EP0553309A1 - Bohrrohr. - Google Patents

Bohrrohr.

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EP0553309A1
EP0553309A1 EP92911093A EP92911093A EP0553309A1 EP 0553309 A1 EP0553309 A1 EP 0553309A1 EP 92911093 A EP92911093 A EP 92911093A EP 92911093 A EP92911093 A EP 92911093A EP 0553309 A1 EP0553309 A1 EP 0553309A1
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EP
European Patent Office
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pipe
drill
anchor
thread
pipe according
Prior art date
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EP92911093A
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English (en)
French (fr)
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EP0553309B1 (de
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Heinz Gruber
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GD-ANKER GRUBER-DUEBEL-ANKER GmbH
Original Assignee
GD-ANKER GmbH
Gd Anker & Co KG GmbH
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Publication date
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Publication of EP0553309A1 publication Critical patent/EP0553309A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0553309B1 publication Critical patent/EP0553309B1/de
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
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    • E21B17/10Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
    • E21B17/1014Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well
    • E21B17/1021Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well with articulated arms or arcuate springs
    • E21B17/1028Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well with articulated arms or arcuate springs with arcuate springs only, e.g. baskets with outwardly bowed strips for cementing operations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
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    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
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    • E21D21/00Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0053Anchoring-bolts in the form of lost drilling rods

Definitions

  • the invention relates to a drill pipe according to the preamble of claim 1.
  • Drill pipes are known in many forms and for different purposes. For example, they can be used as elements of injection drill anchors which, as is known, structurally correspond essentially to a drill rod and remain in it as a lost tool after the drill hole has been created.
  • the boring bar is used in the manner of a rock anchor, which is clamped above the rocker head plate in connection with a clamping nut in the area of the borehole opening opposite the mountains.
  • an injection drill is known, at one end a drill head and at the other At the end of a stepped threaded section is attached, which is used for screwing by means of the clamping nut mentioned.
  • the anchor rods are provided over their entire length with helically wound beads as well as with transverse bores, which are in continuous connection with a centrally running longitudinal channel, via which the rock dust developed during the drilling process is drawn off.
  • a mortar suspension is introduced into the borehole via the longitudinal channel and the transverse boreholes for the purpose of backfilling and anchoring the anchor rod. This suspension introduces into existing gaps and crevices in the rock and, in particular, due to the bead-like deformation of the outside of the anchor rod after hardening Form-fit between anchor rod and surrounding mountains enables.
  • DE-PS 14 83 840 shows a rock drilling rod with a centrally located flushing channel, which is provided with outlet bores in the area of a screwable drilling head.
  • the rock drill rod or anchor rod can be extended using a connecting sleeve provided with an internal thread, into which a further anchor rod is screwed, and the anchor rods used are otherwise made over their entire length with a comparatively coarse thread in the manner of a round thread ⁇ ready.
  • Such a rock drilling rod is fundamentally suitable for use as an injection drill, the external thread of the anchor rods fulfilling a transport function during drilling, namely in that the backflow of a flushing liquid loaded with rock particles is supported.
  • the same thread fulfills an anchoring function in connection with the hardened mortar, namely insofar as it creates the positive connection between the anchor rod and the surrounding borehole walls.
  • the thread also fulfills a screwing function by enabling screwing with a connecting sleeve, but also with a drill head.
  • Spacers in connection with injection drilling anchors are known from DE-PS 38 28 335, which consist of a mounting hub which directly surrounds the armature rod and which is displaceable relative to the armature rods, with three radially extending webs being arranged on this mounting hub, which have a outer Ring body are held together.
  • the use of this spacer is such that during the creation of a borehole, and specifically before the attachment of an extension anchor rod, this spacer with its mounting hub is pushed over the anchor rod end located in the borehole, whereby due to the abutment of the holder hub on one which enables the connection of an extension anchor rod Coupling nut of the spacer is inserted into the borehole together with the anchor rod during the further drilling step.
  • the position of the spacer is thus determined in this embodiment by the position of the coupling nut.
  • spacers when placing rock anchors, by means of which spacers are centered within the outer tube of the bore.
  • the rock anchor is inserted into a pipe filled with mortar and should be kept as centrally as possible within it.
  • the spacers used here exist made of plastic and are otherwise completely unsuitable for use in injection drill anchors of the known type that they can hardly cope with the high mechanical stresses during the drilling phase.
  • This object is achieved in a generic drill pipe by the features of the characterizing part of claim 1.
  • Essential to the invention is thus the use of a tubular element as a drill pipe which has a uniform internal thread over its entire length.
  • this internal thread is intended in connection with a suitable coupling part for the extension, ie for screwing on a further pipe element, and this opens up the possibility of carrying out this extension without the use of structural elements applied on the outside, such as, for example, connecting sleeves or the like.
  • the uniform profiling also means that the drill pipe is suitable as an injection drill anchor, which therefore extends over its entire length mortared length is subject to a uniform doping effect.
  • the uniform internal thread also offers the possibility of being able to shorten the pipe element if necessary and to connect correspondingly shortened lengths to other drill pipes.
  • Pipe element in a single operation for example by cold forming the outside.
  • the thread thus extends uniformly over the entire length of the drill pipe, with the result that even over this entire length a uniform conveying effect is exerted on the flushing medium loaded with rock particles during the drilling process.
  • the coupling part practically consists of two pipe parts which are plugged into one another and thus coaxial with one another, namely an outer pipe element, at least provided with an external thread, and an inner pipe element inserted, for example screwed therein, which preferably protrudes symmetrically from the outside of the outer pipe element and, with its protruding sections, forms the threaded sections which are intended for screwing into two drill pipe elements to be connected to one another on the end face.
  • the outer and inner tubular elements are each designed as threaded tube elements, which carry threads on the inside and outside, so that the outer tube element is screwed onto the inner one and is expediently fixed in a middle position by welding.
  • claims 5 to 7 are directed to a particularly advantageous embodiment of a drill head which, in turn - apart from its plate-like drill bit - can be made from structural elements which correspond to those of the coupling part.
  • the result is a drill head which - starting from the drill bit initially has an undercut and which is intended for screwing to a drill pipe element, ie for screwing into it.
  • the drill head is equipped on its side facing away from the drill bit with a pipe section provided with an external thread and intended for screwing into the drill pipe element.
  • the one from the outer pipe element outstanding pipe section of the inner pipe element forms the pipe section intended for screwing, ie, section intended for screwing into a drilling pipe element.
  • the outer tubular element in turn forms a stop during the screwing with the drilling tubular element and is, moreover, preferably identical to the drilling tubular element with regard to its radial dimensions and in particular its outside thread.
  • the boring bar designed in the above sense can already be used in a manner known per se as a boring bar and rock anchor, namely as an injection drill anchor.
  • claims 9 to 11 are directed in particular to the configuration of the drill pipe according to the invention with regard to its use as an injection drill and in this context have special configurations which relate to the introduction of mortar or another hardenable medium.
  • a check valve in the area of the drill anchor near the drill head and one or more injection valves are to be mentioned in this context.
  • Both the named check valve and the compression valve are arranged in intermediate elements which in turn are intended for screwing, in this case for screwing into drilling pipe elements or anchor rod elements to be connected to one another.
  • the number and the arrangement of the compression valves can be made arbitrarily due to the modular design of the intermediate elements mentioned become. In certain cases, only a check valve or one or more compression valves can be provided.
  • both can be regarded as spring-loaded valves which, however, are never in the opening state at the same time.
  • the check valve should only be opened by the flushing medium during the drilling operation, although the comparatively low flushing agent pressure is not sufficient to open the injection valves, so that the latter remain in a closed state during the drilling and flushing operation.
  • this will practically only flow out via the pressing valves, the check valves being inoperative and blocking at this stage due to the hardening of the original mortar filling.
  • claims 12 and 13 are directed to the nature of the intermediate elements mentioned in detail.
  • the essential structural elements of these intermediate elements are in turn inner and outer tube elements, the outer tube element in turn being provided on the inside and outside with threads and intended for screwing onto the inner tube element and the radial dimensions of which in turn correspond to the drilling or anchor tube element.
  • Pipe sections of the inner pipe element which protrude from the outer pipe element in turn form the screw sections which are intended for screwing into anchor pipe elements to be connected, the screw-in depth being in turn defined in a defined manner via the outer pipe elements.
  • the outer tubular elements are preferably in their final screwing position secured by welding against the inner tube elements.
  • the features of claim 14 are directed to the structural design of the Verpreßve ⁇ tils. It is essential that the enveloping body that takes over the actual function, which for example consist of a rubber-elastic material, is axially secured between two tube cylinders of the same diameter, these tube cylinders in turn having the radial dimensions and the external characteristics of the armature provided with an external thread. Pipe element correspond.
  • Two enveloping bodies are preferably used, namely an inner one consisting of a relatively soft, elastic material, which takes over a sealing function, and an outer one, which in turn is made of an elastic, for example rubber-elastic material, which takes over a supporting function and, if necessary, through a fabric is modified in its elastic properties.
  • the enveloping bodies fit into the "smooth" structure of the possibly lengthened anchor rod in the same way as the tube cylinders adjoining them axially on both sides, and the compression valve thus in particular does not form radially from the structure of the anchor rods projecting structural elements which - as already explained at the beginning - could hinder the flow of a flushing medium.
  • claims 16 and 17 are directed to a spacer which, with regard to its practical use, is specifically designed for drill pipes or anchor rods according to the invention.
  • the essential feature of this spacer is connected by two radially shaped tension elements that fulfill a spacing function. 01 the centering body, which are intended to be pushed over the anchor rod and wherein a special pressure rod is provided for the feed, which is attached to a guide body facing the bottom of the borehole.
  • the push rod is designed to be insertable with respect to the receiving device. It is essential that the spacer is only inserted into the borehole after it has been drilled, which is possible because the anchor rod despite
  • 10 tueller extension rod and compression valves has a uniform diameter over their entire length and the sliding resistance at least the centering body along the entire anchor rod is uniform. It will be this spacer
  • the spacer is not strength with regard to the mechanically very high demands on the drilling operation and must also be designed as a plastic part. However, this is preferably made of metal.
  • the features of claim 18 are directed to improved guidance of the pressure rod.
  • the Zentri mecanicsk ⁇ rper are designed according to the features of claim 19 as a tubular element. If necessary, the pipe element facing the bottom of the borehole can have a rounded shape on the end face, so that wall inhomogeneities can be smoothed.
  • the pressure rod can be inserted into said receiving device according to the features of claim 20. It must have a rigidity which is sufficient to overcome the feed resistance of the spacer. If this is the case, a rollable body can also be used as the pressure rod.
  • claims 21 to 24 are directed to a special embodiment of the end of an injection drill rod on the borehole mouth, again making use of the basic structural elements of the other components of the injection drill anchor, namely tubular cylinders, which are threaded on the outside and - preferably also on the inside as well as pipe elements, which have a thread at least on the outside and are designed and designed for insertion or screwing into the tube cylinders.
  • the last-mentioned pipe elements form the screw-in sections, which are designed for screwing in, for example, in an armature rod element, and the external thread of the pipe cylinder forms a constant screw connection. Extension of the external thread of the anchor rods.
  • the threaded sections of the "internal" tubular element which are defined for screwing in, are designed such that the aforementioned tubular cylinder rests on the end face on corresponding mating surfaces of an anchor rod.
  • the pipe element which partially protrudes from the borehole mouth, is used for bracing against the rock.
