DE3145824C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ankervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und auf ein Verfahren zum Verankern einer Ankervorrichtung in einem Bohrloch.

Zum Halten der Decke und/oder der Wände von Grubenbauten bzw. Tunnels oder dergleichen ist es bekannt, Anker zu setzen, die in Bohrlöcher im Gebirge verankert sind, um es zu verfestigen bzw. zu armieren. Hierbei wird ein Loch ins Gebirge gebohrt und anschließend ein Anker entweder mittels eines Spreizdübels im Bohrlochtiefsten verspannt oder der Anker durch einen Kunstharzkleber mit dem Bohrloch umgebenden Gebirge verklebt (US-PS 40 51 683). Das Harz dringt auch in das Gebirge ein, so daß die Gesteinsschichten verklebt und der Anker im Bohrloch befestigt wird. Das Harzgemisch füllt den Ringraum zwischen Bohrlochwand und Ankerstange über eine beträchtliche Länge der Stange aus.

Bei einem herkömmlichen Spreizdübel ist es auch bekannt, das Ende der Ankerstange abzuschrägen, so daß das Gewinde der Ankerstange, das den Spreizdübel aufnimmt, an einer vom äußersten Ende der Ankerstange entfernt liegenden Stelle endet. Diese Maßnahme verhindert eine Beschädigung des Gewindes und ermöglicht eine Wiederverwendung des Ankers.

Ein Anker, der in ein Bohrloch eingeklebt wird, kann nicht sofort gespannt werden. Dagegen ist ein mechanisch gehalterter Anker zwar sofort spannbar, jedoch die Berührung zwischen Anker und Gebirge ist auf die Anlage der gespreizten Hülse mit der Bohrlochwand beschränkt. Ferner verringert eine Zerstörung des die gespreizte Hülse umgebenden Steins den Berührungsdruck und damit die Haltbarkeit. Infolgedessen kann der Spreizdübel sich im Bohrloch lockern bzw. gleiten, so daß die Wirkung des Ankers verringert wird.

Aus der DE-PS 11 26 832 ist eine Ankervorrichtung bekannt, bei der die Ankerstange am bohrlochseitigen Ende ein Gewinde aufweist, auf welches der Spreizkeil eines Spreizdübels mit mehrfingriger Spreizhülse aufgeschraubt ist. Zur Verankerung wird die in das Bohrlochtiefste eingeführte Klebstoffpatrone mit einem Zweikomponentenkleber durch das vordere Ende der Ankerstange zerstört und das vor dem Spreizdübel liegende Ende der Ankerstange in den Klebstoff eingebettet. Beim Anziehen des Ankers wird die Spreizhülse gegen das Gebirge verspannt, ohne daß der Zweikomponentenkleber mit dem Spreizdübel in Berührung kommt. Die daraus sich ergebende Tatsache, daß der Spreizdübel nicht in den aushärtenden Zweikomponentenkleber eingebettet ist, wird aber sehr nachteilig angesehen.

Die US-PS 38 77 235 offenbart eine Ankervorrichtung, bei der eine Verankerungshülse auf das Ende der Ankerstange aufgeschraubt ist und die beim Einführen der Ankerstange in das Bohrloch in eine zerstörbare Klebstoffpatrone gedrückt wird. Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, wird die Ankerstange in die Verankerungshülse geschraubt, wobei eine dünne Trennscheibe von der vorderen Spitze der Ankerstange durchstoßen wird, die zuvor verhindert hat, daß flüssiger Klebstoff in den vorderen Teil des Bohrlochs abfließen kann. Durch dieses Einschrauben der Ankerstange in die Verankerungshülse wird mit der Lagerplatte das Bohrloch verschlossen. Schließlich ist durch die US-PS 41 62 133 eine Verankerungsvorrichtung bekannt, bei der ein Spreizdübel endständig auf eine Ankerstange aufgeschraubt ist und beim Einsetzen in das Bohrloch ebenfalls in die zuvor eingeführte Klebstoffpatrone hineingedrückt wird. Die Ankerstange ist an ihrem vorderen Ende mit einem Querstift versehen, der verhindert, daß sich der Spreizkeil von der Ankerstange abschraubt, wenn vor dem Aushärten des Zweikomponentenklebers die Bohrstange mit dem Spreizdübel zunächst im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, um den Zweikomponentenkleber zu vermischen. Sobald der Zweikomponentenkleber ausreichend vermischt ist, wird die Bohrstange im Uhrzeigersinn gedreht, um den Spreizdübel innerhalb des Bohrloches und dem Klebstoff zu verspannen.

