DE3532070C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebirgsanker, insbesonde­ re für den Bergbau, dessen Schaft aus mehreren im we­ sentlichen parallel zueinander verlaufenden Zugelemen­ ten besteht, die an mindestens einem der Schaftenden mit einem Halteelement verbunden sind und mittels ei­ nes Zusatzwerkstoffes miteinander verschweißt sind.

Ein derartiger Gebirgsanker ist beispielsweise aus der DE-AS 12 01 289 bekannt. Bei diesem nach dem Stan­ de der Technik vorbekannten Gebirgsanker sind an die Enden des aus mehreren Zugelementen bestehenden Schaf­ tes Halteelemente in Form eines Klemmkegels bzw. eines entsprechend dick ausgebildeten Drahtes stumpf ange­ schweißt. Dabei verbindet der in die stumpfe Schweiß­ naht eingebrachte Zusatzwerkstoff (Schweißwerkstoff) natürlich auch die einzelnen Zugelemente untereinan­ der.

Diese vorbekannten Gebirgsanker der genannten Art ha­ ben einerseits den Nachteil, daß gesondert angefertig­ te Halteelemente beigestellt werden müssen. Anderer­ seits muß bei der Herstellung der stumpfen Schweißnaht besondere Sorgfalt aufgewendet werden, um eine aus­ reichend zugfeste Verbindung zu erreichen. Die beim Schweißen auftretenden, die Zugfestigkeit beeinträch­ tigenden Gefügeveränderungen im Stahl der Zugelemente lassen sich zwar durch eine entsprechend modifizierte Abkühlung nach dem eigentlichen Schweißvorgang und/ oder durch eine sich anschließende Vergütungsbehand­ lung beheben. Dennoch ist die stumpfe Schweißnaht zwi­ schen den Zugelementen und den Halteelementen insofern propblematisch, als die gesamten Zugkräfte des Ankers über einen verhältnismäßig kleinen, nur aus Zusatz­ werkstoff (Schweißwerkstoff) bestehenden Querschnitt von den Zugelementen auf das Halteteil übertragen wer­ den müssen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Gebirgsanker der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß man für die Anordnung eines Halteelementes an min­ destens einem Ende des Schaftes auf gesondert beige­ stellte Halteelemente verzichten kann und insbesondere eine problemlose Übertragung der sehr großen Zugkräfte erreicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von dem Gebirgsanker der eingangs genannten Art vor, daß der die Zugelemente miteinander ver­ schweißende Zusatzwerkstoff einen das Schaftende des Ankers umgebenden Mantel bildet, welcher als Halteele­ ment dient.

Beim Gebirgsanker gemäß der Erfindung wird das Halte­ element von einem Verbundkörper gebildet, der aus den endseitigen Abschnitten der Zugelemente und dem die Lücken zwischen den Endabschnitten der Zugelemente ausfüllenden Zusatzwerkstoff (Schweißwerkstoff) be­ steht. Dieser in sich stabile Verbundkörper ist groß­ flächig mit den Zugelementen verbunden und im Hinblick auf die Übertragung der Zugkräfte wesentlich stabiler, als die nach dem Stande der Technik bekannte stumpfe Schweißnaht zwischen dem Halteelement und den äußer­ sten Enden der Zugelemente. Etwaige Gefügeveränderun­ gen im Stahl der Zugelemente können durch eine modi­ fizierte Abkühlung nach dem eigentlichen Schweißvor­ gang oder durch eine gesonderte Vergütungsbehandlung behoben werden. Da gesondert beizustellende Halteele­ mente nicht erforderlich sind, ist eine besonders kostengünstige Fertigung möglich. Die Herstellung der Schweißverbindung des Mantels kann durch Lichtbogen­ schweißung, gegebenenfalls unter Schutzgas erfolgen, wobei der aus einer Schweißelektrode zugeführte Zusatz­ werkstoff die Zwischenräume zwischen den Zugelementen ausfüllt und den Mantel bildet. Auch andere Schweiß­ verfahren können angewendet werden. Beispielsweise kann durch aluminothermisches Schweißen gleichzeitig die Verbindung der Zugelemente und die Bildung des Mantels erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist es, den Mantel so auszubilden, daß er einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und ihn mit einem Außengewinde zu versehen. Das Außengewinde dient zur Aufnahme der Ankermutter, so daß der Anker so verwendet werden kann wie dies bei einem Anker der Fall ist, dessen Schaft aus Vollmaterial besteht.

