EP2256292A2 - Fastening element with a base body for use in mining and tunnel construction - Google Patents

Fastening element with a base body for use in mining and tunnel construction Download PDF

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EP2256292A2
EP2256292A2 EP20100162643 EP10162643A EP2256292A2 EP 2256292 A2 EP2256292 A2 EP 2256292A2 EP 20100162643 EP20100162643 EP 20100162643 EP 10162643 A EP10162643 A EP 10162643A EP 2256292 A2 EP2256292 A2 EP 2256292A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weakenings
base body
fastening element
element according
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20100162643
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2256292A3 (en
Inventor
Michael Selb
Arne Schibli
Richard Podesser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DSI Underground Australia Pty Ltd
Original Assignee
Hilti AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2256292A2 publication Critical patent/EP2256292A2/en
Publication of EP2256292A3 publication Critical patent/EP2256292A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a fastener with a body for use in mining and tunneling, referred to in the preamble of claim 1.
  • fasteners In mining and tunneling, ceilings and side walls are secured by means of chemically or mechanically anchored, rod-shaped fasteners. Such fasteners are also referred to as rock anchors.
  • the main body of the fastener is for example full or hollow in cross-section and has z. B. on a round or polygonal outer circumference.
  • longwall construction in which the securing the side walls fasteners when mining coal by means of a mining equipment, such. B. by means of a carbon roller or a coal planer, destroyed or cut.
  • the mined coal is conveyed with the resulting parts of the degradation of the fastener via conveyor belts up. Any pieces of fastener remaining in the coal will contaminate the coal, so these pieces must be sorted out.
  • located in the coal pieces of the fastener can hinder the removal by the conveyor systems.
  • a fastener with a tubular body advantageously made of steel, for use in mining and tunneling to secure the side walls and to provide the body on its outside with a plurality of spaced, radially circumferential weakenings of the cross section, so that they Form breaking points of the fastener.
  • individual pieces of the fastener which have a predetermined length according to the distance of the weakenings and which by means of a magnet and flotation (coal washing) from the mined coal are removable.
  • a disadvantage of the mentioned solution is that, especially in the case of chemically anchored fastening elements, the base body is not separated at the predetermined breaking points upon impact of the dismantling device. This results in partially bent pieces that have sharp edges and can damage the conveyor belts. Further, too long pieces of the fastener can hinder the transport process of the mined coal.
  • the object of the invention is to provide a fastener for use in mining and tunneling, in particular for the mining of coal, which does not have the aforementioned disadvantages and regardless of the type of anchoring of the fastener is easily broken by the mining equipment into individual pieces ,
  • the weakenings are formed spirally and extend along the longitudinal extension of the main body.
  • the weakenings of the cross-section extend continuously and at least over most of the longitudinal extent of the main body, it is ensured, irrespective of the anchoring type of the fastening element, that the dismantling device strikes a point of the main body on which the cross-section is weakened.
  • the weakening of the cross section is essentially effective only in the case of loads transverse to the longitudinal extension of the base body, so that the fastening element can continue to be prestressed in the direction of the longitudinal extension of the base body.
  • the fastener is made of a metal, in particular made of steel, which decays during smashing or crushing of the fastener by the mining equipment into correspondingly small pieces.
  • These pieces of fastener, shattered by the excavator, can be easily removed from the mined coal with a magnetic separator and by flotation.
  • the smashed pieces of the fastening element have a size defined in accordance with the arrangement of the predetermined breaking points, which is chosen such that they do not damage the conveyor belts during the transport process of the mined coal.
  • at least two weakenings have a different direction of rotation, wherein these weakenings intersect at least once along the longitudinal extension of the base body.
  • At least two weakenings have different pitches, wherein these weakenings intersect at least once along the longitudinal extension of the base body.
  • the intersecting weakenings form an external grating structure on the base body, with which the fastening element can still be prestressed with high pretensioning forces despite the weakening of the cross section.
  • the base body is tubular, so that this is easily broken by the excavation device and at the same time has a low weight compared to a base body with a solid cross-section.
  • At least one of the weakenings on the outside of the main body is a recess, which is easy to form.
  • the recess has, starting from the outside of the base body, a depth which corresponds to 0.01 to 0.3 times the outside diameter of the base body. Particularly advantageously, the depth corresponds to 0.1 to 0.2 times the outside diameter of the main body.