  • the aforementioned tubular element is also used to push a plastic hose over a so-called free anchor length in the region of the bore hole opening, which is not mortared with the surrounding mountains. This plastic tube is pushed up to an end-face contact with the adjoining tube cylinder, so that the section of the tube element surrounding the tube is shielded from any interactions with a mortar.
  • Fig. 1 shows an embodiment of an inventive drill anchor in largely disassembled state
  • FIG. 2 shows an illustration of a coupling part according to the invention for connecting two anchor rods
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a spacer according to the invention, intended for use in the case of an injection drilling rig according to FIG. 1;
  • FIG. 4 shows an illustration of the borehole mouth-side end region of an injection drill anchor according to FIG. 1 in the largely dismantled state.
  • the essential components of the injection anchor shown in FIGS. 1 and 2 are a drill head 1, an anchor rod 2 and a coupling part 3, which is designed and designed to connect two identical bores 2.
  • the drill head 1 consists of axially comparably short, plate-like drill bits 4, which are equipped with cutting edges or similar cutters, on which a pipe element 5 is welded.
  • the entire length of the tube element 5 is provided with an external winding and it is screwed onto this tube element 5 into a tube cylinder 6 and welded to this in the screwing position.
  • the Rohrzyli ⁇ der 6 is shorter than the Rohr ⁇ l ⁇ - m ⁇ t 5 and it is the screw position characterized in that the Rohreleme ⁇ t 5 on the side facing away from the Bohrkron ⁇ 4 of the tubular cylinder 6 by Dimension 7 protrudes from the latter.
  • the tube cylinder 6 is provided with an external thread, the meaning of which will be discussed in more detail below.
  • 6 1 denotes a transverse bore, which penetrates the tubular element 5 and the tubular cylinder 6 and establishes a connection to the longitudinal channel referred to above all outlet bores including the transverse bore / transverse bores 6 ', while the drilling operation is being carried out, detergent, for example water or water air is also carried, whereby after the drilling of the borehole, a mortar suspension or another comparable hardenable medium flows into the borehole through these boreholes.
  • the tube element 11 is partially screwed into the tube cylinder 10 and can be fixed in the screw position, for example by welding.
  • the tube cylinder 10 is in turn intended to be screwed to the tube element 5, i ⁇ sb ⁇ so ⁇ d ⁇ r ⁇ whose tube section 12.
  • the intermediate valve 9 contains a check valve, not shown in the drawing, which is arranged within the longitudinal channel extending in the direction of the axis 8. This check valve is loaded and set to a certain pressure, and to the extent that there is a flow in the direction of arrow 13 under pressure, but prevents backflow against arrow 13. The importance of this check valve will be discussed in more detail in the following.
  • the anchor arm 14 designates an anchor rod element which corresponds in diameter to the tubular cylinders 6, 10 and is provided with a continuous thread on the outside and on the inside.
  • the anchor arm 14 can have an individually adapted length and, in the assembled state, is screwed to the tube section 15 of the tube element 11 projecting from the tube cylinder 10 in such a way that the anchor rod element 14 bears on the end face of the tube cylinder.
  • a compression valve which consists of a tube element 16, which in a central area has one or more transverse holes 17 in a uniform pattern.
  • the transverse bores 17 were surrounded by a first envelope 18 made of a relatively soft, elastic material, the outside of which was coaxial with another, also elastic, one which had a supporting effect
  • Envelope body 19 is surrounded.
  • the enveloping bodies 18, 19 form a reliable seal of the transverse bores 17 when the pipe element 16 is in the non-pressurized state of the pipe element 16.
  • the tube cylinder 20, 21 are similarly referred to as short tube cylinders, which are screwed onto the tube element 16 axially on both sides of the enveloping body 18, 19 and one Form axial securing for the enveloping body.
  • the tube cylinder 20, 21 can be secured in the final screw position by welding to the tube element 16.
  • the tube cylinders 20, 21 and the enveloping body 19 are otherwise of the same diameter.
  • the tube cylinders 20, 21 in connection with the enveloping bodies 18, 19 also have such an axial length that there are 15 tube sections 23, 24 on both ends of the compression valve 15, which are screwed into the anchor rod 14 and other side into the anchor rod 2 are determined. The importance and mode of operation of the compression valve 15 will be discussed in more detail below.
  • the components comprising the pressing valve 15 form a further intermediate element 9 '.
  • the embodiment of the compression valve in the manner set out above is not absolutely necessary, and other embodiments can also be used. It is only essential that the compression valve has components protruding radially beyond the tubular cylinders 20, 21 and is designed functionally in the manner of a spring-loaded check valve, which only opens when such pressure is required for subsequent pressing, on the other hand during the flushing operation in Locked state remains.
  • Pipe element 25 which corresponds to the diameter of the pipe elements 5, 11, 16 and which carries a screwed-on pipe cylinder 26 approximately in the middle, which corresponds to the diameter of the anchor rod 2 ⁇ .
  • Pipe sections 27, 28 of the pipe element 25 extend approximately symmetrically on both sides of the pipe cylinder 26, and the position of the pipe cylinder 26 can be weld with the tubular element 25 be secured.
  • the coupling part 3 is used to couple a further anchor rod 2 such that its pipe sections 27, 28 are screwed into the anchor rod to be connected, in such a way that the front ends of the anchor rod to be connected are directly adjacent to the pipe cylinder.
  • anchor rods 2 or anchor rod elements 14 which are provided with a thread on the inside and outside over their entire length, with the individual elements of this drill anchor, namely drill head 1, intermediate rod element 2, anchor rod element 2, 9, and 2 Further anchor rod connections 2 connected via coupling parts 3 are fixed to one another by means of screwing on the inside. Due to the fact that the anchor rods 2 and 14 are provided over their entire length with a similar internal and external winch, they can be cut to length in any case and adapted to the particular application. By means of a corresponding longitudinal dimensioning of the pipe sections 12, 15, 23, 24, it is achieved in a very simple manner that the final screw-in position is determined by the length dimensioning of this pipe section and consequently no further steps are necessary. The same also applies to the coupling part 3, the central tube cylinder 26 of which performs a stop function for the ends of the rod ends screwed on the tube sections 27, 28.
  • the ektio ⁇ sbohrank ⁇ r according to the invention in the assembled state despite being composed of different Functional element has an outside - starting with the tubular cylinder 6 of the drill bit 1 and extending to the area of the hole opening, uniform outer contour characterized by an external thread, which in particular has no parts protruding from this contour.
  • the mounted injection drill bit forms a "smooth" surface on the outside.
  • This injection drill anchor is first used in a manner known per se like a drill rod, i.e. a rinsing medium flows through the central longitudinal channel extending in the direction of the axis 8, e.g. Water or air.
  • This flushing medium only emerges during drilling operation via the outlet bores of the drill bit 4 or the transverse bores 6 'of the drill head, takes up the rock particles loosened by the drill bit 4 as a result of the drilling operation, in order to move them in the opposite direction to the arrow 13, thus in the direction the Bohrl ⁇ chmündu ⁇ g to carry out.
  • the flushing medium exerts a cooling effect on the drill bit. It is particularly advantageous that there is an undercut 29 directly opposite the arrow 13 in the direction of the arrow 13 behind the drill bit 4, which undercuts the removal of the solid rock particles or the other drill bits.
  • the check valve which is spring-loaded and arranged within the intermediate element 9 and within the above-mentioned longitudinal channel, must be such that it is under the pressure, below the flushing medium, during the drilling operation and opens in the direction of the arrow 13 permits.
  • the compression valve 15, however, is by corre sponding Material and other design of the enveloping body 18, 19 designed such that an opening does not take place under the flushing pressure, so that this compression valve 15 is practically inoperative during the drilling operation.
  • the injection drilling anchor After completion of the borehole, the injection drilling anchor, in particular its longitudinal borehole, is used for introducing a metal suspension or another hardenable medium which, in a first phase, only exits via the outlet borehole and other transverse boreholes of the drilling head 1 and the borehole emerges starting and filling in the opposite direction to the arrow 13-proceeding.
  • the check valve within intermediate element 9 prevents backflow of mortar suspension in the narrow longitudinal channel.
  • the longitudinal channel is rinsed out in order to ⁇ tf ⁇ rn ⁇ n within the same still remaining mortar suspension.
  • the mortar suspension exiting the compression valve 15 blows up the mortar body surrounding the injection drilling tank in this area, at least in the initial phase of hardening, and flows over the gaps between the sprayed particles of the same, and the borehole then flows into the borehole of the high pressure spreads increasingly within the surrounding crevices of the mountains and in some cases considerably expands the mortar body.
  • the process of rinsing out the longitudinal channel and reinserting and spreading the mortar body can be repeated several times, it being possible to burst open with mortar, but also with water.
  • the mortar body surrounding the injection drill anchor is thus expanded in the region of the compression valve and a reliable anchoring effect is generated.
  • one or more injection valves can be provided along the structure of the rock anchor, which, due to the modular structure of the individual construction elements of the injection hole, can be inserted into the structure thereof at practically any desired location.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a spacer according to the invention, which is designed to interact specifically with an injection drill anchor according to FIGS. 1 and 2.
  • the spacer is in its totality, which among other things consists of two axially spaced apart from one another, with diameters to be used for anchoring rods 2 or tube cylinders 6, 21, 20, 20 and 20, 14, 20, 20 in diameter ⁇ tten, zuei ⁇ and ⁇ r coaxial Rohrmentss 31, 32 or Z ⁇ trier emotions consists.
  • These tube elements 31, 32 are smoothly formed on the inside and outside and are connected via a system of five, plus radially central plane 33, sy metrically shaped, elastic tension element 34. If necessary, other such cables 34 may also be provided, preferably in a uniform circumferential distribution.
  • the extent of the angulation of the tie rods 34 is such that that in the relaxed state
  • the area with the largest radius 35 located in the center plane 33 corresponds at most to the radius 36 of the drill bit 4.
  • the system of tube elements 31, 32 and tension elements 34 is made of steel, the tension elements 34 being welded in a suitable manner to the tube elements 31, 32 or in any other way connected to them. In principle, however, it is also possible to produce this spacer from a corresponding plastic.
  • the tensile elements 34 are dimensioned in terms of their elasticity such that there is a certain deflection capacity in the direction of the arrow 37, but in any case a sufficient supporting action must be possible on the anchor rod guided in the tube elements 31, 32, in such a way that this anchor rod is kept as centrally as possible within the borehole. This will be discussed in more detail below.
  • the blind bore 39 and the through bore 41 have approximately the same diameter and the diameter of the receptacle a pressure rod 43, which is locked in the direction of the arrow 44 in the blind bore 39 and is freely movable against the through bore 41.
  • this is used like a drill head provided with a drill head, whereby a flushing agent, for example air, is passed over the central channel, for example air, which picks up the mountain particles as a result of the drilling operation and transports the hole between the inside and the outside of the inside Direction towards the mouth of the borehole.
  • a flushing agent for example air
  • the central channel for example air
  • the spacer 30 is pushed forward using the pressure rod 43, which acts directly on the pipe element 31 facing the borehole column and thus via the tensile force 34 on the pipe element 32 facing the borehole bore.
  • the extent of the angulation of the tension element 34 in the center plane 33 is also such that the
  • the range of the tensile elements 34 resiliently rests against the wall of the borehole so that this Rohr ⁇ l ⁇ m ⁇ nte 31, 32 and thus the anchor rod 2 are guided centrally.
