer Hülse besteht, die an einer Stirnseite eine dem Umriß der Ankermutter angepaßte Aufnahme aufweist und an der anderen Stirnseite mit Mitteln zum Übertragen eines Drehmoments versehen ist (DE-GM 76 18 699). Im Inneren dieser Hülse sind Anschläge für die Stirnflächen der Rippen des Ankerstabes vorgesehen, der auf diese Weise drehfest mit der Hülse verbunden werden kann. So wird die Möglichkeit geschaffen, während der Wirksamkeit dieser Blockierung mit dem das Drehmoment übertragenden Werkzeug zunächst den Stahlstab in die Patrone einzuschrauben und nach der Erhärtungszeit des Klebers mit gelöster Blockierung die Ankermutter auf den Stab aufzuschrauben und mit einem entsprechenden Drehmoment festzuziehen. Dieser Vorrichtung haftet der Nachteil an, daß zwischen den beiden Arbeitsgängen die Blockierung manuell gelöst werden muß, daß also die Vorrichtung, die oft an der Tunneldecke eingesetzt wird, für eine Bedienperson zugänglich sein muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß manuelle Eingriffe daran zwischen den beiden Arbeitsgängen vermieden werden.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die mit den Anlageflächen des Ankerstabes zusammenwirkenden Gegenlagerflächen so gegenüber der Hülse abzustützen, daß bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmoments eine Drehbewegung zwischen dem Ankerstab und der Ankermutter verhindert wird. Dies wird durch eine derartige Abstützung der Gegenlagerflächen erreicht, daß zunächst der zum Einschrauben des Ankerstabes erforderliche Formschluß zwischen diesem und der Hülse, an der das Drehwerkzeug angreift, gewährleistet ist, während nach dem Erhärten des Kunstharzklebers der Drehwiderstand so groß wird, daß der zuvor von den Gegenlagerflächen ausgeübte Gegendruck überwunden wird und eine Drehbewegung der Hülse gegenüber dem Ankerstab erfolgen kann, mit der die Ankermutter festgezogen wird. Da die Ankerstäbe in der Regel verhältnismäßig kurz sind, ist auch die zum Spannen des Stabes erforderliche Dehnung gering, so daß zu deren Erreichen eine verhältnismäßig geringe Winkeldrehung der Mutter genügt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, in der die Fig. 1 bis 8 jeweils einander zugeordnete Längs-und Querschnitte verschiedener Ausführungsformen der Vorrichtung sind.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt und in Fig. 2 ein Querschnitt entlang der Linie II-II einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dargestellt. Auf das Ende eines Ankerstabes 1 ist eine Ankermutter 2 so weit aufgedreht, daß das Ende des Ankerstabes 1 nur noch wenig über die Mutter 2 hinausragt. Die Ankermutter 2 stützt sich gegen eine Ankerplatte 3 ab.
Der Ankerstab 1 besitzt auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten warmgewalzte Rippen 4, deren in die normale Staboberfläche übergehende Stirnflächen 5 etwas gegeneinander geneigt sind und im wesentlichen ebene Anlageflächen bilden.
Form und Neigung dieser Anlage flächen sind für die Erfindung nicht von Bedeutung; es ist lediglich notwendig, daß der Stab zweiseitig symmetrisch ausgebildet ist und daß derartige Anlageflächen vorhanden sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer auf die Ankermutter 2 aufgesetzten Hülse 6. Die Hülse 6 weist an ihrer einen Stirnseite 7 eine dem Umriß der Ankermutter 2 entsprechende Ausnehmung 8, z.B. einen Innenzwölfkant, auf.
An der gegenüberliegenden Stirnseite 9 besitzt sie eine Ausnehmung 10, in die ein Ansatz, z.B. ein Vierkant eines - nicht dargestellten - Werkzeugs eingeführt werden kann, das zur übertragung eines Drehmoments auf die Hülse 6 dient.
In analoger Weise kann anstelle der Ausnehmung 10 auch ein Zapfen vorgesehen sein.
Im Inneren der Hülse ist eine Buchse 11 drehbar angeordnet, deren Innenraum 12 in seinem Querschnitt dem Umriß des Ankerstabes 1 angepaßt ist. Die Buchse 11 ist an ihrem unteren Ende durch eine Grundplatte 13 verschlossen, die mittels eines Torsionsstabes 14 am Boden der Hülse 6 gelagert ist.
Beim Einsatz dieser Vorrichtung reicht die Federkraft des Torsionsstabes 14 zunächst aus, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 6 und dem Anker stab 1 herzustellen. Bei zunehmendem Drehwiderstand verformt sich der Torsionsstab 14 elastisch, wodurch die Drehbewegung der Hülse 6 unmittelbar auf die Ankermutter .2 übertragen wird.
In den Fig. 3 und 4 ist wiederum im Längs- und Querschnitt eine Hülse 16 dargestellt, die hinsichtlich der Ausnehmung 8 zur Verbindung mit der Ankermutter 2 und der Ausnehmung 10 zum Ansatz des Drehwerkzeuges mit der Hülse 6 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 übereinstimmt.