Die Zugelemente können an beiden Enden des Ankerschaftes miteinander verschweißt und gegebenenfalls mit einem Außen­ gewinde versehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, einen langen Gebirgsanker aus mehreren Ankerschaft­ schüssen zusammen zu stellen, die durch Gewindemuffen mit­ einander verbunden werden. Die Erfindung ist sowohl auf An­ kerschäfte anwendbar, deren Zugelemente verseilt sind wie auch auf solche Ankerschäfte, deren Zugelemente gebündelt sind und durch die ganze Länge des Ankerschaftes parallel zueinander verlaufen. Die gebündelte Anordnung der Zugele­ mente ist kostensparend und ergibt, wenn die Zugelemente Stäbe oder Drähte sind, eine bessere Flexibilität des An­ kerschaftes.

In beiden Fällen, dem des Verseilens oder dem des Bündelns, kann ein Zugelement die Seele des Seiles oder Bündels bil­ den. Dieses oder ein anderes Zugelement kann als Rohr aus­ gebildet sein, wobei dieses Rohr als Injektionsrohr dienen kann um, von außerhalb des Bohrlochmundes, einen Klebstoff oder einen Mörtel in das Bohrloch einzubringen. Das Injek­ tionsrohr kann im Bohrlochtiefsten offen sein, um dort das zu injizierende Material einzubringen, es können aber auch zusätzlich oder stattdessen eine oder mehrere Öffnungen auf der Länge des Rohres angeordnet sein, so daß an diesen Stellen das Material austritt.

Weiterhin kann ein als Rohr ausgebildetes Zugelement eines oder mehrere Zugmittel enthalten, deren eine Enden mit dem Rohr verbunden sind und deren andere Enden sich aus der mutternseitigen Öffnung des Rohres hinaus erstrecken. Auf diese Weise entsteht ein Meßanker. Wenn nach dem Setzen des Ankers in dem Bereich zwischen Verbindungspunkt von Zug­ mittel und Rohr und dem Bohrlochmund eine Gebirgsverschie­ bung stattfindet, die zur plastischen Verformung des Anker­ schaftes im Sinne der Verlängerung oder zur Abscherung führt, so verkürzt sich die Länge des aus der mutternsei­ tigen Öffnung des Rohres hinaus erstreckenden Zugmittels, was leicht mit dem Auge erkannt werden kann.

Besonders zweckmäßig ist es, mehrere Zugmittel an verschie­ denen, auf die Länge verteilten Stellen des Rohres mit die­ sem zu verbinden. Wenn die Zugmittel im Bereich ihrer freien, also der aus der mutternseitigen Öffnung des Rohres hinaus­ ragenden Enden unterscheidbar markiert sind und es bekannt ist, an welcher Stelle des Rohres die einzelnen Zugmittel mit diesem verbunden sind, so läßt sich, und zwar ebenfalls durch einfache Inaugenscheinnahme, feststellen, in welchem Längenabschnitt des Ankers die Gebirgsverschiebung stattge­ funden hat und auch mehrere Gebirgsverschiebungen im Be­ reich der Ankerlänge sind erkennbar.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Gebirgsankers gemäß der Erfindung sind die Zugmittel als Drähte ausge­ bildet, die sich leicht durch Löten oder Schweißen mit den Rohren verbinden lassen und die eine für den Verwen­ dungszweck ausreichende Biegsamkeit aufweisen. Zur unter­ scheidbaren Markierung der einzelnen Drähte in einem Rohr, können diese mit verschiedenfarbigen Kunststoffummantelun­ gen versehen sein, wobei sich diese Ummantelungen im Bereich ihrer mit dem Rohr zu verbindenden Enden leicht entfernen lassen.

