EP1361336A1 - Verankerungselement - Google Patents

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EP1361336A1
EP1361336A1 EP03405290A EP03405290A EP1361336A1 EP 1361336 A1 EP1361336 A1 EP 1361336A1 EP 03405290 A EP03405290 A EP 03405290A EP 03405290 A EP03405290 A EP 03405290A EP 1361336 A1 EP1361336 A1 EP 1361336A1
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EP
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anchoring
mixing
anchoring element
element according
sleeve
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EP03405290A
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Sascha Dierker
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Hilti AG
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Hilti AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
    • E21D20/025—Grouting with organic components, e.g. resin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • 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
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
    • Y10S411/924—Coupled nut and bolt
    • Y10S411/95—Rachet and nut-carried pawl

Definitions

  • the present patent application relates to an anchoring element for anchoring in one Borehole in a subsoil, mentioned in the preamble of claim 1 Art.
  • the object of the present invention is therefore an anchoring element of the aforementioned To develop a type that avoids the aforementioned disadvantages.
  • the peculiarity of the anchoring element according to the invention is to provide an automatic drive for the mixing element or elements on the anchoring part which can be activated via a triggering means.
  • this measure results in considerable time savings, since he no longer has an additional device, such as. B. with a coupled to the load application part of the anchoring drilling machine to induce a rotary motion on the mixing elements to achieve mixing of the multi-component mortar.
  • the user can first insert a film or glass cartridge containing at least two pasty reaction components into a prefabricated borehole.
  • the anchoring element, such as. B. an actively mixing anchor rod is then inserted into the borehole and z. B. driven into the bottom of the borehole by means of a hammer.
  • the mortar cartridge is destroyed and the reaction components emerge into the borehole, where they are distributed.
  • the triggering agent such as. B. a locking pin, a locking ring, etc. can then be removed so that the mixing element or elements is set into a mixing movement via the automatic drive, which causes the reaction components to mix.
  • z. B be if a store for kinetic energy is provided, which acts as a drive for the mixing element or elements, or this with Energy supplied.
  • the memory can be used during the production of the anchoring element "loaded” and about the trigger, which also serves as a backup an early release of the stored kinetic energy are protected. The anchor is therefore immediately ready for use by the user.
  • the or each accumulator or energy accumulator can be designed as a spring element be pre-stressed during the production of the anchoring element, and with one end on the anchoring part and with its other end on the or the Mixing elements is set.
  • the setting on the mixing element or elements can be used directly, or indirectly with the interposition of one or more other components respectively. This measure makes the automatic configuration very simple Drive possible.
  • the spring elements can, for. B. spiral or coil springs.
  • the anchoring part of the anchoring means is circumferentially surrounded by a mixing sleeve on which the mixing element or elements are arranged. This measure ensures an even distribution of Mixing effect of the drive on the mortar components achieved. It can be an advantage also be if an anchoring means at the borehole end of the anchoring part is arranged, with which the anchoring part is fixed relatively rotationally fixed in the borehole can be.
  • B. ribs, humps, knob-shaped or scoop-shaped mixing elements can be arranged or embedded.
  • the Mixing elements can e.g. B. but also as simple breakthroughs of any geometry in the Wall of the mixing sleeve to be formed.
  • the anchoring element 10 shown there initially has one Anchoring part 12 which is made in one piece with a load application part 11. With the intended Use of the anchoring element 10 in a not shown here Borehole, the anchoring part 12 is generally entirely in the borehole, while the load application part 11 protrudes from it so that something can be fixed on it can.
  • the anchoring element 10 is essentially fixed in the borehole cohesive via a two- or multi-component mortar placed in the borehole. With regard to the introduction of the mortar, reference is made to the previous description directed.
  • Fixing means 17 with circumferentially arranged holding means 18, such as. B. a circumferential toothing arranged, which the fixing of the end portion of the anchoring element 10 in serves a borehole.
  • This fixing means can also be made in one piece with the anchoring part 12 be executed.
