DE19925109C1 - Method for producing point on anchor bar of steel for rock and tunnel structure involves steel bar separated and point formed at dividing point, bar being heated at predetermined point of its length and tractive force applied - Google Patents

Abstract

To produce a point on a steel anchor bar for rock and tunnel structure, the bar is separated and the point is formed at the dividing point. The bar is heated at a predetermined point of its length and then axial tractive force is applied until breaking occurs. Alternatively, heating and application of tractive force can be simultaneous. Heating can be by means of a flame, induction or ohmic resistance.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Spitze an einem Ankerstab aus Stahl für den Berg- und Tunnelbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for generating a tip on a Steel anchor rod for mining and tunneling according to the generic term of Claim 1.

Im Berg- und Tunnelbau werden zur Sicherung der Ausbruchquerschnitte vielfach Anker eingesetzt. Als Ankerzugglieder dienen meist Ankerstäbe aus Stahl, die in ein Bohrloch eingeführt und darin durch Spreizvorrichtungen, erhärtende Materialien oder dergleichen fixiert werden. Bekannt sind vor allem sogenannte Kunstharz-Klebeanker, das sind Anker, deren Ankerstäbe im Bohrloch durch rasch erhärtende Kunstharzkleber verankert und nach dem Wirksamwerden des Klebers gespannt werden. Zur Herstellung eines solchen Kunstharz-Klebeankers wird in das Bohrloch eine Patrone eingeführt, die in geschlossenen Behältern zwei Komponenten eines Kunstharzklebers enthält. In diese Kleberpatrone wird sodann unter drehender Bewegung der Ankerstab eingeschoben. Dabei werden die Kammern der Patrone geöffnet, die Komponenten des Klebers vermischt und dadurch aktiviert. Um einen solchen Ankerstab leichter in ein Bohrloch einführen zu können, ist er am bohrlochseitigen Ende meist mit einer Spitze versehen, die nachträglich angebracht werden muss.In mining and tunneling, the excavation cross-sections are often used Anchor used. Anchor rods made of steel, which in a borehole is inserted and hardened by expansion devices Materials or the like can be fixed. So-called are especially known Resin adhesive anchors are anchors, the anchor rods of which pass through the borehole quickly hardening resin adhesive anchored and after the adhesive takes effect be excited. To produce such a synthetic resin adhesive anchor is in the borehole inserted a cartridge, the two in closed containers Contains components of a synthetic resin adhesive. Then in this adhesive cartridge the anchor rod is inserted while rotating. The Chambers of the cartridge opened, the components of the adhesive mixed and thereby activated. To insert such an anchor rod more easily into a borehole To be able to, it is usually provided with a tip at the borehole end must be retrofitted.

Um bei einem derartigen Kunstharz-Klebeanker die für die Funktion notwendige Zerstörung der Kunststoffpatrone sowie Durchmischung der Komponenten sicherstellen zu können, ist es auch bekannt, solche Ankerstäbe am bohrlochseitigen Ende mit einer Mischspitze zu versehen (DE 34 17 252 C1). Eine solche Spitze besteht im einfachsten Fall aus einer Schrägfläche, die durch spanlose oder spanabhebende Bearbeitung, zum Beispiel Schneiden, Scheren oder Fräsen, erzeugt wird. Eine solche einseitige Schrägfläche hat allerdings den Nachteil, dass die Spitze des Ankerstabes beim Einführen in das Bohrloch seitlich zur Bohrlochwand hin ausgelenkt werden kann, der Stab somit nicht zentrisch im Bohrloch liegt, also möglicherweise nicht allseitig satt von dem erhärtenden Material umhüllt wird. Eine satte Umhüllung ist aber nicht nur aus Gründen der Kraftübertragung, sondern auch aus Gründen des Korrosionsschutzes unerlässlich.In order to function with such a synthetic resin adhesive anchor Destruction of the plastic cartridge and mixing of the components To be able to ensure, it is also known to anchor such rods on to be provided with a mixing tip on the borehole end (DE 34 17 252 C1). A in the simplest case, such a tip consists of an inclined surface through non-cutting or machining, for example cutting, shearing or milling. However, such a one-sided inclined surface has the Disadvantage that the tip of the anchor rod laterally when inserted into the borehole can be deflected towards the borehole wall, so the rod is not centered in the Drill hole is located, so it may not be full on all sides of the hardening Material is encased. A rich wrapping is not just for the sake of  Power transmission, but also for reasons of corrosion protection essential.

