EP2453103A2 - Anchor component and method for manufacturing same - Google Patents

Anchor component and method for manufacturing same Download PDF

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EP2453103A2
EP2453103A2 EP11185016A EP11185016A EP2453103A2 EP 2453103 A2 EP2453103 A2 EP 2453103A2 EP 11185016 A EP11185016 A EP 11185016A EP 11185016 A EP11185016 A EP 11185016A EP 2453103 A2 EP2453103 A2 EP 2453103A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
functional part
anchor rod
thread
armature assembly
anchor
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Withdrawn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
EP11185016A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Richard Podesser
Lothar Schwalbach
Wolfgang Stefanelli
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP2453103A2 publication Critical patent/EP2453103A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • E21D21/0046—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts formed by a plurality of elements arranged longitudinally
    • 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
    • E21D21/0006—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by the bolt material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • E21D21/0053—Anchoring-bolts in the form of lost drilling rods

Definitions

  • the invention relates to an armature assembly, in particular for mining and tunneling, as well as a method for their production, wherein the armature assembly comprises an anchor rod made of plastic and at least one functional part.
  • anchor assemblies for rock stabilization especially for the attachment of tunnel walls in mining and tunnel walls in the transport infrastructure have long been known.
  • anchor assemblies for rock stabilization, especially for the attachment of tunnel walls in mining and tunnel walls in the transport infrastructure have long been known.
  • the anchor assembly comprises at least one functional part, for example a clamping nut, which is turned on when the anchor is placed on the anchor rod.
  • anchor assemblies with a plastic anchor rod have recently come onto the market, these plastic tie rods often being fiber-reinforced to improve their mechanical properties.
  • plastic tie rods often being fiber-reinforced to improve their mechanical properties.
  • GFK anchors that is to say anchor assemblies with an anchor rod made of glass fiber reinforced plastic.
  • the anchor rods made of plastic are hardly stretchable due to their high modulus of elasticity and have only a low compressive and shear strength. Due to the low extensibility, the anchors are set relatively tight to prevent any movement of the ground and to reduce the shear forces per anchor occurring. As a result of the low compressive and shear strength, a considerable proportion of the conventional GRP anchors are already damaged or destroyed by the pressure and shear forces occurring during the installation.
  • the known GRP anchor rods have at one axial end a functional part, for example a clamping nut or (in the case of self-drilling anchor assemblies) a drive nut, with the aid of which the armature assembly is installed.
  • These Nuts can be made of steel or plastic and are screwed onto a thread pre-fabricated on the anchor rod. However, these screw connections are not able to absorb high torques or tensile forces.
  • fiberglass anchors can absorb very high tensile forces and are therefore ideal for anchoring back tunnel or tunnel walls.
  • the low compressive and shear strength of the plastic anchor rods proves to be advantageous.
  • the anchor rods for rock protection of the original tunnel or tunnel then stuck in the stone to be removed and can be relatively easily destroyed in the cross-sectional widening due to their low shear strength through tunnel boring or roughing machines, without damaging the machines themselves.
  • the object of the invention is to provide an armature assembly that is easy to manufacture and has a robust connection between its anchor rod made of plastic and the functional part, which can absorb high tensile forces and torques.
  • the cutting or Einurchen a thread with quite little effort is possible.
  • the thread on the anchor rod is only made directly when connecting the functional part with the anchor rod and therefore can not be damaged before.
  • the thread on the tie rod between the anchor rod and the functional part is a very precisely fitting connection that can transmit relatively high tensile forces and torques.
  • the anchor rod is preferably made of a fiber-reinforced plastic, in particular a glass fiber reinforced plastic. Such a fiber reinforcement of the plastic anchor rod has proven to be extremely advantageous in view of the mechanical anchor properties.
  • the anchor rod is hollow, at least in the region of the fastening portion, so that optionally an internal thread and / or an external thread can be cut or scooped in this region.
  • the cutting thread has a constant flank angle ⁇ of 10 ° ⁇ ⁇ ⁇ 40 °, in particular of 20 ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 °. This very small thread angle ⁇ of the cutting thread facilitates the cutting or unraveling of the thread in the connecting portion of the anchor rod.
  • the anchor rod and the functional part preferably engage in one another in a form-fitting manner and form a cavity in the region of the second flank angle ⁇ 2 .
  • the connecting portion not only has individual conical or circular cylindrical surface segments, but is designed to be a total of conical or circular cylindrical, a helical cavity is concretely formed between the anchor rod and the functional part.
  • the functional part in the region of the cavity has an opening for filling the cavity with adhesive. After curing of the filled in the cavity adhesive, the anchor rod and the functional part are glued together, whereby the screw between anchor rod and functional part is reinforced, in particular with respect to the torque transmission.
  • the drive element may be a particular sleeve-shaped nut, which is bolted to an axial stop with the anchor rod and secured by the cutting thread to him.
  • the transferable forces and moments can be easily adjusted via the pitch and height of the internal thread.
  • the thread of the armature bar (usually made as an external thread) is not cut or caught until immediately after the tie rod and the functional part have been connected.
  • damage to the anchor rod thread is excluded prior to attachment of the functional part to the anchor rod, whereby the rejection decreases noticeably in the manufacture of the anchor assemblies.
  • the drive element 29 is a sleeve-shaped nut which is bolted to an axial stop 34 with the anchor rod 12 and secured by the cutting thread 22 to him.
  • the connecting portion 16 of the drill bit 32 is a threaded rod which is screwed into contact with an end wall 38 of the anchor rod 12 until it contacts an axial stop 36 of the drill bit 32 and is fastened to it by the cutting thread 24.
  • a thread depth t In a thread detail A of the FIG. 5 is a thread depth t, a thread pitch h and a flank angle ⁇ drawn.
  • the thread depth t which is preferably in the order of 0.5 mm to 1.5 mm, more preferably about 1 mm
  • the thread pitch h which is preferably in the order of about 5 mm
  • the transferable forces and Moments between the functional part 18 and the anchor rod 12 are determined.
  • the flank angle ⁇ of the cutting thread 22 is constant and is in a range of 10 ° ⁇ ⁇ ⁇ 40 °, particularly preferably in a range of 20 ° ⁇ ⁇ ⁇ 30 °.
  • a flank angle ⁇ of this order of magnitude it has been found that the thread 26 in the plastic anchor rod 12 can be cut or furrowed well, in particular when the cutting thread 22 is made of metal, preferably of steel.
  • a sealing ring 40 can also be seen, which in the region of the sealing contour 35 axially between the functional part 18 and the end wall 38 of the anchor rod 12 is arranged to seal between the functional part 18 and the anchor rod 12.
  • Such a seal is particularly advantageous in a second embodiment of the functional part 18, which in the FIGS. 7 to 10 is shown. Since the second embodiment of the functional part 18 of the first embodiment is structurally very similar, is in this regard explicitly to the preceding description of FIGS. 2 to 6 referred to and discussed below only differences.
  • FIGS. 7 and 8 show, analogous to the Figures 2 and 5 , A perspective view and a longitudinal section through the functional part 18 according to the second embodiment.
  • FIG. 9 shows to illustrate the connection between the anchor rod 12 and the functional part 18 according to the second embodiment, a greatly enlarged detail of this compound in the region of a thread tooth.
  • the cavity 44 after assembly of the functional part 18 on the anchor rod 12 has a spiral or helical shape.
  • This cavity 44 is filled in the second embodiment of the functional part 18 after screwing the functional part 18 on the anchor rod 12 with an adhesive 46 in order to increase the adhesion between the anchor rod 12 and the functional part 18.
  • an adhesive 46 in order to increase the adhesion between the anchor rod 12 and the functional part 18.
  • FIG. 10 shows a side view of the drill bit 32 formed as functional part 20.
  • the drill bit 32 includes a drill portion 50 and a connecting portion 52 for fixing the drill bit 32 on the anchor rod 12, more precisely on the connecting portion 16 of the anchor rod 12 (see. FIGS. 1 and 11 ).

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Abstract

The armature assembly (10) comprises an armature bar (12) made of fiber reinforced plastic, particularly a glass fiber reinforced plastic, which extends along an armature axis (X) and a connecting portion (14,16) with a smooth, conical or circular cylinder like surface segment in the area of an axial bar end. A functional piece (18,20) is provided, which extends along the armature axis and is fixed to the connection portion by a threaded connection. An independent claim is also included for a method for manufacturing an armature assembly.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankerbaugruppe, insbesondere für den Berg- und Tunnelbau, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, wobei die Ankerbaugruppe einen Ankerstab aus Kunststoff und wenigstens ein Funktionsteil umfasst. Im Allgemeinen sind Ankerbaugruppen zur Felssicherung, insbesondere zur Befestigung von Stollenwänden im Bergbau sowie von Tunnelwänden im Verkehrswegebau bereits seit langem bekannt. Üblicherweise kommen metallene Ankerstäbe mit vorgefertigtem Gewinde zum Einsatz. Außer dem Ankerstab umfasst die Ankerbaugruppe dabei wenigstens ein Funktionsteil, beispielsweise eine Spannmutter, welche beim Setzen des Ankers auf den Ankerstab aufgedreht wird.The invention relates to an armature assembly, in particular for mining and tunneling, as well as a method for their production, wherein the armature assembly comprises an anchor rod made of plastic and at least one functional part. In general, anchor assemblies for rock stabilization, especially for the attachment of tunnel walls in mining and tunnel walls in the transport infrastructure have long been known. Usually come metal anchor rods with prefabricated thread used. In addition to the anchor rod, the anchor assembly comprises at least one functional part, for example a clamping nut, which is turned on when the anchor is placed on the anchor rod.

Um Materialkosten und Gewicht einzusparen, kamen in jüngerer Zeit Ankerbaugruppen mit einem Ankerstab aus Kunststoff auf den Markt, wobei diese Kunststoff-Ankerstäbe zur Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften häufig faserverstärkt ausgebildet sind. Besonders bekannt sind darunter sogenannte GFK-Anker, das heißt Ankerbaugruppen mit einem Ankerstab aus glasfaserverstärktem Kunststoff.In order to save on material costs and weight, anchor assemblies with a plastic anchor rod have recently come onto the market, these plastic tie rods often being fiber-reinforced to improve their mechanical properties. Particularly well-known are so-called GFK anchors, that is to say anchor assemblies with an anchor rod made of glass fiber reinforced plastic.