  • outer diameter of the body is understood in this context, the outer core diameter of the body without any arranged profiling and thread surveys.
  • Such a recess ensures a sufficient weakening of the cross section of the body, which is a simple smashing of the fastener by means of a z. B. allows transverse to the longitudinal extension of the fastener impacting construction equipment while ensuring the application of sufficient biasing force in the direction of the longitudinal extension of the body for biasing the fastener.
  • concurrent weakenings are provided circumferentially offset from one another on the outside of the main body, whereby a sufficient weakening of the cross section is achieved transversely to the longitudinal extent of the body.
  • concurrent weakenings are evenly distributed around the entire circumference of the body, each provided at the same angular distance from each other.
  • the weakenings are formed by a partial thermal processing of the base body, which can be easily integrated into the method for producing the fastening element. Depending on the nature of the material of the body this is partially influenced in its strength properties.
  • the partial thermal processing by means of a laser welding z. Using a CO2 laser.
  • the weakenings of the cross section are formed by a partial deformation of the base body, whereby the material of the base body occurring during the formation of the weakenings is laterally displaced and compressed in certain regions.
  • the weakening is formed in a rolling process directly on the base body of the fastening element.
  • the weakenings are z. B. subsequently formed on the body or molded during the molding of the body.
  • the weakenings are formed by means of an embossing and the recesses created extend in the direction of the cross-sectional center of the body, whereby z. B. in a tubular body inwardly projecting, the inner cross section of the body partially narrowing projections are formed.
  • These projections serve, for example, as spacers or guide sections for a component additionally arranged in the main body, such as an inner tube for receiving an extrudable mass.
  • the embossments are formed for example by rolling or non-continuous punching.
  • the main body 12 of the in FIG. 1 illustrated rod-shaped fastener 11 for use in mining and tunneling is made of a steel.
  • the main body 12 is provided on its outer side 13 with several weakenings 14 and 15 of the cross section as predetermined breaking points.
  • the weakenings 14 and 15 are spirally formed and extend continuously along the entire longitudinal extension of the main body 12.
  • the weakening 14 has a flatter slope than the weakening 15, so that the weakenings 14 and 15 intersect several times along the longitudinal extension of the main body 12.
  • profilings for improved anchoring of a chemically anchored fastener 11 may be provided on the outside 13 of the body 12 here.
  • Such a fastener 11 is used to secure, z. B. a side wall of a coal seam 6 in a previously created hole 7 z. B. anchored over a hardenable mass 8 and clamped example of a clamping nut 9 (see Fig. 1 ).
  • a coal roller shown schematically as a mining device 5 is used, which smashes the attachment element 11 when hitting the base body 12.
  • the mined coal 22 and the mined pieces 16 and 17 of the fastener 11 are discharged from a conveyor belt 21 (see Fig. 2 ).
  • the base body 12 is made of a magnetizable metal, a high degree of separation or degree of separation of the degraded pieces 16 of the fastening element 11 is ensured from the mined coal 22 by means of a magnetic separator 23.
  • a flotation coal scrubbing
  • the container 24 in which the pieces 17 of the fastening element 11 still located in the mined coal after the magnetic separator 23 are removed.
  • fastener 31 includes a tubular body 32.
  • the body 32 is on its outside 33 with several Weakenings 34 and 35 provided.
  • the weakenings 34 and 35 are each formed spirally and extend continuously along the entire longitudinal extension of the main body 32, wherein these each have a different sense of rotation.
  • the weakenings 34 as well as the weakenings 35 are circumferentially offset from one another on the outside 33 of the base body 32, wherein the angle range W between the individual concurrent weakenings 34 or 35 is the same and in this example is 120 °.
  • the weakenings 34 and 35 are respectively arranged on the outside 33 of the body 32 recesses, which are formed by a partial thermal processing of the base body 32 by means of a laser welding.
  • the recesses have, starting from the outside 33 of the base body 32, a depth T which corresponds to 0.1 times the outside diameter D of the base body 32.
  • all the recesses formed as recesses 34 and 35 have the same depth T, which allows easy production of the easily crushable body 32 and thus of the fastener 31.
  • Fastener 41 shown also includes a tubular body 42 which is provided on its outer side 43 with several weakenings 44 and 45.
  • the weakenings 44 and 45 of the cross section are formed by a partial deformation of the base body 42 in a rolling process, for. B. a roll rolling process is formed.
  • fastening element 51 comprises a tubular base body 52 which is provided on its outer side 53 with a weakening 54 which is formed by means of an embossing.
  • the created depression 56 extends in the direction of the cross-section center of the main body 52.
  • These depressions 56 form spacers for an inner tube 61 arranged in the main body 52, which serves to receive an expulsible mass 62 provided in the fastening element 51.

