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"Gebirgsanker" Die Neuerung bezieht sich auf den Ankerausbau für unterirdische
Räume, wie Grubenbaue, Tunnel usw.
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Üblicherweise wird beim Ankerausbau auf das aus dem Bohrloch herausragende
Ende der Ankerstange ein äußeres Widerlager, in der Regel eine sogenannte Ankerplatte
aufgesetzt, die durch eine Schraubenmutter gegen den Gebirgsstoß angepreßt wird.
Hierdurch werden die zwischen dem Bohrlochtiefsten und dem Stoß'befindlichen Gebirgsschichten
im Gebirge verspannt, und es wird damit ihr Aufblättern bzw. Lösen verhindert.
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Diese Art des Ausbaues erfüllt unter normalen Druckverhältnissen ihren
Zweck in völlig befriedigender Veise.
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Andere Voraussetzungen ergeben sich jedoch im Falle größerer Hangendbewegungen,
wobei zwischen dem Ankerkopf im Bohrlochtiefsten und seinem äußeren Widerlager Spannungen
auftreten können, die die Zugfestigkeit der Ankerstange oder ihrer Verankerung im
Bohrloch übersteigen, so daß sich entweder der Ankerkopf löst oder die Ankerstange
reißt, die Sicherung des Gebirges plötzlich verlorengeht und die unter hoher Spannung
stehenden Hangendschichten hereinbrechen.
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Durch die Neuerung werden die vorstehend aufgezeigten Gefahrenmomente
beseitigt, und es wird ermöglicht, den Ausbau mit Zugankern auch dann anzuwenden,
wenn im Zuge auftretender Druckerscheinungen und Verformungen mit Beanspruchungen
zu rechnen ist, welche die Belastbarkeit des Ankers bzw. seies
| nes Kopfes übersteigen, wobei/fenner möglich ist, den Be- |
| b |
lastungszustand der Anker laufend zu kontrollieren.
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Dieser Erfolg wird nach dem Grundgedanken der Neuerung dadurch erzielt,
daß das äußere Widerlager eines Ankers beliebiger Art mit dem Ankerkopf über die
Ankerstange bei Überschreiten eines vorbestimmbaren Druckes nachgiebig verbunden
ist, so daß sich also bei Überschreiten dieser Belastung das äußere Widerlager um
einen gewissen Weg längs der Ankerstange beuegt, bis die Belastung im statischen
Zustand wieder den vorbestimmbaren Wert erreicht hat. Hierdurch wird mit
Sicherheit
eine Uberbeanspruchung des Ankers und damit dessen Reißen bzw. das Herausreißen
des inneren Widerlagers aus dem Bohrlochtiefsten vermieden, ohne daß in irgendeinem
Zeitpunkt die Tragfähigkeit des Ankers geringer ist als der vorbestimmte Wert.
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Die Wirkungsweise des Ankers ist also im Prinzip die gleiche, wie
die eines nachgiebigen Grubenstempels, d. h. der Anker ist so lange starr, wie die
vorbestimmbare Belastungsgrenze nicht überschritten wird, und gibt dann unter dauernd
gleichbleibendem Widerstand so lange nach, bis die Belastungsgrenze im statischen
Zustand wieder erreicht ist, so daß die Sicherheit der Abstützung ständig erhalten
bleibt. Der Widerstand, den das äußere Wirderlager der Belastung entgegensetzt,
muß also immer geringer sein als die Zugfestigkeit der Ankerstange und des Ankerkopfes.
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Es ist offensichtlich, daß der vorstehend erläuterte Grundgedanke
der Neuerung nichts mit der als solchen bekannten
| Ma. nahme zu tun hat, das äußere Widerlager eines Ankers, z.
B. |
unter Zwischenschaltung einer Feder ständig nachgiebig über die Ankerstange an den
Ankerkopf anzuschließen, wobei-in an sich dem Prinzip eines solchen Ausbaues wirdersprechenderweise
Urdim grundsätzlichen Gegensatz zu dem Vorschlag gemäss der Neuerung-in der ersten
Phase eine nennenswerte Tragwirkung des Ankers nicht vorhanden ist und die zunächst
federnd nachgiebige Verspannung nach Erschöpfung des Federweges starr wird.