  • a mixing sleeve 15 is arranged circumferentially around the anchoring part 12, in the wall 16 of which, in the present exemplary embodiment, circular openings 13 are arranged as mixing elements.
  • a drive device 20 is arranged between the anchoring part 12 and the mixing sleeve 15, which can set the mixing sleeve 15 in a rotational movement relative to the anchoring part 12 when a triggering means 21 is actuated.
  • the drive device 20 contains two helical springs 23 which lie on the peripheral surface of the anchoring part 12 and are firmly connected to the ends 24 thereof. At the ends 25, on the other hand, the coil springs 23 are firmly connected to the mixing sleeve 15. Both coil springs 23 are preloaded and prevented from relaxing via the release means 21.
  • the trigger means in the form of the locking pin 21, by means of manual pulling out via its eyelet 22 from the hole in the anchoring part 12 and the two sides the mixing sleeve 15 pulled out, the spring elements relax, in the form of Coil springs 23, whereby the mixing sleeve 15 with the mixing elements 13 relative to Anchoring part 12 is set in a rotational movement around the anchoring part 12 becomes.
  • this automatic movement leads to a mixing of the reaction components.
  • FIGS. 4 to 6 show a second embodiment of an anchoring element according to the invention 10 shown. This differs from the one shown above Embodiment by the details given below.
  • the drive device 20 On the outer surface of the mixing sleeve 15 are mixing elements 13 'in the form of inclined Ribs arranged.
  • the drive device 20 instead of the coil springs, the drive device 20 'contains two coil springs 23 'on two sections of the anchoring part which are reduced in outside diameter 12 are arranged.
  • the ends 24 'of the coil springs are closed as in FIG. 6 remove, firmly connected to the anchoring part 12, while the ends 25 'firmly with the Mixing sleeve 15 are connected.
  • the anchoring element 10 is again in its ready-to-use position, reproduced with preloaded spring elements / coil springs 23 '.
  • the previous section is described in its entirety Description of Figures 1 to 3 referenced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement zur Verankerung in einer Aufnahmebohrung mittels eines Mörtels, mit einem, im Anwendungsfall aus der Aufnahmebohrung herausragenden Lastangriffsteil (11) und mit einem, im Anwendungsfall in der Aufnahmebohrung befindlichen Verankerungsteil (12), und mit wenigstens einem Mischelement (13) zum Mischen von Mörtelkomponenten. Zur Verbesserung derartiger Verankerungselemente wird vorgeschlagen, wenigstens am Verankerungsteil (12) eine Antriebseinrichtung (20, 20') zum automatischen in Bewegung setzen des oder jeden Mischelements (13) nach Betätigung eines Auslösemittels (21) für die Antriebseinrichtung anzuordnen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Patentanmeldung betrifft ein Verankerungselement zur Verankerung in einem Bohrloch in einem Untergrund, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Bei derartigen Verankerungselementen ist es aus der US 4,655,645 bekannt, einen Zweikomponentenmörtel über das manuell oder maschinell in Drehung versetzte Verankerungselement zu mischen. Dazu weist das Verankerungselement ein, am hinteren und zentralen Bereich des Schaftes angeordnetes Mischelement auf, dass simultan mit dem Verankerungselement in Drehung versetzt werden kann und hierzu mit diesem fest verbunden ist. In der Anwendung wird zunächst eine Patrone mit einen Zweikomponentenmörtel in ein Bohrloch eingeführt, und dann das Verankerungselement in das Bohrloch eingeschraubt. Mit dem bohrlochseitigen Ende des Verankerungselements wird beim Erreichen der Patrone diese zunächst zerstört, so dass die Komponenten des Mörtels aus dieser austreten und bei einem weiteren Eindrehen des Verankerungselements am Schaft entlang in Richtung der Bohrlochmündung migrieren, wo sie über das sich mitdrehende Mischelement vermengt werden.
