EP0793763B1 - Kupplung für ankerstangen - Google Patents

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EP0793763B1
EP0793763B1 EP95900550A EP95900550A EP0793763B1 EP 0793763 B1 EP0793763 B1 EP 0793763B1 EP 95900550 A EP95900550 A EP 95900550A EP 95900550 A EP95900550 A EP 95900550A EP 0793763 B1 EP0793763 B1 EP 0793763B1
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EP
European Patent Office
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coupling sleeve
coupling
anchor rods
anchor
screwed
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EP95900550A
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Herbert Jun Papousek
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Atlas Copco Mai GmbH
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Mai Pump Austria GmbH
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
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    • E21B17/042—Threaded
    • E21B17/0426—Threaded with a threaded cylindrical portion, e.g. for percussion rods
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/57—Distinct end coupler
    • Y10T403/5746—Continuous thread

Definitions

  • the invention relates to a coupling for anchor rods from (Injection) drill anchors with a coupling sleeve, in which the ends of anchor rods that have an external thread, are screwed in, and with their mutually facing end faces rest against each other over the entire surface, whereby for limitation the screwing depth of the anchor rods into the coupling sleeve in of these two threaded sections are provided inside the coupling sleeve by a fraction of a thread are arranged offset to each other.
  • EP-A-391 119 is a connecting element for a Known screw connection of self-drilling injection anchors, in which the internal thread of the coupling sleeve two cylindrical parts at the ends and two approximately in the Tapered base areas in the middle of the sleeve on which the internal thread continues.
  • This Embodiment is disadvantageous because the anchor rods, if they are screwed into the coupling sleeve, not immediately abut each other and therefore those that occur during drilling It is difficult to transfer forces.
  • EP 187 628 A shows the measure, at the free end of boring bars, which carry a threaded section at their end area, to provide a chamfer (conical surface). These shaped surfaces both EP 187 628 are not at the end of one of the two threaded sections, so that there is an undefined Condition results.
  • the invention is based, based on the task DE-A 14 83 840 a coupling for anchor rods, in particular to be provided for anchor rods of injection drill anchors that is easy to manufacture and has strength, so that they safely transmit the forces occurring during drilling can, even if the injection drill anchors, as is often the case, are several 10 m long.
  • this object is achieved in that the Ends of the anchor rod chamfers are provided, each chamfer surface from the outside of the anchor rods to their end face enough and that only one of the two in the Coupling sleeve screwed anchor rods with their chamfer surface at the end of one of the two threaded sections Coupling sleeve is present.
  • the anchor rods can by the coupling according to the invention with their end faces directly against one another, so that a favorable transfer of forces from an anchor rod to the next without transmission losses. Nevertheless are complex measures, such as welding of known stop rings in the interior of the sleeves, not more needed.
  • Coupling for anchor rods is a concrete component that the screw depth is limited, such as that in the US-PS 3 567 254 provided annular bead, as in DE-A 14 83 840, unnecessary, because the offset of the threads of the two threaded sections of the coupling sleeve according to the invention the screw-in depth of the anchor rods is limited.
  • the offset of the two thread sections is half a thread. In the In most cases this comparatively small offset is sufficient of the threaded sections.
  • the manufacture of the coupling sleeve of the coupling according to the invention is easy if the coupling sleeve is a casting, in particular is a cast steel part.
  • the embodiment of a clutch shown in Fig. 1 exists from a coupling sleeve 1, in the two anchor rods 2 for Injection drill anchors are screwed in.
  • the anchor rods 2 for Injection drill anchors are a self-drilling anchor system, the anchor rod during the drilling process as a boring bar serves.
  • the connections according to the invention can anchor can be made of almost any length.
  • the anchor rods 2 of the injection drill anchors are hollow on the inside Cavity 3 detergent is passed during the drilling process and the cavity 3 when setting the injection drill anchor as Injection channel for the anchor mortar is used.
  • the anchor rods 2 are high quality tubes with a continuous, cold rolled boring thread 4.
  • the coupling sleeve 1 has a corresponding internal thread 5, so that the ends of the Anchor rods 2 are screwed into the coupling sleeve 1 can.
  • this is Internal thread 5 of the coupling sleeve 1 approximately in the middle of the same interrupted, i.e. for example, half is missing Thread so that two threaded sections 5 'and 5' 'are created and the screw-in depth of the top, for example, in FIG. 1 anchor rod 2 shown is limited because the anchor rod 2 only up to the interruption 6 of the internal thread 5 of the coupling sleeve 1 can be screwed into this.
