DE3435117A1

DE3435117A1 - Gebirgsanker

Info

Publication number: DE3435117A1
Application number: DE19843435117
Authority: DE
Inventors: Klaus Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Spies
Original assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Current assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Priority date: 1983-09-28
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1985-04-25

Description

Bl-973 Beh/Rö

Anmelder: Klockner - Becorit GmbH Wartburgstraße 21 - 25

462o Castrop - Rauxel

Gebirgsanker

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker, bestehend aus einem flexiblen Stahlseil, welches im Bohrloch verankerbar ist und am aus dem Bohrloch herausragenden Ende ein metallisches Endstück aufweist, welches starr mit dem Stahlseil verbunden ist und zur Abstützung der auf den Gebirgsanker einwirkenden Gebirgskräfte dient.

Bei einem nach dem Stande der Technik ( DE-PS 12 öl 289 ) bekannten Gebirgsanker der genannten Art ist das metallische Endstück stumpf an das äußerste Ende des Stahlseiles angeschweißt. Eine solche stumpfe Schweißnaht zwischen dem Stahlseil und dem Endstück ergibt jedoch eine nur unzureichend zugfeste Verbindung, weil sich beim Schweißvorgang in den Drähten des Stahlseiles die Zugfestigkeit beeinträchtigende Gefügeveränderungen ergeben. Außerdem kann nur schwer sichergestellt werden, daß jeder einzelne Draht des Stahlseiles in der

stumpfen Schweißnaht an dem metallischen Endstück ausreichend festgelegt wird. Solche stumpf an das Ende des Stahlseiles angeschweißten Endstücke haben sich deshalb bei Stahlseil-Gebirgsankern nicht durchsetzen

_c können.
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Stattdessen ist es nach dem Stande der Technik üblich, für die Festlegung des Endstückes mehrteilige Klemmkeileinrichtungen zu verwenden, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 11 o4 471 oder der US-PS 4 16o 615 bekannt sind. Solche Klemmkeileinrichtungen beeinträchtigen jedoch die Tragfähigkeit des Stahlseil-Gebirgsankers, weil die sich an das Stahlseil andrückenden Klemmelemente die direkt an ihnen anliegenden Drähte des

,_ Stahlseiles deformieren und einkerben, so daß das Stahl-15

seil im Klemmbereich geschwächt wird und dort abreißt. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, die im Vergleich zu massiven Ankerstangen wesentlich größere Zug-• festigkeit des Stahlseiles voll zu nutzen. Hinzu kommt,

daß das Stahlseil aufgrund seines Aufbaus aus einer 20

Vielzahl von dünnen Drähten verhältnismäßig stark zusammengedrückt werden kann, so daß sich im Bereich der Klemmvorrichtung keine exakt reproduzierbaren Klemmverhältnisse ergeben. Aus diesem Grunde ist die Haltekraft der Klemmeinrichtung von Anker zu Anker unter-25

schiedlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei dem Gebirgsanker der eingangs genannten Art die Verbindung zwischen dem Stahlseil und dem metallischen Endstück auf eine Weise so auszubilden, daß die außerordentlich große Zugfestigkeit des Stahlseiles voll genutzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus_o_ gehend von einem Gebirgsanker der eingangs genannten

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Art vor, daß das Endstück aus einer kalt auf das Ende

des Stahlseiles aufgepreßten Stahlhülse besteht, wobei die Länge und die Dicke der Hülse sowie die Festigkeit des kaltverformten Stahls derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Haltekraft der Hülse die Bruchlast des Stahlseiles überschreitet.

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß eine kalt auf das Ende des Stahlseiles aufgepreßte Stahlhülse eine außerordentlich zugfeste Verbindung ergibt.

^Q Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei dem kalt erfolgenden AufpreßVorgang das Gefüge der Stahldrähte nicht durch Einwirkung von hohen Temperaturen beeinträchtigt wird. Dadurch, daß beim Anpreßvorgang die Anpreßkräfte über die Länge der Stahlhülse gleichmäßig

^5 wirken und der kaltverpreßbare Stahl seine endgültige Härte und Zugfestigkeit erst bei Abschluß des Verformungsvorganges erreicht, ergeben sich keine Beschädigungen oder Einkerbungen der mit der kalt aufgepreßten Stahlhülse in Berührung kommenden Drähte. Die außerordentliche Zugfestigkeit der Verbindung ergibt sich aus dem kombinierten Form- und Kraftschluß zwischen den Drähten des Stahlseiles einerseits und dem kalt i verformten Stahl der aufgepreßten Hülse andererseits;.