  • the pressure rod 43 must have such a length that practically corresponds to the final mounting position of the spacer. It can be made of an elastic material that can be unwound from a roll, but which has at least one inherent stiffness in order to be able to apply the aforementioned tensile force.
  • the injection drill anchor is thus characterized by an even coverage of mortar over its entire borehole length and thus a reliable and reliable corrosion protection. From the safe and unambiguous center of the anchor rod / anchor rod within the borehole, uniform strength properties of the anchorage with respect to the surrounding mountain range also result and this injection drill anchor becomes more like a conventional one Injection drill anchor is used, ie an anchor plate together with a lock nut is placed over the part protruding from the bore hole opening.
  • a graphic representation of these two, known construction elements has been dispensed with.
  • FIG. 4 denotes a closure element, which consists globally of a tubular cylinder 46 which is designed in accordance with the anchor rods 2 with regard to its external and internal thread and its radial dimensions.
  • a tube element 47 is screwed into this tube cylinder 46, in such a way that it protrudes on one side by a length dimension 48 from the former.
  • This protruding part of the tubular element 47 forms a screw section which is intended to be screwed into an end of an anchor rod 2, in such a way that in the screwed state the tubular cylinder 46 bears directly against the anchor rod 2 and virtually forms its extension.
  • the end 50 of the tubular element 47 facing away from the screwing section is located within the tubular cylinder 46, specifically at a distance 49 from its associated end. This end thus forms a stop or a screw-in limitation for an end part 51, which corresponds to the tubular element 47 with regard to its external thread and its radial dimensions.
  • This end part 51 is the end protruding from the borehole mouth, which in the final state of the injection drill anchor serves for screwing on a clamping nut in connection with an armature plate.
  • a plastic hose 52 is slipped over this end part 51, which hose can be made of PVC (polyvinyl chloride), for example.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the plastic hose 52 lies in the water-tight end of the pipe cylinder 46 and the length of the plastic hose 52 is the length of the injection hole that is not connected to the drill hole and is not the bore hole , since the plastic hose 52 rules out a composite effect between this end part 51 and the surrounding mortar.

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Description

B E S C H R E I B U N G
Bohrro hr
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bohrrohr entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bohrrohre sind in vielfacher Form und zu unterschied¬ lichen Verwendungszwecken bekannt. Sie können beispiels¬ weise als Elemente von Injektionsbohrankern verwendet werden, die bekanntlich strukturell im wesentlichen einer Bohrstange entsprechen und nach erstelltem Bohrloch als verlorenes Werkzeug in diesem verbleiben. Es wird in diesem Fall nach Verfüllung des Bohrlochs mit einer Mörtelsuspeπsion die Bohrstange nach Art eines Gebirgs- aπkers benutzt, der Ober eine Aπkerkopfplatte in Verbin¬ dung mit einer Spaπnmutter im Bereich der Bohrlochmüπdung gegenüber dem Gebirge verspannt wird. Beispielsweise ist aus der DE-PS 936 082 ein Injektionsbohraπker bekannt, an dessen einem Ende ein Bohrkopf und an dessen anderem Ende ein abgesetzter Gewindeabschπitt angebracht ist, der der Verschraubung mittels der genannten Spannmutter dient. Die Ankerstaπge ist Ober ihre gesamte Länge mit schraubeπlinienfδr ig gewundenen Wülsten sowie mit Querbohrungen versehen, die mit einem zentral verlaufen¬ den Läπgskanal in durchgehender Verbindung stehen, über welchen der während des Bohrvorgangs entwickelte Gesteins¬ staub abgesogen wird. Nach erstelltem Bohrloch wird über den Längskanal sowie die Querbohrungen eine Mörtelsuspen- sion in das Bohrloch zwecks Verfüllung und Verankerung der Ankerstangβ eingebracht, wobei diese Suspension in vorhandene Klüfte und Spalten des Gebirges einbringt und insbesondere aufgrund der wulstartigen Verformung der Außenseite der Ankerstange nach Aushärtung einen sicheren Formschluß zwischen Ankerstange und umliegendem Gebirge ermöglicht.
Es ist bekannt, zur Ausführung von Injektionsbohrankern auf Konstruktionsele eπte zurückzugreifen, die von Bohrstangen her bekannt sind. Beispielsweise zeigt die DE-PS 14 83 840 eine Gesteinsbohrstaπge mit zentral angeordnetem Spülkaπal, der im Bereich eines aπschraub- bareπ Bohrkopfes mit Austrittsbohrungen versehen ist. Die Gesteiπsbohrstaπge bzw. Ankerstaπge ist unter Verwen¬ dung einer mit Innengewinde versehenen Verbindungsmuffe verlängerbar, in welche eine weitere Ankerstange einge¬ schraubt ist und es sind die eingesetzten Ankerstangen im übrigen über ihre gesamte Länge mit einem vergleichs¬ weise groben Gewinde nach Art eines Rundgewiπdes ausge¬ rüstet. Eine solche Gesteinsbohrstaπge ist grundsätzlich zur Verwendung als Injektionsbohraπker geeignet, wobei das Außengewinde der Ankerstangen während d_s Bohrens eine Transportfunktion erfüllt, nämlich dahingehend, daß die Rückströmung einer mit Gesteiπspartikeln befrachteten Spülflüssigkeit unterstützt wird. Das gleiche Gewinde erfüllt in Verbindung mit dem ausgehärteten Mörtel eine Verankerungsfunktion, nämlich insoweit, als es den Formschluß zwischen Ankerstange und umliegenden Bohrloch¬ wandungen herstellt. Schließlich erfüllt das Gewinde auch eine Verschraubungsfunktion, indem es die Verschrau- bung mit einer Verbindungsmuffe, jedoch auch mit einem Bohrkopf ermöglicht.
Wesentlich für eine einwandfreie Funktion eines Gebirgs¬ ankers, insbesondere im Zeitablauf ist, daß dieser innerhalb des Bohrlochs möglichst zentrisch angeordnet ist, so daß eine gleichmäßige Mörtelüberdeckung des Ankers über die gesamte eiπgemörtelte Länge gegeben ist. Denn nur bei einem zuverlässig mit Mörtel überdeckten Anker ist ein ausreichender Korrosionsschutz gegeben. Praktisch ist diese Voraussetzung jedoch oft schwer zu realisieren, zumindest ohne zusätzliche Maßnahmen. Ist beispielsweise die Ankerstange aufgrund örtlicher Inhomo¬ genitäten entlang der Bohrlochwaπdung exzentrisch ange¬ ordnet, kann eine gleichmäßige Verfüllung, insbesondere Überdeckung bzw. Einbettung der Bohrstange nicht gewähr¬ leistet werden. Ein exzentrischer Sitz der Ankerstaπge innerhalb des Mörtelkörpers bringt jedoch die Gefahr mit sich, daß ein Teil der Ankerstaπge einem erhöhten Korro- sionsaπgriff ausgesetzt ist, wodurch im Zeitablauf die Hauptfunktion des Gebirgsankers, nämlich die Vernagelung unterschiedlicher Gebirgsschichteπ in Frage gestellt ist.
Aus der DE-PS 38 28 335 sind Abstandhalter in Verbindung mit Injektionsbohrankern bekannt, welche aus einer, unmittelbar die Ankerstange umgebenden Halterungsnabe bestehen, die gegenüber der Ankerstaπge verschiebbar ist, wobei an dieser Halteruπgsnabe drei radial verlau¬ fende Stege angeordnet sind, die über einen äußeren Ringkδrper zusammengehalten werden. Der Gebrauch dieses Abstandhalters gestaltet sich derart, daß während der Erstellung eines Bohrlochs, und zwar vor dem Anbringen einer Verlängerungsankerstange dieser Abstandhalter mit seiner Halterungsnabe über das im Bohrloch befindliche Ankerstangenende geschoben wird, wobei aufgrund eines Anliegens der Halteruπgsnabe an einer, die Anbinduπg einer Verlängerungsankerstange ermöglichenden Kupplungs¬ mutter der Abstandhalter während des weiteren Bohrfαrt- schritts zusammen mit der Ankerstange in das Bohrloch eingeführt wird. Die Position des Abstandhalters ist bei dieser Ausführungsform somit durch die Position der Kupplungsmutter festgelegt. Während des Bohrens und nach erstelltem Bohrloch besteht praktisch keine bzw. keine einfache Möglichkeit den Zustand und die einwandfreie Funktion des Abstandhalters zu überprüfen. So kann dieser beispielsweise als Folge der hohen mechanischen Beanspruchungen während des Bohrvortriebs, auch durch örtliche Inhomogenitäten des durchbohrten Gebirges beschädigt sein, so daß von diesem unter Umständen keinerlei Zeπtrierwirkung mehr ausgeht. Auch kann der Abstandhalter in Abhängigkeit von den örtlichen Gebirgs- verhältnissen sowie der Beschaffenheit der als Folge des Bohrvorgangs gelösten Gesteinspartikel die Abführung bzw. Ausschwemmung derselben durch ein Spülmedium in manchen Fällen behindern.
Schließlich ist es in Verbindung mit der Erstellung sogenannter verrohrter Bohrungen bekannt, beim Setzen von Gebirgsankern Abstandhalter zu benutzen, durch welche diese innerhalb des Außenrohres der Bohrung zentriert werden. Bekanntlich wird in diesen Fällen der Gebirgsanker in ein mit Mörtel gefülltes Rohr eingeführt und soll möglichst zentrisch innerhalb desselben gehal¬ ten sein. Die hierbei eingesetzten Abstandhalter bestehen aus Kunststoff und sind im übrigen festigkeitsmäßig für eine Verwendung bei Injektionsbohrankern der bekannten Art völlig ungeeignet, daß sie den hohen mechanischen Beanspruchungen während der Bohrphase kaum gewachsen sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Bohrrohr der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend auszugestalten, daß sich optimale Abströmverhältnisse für ein, während des Bohrbetriebs mit Gesteinspartikeln befrachtetes Spülmedium ergeben und das Bohrrohr insbesondere für eine Verwendung als Injektionsbohranker geeignet ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Bohrrohr durch die Merkmale des Kennzeichnuπgsteils des Anspruchs 1.
Erfindungswesentlich ist somit die Verwendung eines Rohrelementes als Bohrrohr, welches über seine gesamte Länge ein gleichmäßiges Innengewinde aufweist. Dieses Innengewinde ist erfiπdungsgemäß in Verbindung mit einem geeigneten Kupplungsteil zur Verlängerung, d.h. zum Anschrauben eines weiteren Rohrele eπts bestimmt und es eröffnet dies die Möglichkeit, diese Verlängerung ohne die Verwendung von außenseitig auftragenden Strukturele- meπten wie z.B. Verbiπdungsmuffen oder dergleichen vorzunehmen. Dies bedeutet gleichzeitig, daß die außen- seitige Profilierung des Rohrelements trotz Verlängerung gleichförmig, insbesondere stetig bleibt, und zwar auch im Verbinduπgsbereich zweier Rohrelemeπte. Hieraus ergeben sich während des Bohrbetriebs optimale Abstrδm- verhältπisse für das mit gelösten Gesteinspartikeln befrachtete Spülmedium, und zwar gleichförmig entlang der gesamten Bohrlänge. Die gleichförmige Profilierung bringt ferner eine Eignung des Bohrrohrs als Injektions¬ bohranker mit sich, welcher somit über seine gesamte eingemortelte Länge einer gleichförmigen Veraπkerungs- wirkuπg unterliegt. Schließlich bringt das gleichmäßige Innengewinde auch die Möglichkeit mit sich, das Rohrele¬ ment im Bedarfsfall verkürzen zu können und entsprechend abgekürzter Längen mit anderen Bohrrohren zu verbinden.