Die Ankerstäbe aus Kunststoff sind aufgrund ihres hohen E-Moduls kaum dehnbar und weisen lediglich eine geringe Druck- und Scherfestigkeit auf. Infolge der geringen Dehnbarkeit werden die Anker relativ dicht gesetzt, um jegliche Bewegung des Untergrundes zu verhindern und die auftretenden Scherkräfte pro Anker zu verringern. Infolge der geringen Druck- und Scherfestigkeit wird ein beachtlicher Anteil der herkömmlichen GFK-Anker bereits durch die während der Installation auftretenden Druck- und Schubkräfte beschädigt oder zerstört. Die bekannten GFK-Ankerstäbe weisen an einem axialen Ende ein Funktionsteil, beispielsweise eine Spannmutter oder (bei selbstbohrenden Ankerbaugruppen) eine Antriebsmutter auf, mithilfe derer die Ankerbaugruppe installiert wird. Diese Muttern können aus Stahl oder Kunststoff gefertigt sein und werden auf ein am Ankerstab vorgefertigtes Gewinde aufgeschraubt. Diese Schraubverbindungen sind allerdings nicht in der Lage, hohe Drehmomente oder Zugkräfte aufzunehmen.The anchor rods made of plastic are hardly stretchable due to their high modulus of elasticity and have only a low compressive and shear strength. Due to the low extensibility, the anchors are set relatively tight to prevent any movement of the ground and to reduce the shear forces per anchor occurring. As a result of the low compressive and shear strength, a considerable proportion of the conventional GRP anchors are already damaged or destroyed by the pressure and shear forces occurring during the installation. The known GRP anchor rods have at one axial end a functional part, for example a clamping nut or (in the case of self-drilling anchor assemblies) a drive nut, with the aid of which the armature assembly is installed. These Nuts can be made of steel or plastic and are screwed onto a thread pre-fabricated on the anchor rod. However, these screw connections are not able to absorb high torques or tensile forces.

Das vorgefertigte Gewinde, insbesondere am Ankerstab, kann bereits vor dem Herstellen der Ankerbaugruppe sowie beim Transport oder aber bei der Montage des Kunststoffankers leicht beschädigt werden, woraufhin die Ankerbaugruppe nicht mehr verwendet werden kann. Im Übrigen kann die Gewindeverbindung zwischen Ankerstab und Funktionsteil nur einen kleinen Teil (meist nur etwa 20-30 %) der maximal zulässigen Zugkraft des Ankerstabs aufnehmen.The prefabricated thread, in particular on the anchor rod, can be easily damaged before the anchor assembly and during transport or during assembly of the plastic anchor, whereupon the anchor assembly can no longer be used. Incidentally, the threaded connection between the tie rod and the functional part only a small part (usually only about 20-30%) of the maximum allowable tensile force of the anchor rod record.

Ein Vorteil von GFK-Ankern liegt darin, dass sie sehr hohe Zugkräfte aufnehmen können und sich infolgedessen hervorragend zur Rückverankerung von Tunnel- oder Stollenwänden eignen. Im Falle einer nachträglichen Erweiterung eines Tunnel- oder Stollenquerschnitts erweist sich die geringe Druck- und Scherfestigkeit der Kunststoff-Ankerstäbe als vorteilhaft. Die Ankerstäbe zur Felssicherung des ursprünglichen Tunnels oder Stollens stecken dann in dem zu entfernenden Gestein und lassen sich bei der Querschnittserweiterung aufgrund ihrer geringen Scherfestigkeit relativ einfach durch Tunnelbohrmaschinen oder Abraummaschinen zerstören, ohne die Maschinen selbst zu beschädigen.An advantage of fiberglass anchors is that they can absorb very high tensile forces and are therefore ideal for anchoring back tunnel or tunnel walls. In the case of a subsequent extension of a tunnel or tunnel cross-section, the low compressive and shear strength of the plastic anchor rods proves to be advantageous. The anchor rods for rock protection of the original tunnel or tunnel then stuck in the stone to be removed and can be relatively easily destroyed in the cross-sectional widening due to their low shear strength through tunnel boring or roughing machines, without damaging the machines themselves.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Ankerbaugruppe, die einfach herstellbar ist sowie zwischen ihrem Ankerstab aus Kunststoff und dem Funktionsteil eine robuste Verbindung aufweist, welche hohe Zugkräfte und Drehmomente aufnehmen kann.The object of the invention is to provide an armature assembly that is easy to manufacture and has a robust connection between its anchor rod made of plastic and the functional part, which can absorb high tensile forces and torques.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Ankerbaugruppe, insbesondere für den Berg- und Tunnelbau, umfassend einen Ankerstab aus Kunststoff, der sich längs einer Ankerachse erstreckt und nach der Ankerstab-Fertigung im Bereich wenigstens eines axialen Stabendes einen Verbindungsabschnitt mit wenigstens einem im Wesentlichen glatten, konus- oder kreiszylinderförmigen Oberflächensegment aufweist, sowie wenigstens ein durch eine Gewindeverbindung an dem Verbindungsabschnitt unmittelbar arretierbares Funktionsteil, das sich längs der Ankerachse erstreckt und ein Schneidgewinde zum Schneiden oder Furchen eines Gewindes im Bereich des Verbindungsabschnitts aufweist, wobei der Ankerstab bei mit ihm verschraubtem Funktionsteil im Bereich des Verbindungsabschnitts ein mit dem Schneidgewinde des Funktionsteils zusammenwirkendes, eingeschnittenes oder eingefurchtes Gewinde zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften unmittelbar zwischen Ankerstab und Funktionsteil aufweist. Aufgrund der Herstellung des Ankerstabs aus Kunststoff ist das Einschneiden bzw. Einfurchen eines Gewindes mit recht geringem Aufwand möglich. Das Gewinde am Ankerstab wird dabei erst unmittelbar beim Verbinden des Funktionsteils mit dem Ankerstab hergestellt und kann demzufolge auch vorher nicht beschädigt werden. Darüber hinaus entsteht durch das Einschneiden bzw. Einfurchen des Gewindes am Ankerstab zwischen dem Ankerstab und dem Funktionsteil eine äußerst passgenaue Verbindung, die vergleichsweise hohe Zugkräfte und Drehmomente übertragen kann.According to the invention, this object is achieved by an armature assembly, in particular for mining and tunneling, comprising an anchor rod made of plastic, which extends along an anchor axis and after the anchor rod production in the region of at least one axial rod end a connecting portion with at least one substantially smooth, Has conical or circular cylindrical surface segment, and at least one directly by a threaded connection to the connecting portion lockable functional part which extends along the armature axis and a cutting thread for cutting or furrows of a thread in the region of the connecting portion, wherein the anchor rod in bolted with him functional part Having in the region of the connecting portion a cooperating with the cutting thread of the functional part, cut or grooved thread for transmitting torque and / or tensile forces directly between anchor rod and functional part. Due to the production of the anchor rod made of plastic, the cutting or Einurchen a thread with quite little effort is possible. The thread on the anchor rod is only made directly when connecting the functional part with the anchor rod and therefore can not be damaged before. In addition, by cutting or Einurchen the thread on the tie rod between the anchor rod and the functional part is a very precisely fitting connection that can transmit relatively high tensile forces and torques.

Besonders bevorzugt weist der Verbindungsabschnitt nicht nur einzelne im Wesentlichen glatte, konus- oder kreiszylinderförmige Oberflächensegmente auf, sondern ist über die gesamte Oberfläche des Verbindungsabschnitts konus- oder kreiszylinderförmig ausgebildet. Unter glatten Oberflächen(-segmenten) sind in diesem Zusammenhang insbesondere ursprünglich gewindefreie Oberflächen zu verstehen.Particularly preferably, the connecting portion not only has individual substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segments, but is cone-shaped or circular cylindrical over the entire surface of the connecting portion. Smooth surfaces (segments) are to be understood in this context in particular originally thread-free surfaces.

Der Ankerstab ist bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Eine solche Faserverstärkung des Kunststoff-Ankerstabs hat sich mit Blick auf die mechanischen Ankereigenschaften als äußerst vorteilhaft erwiesen.The anchor rod is preferably made of a fiber-reinforced plastic, in particular a glass fiber reinforced plastic. Such a fiber reinforcement of the plastic anchor rod has proven to be extremely advantageous in view of the mechanical anchor properties.

Hingegen kann das Schneidgewinde oder besonders bevorzugt das gesamte Funktionsteil aus Metall hergestellt sein. Ein zum Schneiden oder Furchen des Ankerstabs geeignetes Schneidgewinde lässt sich aus Metall, insbesondere aus Stahl, mit recht geringem Aufwand herstellen. Da das Funktionsteil im Übrigen lediglich einen Bruchteil der axialen Länge des Ankerstabs aufweist, ist durch dieses kleine Funktionsteil aus Metall auch keine Beschädigung der Abraum- oder Tunnelbohrmaschine zu befürchten, falls der Querschnitt eines Tunnels oder Stollens um bereits verankerte Felsabschnitte erweitert werden soll.On the other hand, the cutting thread or particularly preferably the entire functional part can be made of metal. A suitable cutting or furrows of the anchor rod cutting thread can be made of metal, especially steel, with relatively little effort. Incidentally, since the functional part has only a fraction of the axial length of the anchor rod, no damage to the overburden or tunnel boring machine is to be feared by this small functional part made of metal, if the cross section of a tunnel or tunnel is to be widened by already anchored rock sections.

Vorzugsweise ist das Schneidgewinde des Funktionsteils als Spitzgewinde ausgeführt, da sich eine derartige Gewindegeometrie gut als Schneidgewinde eignet.Preferably, the cutting thread of the functional part is designed as a pointed thread, since such a thread geometry is well suited as a cutting thread.

Das Schneidgewinde kann dabei ein Innengewinde und das eingeschnittene oder eingefurchte Gewinde ein Außengewinde sein, oder umgekehrt.The cutting thread can be an internal thread and the cut or grooved thread an external thread, or vice versa.

Vorzugsweise ist der Ankerstab zumindest im Bereich des Befestigungsabschnitts hohl, sodass in diesem Bereich wahlweise ein Innengewinde und/oder ein Außengewinde eingeschnitten oder eingefurcht werden kann.Preferably, the anchor rod is hollow, at least in the region of the fastening portion, so that optionally an internal thread and / or an external thread can be cut or scooped in this region.

In einer Ausführungsform der Ankerbaugruppe weist das Schneidgewinde einen konstanten Flankenwinkel α von 10° ≤ α ≤ 40°, insbesondere von 20° ≤ α ≤ 30° auf. Dieser für Gewinde recht kleine Flankenwinkel α des Schneidgewindes erleichtert das Einschneiden oder Einfurchen des Gewindes im Verbindungsabschnitt des Ankerstabs.In one embodiment of the armature assembly, the cutting thread has a constant flank angle α of 10 ° ≤ α ≤ 40 °, in particular of 20 ° ≤ α ≤ 30 °. This very small thread angle α of the cutting thread facilitates the cutting or unraveling of the thread in the connecting portion of the anchor rod.

