EP0333844A1 - Messeinrichtung zum erkennen von ankerbelastungen - Google Patents

Messeinrichtung zum erkennen von ankerbelastungen

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Publication number
EP0333844A1
EP0333844A1 EP19880909096 EP88909096A EP0333844A1 EP 0333844 A1 EP0333844 A1 EP 0333844A1 EP 19880909096 EP19880909096 EP 19880909096 EP 88909096 A EP88909096 A EP 88909096A EP 0333844 A1 EP0333844 A1 EP 0333844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring device
pressure body
shaft
anchor
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19880909096
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Leonhardt
Hans-Dieter Klein
Peter Stephan
Wilfried Siefer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bergwerksverband GmbH filed Critical Bergwerksverband GmbH
Publication of EP0333844A1 publication Critical patent/EP0333844A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/02Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection having means for indicating tension

Definitions

  • the invention relates to a measuring device, in particular for the detection of anchor loads, for example in underground mining and tunneling, which consists essentially of a pressure body made of cast iron or a comparable material which can be inserted between two pressure plates on an anchor and has a central bore.
  • the generic measuring device is described in more detail in DE-PS 31 22 866.
  • a measuring device it has been found to be disadvantageous that the diabolo or hourglass-like shape of the pressure body with a non-constant wall thickness at break cannot be regarded as an indication of a certain achievable reading.
  • Another disadvantage of these measuring devices has turned out to be the low adaptability of the pressure bodies, primarily in connection with anchor rods to the dome-shaped anchor plates currently used. Improvements are also required for safety reasons when fractures of such a measuring device occur due to the splintering effect that may occur and when the applied coating flakes off.
  • the invention has for its object to provide a measuring device in particular for the detection of anchor loads, which on the one hand allows a visual monitoring of anchor loads and on the other hand the detection of weak points, the optimization of the anchor density and ice anchor dimensioning and which is extremely inexpensive to manufacture with simple use.
  • This object is achieved in that the pressure body is mushroom-shaped and the shaft with a constant wall thickness are designed as a predetermined breaking point.
  • the arched mushroom-like formation allows u. a. an excellent adaptation to the calotte plates used as anchor plates.
  • the constant wall thickness of the shaft which is to be dimensioned in accordance with the anchor strength and the loads, serves as a predetermined breaking point and in this way represents a limit value in the event of a break, which is to be regarded as an indication of a specific load reached.
  • the coating of the shaft of the pressure body on the basis of the flaked-off amount of the coating provides a further indication of the load absorption of the measuring device.
  • the bore going through the pressure body on the anchor rod and the wall thickness of the shaft must be matched to a load limit value.
  • the breaking of the measuring device that occurs when a certain load is exceeded not only serves as an indication of the load, but can also be used for the resilience of the armature.
  • the coating of a measuring device is not necessary for the application in which only the resilience of the armature is important.
  • the flexibility of the pressure body can be limited by various designs of a steel insert or a steel casing in the area of the shaft. The insert as well as the covering have a higher strength than the pressure body and come into play after the pressure body breaks.
  • the function of the pressure body can be checked by rotating the sheath.
  • the sheathing of higher strength can have tapering at one or both ends.
  • the flexibility of the insert as well as the covering can also be increased by further measures, such as perforations.
  • a protective cover is arranged around the shaft of the pressure body when the pressure body made of ssrödem gray cast iron breaks, for example to avoid the splintering effect that may occur.
  • an inseparable attachment to the pressure body is provided.
  • the upper and / or lower end of the protective cover should be firmly connected to the pressure body by hot shrinking.
  • a special embodiment of the pressure body is that the pressure body in several parts, i. H. is formed in at least two parts.
  • the mushroom head should have a firmer material than the shaft that indicates the load.
  • the parts surrounding the middle part should have a higher strength.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the measuring device according to the invention in section
  • Fig. 4 shows an embodiment of the measuring device with a transparent protective cover
  • Fig. 5 shows an embodiment for a multi-part measuring device.
  • the embodiment shown in Fig. 1 shows a measuring device in which the pressure body 1 provided with a bore 9 consists of a mushroom head 2 and a shaft 3, the wall thickness of which is constant. At the lower end, the pressure body 1 has a widening outwards in the region of the shaft 3, which ensures a force-fitting, full contact with a pressure plate, not shown.
  • the shaft 3 can be provided with a suitable coating 4, for example made of enamel.
  • the wall thickness of the shaft 3, which has the same thickness, is in each case based on the anchor rod diameter and thus on a load limit value.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a pressure body, which has an insert 5 in the region of the shaft 3, which is supported against the mushroom head 2 in the event of the pressure body breaking and has a higher strength than the pressure body 1 in order to limit the flexibility.
  • Etensc is shown in FIG. 3 an embodiment in which a covering made of a material of higher strength than the pressure body 1 allows a limitation of the flexibility. At the same time, this embodiment allows the possibility of checking whether the pressure body 1 is still undamaged by rotating the casing 6.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 4 is comparable to the pressure body 1 shown in FIG. 1.
  • the shaft 3 of the pressure body 1 is surrounded by a protective cover 8.
  • the protective cover 8 is made of a material of high flexibility and transparent.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a pressure body which is constructed in several parts, ie at least in two parts.
  • the mushroom head 2 consists of a stronger material than the shaft 3 which indicates the load. If the pressure body 1 is divided into three, the middle part of the load is indicative, so that the other two parts are to be produced from a material of higher strength.
  • the respective dimensioning of the pressure body 1 consisting of several parts must be adapted to the anchors used, depending on the load suspension.

