DE3912365A1 - Bohrlochverschluss fuer mit der ankerstange gebohrte ankerbohrloecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bohrlochverschluß für das Einbringen ins Bohrloch zusammen mit der Ankerstange, die mit einem äußeren Grobgewinde und einem inneren, durchgehenden Innenkanal ausgerüstet ist, bestehend aus einer rohrförmigen, auf der Ankerstange in deren Längsrichtung verschieblichen Keilhülse, deren Wandung dehnbar und an die Bohrlochwandung anpreßbar ausgebildet ist.

Zur Verbesserung der Tragfähigkeit des Gebirges werden im untertägigen Berg- und Tunnelbau Anker in vorher ins Gebirge eingebrachte Bohrlöcher eingeführt und dort durch Spreizen oder durch Verkleben festgelegt. Derartige Anker werden auch im Bauwesen beispielsweise zum Stabilisieren der Wandung von Baugruben eingesetzt. Aus der DE-OS 37 17 024 ist es bekannt, eine Bohrstange zu verwenden, die im Anschluß an die Bohrlocharbeiten im Bohroch verbleiben kann. Hierzu weist die Ankerstange einen durchgehenden Innenkanal auf, durch den während der Bohrarbeiten die Bohrspülung und im Anschluß daran das Verfestigungsmaterial eingebracht werden kann. Um sicherzustellen, daß das in das Bohrloch eingebrachte Verfestigungsmaterial auch dort verbleibt und dann beim Aus­ härten die Ankerstange festlegt, weist die Ankerstange am der Bohrkrone gegenüberliegenden Ende einen Bohrlochverschluß auf, der aus einer rohrförmigen, flexibel ausgebildeten Hülse und einem ebenfalls rohrförmigen, in die Hülse eintreibbaren Keilkörper besteht. Nach dem Fertigstellen des Bohrloches wird dieser Bohrlochverschluß über die Ankerstange in das Bohrloch eingeschoben und dann durch Eintreiben des Keil­ körpers wirksam festgelegt, so daß das Bohrloch abgedichtet ist. Dabei muß die Keilhülse so ausgebildet sein, daß sie sich einmal an die Bohrlochwandung anpressen läßt, anderer­ seits aber auch für eine wirksame Abdichtung im Bereich des Grobgewindes Sorge trägt, das die Außenwandung der Anker­ stange bildet. Hierbei bestehen Schwierigkeiten. Darüber hinaus kommt es sehr auf die Sorgfalt des Bedienungspersonals an, da bei nicht richtig eingetriebenem Keilkörper das rück­ flutende Verfestigungsmaterial den gesamten Bohrlochverschluß leicht aus dem Bohrloch herausdrückt. Darüber hinaus kann es beim falschen oder zu frühen Eintreiben des Keilkörpers in die Keilhülse zu einem Aufreißen der Keilhülse kommen, so daß dann ebenfalls Verfestigungsmaterial am Bohrlochver­ schluß vorbei in den Bereich des Bohrlochmundes austreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen univer­ sell einsetzbaren, mit der Ankerstange zusammen ins Bohrloch einführbaren und sich selbsttätig verspannenden und damit das Bohrloch abdichtenden Bohrlochverschluß zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Keilhülse ein Innengewinde aufweist, daß bei Rechtsdrehung blockierend ausgebildet ist und daß ihre Außenwand eine Ab­ dichtung von Bohrlöchern unterschiedlichen Durchmessers zulassend geformt und bemessen ist.