Die Merkmale des Anspruchs 2 sind auf eine vorteilhafte Ausgestaltung der außenseitigen Profilierung des Bohr¬ rohrs bzw. des Rohrelements gerichtet, welche hiernach ebenfalls als Gewinde ausgebildet ist. Dies eröffnet ferner die Möglichkeit, Außen- und Innengewinde des
Rohrelements in einem einzigen Arbeitsgaπg, beispielswei¬ se durch Kaltverformung der Außenseite hinzustellen. Im Verläπgεrungsfall, d.h. im Fall der Verbindung zweier in diesem Sinne ausgerüsteter Rohrlemente erstreckt sich somit das Gewinde gleichförmig über die gesamte Länge des Bohrrohres, und zwar mit der Folge, daß auch über diese gesamte Länge eine gleichmäßige Förderwirkung auf das mit Gesteiπspartikeln während des Bohrvorgangs befrachtete Spülmedium ausgeübt wird.
Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 sind auf eine beson¬ ders vorteilhafte und einfach realisierbare Ausführungs¬ form eines Kupplungsteils gerichtet. Wesentlich ist, daß dieses Kupplungsteil einerseits zum Einschrauben in einander stirπseitig gegenüberliegende Bohrrohreπden bestimmt ist und andererseits in möglichst einfacher
Weise gleiche Eiπschraublängen für beide zu verbindenden Rohrelemente sicherstellen soll. Dies wird erfindungsge¬ mäß in besonders einfacher Weise dadurch erreicht, daß das Kupplungsteil praktisch aus zwei ineinaπdergesteck- ten, somit zueinander koaxialen Rohrteileπ besteht, nämlich einem äußeren, zumindest mit Außengewinde verse¬ henen Rohrelemeπt und einem in dieses eingesetzten, beispielsweise eingeschraubten inneren Rohrelement, welches stirnseitig vorzugsweise symmetrisch aus dem äußeren Rohrelemeπt herausragt und mit seinen herausra¬ genden Abschnitten die Gewindeabschπitte bildet, die zum Einschrauben in zwei stirnseitig miteinander zu verbin- deπde Bohrrohrelemeπte bestimmt sind. In besonders einfacher Weise sind somit die äußeren und inneren Rohrelemente jeweils als Gewinderohrelemente ausgebildet, die innen- und außenseitig Gewinde tragen, so daß das äußere Rohrelement auf das innere aufgeschraubt und in ' einer mitteleren Position zweckmäßigerweise durch Ver¬ schweißung fixiert ist. Indem das äußere Rohrelement von seinen radialen Abmessungen und seiner sonstigen Beschaf¬ fenheit praktisch einem Bohr-Rohrelement entspricht, ist im Verbindungsfall sichergestellt, daß trotz Verbindung zweier Rohrelemente die Außenseite derselben in Verbin- duπgsbereich keinerlei außenseitige Unstetigkeiten aufweist.
Die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 sind auf eine beson¬ ders vorteilhafte Ausgestaltung eines Bohrkopfes gerich- tet, der seinerseits - von seiner platteπartigen Bohr¬ krone abgesehen - aus Strukturelemeπten hergestellt sein kann, die denjenigen des Kupplungsteils entsprechen. Es ergibt sich hierbei ein Bohrkopf, der - ausgehend von der Bohrkrone zunächst eine Hinterschπeidung aufweist und der zur Verschraubung mit einem Bohr-Rohrelement bestimmt ist, d.h. zum Einschrauben in dieses. Es ist der Bohrkopf zu diesem Zweck auf seiner, der Bohrkrone abgekehrten Seite mit einem, zum Einschrauben in das Bohr-Rohrelement bestimmten, mit Außengewinde versehenen Rohrabschnitt ausgerüstet. Unmittelbar an die Bohrkrone schließt sich ein inneres Rohrelement an, auf welches relativ kürzeres äußeres Rohrelement - unter Belassung der genannten Hinterschπeidung gegenüber der Bohrkrone - aufgeschraubt ist, wobei der, aus dem äußeren Rohrelement herausragende Rohrabschnitt des inneren Rohrelements den zur Verschraubuπg bestimmten Rohrabschnitt, d.h. zum Einschrauben in ein Bohr-Rohrelement bestimmte Abschnitt bildet. Das äußere Rohrelement bildet hierbei wiederum während der Verschraubung mit dem Bohr-Rohrelement einen Anschlag und ist im übrigen hinsichtlich seiner radialen Abmessungen sowie seines insbesondere außenseitigeπ Gewindes vorzugsweise identisch mit dem Bohr-Rohrelement ausgebildet. Im angeschraubten Zustand des Bohrkopfes ergibt sich somit - ausgehend von dem genannten äußeren Rohrelement bis zum Ende der Bohrstange eine außenseitig gleichförmige Struktur der Bohrstange, und zwar auch im Verlängerungsfall.
Grundsätzlich kann die im obigen Sinne gestaltete Bohr- stange bereits in an sich bekannter Weise als Bohrstange und Gebirgsanker, nämlich als Injektionsbohranker benutzt werden.
Die Merkmale der Ansprüche 9 bis 11 sind insbesondere auf die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bohrrohres mit Hinblick auf seine Verwendung als Iπjektionsbohraπker gerichtet und weisen in diesem Zusammenhang besondere Ausgestaltungen auf, die sich auf das Einbringen von Mörtel oder eines sonstigen aushärtuπgsfähigen Mediums beziehen. So sind in diesem Zusammenhang zu nennen ein Rückschlagventil im bohrkopfnahen Bereich des Bohrankers sowie ein oder mehrere Verpreßventile. Sowohl das genann¬ te Rückschlagventil als auch das Verpreßventil sind in Zwischenelementen angeordnet, die ihrerseits wiederum zur Verschraubung, hier zum Einschrauben in miteinander zu verbindende Bohr-Rohrelemeπte bzw. Ankerstaπgeπelemen- te bestimmt sind. Die Zahl sowie die Anordnung der Verpreßventile kann aufgrund der modulartigeπ Ausbildung der genannten Zwischenelemente beliebig vorgenommen werden. In bestimmten Fällen kann lediglich ein Rück¬ schlagventil oder ein oder mehrere Verpreßventile vorge¬ sehen sein. Wesentlich ist im Falle des gleichzeitigen Einsatzes von Rückschlag- und Verpreßventileπ, daß beide als federbelastete Ventile angesehen werden können, die sich jedoch niemals gleichzeitig im Offnungszustaπd befinden. So soll das Rückschlagventil durch das Spülme¬ dium nur während des Bohrbetriebs geöffnet werden, wobei jedoch der vergleichsweise geringe Spülmitteldruck nicht zum öffnen der Verpreßventile ausreichend ist, so daß letztere während des Bohr- und Spülbetriebes in einem Schließzustand verharren. Umgekehrt soll während des Verpressens, d.h. des nachträglichen Einbringens von Mörtelsuspensioπ, worauf im folgenden noch näher eiπge- gangen werden wird diese praktisch nur über die Verpre߬ ventile ausströmen, wobei aufgrund des Aushärtens der ursprünglichen Mδrtelfüllung die Rückschlagventile in diesem Stadium funktionslos sind und sperren.
Die Merkmale der Ansprüche 12 und 13 sind auf die Be- schaffenheit der genannten Zwischenele eπte im einzelnen gerichtet. Die wesentlichen Strukturelemente dieser Zwischenelemente sind wiederum innere- und äußere Rohrelementε, wobei das äußere Rohrelement wiederum innen- und außenseitig mit Gewinde versehen und zum Aufschrauben auf das innere Rohrelement bestimmt ist und in seinen radialen Abmessungen wiederum dem Bohr- bzw. Ankerrohrelemeπt entspricht. Aus dem äußeren Rohrelement herausragende Rohrabschnitte des inneren Rohrelements bilden wiederum die Verschraubungsabschπitte, die zum Einschrauben in anzuschließende Anker-Rohrelemente bestimmt sind, wobei über die äußeren Rohrelemente wiederum die Einschraubtiefe in definierter Weise fest¬ gelegt ist. Es sind wiederum die äußeren Rohrelemente vorzugsweise in ihrer endgültigen Verschraubungsposition durch Verschweißuπg gegenüber den inneren Rohrelemeπteπ gesichert.
Die Merkmale des Anspruchs 14 sind auf die konstruktive Ausbildung des Verpreßveπtils gerichtet. Wesentlich ist, daß die, die eigentliche Veπtilfuπktion übernehmenden Hüllkδrper, welche beispielsweise aus einem gummiela¬ stischen Werkstoff bestehen können zwischen zwei durch¬ messergleichen Rohrzylinderπ axial gesichert sind, wobei diese Rohrzylinder wiederum in ihren radialen Abmessungen sowie ihrer äußeren Beschaffenheit dem mit Außengewinde versehenen Anker-Rohrelement entsprechen. Es werden vorzugsweise zwei Hüllkörper eingesetzt, und zwar ein innerer, aus einem relativ weichen elastischen Werkstoff bestehender, der eine Dichtuπgsfuπktion übernimmt und ein äußerer, aus einem wiederum elastischen, beispiels¬ weise gummielastischen Werkstoff bestehender, der eine Stüzfunktion übernimmt und im Bedarfsfall durch ein Gewebe in seinen Elastizitätseigenschaften modifiziert ist. Im eingebauten Zustand dieses Verpreßventils fügen sich die Hüllkörper in gleicher Weise wie die sich an diese axial beiderseits anschließenden Rohrzylinder in die "glatte" Struktur der ggf. verlängerten Anker-Stange ein und es bildet das Verpreßventil somit insbesondere keine, aus der Struktur der Ankerstaπge radial herausra- geπden Strukturelemente, die - wie eingangs bereits dargelegt - die Strömung eines Spülmediums behindern könnten.
Die Merkmale der Ansprüche 16 und 17 sind auf einen Abstandhalter gerichtet, der hinsichtlich seines prak- tischen Gebrauchs speziell auf erfindungsgem ße Bohrroh¬ re bzw. Ankerstangen hin ausgestaltet ist. Wesensmerkmal dieses Abstandhalters sind zwei, über radial ausgeformte, eine Abstaπdhaltefunktioπ erfüllende Zugelemeπte verbun- 01 dene Zentrieruπgskörper, welche zum Überschiebeπ über die Ankerstange bestimmt sind und wobei zum Vorschub ein besonderer Druckstab vorgesehen ist, der in eine, an dem, der Bohrlochsohle zugekehrten Führungskörper ange-
05. ordneten Aufnahmeeinrichtung angreift. Der Druckstab ist eiπsteckbar bezüglich der Aufnahmeeinrichtung ausgebil¬ det. Wesentlich ist, daß der Abstandhalter nach Erstellen des Bohrlochs erst in dieses eingeführt wird, welches deshalb möglich ist, weil die Ankerstange trotz even-
10 tueller Verlängerungsstange sowie Verpreßventilen über ihre gesamte Länge einen gleichförmigen Durchmesser aufweist und der Überschiebewiderstand zumindest der Zentrieruπgskörper entlang der gesamten Ankerstange gleichförmig ausfällt. Es wird dieser Abstandhalter
15 somit nachträglich in das Bohrloch entlang der Aπker- stange eingeführt und zwar an die jeweils vorherbestimm¬ ten Positionen. Im Regelfall werden mehrere Abstaπdhalter unter vorgebbareπ Abständen eingesetzt, welches mit dem genannten Druckstab problemlos möglich ist. Für den
20 Fall, daß aufgrund von Waπduπgsinhomogenitäten der
Einführung des Abstaπdhalters Widerstände entgegenstehen, wird dieser - nachdem die Druckübertragung über den Druckstab auf den, der Bohrlochsohle zugekehrten Füh¬ rungskörper erfolgt - durch radiale Einwärtsverformung
25 der Zugelemeπte gestreckt, so daß die Waπdungsiπhomoge- πität, z.B. eine geringfügige Einschnürung des Bohrloch¬ durchmessers überwunden werden kann. Für den Fall hinge¬ gen, daß die Wandungsinhomogenität ein bestimmtes Maß überschreitet, nämlich dahingehend, daß die sich ergeben-
30 de Einschnürung zu weitgehend ausfällt, kann dies anhand des Einführungswiderstands des Abstaπdhalters nicht nur erkannt werden, sondern es kann auch der Abstand dieser "Störungsstelle" von der Bohrlochmünduπg in einfachster Weise festgestellt werden. Besonders vorteilhaft ist
35 hierbei, daß der Abstaπdhalter festigkeitsmäßig nicht mit Hinblick auf die mechanisch sehr hohen Beanspruchun¬ gen des Bohrbet iebs hin ausgelegt sein muß und durchaus auch als Kunststoffteil ausgebildet sein kann. Vorzugs¬ weise ist dieser jedoch aus Metall ausgebildet.