Landscapes

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Abstract

Die Messeinrichtung zum Erkennen von Ankerbelastungen, beispielsweise im untertägigen Berg- und Tunnelbau, besteht aus einem zwischen zwei Druckplatten an einem Anker einsetzbaren, eine zentrale Bohrung aufweisenden Druck­ körper (1) aus Grauguss oder einem vergleichbaren Material. Der Druckkörper (1) hat einen Pilzkopf (2) und einen Schaft (3) mit gleichbleibender Wandstärke, der als Sollbruchstelle ausgebildet ist.
Abstract
A measuring device useful for identifying anchorage loads, for example in underground mining and tunnelling, comprises a compression element (1) made of grey cast iron or a similar material which has a cnetral bore and which can be positioned on an anchor between two compression plates. The compression element (1) has a mushroom head (2) and a shaft (3) with walls of uniform thickness, and is designed as a rated break point.

Description

Meßeinrichtung zum Erkennen von Ankerbelastungen
Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung, insbesondere für das Erkennen von Ankerbelastungen beispielsweise im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die im wesentlichen aus einem zwischen zwei Druckplatten an einem Anker einsetzbaren, eine zentrale Bohrung aufweisenden Druckkörper aus Grauguß oder einem vergleichbaren Material besteht.
In der DE-PS 31 22 866 ist die gattungsgemäße Meßeinrichtung näher beschrieben. Bei einer derartigen Meßeinrichtung hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß die diabolo- oder sanduhrartige Form des Druckkörpers mit einer nicht gleichbleibenden Wandstärke beim Bruch nicht als Indiz für eine bestimmte erreichbare Lest angesehen werden kann. Als weiterer Nachteil dieser Meßeinrichtungen hat sich die geringe Anpaßbarkeit der Druckkörper, vornehmlich in Verbindung mit Ankerstangen an die derzeit verwendeten, kalottenförmigen Ankerplatten herausgestellt. Auch sind aus sicherheitlichen Aspekten bei Auftreten von Brüchen einer derartigen Meßeinrichtung durch die möglicherweise auftretende Splitterwirkung sowie bei Abplatzen der aufgebrachten Beschichtung Verbesserungen erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung insbesondere zum Erkennen von Ankerbelastungen zu schaffen, die einerseits ein visuelles Überwachen von Ankerbelastungen sowie andererseits das Feststellen von Schwachstellen, die Optimierung der Ankerdichte und eis Ankerdimensionierung erlaubt und die bei einfacher Anwendung überaus kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckkörper pilzförmig und der Schaft mit gleichbleibender Wandstärke als Sollbruchstelle ausgebildet sind.
Die gewölbte pilzartige Ausbildung erlaubt u. a. ein vorzügliches Anpassen an die als Ankerplatten verwendeten Kalottenplatten. Die gleichbleibende Wandstärke des Schaftes, die jeweils der Ankerstärke und den Belastungen entsprechend zu bemessen ist, dient als Sollbruchstelle und repräsentiert auf diese Weise beim Bruch einen Grenzwert, der als Indiz für eine bestimmte erreichte Last anzusehen ist.
Darüber hinaus ergibt die Beschichtung des Schaftes des Druckkörpers anhand der abgeplatzten Menge der Beschichtung ein weiteres Indiz für die Lastaufnahme der Meβeinricntung. Wie bereits erwähnt, ist die durch den Druckkörper hineuren gehende Bohrung auf die Ankerstange und die Wandstärke des Schaftes auf einen Belastungsgrenzwert abzustimnen.
Der bei Überschreitung einer bestimmten Belastung auftretende Bruch der Meßeinrichtung dient nicht nur als Indiz für die Belastung, sondern kann auch für die Nachgiebigkeit des Ankers herangezogen werden. Für den Anwendungsfall, bei dem es nur auf die Nachgiebigkeit cεs Ankers ankommt, ist die Beschichtung einer Meßeinrichtung nicht erforderlich. Die Nachgiebigkeit des Druckkörpers kann durch verschiedene Ausführungen einer Stahleinlage oder einer Stahlumhüllung im Bereich des Schaftes begrenzt werden. Die Einlage als auch die Umhüllung besitzen eine höhere Festigkeit als der Druckkerper und kommen nach dem Bruch des Druckkörpers zum Tragen.
