DE3344511C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Im Bergbau und Tunnelbau werden zur Sicherung der Aus­ bruchquerschnitte vielfach sogenannte Kunstharz-Klebeanker verwendet, das sind Anker, deren Ankerstäbe im Bohrloch durch rasch erhärtende Kunstharzkleber verankert und nach dem Wirk­ samwerden 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 Kleber­ patrone 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. Da­ bei reicht zum Spannen des Ankerstabes meist das zum festen Anziehen der Ankermutter erforderliche Drehmoment aus.

Beim Einbau derartiger Klebeanker sind somit zwei auf­ einanderfolgende, jeweils durch die Anwendung eines Drehmo­ ments 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 verhält­ nismäßig 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 form­ schlüssiger Verbindung steht (DE-PS 27 19 922). Dabei ist die Verbindung mit dem Ankerstab mit einem Drehrichtungsge­ sperre ausgerüstet, so daß zunächst in einem ersten Dreh­ sinn der Ankerstab in die Patrone eingedreht und nach Er­ härten des Klebers und Umkehrung des Drehsinns die Mutter auf den Ankerstab aufgeschraubt und dieser gespannt werden kann. Hierzu ist ein Werkzeug erforderlich, dessen Dreh­ richtung umkehrbar ist.

Um die Umkehr der Drehrichtung zu vermeiden, ist auch schon eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der in einer Hülse eine Widerlagerplatte bzw. -stift gegen eine Druckfeder axial verschieblich angeordnet ist/sind (DE-PS 26 29 351). Diese Widerlagerelemente drücken gegen die Stirnfläche des Anker­ stabes und sollen diesen so lange an einer Längsbewegung ge­ genüber der an der Hülse gehaltenen Ankermutter hindern, bis der Kunstharzkleber erhärtet ist und der dadurch ausge­ übte Drehwiderstand die Federkraft der Druckfeder übersteigt. Es ist kaum möglich, diese Vorrichtung auf ein exaktes Drehmoment einzustellen, weil die das Widerlager beaufschlagende Druckfeder erst nach einer an­ fänglichen Längsverschiebung des Ankerstabes aktiviert wird.

Als besonders vorteilhaft für die Verwendung als An­ kerstab 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 Durchmi­ schung 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 Querschnitts­ ausbildung durch die Anordnung von Anschlägen gegen Drehung blockiert werden können. Diese Wirkung wird bei einer gat­ tungsgemäßen 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 ver­ sehen 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 ver­ bunden werden kann. So wird die Möglichkeit geschaffen, während der Wirksamkeit dieser Blockierung mit dem das Dreh­ moment übertragenden Werkzeug zunächst den Stahlstab in die Patrone einzuschrauben und nach der Erhärtungszeit des Kle­ bers mit gelöster Blockierung die Ankermutter auf den Stab aufzuschrauben und mit einem entsprechenden Drehmoment fest­ zuziehen. 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 Tunnelecke eingesetzt wird, für eine Bedienperson zugäng­ lich sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese be­ kannte Vorrichtung so weiterzubilden, daß manuelle Eingriffe daran zwischen den beiden Arbeitsgängen vermieden werden.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merk­ male des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, die mit den Anlageflächen des Ankerstabes zusammenwirkenden Gegen­ lagerflächen so gegenüber der Hülse abzustützen, daß bis zum Erreichen eines bestimmten Drehmoments eine Drehbewegung zwi­ schen dem Ankerstab und der Ankermutter verhindert wird. Dies wird durch eine derartige Abstützung der Gegenlagerflächen er­ reicht, daß zunächst der zum Einschrauben des Ankerstabes er­ forderliche 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 Ge­ gendruck überwunden wird und eine Drehbewegung der Hülse ge­ genüber dem Ankerstab erfolgen kann, mit der die Ankermutter festgezogen wird. Da die Ankerstäbe in der Regel verhältnis­ mäßig kurz sind, ist auch die zum Spannen des Stabes erfor­ derliche Dehnung gering, so daß zu deren Erreichen eine ver­ hältnismäßig 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 Vorrich­ tung sind.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt und in Fig. 2 ein Quer­ schnitt entlang der Linie II-II einer erfindungsgemäß aus­ gebildeten Vorrichtung dargestellt. Auf das Ende eines Anker­ stabes 1 ist eine Ankermutter 2 so weit aufgedreht, daß das Ende des Ankerstabes 1 nur noch wenig über die Mutter 2 hin­ ausragt. Die Ankermutter 2 stützt sich gegen eine Ankerplat­ te 3 ab.