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Abstract

The element (11) has a base body (12) provided with multiple weakenings (14, 15) of cross-sections as predetermined breaking points at external sides (13), where the element is rod-shaped. The weakenings are formed in spiral shape and extended along the longitudinal extension of the base body. The weakenings of the cross sections are formed by partial thermal processing of the base body. The base body is tubular in structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Grundkörper für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.The invention relates to a fastener with a body for use in mining and tunneling, referred to in the preamble of claim 1. Art.

Im Berg- und im Tunnelbau werden Decken und Seitenwände mittels chemisch oder mechanisch verankerten, stabförmigen Befestigungselementen gesichert. Derartige Befestigungselemente werden auch als Gebirgsanker bezeichnet. Der Grundkörper des Befestigungselementes ist beispielsweise im Querschnitt voll oder hohl ausgebildet und weist z. B. einen runden oder polygonalen Aussenumfang auf.In mining and tunneling, ceilings and side walls are secured by means of chemically or mechanically anchored, rod-shaped fasteners. Such fasteners are also referred to as rock anchors. The main body of the fastener is for example full or hollow in cross-section and has z. B. on a round or polygonal outer circumference.

Beispielsweise im Kohlenbergbau wird der so genannte Strebausbau (Longwall) angewandt, bei dem die die Seitenwände sichernden Befestigungselemente beim Abbau der Kohle mittels eines Abbaugerätes, wie z. B. mittels einer Kohlewalze oder eines Kohlehobels, zerstört beziehungsweise zerschnitten werden. Die abgebaute Kohle wird mit den beim Abbau entstehenden Stücken des Befestigungselementes über Transportbänder nach oben gefördert. In der Kohle verbleibende Stücke des Befestigungselementes verunreinigen die Kohle, weshalb diese Stücke aussortiert werden müssen. Zudem können die sich in der Kohle befindlichen Stücke des Befestigungselementes den Abtransport durch die Förderanlagen behindern.For example, in coal mining, the so-called longwall construction (Longwall) is applied, in which the securing the side walls fasteners when mining coal by means of a mining equipment, such. B. by means of a carbon roller or a coal planer, destroyed or cut. The mined coal is conveyed with the resulting parts of the degradation of the fastener via conveyor belts up. Any pieces of fastener remaining in the coal will contaminate the coal, so these pieces must be sorted out. In addition, located in the coal pieces of the fastener can hinder the removal by the conveyor systems.

In der WO 2008/051728 A1 wird vorgeschlagen, zur Sicherung der Seitenwände ein Befestigungselement mit einem rohrförmigen Grundkörper, vorteilhaft aus Stahl, für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau zu verwenden und den Grundkörper an seiner Aussenseite mit mehren zueinander beabstandeten, radial umlaufenden Schwächungen des Querschnitts zu versehen, so dass diese Sollbruchstellen des Befestigungselementes ausbilden. Beim Abbau der Kohle entstehen einzelne Stücke des Befestigungselementes, welche eine entsprechend dem Abstand der Schwächungen vorbestimmte Länge aufweisen und welche mittels eines Magneten und Flotation (Kohlenwäsche) aus der abgebauten Kohle entfernbar sind.In the WO 2008/051728 A1 It is proposed to use a fastener with a tubular body, advantageously made of steel, for use in mining and tunneling to secure the side walls and to provide the body on its outside with a plurality of spaced, radially circumferential weakenings of the cross section, so that they Form breaking points of the fastener. When mining the coal, individual pieces of the fastener, which have a predetermined length according to the distance of the weakenings and which by means of a magnet and flotation (coal washing) from the mined coal are removable.

Nachteilig an der genannten Lösung ist, dass, insbesondere bei chemisch verankerten Befestigungselementen, der Grundkörper beim Auftreffen des Abbaugerätes nicht an den Sollbruchstellen getrennt wird. Dadurch entstehen teilweise verbogene Stücke, die scharfe Kanten aufweisen und die Transportbänder beschädigen können. Weiter können zu lange Stücke des Befestigungselementes den Transportvorgang der abgebauten Kohle behindern.A disadvantage of the mentioned solution is that, especially in the case of chemically anchored fastening elements, the base body is not separated at the predetermined breaking points upon impact of the dismantling device. This results in partially bent pieces that have sharp edges and can damage the conveyor belts. Further, too long pieces of the fastener can hinder the transport process of the mined coal.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, insbesondere für den Abbau von Kohle zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und unabhängig von der Art der Verankerung des Befestigungselementes leicht von dem Abbaugerät in einzelne Stücke zertrümmerbar ist.The object of the invention is to provide a fastener for use in mining and tunneling, in particular for the mining of coal, which does not have the aforementioned disadvantages and regardless of the type of anchoring of the fastener is easily broken by the mining equipment into individual pieces ,

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.The object is solved by the features of the independent claim. Advantageous developments are set forth in the subclaims.

