DE3344511C2 - - Google Patents
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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.
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