In einer alternativen Ausführungsform der Ankerbaugruppe weist das Schneidgewinde im Bereich seiner Gewindespitze einen ersten Flankenwinkel α1 und radial daran anschließend einen zweiten Flankenwinkel α2 mit α2 > α1 auf. Die Flankenwinkel α1, α2 sind beispielsweise so gewählt, dass der an der Gewindespitze vorgesehene, kleinere Flankenwinkel eine gute Gewindeschneidfunktion aufweist und der daran anschließende, größere Flankenwinkel als Abstandshalter zwischen einer Mantelfläche des Ankerstabs und einer Mantelfläche des Funktionsteils dient.In an alternative embodiment of the armature assembly, the cutting thread in the region of its thread crest has a first flank angle α 1 and radially thereafter a second flank angle α 2 with α 2 > α 1 . The flank angles α 1 , α 2 are selected, for example, such that the smaller flank angle provided at the thread crest has a good thread cutting function and the adjoining, larger flank angle serves as a spacer between a jacket surface of the anchor rod and a jacket surface of the functional part.

Beispielsweise gilt für die Größe der Flankenwinkel α1, α2: 10° ≤ α1 ≤ 30° bzw. 40° ≤ α2 ≤ 60°. Besonders bevorzugte Werte liegen bei α1≈ 20° und α2 ≈ 50°.For example, for the size of the flank angle α 1 , α 2 : 10 ° ≤ α 1 ≤ 30 ° or 40 ° ≤ α 2 ≤ 60 °. Particularly preferred values are α 1 ≈ 20 ° and α 2 ≈ 50 °.

Vorzugsweise greifen der Ankerstab und das Funktionsteil im Bereich des ersten Flankenwinkels α1 formschlüssig ineinander und bilden im Bereich des zweiten Flankenwinkels α2 einen Hohlraum aus. Sofern der Verbindungsabschnitt nicht nur einzelne konus- oder kreiszylinderförmige Oberflächensegmente aufweist, sondern insgesamt konus- oder kreiszylinderförmig ausgeführt ist, entsteht zwischen dem Ankerstab und dem Funktionsteil konkret ein schraubenförmiger Hohlraum.In the region of the first flank angle α 1 , the anchor rod and the functional part preferably engage in one another in a form-fitting manner and form a cavity in the region of the second flank angle α 2 . If the connecting portion not only has individual conical or circular cylindrical surface segments, but is designed to be a total of conical or circular cylindrical, a helical cavity is concretely formed between the anchor rod and the functional part.

In einer speziellen Ausführungsvariante der Ankerbaugruppe weist das Funktionsteil im Bereich des Hohlraums eine Öffnung zum Befüllen des Hohlraums mit Klebstoff auf. Nach dem Aushärten des in den Hohlraum gefüllten Klebstoffs sind der Ankerstab und das Funktionsteil miteinander verklebt, wodurch die Schraubverbindung zwischen Ankerstab und Funktionsteil verstärkt wird, insbesondere in Bezug auf die Momentenübertragung.In a special embodiment of the armature assembly, the functional part in the region of the cavity has an opening for filling the cavity with adhesive. After curing of the filled in the cavity adhesive, the anchor rod and the functional part are glued together, whereby the screw between anchor rod and functional part is reinforced, in particular with respect to the torque transmission.

Vorzugsweise ist die Ankerbaugruppe eine selbstbohrende Ankerbaugruppe und das Funktionsteil ein Antriebselement mit einer Antriebsgeometrie zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Ankerbaugruppe. Das Funktionsteil stellt somit ein einfaches Bauteil dar, welches von außen aufgebrachte Bohr- bzw. Drehmomente zuverlässig auf den Ankerstab der selbstbohrenden Ankerbaugruppe überträgt.Preferably, the armature assembly is a self-drilling anchor assembly and the functional part is a drive member having a drive geometry for applying torque to the armature assembly. The functional part thus represents a simple component which reliably transmits externally applied drilling or torques to the anchor rod of the self-drilling anchor assembly.

Dabei kann das Antriebselement eine insbesondere hülsenförmige Mutter sein, die bis zu einem axialen Anschlag mit dem Ankerstab verschraubt und durch das Schneidgewinde an ihm befestigt ist. Bei einer solchen bis zum axialen Anschlag eingeschraubten Mutter lassen sich die übertragbaren Kräfte und Momente einfach über die Steigung und Höhe des Innengewindes einstellen.In this case, the drive element may be a particular sleeve-shaped nut, which is bolted to an axial stop with the anchor rod and secured by the cutting thread to him. In such a screwed-in to the axial stop nut, the transferable forces and moments can be easily adjusted via the pitch and height of the internal thread.

Im Übrigen kann die Ankerbaugruppe eine selbstbohrende Ankerbaugruppe und das Funktionsteil eine Bohrkrone sein. Somit weist die Ankerbaugruppe in einer Ausführungsvariante den Ankerstab aus Kunststoff auf, an dessen einem axialen Ende ein als Antriebselement ausgebildetes Funktionsteil und an dessen entgegengesetztem axialen Ende ein als Bohrkrone ausgebildetes Funktionsteil vorgesehen ist.Incidentally, the armature assembly may be a self-drilling anchor assembly and the functional part may be a drill bit. Thus, in one embodiment, the armature assembly comprises the anchor rod made of plastic, at one axial end of which a functional part designed as a drive element and at its opposite axial end a functional part designed as a drill bit is provided.

Die eingangs genannte Aufgabe wird im Übrigen auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der oben genannten Ankerbaugruppe, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:

  1. a) Fertigung eines Ankerstabs, der im Bereich wenigstens eines axialen Stabendes einen Verbindungsabschnitt mit wenigstens einem, im Wesentlichen glatten, konus- oder kreiszylinderförmigen Oberflächensegment aufweist;
  2. b) Fertigung eines Funktionsteils mit einem Schneidgewinde; und
  3. c) Aufdrehen des Funktionsteils auf den Ankerstab, wobei sich das Schneidgewinde des Funktionsteils zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen Ankerstab und Funktionsteil in das wenigstens eine konus- oder kreiszylinderförmige Oberflächensegment des Ankerstabs unter Bildung eines eingeschnittenen oder eingefurchten Gewindes einschneidet bzw. einfurcht.
Incidentally, the object mentioned at the outset is also achieved by a method for producing the above-mentioned armature assembly, the method comprising the following method steps:
  1. a) production of an anchor rod having a connecting portion with at least one, substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segment in the region of at least one axial rod end;
  2. b) production of a functional part with a cutting thread; and
  3. c) Turning the functional part on the anchor rod, wherein the cutting thread of the functional part for transmitting torques and / or tensile forces between anchor rod and functional part in the at least one conical or circular cylindrical surface segment of the anchor rod incisions or incisions to form a cut or grooved thread.

Bei diesem Herstellungsverfahren der Ankerbaugruppe wird das (zumeist als Außengewinde ausgeführte) Gewinde des Ankerstabs erst unmittelbar beim Verbinden des Ankerstabs und des Funktionsteils eingeschnitten oder eingefurcht. Somit ist eine Beschädigung des Ankerstab-Gewindes vor der Befestigung des Funktionsteils am Ankerstab ausgeschlossen, wodurch der Ausschuss bei der Herstellung der Ankerbaugruppen merklich sinkt.In this method of manufacturing the armature assembly, the thread of the armature bar (usually made as an external thread) is not cut or caught until immediately after the tie rod and the functional part have been connected. Thus, damage to the anchor rod thread is excluded prior to attachment of the functional part to the anchor rod, whereby the rejection decreases noticeably in the manufacture of the anchor assemblies.

In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird das Funktionsteil im Schritt c) bis zu einem axialen Anschlag auf den Ankerstab aufgedreht. Neben der Gewindeverbindung zwischen Ankerstab und Funktionsteil übernimmt dieser axiale Anschlag eine maßgebliche Rolle bei der Übertragung von Drehmomenten vom Funktionsteil auf den Ankerstab oder umgekehrt. Diese Übertragung von Drehmomenten ist insbesondere in den Ausführungsformen als selbstbohrende Ankerbaugruppe von Bedeutung.In a preferred variant of the method, the functional part in step c) is turned up to an axial stop on the anchor rod. In addition to the threaded connection between anchor rod and functional part of this axial stop takes a significant role in the transmission of torque from the functional part on the anchor rod or vice versa. This transmission of torques is particularly important in the embodiments as a self-drilling anchor assembly of importance.

In einer weiteren Verfahrensvariante bildet sich im Schritt c) ein Hohlraum zwischen dem Ankerstab und dem Funktionsteil aus, wobei dieser Hohlraum in einem auf den Schritt c) folgenden Verfahrensschritt d) mit einem Klebstoff befüllt wird. Dies erhöht die Haftung zwischen dem Ankerstab und dem Funktionsteil, was sich wiederum insbesondere auf die Drehmomentübertragung positiv auswirkt.In a further variant of the method, a cavity is formed in step c) between the anchor rod and the functional part, this cavity being filled with an adhesive in a method step d) following step c). This increases the adhesion between the anchor rod and the functional part, which in turn has a positive effect in particular on the torque transmission.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:

  • Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ankerbaugruppe;
  • Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Funktionsteils der erfindungsgemäßen Ankerbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • Figur 3 eine axiale Draufsicht auf das Funktionsteil gemäß Figur 2;
  • Figur 4 eine Seitenansicht des Funktionsteils gemäß Figur 2;
  • Figur 5 einen Längsschnitt V-V durch das Funktionsteil gemäß Figur 4 mit zwei Detailausschnitten;
  • Figur 6 einen Längsschnitt VI-VI durch das Funktionsteil gemäß Figur 5 in einem auf den Ankerstab aufgeschraubten Zustand;
  • Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Funktionsteils der erfindungsgemäßen Ankerbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • Figur 8 einen Längsschnitt durch das Funktionsteil gemäß Figur 7 mit zwei Detailausschnitten;
  • Figur 9 einen Detailausschnitt der Ankerbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsform im Bereich eines Gewindezahns;
  • Figur 10 eine Seitenansicht eines weiteren Funktionsteils der erfindungsgemäßen Ankerbaugruppe; und
  • Figur 11 einen schematischen Detailschnitt durch die erfindungsgemäße Ankerbaugruppe im Anschlussbereich zwischen dem Ankerstab und dem Funktionsteil gemäß Figur 10.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. In these show:
  • FIG. 1 a schematic longitudinal section through an armature assembly according to the invention;
  • FIG. 2 a perspective view of a functional part of the armature assembly according to the invention according to a first embodiment;
  • FIG. 3 an axial plan view of the functional part according to FIG. 2 ;
  • FIG. 4 a side view of the functional part according to FIG. 2 ;
  • FIG. 5 a longitudinal section VV through the functional part according to FIG. 4 with two detail sections;
  • FIG. 6 a longitudinal section VI-VI through the functional part according to FIG. 5 in a state screwed onto the tie rod;
  • FIG. 7 a perspective view of a functional part of the armature assembly according to the invention according to a second embodiment;
  • FIG. 8 a longitudinal section through the functional part according to FIG. 7 with two detail sections;
  • FIG. 9 a detail of the armature assembly according to the second embodiment in the region of a thread tooth;
  • FIG. 10 a side view of another functional part of the armature assembly according to the invention; and
  • FIG. 11 a schematic detail section through the armature assembly according to the invention in the connection region between the anchor rod and the functional part according to FIG. 10 ,