Ausgehend von der eingangs erwähnten Ankervorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, mit denen eine sichere Verankerung im Bohrlochtiefsten bei guter Durchmischung des Klebstoffes gewährleistet ist, wobei eine kontinuierliche Drehung der Ankerstange in einer einzigen Drehrichtung sowohl das gute Durchmischen des Klebers als auch das anschließende Spreizen der Spreizhülse des Spreizdübels bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spreizdübel endständig auf die Ankerstange aufgeschraubt ist und daß im oder am Spreizkeil eine das weitere Einschrauben der Ankerstange hindernde Anschlageinrichtung angeordnet ist, welche nach Material und Stärke so bemessen ist, daß sich der Spreizdübel beim Drehen der Ankerstange zunächst mitdreht und daß sich der Spreizkeil beim Abbinden des Klebers vor dessen endgültigem Erstarren in die Spreizhülse verschiebt.

Diese Maßnahmen der Erfindung werden in vorteilhafter Weise erreicht, indem nach dem Einführen der Klebstoffpatrone in das Bohrloch und dem Zerbrechen dieser Klebstoffpatrone innerhalb des Bohrloches mit Hilfe des eingeführten Ankers das Vermischen des Zweikomponentenklebers zunächst durch das Mitdrehen des Spreizdübels beim Anziehen der Ankerstange erfolgt, indem sich zunächst beim Drehen der Ankerstange in einer gleichbleibenden Drehrichtung der Spreizdübel mit der Ankerstange so lange dreht und damit den Zweikomponentenkleber vermischt, bis durch die anfängliche Aushärtung des Klebers der Spreizdübel festgehalten und die Anschlageinrichtung überwunden wird. Durch ein kontinuierlich fortgesetztes Weiterdrehen der Ankerstange in derselben Drehrichtung erfolgt anschließend die mechanische Verankerung durch das Spreizen der Spreizhülse gegen das Gebirge infolge des in die Spreizhülse sich hineinziehenden Spreizkeiles. Durch das Auswählen eines geeigneten Materials für die Anschlageinrichtung sowie der Abmessungen und der Lage kann das Zerbrechen oder Abscheren derart gesteuert werden, daß es auf die Aushärtedauer des verwendeten Zweikomponentenklebers abgestimmt ist. Die Anschlageinrichtung gestattet damit ein Vermischen des Zweikomponentenklebers für die Dauer einer Zeit, die für den jeweils gewählten Kleber erforderlich ist und die endet, bevor die Spreizhülse durch das fortgesetzte Drehen der Ankerstange expandiert und gegen das Gebirge verspannt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Ankervorrichtung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen.

Für das Verfahren zum Verankern einer Ankervorrichtung in einem Bohrloch, indem zunächst eine Klebstoffpatrone in das Bohrlochtiefste eingesetzt und danach die Klebstoffpatrone beim Einsetzen eines Ankers in das Bohrloch zerbrochen wird, wobei der Anker auf dem bohrlochseitigen Ende der Ankerstange ein Gewinde trägt, auf welches endständig ein Spreizdübel aufgeschraubt ist, dessen in eine Spreizhülse eingreifender Spreizkeil durch Drehen der Ankerstange in einer vorgegebenen Drehrichtung im Klebstoff gedreht und dann gegen die Bohrlochwand verspannt wird, sieht die Erfindung vor, daß beim Herstellen der Ankervorrichtung im oder am Spreizkeil eine Anschlageinrichtung angebracht wird, daß diese Anschlageinrichtung zunächst das Einschrauben der Ankerstange in den Spreizkeil in der vorgegebenen Drehrichtung derart behindert, daß sich der Spreizdübel mit der Ankerstange dreht, daß der Spreizdübel beim Abbinden des Klebers am Sichdrehen im Bohrloch gehindert wird und daß die Drehhemmung in der vorgegebenen Drehrichtung beim Überschreiten eines durch Material und Stärke der Anschlageinrichtung vorgegebenes Drehmoment an der Ankerstange überwunden und der Spreizdübel gegen die Bohrlochwand verspannt wird.

Die Erfindung ergibt sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines auf dem Gewindeende einer Ankerstange angeordneten Spreizdübels mit einer am oberen Ende der Ankerstange anliegenden Anschlageinrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1, bei der die Anschlagvorrichtung in Form eines Abscherstiftes deutlicher zu erkennen ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Teils des oberen mit Gewinde versehenen Endes der Ankerstange,

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung des Spreizdübels,

Fig. 5 ein Teilschnitt des Spreizkeils mit an einem Abscherstift anliegender Ankerstange,

Fig. 6 ein ähnlicher Schnitt wie der nach Fig. 5, der den Abscherstift in einer unteren Lage im Spreizkeil der mit parallelen Nuten zur Erzielung einer vorbestimmten Scherfestigkeit und Scherstelle versehen ist,