Die Merkmale des Anspruchs 18 sind auf eine verbesserte Führung des Druckstabes gerichtet.
Die Zentrierungskδrper sind gemäß den Merkmalen des Anspruchs 19 als Rohrelement ausgebildet. Im Bedarfsfall kann das, der Bohrlochsohle zugekehrte Rohrelemeπt stirnseitig eine abgerundete Gestalt aufweisen, so daß Wanduπgsinhomogenitäten geglättet werden können.
Der Druckstab ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 20 in die genannte Aufnahmeeinrichtung einsteckbar. Er muß eine Eigeπsteifigkeit aufweisen, die zur Überwindung des Vorschubwiderstands des Abstandhalters ausreichend ist. Soweit dies gegeben ist, kann als Druckstab auch ein aufrollbarεr Körper benutzt werden.
Die Merkmale der Ansprüche 21 bis 24 sind auf eine besondere Ausgestaltung des bohrlochmünduπgsseitigen Endes einer Injektionsbohrstange gerichtet, wobei wiederum weitestgehend von den grundlegenden Strukturelementen der übrigen Komponenten des Injektioπsbohrankers Gebrauch gemacht wird, nämlich Rohrzylinder, die außenseitig und - vorzugsweise auch iπnenseitig - mit Gewinde versehen sind sowie Rohrelemεπten, die zumindest außenseitig ein Gewindε aufwεisen und zum Einstecken bzw. Einschrauben in die genaπntεn Rohrzylinder bestimmt und ausgestaltet sind. Letztgenannte Rohrelemεntε bilden die Verschrau- bungsabschnittε, die zum Einschraubεπ bεispielsweise in εin Aπkεrstangεnelemeπt bεstimmt sind und das außensei¬ tige Gewinde der Rohrzylinder bildεt eine stetige Ver- längerung des Außengewindes der Ankerstangen. Es sind demzufolgε diε zürn Einschraubεn bestimmten Gewindeab¬ schnitte des "innenliegenden" Rohrelements derart ausge- lεgt, daß der genannte Rohrzylinder stirnseitig an entsprechenden Gegenflächen einer Ankerstange anliegt. Das aus der Bohrlochmündung teilweise herausragende Rohrelement dient im Endmontagezustand des Injektions- bohraπkers in Verbindung mit einer Ankerkopfplatte sowie eiπεr Spaπnmutter der Verspannung gegenüber dem Gebirge. Leztgenanntes Rohrelement dient jedoch erfiπdungsgemäß auch dem überschieben eines Kunststoffschlauchs um eine sogenannte freiε Ankerlänge im Bereich der Bohrlochmün¬ dung sicherzustellεn, diε nicht mit dem umliegenden Gebirge vermörtelt ist. Dieser Kunststoffschlauch wird bis zu einem stirnseitigen Anliegen an dem sich an¬ schließenden Rohrzylinder vorgeschoben, so daß der, durch den Schlauch umgebεnde Abschnitt des Rohrelements gegenüber jeglichen Wechselwirkungen mit einem Mörtel abgeschirmt ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiεl näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen In ektionsbohrankers in größtenteils demontiertem Zustand;
Fig. 2 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Kupplungs¬ teils zur Verbindung zweier Ankerstangen;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einεs εrfindungsgemäßen, zur Verwεndung bei Injεktionsbohrankεrπ gemäß Fig. 1 bestimmten Abstandhalters;
Fig. 4 eine Darstellung dεs bohrlochmündungssεitigεn Eπdbereichs εines Injektionsbohrankers gemäß Fig. 1 in größteπtεils demontiertem Zustand.
Die wesentlichen Komponenten des in dεn Fig. 1 und 2 dargestellten Injektioπsbαhrankers sind ein Bohrkopf 1, eine Ankerstaπge 2 sowie ein Kuppluπgsteil 3, welches zur Verbindung zweier uπtereinaπdεr gleicher Bohrstangen 2 bestimmt und ausgestaltet ist.
Der Bohrkopf 1 bestεht aus εiπεr axial vεrgleichsweisε kurzen, plattenartigen, mit Schneidkanten oder dεr- glεichεn bεstückteπ Bohrkrone 4, an der εin Rohrεlemeπt 5 aπgεschweißt ist. Das Rohrεlεment 5 ist übεr sεine gesamte Länge mit einem Außeπgεwiπdε versehen und es ist auf diesεs Rohrεlεmεnt 5 εin Rohrzylinder 6 aufgeschraubt und mit diesεm in dεr Vεrschraubuπgspositiαn verschweißt. Der Rohrzyliπder 6 ist kürzer bemεsseπ als das Rohrεlε- mεπt 5 und es ist die Verschraubuπgsposition dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelemeπt 5 auf der, dεr Bohrkronε 4 abgekehrten Seite des Rohrzylinders 6 um ein Maß 7 aus letzterεm herausragt. Dεr Rohrzylinder 6 ist seinersεits mit einem Außengewinde versehen, auf dessεn Bedeutung im folgenden noch näher eingegangen werden wird.
Entlang der Achse 8 erstreckt sich ein in einer zeichne¬ risch nicht dargestellten Austrittsbohrung der Bohrkrone 4 verlaufεnder zentraler Längskanal, wobei im Berεich dεr Bohrkronε 4 auch zusätzliche Austrittskanälε vorgε- sεhεn sεin können.
Mit 61 ist einε Quεrbohrung bεzeichnet, die das Rohrele- mεπt 5 sowie den Rohrzyliπder 6 durchdringt und einε Vεrbindung zu dεm genannten Längskanal herstellt, über sämtliche Austrittsbohrungeπ einschließlich der Querboh- rung/Querbohruπgen 6' wird während des Bohrbetriebεs εin Spülmittεl, z.B. Wasser oder auch Luft gεführt, wobεi nach Erstellung der Bohrung über diese Bohrungen eine Mörtelsuspension oder ein sonstiges vergleichbares aushärtungsf higes Medium in das Bohrloch strömt.
Mit 9 ist ein Zwischenelεmeπt bezeichnet, welches global aus einem Rohrzylinder 10 und einem Rohrelement 11 besteht. Das Rohrelεmεπt 11 ist tεilwεisε in dεn Rohrzy- lindεr 10 eingeschraubt und kann in der Verschraubuπgs- positioπ beispielsweise durch Verschwεißung fixiert sein. Der Rohrzylinder 10 ist seinerseits zur Verschrau- bung mit dem Rohrelεmεπt 5, iπsbεsoπdεrε dessen Rohrab- schπitt 12 bestimmt.
Das Zwischeπεlεmεπt 9 bεinhaltεt εiπ zeichnerisch nicht dargestelltes Rückschlagventil, welches innerhalb des, sich in Richtung der Achse 8 εrstrεckεnden Längskanals aπgeordπεt ist. Es ist diεsεs Rückschlagventil fεdεrbε- lastet und auf einen bestimmten Druck eingestellt, und zwar dahingehend, daß es unter Druck einen Durchfluß in Richtung des Pfeiles 13 frεigibt, einε Rückströmuπg entgegen dem Pfeil 13 hingegen unterbindet. Auf die Bedεutung dieses Rückschlagventils wird im folgeπdεπ noch nähεr eingegangεn wεrden.
Wεsεntlich ist, daß in dεr Vεrschraubungsposition dεs Zwischεnεlε ents 9 mit dem Bohrkopf 1 die Rohrzylinder 6, 10 unmittelbar aneinander liegεn.
Mit 14 ist ein Ankerstangenelement bezeichnet, welchεs durchmessermäßig den Rohrzylindern 6,10 entspricht und außenseitig sowie innenseitig mit einεm durchgehendεn Gεwindε vεrsεhεn ist. Das Ankεrstaπgenεlεmεnt 14 kann εinε individuell angepaßtε Längε haben und ist im mon¬ tierten Zustand mit dem, aus dem Rohrzylindεr 10 hεraus- ragεndεn Rohrabschnitt 15 des Rohrelemεnts 11 derart verschraubt, daß das Ankerstangεnelemεnt 14 stirπsεitig an dεm Rohrzylindεr 10 anliegt.
Mit 15 ist ein Verpreßvεπtil bεzεichπεt, welches aus einem Rohrelεmεnt 16 bεstεht, welches in einem zeπtralεπ Bεrεich eiπε odεr - in glεichmäßigεr U faπgsverteilung εhrεrε Querbohrungen 17 aufweist. Die Querbohrungeπ 17 wεrden von einεm ersten, aus eiπεm rεlativ weichen elastischεn Werkstoff bestehendεn Hüllkörpεr 18 umgεbεn, dεr sεiπεrsεits außenseitig koaxial von einem weiteren, ebεπfalls elastischen, eine Stützwirkuπg ausübenden
Hüllkörper 19 umgebεn ist. Die Hüllkörper 18,19 bilden im inπeπsεitig drucklosεn Zustand dεs Rohrεlements 16 eiπε zuvεrlässige Abdichtung dεr Quεrbohruπgεn 17.
Mit 20, 21 sind vεrgleichsweise kurzε Rohrzyliπdεr bεzεichnet, die axial beidsεitig dεr Hüllkörper 18,19 auf das Rohrelεmεnt 16 aufgεschraubt sind und eine axiale Sicherung für diε Hüllkörpεr bilden. Die Rohrzy- liπdεr 20,21 könnεn in dεr endgültigen Verschraubungspo- sition durch Verschwεißung mit dem Rohrelement 16 ge¬ sichert sein. Es sind die Rohrzylinder 20, 21 sowie der Hüllkörper 19 im übrigen durchmessεrgleich bemessεn. Diε Rohrzylinder 20,21 in Verbindung mit den Hüllkörperπ 18,19 weisen im übrigen eine solche axiale Länge auf, daß sich an beiden stirnseitigεn Enden des Verpreßveπtils 15 Rohrabschnittε 23, 24 ergeben, die zum Einschrauben einerseits in das Ankerstangεnelemeπt 14 und anderεrsεits in diε Ankerstange 2 bestimmt sind. Auf die Bedeutung und Wirkungsweise des Verprεßventils 15 wird im folgen¬ den noch nähεr εingegangen wεrden.