Im folgenden sind Gebirgsanker gemäß der Erfindungen anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht einen Gebirgsanker mit gebündelten Zugelementen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Gebirgsanker gemäß Fig. 1 im Bereich der Schweiß­ stelle,

Fig. 3 zeigt einen Teil des Gebirgsankers gemäß Fig. 1 mit Anschluß für einen Drehantrieb.

Fig. 4 zeigt einen Gebirgsanker mit verseilten Zug­ elementen und

Fig. 5 einen solchen Gebirgsanker, dessen Zugele­ mente an beiden Enden verschweißt sind.

Fig. 6 zeigt einen aus mehreren Schüssen, mittels einer Gewindemuffe zusammengesetzten Ge­ birgsanker und

Fig. 7 einen Gebirgsanker der ein Rohr enthält.

Fig. 8 zeigt das Rohr aus Fig. 7 in einer teil­ weise aufgeschnittenen Seitenansicht.

In Fig. 1 ist der Ankerschaft in seiner Gesamtheit mit 1 be­ zeichnet. Er ist in der Zeichnung unterbrochen dargestellt. Der Ankerschaft 1 besteht aus mehreren Zugelementen, die miteinander bei 2 verschweißt sind. Ein Querschnitt durch die Schweißstelle 2 ist in Fig. 2 dargestellt. Dort sind insgesamt sieben Zugelemente erkennbar und zwar das zentrale Zugelement 3, das die Seele des Bündels ist und die weiteren umgebenden Zugelemente 4-9. Die Zugelemente 3-9 sind mit­ einander verschweißt und zwar durch einen mit 10 bezeichne­ ten Zusatzwerkstoff. Falls das Verschweißen im Lichtbogen­ schweißverfahren, gegebenenfalls unter Schutzgas, erfolgt, wobei der Zusatzwerkstoff durch eine Schweißelektrode zu­ geführt wird ist es zweckmäßig, zunächst, beispielsweise auf einer ebenen Unterlage, die Zugelemente 3, 4 und 5 mit­ einander zu verschweißen, dann darauf die Zugelemente 6 und 7 aufzuschweißen, danach die Zugelemente 8 und 9 aufzu­ schweißen und schließlich, auf das so erhaltene Bündel eine Auftragschweißung vorzunehmen, so daß die Schweißstelle einen im wesentlichen zylindrischen Außenmantel aufweist, der, gegebenenfalls nach Nachbearbeitung, mit einem Gewinde versehen werden kann, das in Fig. 3 mit 11 bezeichnet ist. Mit 25 sind in Fig. 1 erkennbare Ringe bezeichnet, an denen Blattfedern 26 befestigt sind, die zum Zentrieren des Ankers im Bohrloch dienen. In Fig. 3 ist außerdem ein Ansatz 12 erkennbar, an den ein Drehantrieb angeschlossen werden kann. Der Ansatz 12 kann als Zweikant ausgebildet sein und es kann sich um eine ent­ sprechend bearbeitete Verlängerung des Zugelementes 3 han­ deln.

In Fig. 4 ist ein Ankerschaft dargestellt, dessen Zugelemente verseilt sind. Die verseilten Zugelemente sind mit 4-9 be­ zeichnet, sie umgeben eine mit 3 bezeichnete Seele. Eines der Zugelemente 4-9 ist an dem von der Schweißstelle 2 abge­ wandten Ende verlängert, und die Verlängerung ist mit 13 be­ zeichnet. Die Verlängerung 13 dient zum Zerstoßen einer im Bohrlochtiefsten angeordneten Patrone, die einen Klebstoff oder einen Mörtel enthält, und zum Verrühren der in der Pa­ trone enthaltenen Bestandteile. Zum gleichen Zweck kann aber auch das als Seele dienende Zugelement 3 verlängert werden.