  • the anchor rod 2 is in contact with one provided at the end, conical chamfer surface 8 at the interruption 6 of the internal thread 5 of the coupling sleeve 1.
  • the second anchor rod 2 shown in Fig. 1 below is so far in the coupling sleeve 1 screwed in until its end face 9 the end face 9 of the anchor rod 2 screwed in first.
  • the coupling sleeve 1 is either a rolled tube or in Embodiment shown a sleeve made of high quality Cast precision steel, with the free ends of the coupling sleeve 1 can be designed as shown in Fig. 3.
  • the invention can be as follows, for example being represented:
  • anchor rods 2 of injection drill anchors are these with their external threads 4 in a corresponding Internal thread 5 having coupling sleeve 1 screwed in.
  • Anchor rods 2 abut with a bevel bevel surface 8 formed at one end in the coupling sleeve 1 Interruption 6 of the internal thread 5 of the coupling sleeve 1 on.
  • the second anchor rod 2 is so far in the coupling sleeve 1 screwed in that its face 9 on the End face 9 of the other anchor rod 2 is in full contact. This ensures a favorable transfer of forces when drilling and the coupling sleeve 1 can become when drilling do not twist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Ankerstangen von (Injektions-)Bohrankern mit einer Kupplungsmuffe, in welche die Enden von Ankerstangen, die ein Außengewinde aufweisen, eingeschraubt sind, und mit ihren einander zugekehrten Endflächen vollflächig aneinander aufliegen, wobei zur Begrenzung der Einschraubtiefe der Ankerstangen in die Kupplungsmuffe in dieser zwei Gewindeabschnitte vorgesehen sind, die im Inneren der Kupplungsmuffe um einen Bruchteil eines Gewindeganges zueinander versetzt angeordnet sind.
Aus der DE-PS 37 00 758 ist es bekannt Gebirgsanker, Bohrstangen u. dgl. miteinander durch Schraubverbindungen zu verbinden. Hiezu weisen bei der bekannten Kupplung die beiden miteinander zu verbindenden Bohrstangen bzw. Gebirgsankerteile ein Außengewinde auf und werden mit einer ein entsprechendes Innengewinde aufweisenden Kupplungs- oder Verbindungsmuffe miteinander verbunden. Die Gewinde sind üblicherweise Rundgewinde und werden durch spanlose Forgebungung eines rohrförmigen Grundkörpers hergestellt, wobei das Innengewinde der Muffe durch eine der außenseitigen Verformung entsprechende freie Verformung der Innenseite des Grundkörpers der Muffe hergestellt wird.
Bei solchen Verbindungen ist es auch bekannt, die Einschraubtiefe der Ankerstangen dadurch zu begrenzen, daß etwa in der Mitte der Kupplungsmuffe eine Ringscheibe eingeschweißt wird, an welcher die Ankerstangen mit ihren Stirnflächen von beiden Seiten her anliegen. Diese Art der Verbindung ist insoferne nachteilig, als die Ankerstangen nicht unmittelbar aufeinander, sondern über den Ring aneinanderliegen, so daß sich in Anbetracht der hohen Belastungen beim Setzen, insbesondere beim Bohren und gleichzeitigem Schlagen der Injektionsbohranker Übertragungsverluste ergeben.
Aus der EP-A-391 119 ist ein Verbindungselement für eine Schraubverbindung von selbstbohrenden Injektionsankern bekannt, bei welchen das Innengewinde der Kupplungsmuffe zwei an den Enden liegende zylindrische Teile und zwei etwa in der Mitte der Muffe liegende, konisch zulaufende Grundflächen aufweist, auf welchen sich das Innengewinde fortsetzt. Diese Ausführungsform ist nachteilig, da die Ankerstangen, wenn sie in die Kupplungsmuffe eingeschraubt sind, nicht unmittelbar aneinander anliegen und daher die beim Bohren auftretenden Kräfte nur schlecht übertragen können.
Aus der US-PS-3 567 254 ist es bekannt, die Einschraubtiefe von Ankerstangen in Kupplungsmuffen durch einen durchmesserverringerten Abschnitt in Form eines Ringwulstes (Fig. 4 der US-PS 3 567 254) vorzusehen.
Bei der aus der US-PS-3 567 254 bekannten Kupplung für Ankerstangen von (Injektions-)Bohrankern ist eine Kupplungsmuffe vorgesehen, die ein Innengewinde aufweist, in das die Enden von Ankerstangen, die ein Außengewinde aufweisen, eingeschraubt werden, wobei die Ankerstangen mit ihren einander zugekehrten Endflächen vollflächig aneinander aufliegen.
Aus der DE-A 14 83 840 ist eine Kupplung für nicht hohl ausgebildete Bohrstangen mit den Merkmalen des einleitenden Teils von Anspruch 1 bekannt.
Die EP 187 628 A zeigt die Maßnahme, am freien Ende von Bohrstangen, die an ihrem Endbereich einen Gewindeabschnitt tragen, eine Fase (Konusfläche) vorzusehen. Diese Formflächen liegen beider EP 187 628 aber nicht an dem Ende eines der beiden Gewindeabschnitte an, so daß sich ein undefinierter Zustand ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der DE-A 14 83 840 eine Kupplung für Ankerstangen, insbesondere für Ankerstangen von Injektionsbohrankern vorzusehen, die leicht herzustellen ist und die eine Festigkeit besitzt, so daß sie die beim Bohren auftretenden Kräfte sicher übertragen kann, auch wenn die Injektionsbohranker, wie oft der Fall, mehrere 10 m lang sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Enden der Ankerstangen Fasen vorgesehen sind, wobei jede Fasenfläche von der Außenseite der Ankerstangen zu deren Endfläche hin reicht und daß lediglich eine der beiden in die Kupplungsmuffe eingeschraubten Ankerstangen mit ihrer Fasenfläche an dem Ende eines der beiden Gewindeabschnitte der Kupplungsmuffe anliegt.
