DE8311673U1 - Gebirgsanker - Google Patents

Description

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Bochumer Eisenhütte Heintzmann GmbH & Co. KG, Bessemerstraße 80, *i630 Bochum 1

Gebirgsanker

Die Neuerung richtet sich auf einen Gebirgsanker für großen Konvergenzen ausgesetzte Tunnel- und Untertagebetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Gebirgsankern befinden sich die Nachgiebigkeitsbereiche grundsätzlich im Bohrloch. Durch die besondere Gestaltung der Nachgiebigkeitsbereiche, der ihnen zugeordneten Ziehringe ind der Stützhülsen für die Ziehringe weisen solche Gebirgsanker erhebliche Durchmesserunterschiede in ihren verschiedenen Längenabschnitten auf. Hierdurch sind dann vergleichsweise große Ringräume zwischen den Gebirgsankern und den Bohrlochwandungen vorhanden, die mit dem Kleber ausgefüllt werden müssen. Da der Kleber jedoch teuer ist, sein Preis kommt etwa dem Stahlpreis nahe, ist man bemüht, die Ringräume so klein wie nur möglich zu halten. Dies wurde z.B. teilweise dadurch erreicht, daß abgestufte Bohrlöcher hergestellt wurden. Abgestufte Bohrlöcher werfen jedoch wieder Probleme beim Einbringen des aus Gründen einer schnellen Abbindezeit in der Regel in Patronen eingebrachten Klebers auf. Außerdem sind abgestufte Bohrungen nur dann zweckmäßig, wenn sich die Nachgiebigkeitsbereiche, also die Abschnitte mit den größten Durchmessern, in der Nähe der Boh-rlochmündungen befinden. Darüber hinaus ist es bei durch Kleber ausgefüllten großen Ringräumen zwischen den Gebirgsankern und den Bohrlochwandungen möglich, daß innerhalb des verfestigten Klebers Scherflächen auftreten, welche dann zu einem Abreißen des Ankers führen und damit die gewünschte Verklammerung des

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Gebirgsankers mit dem Gebirge aufheben. Dieser Schereffekt tritt insbesondere im Bohrlochtiefsten auf, wo die größten Verklammerungskräfte zwischen den Ankern und dem Gebirge herrschen.

Der Neuerung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Gebirgsanker so auszugestalten, daß die im Bohrloch erforderliche Klebermenge erheblich reduziert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Neuerung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen. j

Bei dieser Ausbildung setzt sich der im Bohrloch j befindliche Teil des Gebirgsankers im wesentlichen aus drei | Längenabschnitten zusammen. Im Bohrlochtiefsten und im 3e- | reich der Bohrlochmündung befinden sich jeweils relativ kurze Längenabschnitte, die über den Kleber mit dem Gebirge I verklammert werden. Dadurch wird der Gebirgsanker nicht nur | einwandfrei im Bohrlochtiefsten verspannt, sondern es wird ; im Bereich der Bohrlochmündung auch dafür gesorgt, daß es hier nicht zu einem Aufhlättern der Gebirgsschichten kommen j kann. Der im Vergleich zu den Endabschnitten etwa 4 bis 7 j mal so lange und im Durchmesser demgegenüber reduzierte Mittelabschnitt erhält nunmehr eine Ummantelung mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Endabschnitte angeglichen ist. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, ein ungestuftes Bohrloch herzustellen, sondern es wird auch der Freiraum umfangsseitig des Gebirgsankers erheblich verringert. Polglich kann der Verbrauch an Kleber merklich gesenkt werden. Zugleich wird mit der Ummantelung der Vor-

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teil erzielt, daß der lange Mittelabschnitt des Gebirgeankers vom Kleber getrennt wird und sich dadurch bei Gebirgskonvergenzen beträchtlich längen kann. Dieser Vorteil Wird unabhängig davon erreicht₃ ob der Nachgiebigkeitsbereich mit dem Ziehring im Bohrlochtiefsten oder nahe der Bohrlochmündung angeordnet ist.

Nach Anspruch 2 kann die Ummantelung im Mittelab-Bchnitt des Gebirgsankers durch eine Hülse gebildet sein. In diesem Zusammenhang wird angestrebt, ein preiswertes und dennoch die geforderten Funktionen voll erfüllendes Material für die Hülse zu verwenden.

