DE1108158B

DE1108158B - Mountain anchor

Info

Publication number: DE1108158B
Application number: DEB54187A
Authority: DE
Original assignee: BECKER PRUNTE GmbH
Current assignee: BECKER PRUNTE GmbH
Priority date: 1959-07-27
Filing date: 1959-07-27
Publication date: 1961-06-08
Also published as: BE593450A; GB956449A

Description

Gebirgsanker Die Erfindung bezieht sich auf den Ankerausbau für unterirdische Räume, wie Grubenbaue, Tunnel USW. Mountain anchor The invention relates to anchor support for underground spaces, such as mine workings, tunnels, etc.

Üblicherweise wird beim Ankerausbau auf das aus dem Bohrloch herausragende Ende der Ankerstange ein äußeres Widerlager, in der Regel eine sogenannte Ankerplatte, aufgesetzt, die durch eine Schraubenmutter gegen den Gebirgsstoß angepreßt wird. Hierdurch werden die zwischen dem Bohrlochtiefsten und dem Stoß befindlichen Gebirgsschichten im Gebirge verspannt, und es wird damit ihr Aufblättern bzw. Lösen verhindert.Usually, when removing the anchor, the one protruding from the borehole is used At the end of the anchor rod an external abutment, usually a so-called anchor plate, put on, which is pressed against the rock face by a screw nut. As a result, the rock layers located between the deepest part of the borehole and the impact become tense in the mountains, and it prevents their peeling or loosening.

Diese Art des Ausbaues erfüllt unter normalen Druckverhältnissen ihren Zweck in völlig befriedigender Weise.This type of expansion fulfills theirs under normal pressure conditions Purpose in a completely satisfactory way.

Andere Voraussetzungen ergeben sich jedoch im Falle größerer Hangendbewegungen, wobei zwischen dem Ankerkopf im Bohrlochtiefsten und seinem äußeren Widerlager Spannungen auftreten können, die die Zugfestigkeit der Ankerstange oder ihrer Verankerung im Bohrloch übersteigen, so daß sich entweder der Ankerkopf löst oder die Ankerstange reißt, die Sicherung des Gebirges plötzlich verlorengeht und die unter hoher Spannung stehenden Hangendschichten hereinbrechen.However, other prerequisites arise in the case of larger slope wall movements, with tensions between the anchor head in the deepest part of the borehole and its outer abutment can occur that affect the tensile strength of the anchor rod or its anchoring in the Exceed the borehole so that either the anchor head or the anchor rod comes loose rips, the security of the mountain is suddenly lost and under high tension standing hanging wall layers break in.

Durch die Erfindung werden die vorstehend aufgezeigten Gefahrenmomente beseitigt, und es wird ermöglicht, den Ausbau mit Zugankern auch dann anzuwenden, wenn im Zuge auftretender Druckerscheinungen und Verformungen mit Beanspruchungen zu rechnen ist, welche die Belastbarkeit des Ankers bzw. seines Kopfes übersteigen, wobei es ferner möglich ist, den Belastungszustand der Anker laufend zu kontrollieren.Through the invention, the hazards indicated above are eliminated, and it is possible to use the expansion with tie rods even then, if in the course of pressure phenomena and deformations with stresses it is to be expected which exceed the load-bearing capacity of the anchor or its head, it is also possible to continuously monitor the load condition of the anchor.

Dieser Erfolg wird nach dem Grundgedanken der Erfindung dadurch erzielt, daß das äußere Widerlager eines Ankers beliebiger Art mit dem Ankerkopf über die Ankerstange bei Überschreiten eines vorbestimmbaren Druckes nachgiebig verbunden ist, so daß sich also bei Überschreiten dieser Belastung das äußere Widerlager um einen gewissen Weg längs der Ankerstange bewegt, bis die Belastung im statischen Zustand wieder den vorbestimmbaren Wert erreicht hat. Hierdurch wird mit Sicherheit eine überbeanspruchung des Ankers und damit dessen Reißen bzw. das Herausreißen des inneren Widerlagers aus dem Bohrlochtiefsten vermieden, ohne daß in irgendeinem Zeitpunkt die Tragfähigkeit des Ankers geringer ist als der vorbestimmte Wert.According to the basic idea of the invention, this success is achieved by that the outer abutment of an anchor of any kind with the anchor head on the Anchor rod resiliently connected when a predeterminable pressure is exceeded is, so that when this load is exceeded, the outer abutment to Moved a certain distance along the anchor rod until the load is static State has reached the predeterminable value again. This will certainly do an overstressing of the anchor and thus its tearing or pulling out of the inner abutment from the deepest of the borehole avoided without in any Time the load-bearing capacity of the anchor is less than the predetermined value.