Eine solche Spitze kann auch zweiseitig symmetrisch, also keilförmig nach Art eines Flachmeißels ausgebildet sein (DE 34 17 251 C1). Dadurch kann zwar der Gefahr des einseitig seitlichen Ausweichens der Stabspitze beim Eintreiben des Ankerstabes begegnet werden, es bleibt aber der Zeit- und Kostenaufwand für die Erzeugung der Spitze.Such a tip can also be symmetrical on both sides, i.e. wedge-shaped according to Art be a flat chisel (DE 34 17 251 C1). This allows the Risk of one-sided lateral deflection of the rod tip when driving in the Anchor rod can be met, but there remains the time and cost for the Generation of the tip.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Spitze an einem Ankerstab für den Berg- und Tunnelbau der gattungsgemäßen Art anzugeben, gemäß dem eine zentrische Spitze auf einfachere, vor allem wirtschaftlichere Weise herstellbar ist.Against this background, the object of the invention is a method to manufacture a tip on an anchor rod for mining and tunneling Specify generic type, according to which a central tip simpler, especially more economical way to produce.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the in claim 1 specified process features solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the subclaims.

Gemäß der Erfindung werden in der Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung im Zusammenhang mit Zugversuchen an sich bekannte Phänomene ausgenützt. Wird ein Stahlstab einer axialen Zugkraft ausgesetzt, dann kommt es zunächst zu einer Einschnürung und dann zum Bruch unter Bildung von Spitzen an den Stahlstabenden (DE-B.: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Wilhelm Domke, 6. Auflage, Verlag W. Girardet Essen 1975, S. 292 bis 304). Auch ist es bekannt, Zugversuche bei höheren Temperaturen durchzuführen, wobei allerdings die Probe über die gesamte Messlänge die gewünschte Temperatur aufweisen muss (DE-B.: Hütte, Taschenbuch für Eisenhüttenleute, Akademischer Verein Hütte e. V. in Berlin, Berlin 1961, S. 250 bis 254).According to the invention in materials science and materials testing in Exploited phenomena in connection with tensile tests. If a steel rod is subjected to an axial tensile force, it first occurs a constriction and then to break to form tips on the Steel rod ends (DE-B .: material science and material testing, Wilhelm Domke, 6th edition, W. Girardet Essen 1975, pp. 292 to 304). It is also known Conduct tensile tests at higher temperatures, but the Sample must have the desired temperature over the entire measuring length (DE-B .: Hütte, paperback for ironworkers, Akademischer Verein Hütte e.V. in Berlin, Berlin 1961, pp. 250 to 254).

Gemäß der Erfindung wird diese bei Zugbelastung von Stahlstäben bis zum Bruch auftretende Einschnürung für die Erzeugung einer Spitze an einem Ankerstab ausgenützt und durch gleichzeitige lokale Anwendung von Wärme nicht nur räumlich definiert, sondern auch egalisiert. Durch Zugbelastung eines an einer bestimmten Stelle seiner Länge erwärmten Stahlstabes gerät der Stahl an dieser Stelle ins Fließen; es entsteht eine Einschnürung bis zum Bruch, wodurch an beiden Stababschnitten jeweils Spitzen gebildet werden. Dabei ist nur erforderlich, dass der Stahlstab zum Zeitpunkt des Aufbringens der Zugkraft warm sein muss; ob die Erwärmung vor dem Einwirken der Zugkraft aufgebracht wurde oder der Stahlstab während der Einwirkung der Zugkraft erwärmt wird, spielt keine Rolle.According to the invention, this is with tensile loading of steel bars until breakage constriction occurring for the generation of a tip on an anchor rod  exploited and not only by simultaneous local application of heat spatially defined, but also equalized. By pulling one on one At a certain point in its length of heated steel rod, the steel gets there Place to flow; there is a constriction until breakage, which leads to tips are formed in each of the two rod sections. It is only necessary that the steel rod must be warm at the time the traction is applied; whether the heating was applied before the pulling force was applied or the Steel rod is heated during the action of the tensile force, does not matter.

