NO131948B - - Google Patents

Description

Forankringsbolt.

Oppfinnelsen angår Æorankringsbol-

ter av den art som er forsynt med en av-

lang strekkdel for innføring i borhullet (f.

eks. et hull i leire, fjell, sten eller mur-verk), idet det til en ende av denne del er festet et ekspandertaart festeorgan som står i inngrep med hullets vegger i en stilling som befinner seg i avstand fra den åpne ende av hullet (f. eks. ved eller i nærheten av borhullets bunn, og til den annen ende er festet en kompresj onsskrue som ligger an mot fjellet eller en annen overflate rundt borhullets munning og som utøver et trykk på denne overflate og fortrinnsvis også på den omgivende overflate.

Slike forankringsbolter har mange prak-

tiske anvendelser. De brukes f. eks. ofte i gruver (både i malm- og kullgruver) som takstøtter, og vil i det følgende betegnes som takbolter, uten at oppfinnelsen derved er begrenset til å gjelde hare en takunder-støttelse. Takunderstøttelser er f. eks. nød-vendige når gruveoperasj oner føres i berg-

lag som har vært kraftig revnet og brutt opp, og boltene brukes for å holde eller be-

festige de hrutte lag til det overliggende faste fjell, mens man opparbeider og fjer-

ner revnet sten eller malm. For å oppnå

dette, bores borhull (vanligvis i en dybde av noen få meter) med en bestemt utform-

ning gjennom de brutte lag helt til det faste fjell, derpå innsettes takboltene i hullet og festeorganer anordnet ved bolt-

enden bringes vanligvis til å ekspandere ved omdreining av takbolten for å holde bolten i inngrep med det faste fjell. Kompresj onsskruen blir så trukket til mot

overflaten av det brutte fjell, fortrinsvis ved hjelp av en pneumatisk skiftenøkkel til en bestemt torsjonsbelastning (hvis størrelse er avhengig av den type av fjell som skal opparbeides), hvorved bolten un-

der spenning fester de brutte lag til det faste fjell.

I de nåværende takbolter har forank-ringsdelen en stiv konstruksjon, som i visse tilfelle gjør at innføring og fjerning av boltene blir en tidskrevende og vanskelig operasjon, særlig i begrensete rom (f. eks.

i lave sjakter) og/eller i de ofte forekom-mende tilfelle hvor borene har forskjøvet seg og hullet ikke er tett.

Hensikten med foreliggende oppfinnel-

se er å minske eller å unngå disse ulemper. Oppfinnelsen tilveiebringer en takbolt omfattende en avlang strekkdel bestående av en lengde bøyelig ståltråd, kabel eller tau til hvis ender er festet et skruegjenget endestykke, idet en ekspansjonsskjerm el-

ler annet ekspandertoart befestigelsesorgan er festet til et av endestykkene for Inngrep med hullet og idet det på den annen ende-

del er anordnet en mutter og en bære-

plate som ved trykk fra mutteren bringes i inngrep med den overflate som skal un-derstøttes.

Kabelen eller tauet skal fortrinnsvis

være i stand til å overføre en betydelig torsjonsbelastning i hver retning uten om-legging. Således kan tauet omfatte taustrenger viklet i en retning på kjernestrenger eller kjernetråder viklet i den annen retning. Det foretrekkes videre at

tauet er konstruert som angitt i de bri-tiske patenter 794 411 og 794 412.

Forskjellige utførelsesformer av ekspanderbare befestigelsesorganer kan brukes ved oppfinnelsen og en del av dem vil bli beskrevet senere.

Endedelene kan være festet til tauet eller kabelen på forskjellige måter og senere vil det angis flere eksempler på dette.

I det følgende beskrives eksempelvis noen utførelsesformer av takbolter ifølge oppfinnelsen under henvisning til ved-lagte tegninger hvor: Fig. 1 viser en fullstendig takbolt. Fig. 2 viser en av endedelene i stilling på tauet ferdig for hamring (swaging). Fig. 3 viser i snitt endedelen og tauet ifølge fig. 2 etter hamring (swaging). Fig. 4 er et snitt som viser en alterna-tiv utførelsesform av endedelen på tau-enden. Fig. 5 er et snitt gjennom en taustreng brukt i bolten. Fig. 6 er et sideriss som viser en konstruksjon av ekspansjonsskjermen. Fig. 7 er et riss lignende fig. 6, men viser innsettingen av skjermen i et hull. Fig. 8 er et sideriss av en av de ekspanderbare kopper 'brukt i den på fig. 6 og 7 viste skjerm. Fig. 9 er et grunnriss av den på f ig. 8 viste kopp. Fig. 10 er et sideriss av en annen ut-førelsesform av den ekspanderbare kopp.og

fig. 11 er et riss som svarer til fig. 6, og viser en annen konstruksjon av ek-spansj onsskj ermen.