Die Figur 1 zeigt eine Ankerbaugruppe 10, insbesondere für den Berg- und Tunnelbau, umfassend einen Ankerstab 12 aus Kunststoff, der sich längs einer Ankerachse X erstreckt und nach der Ankerstab-Fertigung im Bereich seiner beiden axialen Stabenden jeweils einen Verbindungsabschnitt 14, 16 aufweist, sowie zwei Funktionsteile 18, 20, die sich jeweils längs der Ankerachse X erstrecken und nach der Funktionsteil-Fertigung jeweils ein Schneidgewinde 22, 24 zum Schneiden oder Furchen eines Gewindes 26, 28 im Bereich des Verbindungsabschnitts 14, 16 aufweisen.The FIG. 1 shows an anchor assembly 10, in particular for mining and tunneling, comprising an anchor rod 12 made of plastic, which extends along an anchor axis X and after the anchor rod production in the region of its two axial bar ends each having a connecting portion 14, 16, and two functional parts 18, 20, each extending along the armature axis X and after the functional part production in each case a cutting thread 22, 24 for cutting or furrows of a thread 26, 28 in the region of the connecting portion 14, 16 have.

Gemäß Figur 1 weist der Ankerstab 12 nach einer Montage der Funktionsteile 18, 20 im Bereich seiner Verbindungsabschnitte 14, 16 jeweils ein mit dem Schneidgewinde 22, 24 der Funktionsteile zusammenwirkendes, eingeschnittenes oder eingefurchtes Gewinde 26, 28 zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen dem Ankerstab 12 und den Funktionsteilen 18, 20 auf.According to FIG. 1 the anchor rod 12 after assembly of the functional parts 18, 20 in the region of its connecting portions 14, 16 each cooperating with the cutting thread 22, 24 of the functional parts, cut or grooved thread 26, 28 for transmitting torques and / or tensile forces between the anchor rod 12th and the functional parts 18, 20.

Um im Bereich der Verbindungsabschnitte 14, 16 Gewinde 26, 28 einschneiden oder einfurchen zu können, ist der Ankerstab 12 im Bereich der Verbindungsabschnitte 14, 16 kreiszylinderförmig ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform ist der Ankerstab 12 konusförmig ausgebildet und verjüngt sich zu seinem axialen Ende hin geringfügig. In einer weiteren alternativen Ausführungsform hat der Ankerstab 12 im Bereich seiner Verbindungsabschnitte 14, 16 keinen kreisrunden Querschnitt, sondern weist beispielsweise gegenüberliegende Abflachungen auf. Zum Einschneiden oder Einfurchen der Gewinde 26, 28 und damit zum Verbinden des Ankerstabs 12 mit dem Funktionsteil 18, 20 reicht es prinzipiell aus, wenn der Verbindungsabschnitt 14, 16 wenigstens ein im Wesentlichen glattes, konus- oder kreiszylinderförmiges Oberflächensegment aufweist, wobei unter einem glatten Oberflächensegment insbesondere ein bei der Ankerstab-Fertigung ursprünglich gewindefreies Oberflächensegment zu verstehen ist.In order to be able to cut or furrow threads 26, 28 in the region of the connecting sections 14, 16, the anchor rod 12 is formed in the shape of a circular cylinder in the region of the connecting sections 14, 16. In an alternative embodiment, the anchor rod 12 is cone-shaped and tapered slightly towards its axial end. In a further alternative embodiment, the anchor rod 12 in the region of its connecting portions 14, 16 has no circular cross-section, but instead has, for example, opposite flattenings. For cutting or unraveling of the threads 26, 28 and thus for connecting the anchor rod 12 with the functional part 18, 20, it is sufficient in principle if the connecting portion 14, 16 at least one substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segment, wherein under a smooth Surface segment is to be understood in particular in the anchor rod manufacturing originally thread-free surface segment.

Der Ankerstab 12 aus Kunststoff ist das Kernstück der Ankerbaugruppe 10 und verankert nach deren Endmontage beispielsweise eine Tunnel- oder Stollenwand in einem den Tunnel oder Stollen umgebenden Untergrund oder Gestein. Der Ankerstab 12 wird bei dieser Rückverankerung der Tunnel- oder Stollenwand mitunter erheblichen Zugbelastungen ausgesetzt. Um diese Zugbelastungen problemlos aufnehmen zu können, ist der Ankerstab 12 gemäß Figur 1 aus faserverstärktem, genauer aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Ein Ankerstab 12 aus faserverstärktem Kunststoff bietet den Vorteil, dass er die hohen Ankerzugkräfte problemlos aufnehmen kann, wohingegen seine Druck- und Scherfestigkeit eher gering ist. Aufgrund dieser geringen Druck- und Scherfestigkeit lässt sich der Ankerstab 12 und damit letztlich die gesamte Ankerbaugruppe 10 bei einer Vergrößerung des Tunnel- bzw. Stollenquerschnitts relativ leicht zerstören, ohne dass die Baumaschinen zur Erweiterung des Tunnels bzw. Stollens beschädigt werden. Verglichen mit Ankerstäben 12 aus Stahl, weist der Ankerstab 12 aus Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, außerdem Vorteile bei Materialkosten und Gewicht auf.The anchor rod 12 made of plastic is the core of the anchor assembly 10 and anchored after their final assembly, for example, a tunnel or tunnel wall in a surrounding the tunnel or galleries underground or rock. The anchor rod 12 is sometimes exposed to considerable tensile loads in this back anchoring of the tunnel or tunnel wall. To accommodate these tensile loads easily, the anchor rod 12 is according to FIG. 1 made of fiber-reinforced, more specifically made of glass fiber reinforced plastic. An anchor rod 12 made of fiber-reinforced plastic has the advantage that it can absorb the high Ankerzugkräfte easily, whereas its compressive and shear strength is rather low. Due to this low compressive and shear strength, the anchor rod 12 and thus ultimately the entire anchor assembly 10 can be relatively easily destroyed at an enlargement of the tunnel or tunnel cross-section, without the construction machinery for extending the tunnel or tunnel are damaged. Compared with anchor rods 12 made of steel, the anchor rod 12 made of plastic, especially fiber-reinforced plastic, also has advantages in material costs and weight.

Abgesehen vom Ankerstab 12 aus Kunststoff umfasst die Ankerbaugruppe 10 gemäß Figur 1 noch das Funktionsteil 18, welches als Antriebselement 29 mit einer Antriebsgeometrie 30 zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Ankerbaugruppe 10 ausgeführt ist, sowie das als Bohrkrone 32 ausgebildete Funktionsteil 20. Die Ankerbaugruppe 10 ist somit eine selbstbohrende Ankerbaugruppe 10.Apart from the anchor rod 12 made of plastic, the armature assembly 10 according to FIG. 1 nor the functional part 18, which is designed as a drive element 29 with a drive geometry 30 for applying a torque to the armature assembly 10, and designed as a drill bit 32 functional part 20. The armature assembly 10 is thus a self-drilling anchor assembly 10th

Konkret ist das Antriebselement 29 eine hülsenförmige Mutter, die bis zu einem axialen Anschlag 34 mit dem Ankerstab 12 verschraubt und durch das Schneidgewinde 22 an ihm befestigt ist. Hingegen ist der Verbindungsabschnitt 16 der Bohrkrone 32 ein Gewindestab, der bis zum Kontakt eines axialen Anschlags 36 der Bohrkrone 32 mit einer Stirnwand 38 des Ankerstabs 12 in diesen eingeschraubt und durch das Schneidgewinde 24 an ihm befestigt ist.Specifically, the drive element 29 is a sleeve-shaped nut which is bolted to an axial stop 34 with the anchor rod 12 and secured by the cutting thread 22 to him. On the other hand, the connecting portion 16 of the drill bit 32 is a threaded rod which is screwed into contact with an end wall 38 of the anchor rod 12 until it contacts an axial stop 36 of the drill bit 32 and is fastened to it by the cutting thread 24.

Dementsprechend kann also das Schneidgewinde 22 ein Innengewinde und das eingeschnittene oder eingefurchte Gewinde 26 ein Außengewinde sein, wie dies bei der Verbindung zwischen dem Antriebselement 29 und dem Ankerstab 12 beispielhaft dargestellt ist; oder das Schneidgewinde 24 ist ein Außengewinde und das eingeschnittene oder eingefurchte Gewinde 28 ein Innengewinde, wie dies beispielhaft bei der Verbindung zwischen der Bohrkrone 32 und dem Ankerstab 12 dargestellt ist.Accordingly, therefore, the cutting thread 22, an internal thread and the cut or grooved thread 26 may be an external thread, as exemplified in the connection between the drive member 29 and the anchor rod 12; or the cutting thread 24 is an external thread and the cut or grooved thread 28 is an internal thread, as exemplified in the connection between the drill bit 32 and the anchor rod 12.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine perspektivische Detailansicht bzw. eine axiale Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des als Antriebselement 29 ausgebildeten Funktionsteils 18. Dabei ist die Antriebsgeometrie 30 zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Ankerbaugruppe 10 gut zu erkennen. Die Antriebsgeometrie 30 des Antriebselements 29 ist komplementär zur Antriebsgeometrie eines (nicht dargestellten) Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubaufsatzes einer Bohrmaschine ausgebildet, sodass das Werkzeug über das Antriebselement 29 den Ankerstab 12 und über den Ankerstab 12 schließlich die Bohrkrone 32 in Umfangsrichtung antreiben kann. Demzufolge muss die Antriebsgeometrie 30 so ausgeführt sein, dass sie möglichst ohne Schlupf ein vom Werkzeug aufgebrachtes Drehmoment auf die Ankerbaugruppe 10 übertragen kann. Im Übrigen ist die Antriebsgeometrie 30 frei wählbar.The FIGS. 2 and 3 show a detailed perspective view or an axial plan view of a first embodiment of the drive element 29 formed as a functional part 18. In this case, the drive geometry 30 for applying a torque to the armature assembly 10 can be clearly seen. The drive geometry 30 of the drive element 29 is complementary to the drive geometry of a (not shown) tool, such as a screw attachment of a drill designed so that the tool via the drive member 29, the anchor rod 12 and the anchor rod 12 finally the drill bit 32 can drive in the circumferential direction. Consequently, the drive geometry 30 must be designed such that it can transfer a torque applied by the tool to the armature assembly 10 as far as possible without slippage. Incidentally, the drive geometry 30 is freely selectable.