Die Form der beim Bruch gebildeten Spitzen kann durch die Intensität der Wärmebehandlung beeinflusst werden. Je nach Intensität der Wärmebehandlung gibt es eine kurze, kompakte oder eine längere, schlanke Spitze; je höher die Erwärmung, desto länger wird die Spitze. Eine lokal definierte Einschnürung wird ab etwa 100°C erkennbar sein; die Stärke der Einschnürung nimmt bei 350 bis 400°C zu, bis sich bei etwa 500°C eine deutliche Spitze bildet, die bei etwa 700°C die Form einer Bleistiftspitze annimmt und bei etwa 1.100°C zum Faden wird.The shape of the peaks formed during the break can be determined by the intensity of the Heat treatment can be influenced. Depending on the intensity of the heat treatment there is a short, compact or a longer, slender tip; the higher the Warming, the longer the tip gets. A locally defined constriction becomes be recognizable from around 100 ° C; the strength of the constriction increases at 350 to 400 ° C until a clear peak forms at about 500 ° C, at about 700 ° C takes the form of a pencil tip and at about 1,100 ° C to the thread becomes.

Der maschinelle Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gering. Dabei ist es unerheblich, ob der Stahlstab zuerst gezogen und dann erwärmt, erst erwärmt und dann gezogen oder gleichzeitig gezogen und erwärmt wird. Jedenfalls wird im ersten Fall an einer vorbestimmten Stelle der Länge des Stahlstabes punktuell eine Wärmebehandlung eingeleitet, die im einfachsten Fall mittels einer Flamme, aber auch auf elektrischem Wege mittels Induktion oder mittels Ohmscher Widerstandserwärmung erfolgen kann. Nach relativ kurzer Zeit erfolgt eine Einschnürung bis zum Bruch.The mechanical effort for performing the method according to the invention is low. It is irrelevant whether the steel rod is pulled first and then warmed, first warmed and then pulled or pulled and warmed at the same time becomes. In any case, in the first case, the length of the Steel rod initiated a heat treatment at certain points, which in the simplest case by means of a flame, but also electrically by means of induction or by means of ohmic resistance heating. After a relatively short time there is a constriction until breakage.

Wenn der auf diese Weise zu behandelnde Stahlstab die doppelte Länge der zu erzeugenden Ankerstäbe aufweist, dann werden durch die erfindungsgemäße Behandlung in einem Arbeitsgang zwei jeweils mit einer Spitze versehene Ankerstäbe erzeugt, die sich aufgrund der gleichmäßigen rotationssymmetrischen Form der Spitze leicht und sicher in Bohrlöcher eintreiben fassen. Jedenfalls stellt eine erfindungsgemäß erzeugte Spitze an einem Ankerstab eine Zentrierhilfe bei jeder Art von Loch und Dübel dar.If the steel rod to be treated in this way is twice the length of the generating anchor rods, then by the invention Treatment in one operation with two tips each Anchor rods are generated, which are due to the uniform rotationally symmetrical Grip the tip of the tip lightly and securely into the drill holes. Anyway poses  a centering aid generated according to the invention on an anchor rod any kind of hole and dowel.

Claims (7)

1. Verfahren zum Erzeugen einer Spitze an einem Ankerstab aus Stahl für den Berg- und Tunnelbau, wobei ein Stahlstab getrennt und die Spitze an der Trennstelle ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlstab an einer vorbestimmten Stelle seiner Länge erwärmt wird und in erwärmtem Zustand einer axialen Zugkraft bis zum Bruch infolge Einschnürung ausgesetzt wird.1. A method for producing a tip on a steel anchor rod for mining and tunneling, wherein a steel rod is separated and the tip is formed at the separation point, characterized in that the steel rod is heated at a predetermined point along its length and in the heated state is subjected to an axial tensile force until breakage due to constriction. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlstab zuerst erwärmt und danach einer Zugkraft ausgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the steel rod first heated and then subjected to a tensile force. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlstab zugleich erwärmt und einer Zugkraft ausgesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the steel rod at the same time heated and subjected to a tensile force. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlstab zum Erzeugen der Zugkraft in eine Spannvorrichtung eingespannt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the steel rod for generating the tensile force in a clamping device is clamped. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels einer Flamme erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the heating is carried out by means of a flame. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels Induktion erfolgt.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that heating by induction. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mittels Ohmscher Widerstandserwärmung erfolgt.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the heating takes place by means of ohmic resistance heating.