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Spreizkeilanker für den Grubenausbau Die Erfindung bezieht sich auf
einen Spreizkeilanker für den Grubenausbau, dessen mit der Bohrlochwandung zusammenwirkendem
Teilumfang gegenüberliegend ein im Querschnitt bogenförmig verlaufendes, über eine
ansteigende Keilfläche mit der Außenfläche radial gegen die Bohrlochwandung bewegbares
Keilstück zugeordnet ist, wobei das Ankerende ein von einer Mutter übergriffenes
Gewinde aufweist.
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Es sind bereits Speizkeilanker für den Grubenausbau bekannt, die sich
im Bohrloch fest verspannen, wenn der Schaft nach seinem Einführen in das Bohrloch
angezogen wird. Um dies bewirken zu können, ist das bohrungsseitige Ende des Ankers
als verdicktes Formstück ausgebildet, welches mit einem Teil seines Umfanges mit
der Wandung der Bohrung zusammenwirkt und hierbei die Mittelachse des Ankers überkreuzende
Keilflächen aufweist. Diese Keilflächen wirken mit ebensolchen schräg verlaufenden
Flächen eines Keiles zusammen, der im Querschnitt etwa rinnenförmig geformt ist,
wobei dessen in Längsrichtung und geneigt zur Achse des Ankers verlaufende Randkanten
mit den Keilflächen des Schaftendes zusammenwirken, so daß sich beim Anziehen des
Ankers über eine Schraube der Keil durch vorgesehene Vorsprünge in das Gestein eindrückt
und radial nach außen bewegt wird. Dadurch entsteht zwischen der Umfangsfläche des
Schaftes und der etwa zylindrisch verlaufenden Innenfläche des Keiles ein sich immer
mehr vergrößernder Zwischenraum in Form eines ringförmigen Spaltes. Diese bekannte
Ausführungsform eines Keilankers hat den Nachteil, daß der Ankerbolzen infolge der
verwickelten baulichen Gestaltung seines mit dem Keil zusammenwirkenden Endes sehr
teuer herzustellen ist und lediglich für bestimmte, im voraus festzulegende Lochdurchmesser
und Lochtiefen benutzbar ist. Darüber hinaus besteht bei dieser bekannten Einrichtung
bei sehr großer Belastung die Gefahr, daß der rinnenförmig geformte Keil in radialer
Richtung flachgedrückt und verformt wird, wodurch die Gesamtfunktion des Ankers
in Frage gestellt ist. Die gleichen Nachteile gelten auch für eine Weiterentwicklung
dieses Bohrlochankers, bei der der Ankerschaft mit seinem verwickelt geformten,
mit dem zugehörigen Keil zusammenwirkenden Schaftende durch eine Schraube verbunden
werden kann. Und endlich sind auch Ausführungsformen bekannt, bei welchen die spreizbaren
Keile einer Klemmvorrichtung in radialer Richtung lediglich durch Gummibänder zusammengehalten
sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anker der eingangs erwähnten
Art mit einfachen und wohlfeilen Mitteln weiter zu verbessern und dabei insbesondere
die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungsformen zu beseitigen. Dieses Ziel
ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Anker einen zylindrischen
Schaft besitzt, an dessen Umfang ein fester Keil anliegt, der durch Form- oder Reibungsschluß
in axialer Richtung gehalten ist, wobei die äußere Mantelfläche des festen Keiles
geneigt zur Achse des Ankers verlaufend mit einer ihr anliegenden inneren Mantelfläche
des losen Keiles zusammenwirkt und mit seinem sichelförmigen Querschnitt den Schaft
über die Schaftmitte hinaus umgreift, wobei die Keile unter der Wirkung eines dieselbe
in einer sich gegenseitig überdeckenden Lage bewegenden, jeweils mit der entgegengesetzt
gerichteten Stirnfläche der Keile zusammenwirkenden elastischen Organs stehen.
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Das elastische Organ kann dabei als endloses, die Keile in axialer
Richtung umgreifendes Gummiband ausgebildet sein, welches von einer in der dem Bolzen
zugekehrten Seite des festen Keiles befindlichen Nut und einer an der Stirnfläche
des losen Keiles angeordneten Ausnehmung aufgenommen wird. Bei einer zweiten Ausführungsform
des elastischen Organs besteht dieses aus einem Gummistreifen, dessen eines Ende
an einem Vorsprung der oberen Kante des festen Keiles und dessen anderes Ende an
einem Vorsprung der unteren Kante des losen Keiles befestigt ist
und
eine solche Länge aufweist, daß er vor dem Montieren des Bolzens die beiden Keile
in Anlage einander gegenüber hält.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Spreizkeilankers bringt gegenüber
dem Bekannten erhebliche Vorteile mit sich. Gegenüber denjenigen Klemmvorrichtungen,
bei denen spreizbare Keile in radialer Richtung lediglich durch Gummibänder zusammengehalten
werden, also eine radial zur Ankerbolzenmitte gerichtete Kraft erzeugen, ist die
Funktion des elastischen Organs beim erfindungsgemäßen Anker eine wesentlich andere.