Die Figur 4 zeigt eine Seitenansicht und die Figur 5 einen Schnitt V-V des Funktionsteils 18 gemäß Figur 2.The FIG. 4 shows a side view and the FIG. 5 a section VV of the functional part 18 according to FIG. 2 ,

Im Schnitt gemäß Figur 5 wird deutlich, dass das als Antriebselement 29 ausgebildete Funktionsteil 18 das als Innengewinde ausgeführte Schneidgewinde 22 aufweist. Dieses Schneidgewinde 22 ist als Spitzgewinde ausgeführt, um mit geringem Kraftaufwand ein (Außen-)Gewinde in den Verbindungsabschnitt 14 des Ankerstabs 12 schneiden oder furchen zu können. In den Figuren 9 und 11 (siehe Detailausschnitt) sind Beispiele für die Gewindegeometrie eines Spitzgewindes dargestellt.On average according to FIG. 5 It is clear that the trained as a drive element 29 functional part 18 has the internal thread running as cutting thread 22. This cutting thread 22 is designed as a pointed thread to cut with little effort an (external) thread in the connecting portion 14 of the anchor rod 12 or can furrow. In the Figures 9 and 11 (see detail) examples of the thread geometry of a pointed thread are shown.

In einem Gewindedetail A der Figur 5 ist eine Gewindetiefe t, eine Gewindesteigung h sowie ein Flankenwinkel α eingezeichnet. Über die Gewindetiefe t, welche vorzugsweise in der Größenordnung von 0,5 mm bis 1,5 mm, besonders bevorzugt bei etwa 1 mm liegt, und die Gewindesteigung h, welche vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 5 mm liegt, können die übertragbaren Kräfte und Momente zwischen dem Funktionsteil 18 und dem Ankerstab 12 festgelegt werden.In a thread detail A of the FIG. 5 is a thread depth t, a thread pitch h and a flank angle α drawn. About the thread depth t, which is preferably in the order of 0.5 mm to 1.5 mm, more preferably about 1 mm, and the thread pitch h, which is preferably in the order of about 5 mm, the transferable forces and Moments between the functional part 18 and the anchor rod 12 are determined.

In der ersten Ausführungsform des Funktionsteils 18 gemäß den Figuren 2 bis 6 ist der Flankenwinkel α des Schneidgewindes 22 konstant und liegt in einem Bereich von 10° ≤ α ≤ 40°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 20° ≤ α ≤ 30°. Bei einem Flankenwinkel α in dieser Größenordnung hat sich herausgestellt, dass sich das Gewinde 26 im Kunststoff-Ankerstab 12 gut einschneiden bzw. einfurchen lässt, insbesondere dann, wenn das Schneidgewinde 22 aus Metall, vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist.In the first embodiment of the functional part 18 according to the FIGS. 2 to 6 the flank angle α of the cutting thread 22 is constant and is in a range of 10 ° ≤ α ≤ 40 °, particularly preferably in a range of 20 ° ≤ α ≤ 30 °. At a flank angle α of this order of magnitude, it has been found that the thread 26 in the plastic anchor rod 12 can be cut or furrowed well, in particular when the cutting thread 22 is made of metal, preferably of steel.

Die Figur 5 umfasst ein weiteres Detail B, welches ein axiales Endes des Funktionsteils 18 vergrößert darstellt. In diesem Detail sind der axiale Anschlag 34 sowie eine anschließende Dichtungskontur 35 des Funktionsteils 18 gut zu erkennen.The FIG. 5 includes a further detail B, which represents an axial end of the functional part 18 enlarged. In this detail, the axial stop 34 and a subsequent sealing contour 35 of the functional part 18 are clearly visible.

Die Figur 6 zeigt einen Längsschnitt VI-VI durch das Funktionsteil 18 gemäß Figur 5, wobei das Funktionsteil 18 bereits auf ein axiales Endes, genauer auf den Verbindungsabschnitt 14 des Ankerstabs 12 aufgeschraubt ist. Die Stirnwand 38 des Ankerstabs 12 liegt hierbei am Anschlag 34 des Funktionsteils 18 an, sodass sich das Antriebselement 29 nicht weiter in Montagerichtung auf den Ankerstab 12 aufdrehen lässt. Wird weiterhin ein Drehmoment in Montagerichtung aufgebracht, wie z.B. beim Herstellen des Bohrlochs für die selbstbohrende Ankerbaugruppe 10, so nimmt das Funktionsteil 18 den Ankerstab 12 in Drehrichtung mit.The FIG. 6 shows a longitudinal section VI-VI through the functional part 18 according to FIG. 5 , wherein the functional part 18 is already screwed on an axial end, more precisely on the connecting portion 14 of the anchor rod 12. The end wall 38 of the anchor rod 12 is in this case on the stop 34 of the functional part 18, so that the drive element 29 can not turn on in the mounting direction on the anchor rod 12. Furthermore, if a torque is applied in the mounting direction, such as when producing the borehole for the self-drilling anchor assembly 10, the functional part 18 takes the anchor rod 12 in the direction of rotation.

In Figur 6 ist darüber hinaus auch ein Dichtring 40 zu sehen, der im Bereich der Dichtungskontur 35 axial zwischen dem Funktionsteils 18 und der Stirnwand 38 des Ankerstabs 12 angeordnet ist, um zwischen dem Funktionsteil 18 und dem Ankerstab 12 abzudichten.In FIG. 6 In addition, a sealing ring 40 can also be seen, which in the region of the sealing contour 35 axially between the functional part 18 and the end wall 38 of the anchor rod 12 is arranged to seal between the functional part 18 and the anchor rod 12.

Eine solche Abdichtung ist insbesondere in einer zweiten Ausführungsform des Funktionsteils 18 vorteilhaft, die in den Figuren 7 bis 10 dargestellt ist. Da die zweite Ausführungsform des Funktionsteils 18 der ersten Ausführungsform strukturell sehr ähnlich ist, wird diesbezüglich explizit auf die vorangegangene Beschreibung der Figuren 2 bis 6 verwiesen und im Folgenden lediglich auf Unterschiede genauer eingegangen.Such a seal is particularly advantageous in a second embodiment of the functional part 18, which in the FIGS. 7 to 10 is shown. Since the second embodiment of the functional part 18 of the first embodiment is structurally very similar, is in this regard explicitly to the preceding description of FIGS. 2 to 6 referred to and discussed below only differences.

Die Figuren 7 und 8 zeigen, analog zu den Figuren 2 und 5, eine perspektivische Ansicht bzw. einen Längsschnitt durch das Funktionsteil 18 gemäß der zweiten Ausführungsform.The FIGS. 7 and 8 show, analogous to the Figures 2 and 5 , A perspective view and a longitudinal section through the functional part 18 according to the second embodiment.

Insbesondere anhand des Gewindedetails A der Figur 8 fällt auf, dass das Schneidgewinde 22 im Unterschied zur ersten Ausführungsform im Bereich seiner Gewindespitze 42 einen ersten Flankenwinkel α1 und radial daran anschließend einen zweiten Flankenwinkel α2 aufweist, wobei gilt α2 > α1. Die Flankenwinkel α1, α2 liegen dabei vorzugsweise in den Bereichen 10° ≤ α1 ≤ 30° und 40° ≤ α2 ≤ 60°. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt der Flankenwinkel α1 ≈ 20° und der Flankenwinkel α2 ≈50°.In particular, based on the thread detail A of FIG. 8 It is noticeable that, in contrast to the first embodiment, the cutting thread 22 has a first flank angle α 1 in the region of its thread crest 42 and a second flank angle α 2 radially thereafter, where α 2 > α 1 . The flank angles α 1 , α 2 are preferably in the ranges 10 ° ≤ α 1 ≤ 30 ° and 40 ° ≤ α 2 ≤ 60 °. In a particularly preferred embodiment, the flank angle α 1 ≈ 20 ° and the flank angle α 2 ≈50 °.

Wird nun das Funktionsteil 18 auf den Verbindungsabschnitt 14 des Ankerstabs 12 aufgedreht, so greifen der Ankerstab 12 und das Funktionsteil 18 im Bereich des ersten Flankenwinkel α1 formschlüssig ineinander und bilden im Bereich des zweiten Flankenwinkel α2 einen Hohlraum 44 aus.If now the functional part 18 is turned onto the connecting section 14 of the anchor rod 12, the anchor rod 12 and the functional part 18 engage one another positively in the area of the first flank angle α 1 and form a cavity 44 in the region of the second flank angle α 2 .

Die Figur 9 zeigt zur Verdeutlichung der Verbindung zwischen dem Ankerstab 12 und dem Funktionsteil 18 gemäß der zweiten Ausführungsform ein stark vergrößertes Detail dieser Verbindung im Bereich eines Gewindezahns.The FIG. 9 shows to illustrate the connection between the anchor rod 12 and the functional part 18 according to the second embodiment, a greatly enlarged detail of this compound in the region of a thread tooth.

Die Gewindesteigung h ist üblicherweise etwas größer gewählt als in der ersten Ausführungsform des Funktionsteils 18 und liegt in der Größenordnung von etwa 10 mm. Die Gewindetiefe t des Schneidgewindes 22 setzt sich in der zweiten Ausführungsform des Funktionsteils 18 aus einem Abschnitt t1 mit dem Flankenwinkel α1 und einem Abschnitt t2 mit einem Flankenwinkel α2 zusammen. In den Verbindungsabschnitt 14 des Ankerstabs 12 schneidet im Wesentlichen nur der Gewindeteil mit dem Flankenwinkel α1 ein. Der radiale Abschnitt t1 der Gewindetiefe t ist daher vergleichbar mit der Gewindetiefe t der ersten Ausführungsform und liegt somit ebenfalls in der Größenordnung von 0,5 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise bei etwa 0,5 mm. Der radiale Abschnitt t2 der Gewindetiefe t des Schneidgewindes 22 liegt in der Größenordnung von 1,5 mm bis 2,5 mm und dient im Wesentlichen als Abstandshalter zwischen dem Ankerstab 12 und dem als Gewindemutter ausgebildeten Funktionsteil 18, sodass der Ankerstab 12 und das Funktionsteil 18 nach der Montage konzentrisch ausgerichtet sind.The thread pitch h is usually selected slightly larger than in the first embodiment of the functional part 18 and is of the order of about 10 mm. In the second embodiment of the functional part 18, the thread depth t of the cutting thread 22 is composed of a section t 1 having the flank angle α 1 and a section t 2 having a flank angle α 2 . In the connecting portion 14 of the anchor rod 12 cuts substantially only the threaded portion with the flank angle α 1 a. The radial portion t 1 of Thread depth t is therefore comparable to the thread depth t of the first embodiment and is therefore also in the order of 0.5 mm to 1.5 mm, preferably about 0.5 mm. The radial section t 2 of the thread depth t of the cutting thread 22 is in the order of 1.5 mm to 2.5 mm and serves essentially as a spacer between the anchor rod 12 and the trained as a threaded nut functional part 18, so that the anchor rod 12 and the functional part 18 are aligned concentrically after assembly.

