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Spreizhülsenanker, insbesondere für den Bergbau Die Erfindung betrifft
einen Spreizhülsenanker, insbesondere für den Bergbau, der dazu bestimmt ist, das
Hangende unterirdischer Räume sowie die Strekkenstöße nach der Technik der aufgehängten
Abstützung zu sichern.
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Es ist bekannt, solche Anker mit einer Hülse auszustatten, die in
radialer Richtung aufweitbar ist, und zwar besteht eine solche Hülse aus mehreren
Schalen, in deren Innerem schräge Gleitflächen, sogenannte »Rampen<;, angeordnet
sind. Diese Rampen arbeiten mit Keilen zusammen, die an einer innerhalb der Hülse
axial angeordneten Ankerstange angebracht sind oder aber auf einem Formstück, das
am Ende dieser Stange befestigt ist. Die einzelnen Hülsenschalen sind hierbei miteinander
durch elastische Bänder verbunden, dieparallel zueinander oder über Kreuz verlaufen.
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Solche Ankerköpfe sollen als fester Haltepunkt für die Ankerstange
dienen, und sie werden in eine zuvor hergestellte Bohrung eingebracht. In dieser
Bohrung wird der Spreizhülsenanker zunächst provisorisch gehaltert, so daß er sich
allein durch die zwischen der Bohrungswand und der noch nicht gespreizten Hülse
bestehende Reibung festhält. Zu diesem Zweck wird die Bohrung, die für die Aufnahme
eines solchen Spreizhülsenankers bestimmt ist, mit einem Durchmesser ausgeführt,
der nur wenig größer als derjenige der Hülse des Ankers ist.
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Nun kommt es häufig vor, daß das Bohrwerkzeug nicht genau um seine
Achse umläuft, die im Raum unverändert festliegen sollte, sondern einen Kegelmantel
beschreibt. Daraus ergibt sich, daß eine solche Bohrung, die mit einem Bohrer von
an sich richtig entsprechend dem Hülsendurchmesser bemessenem Durchmesser hergestellt
wurde, im Endergebnis einen lichten Durchmesser aufweist, der wesentlich größer
ist als derjenige der Hülse. Dieses kann sich übrigens auch aus anderer Ursache
ergeben, beispielsweise durch schlechtes Arbeiten des Bohrers, wie es u. a. vorkommen
kann, wenn das zu bohrende Gestein eine ungleichmäßige Beschaffenheit aufweist.
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Selbst dann aber, wenn die Bohrungen wirklich einen Durchmesser aufweisen,
der nur wenig größer ist als derjenige der in sie eingeführten Hülse, wobei letztere
also immerhin eine vorläufige Halterung erfahren kann, nämlich infolge eines gewissen
Auseinandergehens der Hülsenschalen dank der Elastizität der Haltebänder, so kommt
es doch häufig auch in diesen Fällen vor, daß dann, wenn man dazu übergeht, die
endgültige Verankerung durch radiale Spreizung der Hülse mittels der verstellbaren
Ankerstange vorzunehmen, diese Stange sich mitdreht, anstatt sich axial zu verschieben,
und bei dieser Drehung die ganze Verankerungsvorrichtung mitnimmt. Dieses tritt
immer dann ein, wenn die Reibung zwischen der Hülse und der Bohrungswandung zu geringfügig
ist. In solchen Fällen kann die mit den Keilen versehene Ankerstange sich innerhalb
der Hülse, also nicht in axialer Richtung verschieben. Die Folge davon ist, daß
die beabsichtigte Spreizung der Hülse nicht erfolgen kann.
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Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, um diesen Nachteil zu vermeiden,
und zwar betrifft sie einen Spreizhülsenanker, bei dem die Verankerung durch Spreizung
der Hülse selbst dann erfolgen kann, wenn der Durchmesser der Bohrung größer ist
als derjenige, den sie normalerweise für eine bestimmte Hülse haben sollte.
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Gegenstand der Erfindung ist also ein Spreizhülsenankerkopf zur Befestigung
von Gebirgsankern. Dieser insbesondere für den Bergbau geschaffene Spreizhülsenanker
besteht in bekannter Weise aus einer Spreizhülse, die durch zwei Halbschalen gebildet
ist, jedoch auch in eine größere Anzahl von Hülsenschalen unterteilt sein kann.
In diesen Schalen sind Rampen angeordnet, die mit am Ende einer die Spreizhülse
durchsetzenden verstellbaren Ankerstange angebrachten Keilen zusammenwirken. An
ihren äußeren Enden sind die Hülsenschalen durch Bänder miteinander verbunden. Diese
Bänder können hierbei durch Federbänder dargestellt sein, die - ggf. über Kreuz
verlaufend - die je einander gegenüberliegenden Randkanten der Hülsenschalen miteinander
verbinden.
Diese Bänder sind so angeordnet, daß sich zwischen ihnen
das keilförmige Ende der verstellbaren Ankerstange verschieben kann.