Durch die besondere Ausbildung der Keilhülse und der Zuordnung eines Innengewindes ist sichergestellt, daß die Keilhülse sich zusammen mit der Ankerstange in das Bohrloch hineinbewegt. Durch das Innengewinde ist dabei vorteilhaft gleichzeitig eine vollständige Abdichtung sichergestellt, da Verfestigungsmaterial nicht mehr austreten kann. Außerdem braucht die Keilhülse selbst nicht durch Eintreiben eines Keils aufgeweitet zu werden, da sie sich selbsttätig mit der Bohrstange in das Bohrloch einzieht und dabei gleichzeitig durch die Keilform für ein wirksames Abdichten des Bohrloches Sorge trägt. Durch die Wahl einer entsprechenden Keilform und einer entsprechenden Keillänge wird dabei sichergestellt, daß mit einem und demselben Bohrlochverschluß bei Bohrlöchern unterschiedlichen Durchmessers gearbeitet werden kann. Hier ist es möglich, die heute üblichen Ankerbohrlöcher zwischen 30 und 60 mm mit dem gleich ausgebildeten Bohrlochverschluß wirksam zu verschließen. Das Gewinde des Bohrlochverschlusses ist so ausgebildet, daß nur eine Linksdrehung möglich ist. Bei Rechtsdrehung blockiert das Gewinde, so daß sich der Bohrlochverschluß bei Berührung mit dem Gebirge nicht von der Ankerstange abschraubt, sondern sich vielmehr dabei im Bohrloch wirksam verkeilt.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Innengewinde dem Grobgewinde der Anker­ stange angepaßt nur über eine Teillänge der Keilhülse ausge­ bildet ist. Hierdurch wird die Herstellung derartiger Keil­ hülsen vereinfacht und darüber hinaus sichergestellt, daß die Keilhülse relativ leichtgängig mit der Ankerstange zusammen in das Bohrloch hineingezogen wird. Außerdem ist so die Möglichkeit gegeben, zusätzlich zur besonderen Ausbil­ dung des Innengewindes auch Maßnahmen vorzusehen, die das Verspannen der Keilhülse in dem Bohrloch begünstigt. Eine solche Verspannung und Verkeilung ist insbesondere dadurch erleichtert, daß die Keilhülse gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung aus elastisch verformbarem Material besteht. Durch das Sperren der Keilhülse aufgrund der besonderen Form­ gebung des Innengewindes tritt so bei Berühren der Bohrloch­ wandung eine Verformung und damit ein Festsetzen des Bohrloch­ verschlusses ein.

Ein wirksames Sperren des Bohrlochverschlusses im Bohr­ loch wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im gewindefreien Teilstück der Keilhülse bis an die Ankerstange heranreichende Sicherungsstege vorgesehen sind, die gegen die Drehrichtung der Ankerstange schrägstehend angeordnet sind. Durch diese exzentrische Stellung der Sicherungsstege ist eine wirksame Rückdrehsicherung geschaffen und damit sichergestellt, daß der einmal in das Bohrloch eingedrehte und festgesetzte Bohr­ lochverschluß auch dort wirksam verbleibt.

Die vorteilhafte Rückdrehsicherung wird in ausreichender Form geschaffen, wenn die Sicherungsstege zwischen dem das Innengewinde aufweisenden Teilstück und dem bohrlochmund­ seitigen Außenrand ausgebildet und angeordnet sind. Im vorderen Teilstück dagegen, d. h. zwischen dem das Innengewinde aufweisenden Teilstück und der Spitze des Bohrlochverschlusses dagegen wird auf die Sicherungsstege verzichtet, so daß hier eine recht stabile Ausbildung des Bohrlochverschlusses zusammen mit der Ankerstange erreicht ist, so daß insbesondere das Einziehen des Bohrlochverschlusses in das Bohrloch sicher­ gestellt ist.

Die Wirkung der Sicherungsstege als Rückziehsicherung ist insbesondere dadurch erreicht, daß die Sicherungsstege aus einem biegesteifen Material, vorzugsweise Kunststoff, hergestellt und mit der Innenwand der Keilhülse verklebt sind. Denkbar ist es auch, daß beide Materialien so bei der Herstellung der Keilhülse miteinander verbunden werden, daß ein Verkleben nicht notwendig ist, beispielsweise wäre ein Verschrauben beider Teile ineinander denkbar oder aber ein Spritzen der Teilstücke zeitlich so dicht hintereinander, daß sich die beiden Werkstoffe miteinander verbinden.

Eine weitere Möglichkeit, die Sperrwirkung der Siche­ rungsstege auf einfache Art und Weise zu sichern, ist die, bei der die Sicherungsstege zur Innenwand der Keilhülse hin verdickt ausgebildet sind.