Denn hierdurch wird bewirkt, daß sich die beiden Keile in axialer Richtung des Ankers
so lange aufeinander zu bewegen, bis sie sich gegenseitig überdecken. Durch diese
Ausbildung soll erreicht werden, daß sich beim Einführen des Ankers in das Bohrloch
der äußere Keil entgegen der Wirkung des elastischen Organs und entgegen der Einschraubrichtung
so weit nach hinten, also zum Ende der Bohrung hin, verschiebt, bis sich der Abstand
zwischen dem mit der Bohrungswandung zusammenwirkenden Teil des Umfanges des Ankers
einerseits und dem diametral gegenüberliegenden Teil des Umfanges des Keiles andererseits
der Größe der lichten Weite der Bohrung anpaßt und durch die Federkraft des elastischen
Organs sowie mit Hilfe der gegeneinander wirkenden Keilfläche radial nach außen
bewegt wird, bis der Umfang des Keiles bzw. dessen zahnartige Vorsprünge in Anlage
an die Bohrungswandung gebracht werden. Dadurch stellt sich bei einem mittels Anziehen
der Mutter bewirkten Zurückziehen des Ankers durch den schon vorhandenen Reibungsschluß
zwischen Bohrungswandung und Vorsprüngen des Keiles tatsächlich die gewollte Wirkung
des Verklemmens der Verankerung im Bohrloch mit Sicherheit ein. Dies macht sich
vor allem bei senkrecht nach oben verlaufenden Bohrlöchern vorteilhaft bemerkbar,
da hierbei trotz Anzug der Mutter am äußeren Ende des Schaftes der äußere Keil keinesfalls
gegen die Bohrlochwandung zu wandern beginnt, bis er an dieser zur Anlage kommt
und sich in ihr festhakt, da es zur Relativbewegung der beiden Keile gegeneinander
zunächst einmal erforderlich ist, daß sich der eine Keil, und zwar der äußere, mit
seinen Vorsprüngen in der Bohrlochwandung festhakt, wobei es, um eine derartige
Relativbewegung hervorzurufen, ebenfalls erforderlich ist, daß der andere Keil auf
der zylindrischen Mantelfläche des Ankerschaftes in axialer Richtung gehalten wird.
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Darüber hinaus hat der erfindungsgemäß ausgebildete Anker den Vorteil,
daß er nicht nur funktionssicher ist, sondern zugleich auch preisgünstig hergestellt
werden kann. Auch ergibt sich der weitere Vorteil, daß die sonst erforderliche Lagerhaltung
von Teilen für die verschiedensten Bohrlochtiefen auf ein Minimum reduziert ist.
Auch ist die Möglichkeit geschaffen, daß, falls sich beispielsweise auf dem Arbeitsplatz
ein Anker als zu lang erweist, dieser lediglich abgeschnitten und danach ohne weitere
Schwierigkeiten verwendet werden kann.
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Es ist schon erwähnt, daß der feste Keil auf der dem Bolzen zugekehrten
Fläche widerhakenähnliche Zähne hat, welche Schneiden aufweisen, die senkrecht zum
Ankerbolzen und schräg aufwärts gerichtet sind zum Eingriff mit dem Ankerbolzen,
wenn dieser einem abwärts gerichteten Zug ausgesetzt wird. Dabei ist es an sich
bekannt, bei Ankern Zähne zu verwenden. Weiter Einzelheiten der Erfindung werden
in der speziellen Beschreibung erläutert.
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Der Spreizkeilanker nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen,
welche als Beispiele gewählte Ausführungsformen zeigen, näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt einen in ein Bohrloch gerade eingeführten Anker; Fig.
2 zeigt den Anker in der linken Seitenansicht der Fig.1; Fig. 3 zeigt den Anker
von oben; Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 5 zeigt
diese Ausführungsform von oben; Fig. 6 zeigt eine Einzelheit der Ausführungsform
nach Fig. 4 in größerem Maßstabe.
