WO1996013651A1 - Gebirgsanker - Google Patents

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WO1996013651A1
WO1996013651A1 PCT/DE1995/001512 DE9501512W WO9613651A1 WO 1996013651 A1 WO1996013651 A1 WO 1996013651A1 DE 9501512 W DE9501512 W DE 9501512W WO 9613651 A1 WO9613651 A1 WO 9613651A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base body
cladding tube
rock anchor
anchor according
rock
Prior art date
Application number
PCT/DE1995/001512
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Gruber
Original Assignee
Reburg-Patentverwertungsgesellschaft Mbh
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 Reburg-Patentverwertungsgesellschaft Mbh filed Critical Reburg-Patentverwertungsgesellschaft Mbh
Publication of WO1996013651A1 publication Critical patent/WO1996013651A1/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts

Definitions

  • the invention relates to a rock bolt according to the preamble of claim 1.
  • Rock anchors for stabilizing the walls of cavities, but also of slopes, are known in a variety of forms. They are used, for example, to fasten several mountain layers in succession in the longitudinal direction of the anchor and are used in a length and density that corresponds to the expected rock movements and / or the rock pressure. They generally consist of an elongated metallic base body which is inserted into a bore, which is subsequently filled with mortar or another hardenable medium, the air-side end of the anchor protruding from the bore and braced against the borehole border with the interposition of an anchor plate becomes.
  • Clamping nuts are often used in this connection, which allow the nut to slide axially on the anchor rod as soon as a predetermined tensile force is exceeded, with local plastic deformation of the engaging threads of the nut on the one hand and the anchor rod on the other. In this way it is possible to monitor the mountain movements in the area of to determine individual anchors on the basis of the determined relative movements between the clamping nut and the anchor rods, so that safety measures can be taken if necessary.
  • the anchor rods usually protrude a considerable amount from the boreholes or the anchor plates resting on the borehole borders and form a source of danger and accident in this phase.
  • the anchor clamping nut is formed by the threaded section of a cladding tube, which causes the force to be transmitted to the anchor plate via an annular flange, but the above-mentioned threaded section and thus the functional element comparable to the conventional clamping nut are at a distance from one end of the cladding tube and thus - depending on the position of the ring flange - countersunk compared to the level of the hole opening. can be arranged.
  • the cladding tube protrudes from the bore and - penetrating the anchor plate - but there are no parts protruding from the borehole.
  • the elongated base body forming the anchor rod can thus be used for
  • screwing aids are provided according to the invention which are intended to interact with a screwing tool. These screwing aids and the screwing tool are selected in accordance with the forces required for the tensioning of a rock anchor and enable the cladding tube to be gripped correctly with the aim of transmitting screwing movements thereon.
  • the design elements to be regarded as screwing aids according to the features of claim 2 are those which have a form-fitting effect.
  • the inner or outer profile of the cladding tube or the outer profile of the ring flange can be designed accordingly.
  • bores can be provided in the ring flange which are intended to interact with a screwing tool.
  • the ring flange is located at one end of the cladding tube, the threaded section being arranged at a distance from the ring flange.
  • the threaded section can also be arranged on the end of the cladding tube facing away from the ring flange.
  • the thread section arranged "countersunk" with respect to the hole opening cut opens up simple possibilities for a length tolerance equal to the basic body.
  • a support of the base body on the anchor plate that is variable in terms of its angular orientation in accordance with the features of claim 5 is practical. Compared to a vertical support on the anchor plate, angular deviations of up to approx. 15 are possible.
  • the base body has a uniform external thread over its entire length, which can have the shape of a round thread, for example.
  • the base body can also be designed as a tubular body and enclose a continuous cavity.
  • the rock anchor can in principle also be an injection drill anchor known per se, which is used in a drilling phase in the manner of a boring bar and, after complete drilling, remains as a "lost tool" within the borehole and subsequently over the one mentioned Cavity introduced curable medium is set within the borehole.
  • the external thread can serve for screwing on an extension drill or anchor rod, for screwing on a drill bit or for coupling a drill drive.
  • a flushing medium e.g.
  • the features of claim 7 have the advantage that, if an injection drill anchor is used, a conventional drill bit can be used. In order to remedy the accident risks described at the outset, it is known to drill out the drilled hole in the area of the hole opening on the basis of a significantly enlarged diameter, in order to use it
  • a closure body can be screwed onto the base body at the air-side end of the cladding tube and, when the threaded section of the cladding tube slides on the base body, displaces the substance mentioned in the direction of the mutually engaging threaded sections, like an annular piston. so that in particular the area of the base body and of the cladding tube, which is exposed to an increased risk of corrosion, is constantly and reliably incorporated into a corrosion-inhibiting substance.
  • claims 10 and 11 are directed to such a variant of the subject matter of the invention, in which a so-called free anchor length is realized by means of an enveloping body made of plastic, namely such an anchor length section that on the outside is in mortar or another hardenable medium is involved, but does not come into direct contact with this medium, so that axial relative movements between the mortar and the anchor rod are possible at least in this section.
  • a possible envelope space between this envelope body on the one hand and the base body on the other hand is preferably in turn coated with a corrosion-inhibiting substance, e.g. filled in a fat.
  • a corrosion-inhibiting substance e.g. filled in a fat.
  • the only requirement here is that the end sections of the envelope are sealed in a suitable manner.