Gemäss der Erfindung sind die Schwächungen spiralförmig ausgebildet und erstrecken sich entlang der Längserstreckung des Grundkörpers.According to the invention, the weakenings are formed spirally and extend along the longitudinal extension of the main body.

Dadurch, dass sich die Schwächungen des Querschnitts kontinuierlich und zumindest über einen grössten Teil der Längserstreckung des Grundkörpers erstrecken, ist unabhängig von der Verankerungsart des Befestigungselementes gewährleistet, dass das Abbaugerät auf eine Stelle des Grundkörpers trifft, an welcher der Querschnitt geschwächt ist. Somit ist das erfindungsgemässe Befestigungselement einfach zertrümmerbar. Die Schwächung des Querschnitts ist im Wesentlichen nur bei Belastungen quer zur Längserstreckung des Grundkörpers wirksam, so dass das Befestigungselement weiterhin in Richtung der Längserstreckung des Grundkörpers vorspannbar ist.Due to the fact that the weakenings of the cross-section extend continuously and at least over most of the longitudinal extent of the main body, it is ensured, irrespective of the anchoring type of the fastening element, that the dismantling device strikes a point of the main body on which the cross-section is weakened. Thus, the inventive fastener is easily broken. The weakening of the cross section is essentially effective only in the case of loads transverse to the longitudinal extension of the base body, so that the fastening element can continue to be prestressed in the direction of the longitudinal extension of the base body.

Vorteilhaft ist das Befestigungselement aus einem Metall, insbesondere aus Stahl hergestellt, das beim Zertrümmern beziehungsweise Zerkleinern des Befestigungselementes durch das Abbaugerät in entsprechend kleine Stücke zerfällt. Diese von dem Abbaugerät zertrümmerten Stücke des Befestigungselementes lassen sich mit einem Magnetabscheider sowie durch Flotation einfach aus der abgebauten Kohle entfernen. Die zertrümmerten Stücke des Befestigungselementes weisen eine entsprechend der Anordnung der Sollbruchstellen definierte Grösse auf, welche derart gewählt ist, dass diese beim Transportvorgang der abgebauten Kohle die Transportbänder nicht beschädigen. Vorzugsweise weisen zumindest zwei Schwächungen einen unterschiedlichen Drehsinn auf, wobei sich diese Schwächungen entlang der Längserstreckung des Grundkörpers zumindest einmal kreuzen. Somit ist beim Auftreffen des Abbaugerätes auf den Grundkörper ein Zerbrechen des Befestigungselementes in definierte Abschnitte beziehungsweise Stücke in vorteilhafter Weise sichergestellt.Advantageously, the fastener is made of a metal, in particular made of steel, which decays during smashing or crushing of the fastener by the mining equipment into correspondingly small pieces. These pieces of fastener, shattered by the excavator, can be easily removed from the mined coal with a magnetic separator and by flotation. The smashed pieces of the fastening element have a size defined in accordance with the arrangement of the predetermined breaking points, which is chosen such that they do not damage the conveyor belts during the transport process of the mined coal. Preferably, at least two weakenings have a different direction of rotation, wherein these weakenings intersect at least once along the longitudinal extension of the base body. Thus, a breakage of the fastener in defined sections or pieces is advantageously ensured when hitting the excavator on the body.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung weisen zumindest zwei Schwächungen unterschiedliche Steigungen auf, wobei sich diese Schwächungen entlang der Längserstreckung des Grundkörpers zumindest einmal kreuzen. Somit ist beim Auftreffen des Abbaugerätes auf den Grundkörper ein Zerbrechen des Befestigungselementes in definierte Abschnitte beziehungsweise Stücke in vorteilhafter Weise sichergestellt.In an alternative embodiment of the invention, at least two weakenings have different pitches, wherein these weakenings intersect at least once along the longitudinal extension of the base body. Thus, a breakage of the fastener in defined sections or pieces is advantageously ensured when hitting the excavator on the body.

Die sich kreuzenden Schwächungen bilden eine aussenseitige Gitterstruktur an dem Grundkörper aus, womit das Befestigungselement trotz der Schwächungen des Querschnitts weiterhin mit hohen Vorspannkräften vorspannbar ist.The intersecting weakenings form an external grating structure on the base body, with which the fastening element can still be prestressed with high pretensioning forces despite the weakening of the cross section.