In Ausführungsformen, bei denen der Verbindungsabschnitt 14 des Ankerstabs 12 eine insgesamt kreiszylinderförmige (oder leicht konische) Oberfläche aufweist, weist der Hohlraum 44 nach der Montage des Funktionsteils 18 am Ankerstab 12 eine Spiral- oder Schraubenform auf.In embodiments in which the connecting portion 14 of the anchor rod 12 has a generally circular cylindrical (or slightly conical) surface, the cavity 44 after assembly of the functional part 18 on the anchor rod 12 has a spiral or helical shape.

Dieser Hohlraum 44 wird in der zweiten Ausführungsform des Funktionsteils 18 nach dem Aufschrauben des Funktionsteils 18 auf den Ankerstab 12 mit einem Klebstoff 46 befüllt, um die Haftung zwischen dem Ankerstab 12 und dem Funktionsteil 18 zu erhöhen. Somit können zwischen dem Ankerstab 12 und dem Funktionsteil 18 noch höhere Kräfte und Momente übertragen werden als bei einer reinen Gewindeverbindung.This cavity 44 is filled in the second embodiment of the functional part 18 after screwing the functional part 18 on the anchor rod 12 with an adhesive 46 in order to increase the adhesion between the anchor rod 12 and the functional part 18. Thus, even higher forces and moments can be transmitted between the anchor rod 12 and the functional part 18 as in a pure threaded connection.

Um den Klebstoff 46 nach der Montage des Funktionsteils 18 am Ankerstab 12 in den Hohlraum 44 einbringen zu können, weist das Funktionsteil 18 im Bereich des Hohlraums 44 eine Öffnung 48 zum Befüllen des Hohlraums 44 mit Klebstoff 46 auf (vgl. Figuren 7 und 8).In order to be able to introduce the adhesive 46 into the cavity 44 on the anchor rod 12 after the functional part 18 has been mounted, the functional part 18 has an opening 48 in the region of the cavity 44 for filling the cavity 44 with adhesive 46 (cf. FIGS. 7 and 8 ).

Beim Einpressen des Klebstoffs 46 in den Hohlraum 44 verhindert der Dichtring 40 (vgl. Figur 6), dass der Klebstoff 46 im Bereich des Anschlags 34 an der Stirnwand 38 des Ankerstabs 12 aus dem Hohlraum 44 austritt. Die Öffnung 48 ist gemäß den Figuren 7 und 8 nahe am Anschlag 34 und damit an einem axialen Ende des schraubenförmigen Hohlraums 44 vorgesehen. Der Hohlraum 44 füllt sich beim Einbringen des flüssigen Klebstoffs 46 also schraubenförmig in axialer Richtung, gemäß Figur 8 beispielhaft von rechts nach links. Um die Befüllung mit Klebstoff 46 zu erleichtern, ist es denkbar, dass an dem der Öffnung 48 entgegengesetzten Hohlraumende eine weitere, vorzugsweise kleinere Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, durch die das vom Klebstoff 46 verdrängte Luftvolumen entweichen kann.When the adhesive 46 is pressed into the cavity 44, the sealing ring 40 (see FIG. FIG. 6 ) that the adhesive 46 in the region of the stop 34 on the end wall 38 of the anchor rod 12 exits from the cavity 44. The opening 48 is in accordance with FIGS. 7 and 8 close to the stop 34 and thus provided at one axial end of the helical cavity 44. The cavity 44 fills up when inserting the liquid adhesive 46 so helically in the axial direction, according to FIG. 8 exemplary from right to left. In order to facilitate the filling with adhesive 46, it is conceivable that a further, preferably smaller vent opening is provided at the cavity end opposite the opening 48, through which the volume of air displaced by the adhesive 46 can escape.

Die Figur 10 zeigt eine Seitenansicht des als Bohrkrone 32 ausgebildeten Funktionsteils 20. Die Bohrkrone 32 umfasst einen Bohrabschnitt 50 sowie einen Verbindungsabschnitt 52 zum Befestigen der Bohrkrone 32 am Ankerstab 12, genauer am Verbindungsabschnitt 16 des Ankerstabs 12 (vgl. Figuren 1 und 11).The FIG. 10 shows a side view of the drill bit 32 formed as functional part 20. The drill bit 32 includes a drill portion 50 and a connecting portion 52 for fixing the drill bit 32 on the anchor rod 12, more precisely on the connecting portion 16 of the anchor rod 12 (see. FIGS. 1 and 11 ).

Der Verbindungsabschnitt 52 der Bohrkrone 32 weist nach der Bohrkronen-Fertigung das Schneidgewinde 24 zum Schneiden oder Furchen des Gewindes 28 in den Verbindungsabschnitt 16 des Ankerstabs 12 auf, wobei der Ankerstab 12 nach einer Montage der Bohrkrone 32 im Bereich seines Verbindungsabschnitts 16 ein mit dem Schneidgewinde 24 der Bohrkrone 32 zusammenwirkendes, eingeschnittenes oder eingefurchtes Gewinde 28 zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen Ankerstab 12 und Bohrkrone 32 aufweist (Figuren 1 und 11). Der Verbindungsabschnitt 16 des Ankerstabs 12 weist dabei analog zum oben beschriebenen Verbindungsabschnitt 14 nach der Ankerstab-Fertigung wenigstens ein im Wesentlichen glattes, das heißt insbesondere gewindefreies, konus- oder kreiszylinderförmiges Oberflächensegment auf. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 11 ist sogar der gesamte Verbindungsabschnitt 16 des Ankerstabs 12 kreiszylinderförmig bzw. wie in Figur 11 zu sehen leicht konisch zulaufend ausgebildet.The connecting portion 52 of the drill bit 32 has after the bit fabrication the cutting thread 24 for cutting or furrows of the thread 28 in the connecting portion 16 of the anchor rod 12, wherein the anchor rod 12 after mounting the drill bit 32 in the region of its connecting portion 16 with the cutting thread 24 of the drill bit 32 has cooperating, cut or grooved thread 28 for transmitting torque and / or tensile forces between anchor rod 12 and drill bit 32 ( FIGS. 1 and 11 ). The connecting portion 16 of the anchor rod 12 has analogous to the above-described connecting portion 14 after the anchor rod production at least one substantially smooth, ie in particular thread-free, conical or circular cylindrical surface segment. In the embodiment according to the FIGS. 1 and 11 even the entire connecting portion 16 of the anchor rod 12 is circular cylindrical or as in FIG. 11 to see slightly tapered design.

Im Unterschied zum Funktionsteil 18 mit Innengewinde weist das Funktionsteil 20 ein Außengewinde als Schneidgewinde 24 auf. Der Ankerstab 12 ist zumindest im Bereich seines Verbindungsabschnitts 16 hohl, sodass das als Außengewinde ausgebildete Schneidgewinde 24 der Bohrkrone 32 ein Innengewinde in den Verbindungsabschnitt 16 des Ankerstabs 12 einschneidet oder einfurcht.In contrast to the functional part 18 with internal thread, the functional part 20 has an external thread as a cutting thread 24. The anchor rod 12 is hollow at least in the region of its connecting portion 16, so that the cutting thread 24 formed as an external thread of the drill bit 32 cuts or fills an internal thread in the connecting portion 16 of the anchor rod 12.

Die Figur 11 zeigt ein schematisches Schnittdetail der Ankerbaugruppe 10 im Bereich des als Bohrkrone 32 ausgebildeten Funktionsteils 20. Eine nochmalige Vergrößerung im Bereich des Schneidgewindes 24 der Figur 11 macht deutlich, dass das Schneidgewinde 24 im Wesentlichen dem Schneidgewinde 22 des Funktionsteils 18 in seiner ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 2 bis 6 entspricht, sodass bezüglich der Gewindedetails und Gewindeparameter auf die Beschreibung des Schneidgewindes 22 gemäß der ersten Ausführungsform des Funktionsteils 18 verwiesen wird.The FIG. 11 shows a schematic sectional detail of the armature assembly 10 in the region of the formed as a drill bit 32 functional part 20. A renewed increase in the region of the cutting thread 24 of FIG. 11 makes it clear that the cutting thread 24 is substantially the cutting thread 22 of the functional part 18 in its first embodiment according to the FIGS. 2 to 6 corresponds so that with respect to the thread details and thread parameters on the description of the cutting thread 22 according to the first embodiment of the functional part 18 is referenced.

Obwohl nicht dargestellt, kann selbstverständlich auch das Schneidgewinde 24 entsprechend dem Schneidgewinde 22 des Funktionsteils 18 in seiner zweiten Ausführungsform ausgebildet sein. Da das Schneidgewinde 24 jedoch ein Außengewinde ist, müsste eine Öffnung zum Befüllen des entstehenden Hohlraums jedoch im Bereich des eingeschnittenen oder eingefurchten Gewindes 28 des Ankerstabs 12 ausgebildet werden.Although not shown, of course, the cutting thread 24 may be formed according to the cutting thread 22 of the functional part 18 in its second embodiment. However, since the cutting thread 24 is an external thread, an opening for filling the resulting cavity would have to be formed in the region of the cut or grooved thread 28 of the anchor rod 12.

Falls, wie in Figur 11 dargestellt, zusätzlich eine separate Hülse 54 vorgesehen ist, die den Ankerstab 12 im Bereich seines Verbindungsabschnitts 16 umschließt, müsste die Öffnung zum Befüllen des Hohlraums mit Klebstoff gegebenenfalls auch in der Hülse 54 vorgesehen werden.If, as in FIG. 11 shown, in addition, a separate sleeve 54 is provided, which surrounds the anchor rod 12 in the region of its connecting portion 16, the opening would have to be provided for filling the cavity with adhesive optionally in the sleeve 54.

Die Figur 11 zeigt die Ankerbaugruppe 10, insbesondere für den Berg- und Tunnelbau, umfassend die Bohrkrone 32 mit ihrem Bohrabschnitt 50 und ihrem Verbindungsabschnitt 52, sowie den Ankerstab 12 aus Kunststoff, der sich längs der Ankerachse X erstreckt und im Bereich eines axialen Stabendes den Verbindungsabschnitt 16 zum Befestigen der Bohrkrone 32 aufweist.The FIG. 11 shows the armature assembly 10, in particular for mining and tunneling, comprising the drill bit 32 with its bore portion 50 and its connecting portion 52, and the anchor rod 12 made of plastic, which extends along the armature axis X and in the region of an axial rod end of the connecting portion 16 to Attaching the drill bit 32 has.