Bei einer Ausführung des Druckkörpers mit einer Umhüllung höherer Festigkeit als die des Druckkörpers kann die Funktion des Druckkörpers durch Drehen der Umhüllung überprüft werden. Um die Nachgiebigkeit des Druckk ö r p e r s zu erhöhen, kann die Umhüllung höherer Festigkeit an einem oder auch an beiden Enden Verjüngungen aufweisen. Die Nachgiebigkeit der Einlage als auch der Umhüllung kann auch durch weitere Maßnahmen, wie beispielsweise durch Perforationen erhöht werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es als besonders vorteilhaft anzusehen, daß beim Bruch des Druckkörpers aus ssrödem Grauguß beispielsweise zur Vermeidung der möglioherweise auftretenden Splitterwirkung um den Schaft des Druckκörpers εine Schutzhülle angeordnet ist. Diese k z n n vorteilhafterweise aus einem transparenten Schutzsohlauch bestensn, der einε hohe Nachgiebigkeit auf In einer weiteren Ausgestaltung dieser Schutzhülle ist eine unlösbare Befestigung mit dem Druckkörper vorgesehen. Dabei sollte das obere und/oder untere Ende der Schutzhülle durch heißes Aufschrumpfen fest mit dem Druckkörper verbunden werden.
Eine besondere Ausführungsform des Druckkörpers besteht darin, daß der Druckkörper mehrteilig, d. h. mindestens zweiteilig ausgebildet ist. Dabei sollte der Pilzkopf einen festeren Werkstoff als der die Last indizierende Schaft aufweisen. Bei einer Dreiteilunq der vorgesehenen Meßeinrichtung beispielsweise sollten die den mittleren Teil umgeb en de n Teile eine höhere Festigkeit besitzen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unt eren s prü c h e n näher beschrieben.
Mehrere Ausfünrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung im Schnitt,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Einlege,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit einer den Schaft umgebenden Umhüllung,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Meßeinrichtung mit einer transparenten Schutzhülle, und
Fig . 5 ein Ausführungsbeispiel für eine mehrteilige Meßeinrichtung. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Meßeinrichtung bei welcher der mit einer Bohrung 9 versehene Druckkörper 1 aus einem Pilzkopf 2 und einem Schaft 3 besteht, dessen Wandstärke gleichbleibend ausgebildet ist. Am unteren Ende weist der Druckkörper 1 im Bereich des Schaftes 3 eine Verbreiterung nach außen auf, die eine kraftschlüssige satte Anlage an eine nicht dargestellte Druckplatte gewährleistet. Der Schaft 3 kann mit einer geeigneten Beschichtung 4, beispielsweise aus Emaille, versehen sein. Die gleichbleitande Wandstarke des Schaftes 3 ist jeweils auf den Ankerstangendurchmesser und somit auf einen Belastungsgrenzwert abzustellen.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckkörpers dargestellt, welches im Bereich des Schaftes 3 eine Einlage 5 aufweist, die sich im Falle des Bruches des Druckkörpers gegen den Pilzkopf 2 abstützt und zur Begrenzung der Nachgiebigkeit eine höhere Festigkeit als der Druckkörper 1 aufweist.
Etensc ist in Fig. 3 einε Ausführung dargestellt, bei welcher eine Umhüllung aus einem Werkstoff höherer Festigkeit als der Druckkörper 1 eine Begrenzung der Nachgiebigkeit erlaubt. Gleichzeitig läßt diese Ausführung die Möglichkeit zu, durch Drehung der Umhüllung 6 zu überprüfen, ob der Druckkörper 1 noch unzerstört ist.
Das in Fig. 4 wiedergegebene Ausführungsbeispiel ist v e r g l e i c h b ar mit dem in Fig. 1 dargestellten Druckkörpor 1. Zusätzlich ist der Schaft 3 des Druckkörpers 1 vo n einer Schutzhülle 8 umgeben. Die Schutzhülle 8 ist a u s einem Material hoher Nachgiebigkeit und transparent ausgebildet. Zusätzlich ist es vorstellbar, die trans parente Schutzhülle 8 am oberen und unteren Ende jeweils fest, beispielsweise durch heißes Aufschrumpfen, mit dem Druckkörper zu verbinden.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Druckkörpers wiedergegeben, der mehrteilig, d. h. mindestens zweiteilig ausgebildet ist. Der Pilzkopf 2 besteht in diesem Fall aus einem festeren Werkstoff als der die Last indizierende Schaft 3. Bei einer Dreiteilung des Druckkörpers 1 ist der mittlere Teil der die Last indizierence, so daß die beiden anderen Teile aus einem Material höherer Festigkeit herzustellen sind. Die jeweilige Dimensionierung der aus mehreren Teilen bestehenden Druckkörper 1 ist den verwendeten Ankern entspreder Lastaufnähme anzupassen.