  • This enveloping body can be guided into the facing end of the cladding tube mentioned at the beginning or can protrude into the latter.
  • the front end of the cladding tube is sealed in a suitable manner in order to prevent the substance acting within it from acting corrosion-inhibiting from uncontrolled escape from this space.
  • the features of claim 12 are directed to the constructive implementation of defined deformation ratios of the mutually engaging threaded sections of the cladding tube on the one hand and of the base body on the other hand.
  • a "sliding" of the threaded section on the base body is intended when the predetermined tensile forces are exceeded occur, which in a constructive way over the
  • Thread dimensions but also the thread shape can be achieved.
  • the forces occurring for plastic deformation in the event of such sliding off are in any case designed to be less than the tensile force absorption capacity of the base body.
  • the position of the closure body relative to the cladding tube which is optically easy to determine on the outside, makes it possible to quickly and easily identify locally occurring rock movements .
  • rock anchor according to the invention which can be a conventional rock anchor, but also an injection drill anchor, there is therefore a system in which the accident risks set out at the outset are eliminated and which moreover provides improved corrosion protection for such parts brings, which are otherwise exposed to increased corrosive attacks when the clamping nut slides.
  • Such a rock anchor is also easy to handle and enables a length tolerance equalization of the basic body after the threaded section of the cladding tube has been “countersunk”.
  • a tubular base body which encloses a continuous hollow space 3 which extends in the direction of its axis 2 and which is essentially circular in cross section.
  • the basic body is equipped on the outside over its entire length with a uniform thread 4, which is preferably designed as a round thread.
  • the base body 1 forms the anchor rod of an injection drill anchor, which is consequently first used in a manner known per se to create a borehole, thus fulfilling the function of a drill rod in this phase, which subsequently remains as a “lost tool” in the borehole, whereby Now a hardenable medium, for example a synthetic resin or a mortar suspension, is introduced into the borehole via the continuous cavity 3, which emerges in the area of the drill bit (not shown in the drawing) and subsequently the annular space between the outside of the base body pers 1 and the inside of the borehole - starting in the area of the bottom of the borehole and progressing towards the mouth of the borehole - is filled.
  • a hardenable medium for example a synthetic resin or a mortar suspension
  • the thread 4 serves to link several base bodies via a threaded sleeve for the purpose of extending the anchor rod, screwing on a drill head and - in the area of the bore hole opening - the coupling with a drill drive and an adapter part for introducing a flushing medium, for example air or also one Liquid and the mentioned curable medium.
  • a positive connection with the hardenable medium is provided via the thread 4.
  • Designated by 5 is an envelope made of plastic, for example polyethylene, which surrounds the base body 1, possibly leaving a slight radial gap, and which is suitably fixed to the base body 1 at its end regions.
  • This can be done, for example, by means of a Base body 1 screwable metallic sleeve 6 happen, in which the enveloping body 5 is inserted and in this way is radially pressed against the base body.
  • the envelope 5 is also fixed at its end facing away from the sleeve 6 on the base body 1, the end-side definitions of the envelope 5 being carried out in such a way that one in the annular space between the inside of the envelope 5 and the outside of the base body 1 absorbed fat filling is sealed in this annulus.
  • the enveloping body 5 also has an axial length 7 and this creates a so-called "free anchor length", within which the base body does not come into any connection with the hardenable medium that surrounds the enveloping body 5 on the outside.
  • the base body 1 is thus not fixed in the region of this length 7 with respect to the hardenable medium mentioned, so that expansions in the direction of the axis 2 and thus relative displacements with respect to the surrounding hardenable medium in the region of this length 7 are possible.
  • the length 7 can vary within wide limits and is adapted to the local conditions.
  • With 8 is designated at its one end end with an annular flange 9 cladding tube, which corresponds in terms of material to the basic body 1 and is intended to receive the end of the basic body 1 facing the bore hole mouth.
  • the end of the cladding tube 8 facing away from the ring flange 9 simultaneously receives the facing end of the cladding body 5.
  • 10 denotes a threaded section located within the cladding tube 8, which has a slightly conical configuration in the direction of the bottom of the borehole, ie in the direction of the cladding body 5.
  • the threaded section 10 is otherwise intended for screwing in the base body 1.
  • the remaining inner sections of the cladding tube 8 can be made smooth.
  • the threaded section 10 is arranged at an axial distance from the ring flange 9.
  • a closure body is designated, which corresponds approximately in its axial dimensions to the threaded portion 10 and can be screwed onto the base body 1.
  • the closure body 11 can, however, also be in a fixed connection with the basic body 1. It is essential that the closure body 11 in its radial
  • the annular space 14 which is radially delimited by the outer sides of the enveloping body 5 and that of the immediately adjacent section 13 of the basic body 1, can also lead to a filling which corresponds to that of the annular space 12.
  • said annulus is sealed in a suitable manner at point 15.
  • the outer diameter 16 of the cladding tube 8 corresponds at most, that of the drill bit, not shown in the drawing, which is connected to the base body 1.
  • an anchor plate which is equipped with an opening 18, this receptacle of the cladding tube and on which in turn the ring flange 9 is supported.
  • the drawing figure thus shows the end of an injection drill anchor facing the borehole mouth, which has been given a special design, with the aim of avoiding the risk of injuries that are otherwise generally caused by parts protruding from the borehole mouth.