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Das wesentliche Merkmal des Spreizhülsenankers gemäß der Erfindung,
durch das dieser sich gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen unterscheidet,
besteht in einer oder mehreren Kappen aus verformbarem Werkstoff, die mit dem keilförmigen
Ende der Ankerstange und/oder den Federbändern so verbunden sind, daß sie beim Anziehen
der Ankerstange sich im Verhältnis zur Hülse in radialer Richtung ausdehnen und
gegen die Wand des Bohrlochs drücken.
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Auf Grund dieser radialen Ausdehnung der Kappen und ihrer mehr oder
weniger starken Berührung mit der Innenwand der Bohrung ergeben sich zusätzliche
Reibungskräfte zwischen dem Spreizhülsenanker und der Bohrungswand. Diese Reibungskräfte
kommen also zu denjenigen hinzu, die sich aus der mehr öder weniger ausgeprägten
Anpressung der Hülse an die Bohrungswand ergeben. Dadurch wird ein Mitdrehen der
Hülse und ihrer die Keile tragenden Ankerstange verhindert, wenn man die Ankerstange
innerhalb der Hülse vorschieben will, um diese zu spreizen.
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Die genannte verformbare Kappe ist zwischen dem keilförmigen Ende
der Ankerstange und den Haltebändern so angeordnet, und sie soll eine solche Höhe
besitzen, daß der Keil normalerweise gegen die Hülse drückt, ohne deren Spreizung
zu bewirken. Bei dieser Form der Verwirklichung des Erfindungsgedankens ergibt sich
eine Verankerungsvorrichtung, die den zusätzlichen Vorteil aufweist, daß der tote
Gang zwischen der Ankerstange und der Hülse verringert, wenn nicht völlig zum Verschwinden
gebracht wird. In diesem Falle nämlich beginnt die Spreizung sofort mit Beginn der
Drehung der Schraubenmutter, weil das keilförmige Ende gleich von vornherein in
Berührung mit den die Hülse bildenden Schalen ist.
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Vorteilhafterweise wird der waagerechte Querschnitt der Kappe so gewählt,
daß seine Umrisse sich vollständig in das Profil der Hülse - betrachtet in achssenkrechtem
Querschnitt - einfügen, damit diese Kappe die Einführung der Vorrichtung in die
Bohrung nicht behindert.
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Trotzdem soll nicht ausgeschlossen werden, daß die nicht zusammengedrückte
Kappe, die sich zwischen dem keilförmigen Ende der Ankerstange und den Haltebändern
befindet, über die Hülse hinausragen kann. In diesem Falle kann der überstehende
Teil die vorläufige Verankerung ggf. sogar verbessern.
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In solchen Fällen, in denen ein gleichmäßiges Zusammendrücken der
Kappen wünschenswert erscheint, kann man auf den beiden Seitenflächen der Kappe
oder aber auch nur auf einer einzigen eine Platte aus nicht dehnbarem Material anbringen.
Diese Platte bzw. diese Platten können hierbei durch die Kappe selbst getragen werden.
Es ist auch möglich, die Platten am keilförmigen Ende der Ankerstange anzubringen
oder sie durch die Haltebögen, die ggf. über Kreuz verlaufen mögen, zu haltern.
In dem zuletzt genannten Fall, insbesondere dann, wenn die Haltebögen parallel zueinander
verlaufen, wird die Platte, sofern sie sich am oberen Ende befindet, durch eine
Querstange gehalten, deren Enden in den Haltebögen geführt werden. Bei einer abgewandelten
Ausführungsform kann diese Platte zwei Sporen tragen, die in den halternden Bögen
gleitend geführt werden. Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der
Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
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F i g. 1 zeigt diesen als Ausführungsbeispiel gewählten Spreizhülsenanker
in räumlicher Darstellung; F i g. 2 stellt eine Seitenansicht dieser Vorrichtung
gemäß F i g. 1 dar, und zwar nach erfolgter Einbringung in ein Bohrloch.
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Zunächst sei insbesondere F i g. 1 betrachtet. Aus dieser ist ersichtlich,
daß bei dieser Ausführungsform die Spreizhülse durch zwei Halbschalen 1 und 2 gebildet
ist, die durch zwei Haltebänder 3 und 4 miteinander verbunden sind. Bei diesen beiden
Haltebändern handelt es sich um bogen- oder zangenförmige Gebilde aus Federstahl.
Sie verlaufen in diesem Falle über Kreuz, und zwar überschneiden sie sich im Punkt
5. Die senkrechten Arme dieser Bänder sind an die Hülse angeschweißt. wie es beispielsweise
der vorn sichtbare Arm 6 zeigt. Dieser ist im Punkt 7 in einer Aussparung 8 der
Halbschale 1 festgeschweißt.
