DE8311673U1

DE8311673U1 - MOUNTAIN ANCHOR

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Publication number: DE8311673U1
Application number: DE19838311673
Authority: DE
Original assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Bochumer Eisenhuette Heintzmann GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-20
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1983-11-10

Description

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

Mountain anchor

Die Neuerung richtet sich auf einen Gebirgsanker für großen Konvergenzen ausgesetzte Tunnel- und Untertagebetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation is aimed at a rock anchor for tunnel and underground operations exposed to large convergences according to the preamble of claim 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 desIn rock anchors of this type, the areas of compliance are generally located in the borehole. By the special design of the flexibility areas, the pull rings assigned to them and the support sleeves for the Draw rings of this type have significant differences in diameter in their various lengths. As a result, there are then comparatively large annular spaces between the rock anchors and the borehole walls, which must be filled with the adhesive. Because the glue, however is expensive, its price comes close to the price of steel, one tries to keep the annular spaces as small as possible keep. For example, this has been accomplished in part by making stepped wellbores. Stepped drill holes however, again cause problems when introducing the, for reasons of a fast setting time, as a rule Cartridges applied adhesive. In addition, stepped bores are only useful if the compliance areas thus the sections with the largest diameters are located in the vicinity of the mouth of the borehole. It is also the case with large annular spaces between the rock anchors and the borehole walls filled with glue possible that shear surfaces occur within the solidified adhesive, which then lead to tearing of the Guide anchor and thus the desired bracing of the

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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.Lift the mountain anchor with the mountains. This shear effect occurs especially in the deepest part of the borehole, where the greatest clamping forces between the anchors and the rock to rule.

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.The innovation is now based on the task of the rock anchor described in the preamble of claim 1 designed so that the amount of glue required in the borehole can be significantly reduced.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Neuerung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen. jThe solution to this problem consists, according to the innovation, in those listed in the characterizing part of claim 1 Features. 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-In this embodiment, the part of the rock anchor located in borehole j consists essentially of three | Length sections together. In the deepest of the borehole and in the 3e | near the mouth of the borehole there are relatively short lengths that are clipped to the rock I via the adhesive. This not only makes the mountain anchor | braced perfectly in the deepest part of the borehole, but it is; in the area of the mouth of the borehole, it was also ensured that the rock layers did not flip up here. The middle section, which is about 4 to 7 j times as long and reduced in diameter as compared to the end sections, is now given a casing with a diameter which is matched to the diameter of the end sections. In this way it is not only possible to produce an unstepped borehole, but the free space on the circumference of the rock anchor is also considerably reduced. As a result, the consumption of glue can be reduced noticeably. At the same time, with the sheathing of the

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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.partly achieved that the long central section of the mountain anchor is separated from the adhesive and can thereby lengthen considerably in mountain convergences. This advantage is achieved regardless of whether the compliance space ₃ is arranged with the draw ring in the borehole bottom or near the borehole mouth.

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.According to claim 2, the sheathing can in the middle section of the rock anchor be formed by a sleeve. In this context, the aim is to find an inexpensive and yet to use material that fully fulfills the required functions for the sleeve.

Gemäß Anspruch 3 kann statt einer Ummantelung eine Umwicklung verwendet werden. Auch das Material der Umwicklung kann dann einfach und preisgünstig sein.According to claim 3, a wrapping can be used instead of a sheathing. Also the material of the Wrapping can then be simple and inexpensive.

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 zwischenAn advantageous embodiment of the innovation consists in the features of claim H. In this type of construction, the area of flexibility is located in the vicinity of the borehole mouth. The anchor is clamped to the rock on the one hand via the sleeve, which also serves to support the drawing ring and extends from the anchor plate into the borehole, and on the other hand via a threaded section on the inner end of the anchor rod. This threaded section can be welded or screwed to the remaining part of the anchor rod. The thread is preferably made by rolling. It is preferably such a thread that an improved clamping de due to depressions and projections. ¹ anchor rod with the mountain over the adhesive. The smooth, protruding middle section between

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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.the threaded section and the anchor sleeve is circumferential surrounded by a sleeve. Their diameter is the same as the diameter of the inner end section and the anchor sleeve customized. The borehole can thus be produced in a non-stepped manner. The circumferential remaining free spaces between the rock anchor and the borehole wall are small »It , Little glue is needed.

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 eineAn at lere expedient embodiment of the Heuer consists in the features of claim 5. Here, the flexibility area is the inner end portion of the Associated with anchor rod. This end section is surrounded by a sleeve, which is also securely clamped through the adhesive serves with the mountains. The drawing ring surrounding the stepped flexibility area is supported on it Sleeve off. In order to also create the desired interlocking with the rock in the area of the borehole mouth a peeling of the rock layers lying here is avoided, extends from the anchor plate from a

) Hülse umfangsseitig der Ankerstange in das Bohrloch hinein.) Sleeve on the circumference of the anchor rod into the borehole.

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.This sleeve is then also connected to the rock with the adhesive. The middle length of the anchor rod between the two sleeves is then again surrounded by a jacket, preferably a sleeve, which over the long middle section significantly reduces the circumferential free spaces.

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.The innovation is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. In this context, FIGS. 1 and 2 show two embodiments of flexible anchors used in boreholes illustrated.

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.In the embodiment according to FIG. 1, the inner end portion 1 of the anchor rod 2 formed by a threaded portion j with the remaining part of the anchor rod 2 is screwed via a pin 3. The threaded section 1 has a rolled-on thread on the circumference 4, which is an intimate bracketing over the circumferential side located adhesive 5 with the mountains 6 guaranteed.