Die das Verpreßveπtil 15 umfassenden Ko ponentεn bilden ein weiteres Zwischenεlεmεπt 9'. Diε Ausgεstaltuπg des Verpreßventils entsprechend der oben dargelegten Weise ist nicht zwingend notwendig und es können auch andere Ausführungsformen eingesetzt werden. Wesentlich ist lediglich, daß das Verpreßventil kεiπe radial über die Rohrzylinder 20,21 hinausragenden Bauelemente aufweist und fuπktionell nach Art eines federbelasteten Rück¬ schlagventils ausgebildεt ist, welches erst bei εinεm solchεπ Druck öffπεt, dεr zum nachträglichεn Verpressen erforderlich ist, hingegen während des Spülbetriebs im Schließzustand verharrt.
Wesεπs εrkmal dεs Kuppluπgstεils 3 gε äß Fig. 2 ist wiederum ein Rohrelεmεnt 25, welches durchmessermäßig den Rohrelεmeπtεn 5, 11,16 επtspricht und welches etwa mittig einen aufgeschraubten Rohrzylinder 26 trägt, der durchmessermäßig der Ankerstaπgε 2 επtspricht. Etwa symmetrisch beiderseits des Rohrzylinders 26 erstrecken sich Rohrabschπitte 27,28 dεs Rohrεlεments 25 und es kann die Position des Rohrzylinders 26 durch Ver- schweißung mit dem Rohrelement 25 gesichert sein.
Das Kupplungsteil 3 dient zum Ankuppeln einεr wεiteren Ankerstangε 2 dεrart, daß dεssen Rohrabschnitte 27,28 in die zu verbindεndεπ Ankεrstangεπεπden eingεschraubt werden, und zwar derart, daß die stirnseitigεn Endεn der zu verbindεndεπ Ankεrstange unmittεlbar an dem Rohrzylin¬ der 26 anliegen.
Wesεnsmerkmal dεs εrfindungsgεmäßεn Injektionsbohrankers sind somit Ankerstangεn 2 bzw. Ankεrstangenelemεntε 14, diε über ihre gesamte Länge innεn- und außεnsεitig mit einem Gβwindε versehen sind, wobei die einzelnen Elemente dieses Bohrankers, nämlich Bohrkαpf 1, Zwischenεlεmεntε 9,9' Ankerstangenelement 14, Ankerstangε 2 und weitere, über Kupplungsteile 3 angeschlossene Ankerstangεnabschπit- tε 2 durch innεnsεitigε Vεrschraubung aneinander fixiert werdεn. Aufgrund der Tatsache, daß die Ankerstangεn 2 bzw. 14 über ihrε gεsamtε Länge mit einεm glεichförmigεn Innεn- und Außεngεwinde vεrsehen sind, sind diεsε im Bεdarfsfall in beliebiger Weise ablängbar und an den jεwεiligεπ Einsatzfall aπpaßbar. Durch εine entsprεchεn- dε Längεnbemessung dεr Rohrabschπittε 12, 15, 23, 24 wird in εinfachstεr Wεise erreicht, daß die endgültigε Eiπschraubposition durch diε Läπgenbemessuπg diesεr Rohrabschπittε fεstgelegt ist und dεmzufolge keine weitεrεπ Arrεtiεrungεπ εrfordεrlich sind. Vεrglεichbares gilt auch für das Kupplungsteil 3, dessεn mittlεrer Rohrzyliπder 26 eine Anschlagtunktion für die stirπsei- tigen Enden der über die Rohrabschnitte 27, 28 aufge¬ schraubten Aπkerstangεπ ausübt.
Man erkennt aus obigen Ausführungen bereits, daß der εrfindungsgemaße In ektioπsbohrankεr im montierten Zustand trotz Zusammensetzung aus unterschiedlichen Funktionselemεπtεπ eine außenseitig - mit dem Rohrzylin¬ der 6 der Bohrkrone 1 beginnend und sich bis in den Berεich dεr Bohrlochmündung εrstreckende gleichförmige, durch ein Außengewinde charakterisiεrtε Außenkontur aufweist, welche insbesondere keine aus dieser Kontur herausragenden Teile aufweist. Sieht man von der Gewinde¬ verformung der Außenseite ab, bildet der montierte Injektionsbohrankεr εinε außeπsεitig "glatte" Oberflächε.
Es wird diεser Injektionsbohranker in an sich bekannter Weisε zunächst wie eine Bohrstange benutzt, d.h. es strömt über den zentralen, sich in Richtung der Achsε 8 erstreckenden Längskaπal ein Spülmedium, z.B. Wasser oder auch Luft. Diεses Spülmedium tritt während des Bohrbetriebs lediglich über diε Austrittsbohrungεn dεr Bohrkrone 4 bzw. die Querbohrungen 6' des Bohrkopfes aus, nimmt die, durch die Bohrkrone 4 als Folge des Bohrbetriebs gelösten Gesteinspartikel auf, um diese in Gegεnrichtung zu dem Pfeil 13, somit in Richtung der Bohrlαchmünduπg hin auszutragen. Gleichzεitig übt das Spülmεdium eine Kühlwirkung auf die Bohrkrone aus. Besonders vorteilhaft ist, daß sich unmittelbar - in Gegεnrichtuπg zu dem Pfeil 13 gesεhεπ - hintεr der Bohrkrone 4 eine Hiπterschneidung 29 ergibt, welche die Abführung dεr gεlδsteπ Gesteiπspartikel oder des sonsti- gεπ Bohrkleiπs begünstigt.
Es ist - wie oben bereits ausgeführt - das federbelastε- te, innerhalb des Zwischeπelemεnts 9 sowie innerhalb des genannten Läπgskaπals angeordnetε Rückschlagventil derart bεmεssen, daß dieses unter dεm Druck, untεr dεm das Spülmεdium währεnd dεs Bohrbεtriεbs stεht, öffnet und ein Durchströmen in Richtung des Pfeils 13 zuläßt. Das Verpreßventil 15 hingegen ist durch entsprecheπdε werkstoffliche und sonstige Auslegung dεr Hüllkδrpεr 18,19 derart ausgelegt, daß unter dem Spüldruck einε Öffnung nicht stattfindet, so daß dieses Vβrprεßvεntil 15 während des Bohrbetriebs praktisch funktionslos ist.
Günstig wirkt sich währεnd dεs Bohrbetriebs das gleich- för igε, sich übεr die gesamtε Längε sä tlichεr Ankεr- stangen 2 erstreckεnde Außεngεwindε aus, so daß durch diεsεs nicht nur εiπe Fördεrwirkung auf diε aus dεm Bohrloch zu εntfεrnεndεn Gεstεinspartikel ausgeübt wird sondern aufgrund der im wεsεntlichen "glatten", d.h. ohne außeπseitig auftragεndε Koπstruktionsεlεmεntε gεkennzeichnεtεn Obεrfläche dεs Injektionsbohrankers optimale Durchstrδmungsverhältnisse für das mit Bohrkleiπ befrachtete Spülmedium bεstεhεn.
Nach Vollendung des Bohrlochs wird der Injεktionsbohran- kεr, insbesondere dessen Längsbohrung zum Einführen einer Mδrtεlsuspεnsion odεr eines sonstigen aushärtungs¬ fähigen Mediums benutzt, welche in einer ersten Phase wiedεrum lediglich über diε Austrittsbohruπgεπ und soπstigεn Quεrbohrungen des Bohrkopfes 1 austritt und das Bohrloch - mit der Bohrlochsohle beginnend und in Gegεπrichtung zu dem Pfεil 13-fortfahrεπd ausfüllt. Nach volleπdetεm Ausfüllεn wird übεr das Rückschlagventil innerhalb des Zwischenelemεnts 9 εin Rückströ εn der Mörtelsuspεπsioπ in dεn gεnanπntεn Längskanal verhindert.
In der Fαlgεzεit wird der Längskanal ausgespült, um innerhalb desselben noch verbliεbεnε Mörtεlsuspension zu επtfεrnεn.
Nach Aushärtung dεs anfänglich εiπgεbrachtεn Mörtels schließt sich ein ernεutεs Eiπbringεπ von Mörtεlsuspεn- sion an, welche nunmehr unter hohem Druck steht und über das Verprεßvεntil 15 austritt. Es ist der Druck diesεr zum Vεrpressen eingeführten Mörtelsuspension somit derart ausgelegt, daß ein öffnen des Verprεßventils 15 stattfindet, welchεs währεnd dεs aπfänglichεn Mörtεlεin- bringens praktisch funktionslos war und die Querbohrun¬ gen 17 abgedichtet hat. Während dieses Verprεssεns findet ein weiteres Austretεn von Mörtelsuspension über den Bohrkopf 1 praktisch nicht bzw. kaum noch statt.
Durch die, übεr das Verpreßventil 15 austretende Mörtel- Suspension wird der den Injektionsbohrankεr in diεsem Bereich umgebende, zumindest in der Anfangsphase der Aushärtung stehende Mörtelkörper aufgesprengt und über die sich zwischεn den aufgesprεngten Partikeln desselben bildenden Spalte strömt weitεrε Mδrtεlsuspεnsioπ in das Bohrloch ein, welche aufgrund des hohen Druckes sich verstärkt innerhalb umliegenden Spalten des Gebirges ausbreitet und den genannten Mörtelkörper teilweise erheblich aufweitet.
Der Vorgang des Ausspülεns dεs Längskanals sowiε dεs erneuten Einbringens und Aufsprengens des Mörtelkörpers kann mehrere Male wiederholt werden, wobei ein Aufspren¬ gen durch Mörtel, jedoch auch durch Wasser möglich ist. Im Ergebnis wird somit der den Injektionsbohranker umgebεndε Mörtelkörper im Bereich des Verpreßventils aufgeweitet und eine zuverlässige Verankerungswirkung erzeugt. Naturgemäß können ein oder auch mehrere Verpre߬ ventile entlang der Struktur des Gebirgsankers vorgesε- hεn sεin, wεlchε aufgrund dεs odularen Aufbaus der einzelnεn Koπstruktionsεlεmεπte des Injektionsbohraπkεrs an praktisch beliebiger Stelle desselben in dessen Struktur einfügbar sind.
Wesentlich für einε zuverlässige Funktion eines In ek- tioπsbohrankers, insbεsoπdere in Zeitablauf gesεhεn, ist eine möglichst gleichförmige und innerhalb des Bohrlochs allsεitig wirkεndε Übεrdεckung mit εinεm Mδrtεl odεr einem sonstigen aushärtungsf higen Medium. Dies dient auch der Erreichung einεs ausrεicheπden Korrosionsschut¬ zes und damit der Erzielung glεichmäßigεr Fεstigkeitsei- genschafteπ des Gesamtsystεms aus Injεktionsbohraπker und umgebeπdεm Mδrtεl. Nun bεstεht insbεsoπdere bei verglεichswaise langen Bohrlöchern und mehrtεiligεπ Injektionsbohrankern stets die Gefahr von Winkelfehlεrn, so daß zur Zentrierung des Ankers die Verwendung von Abstandhaltern üblich ist, welche an der Bohrlochwanduπg abgεstützt sind und εine Zεntriεruπgswirkuπg auf die Ankerstangen ausüben.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfinduπgsge- mäßεn Abstandhaltεrs, der zum Zusammenwirken speziεll mit εinem Injektioπsbohranker entsprechend den Fig. 1 und 2 ausgεstaltεt ist.