Durch die erfindungsgemäße Kupplung können die Ankerstangen mit ihren Endflächen unmittelbar aufeinander anliegen, so daß sich eine günstige Übertragung der Kräfte von einer Ankerstange zur nächsten ohne Übertragungsverluste ergibt. Trotzdem sind aufwendige Maßnahmen, wie beispielsweise das Einschweißen von bekannten Anschlagringen in das Innere der Muffen, nicht mehr erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kupplung für Ankerstangen ist also ein konkreter Bauteil, der die Einschraubtiefe begrenzt, wie beispielsweise der in der US-PS 3 567 254 vorgesehene Ringwulst, so wie bei der DE-A 14 83 840, entbehrlich, da der Versatz der Gewindegänge der beiden Gewindeabschnitte der erfindungsgemäßen Kupplungsmuffe die Einschraubtiefe der Ankerstangen begrenzt.
Ein sicheres Anliegen der Endflächen und die Begrenzung der Einschraubtiefe ist gewährleistet, weil gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß die Enden der Ankerstangen durch eine Fase konisch ausgebildet sind, wobei die Konusfläche von der Außenseite der Ankerstangen zu deren Endfläche hin reicht, lediglich eine der beiden in die Kupplungsmuffe eingeschraubten Ankerstangen mit ihrer Konusfläche an dem Ende eines der beiden Gewindeabschnitte anliegt. So wird ein definierter Zustand der erfindungsgemäß gekuppelten Bohranker sichergestellt.
Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung, daß der Versatz der beiden Gewindeabschnitte ein halber Gewindegang ist. In den meisten Fällen genügt dieser vergleichsweise geringe Versatz der Gewindeabschnitte.
Für die Mehrzahl der Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, wenn der Versatz der beiden Gewindeabschnitte in der Mitte der Kupplungsmuffe angeordnet ist.
Das Herstellen der Kupplungsmuffe der erfindungsgemäßen Kupplung ist einfach, wenn die Kupplungsmuffe ein Gußteil, insbesondere ein Stahlgußteil ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Kupplung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Es zeigt:
  • Fig. 1 im Axialschnitt eine Ausführungsform einer Kupplung,
  • Fig. 2 die bei der Kupplung von Fig. 1 verwendete Muffe,
  • Fig. 3 eine Einzelheit A der Muffe von Fig. 2 und
  • Fig. 4 eine Einzelheit B der Muffe von Fig. 2.
    • Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform einer Kupplung besteht aus einer Kupplungsmuffe 1, in die zwei Ankerstangen 2 für Injektionsbohranker eingeschraubt sind. Die Ankerstangen 2 für Injektionsbohranker sind ein selbstbohrendes Ankersystem, dessen Ankerstange während des Bohrvorganges als Bohrstange dient. Durch die erfindungegemäßen Verbindungen können Anker von nahezu beliebiger Länge hergestellt werden. Die Ankerstangen 2 der Injektionsbohranker sind innen hohl, wobei durch den Hohlraum 3 während des Bohrvorganges Spülmittel geleitet wird und der Hohlraum 3 beim Setzen des Injektionsbohrankers als Injektionskanal für den Ankermörtel dient.
    Die Ankerstangen 2 sind hochwertige Rohre mit durchgehendem, kaltgerolltem Bohretangengewinde 4. Die Kupplungsmuffe 1 besitzt ein entsprechendes Innengewinde 5, so daß die Enden der Ankerstangen 2 in die Kupplungsmuffe 1 eingeschraubt werden können. Wie insbesondere die Fig. 2 und 4 zeigen, ist das Innengewinde 5 der Kupplungsmuffe 1 etwa in der Mitte derselben unterbrochen, d.h. es fehlt beispielsweise ein halber Gewindegang, so daß zwei Gewindeabschnitte 5' und 5'' entstehen und die Einschraubtiefe der beispielsweise in Fig. 1 oben gezeigten Ankerstange 2 begrenzt ist, weil die Ankerstange 2 nur bis zur Unterbrechung 6 des Innengewindes 5 der Kupplungsmuffe 1 in diese eingeschraubt werden kann. Im vollständig eingeschraubten Zustand liegt die Ankerstange 2 mit einer an ihrem Ende vorgesehenen, konischen Fasenfläche 8 an der Unterbrechung 6 des Innengewindes 5 der Kupplungsmuffe 1 an. Die zweite in Fig. 1 unten gezeigte Ankerstange 2 wird soweit in die Kupplungsmuffe 1 eingeschraubt, bis ihre Endfläche 9 an der Endfläche 9 der zuerst eingeschraubten Ankerstange 2 anliegt.
    Die Kupplungsmuffe 1 ist entweder ein gerolltes Rohr oder im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Muffe aus hochwertigem Präzisionsstahlguß, wobei die freien Enden der Kupplungsmuffe 1 wie in Fig. 3 gezeigt ausgebildet sein können.
    Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zum Begrenzen der Einschraubtiefe (versetzte Gewindeabschnitte 5', 5'' in der Kupplungsmuffe 1) wird bei mit ihren Endflächen 9 vollflächig aneinander anliegenden Ankerstangen 2 verhindert, daß sich die Muffe 1 beim Bohren gegenüber den Ankerstangen 2 verdreht und sich somit die Schraubverbindung zwischen den beiden Ankerstangen 2 lockert.
    Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden:
    Zum Verbinden von Ankerstangen 2 von Injektionsbohrankern werden diese mit ihren Außengewinden 4 in eine ein entsprechendes Innengewinde 5 aufweisende Kupplungsmuffe 1 eingeschraubt. Eine der beiden in die Kupplungsmuffe 1 eingeschraubten Ankerstangen 2 liegt mit einer durch eine Fase an ihrem Ende gebildeten Fasenfläche 8 an einer in der Kupplungsmuffe 1 Unterbrechung 6 des Innengewindes 5 der Kupplungsmuffe 1 an. Die zweite Ankerstange 2 wird so weit in die Kupplungsmuffe 1 eingeschraubt, daß sie mit ihrer Stirnfläche 9 an der Stirnfläche 9 der anderen Ankerstange 2 vollflächig anliegt. So ist eine günstige Übertragung von Kräften beim Bohren gewährleistet und die Kupplungsmuffe 1 kann sich beim Bohren nicht verdrehen.

