DE3311145A1

DE3311145A1 - Gebirgsanker

Info

Publication number: DE3311145A1
Application number: DE19833311145
Authority: DE
Inventors: Heinz-Peter Dipl.-Ing.(FH) 7143 Vaihingen Küsters; Friedhelm 7250 Leonberg-Gebersheim Söffge
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1983-03-26
Filing date: 1983-03-26
Publication date: 1984-09-27

Description

Gebirgsanker
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gebirgsanker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gebirgsanker dienen zur Hohlraumsicherung und sollen infolge ihrer Vorspannwirkung die Eigentragfähigkeit des Gebirges unterstützen und den Gebirgsverbund erhalten um Gebirgsbewegungen möglichst zu verhindern. In bestimmten eine niedrige Verbundfestigkeit aufweisenden Gesteinen und unter bestimmten Gegebenheiten z.B. im Bergbau im Einflußbereich des Abbaus, sind größere Gebirgsbewegungen nicht zu vermeiden. Diese meist radial auf den Hohlraum zugerichteten Entspannungsbewegungen können die heute verwendeten Gebirksanker nicht in zufriedenstellender Weise aufnehmen. Sie reißen wegen Uberlastung ab, wenn die Dehnbarkeit der Ankerstange überschritten wird.
Derartige Anker bestehen im wesentlichen aus einer Ankerstange, an deren einem Ende ein Ankerkopf befestigt ist, der als Spreizelement ausgebildet ist und im Ankerlochtiefsten gegen die Bohrlochwandung verspannt wird oder dort eingeklebt ist und an deren anderem Ende am Bohrlochmund eine Ankerplatte angeordnet ist, die z.B. mit einer Schraubenmutter gegen das Gebirge gehalten ist.
Ferner ist aus der DE-OS 25 11 706 ein Gebirgsanker bekannt, der zwei unter Uberwindung eines Widerstandes gegeneinander verschiebbare Ankerteile umfaßt, um eine gewisse Dehnbarkeit des Ankers zu erzielen. Zur Ermöglichung dieser Dehnbarkeit werden Scher- und Reibbeläge verwendet, die ein gleichmäßiges Auseinanderziehen der beiden Ankerteile gewährleisten sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einfachen Mitteln herstellbaren Gebirgsanker zu schaffen, der Entspannungsbewegungen des Gebirges über eine große Länge zuläßt, ohne seine Halte- und Verspannungsfunktion durch Bruch zu verlieren und der eine gleichmäßige und/oder veränderliche Lastaufnahme gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Gebirgsankers ist es möglich, einen unter Lastaufnahme dehnbaren Anker zu schaffen, der ohne großen baulichen Aufwand herstellbar ist.
Uber die aufzubringende Verformungsarbeit, welche im wesentlichen abhängig ist vom Verhältnis des Durchmessers des Gleitstangenkopfes zum Durchmesser und zur Wandstärke des aufzuweitenden Rohres sowie von dem zu verformenden Werkstoff, kann eine den Erfordernissen angepasste Lastaufnahme erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Gebirgsanker derart ausgebildet sein, daß nach einem max. Auseinanderziehen der beiden Ankerteile gemäß Anspruch 3 eine auf das Rohr gesetzte Hülse vorgesehen ist, die eine erhöhte Verformungsarbeit und somit eine sich gleichzeitig erhöhende Lastaufnahme bewirkt.
Die Lastaufnahme kann durch eine Änderung des Durchmessers des Ankerrohres im Verformungsabschnitt, sei es durch eine aufgesetzte Hülse oder unterschiedliche Verformungszonen durch andere Elemente, wie z.B. Rippen oder dergleichen wegabhängig beeinflußt werden.
Die Aufnahme einer Ankerplatte mit Vorspannmutter auf dem Ankerrohrende am Bohrlochmund, erfolgt entweder über ein Außengewinde oder über eine entsprechende Profilierung. Das Ankerrohr kann mit einem Innengewinde versehen sein, in dem eine aus dem Bohrlochmund herausragende Ankerstange gehalten wird, die dann die Ankerplatte mit Vorspannmutter aufnimmt.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist es auch denkbar, die Ankerstange mit dem Ankerrohr fest zu verbinden wie z.B. durch eine Schweißung.
Durch den erfindungsgemäßen Gebirgsanker ist es somit möglich, große Entspannungsbewegungen des Gebirges zu beherrschen.
Auch kann der Anker in einer Werkstatt vorgefertigt werden und ist somit ohne zusätzliche Nachmontage in einfacher Weise vor Ort einsetzbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Gebirgsanker und Fig. 2 eine weitere Ausführung eines Gebirgsankers im Schnitt.
In Fig. 1 ist ein Ankerbohrloch 1 in einem Gebirge 2 dargestellt. In dem Bohrloch 1 ist ein Gebirgsanker vorgesehen, der ein Ankerrohr 3, eine Gleitstange 4 mit einem im Durchmesser größeren Kopf 5 und eine Ankerstange 6 umfaßt. Die Ankerstange 6 ist endseitig mit einer Ankerplatte 7 und einer davor gehaltenen Vorspannmutter 8 versehen.
Das Ankerrohr 3 umfaßt zwei Abschnitte 9 und 10 unterschiedlichen Innendurchmessers D und d. So ist der eine vordere Abschnitt 9 im Durchmesser größer ausgeführt als der weitere Durchmesser im Abschnitt 10 des Ankerrohres 3.
Der Abschnitt 9 ist mit einem Füller (Schlauch 18 oder Wellrohr) überzogen damit das Ankerrohr sich da hineinverformen kann.
Im Ankerrohr 3 ist die Gleitstange 4 bei Last verschiebbar und mit ihrem verdickten Kopf 5 im Abschnitt 9 des Rohres mit dem größeren Durchmesser D angeordnet, der sich am anschließenden Abschnitt 10 des Rohres 3 mit dem kleineren Durchmesser d abstützt. Die Stange 4 erstreckt sich über das Rohr 3 hinaus bis zum Gebirgstiefsten und ist im Bereich 11 im Bohrloch 1 mit dem Gebirge verklebt.
Das dem Bohrlochmund zugerichtete Ende des Ankerrohres 3 ist mit einem Innengewinde 12 versehen, das die Ankerstange 6 aufnimmt. Diese ragt aus dem Bohrloch 1 heraus und ist mit einer Ankerplatte 7 versehen1 die davor mit einer Vorsperrmutter 8 gesichert wird. Ein Festsetzen des Gebirgsankers erfolgt an diesem Ende über eine Klebung zwischen dem freiliegenden Teil 13 des Ankerschaftes 6 im Bohrloch 1 und dem Gebirge 2.
Bei einer Gebirgsbewegung wird eine Relativbewegung in den Pfeilrichtungen 14 und 15 zwischen dem Ankerrohr 3 und der Gleitstange 4 hervorgerufen. Hierbei weitet der verdickte Kopf 5 der Gleitstange 14 den Bereich 10 des Rohres 3 mit kleinerem Durchmesser d auf. Dieses Aufweiten kann über den gesamten Ziehweg x erfolgen. Am Ende 25 des Ankerrohres 3 ist eine Hülse 16 aufgeschoben, die bei Erreichen des Kopfes 5 einen Kraftanstieg zur folge hat. So kanniz.B. durch diese Hülse 16 ein Kraftanstieg von 15 to auf 24 to erzielt werden.
Bei einer höheren Belastung reißt dann die Ankerstange 4 auseinander.
Um über den Verschiebeweg je nach Art des Gebirges und der vorkommenden Gebirgsbewegung einen angepaßten Anker zu schaffen, ist es möglich, eine Hülse mit Verformungszonen unterschiedlichen Kraftniveaus auf das Ankerrohr 3 zu schieben.
Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 2 kann das Ankerrohr 3a mit einem Außengewinde 12a oder einer entsprechenden Profilierung versehen sein. In diesem Fall kann dann das Ankerrohr am Bohrlochmund außerhalb des Verformungsbereiches mit dem Gebirge verklebt werden. Auf dem Rohr 3a ist dann unmittelbar die Ankerplatte 7 mit Vorspannmutter 8 angeordnet. Desweiteren kann die Ankerstange 6, nach Fig. 1, auch fest mit dem Ankerrohr 3 z.B. durch eine Schweißung, ein Gewinde 6der sonstige Verbindungselemente verbunden sein, was nicht näher in der Zeichnung dargestellt ist.
Damit eine Messung der Gebirgsverschiebung festgestellt werden kann, ist die Gleitstange mit einer Meßeinrichtung 17, wie z.B. einem Draht, einer Fahne oder dergleichen in Verbindung. Diese Einrichtung ist von außen ablesbar.
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Claims