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Der Spreizkeilanker gemäß der Erfindung besteht aus einem zylindrischen
Ankerbolzen 1, der an seinem unteren, freien Ende mit einem für eine Mutter 2 bestimmten
Gewinde 3 versehen ist. Ein Keil 4 wird am oberen Ende des Ankerbolzens 1 durch
Pressen oder auf andere Weise angebracht. Die dem Ankerbolzen zugekehrte Fläche
dieses Keiles 4 ist derart ausgebildet, daß sie auf ihrer ganzen Länge an dem Ankerbolzen
1 anliegt und mit diesem dadurch befestigt wird, daß die Begrenzungskanten 5 und
6 des Keiles bis über die Mittelachse des Ankerbolzens ragen, wodurch der Keil 4
beim Andrücken an den Ankerbolzen 1 auf diesem festgeklemmt wird. Die dem Ankerbolzen
zugekehrte Fläche des Keiles 4 hat widerhakenähnliche Zähne 7, deren Schneiden 8
senkrecht zum Anker und schräg aufwärts gerichtet sind. Dadurch, daß der Radius
des Keiles 4 etwas kleiner ist als der halbe Durchmesser des Ankerbolzens
1,
und dadurch, daß das Material, aus dem der Keil 4 hergestellt ist, etwas
härter ist als das Ankermaterial, werden die Zähne 7 beim Festklemmen des Keiles
4 in den Ankerbolzen 1 eingreifen, und dadurch, daß die Schneiden 8 schräg aufwärts
gerichtet sind, kann der Ankerbolzen 1 nicht verschoben werden, wenn dieser einem
abwärts gerichteten Zug ausgesetzt wird. Die vom Ankerbolzen 1 abgekehrte Fläche
des festen Keiles 4 ist ebenfalls entsprechend dem Ankerbolzen gerundet, und gegen
diesen Keil 4 liegt ein mit demselben zusammenwirkender Keil 9 an, dessen Innenfläche
entsprechend der Rundung der auswärts gekehrten Fläche des festen Keiles 4 geformt
ist. Der lose Keil 9 hat auf seiner dem festen Keil 4 abgekehrten Fläche
senkrecht zum Ankerbolzen 1 gerichtete widerhakenähnhche Zähne 10, deren Schneiden
11 schräg abwärts gerichtet sind, so daß sie in die Wand eines Bohrloches 12 eingreifen,
wenn der Ankerbolzen 1 einem abwärts gerichteten Zug ausgesetzt wird.
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Die beiden Keile 4 und 9 sind gegeneinander axial verschiebbar, wobei
ein elastisches Organ 13, das aus einem endlosen Gummiband od. dgl. besteht, die
beiden Keile zum Anliegen gegeneinander hält. Die Länge des endlosen Gummibandes
13 ist derart bemessen, daß, wenn der Ankerbolzen 1 nicht in ein Bohrloch eingeführt
ist, die beiden Keile 4 und 9 einander gegenüberstehen. Das Gummiband 13 wird am
Spreizkeilanker auf folgende Weise befestigt: Ehe der Keil 4 auf dem Ankerbolzen
1 befestigt wird, wird das Gummiband 13 über den Keil 4 entlang seiner Längsrichtung
geschoben, wobei derjenige Teil des Gummibandes 13, der sich auf der Fläche des
Keiles 4 befindet, die dem Ankerbolzen 1 zugekehrt ist, von einer im Keil 4 vorgesehenen
Nut 14 aufgenommen
wird. Der Keil 4 wird danach in seiner Lage
auf dem Anker festgeklemmt, und der andere, lose Keil 9 wird zwischen das Gummiband
13 und den Keil 4 eingelegt, wobei das Band 13 von einer am unteren Ende des Keiles
9 vorgesehenen und zur gegenseitigen Fixierung der Keile bestimmten Ausnehmung 15
aufgenommen wird.
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Der Spreizkeilanker ist damit gebrauchsfähig, und seine Einführung
in ein Bohrloch geschieht dadurch, daß der Keil 9 etwas abwärts geschoben wird,
so daß er die Einführung nicht verhindert. Der Anker wird in Richtung des Bodens
in das Bohrloch 12 eingeführt, und wenn am Ankerbolzen 1 ein Zug ausgeübt wird,
werden die Schneiden 11 der Zähne 10 des losen Keiles 9 in die Wand des Bohrloches
eingreifen, wodurch sich die beiden Keile 4 und 9 immer mehr einander nähern,
und zwar in einem Maße, das von der Abmessung des Bohrloches 12 abhängig ist. Das
Gummiband 13, das dann keine weitere Funktion zu erfüllen hat, wird dabei zwischen
dem Keil 9 und der Wand des Bohrloches 12 zerpreßt werden.