  • the cladding tube 8 is screwed onto the base body and braced relative to the mounting plate 17 via the ring flange 9.
  • the closure body 11 is screwed onto the facing end of the base body, so that the annular space 12 is sealed off on the air side. It can be seen that only the anchor plate 17 and the annular flange 9 protrude from the cavity wall, which is indicated by the line 19, on the air side.
  • the basic body is, starting with the drill bit, completely integrated into the hardenable medium over a length 20, so that expansions of the basic body 1, which result as a result of mountain movements in the direction of the arrow 21, lead to the closure body 11 entering the annular space 12 is drawn in.
  • This process takes place with plastic deformation of the mutually engaging thread profiles of the base body 1 and of the thread section 10, the force required for the plastic deformation of these thread profiles being determined by the conicity of the thread section 10 in connection with the thread flank shape.
  • the extent of the rock movements in the direction of arrow 21 can thus be recognized directly from a known initial position of the closure body 11 within the ring belt 12.
  • the closure body 11 fulfills the function of a stop body in these relative movements between the base body 1 and the threaded portion 10.
  • the interacting surfaces of the ring flange 9 and the anchor plate 17 in the region of the opening 19 are formed such that the axis 2 also extend at angles to the plane of the anchor plate 17 which are less than 90 °. In any case, these surfaces are designed to be rotationally symmetrical.

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Abstract

Ein Gebirgsanker besteht aus einem rohrförmigen, mit einem außenseitigen Gewinde (4) versehenen Grundkörper (1), der in einem, der Bohrlochmündung benachbarten Bereich eine sogenannte freie Ankerlänge aufweist, die durch einen, aus einem Kunststoff bestehenden, auf dem Grundkörper (1) festgelegten Hüllkörper (5) gekennzeichnet ist. Der Grundkörper (1) wird bohrlochmündungsseitig über ein mit einem Ringflansch (9) ausgerüstetes, innenseitig einen Gewindeabschnitt (10) aufweisendes Hüllrohr (8) verspannt, wobei der Gewindeabschnitt (10) bezüglich der Luftseite versenkt angeordnet ist und wobei der, durch das Hüllrohr (8) außenseitig umgrenzte Ringraum (12, 14), der luftseitig durch einen auf den Grundkörper (1) aufschraubbaren Verschlußkörper (11) abgedichtet ist, eine Fettfüllung trägt, so daß der innerhalb des Ringraumes geführte Abschnitt des Grundkörpers (1) ständig korrosionsgeschützt angeordnet ist. Aus der Bohrlochmündung ragen somit lediglich die Ankerplatte (17) und der Ringflansch (9) heraus, so daß Verletzungsgefahren, die ansonsten von aus der Bohrung herausragenden Ankerteilen resultieren, weitestgehend reduziert sind.

Description

B E S C H R E I B U N G
Gebirgsan er
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebirgsanker ent¬ sprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gebirgsanker zur Stabilisierung der Wandungen von Hohl¬ räumen, jedoch auch von Hängen sind in vielfältiger Form bekannt. Sie dienen beispielsweise dazu, mehrere, in Längsrichtung des Ankers aufeinanderfolgende Gebirgs- schichten aneinander zu befestigen und werden in einer, den zu erwartenden Gebirgsbewegυngen und/oder dem Ge- birgsdruck entsprechenden Länge und Dichte eingesetzt. Sie bestehen im allgemeinen aus einem metallischen langgestreckten Grundkörper, der in eine Bohrung einge¬ setzt wird, die anschließend mit Mörtel oder einem sonstigen aυshärtbaren Medium ausgefüllt wird, wobei das luftseitige Ende des Ankers aus der Bohrung herausragt und unter Zwischenanordnung einer Ankerplatte gegenüber der Bohrlochumrandung verspannt wird. Häufig werden in diesem Zusammenhang Spannmuttern eingesetzt, die unter örtlicher plastischer Verformung der in Eingriff stehen¬ den Gewindegänge der Mutter einerseits und der Anker¬ stange andererseits ein axiales Gleiten der Mutter auf der Ankerstange ermöglichen, sobald eine vorgebbare Zugkraft überschritten wird. Es besteht auf diese Weise die Möglichkeit, die Gebirgsbewegungen im Bereich der einzelnen Anker anhand der festgestellten Relativbewe- gungen zwischen der Spannmutter und den Ankerstangen zu ermitteln, so daß im Bedarfsfall Sicherungsmaßnahmen ergriffen werden können. Im Ausgangszustand ragen die Ankerstangen im Regelfall um ein beträchtliches Maß aus den Bohrlöchern bzw. den auf den Bohrlochumrandungen aufliegenden Ankerplatten heraus und bilden in dieser Phase eine Gefahren- und Unfallquelle.
Insbesondere, die nicht in Mörtel oder ein aυshärtbares Medium eingebundenen Teile des Ankers sind häufig korro¬ siven Angriffen ausgesetzt, die die Zugkraftaufnahmef ¬ higkeit des Ankers erheblich beeinträchtigen können. Auf diese Weise können sich beträchtliche Risiken für die Sicherheit der Verankerung eines Hohlraumabschnitts ergeben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Gebirgsanker der eingangs bezeichneten Gattung dahingehend auszugestal¬ ten, daß unter Vermeidung der dem eingangs dargelegten Stand der Technik anhaftenden Nachteile bei bequemer Handhabungsmδglichkβit die genannte Unfallgefahr wei- testgehend unterbunden ist. Gelöst ist diese Aufgabe bei einem solchen Gebirgsanker durch die Merkmale des Kenn¬ zeichnungsteils des Anspruchs 1.