Claims

Schutzansprüche: 1. Meßeinrichtung, insbesondere für das Erkennen von Ankerbelastungen beispielsweise im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die im wesentlichen aus einem zwischen zwei Druckplatten an einem Anker einsetzbaren, eine zentrale Bohrung aufweisenden Druckkörper aus Grauguß oder einem vergleichbaren Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (1) pilzförmig und der Schaft (3) mit gleichbleibender Wandstärke als Sollbruchstelle ausgebildet sind.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Druckkörper (1) zwischen sich aufnehmenden Druckplatten als Ankerplatte einerseits und als Ankermutter andererseits ausgebildet sind.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pilzkopf (2) des Druckkörpers (1) in seiner Abrundung der Druckplatte, beispielsweise einer kalottenartig geformten Ankerplatte, angepaßt ausgebildet ist.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3) des Druckkörpers (1) mit einer Beschichtung (4), beispielsweise Emaille, versehen ist.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörpεr (1) als Nachgiebigkeitselement eines Ankers ausgebildet ist.
6. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schafts (3) eine zylindrisch ausgebildete, sich gegen den Pilzkopf (2) abstützende, ringartige Einlage (5) angeordnet ist, die eine höhere Festigkeit als der Druckkörper (1) aufweist.
7. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schaft (3) des Druckkörpers (1) eine ringartig ausgebildete, sich gegen den Pilz kop f (2) abstützende Umhüllung (6) angeordnet ist, die eine höhere Festigkeit als der Druckkörper (1) aufweist.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (6) mindestens an einem Ende in Anpassung an den Schaft (3) eine Verjüngung (7 ) aufweist.
9. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartige Einlage (5) und/oder Umhüllung (6) nachgiebig ausgebildet sind.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (3) des Druckkörpers (1) mit einer transparenten Schutzhülle (8) versehbar ist.
11. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das obere und das untere Ende der Schutzhülle (8) fest mit dem Druckkörper (1) verbunden ist.
12. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper (1) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei der Pilzkopf (2) gegenüber dem Schaft (3) aus einem festeren Werkstoff hergestellt ist.
EP19880909096 1987-10-06 1988-10-04 Messeinrichtung zum erkennen von ankerbelastungen Withdrawn EP0333844A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3122866C2 (de) * 1981-06-10 1984-04-19 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Meßeinrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES2010821A6 (es) 1989-12-01
AU2558188A (en) 1989-05-02
ZA8807458D (en) 1989-07-26
DE8713420U1 (de) 1987-12-10
WO1989003518A1 (en) 1989-04-20

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