DE8428165U1

DE8428165U1 - Mountain anchor

Info

Publication number: DE8428165U1
Application number: DE8428165U
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Current assignee: Kloeckner Becorit GmbH
Priority date: 1984-09-25
Filing date: 1984-09-25
Publication date: 1986-01-02

Description

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Bl-973 Beh/RöBl-973 Beh / Rö

Anmelder; KlÖckner - Becorit GmbH Varfcburgstraße 21 - 25Applicant; KlÖckner - Becorit GmbH Varfcburgstrasse 21 - 25

462o Castrop - Rauxel462o Castrop - Rauxel

GebirgsankerMountain anchor

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.The invention relates to a rock anchor consisting of a flexible steel cable which can be anchored in the borehole and at the end protruding from the borehole has a metallic end piece which is rigid is connected to the steel cable and serves to support the rock forces acting on the rock anchor.

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 angeschv/eißt. 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 derIn one of the prior art (DE-PS 12 oil 289) known rock anchor of the type mentioned is metallic end piece butt welded to the outermost end of the steel cable. Such a butt weld However, between the steel cable and the end piece there is only an inadequately tensile strength connection, because in the wires of the steel cable during the welding process the tensile strength impairing structural changes result. In addition, it is difficult to ensure that every single wire of the steel cable is in the

ι stumpfen Schweißnaht an dem metallisehen Endstüek aus^ reichend festgelegt wird. Solche stumpf an das Ende des Stahlseiles angeschweißten Endstucke haben sich deshalb bei Stahlseil-Gebirgsankern nicht durchsetzenι butt weld seam on the metallic end piece from ^ is sufficiently determined. Such end pieces butt welded to the end of the steel cable have become therefore do not apply to steel cable rock anchors

_c können.
ο _c can.
ο

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 Klemmeleinente die direkt an ihnen anliegenden Drähte desInstead, according to the prior art, it is customary to use multi-part clamping wedge devices for fixing the end piece to be used, as known, for example, from DE-PS 11 04 471 or US-PS 4,160,615 are. However, such clamping wedge devices impair the load-bearing capacity of the steel cable rock anchor, because the clamping leashes pressing against the steel cable remove the wires of the directly adjacent to them

,_ Stahlseiles deformieren und einkerben, so daß das Stahl-Io , _ Deform steel cable and notch so that the steel Io

seil im Klemmbereich geschwächt wird und dort abreißt. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, die im Vergleich zu massiven Ankerstangen wesentlich größere Zugfestigkeit des Stahlseiles voll zu nutzen. Hinzu kommt * daß das Stahlseil aufgrund seines Aufbaus aus einer 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 rope is weakened in the clamping area and tears off there. For this reason it is not possible to compare that to make full use of the much greater tensile strength of the steel cable for massive anchor rods. Come in addition * that the steel cable is relatively strongly compressed due to its structure of a large number of thin wires can be, so that there are no exactly reproducible clamping conditions in the area of the clamping device result. For this reason, the holding force of the clamping device from anchor to anchor is less than -25

schiedlich.different.

Ss ist Aufgabe der Erfindung, bei dem Gebirgsanker der eingangs genannten Art die Verbindung zwischen dem Stahlseil und dem metallischen Endstück auf eine V/eiseSs is the object of the invention, in the rock anchor type mentioned at the beginning, the connection between the steel cable and the metallic end piece in a V / eise

so auszubilden, daß die außerordentlich große Zugfestigkeit des Stahlseiles voll genutzt werden kann.to be trained so that the extremely high tensile strength of the steel cable can be fully used.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus-OK gehend von einem Gebirgsanker der eingangs genannten Art vor, daß das Endstück aus einer kalt auf das EndeTo solve this problem, the invention suggests OK going from a rock anchor of the type mentioned before that the end piece from a cold to the end