Erfindungswesentlich ist hiernach, daß die Ankerspann- mutter durch den Gewindeabschnitt eines Hüllrohres gebildet wird, welches über einen Ringflansch die Kraft¬ übertragung auf die Ankerplatte bewirkt, wobei jedoch der genannte Gewindeabschnitt und damit das mit der herkömmlichen Spannmutter vergleichbare Funktionselement mit Abstand von dem einen Ende des Hüllrohres und damit - in Abhängigkeit von der Lage des Ringflansches - gegenüber dem Niveau der Bohrlochmündung versenkt ange- ordnet sein kann. Aus der Bohrung und - die Ankerplatte durchdringend - ragt somit lediglich das Hüllrohr her¬ aus, wobei sich jedoch, keine, aus dem Bohrloch wesent¬ lich heraυsragenden Teile ergeben. Der die Ankerstange bildende langgestreckte Grundkörper kann somit zur
Außenseite hin bündig innerhalb des Hüllrohres angeord¬ net sein und ragt nicht aus diesem heraus.
Nachdem das Hüllrohr, insbesondere dessen Gewindeab¬ schnitt die Funktion einer Spannmutter übernimmt, sind erfindungsgemäß Verschraubυngshilfsmittel vorgesehen, die zum Zusammenwirken mit einem Schraubwerkzeug be¬ stimmt sind. Diese Verschraubungshilfsmittel und das Schraubwerkzeug sind entsprechend den, für die Spannung eines Gebirgsankers erforderlichen Kräfte ausgewählt und ermöglichen ein einwandfreies Erfassen des Hüllrohres mit dem Ziel, auf dieses Schraubbewegungen zu übertra¬ gen.
Die als Verschraubungshilfsmittel entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 anzusehenden Gestaltungsele- mente sind solche, die formschlüssig wirksam sind. So kann das Innen- oder Außenprofil des Hüllrohres oder das Außenprofil des Ringflansches entsprechend ausgestaltet sein. Ferner können Bohrungen in dem Ringflansch vorge¬ sehen sein, die zum Zusammenwirken mit einem Schraub- Werkzeug bestimmt sind.
Im Regelfall befindet sich der Ringflansch nach den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 an dem einen Ende des Hüllrohres, wobei der Gewindeabschnitt mit Abstand von dem Ringflansch angeordnet ist. Im Grenzfall kann der Gewindeabschnitt auch an dem, dem Ringflansch abgekehr¬ ten Ende des Hüllrohres angeordnet sein. Der, gegenüber der Bohrlochmündung "versenkt" angeordnete Gewindeab- schnitt eröffnet einfache Möglichkeiten für einen Län- gentoleranzaυsgleich der Grundkörper.
Eine, hinsichtlich seiner Winkelorientierung variierbare Abstützung des Grundkörpers an der Ankerplatte entspre- chend den Merkmalen des Anspruchs 5 ist praktisch sinnvoll. Gegenüber einer senkrechten Abstützung auf der Ankerplatte kommen Winkelabweichungen von bis ca. 15 in Betracht.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 weist der Grundkör- per über seine gesamte Länge ein einheitliches Außenge¬ winde auf, welches beispielsweise die Gestalt eines Rundgewindes haben kann. Der Grundkörper kann ferner als rohrförmiger Körper ausgestaltet sein und einen durch¬ gängigen Hohlraum umschließen. Dies bedeutet, daß der Gebirgsanker grundsätzlich auch ein an sich bekannter Injektionsbohranker sein kann, der in einer Bohrphase nach Art einer Bohrstange benutzt wird und nach vollen¬ deter Bohrung als "verlorenes Werkzeug" innerhalb des Bohrlochs verbleibt und über ein in der Folge über den genannten Hohlraum eingebrachtes aushärtbares Medium innerhalb des Bohrlochs festgelegt wird. Das Außengewin¬ de kann hierbei zur Anschraubung einer Verlängeruπgs- bohr- oder -ankerstange dienen, zum Anschrauben einer Bohrkrone oder auch zum Ankuppeln eines Bohrantriebs. Während der Bohrphase strömt über den zentralen Hohlraum ein Spülmedium, z.B. Wasser, oder auch Luft, während in der Injektionsphase über den gleichen Hohlraum ein aushärtbares Medium in das Bohrloch eingebracht wird, welches über Bohrungen im Bereich des Bohrkopfes aus- tritt und den Ringraum zwischen der Außenseite der Bohr¬ oder Ankerstangen und der Innenseite des Bohrlochs, im Bereich der Bohrlochsohle beginnend und in Richtung auf die Bohrlochmündung hin fortschreitend in der Folge ausfüllt. Das Außengewinde der Ankerstange verbessert hierbei gleichzeitig den Verbund zwischen dem aushärtba¬ ren Medium einerseits und der Ankerstange andererseits.