Gemäß Figur 11 ist dabei ein Außendurchmesser d32A der Bohrkrone 32 höchstens 20 %, insbesondere höchstens 10 %, und/oder höchstens 10 mm größer als ein Außendurchmesser d12A des Ankerstabs 12 am Verbindungsabschnitt 16. Besonders bevorzugt beträgt die Differenz der Außendurchmesser d32A und d12A der Bohrkrone 32 und des Ankerstabs 12 im Bereich seines Verbindungsabschnitts 16 sogar höchstens 8 mm, insbesondere höchstens 6 mm. Aufgrund dieser geringen Differenz entsteht beim Setzen des Ankers ein Bohrloch, das lediglich einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als der Ankerstab 12. Die Bohrung geht aufgrund des geringen Bohrdurchmessers somit schneller, energiesparender und unter geringerer Komponentenbeanspruchung der Ankerbaugruppe 10 vonstatten. Ein weiterer Vorteil dieses kleinen Durchmesserunterschieds ist der geringere Bedarf an Füllmaterial, mit dem der beim Bohren entstehende Ringraum zwischen dem Ankerstab 12 und dem den Ankerstab 12 umgebenden Untergrund verfüllt werden muss.According to FIG. 11 is an outer diameter d 32A of the drill bit 32 at most 20%, in particular at most 10%, and / or at most 10 mm larger than an outer diameter d 12A of the anchor rod 12 at the connecting portion 16. Particularly preferably, the difference of the outer diameter d 32A and d 12A of Drill bit 32 and the anchor rod 12 in the region of its connecting portion 16 even at most 8 mm, in particular at most 6 mm. Due to this small difference arises when setting the anchor a borehole, which has only a slightly larger diameter than the anchor rod 12. The bore is due to the small diameter drill thus faster, energy-saving and less component stress of the armature assembly 10 vonstatten. Another advantage of this small difference in diameter is the lower need for filling material, with which the resulting during drilling annulus between the anchor rod 12 and the anchor rod 12 surrounding substrate must be filled.

Die separate Hülse 54 umschließt gemäß Figur 11 den Ankerstab 12 im Bereich seines Verbindungsabschnitts 16, wobei der Außendurchmesser d32A der Bohrkrone 32 größer ist als ein Außendurchmesser d54A der Hülse 54. Die Differenz der Außendurchmesser d32A und d54A der Bohrkrone 32 und der Hülse 54 beträgt vorzugsweise höchstens 6 mm, besonders bevorzugt höchstens 3 mm.The separate sleeve 54 encloses according to FIG. 11 the anchor rod 12 in the region of its connecting portion 16, wherein the outer diameter d 32A of the drill bit 32 is greater than an outer diameter d 54A of the sleeve 54. The difference of the outer diameter d 32A and d 54A of the drill bit 32 and the sleeve 54 is preferably at most 6 mm, more preferably at most 3 mm.

Die Hülse 54 selbst weist eine Wandstärke von maximal 2 mm, insbesondere maximal 1 mm auf. Sie ist mit einer Presspassung am Ankerstab 12 unverlierbar befestigt und somit axial in ihrer Lage fixiert. Infolge der Presspassung sowie der Ausbildung der Hülse 54 als geschlossener Ring verhindert die Hülse 54 eine radiale Aufweitung oder gar ein axiales Einreißen des Ankerstabs 12 beim Eindrehen der Bohrkrone 32. Somit trägt die Hülse 54 zu einer Verstärkung der Verbindung zwischen Bohrkrone 32 und Ankerstab 12 in Bezug auf die aufnehmbaren Kräfte und Momente bei.The sleeve 54 itself has a wall thickness of not more than 2 mm, in particular not more than 1 mm. It is captively fixed with an interference fit on the anchor rod 12 and thus axially fixed in position. Due to the interference fit and the formation of the sleeve 54 as a closed ring, the sleeve 54 prevents radial expansion or even axial tearing of the anchor rod 12 when screwing the drill bit 32. Thus, the sleeve 54 contributes to a reinforcement of the connection between the drill bit 32 and anchor rod 12 in Regarding the absorbable forces and moments.

Um die in der Hülse 54 auftretenden Ringspannungen problemlos aufnehmen zu können, ist die Hülse 54 in der Regel als Metallhülse, insbesondere als Stahlhülse ausgebildet.To be able to easily absorb the ring stresses occurring in the sleeve 54, the sleeve 54 is generally designed as a metal sleeve, in particular as a steel sleeve.

In Bezug auf die Bohrkrone 32 ist zumindest der Bohrabschnitt 50, vorzugsweise jedoch die gesamte Bohrkrone 32 inklusive des Schneidgewindes 24 aus Metall, insbesondere aus Stahl hergestellt.With regard to the drill bit 32, at least the drill section 50, but preferably the entire drill bit 32, including the cutting thread 24, is made of metal, in particular of steel.

Gemäß Figur 11 ist der Verbindungsabschnitt 52 der Bohrkrone 32 ein Gewindestab, der bis zum Kontakt eines axialen Anschlags 36 der Bohrkrone 32 mit der Stirnwand 38 des Ankerstabs 12 in den hohlen Ankerstab 12 eingeschraubt und durch das Schneidgewinde 24 an ihm befestigt ist. Der axiale Anschlag 36 der Bohrkrone 32 wird dabei vorzugsweise durch den sowieso vorhandenen, radialen Versatz zwischen dem Verbindungsabschnitt 52 und dem Bohrabschnitt 50 gebildet. Die Bohrkrone 32 ist vorzugsweise ausschließlich durch das Schneidgewinde 24 und das Gewinde 28 am Ankerstab 12 befestigt. Um diese Verbindung zwischen der Bohrkrone 32 und dem Ankerstab 12 zu verstärken, kann optional zusätzlich die Hülse 54 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung zwischen der Bohrkrone 32 und dem Ankerstab 12 auch dadurch verstärkt werden, dass das Schneidgewinde 24 der Bohrkrone 32 entsprechend dem Schneidgewinde 22 in der zweiten Ausführungsform des Funktionsteils 18 gemäß den Figuren 7 bis 9 ausgebildet und ein entstehender Hohlraum 44 mit Klebstoff 46 gefüllt ist.According to FIG. 11 is the connecting portion 52 of the drill bit 32, a threaded rod which is screwed to the contact of an axial stop 36 of the drill bit 32 with the end wall 38 of the anchor rod 12 in the hollow anchor rod 12 and secured by the cutting thread 24 to him. The axial stop 36 of the drill bit 32 is preferably formed by the anyway existing, radial offset between the connecting portion 52 and the drill portion 50. The drill bit 32 is preferably fastened exclusively to the anchor rod 12 by the cutting thread 24 and the thread 28. In order to reinforce this connection between the drill bit 32 and the anchor rod 12, optionally the sleeve 54 may be provided. Alternatively or additionally, the connection between the drill bit 32 and the anchor rod 12 can also be reinforced by the cutting thread 24 of the drill bit 32 corresponding to the cutting thread 22 in the second embodiment of the functional part 18 according to FIGS FIGS. 7 to 9 formed and a resulting cavity 44 is filled with adhesive 46.

Die Ankerbaugruppe 10 gemäß Figur 1 weist folglich zwischen dem Ankerstab 12 und den Funktionsteilen 18, 20 Verbindungen auf, die große Kräfte und Momente aufnehmen können, sodass sich die Ankerbaugruppe 10 hervorragend als selbstbohrende Ankerbaugruppe 10 einsetzen lässt. Darüber hinaus ist die Herstellung der Ankerbaugruppe 10 gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren einfach und mit minimalem Ausschussanteil möglich:

  • In einem ersten Verfahrensschritt wird der Ankerstab 12 gefertigt, der im Bereich wenigstens eines axialen Stabendes den Verbindungsabschnitt 14, 16 mit wenigstens einem, im Wesentlichen glatten, konus- oder kreiszylinderförmigen Oberflächensegment aufweist.
The armature assembly 10 according to FIG. 1 Consequently, between the anchor rod 12 and the functional parts 18, 20 connections, which can accommodate large forces and moments, so that the anchor assembly 10 can be perfectly used as a self-drilling anchor assembly 10. In addition, the manufacture of the armature assembly 10 according to the method described below is possible in a simple manner and with a minimum scrap fraction:
  • In a first method step, the anchor rod 12 is manufactured, which has in the region of at least one axial rod end the connecting portion 14, 16 with at least one, substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segment.

Danach wird das Funktionsteil 18, 20 mit dem Schneidgewinde 22, 24 gefertigt, wobei das Funktionsteil 18, 20 beispielsweise als Antriebselement 29 oder Bohrkrone 32 und das Schneidgewinde 22, 24 als Innengewinde oder Außengewinde ausgebildet sein kann.Thereafter, the functional part 18, 20 is made with the cutting thread 22, 24, wherein the functional part 18, 20, for example, as a drive element 29 or drill bit 32 and the cutting thread 22, 24 may be formed as an internal thread or external thread.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird schließlich das Funktionsteil 18, 20 auf den Ankerstab 12 aufgedreht, wobei sich das Schneidgewinde 22, 24 des Funktionsteils 18, 20 zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen Ankerstab 12 und Funktionsteil 18, 20 in das wenigstens eine konus- oder kreiszylinderförmige Oberflächensegment des Ankerstabs 12 unter Bildung eines eingeschnittenen oder eingefurchten Gewindes 26, 28 einschneidet oder einfurcht.In a further method step, finally, the functional part 18, 20 is turned onto the anchor rod 12, wherein the cutting thread 22, 24 of the functional part 18, 20 for transmitting torques and / or tensile forces between anchor rod 12 and functional part 18, 20 in the at least one cone - or circular cylindrical surface segment of the anchor rod 12 with the formation of an incised or grooved thread 26, 28 cuts or feared.

Das Funktionsteil 18, 20 wird dabei vorzugsweise bis zu einem axialen Anschlag 34, 36 in Montagerichtung auf den Ankerstab 12 aufgedreht. Wird auf das Funktionsteil 18, 20 dann weiter ein Drehmoment in Montagerichtung aufgebracht, so erfolgt eine Drehmomentübertragung auf den Ankerstab 12 bzw. eine zuverlässige Drehmitnahme des Ankerstabs 12, und umgekehrt.The functional part 18, 20 is preferably turned up to an axial stop 34, 36 in the mounting direction on the anchor rod 12. If torque is then applied to the functional part 18, 20 in the mounting direction, torque is transmitted to the armature bar 12 or a reliable rotational drive of the armature bar 12, and vice versa.