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Ein besonderes Merkmal der Neuerung besteht in der Ausbildung des
drucknachiebig an die Ankerstanbe angeschlossenen äußeren Widerlagers als Klemmstück.
Dieses gleitet bei Überschreiten der Drucknachgiebigkeitbgrenze auf der festen Ankerstange.
Das ein Reibungsschloß darstellende Klemmstück kann selbst das Widerlager bilden
oder sich über eine zwischengeschaltete großflächigere Unterlagsplatte gegen das
Gebirge abstützen. Das Setzen und die Verspannung des Ankers im Bohrlochtiefsten
erfolgen in der üblichen Weise.
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In den Figuren sind Beispiele der Verwirklichung des Neuerungs gedankens
und deren Einzelmerkmale veranschaulicht.
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Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Anker gemäss Linie A-B der Fig. 2
; Fig. 2 zeigt in Ansicht-teilweise im Schnitt nach Linie C-D der Fig. 1 - das außerhalb
des Bohrlochs liegende und gegen das Gebirge verpsannte Ende der Ankerstange ; Fig.
3 und 4 zeigen in entsprechender Darstellung eine andere Ausführungsmöglichkeit.
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In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Ankerstange von kreisrundem Querschnitt
bezeichnet. Das freie Ende der Anker-
| stange-wird in grundsätzlich gleicher Weise wie bei Rei- |
| bungsschlössern von Grubenstempeln von einem bügelartigen |
Schloßkörper 2 umgeben, der durch einen in entsprechenden Ausnelmungen
gelagerten Treibkeil 4 über einen Klemmbacken 3 gegen den Umfang der Ankerstange
verspannt wird. Der Schloßkörper 2 ist an der dem Treibkeil abgewandten Seite dem
zylindrischen Ankerkörper entsprechend so geformt, daß ein großer teil des Umfanges
der Ankerstange der Innenwandung des Schloßkörpers anliegt. Der Rest ihres Umfanges
wird von einer entsprechenden Ausnehmung der Klemmbacke 3 umfaßt.
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Beim Antreiben des selbsthemmenden Treibkeils 4 in Richtung des einfachen
Pfeiles (Fig. verspannt der Klemmbacken 3 den voll umschlossenen Anker.
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Die Klemmkraft, die auf die Ankerstange ausgeübt wird, kann an sich
nach dem Gefühl durch mehr oder weniger starkes Antreiben des Keils eingestellt
werden.
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Das Lösen des Keils zwecks Raubens des Schlosses erfolgt durch Zurückschlagen
des Keils in Richtung des Doppelpfeils, werden worauf das Schloß dann einfach vom
Ankerende abgezogen/und herunterfallen kann.
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Dieses einfache Rauben des Schlosses, das einen wesentlichen Vorteil
der Neuerung darstellt, kann leicht aus der engtfernung z. B. mittels eines langstieligen
Hammers, erfolgen, wobei die Schloßteile vorher an eine Kette oder ein Seil angehängt
werden,
so daß sie geborgen werden können, ohne daß der durch Gesteinsfalls gefährdete Bereich
betreten werden mußim Gegensatz zu den bekannten Ankerkonstruktionen, die das Rauben
der Platte und der Bolzenmutter sehr erschweren, wenn nicht unmöglich machen, weil
dieser Vorgang hierbei in gespanntem Zustande des Ankers eingeleitet werden muß.
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Die Wirkung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten einfachsten Ausführungsform
eines Klemmschlosses kann dadurch verbessert werden, daß der Klemmbacken 3 und der
Bügel 2 an ihren der Ankerstange anliegenden Bereichen mit einem an sich bekannten
Reibungsbelag oder mit Vorsprüngen und/oder Vertiefungen von zweckentsprechender
Ausbildung versehen werden. Mit dem gleichen Ziele können der Anker wie auch die
Schloßinnenteile anderen als kreisrunden, z. B. rechteckigen oder polygonalen Querschnitt
erhalten, gegebenenfalls auch konisch oder keilförmig aufeinander abgestimmt ausgebildet
sein, wobei sich im letzteren Falle eine dem Gleitweg der Zugstange proportionale
Zunahme des Zugwiderstandes ergibt.