Fig. 7 eine ähnliche Darstellung wie die nach Fig. 1 mit einer Anschlageinrichtung in Form eines Bügels,

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie die der Fig. 5 und 6, bei der der Abscherstift durch die Ankerstange gesteckt ist und am unteren Ende des Spreizkeils anliegt,

Fig. 9 einen Teilschnitt, der einen ersten Schritt des Verfahrens zum Verankern einer Ankervorrichtung in einem Bohrloch zeigt,

Fig. 10 eine Darstellung wie die nach Fig. 9, die das Vermischen des Klebstoffs aus der zerbrochenen Klebstoffpatrone durch Drehung des Bolzens zeigt,

Fig. 11 eine Darstellung wie die nach den Fig. 9 und 10, bei der die Ankerstange in der gleichen Richtung weitergedreht und die Anschlageinrichtung abgeschert ist,

Fig. 12 einen letzten Verfahrensschritt, nach dem der Spreizdübel gegen die Wand des Bohrlochs verspannt und im ausgehärten Harz eingebettet ist.

Die Zeichnungen, insbesondere Fig. 1 und 4 stellen einen Spreizdübel 10 zum Befestigen einer Ankerstange 12 in einem Bohrloch 14 dar, das in ein Gebirge 16 (Fig. 9 bis 12) gebohrt ist, um dieses über einem Grubenbau, einem Tunnel oder dergleichen liegende Gebirge abzustützen. Die Ankerstange 12 hat einen mit einem Gewinde versehenen oberen Endabschnitt 18, der im oberen blinden Ende des Bohrlochs 14 angeordnet ist. Das Bohrloch 14 ist bis zu einer vorbestimmten Tiefe ins Gebirge 16 gebohrt, wobei die Tiefe von der gewünschten Belastbarkeit des Spreizdübels 10 und der Ankerstange 12 abhängt.

Die Ankerstange 12 hat, wie die Fig. 9 bis 12 zeigen, einen dickeren Endabschnitt 20, der aus dem offenen Ende des Bohrlochs 14 herausragt. Der Endabschnitt 20 der Ankerstange trägt eine Ankerplatte 22 auf dem luftseitigen Ende der Ankerstange 12. Erfindungsgemäß wird eine zerbrechliche Patrone 24, die einen herkömmlichen Zweikomponentenkleber enthält, zuerst bis zum oberen Ende in das Bohrloch 14 eingeführt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, indem die Ankerstange 12 in dem Bohrloch 14 nach oben geschoben wird. Wenn die Patrone 24 durch Drehung der Ankerstange 12 in einer vorbestimmten Richtung zerbrochen und die Bindemittelkomponenten vermischt worden sind, verhindert eine Anschlageinrichtung in Form eines Abscherstiftes 26 so lange das Spreizen des Spreizdübels 10, bis die Ankerplatte 22 an der Unterseite des Gebirges 16 anliegt und die Klebemittelkomponenten vermischt worden sind.

Die Ankerstange wird ständig so lange in der gleichen vorbestimmten Richtung verdreht, wie es für eine vollständige Vermischung der Komponenten des Bindemittels erforderlich ist. Die Anschlageinrichtung 26 verhindert ein Spreizen des Spreizdübels 10 beim Mischen. Die Ankerstange wird in der gleichen Richtung wie zu Anfang weitergedreht. Wenn das auf die Ankerstange ausgeübte Drehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment überschreitet, das durch die zum Abbinden des Bindemittels erforderliche Zeit bestimmt wird, zerbricht die Anschlageinrichtung 26. Der Spreizdübel 10 wird dadurch zur Aufweitung bis zur Reibschlußberührung mit der Wand des Bohrlochs 14 freigegeben. Das Weiterdrehen der Ankerstange in der gleichen Richtung wie zu Anfang vervollständigt das Festsetzen des Spreizdübels 10. Die Ankerstange wird mithin sowohl mechanisch verankert als auch adhäsiv mit dem Bohrloch verbunden, um ein Verrutschen der gespreizten Anordnung 10 zu verhindern, so daß die Ankerstange 12 gespannt bleibt und das Gebirge hält.

Im einzelnen umfaßt der Spreizdübel 10 eine Spreizhülse 28 in herkömmlicher Ausbildung mit einem festen Ringabschnitt 30 am Ende. Die Spreizhülse 28 ist spreizbar und hat mehrere Finger 32, die in Axialrichtung der Spreizhülse vom Ringabschnitt 30 abstehen. Alle Finger 32 haben einen unteren Endabschnitt 34, der mit dem Ringabschnitt 30 verbunden ist, und einen oberen Endabschnitt 36. Ferner sind die Finger 32 durch axiale Schlitze 38 (von denen in Fig. 1 nur einer zu sehen ist) voneinander getrennt. Jeder Schlitz 38 hat einen an den Ringabschnitt 30 angrenzenden geschlossenen Endteil 40 und einen offenen Endteil 42 am oberen Ende 36 des jeweiligen Fingers 32.