Von Nachteil ist dabei, dass für das Mischen der Komponenten des Mörtels das Verankerungselement aktiv gedreht werden muss, was sehr zeitaufwändig sein kann. Dieses ist insbesondere dann von Nachteil, wenn das Verankerungselement bereits durch ein einfaches Einschlagen in das Bohrloch in demselben verankert werden soll, wie dies bei modernen Systemen der Fall ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Verankerungselement der vorgenannten Art zu entwickeln, das die vorgenannten Nachteile vermeidet. Dieses wird erfindungsgemäss durch die in Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
Demnach liegt die Besonderheit des erfindungsgemässen Verankerungselements darin, am Verankerungsteil einen automatischen Antrieb für das oder die Mischelemente vorzusehen, der über ein Auslösemittel aktivierbar ist. Für den Anwender ergibt sich durch diese Massnahme eine erhebliche Zeitersparnis, da er nicht mehr wie bisher mit einem Zusatzgerät, wie z. B. mit einer an den Lastangriffsteil des Verankerungselements angekoppelten Bohrmaschine eine Drehbewegung auf die Mischelemente induzieren braucht, um ein Durchmischen des Mehrkomponentenmörtels zu erreichen.
So kann der Anwender beispielsweise zunächst eine Folien- oder Glaspatrone, die wenigstens zwei pastöse Reaktionskomponenten enthält, in ein vorgefertigtes Bohrloch einbringen. Das Verankerungselement, wie z. B. eine aktiv mischende Ankerstange wird dann in das Bohrloch eingeschoben und z. B. mittels eines Hammers bis auf den Bohrlochboden eingetrieben. Dabei wird die Mörtelpatrone zerstört und es treten die Reaktionskomponenten ins Bohrloch aus, wo sie sich verteilen. Das Auslösemittel, wie z. B. ein Sperrstift, ein Sicherungsring etc. kann danach entfernt werden, so dass das oder die Mischelemente in über den automatischen Antrieb in eine Mischbewegung versetzt wird, die eine Durchmischung der Reaktionskomponenten bewirkt.
Vorteilhaft gemäss Anspruch 2 kann es z. B. sein, wenn ein Speicher für Bewegungsenergie vorgesehen wird, der als Antrieb für das oder die Mischelemente fungiert, bzw. diesen mit Energie versorgt. Der Speicher kann bereits bei der Produktion des Verankerungselements "geladen" und über das Auslösemittel, das gleichzeitig auch als Sicherungsmittel dient, vor einer Vorzeitigen Abgabe der gespeicherten Bewegungsenergie geschützt werden. Das Verankerungsmittel ist für den Anwender also direkt Einsatzbereit.
Gemäss Anspruch 3 kann der oder jeder Speicher bzw. Kraftspeicher, als Federlement ausgeführt sein, das bereits bei der Produktion des Verankerungselements vorgespannt wird, und mit einem Ende am Verankerungsteil und mit seinem anderen Ende an dem oder den Mischelementen festgelegt ist. Das Festlegen an dem oder den Mischelementen kann dabei unmittelbar, oder mittelbar unter Zwischenschaltung eines oder mehrerer weiterer Bauteile erfolgen. Durch diese Massnahme ist eine sehr einfache Ausgestaltung des automatischen Antriebs möglich. Die Federelemente können z. B. Spiral- oder Schraubenfedern sein.
Gemäss Anspruch 6 kann es von Vorteil sein, wenn das Verankerungsteil des Verankerungsmittels umfänglich von einer Mischhülse umgeben ist, an der das oder die Mischelemente angeordnet sind. Durch diese Massnahme wird eine gleichmässige Verteilung der Mischwirkung des Antriebs auf die Komponenten des Mörtels erreicht. Von Vorteil kann es ebenfalls sein, wenn an dem bohrlochseitigen Ende des Verankerungsteils ein Verankerungsmittel angeordnet ist, mit dem das Verankerungsteil relativ drehfest im Bohrloch fixiert werden kann.
Auf der Oberfläche der Mischhülse oder in deren Wand können so z. B. rippen-, buckel-, noppen- oder schaufelförmige etc. Mischelemente angeordnet oder eingelassen sein. Die Mischelemente können z. B. aber auch als einfache Durchbrüche jeglicher Geometrie in der Wand der Mischhülse ausgebildet sein.