    Claims (4)

    1. Kupplung für Ankerstangen (2) von (Injektions-)Bohrankern mit einer Kupplungsmuffe (1), in welche die Enden von Ankerstangen (2), die ein Außengewinde aufweisen, eingeschraubt sind, und mit ihren einander zugekehrten Endflächen (9) vollflächig aneinander aufliegen, wobei zur Begrenzung der Einschraubtiefe der Ankerstangen (2) in die Kupplungsmuffe (1) in dieser zwei Gewindeabschnitte (5', 5'') vorgesehen sind, die im Inneren der Kupplungsmuffe (1) um einen Bruchteil eines Gewindeganges zueinander versetzt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der Ankerstangen (2) Fasen (8) vorgesehen sind, wobei jede Fasenfläche (8) von der Außenseite der Ankerstangen (2) zu deren Endfläche (9) hin reicht und daß lediglich eine der beiden in die Kupplungsmuffe (1) eingeschraubten Ankerstangen (2) mit ihrer Fasenfläche (8) an dem Ende eines der beiden Gewindeabschnitte (5', 5'') der Kupplungsmuffe (1) anliegt.
    2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz der beiden Gewindeabschnitte (5', 5'') ein halber Gewindegang ist.
    3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatz der beiden Gewindeabschnitte (5', 5'') in der Mitte der Kupplungsmuffe (1) angeordnet ist.
    4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmuffe (1) ein Gußteil, insbesondere ein Stahlgußteil ist.
    EP95900550A 1994-11-25 1994-11-25 Kupplung für ankerstangen Expired - Lifetime EP0793763B1 (de)

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    PCT/AT1994/000177 WO1996017153A1 (de) 1994-11-25 1994-11-25 Kupplung für ankerstangen

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0793763A1 EP0793763A1 (de) 1997-09-10
    EP0793763B1 true EP0793763B1 (de) 2000-11-08

    Family

    ID=3683308

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP95900550A Expired - Lifetime EP0793763B1 (de) 1994-11-25 1994-11-25 Kupplung für ankerstangen

    Country Status (10)

    Country Link
    US (1) US5888025A (de)
    EP (1) EP0793763B1 (de)
    KR (1) KR100315997B1 (de)
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    AU (1) AU690936B2 (de)
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    DE (1) DE59409583D1 (de)
    ES (1) ES2152376T3 (de)
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