Gemäß Anspruch 3 kann statt einer Ummantelung eine Umwicklung verwendet werden. Auch das Material der Umwicklung kann dann einfach und preisgünstig sein.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung besteht in den Merkmalen des Anspruchs H. Bei dieser Bauart befindet sich mithin der Nachgiebigkeitsbereich in der Nähe der Bohrlochmündung. Die Verklammerung des Ankers mit dem Gebirge erfolgt einerseits über die auch zur Abstützung des Ziehrings dienende Hülse, welche sich von der Ankerplatte aus in das Bohrloch hinein erstreckt und andererseits durch einen Gewindeabschnitt am inneren Endetier Ankerstange. Dieser Gewindeabschnitt kann mit dem restliche Teil der Ankerstange verschweißt oder verschraubt sein. Das Gewinde ist vorzugsweise durch Rollen hergestellt. Es handelt sich bevorzugt um ein solches Gewinde, das durch Vertiefungen und Vorsprünge eine verbesserte Verklammerung de.¹ Ankerstange mit dem Gebirge über den Kleber sicherstellt. Der glatte vorsprungslose Mittelabschnitt zwischen

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dem Gewindeabschnitt und der Ankerhülse wird umfangsseitig flurch eine Hülse umschlossen. Deren Durchmesser ist an die Durchmesser des inneren Endabschnitts und der Ankerhülse angepaßt. Das Bohrloch kann dadurch ungestuft hergestellt werden. Die umfangsseitig verbleibenden Freiräume zwischen dem Gebirgsanker und der Bohrlochwandung sind klein» Es , Wird nur wenig Kleber benötigt.

Eine an lere zweckmäßige Ausfuhrungsform der Heuerung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 5. Hierbei ist der Nachgiebigkeitsbereich dem inneren Endabschnitt der Ankerstange zugeordnet. Dieser Endabschnitt wird von einer Hülse umgeben, die über den Kleber auch der innigen Verklammerung mit dem Gebirge dient. Der den gestuften Nachgiebigkeitsbereich umgebende Ziehring stützt sich an dieser Hülse ab. Um auch im Bereich der Bohrlochmündung die gewünschte Verklammerung mit dem Gebirge herzustellen, damit ein Aufblättern der hier liegenden Gebirgsschichten vermieden wird, erstreckt sich von der Ankerplatte aus eine

) Hülse umfangsseitig der Ankerstange in das Bohrloch hinein.

Diese Hülse wird dann ebenfalls über den Kleber mit dem Gebirge verbunden. Der mittlere Längenabschnitt der Ankerstange zwischen den beiden Hülsen ist dann wieder mit einer Ummantelung umgeben, bevorzugt einer Hülse, welche über den langen mittleren Abschnitt die umfangsseitigen Freiräume erheblich verkleinert.

Die Neuerung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in den Figuren 1 und 2 zwei Ausführungsformen von in Bohrlöchern eingesetzten nachgiebigen Ankern veranschaulicht.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 wird der innere Endabschnitt 1 der Ankerstange 2 von einem Gewindeabschnitt gebildet j der mit dem restlichen Teil der Ankerstange 2 über einen Zapfen 3 verschraubt ist. Der Gewindeabschnitt 1 besitzt umfangsseitig ein angerolltes Gewinde 4, welches eine innige Verklammerung über den umfangsseitig befindlichen Kleber 5 mit dem Gebirge 6 gewährleistet.

Das andere Ende Ί der Ankerstange 2 ragt aus dem Bohrloch 8 hinaus und ist endseitig mit einem Mehrkant 9 versehen, mit welchem der Kleber 5 beim Zerstören der vorab in das Bohrloch 8 eingebrachten Kleberpatronen durch Drehen des Ankers 10 vermischt werden kann. Dieser Endabschnitt 7 der Ankerstange 2 durchsetzt eine Ankerhülse 11, die sich zum Teil in das Bohrloch 8 hinein erstreckt. Am inneren Ende umklammert die Ankerhülse 11 einen Ziehring 12, der einen dreifach gestuften Nachgiebigkeitsbereich 13 der Ankerstange 2 umfaßt. Die Ankerhülse 11 besitzt außenseüg ein Gewinde lH, auf das eine Mutter 15 drehbar ist, mit deren Hilfe eine kalottenförmige Ankerplatte 16 umfangsseitig der Bohrlochmündung U an das Gebirge 6 angedrückt werden kann.

Zwischen der Ankerhülse 11 und dem inneren Endabschnitt 1 der Ankerstange 2 erstreckt sich ein glatter vorsprungsloser Längenabschnitt 18. Dieser Längenabschnitt 18 ist etwa 4 bis 5 mal so lang bemessen wie der innere Endabschnitt 1. Er wird von einer Hülse 19 umschlossen, die sich zwischen dem inneren Endabschnitt 1 und der Ankerhülse 11 erstreckt. Der Durchmesser dieser Hülse 19 entspricht etwa dem Durchmesser des inneren Endabschnitts 1 bzw. der Ankerhülse 11. Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise

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lediglich die beiden Endabschnitte, d.h. der innere Gewindeabschnitt 1 und die Ankerhülse 11 über den Kleber 5 mit dem Gebirge 6 verklammert werden, wohingegen der lange Mittelabschnitt l8 der Ankerstange 2 bei Gebirgskonvergenzen sich unbeeinflußt vom Kleber 5 längen und damit Gebirgsbewegungen über eine große Strecke folgen kann.