I den på fig. 1 viste konstruksjon består strekkdelen av en lengde ståltrådtau 20 til hvis ender er festet skruegj engete endedeler 21, 22 koaksialt med tauets ende. Endedelen 21 har gjenget over seg en gri-peinnretning, vanligvis kjent som ekspansjonsskjerm, som omfatter en utvendig, kort og med riflet omkrets forsynt rør-lignende del 23 med i dette tilfelle fire i lik innbyrdes avstand anordnete longitudinale slisser 24 som strekker seg fra en ende nesten til den annen ende og derved dan-ner fire elastiske blad 25. Dette rør består av smibart jern i form av et støpe-stykke. Ved siden av rifler har hvert blad en aksial eller longitudinal nibbe 26 i nærheten av bladets fri ende for å danne en antirotasjonsnøkkel. I den førstnevnte ende av røret passer en støpt, innvendig gjenget, konisk mutter 28 som er skrudd på utgangsenden av gjenger i endedelen 21 og som ved omdreiningen av endedelen i mutteren trenger inn mellom 'bladene 25 og ekspanderer dem. En brysting 29 på endedelen begrenser 'bevegelsen av røret 23 langs endedelen.

Endedelen 22 passerer gjennom et hull i en lagerplate 30 av stål, som i dette tilfelle er kvadratisk eller rektangulær. En

mutter 31 er også skrudd inn på endedelen.

Når man under ibruk vil innføre takbolten, skrues den koniske mutter 28 tilbake for å tillate at bladene 25 lukkes og at de sammentrekkes til deres minste dia-meter.

Denne ende av bolten innføres så i et hull i fjellet eller annet materiale som den skal understøtte, inntil nesten hele lengden av bolten befinner seg inne i hullet.

Endedelen 22, hvis skruete parti raker ut av hullet, roteres inntil det er overført en tilstrekkelig torsjon for å trekke den koniske mutter inn i den rørformete del 23 og derved tvinge bladene 25 fra hverandre og til inngrep med hullets vegger.

Man lar så bæreplaten 30 gli over det gjengete parti av endedelen 22 etterfulgt av mutteren 31 og man gir en pneumatisk skiftenøkkel den ønskete belastning og bruker den på mutteren. Platen 30 bringes derved i trykkinngrep med taket eller med en annen overflate som skal under-støttes, og kabelen virker som spennings-del som understøtter den nedre eller ytre struktur.

I de tilfelle hvor det er mulig og ønsket å kunne gjenvinne boltene etter at gruvearbeidet er avsluttet, fjernes nevnte takbolt ved å løsne mutteren 30 på lager-platen og ved å slå på den fri ende av bolten i oppoverretning. Dette driver den koniske mutter oppover eller innover i hullet og frigjør ekspansjonsskjermen. Når det er nødvendig eller ønsket, kan strekkdelen roteres noen få omdreininger mot urviseren før det oppoverrettete slag utøves, for å sikre derved at brystningen 29 trekkes tilbake fra enden av skjermen.

Som allerede nevnt, kan man bruke forskjellige metoder for å utforme og feste de med gjenger forsynte endedeler til tauet eller kabelen. Ved en metode som er vist på fig. 2 og 3, er endedelen som skal be-festiges, forsynt ved en ende med et utvendig gjenget parti 34 og ved den annen ende med et innvendig hylseformet parti 35 som er koaksial med det gjengete parti. Utvendig har det hylseformete parti to diametre 36, 37. Enden av tauet 20 er inn-ført 1 partiet 35, og partiet 36 blir hamret eller nedpresset til delens 37 størrelse. Dette deformerer plastisk metallet i hylse-veggen til inngrep med tauet og bevirker også at de frie ender av trådenheter i tauet /brer seg utover i den indre, ikke hamrete ende 38 av det hylseformete parti (se fig. 3) og tilveiebringer en tilleggs-nøkkel eller forankring.

En annen metode, vist på fig. 4, består i å forme endedelen av en rørlengde 40 i hvilken innføres enden av kabelen eller tauet 20. Røret hamres derpå over sin hele lengde på kabelen eller tauet og til slutt skjæres eller valses en gjenge 41 langs rørets endedel.

En tredje metode toestår i å innføre enden av kabelen eller tauet i røret i om-trent to tredjedeler av rørets lengde og i å hamre røret fra den ende ved hvilken tauet eller kabelen er innført, nesten til enden av tauet, hvorved tauet gripes mens trådendene fritt kan :bre seg ut, som allerede beskrevet. Et stykke av en gjenget stand innføres derpå i rørets annen ende, idet en del av stangen raker ut av røret. Til slutt hamres røret på stangen og ham-ringen fortsettes inntil røret er fast deformert på gjengene og selve gjengene er deformert til sperreinngrep med røret.