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.The other end Ί of the anchor rod 2 protrudes out of the borehole 8 and is provided at the end with a polygon 9 with which the adhesive 5 can be mixed by rotating the anchor 10 when the adhesive cartridges previously introduced into the borehole 8 are destroyed. This end section 7 of the anchor rod 2 passes through an anchor sleeve 11, which extends partially into the borehole 8. At the inner end, the anchor sleeve 11 clasps a pull ring 12, which comprises a three-way stepped flexibility area 13 of the anchor rod 2. The anchor sleeve 11 has a threaded außenseüg lH, by means of which is rotatably mounted on a nut 15, a dome-shaped anchor plate 16 circumferentially of the borehole mouth U can be pressed against the rock. 6

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 WeiseBetween the anchor sleeve 11 and the inner end section 1 of the anchor rod 2, a smooth protrusion-free extends Length section 18. This length section 18 is approximately 4 to 5 times as long as the inner end section 1. It is enclosed by a sleeve 19 which extends between the inner end section 1 and the anchor sleeve 11 extends. The diameter of this sleeve 19 corresponds approximately to the diameter of the inner end section 1 or the Anchor sleeve 11. It can be seen that in this way

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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.only the two end sections, i.e. the inner thread section 1 and the anchor sleeve 11 are clamped to the rock 6 via the adhesive 5, whereas the long central section l8 of the anchor rod 2 in mountain convergences are unaffected by the adhesive 5 and thus rock movements can follow over a great distance.

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.Figure 2 is an embodiment of a rock anchor 20, in which the resilience area 21 is assigned to the inner end section 22 of the anchor rod 23 is. This inner end section 22 is surrounded by a sleeve 24, which is covered by the adhesive 5 with dsm rock 6 is bracketed. The sleeve 24 has projections on the circumferential side 25, which are formed for example by a rolled thread. The three j is supported on this sleeve 24 fold stepped resilience area 21 surrounding drawing ring 26 from.

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.At the other end, the anchor rod 23 with a threaded section 27 extends _{through a dome-shaped anchor plate 16 3} which is pressed against the rock 6 on the circumferential side of the borehole 8 by a nut 28 screwed onto the threaded section 27. A sleeve 29 extends from the anchor plate 16 on the circumferential side of the anchor rod 23 into the drilling locus 8. This hise 29 also has circumferential projections 30 in order to be better clamped to the rock 6 via the adhesive 5.

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 HülseTo the annular spaces in the long central section 31 of the To reduce the size of the smooth, protruding anchor rod 23, there is a further sleeve between the two sleeves 24 and 29

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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.incorporated, the diameter of which corresponds approximately to the diameter of the end sleeves 24, 29. So here is too ensured that the middle section 31 of the anchor rod 23 can be stretched in mountain convergences without breaking unintentionally beforehand.

763/30473 19.4.1983763/30473 April 19, 1983

XR/anXR / an

Reference list of symbols:

1
21
2

3
43
4th

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 Mutter10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 inner end section anchor rod tenon thread adhesive Mountains outer end of borehole polygonal anchor anchor sleeve Z ie'ir ing compliance thread nut anchor plate Borehole mouth with an οlerer length section Sleeve around anchor area of flexibility inner end section anchor rod sleeve projections Draw ring threaded section nut

Vorsprünge MittelabschnittProjections middle section

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Claims

Protection claims:

1. Mountain bank for major convergences exposed Tunnel and underground operations, the anchor rod of which has an anchor plate at one end for the system on the circumferential side a borehole penetrated in the middle and which at a distance from the anchor plate has a resilience section of graduated diameter with a pull ring, which can be fixed in a drill hole by gluing, supports the sleeve surrounding the anchor rod, thereby characterized in that the length portion adjacent to both the anchor plate (l6) in comparison (11, 29) as well as to the inner longitudinal section (1, 22) facing away from the anchor plate (16), which are considerably longer and reduced diameter central length (18, 31) of the anchor rod (2, 23) of a sheath (19, 32) is enclosed, the diameter of which is approximately the diameter of the two end-side length sections (11, 29) is equivalent to.

2. Rock anchor according to claim 1, characterized in that the casing of the central portion (18, 31) is formed by a sleeve (19, 32).

3 · Rock anchor according to claim 1, characterized characterized in that the sheathing of the central section (l8, 31) is formed by wrapping.

4. Rock anchor according to one of claims 1 to 3> characterized in that the length section (7) adjacent to the anchor plate (l6) of the

Anchor rod (l8) is enclosed by a sleeve (11) which, at its end facing away from the anchor plate (16), has the the stepped resilience portion (13) comprehensive drawing ring (12) carries and that the inner end portion (1) of the Anchor rod (18) is formed by a welded or screwed-on threaded section.

5. rock anchor according to one of claims 1 to 3, there, characterized in that on inner end portion (22) of the anchor rod (23) of the stepped yielding area (21) is provided, wherein the drawing ring encompassing the compliance area (21) (26) is supported on a sleeve (24) surrounding the inner end section (22) and that of the anchor plate (16) adjacent length section (27) of the anchor rod (23) from one of the anchor plate (16) to the central section (31) extending sleeve (29) is enclosed.

6. A rock anchor according to claim 5, characterized in that the sleeve (2k ) surrounding the inner end portion (22) and the sleeve (29) adjacent to the anchor plate (l6) is provided on the circumference with projections (25, 30).

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