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des Stahlseiles aufgepreßten Stahlhülse besteht, wobei die Länge und die Dicke der Hülse sowie die Festigkeit des kältverformten Stahls derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Haltekraft der Hülse? die Bruchlast des Stahlseiles überschreitet,of the steel cable pressed-on steel sleeve, wherein the length and the thickness of the sleeve and the strength of the cold-formed steel are coordinated in this way are that the holding power of the sleeve? exceeds the breaking load of the steel cable,

Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß eine kalt auf das Ende des Stahlseiles aufgepreßte Stahlhülse eine außerordentlich zugfeste Verbindung ergibt.Surprisingly, it has been found that a steel sleeve pressed cold onto the end of the steel cable results in an extremely high tensile strength connection.

IQ 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 gleichmäßigIQ This is due to the fact that the cold Pressing on the structure of the steel wires is not affected by exposure to high temperatures. The fact that the pressing process Contact pressure evenly over the length of the steel sleeve

•^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 verformten Stahl der aufgepreßten Hülse andererseits.• ^ 5 take effect and the cold-pressable steel its final Hardness and tensile strength only achieved at the end of the deformation process, there is no damage or notches in the wires coming into contact with the cold-pressed steel sleeve. The extraordinary The tensile strength of the connection results from the combined form and force fit between the wires of the steel cable on the one hand and the cold-deformed steel of the pressed-on sleeve on the other.

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 v/erden kann, indem entsprechende Längen von einem vor-The invention makes it possible for the first time, in addition to the other known advantages of a steel cable rock anchor to take full advantage of the extremely high tensile strength of the steel cable compared to an anchor rod. A Steel rope has about twice the breaking load of a normal anchor rod and is more than one Much longer path length elastically stretchable, so that it can better adapt to mountain movements can, as an anchor rod. Other significant advantages are that the rock anchor, if necessary can be self-made at the site underground by taking appropriate lengths from a pre-

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t hafiderten Seilvorrat abgelangt werden und srj Einsatsort mit der kalt aufgepreßten StählhUlse versehen werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Lange des öebirgsankers dem jeweiligen EinsatsSfall anzupassen. Da dast hafiderten rope stock and are abgelangt SRJ Einsatsort be provided with the cold pressed-StählhUlse. In this way it is possible to adapt the length of the Öebirgsanker to the respective application. Since that

g Stahlseil flexibel ist, können auch aus beengten GrU= benräumen heraus beliebig lange Anker von hoher Tragfähigkeit gesetzt werden. g steel cable is flexible, can also be used for cramped reasons Any length anchors with a high load-bearing capacity can be set out.

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. Jg Die Verdickung wird zweckmäßig bei der Kaltverformung in einem Arbeitsgang an die Hülse angeformt.A preferred embodiment of the rock anchor ^ q measure of the invention provides that the extreme end of the Steel sleeve is thickened. An anchor plate loaded by the rock can be attached to this thickened end be positively supported, so that there is a more secure power transmission from the mountains to the anchor. Jg The thickening is useful in cold forming molded onto the sleeve in one operation.

Das verdickte Ende der Stahlhülse kann zweckmäßig mit Schlüsselflächen für den Ansatz eines Verdrehwerkzeu- °^{es ver}sehen 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 Zweikomponentenkiebers zu vermischen.The thickened end of the steel sleeve can advantageously with key faces for recognition as an Verdrehwerkzeu- ^it ° be seen ^ver. The wrench flats allow the anchor to be rotated during installation, which may be necessary, for example, in order to mix the components of the two-component plug used for gluing the anchor that are located in the borehole.