Im Inneren der Hülse 16 ist eine Buchse 17 angeordnet, deren Innenraum wiederum einen Querschnitt aufweist, der mit dem Umriß des Ankerstabes 1 übereinstimmt, so daß die Buchse mit dem Ankerstab drehfest verbunden ist. Zwischen dem Außenumfang 18 der Buchse 17 und der Innenwand 19 der Hülse ist ein Bremselement in Form eines Reibkörpers 20 angeordnet, das teilweise in die Innenwand der Hülse 16 eingelassen ist.
Dieses Bremselement ist so ausgebildet, daß das Drehmoment, das notwendig ist, um den Ankerstab 1 in die Kunstharzpatronen einzudrehen, übertragen werden kann, während es dann, wenn der Kunstharzkleber erhärtet und der Drehwiderstand zunimmt, nach Art einer Reibkupplung durchrutscht, so daß das Drehmoment über die Hülse 16 unmittelbar auf die Ankermutter 2 übertragen wird.
Auch die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 stimmt, was den Ankerstab 1, die Ankermutter 2, die dieser zugeordnete Ausnehmung 8 und die Ausnehmung 10 zum Ansetzen eines Drehwerkzeugs anlangt, mit der Ausführungsform nach Fig. 1 überein.
Innerhalb der Hülse 21 sind hier zwei Blattfedern 22 parallel zueinander und in einem dem Durchmesser des Ankerstabes 1 entsprechenden Abstand voneinander angeordnet (Fig. 6). Die beiden Blattfedern sind an ihren Enden in Ausnehmungen 23 in der Wand der Hülse 21 gehalten. Bei Eintragung eines Drehmoments in die Hülse 21 findet eine kurze Drehung statt, bis sich die Stirnflächen 5 an die Innenflächen der Blattfedern 22 anlegen, die Gegenlagerflächen bilden.
Die Elastizität der Blattfedern 22 ist so gewählt, daß das zum Eindrehen des Ankerstabes 1 in die Patronen notwendige Drehmoment durch Formschluß übertragen werden kann, während bei stärkerem Drehwiderstand die Blattfedern 22 ausgelenkt werden und eine Drehung der Hülse gegenüber dem Ankerstab 1 zulassen.
In ähnlicher Weise ist das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ausgebildet. Hier liegen an den Seitenflanken des Ankerstabes 1 Platten 25 an, die mittels rechtwinklig dazu angeordneter Führungsbolzen 26 unter Zwischenschaltung von Druckfedern 27 in Führungsteilen 28 geführt sind, die in radialen Bohrungen 29 in der Außenwand der Hülse 24 auf einander gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind.
Auch hier sind die Druck federn 27 in ihrer Federkraft so eingestellt, daß das zum Eindrehen des Ankerstabes 1 in das Kunstharz erforderliche Drehmoment übertragen werden kann, während bei erhöhtem Drehwiderstand die Druckfedern 27 nachgeben und eine Drehung der Hülse 24 gegenüber dem Anker stab 1 zulassen.

Claims

Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers, dessen Ankerstab zumindest an dem aus dem Bohrloch herausragenden Ende mit einem zum Aufschrauben einer Ankermutter geeigneten Gewinde versehen ist, das aus an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Anker stabes angeordneten Rippen gebildet ist, die sich jeweils nur über einen Teil des Umfangs des Ankerstabes erstrecken und deren Stirnseiten Anlageflächen bilden, bestehend aus einer Hülse, die an einer Stirnseite eine dem Umriß der Ankermutter angepaßte Aufnahme aufweist und die an der anderen Stirnseite mit Mitteln zum Übertragen eines Drehmoments versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Hülse (6, 16, 21, 24) mit den Anlageflächen des Ankerstabes (1) zusammenwirkende Gegenlagerflächen vorgesehen sind, die gegenüber der Hülse (6, 16, 21, 24) so abgestützt sind, daß bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmoments eine Drehbewegung zwischen dem Ankerstab (1) und der Ankermutter (2) verhindert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlagerflächen an der Innenwand einer das Ende des Ankerstabes (1) formschlüssig umschließenden Buchse (11, 17) ausgebildet sind, die gegen einen bestimmten Drehwiderstand drehbar koaxial in der Hülse (6, 16) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (11) an einem koaxial angeordneten und an der Hülse (6) gehaltenen Torsionsstab (14) gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwand der Buchse (17) und der Innenwand der Hülse (16) mindestens ein kraft gesteuertes Bremselement (20) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (20) mindestens eine Reibfläche aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenlagerflächen an mindestens einem Halteelement ausgebildet sind, das durch eine bestimmte quer zur Achse des Ankerstabes wirkende Federkraft beaufschlagt im Inneren der Hülse (21, 24) an dieser gehalten ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement als Blattfeder (22) ausgebildet ist, die tangential zum Ankerstab (1) angeordnet ist und deren Enden in Ausnehmungen (23) in der Hülse (21) gehalten sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement durch eine Druckfeder (27) beaufschlagt wird, die in einer radial verlaufenden Bohrung (29) in der Wand der Hülse (24) gelagert ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine Platte (25) aufweist, an der die Gegenlagerflächen gebildet sind und die mit einem rechtwinklig dazu verlaufenden Führungsbolzen (26) versehen ist, der die Druckfeder (27) durchdringt und in einer radialen Bohrung in der Wand der Hülse (21) geführt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (25) an der Einführseite des Ankerstabes (1) abgeschrägt (30) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei zueinander parallele Halteelemente in dem Durchmesser des Ankerstabes (1) entsprechenden Abstand voneinander vorgesehen sind.