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Die Erfindung ermöglicht es erstmals, neben den anderen bekannten Vorteilen eines Stahlseil-Gebirgsankers die gegenüber einer Ankerstange außerordentlich hohe Zugfestigkeit des Stahlseiles voll auszunutzen. Ein Stahlseil hat gegenüber einer normalen Ankerstange etwa .die doppelte Bruchlast und ist darüber hinaus über eine wesentlich größere Weglänge elastisch dehnbar, so daß es sich auftretenden Gebirgsbewegungen besser anpassen kann, als eine Ankerstange. V/eitere wesentliche Vorteile bestehen darin, daß der Gebirgsanker erforderlichenfalls am Einsatzort unter Tage selbst hergestellt werden kann, indem entsprechende Längen von einem vor-

handenen Seilvorrat abgelängt werden und am Einsatzort mit der kalt aufgepreßten Stahlhülse versehen werden. Auf diese V/eise ist es möglich, die Länge des Gebirgsankers dem jeweiligen Einsatzfall anzupassen. Da das Stahlseil flexibel ist, können auch aus beengten Grubenräumen heraus beliebig lange Anker von hoher Tragfähigkeit gesetzt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Gebirgsankers ge-,Q maß der Erfindung sieht vor, daß das äußerste Ende der Stahlhülse verdickt ausgebildet ist. An diesem verdickten Ende kann eine vom Gebirge belastete Ankerplatte formschlüssig abgestützt werden, so daß sich eine sicherere Kraftübertragung vom Gebirge auf den Anker ergibt. ,c Die Verdickung wird zweckmäßig bei der Kaltverformung in einem Arbeitsgang an die Hülse angeformt.

Das verdickte Ende der Stahlhülse kann zweckmäßig mit Schlüsselflächen für den Ansatz eines Verdrehwerkzeu-2Q ges versehen sein. Die Schlüsselflächen ermöglichen es, den Anker beim Einbau zu verdrehen, was beispielsweise notwendig sein kann, um die im Bohrloch befindlichen Bestandteile des zum Verkleben des Ankers dienenden Zweikomponentenklebers zu vermischen.

Um den Anker erforderlichenfalls vorspannen zu können, sieht eine andere Ausführungsform vor, daß auf der kaltaufgepreßten Stahlhülse ein Außengewinde angeordnet ist, auf welches eine Mutter aufschraubbar ist, durch

3Q welche eine Ankerplatte unter Vorspannung des Ankers gegen das Gebirge anpreßbar ist. Auch dieses Gewinde wird zweckmäßig gleichzeitig mit dem Kaltverforrnungsvorgang hergestellt. Um bei einem solchen vorspannbaren Anker das beim Anziehen der Mutter auftretende Drehmoment abstützen zu können, kann die Hülse an den Schlüsselflächen des verdickten Endes gegen Drehbewe-

gungen festgelegt v/erden.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand-der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen eingebauten Gebirgsanker gemäi3 der Erfindung in einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Schnitt durch das äußere Ende des "in Fig. 1 dargestellten Gebirgsankers;
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Fig. 3 schematisch einen eingebauten Gebirgsanker gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Schnitt durch das äußere Ende des in Fig. 3 dargestellten Gebirgsanker s;

Fig. 5 schematisch einen eingebauten Gebirgs

anker gemäß der Erfindung in einer dritten Ausführungsform;

Fig. 6 einen Schnitt durch das äußere Ende des in Fig. 5 dargestellten Gebirgsankers.

Der Gebirgsanker gemäß der Erfindung besteht jeweils aus einem Stahlseil 1 von hoher Tragfähigkeit, welches in einem Bohrloch 2 des Gebirges 3 angeordnet werden kann und dort vorzugsweise mittels eines Zweikomponentenklebers 4 verklebt oder sonstwie verankert werden kann. Arn aus dem Bohrloch 2 herausragenden Ende ist auf das Stahlseil 1 eine Stahlhülse 5 kalt aufgepreßt. Diese Stahlhülse hat eine solche Wandstärke, Länge und Materialfestigkeit, daß die Haltekraft zwischen dem Stahlseil 1 und der Stahlhülse 5 größer ist, als die Bruchlast des Stahlseiles 1.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen erstreckt sich die Stahlhülse 5 durch eine Bohrung 6 in einer Ankerplatte 7, welche das Gebirge abstützt. Zur Kraftübertragungzwischen der Ankerplatte 7 und der Stahlhülse