2525th

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 welche eine Ankerplatte unter Vorspannung des Ankers gegen das Gebirge anpreßbar ist. Auch dieses Gewinde wird zweckmäßig gleichzeitig mit dem Kaltverformungsvorgang hergestellt. Um bei einem solchen vorspannbaren Anker -das beim Anziehen der Mutter auftretende Dreh-In order to be able to preload the anchor if necessary, another embodiment provides that on the cold-pressed Steel sleeve, an external thread is arranged on which a nut can be screwed through which an anchor plate can be pressed against the rock under prestressing of the anchor. This thread too is expediently produced at the same time as the cold forming process. To be able to with such a preload Anchor - the rotation that occurs when the nut is tightened

gg moment abstützen zu können, kann die Hülse an den Schlüsselflächen des verdickten Endes gegen Drehbewe-to be able to support the moment, the sleeve can be attached to the Wrench flats of the thickened end against rotary motion

• ·• ·

gungen festgelegt weraen.requirements are determined.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Three embodiments of the invention are described below explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

schematisch einen eingebauten Gebirgsanker gemäß eier Erfindung in einer
ersten Ausführungsform;schematically a built-in rock anchor according to an invention in one
first embodiment;

einen Schnitt durch das äußere Ende
des in Fig. 1 dargestellten Gebirgsankers:
10a cut through the outer end
of the rock anchor shown in Fig. 1:
10

schematisch einen eingebauten Gebirgsanker gemäß der Erfindung in einer . zweiten Ausführungsform; I schematically a built-in rock anchor according to the invention in one. second embodiment; I.

einen Schnitt durch das äußere Ende Sa section through the outer end S.

des in Fig. 3 dargestellten Gebirgs- ·, ankers; I. · of the mountain shown in Fig 3, anchor; I.

Fig. 5 schematisch einen eingebauten Gebirgs- ; Fig. 5 schematically a built-in mountain;

anker gemäß der Erfindung in einer
dritten Ausführungsform;anchor according to the invention in one
third embodiment;

einen Schnitt durch das äußere Ende
des in Fig. 5 dargestellten Gebirgsankers. a cut through the outer end
of the rock anchor shown in FIG.

Der Gebirgsanker gemäß der Erfindung besteht jeweils :The rock anchor according to the invention consists in each case:

aus einem Stahlseil 1 von hoher Tragfähigkeit, welches ]from a steel cable 1 of high load-bearing capacity, which]

in einem Bohrloch 2 des Gebirges 3 angeordnet werden ξbe arranged in a borehole 2 of the rock 3 ξ

kann und dort vorzugsweise mittels eines Zweikomponen- |^; can and there preferably by means of a two-component | ^;

tenklebers 4 verklebt oder sonstwie verankert werden i¹ glue 4 glued or otherwise anchored i ¹

kann. Am aus dem Bohrloch 2 herausragenden Ende ist I auf das Stahlseil 1 eine Stahlhülse 5 kalt aufgepreßt.
Diese Stahlhülse hat eine solche Wandstärke, Länge und
Materialfestigkeit, daß die Haltekraft zwischen demcan. At the end protruding from the borehole 2, a steel sleeve 5 is cold pressed onto the steel cable 1.
This steel sleeve has such a wall thickness, length and
Material strength that the holding force between the

Stahlseil 1 und der Stahlhülse 5 größer ist, als die jSteel cable 1 and the steel sleeve 5 is larger than the j

Bruchlast des Stahlseiles 1. \ Breaking load of the steel cable 1. \

Bei allen drei Ausführungsbeispielen erstreckt sich ;In all three exemplary embodiments;

die Stahlhülse 5 durch eine Bohrung 6 in einer Anker- . ·, the steel sleeve 5 through a hole 6 in an anchor. ·,

platte 7, welche das Gebirge abstiitzt. ZUr Kraftüber-plate 7, which supports the mountains. To power transmission

tragungzwiöchen der Ankerplatte 7 und der StahlhülseTragungzwiöchen the anchor plate 7 and the steel sleeve