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Innerhalb der Hülse ist die erwähnte axiale verstellbare Ankerstange
9 angeordnet. Diese trägt, wie es an sich bekannt ist, eine oder mehrere Etagen
von Keilen. Letztere wirken mit einer oder mehreren Etagen von Rampen zusammen.
die im Innern der Halbschalen 1 und 2 angebracht sind. Einer dieser Keile
10 stellt das obere Ende der Ankerstange 9 dar. Das andere Ende - in F i g. 1 unten
- ist mit einem Gewinde 11 versehen und trägt eine Mutter 12. In dem freien Raum
oberhalb des Keiles 10, und zwar innerhalb der gekreuzten Haltebänder 3 und 4, sind
Kappen 13, 14 und 15 von kreuzförmigem Profil angeordnet, und zwar so, daß sie durch
die Arme der Haltebänder 3 und 4 gehalten werden, wie es besonders deutlich der
vorn sichtbare Arm 6 zeigt. Dieses kreuzförmige Profil fügt sich etwa in den achssenkrechten
Querschnitt der Hülse ein. Die Kappen sind aus einem verformbaren Werkstoff gefertigt,
beispielsweise aus Schwammgummi.
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Wenn der Spreizhülsenankerkopf, der durch die Ankerstange 9 getragen
wird, gemäß F i g. 2 in ein Bohrloch 16 eingeführt ist, dessen Wand durch die Kennziffern
17 und 18 bezeichnet ist, so gestattet es schon eine schwache Reibung zwischen den
Halbschalen 1 und 2 einerseits und den Bohrlochwandungen andererseits, daß die Stange
9 und ihr Verstellkeil 10 nach oben verschoben werden. Da nun die über Kreuz
geführten Haltebänder 3 und 4 an der Hülse l/2 befestigt sind, bewirkt eine solche
Verschiebung der Verstellstange relativ zur Hülse, daß die Kappen 13, 14 und 15
zusammengedrückt werden und dadurch in radialer Richtung auseinandergehen, so daß
sie gegen die Wandungen 17 und 18 drücken und dadurch zusätzliche Reibungskräfte
erzeugen. Diese zusätzlichen Reibungskräfte wirken also unterstützend zu denjenigen.
die durch die beiden Halbschalen 1 und 2 innerhalb der Bohrung 16 erzeugt werden.
Dadurch werden die Hülse und die Ankerstange 9 gehindert, sich beim Anziehen der
Mutter 12 leer innerhalb der Bohrung mitzudrehen, und zwar genügt diese Gesamtreibung
auch schon dann, wenn die Reibung der Hülsenschalen 1 und 2 für sich allein unzureichend
wäre. Dieses gilt auch dann, wenn der Durchmesser der Bohrung im Vergleich zum achssenkrechten
Querschnitt der Hülse wirklich nennenswert zu groß sein sollte.
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Wenn man es wünscht, kann man oberhalb und/oder unterhalb der Kappen
Platten aus nicht
dehnbarem Material anbringen, damit man zwischen
dem Keil der Ankerstange 9 und dem Gipfelpunkt der Bögen 3 und 4 ein gleichförmiges
und gutes Zusammendrücken der Kappen erzielt.
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Im wesentlichen jedenfalls füllen diese Kappen den ganzen freien Raum
aus, der sich zwischen dem Gipfelpunkt 5 der Bögen 3 und 4 und dem Endkeil 10 der
Ankerstange 9 befindet. Hierbei ist der genannte Keil 10 also selbst dann, wenn
die Vorrichtung sich innerhalb der Bohrung noch im Zustand der provisorischen Verankerung
befindet, in Berührung mit den beiden Halbschalen der Hülse (ohne schon eine Spreizung
der Hülse zu bewirken), und zwar derart, daß sofort mit Beginn der Betätigung der
Schraube 12 - also ohne jeden Leerlauf - die Hülse beginnt, sich in radialer Richtung
aufzuweiten.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Kappen die Form
eines Kreuzes. Selbstverständlich ist es nicht unerläßlich, gerade diese Form zu
wählen. Es können die Kappen vielmehr auch andere Profile besitzen. die geeignet
sind, die Kappen an den Bändern zu haltern. Auch ist die Erfindung nicht beschränkt
auf Ausführungsformen, bei denen die Haltebänder einander überkreuzen. Der Erfindungsgedanke
läßt sich auch in der Weise verwirklichen, daß bei einem Spreizhülsenanker die Haltebänder
parallel zueinander angeordnet werden und dadurch Führungen für Führungswarzen ergeben,
die auf der Kappe vorgesehen sein können oder aber auf einer Leiste, die quer zu
den Kappen angeordnet ist und mit ihren Enden in den Bereich dieser Haltebänder
hineinragt. Es ist auch möglich, die etwaigen Platten aus nicht dehnbarem Material
mit solchen Führungszapfen zu versehen.
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Erwähnt sei noch die Möglichkeit, daß die Kappen über das Hülsenprofil
- betrachtet in achssenkrecht geführtem Querschnitt - hinausragen können. In diesem
Fall kann der vorstehende Teil der Kappen dazu dienen, die vorbereitende Verankerung
des Spreizhülsenankers zu verbessern.