Die Merkmale des Anspruchs 7 bringen den Vorteil mit sich, daß im Falle der Verwendung eines Injektionsbohr¬ ankers eine herkömmliche Bohrkrone Verwendung finden kann. Zur Behebung der eingangs bezeichneten Unfallge¬ fahren ist es bekannt, die erstellte Bohrung im Bereich der Bohrlochmündung unter Zugrundelegung eines bedeutend vergrößerten Durchmessers aufzubohren, um auf diese
Weise die Spannmutter gegenüber dem Niveau der Bohrloch¬ mündung versenkt anbringen zu können. Diese Maßnahme ist jedoch arbeite- und außerordentlich kostenaufwendig und erübrigt sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Hüllrohres.
Der Bereich der Ankerstange, auf welchem gegebenenfalls unter plastischer Verformung von miteinander in Eingriff stehenden Gewindβgängen die Spannmutter gegenüber der Ankerstange gleitfähig angeordnet ist, ist naturgemäß einem Korrosionsrisiko ausgesetzt. Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 8 und 9 hingegen ist der Raum, insbesonde¬ re die Länge des Grundkörpers, auf welcher ein Gleiten unter plastischer Verformung der genannten Gewindegänge stattfindet, ständig in eine korrosionshem ende Sub- stanz, beispielsweise ein geeignetes Fett eingebunden, und es ist das genannte Hüllrohr zu diesem Zweck en beiden stirnseitigen Enden dichtend verschlossen. Am luftseitigen Ende des Hüllrohres kann zu diesem Zweck auf den Grundkörper ein Verschlußkörper aufgeschraubt sein, der bei auftretendem Gleiten des Gewindeabschnitts des Hüllrohres auf dem Grundkörper wie ein Ringkolben die genannte Substanz in Richtung auf die, miteinander in Eingriff stehenden Gewindeabschnitte hin verdrängt, so daß insbesondere der Bereich des Grundkörpers sowie des Hüllrohres, der einem erhöhten Korrosionsrisiko ausgesetzt ist, ständig und zuverlässig in eine korro- sionshemmende Substanz eingebunden ist.
Die Merkmale der Ansprüche 10 und 11 sind auf eine solche Variante des Erfindungsgegenstands gerichtet, bei welcher mittels eines aus Kunststoff bestehenden Hüll¬ körpers eine sogenannte freie Ankerlänge realisiert ist, nämlich ein solcher Ankerlängenabschnitt, der außensei- tig zwar in Mörtel oder ein sonstiges aushärtbares Medium eingebunden ist, der jedoch unmittelbar mit diesem Medium nicht in Berührung tritt, so daß axiale Relativbewegungen zwischen dem Mörtel und der Ankerstan¬ ge zumindest in diesem Abschnitt möglich sind. Ein eventuell vorhandener Hüllraum zwischen diesem Hüllkör¬ per einerseits und dem Grundkδrper andererseits ist vorzugsweise wiederum mit einer korrosionshemmenden Substanz, z.B. einem Fett ausgefüllt. Vorausgesetzt wird hierbei lediglich, daß die stirnseitigen Endabschnitte des Hüllkörpers in geeigneter Weise abgedichtet sind. Dieser Hüllkörper kann in das zugekehrte Ende des ein¬ gangs genannten Hüllrohres hineingeführt sein bzw. in dieses hineinragen. Auch in diesem Falle ist das stirn¬ seitige Ende des Hüllrohres in geeigneter Weise abge- dichtet, um die innerhalb desselben aufgenommene korro- sionshem end wirkende Substanz an einem unkontrollierten Austreten aus diesem Raum zu hindern.
Die Merkmale des Anspruchs 12 sind auf die konstruktive Realisierung definierter Verformungsverhältnisse der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeabschnitte des Hüllrohres einerseits und des Grundkörpers andererseits gerichtet. Ein "Abgleiten" des Gewindeabschnitts auf dem Grundkörper soll bei Überschreiten vorgebbarer Zugkräfte auftreten, welches auf konstruktivem Wege über die
Gewindeabmessungen, jedoch auch die Gewindeform erreich¬ bar ist. Die zur plastischen Verformung bei einem sol¬ chen Abgleiten auftretenden Kräfte sind in jedem Fall geringer als die Zυgkraftaufnahmefähigkeit des Grundkör¬ pers ausgelegt, über die außenseitig optisch einfach feststellbare Position des Verschlußkörpers relativ zu dem Hüllrohr sind somit örtlich auftretende Gebirgsbewe- gungen schnell und einfach erkennbar.
In dem erfindungsgemäßen Gebirgsanker, bei dem es sich um einen herkömmlichen Gebirgsanker, jedoch auch um einen Injektionsbohranker handeln kann, steht somit ein System zur Verfügung, bei welchem die eingangs dargeleg¬ ten Unfallgefahren eliminiert sind und welches darüber hinaus einen verbesserten Korrosionsschutz solcher Teile mit sich bringt, die bei einem Abgleiten der Spannmutter ansonsten erhöhten korrosiven Angriffen ausgesetzt sind.
Ein solcher Gebirgsanker ist ferner bequem handhabbar und ermöglicht einen Längentoleranzaυsgleich des Grund- körpers nachdem der Gewindeabschnitt des Hüllrohres "versenkt" angeordnet ist.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung schematisch wiedergegebene Ausführungs¬ beispiel näher erläutert werden.