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Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung
ist darin zu erblicken, daß die einander zugekehrten Flächen der Keile 4 und 9 nach
dem Ankerbolzen 1 geformt sind, so daß die auf die Keile wirkenden Kräfte im wesentlichen
radial gerichtet sind.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß, wenn der Anker nach
seiner Verwendung aus dem Bohrloch entfernt werden soll, dies sehr einfach ist und
in der Weise erfolgt, daß, nachdem die Mutter 2 gelokkert oder vom Ankerbolzen 1
entfernt worden ist, der Anker durch Schlag von unten einer Bewegung in seiner Längsrichtung
ausgesetzt wird, wodurch die Keile 4 und 9 voneinander gelöst werden. Bei vertikalen
Bohrlöchern fällt dann der Keil 9 herunter, und der Ankerbolzen kann herausgezogen
werden.
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In der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 sind die beiden Keile 4 und
9 ebenfalls untereinander verschoben und werden von einem Gummistreifen 16 zusammengehalten.
Dieser Streifen ist mit seinem einen Ende an einem Vorsprung 19 auf der dem
im Bohrloch 12 eingeschobenen Ende des Ankerbolzens 1 zugekehrten oberen Kante des
festen Keiles 4 und mit seinem anderen Ende an einem Vorsprung 20 auf der
unteren Kante des losen Keiles 9 befestigt. Zwischen den Vorsprüngen 19 und
20 läuft der Gummistreifen in einer in der auswärts gekehrten Fläche des
festen Keiles 4 vorgesehenen Nut 17. Der lose Keil 9 hat auf
seiner dem festen Keil 4 zugekehrten Seite eine Leiste 18, die in die Nut 17 eingreift
und mit dieser derart zusammenwirkt, daß, wenn der lose Keil 9 gegenüber dem festen
Keil 4 bei der Befestigung des Ankerbolzens 1 im Bohrloch 12 verschoben
wird, der Gummistreifen von der Leiste 18 zerpreßt werden wird.
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Durch Zusammenwirkung zwischen der Leiste 18 des losen Keiles 9 und
der Nut 17 des festen Keiles 4 wird verhindert, daß sich die Keile gegenseitig verdrehen
werden, wenn der Bolzen in das Bohrloch eingeführt wird.
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Der Vorsprung 20 des losen Keiles 9 ist an seinem freien
Ende breiter als an seinem Befestigungsende am Keil 9, was ermöglicht, daß an diesem
ein Draht zum Herausziehen des Keiles bei horizontaler oder schräger Lage des Ankers
befestigt werden kann.
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Bei Ankern, die gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 6 ausgeführt
sind und die in horizontale Bohrlöcher oder solche mit schwacher Neigung eingesetzt
werden, wird, ehe der Ankerbolzen eingesetzt wird, ein Draht am Vorsprung 20 des
losen Keiles 9 befestigt, zu welchem Zweck das freie Ende des Vorsprunges breiter
ausgebildet ist. Dieser Draht, der dabei so lang sein soll, daß er, wenn der Anker
befestigt ist, aus dem Bohrloch herausragt, kann Nylonfaden, Eisendraht od. dgl.
sein. Bei der Herausnahme eines somit angebrachten Ankers werden die Keile gemäß
obigem auseinandergeschlagen, wonach der äußere, lose Kei19 mit Hilfe des Drahtes
herausgezogen wird.
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Verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Rahmens der nachfolgenden
Patentansprüche können natürlich vorkommen. Wenn man z. B. wünscht, daß der Anker
im Bohrloch mehr zentriert sein soll, können zwei feste Keile auf dem Ankerbolzen
angebracht werden, wobei der eine Keil dann mit Ohren versehen wird, die in entsprechende
Ausnehmungen des anderen Keiles eingreifen, so daß die axialen Begrenzungsränder
der beiden Keile entlang der Mittellinie des Ankers verlaufen können.
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Der Anker gemäß der vorliegenden Erfindung ist oben in bezug auf Gebirgsverankerung
beschrieben worden, kann aber natürlich auf mehreren anderen Gebieten verwendet
werden, z. B. bei Betonkonstruktionen, Steinplatten od. dgl., aber auch in Holzkonstruktionen.