Die Verwendungsfähigkeit für Bohrlöcher unterschiedlicher Durchmesser ist erfindungsgemäß dadurch gesichert, daß die Keilhülse bei einer Länge von 150 mm einen sich von 33 mm auf 58 mm vergrößernden Außendurchmesser aufweist. Damit können derartige Bohrlochverschlüsse sowohl für Bohrlöcher mit 30 wie mit 54 bis 56 mm Verwendung finden, wobei durch ihre Formgebung und ihre Verspannung innerhalb des Bohrloches eine wirksame Abdichtung des Bohrloches immer gewährleistet ist. Dabei wird durch die Formgebung der Keilhülse am bohr­ lochmundseitigen Ende eine Abdichtung ergänzend dadurch garantiert, daß die Keilhülse einen eine Dichtkante ergeben­ den Außenrand aufweist. Der Außenrand ist kragenförmig ausge­ bildet, so daß beim Einschieben des Bohrlochverschlusses in das Bohrloch dieser Kragen zu einer ergänzenden Abdichtung wirksam beiträgt.

Um ein Überstehen des Bohrlochverschlusses über den Bohrlochmund hinaus möglichst zu vermeiden und das Aufbringen der Kalottenplatte bzw. der Ankerplatte nicht zu behindern, sieht die Erfindung vor, daß das die Sicherungsstege auf­ weisende Teilstück bis zum das Innengewinde aufweisenden Teilstück trichterförmig und eine Wandstärke von ca. 4 mm aufweisend ausgebildet sind. Dadurch ist eine Möglichkeit gegeben, dieses obere Ende des Bohrlochverschlusses dann abzuschneiden, wenn aufgrund des bereits vorhandenen sicheren Abschlusses des Bohrloches ein vollständiges Einschieben des Bohrlochverschlusses in das Bohrloch selbst nicht notwen­ dig ist.

Das Einbringen des Verfestigungsmaterials und dessen Verteilung innerhalb des Bohrloches wird vorteilhafterweise dadurch erleichtert, daß in der Keilhülse etwa parallel zur Innenwand bzw. zur Ankerstange verlaufende Außen- und Innen­ wand verbindende und durchörternde Bohrungen ausgebildet sind. Diese Bohrungen wirken als Entlüftungskanäle, durch die beim Einpressen des Verfestigungsmaterials die im Bohr­ loch vorhandene Luft ausströmen kann, bis das Verfestigungs­ material den Bohrlochverschluß und damit die Bohrungen selbst erreicht hat. Dann kann etwas Material durch die Bohrungen austreten, so daß eine Überprüfung des Füllgrades des Bohrloches möglich ist. Das Material verfestigt sich dann schnell und verschließt die Bohrungen wirksam, so daß weiteres Material nicht austreten kann, insbesondere dann, wenn diese Bohrungen verschließbar oder sich automatisch verschließend oder mit einem Verschluß versehen sind. Dann kann nämlich nach Austreten von Verfestigungsmaterial die Bohrung wirksam so verschlossen werden, daß auch ein unbeabsichtigtes weiteres Austreten von Verfestigungsmaterial nicht mehr möglich ist.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Bohrlochverschluß geschaffen ist, der für Bohrlöcher unterschiedlichen Durchmessers eingesetzt werden kann und der darüber hinaus ein wirksames Abschließen des Bohrloches ermöglicht, wenn anschließend Verfestigungsmaterial zum Fest­ legen der Ankerstange im Bohrloch eingebracht werden soll. Da die Keilhülse sich selbsttätig innerhalb des Bohrloches verspannt und damit abdichtet, kann eine Zerstörung der Keil­ hülse und damit des Bohrlochverschlusses durch falsche Hand­ habung nicht eintreten. Eine wirksame und damit auch ergo­ nomische Ausbildung dieses Bohrlochverschlusses ist so gegeben. Vorteilhaft ist weiter, daß ein derartiger Bohrlochverschluß leicht handhabbar ist, weil er nämlich nur auf das Ende der Ankerstange aufgesetzt werden muß, die dann weiter ins Bohr­ loch eingedreht wird, um dabei den Bohrlochverschluß so weit mit in das Bohrloch hineinzuziehen, bis sie sich dort wirksam und abdichtend verspannt hat.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegen­ standes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen darge­ stellt sind. Es zeigt

Fig. 1 ein Bohrloch mit Ankerstange und Verfesti­ gungsmaterial sowie Bohrlochverschluß,

Fig. 2 einen Bohrlochverschluß in Seitenansicht und

Fig. 3 den Bohrlochverschluß gemäß Fig. 2 in Rück­ ansicht.