Fig.Fig. 11 FiE.FiE. 22 Fig.Fig. ₃₃ Fig.Fig. 44th Fi?,.Fi?,. 55 Fig.Fig. 66th

• · · · ■ ι• · · · ■ ι

• * · ft ft I• * · ft ft I

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 und5 is used in the embodiment of FIGS. 1 and 2 a clamping ring 8, which is frictionally attached to the outer circumference of the Steel sleeve 5 is applied and the anchor plate 7 is supported. The rock forces loading the anchor plate 7 greater than the frictional force between the clamping ring 8 and the steel sleeve 5, the clamping ring moves 8 on the steel sleeve 5 up to its thickening 9 located at the outermost end. Here the non-positive Connection between the steel sleeve 5 and

IQ 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 Bruchlast die Tragkraft des Ankers nicht schlagartig abreißt, sondern allmählich schwächer wird. IQ the clamping ring 8 in a form-fitting connection so that the steel cable 1 can be loaded up to the breaking load. It is of particular advantage that the steel cable 1 does not suddenly tear off when the breaking load is reached, as is the case with a rigid anchor rod, but gradually breaks off wire by wire, so that when the breaking load is reached, the load-bearing capacity of the anchor does not suddenly break off, but gradually gets weaker.

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 AusfUhrungsbeispiel 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 zv/eckmäßig, wenn durch eine solche Drehbewegung die Bestandteile des in dem Bohrloch befindlichen Zweikomponentenklebers beim Einbau des Ankers vermischt werden sollen.In the embodiment of Figures 2 and 3, the thickening 9 of the steel sleeve 5 is interposed an intermediate piece Io from the beginning on the anchor plate 7, so that this rock anchor is not flexible is, but has already reached its maximum load-bearing capacity with the first lowering movements of the mountains. the Thickening 9 is with this exemplary embodiment Wrench surfaces 11 are provided, which make it possible to attach a twisting tool to the extreme end of the rock anchor set, with which the anchor can be set in rotation. This is, for example, zv / angular, if by such a rotary movement the components of the two-component adhesive located in the borehole should be mixed when installing the anchor.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6 istIn the embodiment according to Figures 5 and 6 is

die Stahlhülse 5 am Außenumfang mit einem Gev/inde 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 tourter 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.the steel sleeve 5 is provided on the outer circumference with a Gev / inde, which like the thickening 9 in one Operation with the cold forming is produced. A nut 13 is screwed onto this thread 12, which the anchor plate 7 supports. By tightening the nut 13 it is possible to keep the anchor plate 7 under tension to press the steel cable 1 against the mountains. To the torque occurring when tightening the tourter 13 to be able to support and to avoid unwanted twisting of the anchor during the tensioning process, the anchor can be set against rotation on the wrench surfaces 11 of the thickening 9.

-Ansprüche-20 -Claims-20

Claims

• · · t ■· 41 ·»···• · · t ■ · 41 · »···

Protection claims

■ 15 1 · Rock anchor, consisting of a flexible one Steel cable, which can be anchored in the borehole and at the end protruding from the borehole, a metal ! · Lisches end piece, which rigidly with the

[ Steel cable is connected and to support the on

20 ^ ^en rock anchors acting rock forces,

characterized in that the end piece consists of a steel sleeve (5) which is cold pressed onto the end of the steel cable \ (1), wherein

I the length and the wall thickness of the sleeve (5) as well as the

i 25 strength of the cold-formed steel are coordinated in such a way that the holding force of the sleeve (5)

exceeds the breaking load of the steel cable (1),

2. Rock anchor according to claim 1, characterized ge _oo indicates that the outermost end of the steel sleeve

Ou

(5) has a thickening (9).

3. rock anchor according to claims 1 and 2, characterized in that the thickening (9)

I _{35 of} the steel sleeve (5) wrench flats (Ii) for the

I approach of a twisting tool.

4. rock anchor according to claim 1, characterized in that that on the cold-pressed steel sleeve (5) an external thread (12) is arranged on which a nut (13) can be screwed on, through which an anchor plate (7) is pretensioned by the steel cable (1) can be pressed against the mountains (3).

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