Jede Finger 32 hat eine äußere gezahnte Greiffläche 44 und eine innere glatte Fläche 46. Der Greifteil 48 jedes Fingers 32 trägt nebeneinanderliegende, parallel sowie horizontal verlaufende konische Rillen oder Nuten 50, so daß nach unten ausgerichtete Sägezähne entstehen, die bei der Spreizung der Spreizhülse 28 mit der Wand des Bohrloches 14 in Eingriff kommen.

Wie aus den Fig. 10 und 11 hervorgeht, erfolgt die Spreizung der Finger 32 mit Hilfe eines Spreizkeils 52. Dieser Spreizkeil 52 hat eine Gewindebohrung 54, die auf den Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange geschraubt ist. Dabei befindet sich der Endteil 56 oben und der dünnere Endteil 58 unten. Ein Teil der inneren Fläche 46 jedes Fingers 32 liegt an einer schrägen ebenen Fläche 68 des Spreizkeils 52 an.

Gemäß Fig. 1 und 9 werden der Spreizkeil 52 und die Spreizhülse 28 endständig auf den Gewindeabschnitt 18 vor der Anordnung im Bohrloch 14 aufgeschraubt.

Ferner sind der Spreizkeil 52 und die Spreizhülse 28 in an sich bekannter Weise (Fig. 7) durch einen elastischen Gurt oder Bügel 60 verbunden. Der Bügel 60 verläuft über das obere Ende des Spreizkeils 52 hinweg. Der Bügel 60 hat Schenkel 62, die sich an den Seiten der Spreizhülse 28 nach unten erstrecken. Die Schenkel 62 greifen mit nach innen gekehrten Endabschnitten 66 in zwei sich gegenüberliegende Schlitze 64.

Wie Fig. 4 zeigt, weist der Spreizkeil 52 mehrere abgeschrägte ebene Flächen 68 auf, die durch sich in Längsrichtung erstreckende Nuten 70 voneinander getrennt sind. Wie bereits erwähnt wurde, liegt die innere Fläche 46 jedes Fingers 32 jeweils an einer abgeschrägten ebenen Fläche 68 an. Bei dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, wie Fig. 5 zeigt, die Anschlageinrichtung 26 in Form eines Abscherstiftes in einer Bohrung 72 angeordnet, die sich quer zur Gewindebohrung 54 im Spreizkeil 52 durch diesen hindurch erstreckt. Wie Fig. 5 zeigt, hat die Querbohrung 72 sich gegenüberliegende Endabschnitte 74, die in zwei sich diametral gegenüberliegenden Nuten 70 des Spreizkeils 52 enden.

Wie die Fig. 1 bis 5 weiter zeigen, besteht die Anschlageinrichtung 26 aus einem Abschnitt 76, der aus einem ausgewählten elastischen Material hergestellt ist und eine vorbestimmte Größe sowie im Falle eines kreiszylindrischen Stiftes einen vorbestimmten Durchmesser aufweist. Der Stift 76 ist in der Querbohrung 72 festgehalten und hat Endabschnitte 78 und 80. Diese sitzen in den Endabschnitten 74 der Querbohrung des Spreizkeils 52. Der mittlere Abschnitt des Stiftes 76 erstreckt sich quer durch die Längsbohrung 54 des Spreizkeils.

Die Stelle, an welcher der Abscherstift 76 durch die Gewindebohrung 54 des Spreizkeils hindurchgeführt ist, ist so gewählt, daß der Stift 76 eine axiale Bewegung des Gewindeabschnitts 18 der Ankerstange über eine vorbestimmte Tiefe in die Spreizkeilbohrung 54 hinein behindert. So wird beim Zusammenbau des Spreizdübels 10 der Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange so weit in den Spreizkeil 52 eingeführt, bis der Gewindeabschnitt 18 am Abscherstift 76 anstößt.