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Das Keilgetriebe kann, wie ebenfalls bei Grubenstempeln bekannt, auch
mehrteilig ausgebildet sein, so daß die Schlagkräfte beim Antreiben des Treibkeiles
über Zwischenelemente auf den einteiligen, gegebenenfalls auch unterteilten Klemmbacken
wirken, was eine noch bessere Einstellbarkeit der Klemmkräfte, eine sichere Selbsthemmung
des Treibkeils und ein leichteres Lösen des Schlßse zur Folge hat.
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Selbstverständlich können statt eines Treibkeils, unter entsprechender
Ausbildung des Klemmschlosses auch andere, die Klemmkräfte automatisch einstellende
Vorrichtungen verwendet werden, z. B. solche, bei denen die Verspannung eines dann
durch einen Drehbolzen angetriebenen Kelemwittels mit einem Drehmomentenschlüssel
erfolgt.
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Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform des Reibungsschlosses
ermöglicht es, einen besonders hohen Reibungswiderstand zu erzielen, falls die Ankerstange
von entsprechend hoher Festigkeit und Länge verwendet wird. Eine Verwendung der
üblichen Ankerstangen ist hierbei wegen der nicht hinreichenden Sicherheit im Falle
zu hoher Beanspruchungen nicht möglich.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Ankerstange 1 an ihrem aus dem
Bohrloch here. usragenden. wnde mit einer Verdickung 5 versehen und wird von zwei
Schalenkörpern 6 und 7 umschlossen, die der Verdickung 5 entsprechende Ausnehmungen
aufweisen.
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Diese Verdickung ist so ausgebildet, daß ihre Stirnfläche in Zugrichtung
abgeschrägt ist und mit dieser Abschrägung die beiden schalenhälften selbsttätig
auseinanderschiebt, sobald das Schloß gelöst ist. Die beiden Schalenkörper, die
von dem Schloßbügel 8 umschlossen werden, in welchem sie beweglich gehalten werden,
um&chließen das Ankerstangenende unter Be-
| lassung eines Spaltes 11 von nur verhältnismäßig geringer Breite |
| ZD |
die bilden in an die Ankerstange angepreßtem Zustande mit dieser
ein System, längs dessen das Schloß gleiten kann. Das Schloß ist grundsätzlich ebenso
ausgebildet wie aus ig. 1 ersichtlich, d. h., es weist einen Klemmbacken 9 auf,
der durch den Teibkeil lo gegen den Teil 7 der beiden Schalenkörper 6,7 gepreßt
wird
und/durch die Spannung der Ankerstange und des zweiten Schalenkörpers 6 gegen den
Schloßbügel 8 bewirkt.
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Wie ersichtlich, bilden in diesem Falle die außenliegenden Flächen
der Schalenkörper 6 und 7 und ihre Widerlagerflächen
| an der Innenseite des Schloßkörper sowie an der geraden Längs- |
| CD |
seite des Klemmbackens 9 die relativ zueinander gleitenden Flächen.
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Die beiden Schalenkörper 6 und 7 können auch nochmals unterteilt sein.
Wesentlich ist, daß die Verdickung 5 an der Ankerstange so bemessen wird, daß nach
Lösen des Treibkeils die beiden Schalenkörper über das verdickte-sande der Ankerstange
gleiten können. Gegebenenfalls kann statt der beiden Schalenkörper-unter abgewandelter
Ausbildung des ganzen Schlossesein geschlossener Hülsenkörper verwendet werden.
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Weiterhin können statt der dargestellten Keilgetriebe auch selbsthemmende
Exzenter oder Schraubengetriebe, wie überhaupt alle Arten von bei Grubenstempeln
bekannten Reibungsschlössern verwendet werden. Schutzansprüche :