Tauet som brukes i de ovenfor nevnte eksempler og i de eksempler som skal beskrives senere, består av seks strenger 42 av 9 x 9 x 1 viklet til venstre på en kjerne av 9 x 9 x 1 viklet til høyre. Hver streng 42 og også kjernen har den på fig. 5 viste form og er fremstilt ved hjelp av den i bri-tisk patent nr. 794 411 og 794 412 viste metode. Tauet kan overføre en vesentlig torsjon i hver omdreiningsretning og har en betydelig strekkfasthet. Enn videre har det en større skjærmotstand enn en fast stang, idet takbolter av og til er utsatt for skjær-krefter på grunn av at fjellsj iktene har en tendens til å gli over hverandre.

Fig. 6—9 viser en annen konstruksjon av en ekspanderbar befestigelsesinnretning. Ved denne konstruksjon omfatter innretningen en rekke av fire koppformete deler 50 gjenget over det skruegjengete parti av endedelen 21 mot brystningen 29. Hver av de koppformete deler 50 har en grunnflate 51 med et hull 52 gjenget over endedelen og med sider som ved hjelp av utsparinger 53 er oppdelt i tunger 54. Tungene 54 er bøyelige, eller høyelig forbundet med grunnflaten, og de sprer seg utover fra grunnflaten slik at, som vist på fig. 7, kan strekkdelen trykker inn i borhullet med grunnflatene 51 først og med tungene 54 sammentrykket mot hullets vegger, mens frigjørelse fra hullet hindres ved at tungene 54 kommer i inngrep med hullets

vegger med kneleddsvirkning og har en tendens til å åpne seg utover og å skjære seg inn i veggene. Ved denne konstruksjon skjer ekspansjonen ved trekk på kabelen uten omdreining. Koppene holdes på endedelen ved hjelp av mutteren 57 og er at-skilt ved hjelp av kraver eller avstands-stykker 58. Koppene består av støtfaste elastomer som er beskrevet senere.

Eggene på de forskjellige kopper i rekken er forskjøvet, og de kan ha forskjellige lengder. Dybden av utsparingene 53 kan også varieres.

I en modifikasjon av denne konstruksjon er de plastiske kopper, som vist på fig. 10, grunne og uten egger eller tunger. Overflaten av koppene eller deres ytre kanter kan i begge konstruksjoner være korrugert. De periferiske kanter eller kan-ten av tungene kan også her være forsynt med innhakk eller riflinger.

I den på fig. 11 viste konstruksjon er de fire koppformete deler av det på fig. 6 viste eksempel satt omvendt på endedelen, slik at deres munninger vender mot den tilstøtende ende av delen. Tungene 54a eller veggene av koppene er bøyelig skråstilt innover. Innenfor hver kopp finnes en avsmalnende (med avkortet kjeg-leform) del 60 som ved bevegelsen inn i koppen åpner munningen av koppen (dvs. sprer ut tungene). Den toredere ende av hver mellomliggende avsmalnende dei un-derstøtter grunnflaten av den tilstøtende kopp. Den siste av disse deler (dvs. delen 60a som befinner seg nærmest boltens en-de) er skrudd inn på endedelen 21 og der er på bolten anbrakt en mutter som ligger an mot denne del. Koppene kan være med eller uten tunger, som beskrevet ovenfor. Ved dette eksempel blir de avsmal-ende deler trukket tilbake for å tillate at koppenes vegger kan sammentrekkes innover. Bolten skyves inn i hullet, idet mun-ningene av koppene kommer først. Omdreining av strekkdelen, bevirker så at den skrues inn i mutteren eller i den siste avsmalnende del hvilket bevirker at koppene ekspanderer til inngrep med hullets vegger.

Et passende elastomer for fremstilling av koppene selges av British Geon Co. Ltd. under navnet R. A. 170 High Impact poly-vinylklorid, men andre elastomere stoffer med lignende fysikalske og kjemiske egen-skaper kan brukes.

Det er mulig innenfor rammen av oppfinnelsen å erstatte rekken av kopper i hver av de beskrevne konstruksjoner med bare en enkel kopp.

Boltene ifølge oppfinnelsen kan brukes

til å understøtte tak i gruver fra overlig-

gende lag og de kan også brukes til å be-

festige gruvevegger og gulver.