Weitere Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1
schematisch, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verankerungselements in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2
schematisch, das Verankerungselement aus Figur 1 in Seitenansicht,
Fig. 3
schematisch, das Verankerungselement aus Figur 1 in einem Längsschnitt gemäss der Linie III - III aus Figur 2,
Fig. 4
schematisch, eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Verankerungselements in Seitenansicht,
Fig. 5
schematisch, das Verankerungselement aus Figur 4 in einem Längsschnitt gemäss der Linie V - V aus Figur 4,
Fig. 6
schematisch, das Verankerungselement aus Figur 4 in einem Querschnitt gemäss der Linie VI - VI aus Figur 5.
In den Fig.1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Verankerungselements dargestellt. Das dort dargestellte Verankerungselement 10 weist zunächst einen Verankerungsteil 12 auf der einteilig mit einem Lastangriffsteil 11 ausgeführt ist. Bei der bestimmungsgemässen Verwendung des Verankerungselements 10 in einem hier nicht dargestellten Bohrloch, liegt das Verankerungsteil 12 in der Regel gänzlich im Bohrloch, während das Lastangriffsteil 11 aus diesem heraussteht, so dass an ihm etwas festgelegt werden kann. Die Festlegung des Verankerungselements 10 im Bohrloch erfolgt dabei im wesentlichen stoffschlüssig über einen in das Bohrloch eingebrachten Zwei- oder Mehrkomponentenmörtel. Bezüglich des Einbringens des Mörtels wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
An dem, in Einsteckrichtung in einem Bohrloch liegenden Ende des Verankerungsteils ist ein Fixiermittel 17 mit umfänglich angeordneten Haltemitteln 18, wie z. B. eine umlaufende Zahnung angeordnet, welches der Fixierung des Endbereichs des Verankerungselements 10 in einem Bohrloch dient. Dieses Fixiermittel kann ebenfalls einteilig mit dem Verankerungsteil 12 ausgeführt sein.
Umfänglich um das Verankerungsteil 12 herum ist eine Mischhülse 15 angeordnet, in deren Wandung 16 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmige Durchbrüche 13 als Mischelemente angeordnet sind. Zwischen dem Verankerungsteil 12 und der Mischhülse 15 ist eine Antriebseinrichtung 20 angeordnet, die die Mischhülse 15 relativ zum Verankerungsteil 12 in eine Drehbewegung versetzen kann, wenn ein Auslösemittel 21 betätigt wird.
Die Antriebseinrichtung 20 enthält in diesem Ausführungsbeispiel zwei Schraubenfedern 23, die auf der Umfangsfläche des Verankerungsteils 12 liegen und an ihren Enden 24 fest mit diesem verbunden sind. An den Enden 25 sind die Schraubenfedern 23 hingegen fest mit der Mischhülse 15 verbunden. Beide Schraubenfedern 23 sind vorgespannt und über das Auslösemittel 21 daran gehindert sich zu entspannen.
Wird das Auslösemittel, in Form des der Sicherungsstiftes 21, mittels manuellem Herausziehen über seine Öse 22 aus der Bohrung in dem Verankerungsteil 12 und den beiden Seiten der Mischhülse 15 herausgezogen, so entspannen sich die Federelemente, in Form von Schraubenfedern 23, wodurch die Mischhülse 15 mit den Mischelementen 13 relativ zum Verankerungsteil 12 in eine Rotationsbewegung um das Verankerungsteil 12 herum versetzt wird. Bei dem Einsatz in einem Bohrloch mit den Reaktionskomponenten einer Mörtelmasse führt diese automatische Bewegung zu einem Vermischen der Reaktionskomponenten.
In den Figuren 4 bis 6 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemässen Verankerungselements 10 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der vorhergehend dargestellten Ausführungsform durch die nachstehend wiedergegebenen Einzelheiten.