Zur Stabilisierung und Verstärkung des beispielsweise eine untertägige Strecke umgebenden Gebirges ist nach Fig. 1 ein Bohrloch (1) in das Gebirge (4) eingebracht worden. Die Länge des Bohrloches (1) ist so bemessen, daß eine ausreichend lange vom Bohrlochtiefsten (3) bis zum Bohrlochmund (2) reichende und noch aus dem Bohrloch (1) herausreichende Anker­ stange (5) eingeschoben werden kann. Bei dem aus Fig. 1 er­ sichtlichen Verfahren wird die Ankerstange (5), die auf der Außenwand ein Grobgewinde (6) trägt, gleichzeitig zum Bohren des Bohrloches (1) und anschließend zum Ankern eingesetzt. Aus diesem Grunde trägt die Ankerstange (5) auf der dem Bohr­ lochtiefsten (3) zugewandten Ende eine Bohrkrone (7). Um entsprechend lange Ankerstangen (5) einbringen zu können, sind Kupplungsmuttern (8) vorgesehen, die entsprechende Teil­ längen wirksam miteinander verbinden.

Nach dem Festlegen der Ankerstange (5) im Bohrloch (1) selbst wird die Ankerstange (5) verspannt. Hierzu dient die sich gegen das Gebirge (4) abstützende Ankerplatte (9) und die Ankermutter (10), die das bohrlochmundseitige Ende der Ankerstange (5) bilden.

Die Ankerstange (5) ist innerhalb des Bohrloches (1) dadurch festgelegt, daß der Kanal (11) zwischen der Anker­ stange (5) und der Bohrlochwandung (12) mit einem Verfesti­ gungsmaterial (13) ausgefüllt ist, das sich nach dem Ein­ bringen verhärtet und so die Ankerstange (5) im Bohrloch wirksam festlegt. Hierzu verfügt die Ankerstange (5) über einen Innenkanal (14), der in Fig. 1 nicht im einzelnen wiedergegeben ist. Durch diesen Innenkanal (14) wird das Verfestigungsmaterial bis zur Bohrkrone (7) hochgedrückt, um dann von dem Bohrlochtiefsten (3) her den Kanal (11) zwischen Bohrlochwandung (12) und Ankerstange (5) zu ver­ füllen. Aus dem Bohrloch (1) kann dieses Verfestigungsmaterial (13) nicht herausfließen, weil der Bohrlochmund (2) durch einen Bohrlochverschluß (15) wirksam abgedichtet ist. Dieser Bohrlochverschluß (15) wird anhand der weiteren Figuren in seiner besonderen Ausbildung näher erläutert.

Der Bohrlochverschluß (15) ist, wie Fig. 2 verdeutlicht, als Keilhülse (16) ausgebildet. Diese Keilhülse (16) verfügt über eine Axialbohrung (17), die der Ankerstange (5) angepaßt ausgebildet ist, d. h. also über diese Ankerstange (5) geschoben werden kann. Bei einer Gesamtlänge von beispielsweise 150 mm nimmt der Außendurchmesser dieser Keilhülse (16) von etwa 33 auf 58 mm zu, so daß eine derartige Keilhülse (16) zum Verschließen von Bohrlöchern unterschiedlichen Durchmessers eingesetzt werden kann.

Die Keilhülse (16) ist mit einem Innengewinde (18) ausge­ rüstet, das nur eine Linksdrehung zuläßt. Bei Rechtsdrehung blockiert dieses Innengewinde (18), wobei es der Einfachheit halber nur etwa mittig der Keilhülse (16) im Teilstück (19) ausgebildet ist. Der bohrlochmundseitige Bereich (20) ist mit aus der Fig. 3 ersichtlichen Sicherungsstegen (21, 22) versehen, die als vorteilhafte und im Prinzip einfache Rück­ drehsicherungen wirken. Diese Sicherungsstege (21, 22) sind exzentrisch bzw. entgegen der Drehrichtung schräggestellt, so daß sie bei Rechtsdrehung wirksam sperren. Hierzu reichen sie bis an die Ankerstange (5) heran, die in Fig. 3 nur ange­ deutet ist.