Der Ankerstab 1 besitzt auf zwei einander gegenüber­ liegenden 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 Anlageflächen sind für die Erfindung nicht von Bedeutung; es ist lediglich notwendig, daß der Stab zweiseitig symmetrisch ausgebildet ist und daß derarti­ ge 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 Aus­ nehmung 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 ange­ ordnet, deren Innenraum 12 in seinem Querschnitt dem Umriß des Ankerstabes 1 angepaßt ist und insbesondere an den Längsseiten mit den Anlageflächen 5 zusammenwirkend Gegenlagerflächen 12 a aufweist. 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 Ankerstab 1 herzu­ stellen. Bei zunehmendem Drehwiderstand verformt sich der Torsionsstab 14 elastisch, wodurch die Drehbewegung der Hül­ se 6 unmittelbar auf die Ankermutter 2 übertragen wird.

In den Fig. 3 und 4 ist wiederum im Längs- und Quer­ schnitt eine Hülse 16 dargestellt, die hinsichtlich der Aus­ nehmung 8 zur Verbindung mit der Ankermutter 2 und der Aus­ nehmung 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 an­ geordnet, das teilweise in die Innenwand der Hülse 16 ein­ gelassen ist.

Dieses Bremselement ist so ausgebildet, daß das Dreh­ moment, das notwendig ist, um den Ankerstab 1 in die Kunst­ harzpatronen einzudrehen, übertragen werden kann, während es dann, wenn der Kunstharzkleber erhärtet und der Dreh­ widerstand zunimmt, nach Art einer Reibkupplung durch­ rutscht, 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 zugeordne­ te 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 Anker­ stabes 1 entsprechenden Abstand voneinander angeordnet (Fig. 6). Die beiden Blattfedern sind an ihren Enden in Aus­ nehmungen 23 in der Wand der Hülse 21 gehalten. Bei Eintra­ gung eines Drehmoments in die Hülse 21 findet eine kurze Drehung statt, bis sich die Stirnflächen 5 an die Innen­ flächen 22 a 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 not­ wendige Drehmoment durch Formschluß übertragen werden kann, während bei stärkerem Drehwiderstand die Blattfedern 22 aus­ gelenkt 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 Seiten­ flanken des Ankerstabes 1 Platten 25 an, deren Innenflächen 25 a die Gegenlagerflächen bilden, die mittels recht­ winklig dazu angeordneter Führungsbolzen 26 unter Zwischen­ schaltung von Druckfedern 27 in Führungsteilen 28 geführt sind, die in radialen Bohrungen 29 in der Außenwand der Hül­ se 24 auf einander gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind. Auch hier sind die Druckfedern 27 in ihrer Federkraft so ein­ gestellt, daß das zum Eindrehen des Ankerstabes 1 in das Kunstharz erforderliche Drehmoment übertragen werden kann, während bei erhöhtem Drehwiderstand die Druckfedern 27 nach­ geben und eine Drehung der Hülse 24 gegenüber dem Ankerstab 1 zulassen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Setzen eines Kunstharz-Klebeankers, dessen Ankerstab zumindest an dem aus dem Bohrloch herausra­ genden Ende mit einem zum Aufschrauben einer Ankermutter ge­ eigneten Gewinde versehen ist, das aus an zwei einander ge­ genüberliegenden Seiten des Ankerstabes angeordneten Rippen gebildet ist, die sich jeweils nur über einen Teil des Um­ fangs des Ankerstabes erstrecken und deren Stirnseiten Anla­ geflächen bilden, bestehend aus einer Hülse, die an einer Stirnseite eine dem Umriß der Ankermutter angepaßte Aufnah­ me aufweist und die an der anderen Stirnseite mit Mitteln zum Übertragen eines Drehmoments versehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Inneren der Hülse (6, 16, 21, 24) mit den Anlageflächen (5) des Ankerstabes (1) formschlüssig zusammenwirkende Ge­ genlagerflächen (12 a, 22 a, 25 a) 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 gekennzeich­ net, daß die Gegenlagerflächen an der Innenwand einer das En­ de des Ankerstabes (1) formschlüssig umschließenden Buchse (11, 17) ausgebildet sind, die gegen einen bestimmten Dreh­ widerstand drehbar koaxial in der Hülse (6, 16) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Buchse (11) an einem koaxial angeordneten und an der Hülse (6) gehaltenen Torsionsstab (14) gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Außenwand der Buchse (17) und der In­ nenwand der Hülse (16) mindestens ein kraftgesteuertes Brems­ element (20) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bremselement (20) mindestens eine Reibfläche aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gegenlagerflächen an mindestens einem Halteele­ ment 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 gekennzeich­ net, 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 gekennzeich­ zeichnet, daß das Halteelement durch eine Druckfeder (27) beauf­ schlagt wird, die in einer radial verlaufenden Bohrung (29) in der Wand der Hülse (24) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß das Halteelement eine Platte (25) aufweist, an der die Gegenlagerflächen gebildet sind und die mit einem recht­ winklig 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 gekennzeich­ net, daß die Platte (25) an der Einführseite des Ankersta­ bes (1) abgeschrägt (30) ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß jeweils zwei zueinander parallele Halteelemente in dem Durchmesser des Ankerstabes (1) ent­ sprechenden Abstand voneinander vorgesehen sind.