Die den Abscherstift 76 aufnehmende Querbohrung 72 des Spreizkeils 52 kann an verschiedenen Stellen längs des Spreizkeils 52 angeordnet sein. So ist die Querbohrung 72 bei dem ersten Ausführungsbeispiel in der Nähe des oberen Endteils 56 angeordnet, wie es Fig. 5 zeigt, so daß auch der Stift 76 in der Nähe dieses oberen Endteils 56 liegt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Abscherstift 76 dagegen in einer in der Nähe des unteren Endteils 58 liegenden Querbohrung 82 des Spreizkeils angeordnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Länge des Gewindeabschnitts 18 um die sich dieser Gewindeabschnitt in die Gewindebohrung 54 des Spreizkeils erstreckt, geringer als bei der Anordnung des Abscherstiftes 76 in dem Spreizkeil 52 in der Nähe des oberen Endteils 56. Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist der Spreizkeil 52 nur mit wenigen Gewindegängen auf den Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange geschraubt. Der mittlere Abschnitt des Stiftes 77 verhindert, daß die Ankerstange 12 weiter in die Gewindebohrung 54 des Spreizkeils eindringen kann.

Das Material, aus dem der Abscherstift 76 hergestellt ist, kann unterschiedlich gewählt sein. So kann der Stift 76 beispielsweise aus Stahl mit einem Durchmesser von 6,35 mm (¼ Zoll) oder aus Aluminium mit einem Durchmesser von 7,94 mm (⁵/₁₆ Zoll) hergestellt sein. Das Material des Stiftes 76 sowie seine Abmessungen und die Fläche seines Querschnitts sind in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Klebers so gewählt, daß er nicht eher abgeschert wird oder zerbricht, als bis die Kleberkomponenten hinreichend vermischt worden sind. Um ferner ein Abscheren oder Zerbrechen der Anschlageinrichtung 26 vor dem Aushärten des aushärtbaren Gemisches sicherzustellen, ist eine Anschlageinrichtung, beispielsweise der Stahlstift 77 nach Fig. 6, mit einer Profilierung versehen, wie zum Beispiel sich in Längsrichtung erstreckenden, parallelen, nebeneinanderliegenden Rillen oder Vertiefungen 84, die in den Endabschnitten 78 und 80 des Stiftes 77 ausgebildet sind.

Als Material für die Anschlageinrichtung 26, wie zum Beispiel der Stift 76 und 77, können auch im Handel erhältliche, schnell aushärtende Harze Verwendung finden, die innerhalb von 20 bis 30 Sekunden oder weniger nach dem Zerbrechen der Patrone 24 und dem Mischen der Komponenten auszuhärten beginnen. Die Größe und Materialzusammensetzung der Anschlageinrichtung 26 wird dabei so gewählt, daß das Zerbrechen nach einer Drehung der Ankerstange 12 innerhalb 20 Sekunden oder früher erfolgt. Wenn daher das Harzgemisch auszuhärten beginnt, wird auf den Spreizdübel 10 eine Kraft ausgeübt, die einer Drehung der Spreizdübel 28 und des Spreizkeils 52 entgegenwirkt. Die Gegenkräfte steigen dann soweit an, daß die Anschlageinrichtung zerbricht.

Die Anschlageinrichtung 26 zerbricht in dem Augenblick, in dem das auf die Ankerstange 12 ausgeübte Drehmoment ein vorbestimmtes Drehmoment überschreitet. Danach wird eine relative Drehung zwischen Spreizhülse 52 und Ankerstange 12 nicht länger verhindert. Die Spreizhülse 52 bewegt sich daher auf der Ankerstange 12 nach unten, während die Ankerstange 12 in der gleichen vorbestimmten Drehrichtung zur Spreizung der Spreizhülse weitergedreht wird.

In Fig. 3 ist die Form des oberen Endes des Gewindeabschnitts 18 der Ankerstange 12 ausführlicher dargestellt. Der Gewindeabschnitt 18 verjüngt sich vom maximalen Durchmesser der Ankerstange 12 bis auf einen geringeren Durchmesser am äußersten Ende 73 der Ankerstange 12. Der abgeschrägte Endabschnitt 71 hat eine vorbestimmte Form, d. h. einen vorbestimmten Winkel A und eine vorbestimmte axiale Länge B. Die Größe des Winkels A und der Länge B wird beispielsweise in Abhängigkeit vom Durchmesser der Ankerstange, den Abmessungen und dem Material der Abscherelemente, der Art des verwendeten Klebers und der Art des Gebirges, in der der Anker verankert wird, gewählt. Die erläuterte Form entspricht einem Kegelstumpf.

Der abgeschrägte Endabschnitt 71 der Ankerstange 12 übt eine konzentrierte Kraft auf nur einen Teil des Stiftes 76 statt auf die gesamte Länge des in der Gewindebohrung 54 liegenden Teils des Stiftes 76 aus. Durch die kegelstumpfförmige Ausbildung des Endabschnitts 71 drückt nur eine kleine Fläche mit einem Durchmesser am äußersten Ende 73 der Ankerstange gegen den Abscherstift 76 und nicht eine Fläche mit dem Durchmesser der Ankerstange 12. Dies stellt sicher, daß der Stift 76 zerbrochen oder aus seiner Position in der Gewindebohrung 54 des Spreizkeils durch das Drehen der Ankerstange entfernt wird.