5 dient beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 ein Klemmring 8, der kraftschlüssig am Außenumfang der Stahlhülse 5 anliegt und die Ankerplatte 7 abstützt. Werden die die Ankerplatte 7 belastenden Gebirgskräfte größer als die Reibungskraft zwischen dem Klemmring 8 und der Stahlhülse 5, so verschiebt sich der Klemmring 8 an der Stahlhülse 5 bis an deren am äußersten Ende befindliche Verdickung 9. Hier geht die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Stahlhülse 5 und dem Klemmring 8 in eine formschlüssige Verbindung über, so daß das Stahlseil 1 bis an die Bruchlast belastet werden kann. Von besonderem Vorteil ist, daß das Stahlseil 1 bei Erreichen der Bruchlast nicht schlagartig abreißt, wie dies bei einer starren Ankerstange der Fall ist, sondern allmählich Draht für Draht abreißt, so daß bei Erreichen der Eruchlast die Tragkraft des Ankers nicht schlagartig abreißt, sondern allmählich schwächer wird.

Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 2 und 3 liegt die Verdickung 9 der Stahlhülse 5 unter Zwischenschaltung eines Zwischenstückes Io von anfang an an der Ankerplatte 7 an, so daß dieser Gebirgsanker nicht nachgiebig ist, sondern schon bei den ersten Absenkbewegungen des Gebirges seine maximale Tragkraft erreicht. Die Verdickung 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit Schlüsselflächen 11 versehen, die es ermöglichen, an das äußerste Ende des Gebirgsankers ein Verdrehwerkzeug anzusetzen, mit welchem der Anker in Drehung versetzt werden kann. Dies ist beispielsweise zweckmäßig, wenn durch eine solche Drehbewegung die Bestandteile des in dem Bohrloch befindlichen Zweikomponentenklebers beim Einbau des Ankers vermischt werden sollen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6 ist

die Stahlhülse 5 am Außenumfang mit einem Gewinde versehen, welches ebenso wie die Verdickung 9 in einem Arbeitsgang mit der Kaltverformung hergestellt wird. Auf dieses Gewinde 12 ist eine Mutter 13 aufgeschraubt, welche die Ankerplatte 7 abstützt. Durch Anziehen der Mutter 13 ist es möglich, die Ankerplatte 7 unter Spannung des Stahlseiles 1 gegen das Gebirge anzupressen. Um das beim Anziehen der Mutter 13 auftretende Drehmoment abstützen zu können und eine ungewollte Verdrehung des Ankers während des Spannvorganges zu vermeiden, kann der Anker an den Schlüsselflächen 11 der Verdickung 9 gegen Verdrehung festgelegt werden.

-Ansprüche-20

Leerseite -

Claims

Patentans ρ r ü c h e

1. Gebirgsanker, bestehend aus einem flexiblen Stahlseil, welches im Bohrloch verankerbar ist und am aus dem Bohrloch herausragenden Ende ein metallisches Endstück aufweist, welches starr mit dem Stahlseil verbunden ist und zur Abstützung der auf den Gebirgsanker einwirkenden Gebirgskräfte dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück aus einer kalt auf das Ende des Stahlseiles ( 1 ) aufgepreßten Stahlhülse ( 5 ) besteht, wobei die Länge und die Wanddicke der Hülse ( 5 ) sowie die Festigkeit des kaltverformten Stahls derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Haltekraft der Hülse ( 5 ), die Bruchlast des Stahlseiles ( 1 ) überschreitet.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste Ende der Stahlhülse ( eine Verdickung (. 9 ) aufweist.

3. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung ( 9 ) der Stahlhülse ( 5 ) Schlüsselflächen ( 11 ) für den Ansatz eines Verdrehwerkzeuges aufweist.

4. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der kalt aufgepreßten Stahlhülse ( 5 ) ein Außengewinde ( 12 ) angeordnet ist, auf welches eine Mutter ( 13 ) aufschraubbar ist, durch welche eine Ankerplatte ( 7 ) unter Vorspannung des Stahlseiles ( 1 ) gegen das Gebirge ( 3 ) anpreßbar ist.