Bevorzugt ist der Grundkörper rohrförmig, womit dieser einfach von dem Abbaugerät zertrümmerbar ist und gleichzeitig gegenüber einem Grundkörper mit einem Vollquerschnitt ein geringes Gewicht aufweist.Preferably, the base body is tubular, so that this is easily broken by the excavation device and at the same time has a low weight compared to a base body with a solid cross-section.

Vorzugsweise ist zumindest eine der Schwächungen an der Aussenseite des Grundkörpers eine Ausnehmung, welche einfach ausbildbar ist.Preferably, at least one of the weakenings on the outside of the main body is a recess, which is easy to form.

Bevorzugt weist die Ausnehmung ausgehend von der Aussenseite des Grundkörpers eine Tiefe auf, die dem 0.01- bis 0.3-fachen des Aussendurchmessers des Grundkörpers entspricht. Besonders vorteilhaft entspricht die Tiefe dem 0.1- bis 0.2-fachen des Aussendurchmessers des Grundkörpers. Unter Aussendurchmesser des Grundkörpers wird in diesem Zusammenhang der äussere Kerndurchmesser des Grundkörpers ohne etwaig angeordnete Profilierungen und Gewindeerhebungen verstanden. Eine derartige Ausnehmung gewährleistet eine ausreichende Schwächung des Querschnitts des Grundkörpers, was ein einfaches Zertrümmern des Befestigungselementes mittels eines z. B. quer zur Längserstreckung auf das Befestigungselement auftreffenden Abbaugerätes ermöglicht und gleichzeitig das Aufbringen einer ausreichenden Vorspannkraft in Richtung der Längserstreckung des Grundkörpers zum Vorspannen des Befestigungselementes sicherstellt.Preferably, the recess has, starting from the outside of the base body, a depth which corresponds to 0.01 to 0.3 times the outside diameter of the base body. Particularly advantageously, the depth corresponds to 0.1 to 0.2 times the outside diameter of the main body. Under outer diameter of the body is understood in this context, the outer core diameter of the body without any arranged profiling and thread surveys. Such a recess ensures a sufficient weakening of the cross section of the body, which is a simple smashing of the fastener by means of a z. B. allows transverse to the longitudinal extension of the fastener impacting construction equipment while ensuring the application of sufficient biasing force in the direction of the longitudinal extension of the body for biasing the fastener.

Vorzugsweise sind mehrere gleichlaufende Schwächungen umfänglich zueinander versetzt an der Aussenseite des Grundkörpers vorgesehen, womit eine ausreichende Schwächung des Querschnitts quer zur Längserstreckung des Grundkörpers erreicht wird. Vorteilhaft sind die gleichlaufenden Schwächungen gleichmässig um den gesamten Umfang des Grundkörpers verteilt, jeweils im gleichen Winkelabstand zueinander vorgesehen.Preferably, several concurrent weakenings are provided circumferentially offset from one another on the outside of the main body, whereby a sufficient weakening of the cross section is achieved transversely to the longitudinal extent of the body. Advantageously, the concurrent weakenings are evenly distributed around the entire circumference of the body, each provided at the same angular distance from each other.

Bevorzugt sind die Schwächungen durch eine partielle thermische Bearbeitung des Grundkörpers ausgebildet, welche einfach in das Verfahren zur Herstellung des Befestigungselementes integrierbar ist. In Abhängigkeit der Art des Materials des Grundkörpers wird dieser bereichsweise in seinen Festigkeitseigenschaften beeinflusst. Vorteilhaft erfolgt die partielle thermische Bearbeitung mittels einer Laserschweissung z. B. unter Verwendung eines CO2-Lasers.Preferably, the weakenings are formed by a partial thermal processing of the base body, which can be easily integrated into the method for producing the fastening element. Depending on the nature of the material of the body this is partially influenced in its strength properties. Advantageously, the partial thermal processing by means of a laser welding z. Using a CO2 laser.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Schwächungen des Querschnitts durch eine partielle Umformung des Grundkörpers ausgebildet, womit das beim Ausbilden der Schwächungen anfallende Material des Grundkörpers seitlich verdrängt und bereichsweise verdichtet wird. Vorteilhaft erfolgt das Ausbilden der Schwächungen in einem Walzverfahren direkt am Grundkörper des Befestigungselementes. Die Schwächungen werden z. B. nachträglich am Grundkörper ausgebildet oder während dem Ausformen des Grundkörpers ausgeformt.In an alternative embodiment of the invention, the weakenings of the cross section are formed by a partial deformation of the base body, whereby the material of the base body occurring during the formation of the weakenings is laterally displaced and compressed in certain regions. Advantageously, the weakening is formed in a rolling process directly on the base body of the fastening element. The weakenings are z. B. subsequently formed on the body or molded during the molding of the body.