Als vorteilhaft erweist sich, wenn der Winkel A des sich verjüngenden Endabschnitts 71 zwischen etwa 15° und 65° und die Länge B in einem diesem Winkel A entsprechenden Bereich liegen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anschlageinrichtung 26 ist in Fig. 8 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Abscherstift 79 lediglich in einer Bohrung 86 angeordnet, die sich quer durch den Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange 12 in der Nähe seines sich verjüngenden Endabschnitts 71 erstreckt. Der Abscherstift 79 hat einen mittleren Teil 81, der in der Querbohrung 86 festgehalten wird, und zwei Endabschnitte 83 und 85. Die Endabschnitte 83 und 85 ragen aus der Bohrung 86 heraus und liegen bei der Anordnung 10 gegenüber zwei Schlitzen 38 zwischen benachbarten Mantelfingern 32. Der Spreizkeil 52 wird so lange auf der Ankerstange nach unten bewegt, bis der untere Endteil 58 des Spreizkeils 52 an den Endabschnitten 83 und 85 des Stiftes 79 anschlägt.

Die Endabschnitte 83 und 85 verhindern auf diese Weise eine weitere Abwärtsbewegung des Spreizkeils 52 auf der Ankerstange 12.

Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Anschlageinrichtung 26 verhindert auch hier der Abscherstift 79 so lange eine relative Drehung der Ankerstange 12 und des Spreizkeils 52, bis auf das Ende der Ankerstange ein genügend großes Drehmoment ausgeübt wird. Bei diesem Drehmoment bewirkt der durch das aushärtbare Bindemittelgemisch auf die Drehung der Ankerstange 12 ausgeübte Widerstand ein Zerbrechen des Stiftes 79. Der Stift 79 ist so ausgelegt, daß er nicht eher zerbricht, als bis das Vermischen der Bindemittelkomponenten abgeschlossen ist und das Gemisch auszuhärten beginnt. Die Endabschnitte 83 und 85 brechen vom mittleren Teil 81 des Stiftes ab und geben die weitere Verschiebung des Spreizkeils frei.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anschlageinrichtung 26 jede mögliche Einrichtung sein kann, die eine Axialbewegung des Spreizkeils 52 auf der Ankerstange 12 über einen vorbestimmten Punkt auf dem Gewindeabschnitt 18 hinaus verhindert, z. B. ein Behinderungsglied, das in der Gewindebohrung 54 des Spreizkeils arretiert ist. Dieses Behinderungsglied ist so geschaltet, daß es einer Relativdrehung zwischen Ankerstange 12 und Spreizkeil 52 so lange widersteht, bis ein vorbestimmtes Drehmoment auf die Ankerstange 12 ausgeübt wird. Bevor das vorbestimmte Drehmoment ausgeübt wird, ist das Bindemittel vermischt. Wenn nun ein das vorbestimmte Drehmoment überschreitendes Drehmoment ausgeübt wird, wird das Behinderungsglied entweder zerbrochen oder in der Spreizkeilbohrung 54 so weit verschoben, daß es eine relative Drehung zwischen Ankerstange 12 und Spreizkeil 52 und damit eine Abwärtsbewegung des Spreizkeils 52 auf der Ankerstange gestattet. Dies hat eine Spreizung der Finger der Spreizhülse 28 und Verankerung des Spreizdübels 10 im Bohrloch 14 zur Folge.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Anschlageinrichtung 26 ein Hindernis aufweisen, das nicht vor Beginn der Spreizung der Spreizhülse 28 zu zerbrechen oder abgeschert zu werden braucht. Diese Anschlageinrichtung 26 kann ein flexibles Teil, z. B. ein Draht oder dergleichen mit Endabschnitten sein, die im Spreizkeil 52 befestigt sind und sich durch die Spreizkeilbohrung 54 erstrecken, so daß sie ein Hindernis in der Bahn der sich drehenden Ankerstange 12 bilden. Der sich an das äußerste Ende 73 des abgeschrägten Endabschnitts 71 der Ankerstange anlegende Draht verhindert eine Abwärtsbewegung des Spreizkeils 52 auf der Ankerstange 12. Die Bewegung des Spreizkeils 52 wird dabei so lange verhindert, bis die Hemmkräfte des Bindemittelgemisches, die auf die Spreizhülse 28 wirken, eine Verformung oder Verbiegung des Drahtes bewirken, so daß sich der Spreizkeil 52 bei fortgesetzter Drehung der Ankerstange 12 abwärts bewegen kann.