In Fig. 5 ist ein Ankerschaft 1 dargestellt, der an beiden Enden mit Schweißstellen versehen ist, nämlich der oben be­ schriebenen Schweißstelle 2 und einer weiteren Schweißstelle 14. Die mit einem Gewinde versehene Schweißstelle 14 kann, wie in Fig. 6 erkennbar ist, durch eine Gewindemuffe 15 mit einem weiteren Ankerschaft verbunden werden. Auf diese Weise lassen sich lange Anker aus kurzen, leicht transportierbaren Einzelstücken herstellen.

In Fig. 7 ist ein Anker dargestellt, der ein Rohr enthält. In der Zeichnung ist das mit 16 bezeichnete Rohr die Seele des Ankerschaftes. Es kann sich jedoch auch um ein anderes der Zugelemente handeln. Das Rohr 16 ist vor dem Bohrloch­ mund mit einem Anschluß 17 versehen, durch den ein Material, beispielsweise ein Klebstoffgemisch oder ein Mörtel in das Rohr 16 eingeleitet werden kann. Dieses Material tritt an der im Bohrlochtiefsten befindlichen Öffnung 18 aus dem Rohr 16 aus. Es können aber auch stattdessen oder zusätzlich auf der Länge des Rohres 16 eine oder mehrere in der Zeichnung nicht dargestellte Öffnungen vorhanden sein, durch die das injizierte Material aus dem Rohr 16 in das Bohrloch ein­ tritt.

Das Rohr 16, oder ein weiteres Rohr, kann auch zu einem wei­ teren Zweck verwendet werden, nämlich zu Meßzwecken. In Fig. 8 sind in dem Rohr 16 an den Stellen 19, 20 und 21 Zug­ mittel befestigt, beispielsweise Drähte 22, 23, 24, deren Enden aus dem Rohr 16 hinausragen. Wenn durch Gebirgsbewe­ gungen der Ankerschaft 1 bzw. das darin enthaltene Rohr 16 im Sinne einer Verlängerung verformt oder zerbrochen werden, kann dies durch Inaugenscheinnahme der freien Enden der Drähte 22-24 leicht festgestellt werden.

Claims (17)

1. Gebirgsanker, insbesondere für den Bergbau, dessen Schaft aus mehreren im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Zugelementen besteht, die an mindestens einem der Schaftenden mit einem Hal­ teelement verbunden sind und mittels eines Zusatzwerk­ stoffes miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zugelemente (3-9) mindestens ver­ schweißende Zusatzwerkstoff (10) einen das Schaftende des Ankers (1) umgebenden Mantel bildet, welcher als Halteelement dient.

2. Gebirgsanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und mit einem Außengewinde (11) versehen ist.

3. Gebirgsanker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (3-9) an beiden Enden des Schaftes (1) miteinander verschweißt sind.

4. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (3-9) verseilt sind.

5. Gebirgsanker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zugelement die Seele (3) des Seiles bildet.

6. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente (3-9) gebündelt sind.

7. Gebirgsanker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zugelement (3) die Seele des Bündels bildet.

8. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Zugelemente ein Rohr (16) ist.

9. Gebirgsanker nach Anspruch 5, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) die Seele des Schaftes (1) ist.

10. Gebirgsanker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) als Injektionsrohr ausgebildet ist.

11. Gebirgsanker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) an seinem, von der Mutternseite abgewandten Ende, offen ist (18).

12. Gebirgsanker nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich seiner Länge eine oder mehrere Austritts­ öffnungen angeordnet sind.

13. Gebirgsanker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohr (16) eines oder mehrere Zugmittel (22, 23, 24, angeordnet sind, deren eine Enden mit dem Rohr (16) verbunden sind und deren andere Enden sich aus der mutternseitigen Öffnung des Rohres (16) hinaus­ erstrecken.

14. Gebirgsanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (22, 23, 24) an verschiedenen, auf die Länge ver­ teilten Stellen des Rohres (16) mit diesem verbunden sind.

15. Gebirgsanker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (22, 23, 24) mindestens im Bereich ihrer freien Enden unterscheidbar markiert sind.

16. Gebirgsanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugmittel (22, 23, 24) Drähte sind.

17. Gebirgsanker nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte (22, 23, 24) mit verschiedenfarbigen Kunststoffummantelungen versehen sind.