Mit 30 ist in Fig. 3 der Abstandhalter in seinεr Gεsamt- hεit bεzεichnεt, dεr unter anderem aus zwei, axial mit Abstand voneiπaπdεr angeordnεtεn, durchmessεrmäßig zum Übεrschiεben übεr Ankerstangen 2 bzw. durchmesserglεichε Rohrzylindεr 6, 10, 14, 20, 21 bεstimmten und ausgestal¬ teten, zueiπandεr koaxialεn Rohrεlementεn 31, 32 bzw. Zεπtrierkörpern bestεht. Diεsε Rohrεlemeπte 31, 32 sind innen- und außensεitig glatt ausgεbildεt und stehεπ übεr εin Systεm von viεr, bεzüglich εinεr radialεn Mittεlεbene 33 sy mεtrisch ausgεfor tεr, εlastischer Zugelemeπtε 34 in Verbindung. Es können im Bedarfsfall auch weitere solcher Zugεlεmεπtε 34 vorgεsehen sein, und zwar in vorzugsweise gleichmäßiger Umfangsverteilung. Wεsentlich ist, daß - bezogεn auf diε Mittelebene 33 - die oberhalb bzw. unterhalb diesεr Mittεlebene 33 befindlichen Teilε dεr Zugεlεmeπte sich jeweils auf den Maπtelflächεπ von Kegeln befinden," deren Grundfläche in der Mittelebene 33 liegt.
Im entspannten Zustand ist das Ausmaß der Auswinkelung dεr Zugele eπte 34 derart bemessen, daß der in der
Mittelebene 33 gelegene Bereich größten Radius 35 höch¬ stens dem Radius 36 der Bohrkrone 4 entspricht.
Das System aus Rohrelementen 31, 32 und Zugelemeπten 34 ist in dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel aus Stahl hergestellt, wobei die Zugelemente 34 in geeignεtεr Wεisε mit dεn Rohrεle εntεn 31, 32 verschweißt sind oder in sonstiger Weise mit diesen in Verbindung stehen. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich, diesen Abstandhal¬ ter aus einem entsprechendεn Kunststoff herzustellen.
Die Zugelemente 34 sind hinsichtlich ihrer Elastizität derart bemessen, daß ein gewisses Einfederungsvermögen in Richtung der Pfεilε 37 gegeben ist, wobei jedoch in jedem Fall eine ausreichende Stützwirkung auf die, in den Rohrεlementεn 31, 32 gεführte Ankerstange möglich sein muß, und zwar derart, daß diese Ankerstange möglichst zeπtrisch innεrhalb dεs Bohrlochs gεhalten ist. Hierauf wird im folgendεn noch näher eingegangen werden.
Mit 38 ist εin, an der Außenseite des Rohrelements 31 angeschweißter Eiπsteckkörper bezeichnet, der mit einer, sich parallel zur Achse 40 der Rohrelemeπtε erstreckenden Blindbohrung 39 versεhεn ist. Koaxial zu der Blindbohrung 39 erstreckt sich die Durchgangsbohrung 41 eines an dem Rohrelement 32 angeschweißten Führuπgskörpers 42.
Die Blindbohrung 39 und diε Durchgaπgsbohruπg 41 weisεn in etwa gleichε Durchmεssεr auf und diεπεπ der Aufπahmε einεs Druckstabes 43, der in Richtung dεs Pfeiles 44 in der Blindbohrung 39 arrεtiert ist und gegεnübεr dεr Durchgangsbohrung 41 frei bεwεglich ist.
Im folgεndεn wird kurz die Verwεndung dεs εrfindungsgε- mäßεn Injεktionsbohrankers erläutεrt werden.
Es wird diesεr zunächst wie εinε mit einem Bohrkopf versehεnε Bohrstaπgε gεbraucht, wobei über dεπ zεπtralεn Längskanal ein Spülmittel, beispielsweise Luft geführt wird, welches die als Folge des Bohrbetriεbs gεlδstεπ Gεbirgspartikεl aufnimmt und übεr dεn Ringraum zwischen der Innεnsεitε dεs Bohrlochs und dεr Außεnsεitε dεr Ankεrstaπgεn in Richtung auf diε Bohrlochmündung hin ausführt. Nach Erstellung des Bohrlochs, sobald dieses seine endgültigε Tiεfε erreicht hat, wird über das bohrlochmündungsseitige Ende ein erster Abstandhalter 30 geschoben, dessεn Rohrelεmεntε 31, 32 - wie oben bereits ausgeführt - derart be εssen sind, daß sie ohnε nennens¬ werten Widerstand über diε Ankεrstangεn 2, Vεrprεßvεntilε 15, Kupplungstεilε 3 usw. gεschoben werden können. Ein Überschieben des Abstandhaltεrs 30 erfolgt hiεrbεi dεrart, daß sich das, mit dεm Einstεckkörpεr 38 bεstücktε Rohrεlement 31 auf der, dεr Bohrlochsohle zugekεhrten Seitε befindet.
Das Vorschiebεπ dεs Abstaπdhalters 30 erfolgt unter Vεrwεnduπg dεs Druckstabεs 43, der unmittelbar auf das, der Bohrlochsαhle zugεkehrte Rohrεlement 31 einwirkt und somit über diε Zugelεmεntε 34 εiπe Zugkraft auf das der Bohrlochmüπduπg zugekehrte Rohrelemεnt 32 ausübt. Das Ausmaß dεr Auswinkelung der Zugεlεmεnte 34 in der Mittεl- ebene 33 ist hierbei auch dεrart bemεssen, daß die
Berεichε grδßεnteπ Radius dεr Zugelemeπte 34 εlastisch fεdεrnd an dεr Bohrlochwandung anliεgεn, so daß diε Rohrεlεmεnte 31, 32 und damit auch die Ankerstange 2 zentrisch geführt sind. Der Druckstab 43 muß eine solchε Längε aufwεisεn, diε praktisch der endgültigen Montage¬ position des Abstandhalters επtspricht. Er kann aus εinεm elastischen, von einer Rolle abwickelfähigεn Werkstoff ausgebildet sein, der jedoch zumindest eine solche Eigensteifigkεit aufwεist, um die genannte Zug¬ kraft aufbringen zu können.
Wesentlich ist, daß bei auftretendεn Unεbenheiten der Bohrlochwandung, diε ansonsten ein weiteres Vorschiebεn dεs Abstandhaltεrs blockieren und einε Zurückhaltεwirkuπg auf diε ausgewinkelten Zugelemente 34 ausüben würden, aufgrund der Druckkraftübertragung auf das Rohrelement 31 einε gεwissε Strεckuπg des Abstandhalters zur Folge haben und damit ein Überwinden dieser Wandungsunebeπhei- ten während des Vorschubs entlang der Bohrstange. Beson¬ ders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, daß die Außendurchmesser des Injektionsbohrankers praktisch bis zum Bohrkopf gleich sind, so daß ein Vorschub des Ab- standhalters durch keinerlεi bauartbedingte, aus der äußeren Oberfläche herausragende Strukturelemente behin¬ dert wird.
Sollten die Wandungsunebenheiten der Bohrlochwandung ein solches Ausmaß erreichen, daß trotz der elastischen Einfederungsmöglichkeiten der Zugelemente 34 in Richtung der Pfeilε 37 ein weiterer Vorschub nicht möglich ist, kann darauf geschlossen werden, daß die Bohrlochwandung an dem jeweiligen Ort des Blockierens eine völlig unzu¬ reichende Beschaffenheit aufweist, so daß über das Einführen des Abstandhalters zugleich auch der Zustand dεs Bohrlochs kontrollierbar ist.
Über die Länge des Druckstabes 43 kann gleichzeitig die endgültige Position des Abstandhalters 30 innerhalb der Gesamtlängε dεs Bohrlochs fεstgεlεgt wεrdεn. Nachdεm dεr Abstandhaltεr 30 auf diese Wεisε sεinε εndgültigε Posi¬ tion εrrεicht hat, wird dεr Druckstab 43 in Gegenrichtung des Pfeiles 44 entfernt, so daß -. auch als Folge des Ausfedεrns dεr Zugelemεnte 34 der Abstandhalter in seiner Position hinreichεnd fixiεrt ist.
In der Folge können in gleicher Weise - entsprechend der gεsamteπ Länge des Injεktionsbαhrankεrs weitere Abstand- halter 30 in vorhεrgεbbarεn Positionεn εntlang dεr Gesamtlänge des Bohrlochs eingεführt und in gleicher Weise gegεnüber der Bohrlochwandung fixiert werden. Im Ergebnis ist schließlich der Injεktionsbohranker auf seiner gesamten Länge innεrhalb dεs Bohrlochs hinreichend zentriert, so daß in der Folgε das Eiπbriπgεn dεr Mörtel- suspεπsioπ εrfolgεn kann.
Letzteres wird durch die Abstandhalter nicht behindert, da zwischen den einzεlnen Zugelεmeπtεn 34 vergleichswεi- sε großvolumigε Durchstrδmungsräumε zur Verfügung stehεn, so daß eine gleichmäßigε Verfüllung sichergestellt ist. Das genannte Rückschlagventil 9 sowie das bzw. die Verprεßvεntile 15 werden währεnd dεs Mδrtεleinbringens wie oben bεrεits dargestεllt bεnutzt.
Im Endzustand ist dεr Injektionsbohranker somit durch eiπε sich übεr seine gesamtε Bohrlochlängε erstreckeπdε gleichmäßige Mörtelübεrdeckuπg und damit εinεn eπt- sprεchεnd zuvεrlässigεn Korrosionsschutz gekennzεichnεt. Aus dεr sichεreπ und eindeutigεn Zεπtriεruπg der Aπker- stangε/Ankεrstangεπ innerhalb des Bohrlochs ergεbεπ sich auch gleichmäßige Festigkeitseigεnschaftεn dεr Veranke¬ rung gegεnüber dεm umgebenden Gebirge und es wird diesεr Injεktioπsbohranker im übrigen wie ein herkömmlicher Injektioπsbohrankεr gebraucht, d.h. es wird über das, aus dεr Bohrlochmüπdung hεrausragende Teil eine Anker- platte nebst Spanπmutter gesetzt. Auf eine zeichnεrischε Darstεllung diεser beidεn, an sich bekannten Konstruk- tioπselemente ist jedoch verzichtet worden.
Mit 45 ist in Fig. 4 ein Abschlußelement bezeichnet, welchεs global aus einem Rohrzylinder 46 besteht, der hinsichtlich sεines Außen- und Innengewindes sowie seiner radialen Abmessungen entsprechend den Ankerstan- gen 2 ausgelegt ist. In diesen Rohrzylinder 46 ist ein Rohrelεment 47 eingeschraubt, und zwar derart, daß es einsεitig um ein Längenmaß 48 aus ersterem herausragt. Dieser herausragende Teil des Rohrelements 47 bildet einen Verschraubungsabschnitt, der zum Einschrauben in εin Ende einer Ankerstange 2 bestimmt ist, und zwar derart, daß im Verschraubungszustand der Rohrzylinder 46 unmittelbar an der Ankerstange 2 anliegt und quasi deren Verlängerung bildet.