Die Fig. 9 bis 12 veranschaulichen das Verfahren der Verankerung des Spreizdübels 10 und der Ankerstange 12 in dem Bohrloch 14 des Gebirges 16. Zunächst wird, wie Fig. 9 zeigt, die Kunstharzpatrone 24 in das Loch 14, das in das Stollendach oder das Gebirge 16 gebohrt worden ist, durch Aufwärtsschieben mittels der Ankerstange 12 und dem Spreizdübel 10 eingeführt und bis zum oberen Ende des Bohrloches 14 hochgedrückt. Sobald die Patrone 24 den oberen Teil des Bohrloches 14 erreicht, wird, wie es Fig. 9 zeigt, die Patrone 24 zerbrochen.

Danach wird der Spreizdübel 10 in einer vorbestimmten Richtung gedreht, die durch den Pfeil in Fig. 10 angedeutet ist, indem auf den stärkeren Endabschnitt 20 der Ankerstange ein Drehmoment ausgeübt wird. Die als Abscherstift 76 ausgebildete Anschlageinrichtung 26 nach den Fig. 9 bis 12 verhindert eine relative Drehung von Spreizkeil 52 und Ankerstange 12 während der anfänglichen Drehung der Ankerstange 12, so daß der Kleber durch den sich drehenden Spreizdübel vermischt wird.

Aufgrund seiner thixotropischen Eigenschaften wird das Harzgemisch 88 in dem Bohrloch 14 festgehalten. Um das Gemisch 88 in dem den Spreizdübel 10 umgebenden Raum zu halten, ist eine Beilagscheibe 90 auf der Ankerstange 12 in der Nähe des Gewindeabschnitts 18 befestigt. Der Durchmesser der Beilagscheibe 90 ist so gewählt, daß sich die Beilagscheibe zusammen mit der Ankerstange 12 frei in die Einbaulage im Bohrloch 14 bewegen kann. Die Beilagscheibe 90 ist bei dem Ausführungsbeispiel aus Metall hergestellt und kann in einem vorbestimmten Abstand unter dem Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange an dieser angeschweißt oder im Preßsitz auf dieser befestigt sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Beilagscheibe 90 aus einem elastomeren Material hergestellt. Die elastomere Beilagscheibe 90 wird im Reibschluß auf der Ankerstange 12 unterhalb des Gewindeabschnitts 18 gehalten.

Das Harzgemisch 88 polymerisiert bei Zimmertemperatur, das heißt in einem Temperaturbereich zwischen etwa 4°C und 32°C. Die Ankerstange 12 wird ständig in der in Fig. 10 durch den Pfeil angedeuteten Richtung weitergedreht, um das Harz zu vermischen. Der sich an das äußerste Ende 73 der Ankerstange anlegende Abscherstift 76 verhindert eine relative Drehung des Spreizkeils 52 und der Ankerstange 12. Dadurch wird eine Abwärtsbewegung des Spreizkeils 52 auf der Ankerstange 12 so lange verhindert, bis die Harzkomponenten vollständig vermischt sind. Die Zeit zum Vermischen eines schnell aushärtenden Harzes liegt im allgemeinen zwischen etwa 20 bis 30 Sekunden. Beim Mischen wird die Ankerstange 12 so in dem Bohrloch 14 gehalten, daß die Ankerplatte 22 am Gebirge 16 um das offene Ende des Bohrloches 14 herum anliegt, wie es in den Fig. 10 bis 12 dargestellt ist.

Aufgrund der Anpassung der Scherfestigkeit des Stiftes 76 an das verwendete Harzsystem wird die Spreizhülse 28 aufgeweitet, bevor das Harzgemisch 88 um die Spreizhülse 28 herum vollständig ausgehärtet ist. Von dem Zeitpunkt an, in dem die Patrone 24 zerbricht, wird die Ankerstange 12 ständig in derselben Richtung weitergedreht, um einerseits die Harzkomponenten zu vermischen und um andererseits die Spreizhülse 28 aufzuspreizen. Während die Ankerstange 12 gedreht wird, fließt das noch nicht ausgehärtete Harzgemisch 88 in die Risse und Störstellen des Gebirges 16. Auf diese Weise werden die Gesteinsschichten verklebt und das Gebirge verfestigt.

Sobald das Harzgemisch 88 aushärtet, wird der Drehung des Spreizdübels entgegengewirkt. Bei dem vorbestimmten Drehmoment wird die Materialfestigkeit des Stiftes 76 überschritten, so daß der Stift 76 zerbricht oder abgeschert wird. Dies gestattet eine Verschiebung des Stiftes 76 in der Spreizkeilbohrung 54, so daß sich der Spreizkeil 52 auf dem Gewindeabschnitt 18 der Ankerstange frei nach unten bewegen kann.