Patentansprüche 1. Gebirgsanker, der sich mit seinen beiden Enden im Gebirge abstützt und fest mit diesem verbunden ist und aus mindestens zwei Teilen besteht, die unter Last gegeneinander verschiebar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebirgsanker aus einer Gleitstange (4) mit einem in einem Ankerrohr (3; 3a) verschiebaren Kopf (5) gebildet ist, der in seiner Lastrichtung (14) mit einem verformbaren Abschnitt (10) des Ankerrohres (3) zusammenarbeitet.
2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verformbare Abschnitt (10) des Ankerrohres (3) einen Innendurchmesser (d) aufweist, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Kopfes (5) der Gleitstange (4).
3. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerrohr (3) am freien Ende (25) eines verformbaren Abschnitts (10) eine die Verformungsarbeit des Kopfes (5) der Gleitstange (4) erhöhende Hülse (16) trägt.
4. Gebirgsanker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem verformbaren Abschnitt (10) des Ankerrohres (3) eine die Verformungsarbeit über den Lastaufnahmeweg kontinuierlich erhöhendes Element angeordnet ist.
5. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem verformbaren Abschnitt (10) ein Wellrohr angeordnet ist.
6. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als Hülse mit Verformungszonen unterschiedlichen Kraftniveaus ausgeführt ist.
7. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerrohr (3) an seinem dem Bohrlochmund zugerichteten Ende über eine Teillänge (1) mit Gewinde (12a), Verrippung oder dergleichen versehen ist, auf denen eine Ankerplatte (7) und eine Vorspannmutter (8) gehalten ist.
8. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerrohr (3) über eine Teillänge (L) mit einem Innengewinde (12) versehen ist, das eine Ankerstange (6) aufnimmt, wobei auf dieser die Ankerplatte (7) und die Vorspannmutter (8) gehalten wird.
9. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerrohr (3) mit der Ankerstange (6) fest verbunden ist, die die Ankerplatte (7) sowie die Vorspannmutter (8) trägt.
10. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker über seine ganze Länge eine glatte Außenkontur aufweist.