Vorzugsweise sind die Schwächungen mittels einer Prägung ausgeformt und die geschaffenen Vertiefungen erstrecken sich in Richtung des Querschnittsmittelpunkts des Grundkörpers, wodurch z. B. bei einem rohrförmigen Grundkörper nach innen ragende, den Innenquerschnitt des Grundkörpers bereichsweise verengende Vorsprünge ausgebildet werden. Diese Vorsprünge dienen beispielsweise als Distanzelemente beziehungsweise Führungsabschnitte für ein zusätzlich im Grundkörper angeordnetes Bauteil, wie ein Innenrohr zur Aufnahme einer auspressbaren Masse. Die Prägungen werden beispielsweise durch Walzen oder mittels nicht-durchgehenden Stanzungen ausgebildet.Preferably, the weakenings are formed by means of an embossing and the recesses created extend in the direction of the cross-sectional center of the body, whereby z. B. in a tubular body inwardly projecting, the inner cross section of the body partially narrowing projections are formed. These projections serve, for example, as spacers or guide sections for a component additionally arranged in the main body, such as an inner tube for receiving an extrudable mass. The embossments are formed for example by rolling or non-continuous punching.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
Ein Befestigungselement im gesetzten Zustand in Seitenansicht;
Fig. 2
die Entfernung von Stücken des Befestigungselementes aus der abgebauten Kohle in einer schematischen Darstellung;
Fig. 3
ein zweites Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers in Seitenansicht;
Fig. 4
einen Querschnitt durch den Grundkörper in vergrösserter Darstellung gem. Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5
ein drittes Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers in Seitenansicht; und
Fig. 6
ein viertes Ausführungsbeispiel eines Befestigungselementes in einem Teillängsschnitt.
The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments. Show it:
Fig. 1
A fastener in the set state in side view;
Fig. 2
the removal of pieces of fastener from the mined coal in a schematic representation;
Fig. 3
a second embodiment of a base in side view;
Fig. 4
a cross section through the body in an enlarged view acc. Line IV-IV in Fig. 3 ;
Fig. 5
a third embodiment of a main body in side view; and
Fig. 6
A fourth embodiment of a fastener in a partial longitudinal section.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.

Der Grundkörper 12 des in der Figur 1 dargestellten stabförmigen Befestigungselementes 11 für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau ist aus einem Stahl gefertigt. Der Grundkörper 12 ist an seiner Aussenseite 13 mit mehren Schwächungen 14 und 15 des Querschnitts als Sollbruchstellen versehen. Die Schwächungen 14 und 15 sind spiralförmig ausgebildet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der gesamten Längserstreckung des Grundkörpers 12. Die Schwächung 14 weist eine flachere Steigung als die Schwächung 15 auf, so dass sich die Schwächungen 14 und 15 entlang der Längserstreckung des Grundkörpers 12 mehrmals kreuzen. Zusätzlich können an der Aussenseite 13 des Grundkörpers 12 hier nicht dargestellte Profilierungen für eine verbesserte Verankerung eines chemisch verankerten Befestigungselementes 11 vorgesehen sein.The main body 12 of the in FIG. 1 illustrated rod-shaped fastener 11 for use in mining and tunneling is made of a steel. The main body 12 is provided on its outer side 13 with several weakenings 14 and 15 of the cross section as predetermined breaking points. The weakenings 14 and 15 are spirally formed and extend continuously along the entire longitudinal extension of the main body 12. The weakening 14 has a flatter slope than the weakening 15, so that the weakenings 14 and 15 intersect several times along the longitudinal extension of the main body 12. In addition, not shown profilings for improved anchoring of a chemically anchored fastener 11 may be provided on the outside 13 of the body 12 here.