Bei geeigneter Geometrie des Ankerstabs 12 und der Funktionsteile 18, 20 bildet sich beim Aufdrehen des Funktionsteils 18, 20 auf den Ankerstab 12 ein schraubenförmiger oder spiralförmiger Hohlraum 44 zwischen dem Ankerstab 12 und dem Funktionsteil 18, 20 aus, welcher in einem abschließenden Schritt des Herstellungsverfahrens der Ankerbaugruppe 10 mit dem Klebstoff 46 befüllt wird.With suitable geometry of the anchor rod 12 and the functional parts 18, 20 forms during screwing of the functional part 18, 20 on the anchor rod 12, a helical or spiral cavity 44 between the anchor rod 12 and the functional part 18, 20, which in a final step of the manufacturing process the armature assembly 10 is filled with the adhesive 46.

In einer speziellen Ausführungsvariante kann vor dem Aufdrehen des Funktionsteils 18, 20 auf den Ankerstab 12 noch eine separate, den Ankerstab 12 im Bereich seines Verbindungsabschnitts 14, 16 umschließende Hülse 54 aufgebracht werden, um die beim Aufdrehen entstehende Gewindeverbindung zwischen dem Funktionsteil 18, 20 und dem Ankerstab 12 zu verstärken.In a special embodiment, prior to turning the functional part 18, 20 on the anchor rod 12 still a separate, the anchor rod 12 in the region of its connecting portion 14, 16 enclosing sleeve 54 are applied to the resulting during unscrewing threaded connection between the functional part 18, 20 and reinforce the tie rod 12.

Zusammenfassend liegen die Vorteile der Ankerbaugruppe 10 gemäß Figur 1 also in einem einfachen Herstellungsverfahren der Ankerbaugruppe 10, einer minimalen Bohrlochgröße der selbstbohrenden Ankerbaugruppe 10 und/oder in robusten Schraubverbindungen innerhalb der Ankerbaugruppe 10, welche hohe Kräfte und Drehmomente aufnehmen bzw. übertragen können.In summary, the advantages of the armature assembly 10 according to FIG. 1 Thus, in a simple manufacturing process of the armature assembly 10, a minimum bore size of the self-drilling anchor assembly 10 and / or in robust screw connections within the armature assembly 10, which can absorb or transmit high forces and torques.

Claims (17)

Ankerbaugruppe, insbesondere für den Berg- und Tunnelbau, umfassend einen Ankerstab (12) aus Kunststoff, der sich längs einer Ankerachse (X) erstreckt und nach der Ankerstab-Fertigung im Bereich wenigstens eines axialen Stabendes einen Verbindungsabschnitt (14, 16) mit wenigstens einem, im wesentlichen glatten, konus- oder kreiszylinderförmigen Oberflächensegment aufweist, sowie
wenigstens ein an dem Verbindungsabschnitt durch eine Gewindeverbindung befestigbares Funktionsteil (18, 20), das sich längs der Ankerachse (X) erstreckt und ein Schneidgewinde (22, 24) zum Schneiden oder Furchen eines Gewindes (26, 28) im Bereich des Verbindungsabschnitts (14, 16) aufweist,
wobei der Ankerstab (12) mit damit verschraubtem Funktionsteil (18, 20) im Bereich des Verbindungsabschnitts (14, 16) ein mit dem Schneidgewinde (22, 24) des Funktionsteils (18, 20) zusammenwirkendes, eingeschnittenes oder eingefurchtes Gewinde (26, 28) zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen dem Ankerstab (12) und dem Funktionsteil (18, 20) aufweist.Anchor assembly, in particular for mining and tunneling, comprising an anchor rod (12) made of plastic, which extends along an anchor axis (X) and after the anchor rod production in the region of at least one axial rod end a connecting portion (14, 16) with at least one , Has substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segment, and
at least one functional part (18, 20) which can be fastened to the connecting section by a threaded connection and which extends along the armature axis (X) and has a cutting thread (22, 24) for cutting or tapping a thread (26, 28) in the region of the connecting section (14 , 16),
wherein the anchor rod (12) with a functional part (18, 20) screwed to it in the region of the connecting section (14, 16) has a cut or furrowed thread (26, 28) cooperating with the cutting thread (22, 24) of the functional part (18, 20) ) for transmitting torques and / or tensile forces between the anchor rod (12) and the functional part (18, 20). Ankerbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerstab (12) aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist.Armature assembly according to claim 1, characterized in that the anchor rod (12) is made of a fiber-reinforced plastic, in particular a glass fiber reinforced plastic. Ankerbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgewinde (22, 24), insbesondere das gesamte Funktionsteil (18, 20), aus Metall hergestellt ist.An armature assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting thread (22, 24), in particular the entire functional part (18, 20), is made of metal. Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgewinde (22, 24) als Spitzgewinde ausgeführt ist.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting thread (22, 24) is designed as a pointed thread. Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgewinde (22, 24) ein Innengewinde und das eingeschnittene oder eingefurchte Gewinde (26, 28) ein Außengewinde ist, oder umgekehrt.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting thread (22, 24) is an internal thread and the cut or grooved thread (26, 28) is an external thread, or vice versa. Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerstab (12) zumindest im Bereich des Verbindungsabschnitts (14, 16) hohl ist.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the anchor rod (12) is hollow, at least in the region of the connecting portion (14, 16). Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgewinde (22, 24) einen konstanten Flankenwinkel α von 10° ≤ α ≤ 40°, insbesondere von 20° ≤ α ≤ 30° aufweist.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting thread (22, 24) has a constant flank angle α of 10 ° ≤ α ≤ 40 °, in particular of 20 ° ≤ α ≤ 30 °. Ankerbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidgewinde (22, 24) im Bereich seiner Gewindespitze (42) einen ersten Flankenwinkel α1 und radial daran anschließend einen zweiten Flankenwinkel α2 mit α2 > α1 aufweist.Armature assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cutting thread (22, 24) in the region of its thread crest (42) has a first flank angle α 1 and radially thereafter a second flank angle α 2 with α 2 > α 1 . Ankerbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Flankenwinkel α1und α2 gilt: 10° ≤ α1 ≤ 30° und 40° ≤ α2 ≤60°.An armature assembly according to claim 8, characterized in that for the flank angles α 1 and α 2 : 10 ° ≤ α 1 ≤ 30 ° and 40 ° ≤ α 2 ≤60 °. Ankerbaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerstab (12) und das Funktionsteil (18, 20) im Bereich des ersten Flankenwinkels α1 formschlüssig ineinandergreifen und im Bereich des zweiten Flankenwinkels α2 einen Hohlraum (44) ausbilden.An armature assembly according to claim 8 or 9, characterized in that the anchor rod (12) and the functional part (18, 20) in the region of the first flank angle α 1 positively engage and form a cavity (44) in the region of the second flank angle α 2 . Ankerbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil (18, 20) im Bereich des Hohlraums (44) eine Öffnung (48) zum Befüllen des Hohlraums (44) mit Klebstoff (46) aufweist.An armature assembly according to claim 10, characterized in that the functional part (18, 20) in the region of the cavity (44) has an opening (48) for filling the cavity (44) with adhesive (46). Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerbaugruppe (10) eine selbstbohrende Ankerbaugruppe (10) und das Funktionsteil (18) ein Antriebselement (29) mit einer Antriebsgeometrie (30) zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Ankerbaugruppe (10) ist.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the armature assembly (10) is a self-drilling anchor assembly (10) and the functional part (18) is a drive element (29) with a drive geometry (30) for applying a torque to the armature assembly (10) , Ankerbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (29) eine insbesondere hülsenförmige Mutter ist, die bis zu einem axialen Anschlag (34) mit dem Ankerstab (12) verschraubt und durch das Schneidgewinde (22) an ihm befestigt ist.An armature assembly according to claim 12, characterized in that the drive element (29) is a particular sleeve-shaped nut, which is bolted to an axial stop (34) with the anchor rod (12) and by the cutting thread (22) attached to it. Ankerbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerbaugruppe (10) eine selbstbohrende Ankerbaugruppe (10) und das Funktionsteil (20) eine Bohrkrone (32) ist.Armature assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the armature assembly (10) is a self-drilling anchor assembly (10) and the functional part (20) is a drill bit (32). Verfahren zur Herstellung einer Ankerbaugruppe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Fertigung eines Ankerstabs (12), der im Bereich wenigstens eines axialen Stabendes einen Verbindungsabschnitt (14, 16) mit wenigstens einem, im wesentlichen glatten, konus- oder kreiszylinderförmigen Oberflächensegment aufweist; b) Fertigung eines Funktionsteils (18, 20) mit einem Schneidgewinde (22, 24); und c) Aufdrehen des Funktionsteils (18, 20) auf den Ankerstab (12), wobei sich das Schneidgewinde (22, 24) des Funktionsteils (18, 20) zur Übertragung von Drehmomenten und/oder Zugkräften zwischen Ankerstab (12) und Funktionsteil (18, 20) in das wenigstens eine konus- oder kreiszylinderförmige Oberflächensegment des Ankerstabs (12) unter Bildung eines eingeschnittenen oder eingefurchten Gewindes (26, 28) einschneidet oder einfurcht. Method for producing an armature assembly (10) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps: a) manufacture of an anchor rod (12) which has in the region of at least one axial rod end a connecting portion (14, 16) with at least one, substantially smooth, conical or circular cylindrical surface segment; b) producing a functional part (18, 20) with a cutting thread (22, 24); and c) Turning the functional part (18, 20) on the anchor rod (12), wherein the cutting thread (22, 24) of the functional part (18, 20) for transmitting torque and / or tensile forces between the tie rod (12) and functional part (18 , 20) into the at least one conical or circular cylindrical surface segment of the anchor rod (12) to form a cut or grooved thread (26, 28) cuts or furrows. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil (18, 20) im Schritt c) bis zu einem axialen Anschlag (34, 36) auf den Ankerstab (12) aufgedreht wird.A method according to claim 15, characterized in that the functional part (18, 20) in step c) is turned up to an axial stop (34, 36) on the anchor rod (12). Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem sich im Schritt c) ein Hohlraum (44) zwischen dem Ankerstab (12) und dem Funktionsteil (18, 20) ausbildet, gekennzeichnet durch einen auf den Schritt c) folgenden Verfahrensschritt d) Befüllen des Hohlraums (44) mit einem Klebstoff (46). A method according to claim 15 or 16, wherein in step c) a cavity (44) is formed between the anchor rod (12) and the functional part (18, 20), characterized by a step following step c) d) filling the cavity (44) with an adhesive (46).
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