Mit 1 ist in der Zeichnung ein rohrförmiger Grundkörper bezeichnet, der einen durchgängigen, sich in Richtung seiner Achse 2 erstreckenden, im Querschnitt im wesent¬ lichen kreisförmigen Hohlraum 3 umschließt. Der Grund¬ körper ist außenseitig über seine gesamte Länge mit einem gleichförmigen Gewinde 4 ausgerüstet, welches vorzugsweise als Rundgewinde ausgestaltet ist. Der Grundkörper 1 bildet die Ankerstange eines Injek¬ tionsbohrankers, die demzufolge in an sich bekannter Weise zunächst zur Erstellung eines Bohrlochs benutzt wird, in dieser Phase somit die Funktion einer Bohrstan- ge erfüllt, die anschließend als "verlorenes Werkzeug" im Bohrloch verbleibt, wobei nunmehr über den durchgän¬ gigen Hohlraum 3 ein βυshärtbares Medium, z.B. ein Kunstharz oder auch eine Mörtelsuspensioπ in das Bohr¬ loch eingeführt wird, welches im Bereich der zeichne- risch nicht dargestellten Bohrkrone austritt und in der Folge den Ringraum zwischen der Außenseite des Grundkör¬ pers 1 und der Innenseite des Bohrlochs - im Bereich der Bohrlochsohle beginnend und in Richtung auf die Bohr¬ lochmündung hin fortschreitend - ausfüllt. Dieses Medium bildet nach Aushärtung einen festen Verbund zwischen dem Grundkδrper 1 und den angrenzenden Wandungen des Bohr¬ lochs, wobei in diesem vorhandene Risse und Spalte weitestgehend ausgefüllt werden. Das Gewinde 4 dient in diesem Zusammenhang der Verknüpfung mehrerer Grundkörper über eine Gewindemuffe zwecks Verlängerung der Anker¬ stange, der Anschraubung eines Bohrkopfes und - im Bereich der Buhrlochmündung - der Kupplung mit einem Bohrantrieb sowie einem Adapterteil zum Einführen eines Spülmediums, z.B. Luft oder auch einer Flüssigkeit sowie des genannten aushärtbaren Mediums. Darüber hinaus wird über das Gewinde 4 ein Formschluß mit dem aushärtbaren Medium bereitgestellt.
Mit 5 ist ein aus Kunststoff, z.B. aus Polyethylen bestehender Hüllkörper bezeichnet, der den Grundkörper 1 gegebenenfalls unter Belassung eines geringfügigen radialen Spaltes umgibt und der an seinen Endbereichen in geeigneter Weise auf dem Grundkδrper 1 festgelegt ist. Dies kann beispielsweise mittels einer, auf den Grundkörper 1 aufschraubbaren metallischen Muffe 6 geschehen, in welche der Hüllkörper 5 eingesetzt und auf diese Weise radial gegenüber dem Grundkorper verpreßt ist. Der Hüllkörper 5 ist im übrigen an seinem, der Muffe 6 abgekehrten Ende ebenfalls an dem Grundkörper 1 festgelegt, wobei die endseitigen Festlegungen des Hüllkörpers 5 derart erfolgen, daß eine, in dem Ringraum zwischen der Innenseite des Hüllkörpers 5 und der Außen¬ seite des Grundkörpers 1 aufgenommene Fettfüllung in diesem Ringraum dichtend aufgenommen ist.
Der Hüllkörper 5 weist im übrigen eine axiale Länge 7 auf und es wird durch diesen eine sogenannte "freie Ankerlänge" realisiert, innerhalb welcher der Grundkör¬ per in keinerlei Verbund zu dem, den Hüllkörper 5 außen- seitig umgebenden aushärtbβren Medium tritt. Der Grund¬ körper 1 ist somit im Bereich dieser Länge 7 gegenüber dem genannten aushärtbaren Medium nicht fixiert, so daß Dehnungen in Richtung der Achse 2 und damit Relativver¬ schiebungen gegenüber dem umgebenden aushärtbaren Medium im Bereich dieser Länge 7 möglich sind.
Die Länge 7 kann in weiten Grenzen schwanken und wird jeweils den örtlichen Verhältnissen angepaßt.
Mit 8 ist ein an seinem einen stirnseitigen Ende mit einem Ringflansch 9 ausgerüstetes Hüllrohr bezeichnet, welches werkstofflich dem Grundkδrper 1 entspricht und zur Aufnahme des, der Bohrlochmündung zugekehrten Endes des Grundkörpers 1 bestimmt ist. In dem gezeigten Aus¬ führungsbeispiel nimmt das, dem Ringflansch 9 abgekehrte Ende des Hüllrohres 8 gleichzeitig das zugekehrte Ende des Hüllkörpers 5 auf. Letzteres ist jedoch nicht in allen Fällen notwendig. Mit 10 ist ein, innerhalb des Hüllrohres 8 befindlicher Gewindeabschnitt bezeichnet, der eine, in Richtung auf die Bohrlochsohle hin, d.h. in Richtung auf den Hüllkör¬ per 5 hin leicht konische Ausgestaltung aufweist. Der Gewindeabschnitt 10 ist im übrigen zum Einschrauben des Grundkörpers 1 bestimmt. Die übrigen Innenabschnitte des Hüllrohres 8 können glatt ausgestaltet sein. Der Gewin¬ deabschnitt 10 ist mit axialem Abstand von dem Ring¬ flansch 9 angeordnet.