Ein derartiges Befestigungselement 11 wird zur Sicherung, z. B. einer Seitenwand eines Kohleflözes 6 in ein zuvor erstelltes Bohrloch 7 z. B. über eine aushärtbare Masse 8 verankert und beispielsweise über eine Spannmutter 9 verspannt (siehe Fig. 1). Zum Abbau des Kohleflözes 6 wird eine schematisch dargestellte Kohlewalze als Abbaugerät 5 verwendet, welche beim Auftreffen auf den Grundkörper 12 das Befestigungselement 11 zertrümmert. Die abgebaute Kohle 22 sowie die abgebauten Stücke 16 und 17 des Befestigungselementes 11 werden von einem Transportband 21 abgeführt (siehe Fig. 2). Da der Grundkörper 12 aus einem magnetisierbaren Metall gefertigt ist, wird ein hoher Abscheidegrad beziehungsweise Trenngrad der abgebauten Stücke 16 des Befestigungselementes 11 aus der abgebauten Kohle 22 mittels eines Magnetabscheiders 23 gewährleistet. Für eine 100%-ige Entfernung wird anschliessend noch im Behälter 24 eine Flotation (Kohlewäsche) durchgeführt, bei der die sich nach dem Magnetabscheider 23 noch in der abgebauten Kohle befindlichen Stücke 17 des Befestigungselementes 11 entfernt werden.Such a fastener 11 is used to secure, z. B. a side wall of a coal seam 6 in a previously created hole 7 z. B. anchored over a hardenable mass 8 and clamped example of a clamping nut 9 (see Fig. 1 ). To reduce the coal seam 6, a coal roller shown schematically as a mining device 5 is used, which smashes the attachment element 11 when hitting the base body 12. The mined coal 22 and the mined pieces 16 and 17 of the fastener 11 are discharged from a conveyor belt 21 (see Fig. 2 ). Since the base body 12 is made of a magnetizable metal, a high degree of separation or degree of separation of the degraded pieces 16 of the fastening element 11 is ensured from the mined coal 22 by means of a magnetic separator 23. For a 100% removal, a flotation (coal scrubbing) is subsequently carried out in the container 24, in which the pieces 17 of the fastening element 11 still located in the mined coal after the magnetic separator 23 are removed.

Das in der Figur 3 und 4 dargestellte Befestigungselement 31 umfasst einen rohrförmigen Grundkörper 32. Der Grundkörper 32 ist an seiner Aussenseite 33 mit mehren Schwächungen 34 und 35 versehen. Die Schwächungen 34 und 35 sind jeweils spiralförmig ausgebildet und erstrecken sich kontinuierlich entlang der gesamten Längserstreckung des Grundkörpers 32, wobei diese jeweils einen unterschiedlichen Drehsinn aufweisen. Die Schwächungen 34 wie auch die Schwächungen 35 sind umfänglich zueinander versetzt an der Aussenseite 33 des Grundkörpers 32 vorgesehen, wobei der Winkelbereich W zwischen den einzelnen gleichlaufenden Schwächungen 34 oder 35 gleich gross ist und in diesem Beispiel 120° beträgt.That in the FIGS. 3 and 4 illustrated fastener 31 includes a tubular body 32. The body 32 is on its outside 33 with several Weakenings 34 and 35 provided. The weakenings 34 and 35 are each formed spirally and extend continuously along the entire longitudinal extension of the main body 32, wherein these each have a different sense of rotation. The weakenings 34 as well as the weakenings 35 are circumferentially offset from one another on the outside 33 of the base body 32, wherein the angle range W between the individual concurrent weakenings 34 or 35 is the same and in this example is 120 °.

Die Schwächungen 34 und 35 sind jeweils an der Aussenseite 33 des Grundkörpers 32 angeordnete Ausnehmungen, welche durch eine partielle thermische Bearbeitung des Grundkörpers 32 mittels einer Laserschweissung ausgebildet sind. Die Ausnehmungen weisen ausgehend von der Aussenseite 33 des Grundkörpers 32 eine Tiefe T auf, die dem 0.1-fachen des Aussendurchmessers D des Grundkörpers 32 entspricht. Vorteilhaft weisen alle als Ausnehmungen ausgebildeten Schwächungen 34 und 35 die gleiche Tiefe T auf, was eine einfache Fertigung des einfach zertrümmerbaren Grundkörpers 32 und somit des Befestigungselementes 31 ermöglicht.The weakenings 34 and 35 are respectively arranged on the outside 33 of the body 32 recesses, which are formed by a partial thermal processing of the base body 32 by means of a laser welding. The recesses have, starting from the outside 33 of the base body 32, a depth T which corresponds to 0.1 times the outside diameter D of the base body 32. Advantageously, all the recesses formed as recesses 34 and 35 have the same depth T, which allows easy production of the easily crushable body 32 and thus of the fastener 31.

Das in der Figur 5 dargestellte Befestigungselement 41 umfasst ebenfalls einen rohrförmigen Grundkörper 42, der an seiner Aussenseite 43 mit mehren Schwächungen 44 und 45 versehen ist. Die Schwächungen 44 und 45 des Querschnitts sind durch eine partielle Umformung des Grundkörpers 42 in einem Walzverfahren, z. B. einem Rollwalzverfahren, ausgebildet.That in the FIG. 5 Fastener 41 shown also includes a tubular body 42 which is provided on its outer side 43 with several weakenings 44 and 45. The weakenings 44 and 45 of the cross section are formed by a partial deformation of the base body 42 in a rolling process, for. B. a roll rolling process is formed.