Auf der Mantelfläche der Mischhülse 15 sind Mischelemente 13' in Form von schräg verlaufenden Rippen angeordnet. Anstelle der Schraubenfedern enthält die Antriebseinrichtung 20' zwei Spiralfedern 23' die an zwei, im Aussendurchmesser reduzierten Abschnitten des Verankerungsteils 12 angeordnet sind. Die Enden 24' der Spiralfedern sind wie aus Figur 6 zu entnehmen, fest mit dem Verankerungsteil 12 verbunden, während die Enden 25' fest mit der Mischhülse 15 verbunden sind. In den Figuren ist das Verankerungselement 10 wiederum in seiner einsatzbereiten Lage, mit vorgespannten Federelementen / Spiralfedern 23' wiedergegeben. Bezüglich der Funktion und weiterer Einzelheiten wird allumfänglich auf die vorhergehende Beschreibung zu den Figuren 1 bis 3 Bezug genommen.
Bezugszeichenliste
10
Verankerungselement
11
Lastangriffsteil
12
Verankerungsteil
13
Mischelemente / Durchbrüche
13'
Mischelemente / Rippen
14
Aufnahme in 12 für 25'
15
Mischhülse
16
Wandung von 15
17
Fixiermittel
18
Haltemittel
20
Antriebseinrichtung
20'
Antriebseinrichtung
21
Auslösemittel / Sicherungsstift
22
Öse an 21
23
Kraftspeicher / Federelement / Schraubenfeder
23'
Kraftspeicher / Federelement / Spiralfeder
24
erstes Ende von 23
24'
erstes Ende von 23'
25
zweites, freies Ende von 23
25'
zweites, freies Ende von 23'

Claims (8)

  1. Verankerungselement, zur Verankerung in einer Aufnahmebohrung mittels eines Mörtels, mit einem, im Anwendungsfall aus der Aufnahmebohrung herausragenden Lastangriffsteil (11) und mit einem, im Anwendungsfall in der Aufnahmebohrung befindlichen Verankerungsteil (12), und mit wenigstens einem Mischelement (13, 13') zum Mischen von Mörtelkomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens am Verankerungsteil (12) eine Antriebseinrichtung (20, 20') zum automatischen in Bewegung setzen des oder jeden Mischelements (13, 13') nach Betätigung eines Auslösemittels.(21) für die Antriebseinrichtung vorgesehen ist.
  2. Verankerungselement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (20, 20') wenigstens einen Kraftspeicher (23, 23') beinhaltet, der die notwendige Antriebsenergie zum in Bewegung setzen des oder jeden Mischelements (13, 13') liefert.
  3. Verankerungselement, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder jeder Kraftspeicher jeweils als ein, unter einer Vorspannung stehendes Federelement (23, 23') ausgebildet ist, wobei das erste Ende (24, 24') des oder jeden Federelements (23, 23') an dem Verankerungsteil (12) fixiert ist und wobei an dem zweiten, freien Ende (25, 25') des oder jeden Federelements (23, 23') das oder jedes Mischelement (13, 13') direkt oder indirekt fixiert ist, und über die sich entspannenden Federelemente (23, 23') in eine Mischbewegung versetzt wird, wenn das Auslösemittel (21) betätigt ist.
  4. Verankerungselement, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verankerungsteil ein oder mehrere, unter einer Vorspannung stehende Spiralfedern (23') als Kraftspeicher angeordnet sind.
  5. Verankerungselement, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verankerungsteil ein oder mehrere, unter einer Vorspannung stehende Schraubenfedern (23) als Kraftspeicher angeordnet sind.
  6. Verankerungselement, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem oder den Federelementen (23, 23') eine Mischhülse (15) angeordnet ist, die wenigstens den Verankerungsteil (12) des Verankerungselements (10) räumlich beabstandet umgibt, und die, über die sich entspannenden Federelemente (23, 23') in eine Mischbewegung versetzt wird, wenn das Auslösemittel (21) betätigt ist.
  7. Verankerungselement, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche der Mischhülse (15) das oder jedes Mischelement (13') angeordnet ist.
  8. Verankerungselement, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung (16) der Mischhülse (15) das oder jedes Mischelement (13) angeordnet ist.
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