Mit 11 ist ein Verschlußkörper bezeichnet, der in seinen axialen Abmessungen in etwa dem Gewindeabschnitt 10 entspricht und auf den Grundkörper 1 aufgeschraubt sein kann. Der Verschlußkörper 11 kann jedoch mit dem Grund¬ kδrper 1 auch in fester Verbindung stehen. Wesentlich ist, daß der Verschlußkörper 11 in seinen radialen
Abmessungen sowie seiner Querschnittsgestaltung dahinge¬ hend ausgelegt ist, daß er einen dichtenden Abschluß des, durch diesen einerseits und den Gewindeabschnitt 10 andererseits axial, durch die Außenseite des Grundkör- pers 1 und die Innenseite des Hüllrohres 8 radial um¬ grenzten Ringraumes 12 bildet. Dieser Ringraum 12 ist im Montagezustand mit einer Füllung aus Fett oder einer ähnlichen, eine Korrosion verhindernden Substanz voll¬ ständig ausgefüllt.
In gleicher Weise kann auch der, durch die Außenseiten des Hüllkörpers 5 sowie derjenigen des sich unmittelbar anschließenden Abschnitts 13 des Grundkörpers 1 radial umgrenzte Ringraum 14 eine Füllung führen, die stofflich derjenigen des Ringraumes 12 entspricht. In letzterem Falle ist der genannte Ringraum an der Stelle 15 in geeigneter Weise abgedichtet.
Der Außendurchmesser 16 des Hüllrohres 8 entspricht höchstens demjenigen der zeichnerisch nicht wiedergege¬ benen, mit dem Grundkδrper 1 in Verbindung stehenden Bohrkrone .
Mit 17 ist eine Ankerplatte bezeichnet, die mit einer, diese Aufnahme des Hüllrohres bestimmten Öffnung 18 ausgerüstet ist und auf der wiederum der Ringflansch 9 aufgelagert ist.
Die Zeichnungsfigυr zeigt somit das, der Bohrlochmündung zugekehrte Ende eines Injektionsbohrankers, welches eine spezielle Ausgestaltung erfahren hat, und zwar mit dem Ziel, Verletzungsgefahren, die ansonsten durch aus der Bohrlochmündung herausragende Teile grundsätzlich gege¬ ben sind, zu vermeiden. Bei der Montage eines solchen Injektionsbohrankers wird zunächst in an sich bekannter Weise vorgegangen, d.h. es wird mittels des mit einer Bohrkrone ausgerüsteten Grundkörpers eine Bohrung er¬ stellt, wobei beispielsweise im Bereich der Bohrlochmün¬ dung der Grundkörper mit dem Hüllkörper 5 versehen ist, um über eine Länge 7 eine durch das eingangs genannte aυshärtbare Medium ungehinderte Dehnung des Grundkörpers sicherzustellen. In dieser Montagephase wird unter Zwischenanordnung der bohrlochmündungsseitig abgestütz¬ ten Ankerplatte 17 das Hüllrohr 8 auf den Grundkörper aufgeschraubt und gegenüber der Montageplatte 17 über den Ringflansch 9 verspannt. Anschließend wird nach erfolgter Fettfüllung des Ringraumes 12 bzw. der Ring¬ räume 12, 14 der Verschlußkörper 11 auf das zugekehrte Ende des Grundkörpers aufgeschraubt, so daß der Ringraum 12 luftseitig dichtend verschlossen ist. Man erkennt, daß aus der Hohlraumwandung, die durch die Linie 19 angedeutet ist, luftseitig lediglich die Ankerplatte 17 sowie der Ringflansch 9 herausragen. Der Grundkδrper ist, beginnend mit der Bohrkrone, über eine Länge 20 vollkommen in das aushärtbare Medium eingebunden, so daß Dehnungen des Grundkörpers 1, die sich als Folge von Gebirgsbewegungen in Richtung des Pfeiles 21 ergeben, dazu führen, daß der Verschlußkörper 11 in den Ringraum 12 hineingezogen wird. Dieser Vorgang findet unter plastischer Verformung der miteinander in Eingriff stehenden Gewindeprofile des Grundkörpers 1 und des Gewindeabschnitts 10 statt, wobei die zur plasti- sehen Verformung dieser Gewindeprofile erforderliche Kraft über die Konizität des Gewindeabschnitts 10 in Verbindung mit der Gewindeflankenform konstruktiv fest¬ gelegt ist. Das Ausmaß der Gebirgsbewegungen in Richtung des Pfeiles 21 ist somit ausgehend von einer bekannten Anfangsposition des Verschluβkδrpers 11 innerhalb des Ringrβυmes 12 unmittelbar erkennbar. Es besteht somit die Möglichkeit, die Gebirgsbewegungen in Richtung des Pfeiles 21 im Zeitablauf zu registrieren, beispielsweise um weitergehendere Informationen über die Stabilität einer Hohlraumwandung zu gewinnen. Der Verschlußkorper 11 erfüllt bei diesen Relativbewegungen zwischen dem Grundkorper 1 und dem Gewindeabschnitt 10 die Funktion eines Anschlagkörpers.