Nach Fig. 11 wird die Spreizhülse 28 durch die Abwärtsbewegung des Spreizkeils 52 beim Weiterdrehen aufgespreizt und die äußeren Greifflächen 34 mit der Wand des Bohrloches 14 in Eingriff gebracht. Die Drehung der Ankerstange 12 in der durch die Pfeile in den Fig. 10 und 11 dargestellten Richtung wird während des Harzvermischens und Spreizens der Finger der Spreizhülse so lange fortgesetzt, bis ein vorbestimmtes Drehmoment erreicht ist, bei welchem die Ankervorrichtung sicher in dem Bohrloch 14 verankert ist.

Die Anschlageinrichtung 26 in Verbindung mit einem Spreizkeil 52 trägt wesentlich zu einer Verbesserung der Wirkung und zu einer Vereinfachung der Montage eines Ankers bei, der sowohl mechanisch als auch durch ein Harz-Klebemittel in einem Bohrloch verankert wird.

Claims (7)

1. Ankervorrichtung, bestehend aus

• a) einer Ankerstange, deren verstärktes luftseitiges Ende eine Ankerplatte trägt und deren bohrlochseitiges Ende ein Gewinde aufweist,
• b) einem Spreizdübel mit einem auf das Gewinde der Ankerstange aufgeschraubten Spreizkeil und einer diesen Keil umfassenden mehrfingrigen Spreizhülse und
• c) einer in das Bohrlochtiefste einzuführende, zerstörbaren Klebestoffpatrone mit einem Zweikomponentenkleber oder dergleichen,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) der Spreizdübel (10) endständig auf die Ankerstange (12) aufgeschraubt ist,
• e) und daß in oder am Spreizkeil (52) eine das weitere Einschrauben der Ankerstange (12) hindernde Anschlageinrichtung (Abscherelement 26, 79) angeordnet ist, welche nach Material und Stärke so bemessen ist, daß sich der Spreizdübel (10) beim Drehen der Ankerstange (12) zunächst mitdreht und daß sich der Spreizkeil (52) beim Abbinden des Klebers vor dessen endgültigem Erstarren in die Spreizhülse (28) verschiebt.

2. Ankervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Anschlageinrichtung (26) ein radial durch den Spreizkeil (52) verlaufender Abscherstift (76; 77) ist, an dem die Ankerstange (12) mit ihrem vorderen Ende (73) während des Vermischens des Zweikomponentenklebers anliegt.

3. Ankervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Anschlageinrichtung ein durch den vorderen Gewindeabschnitt der Ankerstange (12) gesteckter und vor dem luftseitigen Ende des Spreizkeils (52) angeordneter Abscherstift (79) ist.

4. Ankervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Abscherstift (77) mit sich in Längsrichtung erstreckenden, parallelen nebeneinanderliegenden Rillen versehen ist.

5. Ankervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Anschlageinrichtung (26) ein flexibler, in der Bohrung (54) des Spreizkeils (52) befestigter Teil ist, welcher ein Hindernis für die sich drehende Ankerstange (18) darstellt.

6. Verfahren zum Verankern einer Ankervorrichtung in ein Bohrloch, in dem zunächst eine Klebstoffpatrone in das Bohrlochtiefste eingesetzt und danach die Klebstoffpatrone beim Einsetzen des Ankers in das Bohrloch zerbrochen wird, wobei der Anker auf dem bohrlochseitigen Ende der Ankerstange ein Gewinde trägt, auf welches endständig ein Spreizdübel aufgeschraubt ist, dessen in eine Spreizhülse eingreifender Spreizkeil durch Drehen der Ankerstange in einer vorgegebenen Drehrichtung im Klebstoff gedreht und dann gegen die Bohrlochwand verspannt wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß beim Herstellen der Ankervorrichtung im oder am Spreizkeil eine Anschlagvorrichtung angebracht wird,
• - daß diese Anschlagvorrichtung zunächst das Einschrauben der Ankerstange in den Spreizkeil in der vorgegebenen Drehrichtung derart behindert, daß sich der Spreizdübel mit der Ankerstange dreht,
• - daß der Spreizdübel beim Abbinden des Klebers am Sichmitdrehen im Bohrloch gehindert wird,
• - und daß die Drehhemmung in der vorgegebenen Drehrichtung beim Überschreiten eines durch Material und Stärke der Anschlageinrichtung vorgegebenen Drehmoments an der Ankerstange überwunden und der Spreizdübel gegen die Bohrlochwand verspannt wird.