Das Teilstück (20) mit den Sicherungsstegen (21, 22) endet mit dem Außenrand (23), der zu seiner Dichtkante (24) abgebogen ist, um so eine wirksame Abdichtung ergänzend beim Einführen des gesamten Bohrlochverschlusses (15) in das Bohr­ loch (1) zu gewährleisten. Die Wandstärke des Bohrlochver­ schlusses im Bereich des Teilstückes (20) ist so bemessen, daß hier ein Abtrennen ohne Probleme möglich ist, wenn der Bohrlochverschluß (15) beispielsweise über die Bohrlochmündung bzw. dem Bohrlochmund (2) übersteht. Außenwand (25) und Innen­ wand (26) verlaufen aus diesem Grund hier parallel zueinander.

Eine Entlüftung von Bohrlöchern (1) beim Einbringen von Verfestigungsmaterial (13) wird dadurch erreicht, daß in der Keilhülse (16) etwa parallel zur Innenwand (26) bzw. zur Ankerstange (5) verlaufende Bohrungen (28, 29) im Teil­ stück (19 und 27) ausgebildet sind. Diese Bohrungen (28, 29) verbinden praktisch die Außenwand (25) und die Innenwand (26), so daß aufgestaute Luft durch die Bohrungen (28, 29) hindurch aus dem Kanal (11) in den Innenraum des Teilstückes (20) und damit in die freie Atmosphäre austreten kann. Eine vollständige Verfüllung des Kanals (11) kann so gewährleistet werden.

Ein Verhaken der Keilhülse (16) an der Bohrlochwandung beim Einschrauben bzw. Einschieben des Bohrlochverschlusses (15) in das Bohrloch (1) wird dadurch verhindert, daß die Spitze (30) abgerundet ist. Gleichzeitig wird dadurch das Einschieben des Bohrlochverschlusses insgesamt auch noch erleichtert.

Claims (12)

1. Bohrlochverschluß für das Einbringen ins Bohrloch zusammen mit der Ankerstange, die mit einem äußeren Grobge­ winde und einem inneren, durchgehenden Innenkanal ausgerüstet ist, bestehend aus einer rohrförmigen, auf der Ankerstange in deren Längsrichtung verschieblichen Keilhülse, deren Wan­ dung dehnbar und an die Bohrlochwandung anpreßbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhülse (16) ein Innengewinde (18) aufweist, das bei Rechtsdrehung blockierend ausgebildet ist und daß ihre Außenwand (25) eine Abdichtung von Bohrlöchern (1) unter­ schiedlichen Durchmessers zulassend geformt und bemessen ist.

2. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (18) dem Grobgewinde (6) der Ankerstange (5) angepaßt, nur über eine Teillänge der Keilhülse (16) ausgebildet ist.

3. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhülse (16) aus elastisch verformbarem Material besteht.

4. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im gewindefreien Teilstück (20) der Keilhülse (16) bis an die Ankerstange (5) heranreichende Sicherungsstege (21, 22) vorgesehen sind, die gegen die Drehrichtung der Anker­ stange schrägstehend angeordnet sind.

5. Bohrlochverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsstege (21, 22) zwischen dem das Innengewinde (18) aufweisenden Teilstück (19) und dem bohrlochmundseitigen Außenrand (23) ausgebildet und angeordnet sind.

6. Bohrlochverschluß nach Anspruch 3 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsstege (21, 22) aus einem biegesteifen Material, vorzugsweise Kunststoff, hergestellt und mit der Innenwand (26) der Keilhülse (16) verklebt sind.

7. Bohrlochverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsstege (21, 22) zur Innenwand (26) der Keil­ hülse (16) hin verdickt ausgebildet sind.

8. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhülse (16) bei einer Länge von 150 mm einen sich von 33 mm auf 58 mm vergrößernden Außendurchmesser aufweist.

9. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilhülse (16) einen eine Dichtkante (24) ergebenden Außenrand (23) aufweist.

10. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Sicherungsstege (21, 22) aufweisende Teilstück (20) bis zum das Innengewinde (18) aufweisende Teilstück (19) trichterförmig und eine Wandstärke von ca. 4 mm auf­ weisend ausgebildet ist.

11. Bohrlochverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilhülse (16) etwa parallel zur Innenwand (26) bzw. zur Ankerstange (5) verlaurende und damit Außen- und Innenwand (25, 26) verbindende und durchörternde Bohrungen (28, 29) ausgebildet sind.

12. Bohrlochverschluß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (28, 29) verschließbar ausgebildet oder mit einem Verschluß versehen sind.