Die miteinander in Wechselwirkung tretenden Flächen des Ringflansches 9 sowie der Ankerplatte 17 im Bereich deren Öffnung 19 sind derart ausgebildet, daß sich die Achse 2 auch unter Winkeln zu der Ebene der Ankerplatte 17 erstrecken, die kleiner als 90° sind. In jedem Fall sind diese Flächen rotationssymmetrisch ausgestaltet.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Gebirgsanker, bestehend aus einem langgestreckten Grundkδrper (1) , der zumindest an seinem einen Ende einen zum Aufschrauben einer Spannmutter bestimmten Gewindeabschnitt aufweist,
wobei die Spannmutter mit einer, zur Abstützung auf einer Bohrlochumrandung bestimmten und ausgestalte¬ ten Ankerplatte (17) in Wirkverbindung steht und
wobei der Gewindeeingriff zwischen der Spannmυttβr und dem genannten Gewindeabschnitt nach Maßgabe einer definierten Zugkraftaufnahmefähigkeit ausge¬ legt ist,
gekennzeichnet durch
ein, einen Gewindeabschnitt (10) und einen Ring¬ flansch (9) aufweisendes, zur Aufnahme des genann¬ ten Endes des Grundkörpers (1) bestimmtes und durch die Ankerplatte (17) hindurchgeführtes Hüllrohr (8) ,
wobei der Ringflansch (9) zur Auflagerung auf der Ankerplatte (17) bestimmt und ausgestaltet ist,
- wobei der Gewindeabschnitt (10) innerhalb des Hüllrohres (8) mit Abstand von dessen einem Ende angeordnet ist und
- wobei das Hüllrohr (8) mit Verschraubungshilfsmit- teln ausgerüstet ist, die zum Zusammenwirken mit einem Schraubwerkzeug bestimmt sind.
2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Verschraubungshilfs ittel in einer U fangs- profilierung des Ringflansches (9) oder des Hüll¬ rohres (8) , in einer Innenquerschnittsprofiliβrung des Hüllrohres (8) oder in sonstigen zum form¬ schlüssigen Zusammenwirken mit dem Schraubwerkzeug bestimmten For elβmenten des Hüllrohres (8) be¬ stehen.
3. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Ringflansch (9) an dem einen Ende des Hüllrohres (8) angeordnet ist.
4. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch gekennzeichnet,
- daß der Gewindeabschnitt (10) mit Abstand von dem Ringflansch (9) angeordnet ist.
5. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet,
- daß die, der Kraftübertragung dienenden, iteinan- der in Wechselwirkung stehenden Flächen des Ring¬ flansches (9) und der Ankerplatte (17) dahingehend ausgebildet sind, daß sich der Grundkörper (1) senkrecht oder auch unter einem abweichenden Winkel zu der Ebene der Ankerplatte (17) erstrecken kann.
6. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- durch gekennzeichnet,
- daß der Grundkδrper (1) über seine gesamte Länge ein einheitliches Außengewinde aufweist und
- daß der Grundkδrper rohrfδrmig ausgestaltet ist und einen durchgängigen, sich in dessen Längsrich- tυng erstreckenden Hohlraum (3) umschließt.
7. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet,
- daß der Außendurchmesser des Hüllrohres (8) höch¬ stens dem Außendurchmesser einer, an dem anderen Ende des Grundkörpers (1) angeordneten Bohrkrone entspricht.
8. Gebirgsanker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet,
- daß auf das, der Ankerplatte (17) zugekehrte Ende des Grundkδrpers (1) ein Verschlußkörper (11) aufgeschraubt ist,
- daß zwischen dem Verschlußkorper (11) und dem Gewindeabschnitt (10) innerhalb des Hüllrohres (8) ein Ringraum (12) besteht,
- daß der Ringraum (12) durch den Gewindeabschnitt (10) und den Verschlußkörper (11) dichtend abge- schlössen ist und
- daß in den Ringraum (12) eine korrosionshemmende Substanz eingefüllt ist.
9. Gebirgsanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
- daß zwischen dem Gewindeabschnitt (10) und dem, dem Ringflansch (9) abgekehrten Ende des Hüllrohres (8) ein Ringraυm (14) besteht,
- daß der Ringraum (14) am stirnseitigen Ende des Hüllrohres (8) dichtend abgeschlossen ist und
- daß in den Ringraum (14) eine korrosionshemmende Substanz eingefüllt ist.
10. Gebirgsanker nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
- einen, aus Kunststoff bestehenden, den Grundkδrper (1) nach Maßgabe einer Länge (7) umgebenden, eine freie Ankerlänge realisierenden Hüllkörper (5) ,
- wobei sich der Hüllkörper (5) teilweise in das Hüllrohr (8) hineinerstreckt.
11. Gebirgsanker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
- daß in den, durch den Hüllkδrper (5) umgebenen, stirnseitig dichtend abgeschlossenen Ringraum eine korrosionshemmende Substanz eingefüllt ist.
12. Gebirgsanker nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, - daß der Gewindeabschnitt (10) des Hüllrohres (8) eine sich in Richtung auf das, dem Ringflansch (9) abgekehrte Ende hin konisch verjüngende Gestaltung aufweist.
13. Gebirgsanker nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
- daß die, durch die gesamte Gewindelänge des Gewin¬ deabschnitts (10) und des Verschlußkörpers (11) übertragbare Kraft mindestens der Zugfestigkeit des Grundkörpers (1) entspricht.
14. Gebirgsanker nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
- daß an dem luftseitigen Ende des Grundkörpers (1) oder dem Verschlußkorper (11) ein Relativbewegungβn des Grundkörpers (1) gegenüber dem Hüllrohr (8) anzeigender Signalkörper befestigt ist.
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