Der Figur 2 ist eine Ausführungsform eines Gebirgsankers 20 zu entnehmen, bei welcher der Nachgiebigkeitsbereich 21 dem inneren Endabschnitt 22 der Ankerstange 23 zugeordnet ist. Dieser innere Endabschnitt 22 ist von einer Hülse 24 umgeben, die durch den Kleber 5 mit dsm Gebirge 6 verklammert wird. Die Hülse 24 besitzt umfangsseitig Vorsprünge 25, die beispielsweise durch ein angerolltes Gewinde gebildet sind. An dieser Hülse 24 stützt sich der den drei- j fach gestuften Nachgiebigkeitsbereich 21 umgebende Ziehring 26 ab.

Am anderen Ende durchfaßt die Ankerstange 23 mit einem Gewindeabschnitt 27 eine kalottenförmig gestaltete Ankerplatte l6₃ die umfangsseitig des Bohrlochs 8 durch eine auf den Gewindeabschnitt 27 aufgedrehte Mutter 28 an das Gebirge 6 gedrückt wird. Von der Ankerplatte 16 aus erstreckt sich eine Hülse 29 umfangsseitig der Ankerstange 23 in das Bohrlocn 8 hinein. Auch diese Hise 29 weist umfangsseitige Vorsprünge 30 auf, um über den Kleber 5 besser mit dem Gebirge 6 verklammert zu werden.

Um die Ringräume im langen Mittelabschnitt 31 der hier glatten vorsprungslosen Ankerstange 23 zu verkleinern, ist zwischen den beiden Hülsen 24 und 29 eine weitere Hülse

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eingegliedert, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der endseitigen Hülsen 24, 29 entspricht. Auch hier ist also sichergestellt, daß der Mittelabschnitt 31 der Ankerstange 23 bei Gebirgskonvergenzen gestreckt werden kann, ohne ungewollt vorher zu Bruch zu gehen.

763/30473 19.4.1983

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BezugsZeichenaufstellung:

1
2

3
4

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 innerer Endabschnitt Ankerstange Zapfen Gewinde Kleber Gebirge äußeres Ende von Bohrloch Mehrkant Anker Ankerhülse Z ie'ir ing Nachgiebigkeitsbereich Gewinde Mutter Ankerplatte Bohrlochmündung mit οlerer Längenabschnitt Hülse um Anker Nachgiebigkeitsbereich innerer Endabschnitt Ankerstange Hülse Vorsprünge Ziehring Gewindeabschnitt Mutter

Vorsprünge Mittelabschnitt

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Claims (6)

Schut zansprüche:

1. Gebirgsankei für großen Konvergenzen ausgesetzte Tunnel- und Untertagebetriebe,dessen Ankerstange mit einem Ende eine Ankerplatte zur Anlage umfanssseitig eines Bohrlochs mittig durchsetzt und welche im Abstand von der Ankerplatte einen im Durchmesser abgestuften Nachgiebigkeitsabschnitt mit einem Ziehring aufweist, der sich an einer durch Klebung in einem Bohrloch festlegbaren, die Ankerstange umschließenden Hülse abstützt, dadurch gekennzeichnet , daß der im Vergleich sowohl zu dem der Ankerplatte (l6) benachbarten Längenabschnitt (11, 29) als auch zu dem der Ankerplatte (l6) abgewandten inneren Längenabschnitt (1, 22) erheblich länger ausgebildete und im Durchmesser reduzierte mittlere Längenabschnitt (18, 31) der Ankerstange (2, 23) von einer Ummantelung (19, 32) umschlossen ist, deren Durchmesser etwa dem Durchmesser der beiden endseitigen Längenabschnitte (11, 29) entspricht.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ummantelung des Mittelabschnitts (18, 31) durch eine Hülse (19, 32) gebildet ist.

3· Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ummantelung des Mittelabschnitts (l8, 31) durch eine Umwicklung gebildet ist.

4. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der der Ankerplatte (l6) benachbarte Längenabschnitt (7) der

Ankerstange (l8) von einer Hülse (11) umschlossen ist, welche an ihrem der Ankerplatte (16) abgewandten Ende den den abgestuften Nachgiebigkeitsabschnitt (13) umfassenden Ziehring (12) trägt und daß der innere Endabschnitt (1) der Ankerstange (18) durch einen angeschweißten oder angeschraubten Gewindeabschnitt gebildet ist.

5. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da ,durch gekennzeichnet, daß am inneren Endabschnitt (22) der Ankerstange (23) der abgestufte Nachgiebigkeifcsbereich (21) vorgesehen ist, wobei der den Nachgiebigkeitsbereich (21) umgreifende Ziehring (26) sich an einer den inneren Endabschnitt (22) umschliessenden Hülse (24) abstützt und der der Ankerplatte (16) benachbarte Längenabschnitt (27) der Ankerstange (23) von einer sich von der Ankerplatte (16) aus bis zum Mittelabschnitt (31) erstreckenden Hülse (29) umschlossen ist.

6. Gebirgsanker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den inneren Endabschnitt (22) umschließende Hülse (2k) und die der Ankerplatte (l6) benachbarte Hülse (29) umfangsseitig mit Vorsprüngen (25, 30) versehen ist.

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