Claims (12)

1. Forankr ingsbolt eller takbolt, karakterisert ved en strekkdel (20)

bestående av en lengde bøyelig ståltråd, kabel eller tau, til hvis ender er festet skruegjengete endedeler, (21, 22, 40), en ekspansjonsskjerim eller annen ekspanderbar befestigelsesinnretning (23, 28, 50, 57, 58, 60) festet til den ene av endedelene (21) for inngrep med borhullet eller lignende, idet det på den andre endedel (22) er anbrakt en mutter (31) samt en lagerplate (30) som ved trekk fra mutteren griper inn 1 den overflate som sikal under-støttes.

2. Takbolt som angitt i påstand 1, karakterisert ved at kabelen eller tauet (20) omfatter taustrenger viklet i en retning på kjernestrenger eller kjernetråder som er viklet i en annen retning i det øyemed at holten kan oppta dreiemo-ment i begge rotasjonsretninger, slik at takbolten kan løsgjøres etter bruk.

3. Takbolt som angitt ,i hvilken som helst av påstandene 1—2, karakterisert ved at befestigelsesinnretningen omfatter en koppformet del (50), gjenget over en endedel (21) av strekkdelen og hvis sider (54), som er bøyelige eller bøye-lig forbundet med grunnflaten (51), ligger langs lengden av strekkdelen (20) og diver-gerer eller har en tendens til å divergere utover fra grunnflaten, slik at strekkdelen kan skyves inn i hullet ved at man først innfører grunnflaten (51) av den koppformete del (50), hvorved sidene sammen-trykkes mot veggene i hullet, og løsgj øring av delen fra hullet hindres ved at sidene (54) eller kantene av den koppformete del kommer i inngrep med hullets vegger ved kneleddsvirkning og ved at de har en tendens til å åpnes og trykkes inn i veggene.

4. Takbolt som angitt i påstand 3, karakterisert ved at en rekke koppformete deler (50) holdes i innbyrdes avstand langs endepartlet (21) av strekkdelen.

5. Takbolt som angitt 1 påstand 3 eller 4, karakterisert ved at den koppformete delen eller hver av disse deler består av et høyt slagmotstandsdyktig elastomer.

6. Takbolt som angitt 1 hvilken som helst av påstandene 2—5, karakteri sert ved at det i sidene av den koppformete del, eller minst en av disse deler når det finnes flere deler, er anordnet0 utsparinger i hele dybden av koppene eller i en del av denne dybden regnet fra munningen, med intervaller rundt koppen for å frembringe egger eller blad (54).

7. Takbolt som angitt i påstand 6, karakterisert ved at det finnes en rekke kopper (50) forsynt med egger (54) og at eggene av de suksessive kopper langs rekken er forskjøvet i periferisk retning.

8. Takbolt som angitt i hvilken som helst av påstandene 1—3, hvor bef estigel-sesinnretningen omfatter en koppformet del bestående av slagfast elastomer, hvis ene ende er gjenget over et endeparti av strekkdelen, og hvis sider vender mot denne ende av delen, karakterisert ved at det er anordnet midler, f. eks. en brysting på endedelen (21), som under-støtter utvendig koppens grunnflate, at en avsmalnende del (60) er ført over nevnte endeparti, idet dens smale ende trenger inn i koppen og vender mot strekkdelen, samt gjengete innretninger (60a) (eller en mutter) som er i inngrep méd den skruegjengete endedelen og ved omdreining av strekkdelen trekker den avsmalnende del inn i koppen og derved ekspanderer dens sider i trykkinngrep med veggene av hullet i hvilket koppen er innført.

9. Takbolt som angitt i påstand 8, hvor det er anordnet en rekke koppformete deler, karakterisert ved at hver av dem er forsynt med en sådan avsmalnende del (60).

10. Takbolt som angitt i hvilken som helst av tidligere påstander, karakterisert ved at i det minste en endedel (21, 22) ved den ene ende har et utvendig skruegjenget parti (34) og ved annen ende et indre hylsef ormet parti (35) som er koaksialt med den gjengete del (34) og som opptar enden av tauet eller kabelen (20), idet det hylseformete partis vegger i nærheten av munningen er hamret eller presset innover til inngrep med tauet eller kabelen, og idet endene av tråder i tauet eller kabelen strekker seg inn i det hylseformete parti (ved 38) utover den del som er hamret eller presset.

11. Takbolt som angitt i hvilken som helst av påstandene 1—9, karakterisert ved at minst en endedel av endedelene (21, 22) består av en rørlengde som omgir tauets eller kabelens (20) ende og er hamret til inngrep mted tauet, idet en skruegj enge er dannet på minst en del av rørets utvendige side.

12. Takbolt som angitt i 'hvilken som helst av påstandene 1—9, hvor minst en endedel består av en 'rørlengde som fra en ende over en del av sin lengde omgir og tett omslutter enden av tauet eller kabelen, karakterisert ved at den annen ende omgir og tett griper en stang, idet stangen har et skruegj enget parti, som raker ut fra røret.