Das in der Figur 6 nur ausschnittsweise dargestellte Befestigungselement 51 umfasst einen rohrförmigen Grundkörper 52, der an seiner Aussenseite 53 mit einer Schwächung 54 versehen ist, die mittels einer Prägung ausgeformt ist. Die geschaffene Vertiefung 56 erstreckt sich in Richtung des Querschnittsmittelpunkts des Grundkörpers 52. Diese Vertiefungen 56 bilden Distanzhalter für ein im Grundkörper 52 angeordnetes Innenrohr 61 aus, das der Aufnahme einer im Befestigungselement 51 vorgesehenen, auspressbaren Masse 62 dient.That in the FIG. 6 only partially shown fastening element 51 comprises a tubular base body 52 which is provided on its outer side 53 with a weakening 54 which is formed by means of an embossing. The created depression 56 extends in the direction of the cross-section center of the main body 52. These depressions 56 form spacers for an inner tube 61 arranged in the main body 52, which serves to receive an expulsible mass 62 provided in the fastening element 51.

Claims (10)

Befestigungselement mit einem Grundkörper (12; 32; 42; 52) für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau, wobei der Grundkörper (12; 32; 42; 52) an seiner Aussenseite (13; 33; 43; 53) mit mehren Schwächungen (14, 15; 34, 35; 44, 45; 54) des Querschnitts als Sollbruchstellen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Schwächungen (14, 15; 34, 35; 44, 45; 54) spiralförmig ausgebildet sind und sich entlang der Längserstreckung des Grundkörpers (12; 32; 42; 52) erstrecken.Fastening element with a base body (12; 32; 42; 52) for use in mining and tunneling, wherein the base body (12; 32; 42; 52) on its outside (13; 33; 43; 53) with several weakenings (13; 14, 15, 34, 35, 44, 45, 54) of the cross section is provided as predetermined breaking points, characterized in that
the weakenings (14, 15; 34, 35; 44, 45; 54) are spirally formed and extend along the longitudinal extension of the main body (12; 32; 42; 52). Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schwächungen (34, 35; 44, 45) einen unterschiedlichen Drehsinn aufweisen.Fastening element according to claim 1, characterized in that at least two weakenings (34, 35, 44, 45) have a different direction of rotation. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schwächungen (14, 15) eine unterschiedliche Steigung aufweisen.Fastening element according to claim 1, characterized in that at least two weakenings (14, 15) have a different pitch. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32; 42; 52) rohrförmig ist.Fastening element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the base body (32; 42; 52) is tubular. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schwächungen (34, 35; 44, 45) an der Aussenseite (33; 43) des Grundkörpers (32; 42) eine Ausnehmung ist.Fastening element according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the weakenings (34, 35; 44, 45) on the outer side (33; 43) of the base body (32; 42) is a recess. Befestigungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung ausgehend von der Aussenseite (33) des Grundkörpers (32) eine Tiefe (T) aufweist, die dem 0.05- bis 0.3-fachen des Aussendurchmessers (D) des Grundkörpers (32) entspricht.Fastening element according to claim 5, characterized in that the recess, starting from the outer side (33) of the base body (32) has a depth (T) which corresponds to 0.05 to 0.3 times the outer diameter (D) of the base body (32). Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichlaufende Schwächungen (34, 35; 44, 45) umfänglich zueinander versetzt an der Aussenseite (33; 43) des Grundkörpers (32; 42) vorgesehen sind.Fastening element according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of concurrent weakenings (34, 35, 44, 45) circumferentially offset from each other on the outside (33, 43) of the base body (32, 42) are provided. Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (34, 35) des Querschnitts durch eine partielle thermische Bearbeitung des Grundkörpers (32) ausgebildet sind.Fastening element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the weakenings (34, 35) of the cross section are formed by a partial thermal processing of the base body (32). Befestigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (44, 45; 54) des Querschnitts durch eine partielle Umformung des Grundkörpers (42; 52) ausgebildet sind.Fastening element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the weakenings (44, 45; 54) of the cross section are formed by a partial deformation of the base body (42; 52). Befestigungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (54) mittels einer Prägung ausgeformt sind und die geschaffenen Vertiefungen (56) sich in Richtung des Querschnittsmittelpunkts des Grundkörpers (52) erstrecken.Fastening element according to claim 9, characterized in that the weakenings (54) are formed by means of an embossing and the recesses (56) created extend in the direction of the cross-section center of the main body (52).
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