Das, dem Verschraubungsabschnitt abgekehrte Ende 50 des Rohrelements 47 befindet sich innerhalb des Rohrzylinders 46, und zwar in einem Abstand 49 von dessen zugeordnεtεm Endε. Es bildet dieses Ende somit einen Anschlag bzw. eine Eiπschraubbegrenzung für ein Endteil 51, welches hinsichtlich seines Außengewindes sowie seiner radialen Abmessungεn dem Rohrelement 47 entspricht. Dieses Endteil 51 ist das, aus der Bohrlochmündung herausrageπde Endε, wεlchεs im Endzustand dεs Injektionsbohrankers zum Aufschrauben einer Spanπmutter in Verbindung mit einer Aπkerplattε dient.
Erfindungsgemäß ist über dieses Eπdteil 51 ein Kunst¬ stoffschlauch 52 gestreift, wεlcher Schlauch beispiels- wεisε aus PVC (Polyvenylchlorid) bestehen kann. Im eingeschraubten Zustand des Endteils 51 liegt der Kuπst- stoffschlauch 52 im wεsεntlichεn dichtεπd an dεm zugε- kehrten Endε dεs Rohrzylindεrs 46 an und εs wird übεr diε Längεπbemessung diεsεs Kunststoffschlauches 52 die bohrlochmündungsseitige freiε Länge des Injektionsbohr- ankεrs fεstgεlεgt, diε nicht mit dεr Bohrlochwaπdung vεrmörtelt ist, da der Kunststoffschlauch 52 eine Ver¬ bundwirkung zwischen diesem Endteil 51 und dem umgeben¬ den Mörtel ausschließt.

Claims

P A T E T A N S P R Ü C H E
1. Bohrrohr, bestehend aus wenigstens einεm, mit εinεr außensεitig durchgεhenden Profilierung versehenen Rohrelεment, welches einen zentralen, ebenfalls durchgehenden Längskanal aufweist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Rαhrelement über seine gesamte Länge ein gleichmäßiges Innengewinde aufweist, welches in Verbindung mit einem Kupplungstεil (3) zum An¬ schrauben zumindest einεs wεitεrεn glεichartigεπ Rohrelεmεnts bεsti mt und ausgestaltet ist.
2. Bohrrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenπzεichnεt, daß die Profilierung als Gewinde oder gewindeartigε Verformung ausgebildet ist.
3. Bohrrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzsich- πet, daß das Kupplungstεil (3) aus einem, jeweils stirnsεitig einεπ, zum Einschrauben in εin Rohrelsment bestimmten Gewindeabschnitt sowie einen durchgehenden Länαskanal aufweisenden Gruπdkörper bestεht, der vorzugsweise mittig einen, eine Aπschlagfunktion erfüllenden, mit den zu verbindenden Rohrelementen durch essergleicheπ und mit einem entsprechendεn Außεngewinde oder εiner εntsprεchendεn gεwindeartigεn Vεrformung versehenen Riπgkörpεr trägt.
4. Bohrrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenπzεichnε , daß dεr Grundkörpεr durch ein, mit Außεngewinde versehenes Rohr gebildεt wird, auf welches ein, den Ringkörper bildendes, relativ kürzeres Außenrohr aufgeschraubt ist und/oder in sonstiger Weisε fixiert ist.
5. Bohrrohr nach einem der voraπgegangεnεn Aπsprüchε 1 bis 4, gekennzeichnet durch einε, zumindest mit einer axialen Austrittsbohruπg versehenen Bohrkopf (1) , der zur Vεrschraubung mit dem Bohrrohr ein zum Eiπschrau- ben in dεssεn εinεs Ende bestimmtεn Rohrabschnitt (12) aufweist.
6. Bαhrrohr nach Anspruch 5, dadurch gekεππzeichnet, daß der Bohrkopf (1) mit weiteren axialen, angenähert axialen oder radialen Austrittsbohruπgen (6') vεrsεhen ist.
7. Bohrrohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gεkeπnzeich- πεt, daß der Bohrkopf (1) aus einεr axial kurzεn, platteπartigen, mit Schneidkantεn bεstücktεn Bohrkrone (4) , einem an diese angeschwεißtεn Rohrεlεmεπt (5) und εiπεm, kürzεr als das Rohrεlεmeπt (5) bemεssenen, durch essergleich zu dem Bohrrohr und mit eiπεm επtsprεchεndeπ Außεngewinde oder einεr επtsprεchendεn außenseitigen gewindeartigen Verformung auf dεm Rohrelεmεnt (5) unter Belassuπg εinεr Hintεrschneidung (29) einerseits und des mit Außengewinde versehenen
Rohrabschnitts (12) andererseits angebrachten Rohrzy- 1 linder (6) besteht.
8. Bohrrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 7, dadurch gεkεπnzεichnεt, daß die mit Außεngεwin- de versehenen .Rohrabschnitte (12) des Bohrkopfes (1) 5 und (27,28) des Kupplungsteils (3) zum vollständigen Einschrauben in die zugekehrten Enden des Bohrrohres bestimmt und ausgestaltet sind und daß die unter Verwendung eines Kupplungsteils (3) verlängerte Bohrstange ausgehend von dem Rohrzylinder (6) des 0 Bohrkopfes (1) bis zu ihrem, dem Bohrkopf (1) abge¬ kehrten Ende einen gleichen Außendurchmesser und insbesondere ein gleichförmiges Außengewinde oder eine gleichförmige gewindeartige Verformung aufweist.
9. Bohrrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Injektionsbohranker im bohrkopfnahen Bereich innerhalb des Längskaπals ein Rückschlagventil angeordnet ist.
10. Bohrrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil federbelastet ist und in einem 0 Zwischeπelement (9) angeordnet ist.
11. Bohrrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung als Injektionsbohranker ein oder mehrere Verpreßven¬ tile (15) vorgesehen sind, die ihrerseits in Zwischenele- 5 menten (9') angeordnet sind.
12. Bohrrohr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekεnn- zεichnεt, daß die Zwischenelementε (9,9') stirnsεitig zumindest einseitig mit Rohrabschnitten (15,15') versehen sind, die zum vollständigen Eiπschraubεπ in 1 zugekehrtε Endεn dεs als Ankerstange (2) fuπgierεndεn Bohrrohrεs bεstimmt und ausgestaltet sind.
13. Bohrrohr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das das Rückschlagventil beinhaltεπdε Zwischεπεle- ment (9') εinεn Rohrzylinder (10) aufweist, der εin, dεn Rohrabschnitt (15) tragεndes Rohrelεmεnt (11) umgibt und durchmεssεrglεich mit dεr Aπkεrstangε (2) ausgεbildεt ist sowiε εin εntsprεcheπdεs Außengewinde oder eine entsprechende außenseitige gewindeartigε Vεrformung trägt.
14. Bohrrohr nach εinεm dεr vorangegangenen Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekεnnzεichnet, daß ein Verprεßvεntil aus einem, wenigstens einε Querbohrung (17) aufweisεn- dβn, mit Außeπgewiπdε vεrsehenen Rohrelemεnt (16), wεπigstεns εinεm, das Rohrelement (16) im Bereich der Querbohrung (17) - diesε dichtend verschließendεπ - aus einem elastischen Werkstoff besteheπdεn Hüllkδrper besteht, der koaxial zu dem Rohrelemεnt (16) aπgεord- nεt ist, daß bεidεrsεits des Hüllkörpers (18,19) - dεssen Position axial sichernd - Außeπgεwinde aufwei- sεπdε Rohrzyliπdεr (20,21) vorgesehen sind, die gegεnübεr dεm Rohrεlεmεnt (16) festgelεgt sind und daß diε Rohrzyliπdεr (20,21) sowiε diε Hüllkörpεr (18,19) einen angenähεrt glεichεπ Außendurchmesser aufweisen.
15. Bohrrohr nach Anspruch 14, dadurch gekeπnzεichnet, daß die Aπkerstangεπ (2) sowie die Rohrzylinder (20,21) durchmessergleich ausgebildet sind und ein επtsprεchεπdεs Außengewinde bzw. eine entsprechende außensεitigε gewindeartigε Verformung aufweisen.
16. Bohrrohr nach einem der vorangegaπgεπεn Aπsprüchε 9 bis 15, gekεnπzεichnet durch Abstandhalter (30), die zum Übεrschieben über diε im Bohrloch bεfindlichε Ankεrstangε bestimmt und ausgestaltet sind.
17. Bohrrohr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandhalter (30) aus zwei, axial mit Abstand zueinander angeordneten, mit zueinander koaxialen Bohrungen versεhεnen Zeπtriεrungskörpern besteht, daß die Zentrieruπgskδrpεr mittels elastisch verformbarεr, zur Erfüllung einer Abstandhalterfunktion radial ausgeformten Zugelementen (34) untereinander in
Verbindung stehen und daß zum Vorschub des Abstandhal¬ ters (30) innerhalb des Bohrlochs der vordere, der Bohrlochsohle zugekehrte Zentrierungskörper mit einer Aufnahmeeinrichtung für einen Druckstab (43) versehen ist.
18. Bohrrohr nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Druckstabs (43) an dem, der Bohrlochsohle abgekehrten Zentrierungskörper ein Führuπgskörper (42) mit einer, den Druckstab (43) aufnehmenden Durchgaπgsbohrung (41) vorgesehen ist.
19. Bohrrohr nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Zentrierungskörper als Rohrelemente (30,31) ausgebildet sind.
20. Bohrrohr nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekeπnzεichπet, daß der Druckstab (43) in diε genannte
Aufnahmeeinrichtung einsteckbar ist.
21. Bohrrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 20, gεkεnπzεichπεt durch εinen bohrlochmündungs- seitigen Abschluß, der zum Überschieben eines Kunst- Stoffschlauches (52) zur Erzielung einer freien, nicht vεr örtεlten Ankerläπge bestimmt und ausgestal- tεt ist.
22. Bohrrohr nach Anspruch 21, dadurch gεkεπnzεichπεt, daß dεr Abschluß aus einem, zum Anschrauben an das Ende eiπεr Ankεrstangε (2) bestimmten Abschlußelεment (45) und einem Endteil (51) besteht, daß das Endteil (51) zum Überschieben des Kunststoffschlauches (52) sowie zur Verschraubung mit einεr an sich bekannten Spanπmutter bestimmt ist und daß das Eπdteil (51) zum Einschraubεn in das Abschlußεlement (45) bestimmt und ausgestaltet ist.
23. Bohrrohr nach Anspruch 22, dadurch gekεnπzeichnet, daß das Endteil (51) ein mit Außengewinde versehεnes Rohrεlement ist, welchεs in seinen radialen Ab essun- gen den Rohrelementen (5,11,16,25) entspricht.
24. Bohrrohr nach einem der vorangegangenen Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekεπnzεichπet, daß das Abschlußele¬ ment (45) aus einem Rohrzylinder (46) bestεht, dεr in seinen radialen Abmessungen sowie seines außen- und vorzugsweise auch inneπsεitigen Gewindes den Anker¬ stangεn (2) εntspricht, daß in den Rohrzylinder (46) ein Rohrelemeπt (47) eiπgestεckt, vorzugswεisε εiπgε- schraubt ist, wεlches in seinen radialen Abmessuπgεn dεn Rohrεlemeπtεn (5,11,16,25) entspricht, daß das einε, sich iππεrhalb dεs Rohrzyliπdεrs (46) bεfind- lichε Eπdε (50) dεs Rαhrεlεmεnts (47) εiπ Anschlag für ein Einschrauben des Endteils (51) bildet und daß das anderε Endε des Rohrelεmεπts (47) aus dεm Rohrzy¬ linder (46) herausragt und zum Einschrauben in das Ende einer Ankerstangε (2) bεstimmt ist.
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