Die Wirkungsweise des Ankers ist also im Prinzip die gleiche wie die eines nachgiebigen Grubenstempels, d. h., der Anker ist so lange starr, wie die vorbestimmbare Belastungsgrenze nicht überschritten wird, und gibt dann unter dauernd gleichbleibendem Widerstand so lange nach, bis die Belastungsgrenze im statischen Zustand wieder erreicht ist, so daß die Sicherheit der Abstützung ständig erhalten bleibt. Der Widerstand, den das äußere Widerlager der Belastung entgegensetzt, muß also immer geringer sein als die Zugfestigkeit der Ankerstange und des Ankerkopfes.The mode of action of the anchor is basically the same as that a compliant pit punch, d. i.e., the anchor is rigid as long as that Predeterminable load limit is not exceeded, and then gives under continuously constant resistance until the load limit in the static State is reached again, so that the safety of the support is constantly maintained remain. The resistance that the outer abutment opposes the load must so always be less than the tensile strength of the anchor rod and the anchor head.

Es ist offensichtlich, daß der vorstehend erläuterte Grundgedanke der Erfindung nichts mit der als solchen bekannten Maßnahme zu tun hat, das äußere Widerlager eines Ankers, z. B. unter Zwischenschaltung einer Feder ständig nachgiebig über die Ankerstange an den Ankerkopf anzuschließen, wobei - in an sich dem Prinzip eines solchen Ausbaues widersprechender Weise und im grundsätzlichen Gegensatz zu dem Vorschlag gemäß der Erfindung - in de:-ersten Phase eine nennenswerte Tragwirkung des Ankers nicht vorhanden ist und die zunächst federnd nachgiebige Verspannung nach Erschöpfung des Federweges starr wird.It is obvious that the basic idea explained above of the invention has nothing to do with the measure known as such, the external Abutment of an anchor, e.g. B. constantly yielding with the interposition of a spring to be connected to the anchor head via the anchor rod, whereby - in itself the principle such an expansion contradicting and fundamentally contrary to the proposal according to the invention - in de: -first phase a noteworthy load-bearing effect of the anchor is not present and the initially resilient tension becomes rigid after exhaustion of the spring travel.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in der Ausbildung des drucknachgiebig an die Ankerstange angeschlossenen äußeren Widerlagers als Klemmstück. Dieses gleitet bei Überschreiten der Drucknachgiebigkeitsgrenze auf der festen Ankerstange. Das ein Reibungsschloß darstellende Klemmstück kann selbst das Widerlager bilden oder sich über eine zwischengeschaltete großflächigere Unterlagsplatte gegen das Gebirge abstützen. Das Setzen und die Verspannung des Ankers im Bohrlochtiefsten erfolgen in der üblichen Weise.A special feature of the invention consists in the formation of the Outer abutment connected to the anchor rod, resilient to pressure, as a clamping piece. This slides on the fixed anchor rod when the pressure compliance limit is exceeded. The clamping piece representing a friction lock can itself form the abutment or against the Support mountains. The setting and tensioning of the anchor in the deepest part of the borehole take place in the usual way.

In den Figuren sind Beispiele zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens und deren Einzelmerkmale veranschaulicht. Fig.l ist ein Schnitt durch den Anker gemäß Linie A -B der Fig. 2; FiQ. 2 zeigt in Ansicht - teilweise im Schnitt nach Linie C-D der Fig. 1 - das außerhalb des Bohrlochs liegende und gegen das Gebirge verspannte Ende der Ankerstange; Fig. 3 und 4. zeigen in entsprechender Darstellung eine andere Ausführungsmöglichkeit.In the figures, examples for the implementation of the inventive concept and their individual features are illustrated. Fig.l is a section through the anchor along line A -B of Fig. 2; FiQ. FIG. 2 shows a view - partially in section along line CD of FIG. 1 - the end of the anchor rod lying outside the borehole and braced against the rock; FIGS. 3 and 4 show a different embodiment in a corresponding representation.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Ankerstange von kreisrundem Querschnitt bezeichnet. Das freie Ende der Ankerstange wird in grundsätzlich gleicher Weise wie bei Reibungsschlössern von Grubenstempeln von einem bügelartigen Schloßkörper 2 umgeben, der durch einen in entsprechenden Ausnehmungen gelagerten Treibkeil 4 über einen Klemmbacken 3 gegen den Umfang der Ankerstange verspannt wird. Der Schloßkörper 2 ist an der dem Treibkeil abgewandten Seite dem zylindrischen Ankerkörper entsprechend so geformt, daß ein großer Teil des Umfanges der Ankerstange der Innenwandung des Schloßkörpers anliegt. Der Rest ihres Umfanges wird von einer entsprechenden Ausnehmung der Klemmbacke 3 umfaßt.In Figs. 1 and 2, 1 denotes the anchor rod of circular cross-section. The free end of the anchor rod is surrounded in basically the same way as with friction locks of pit punches by a bow-like lock body 2 , which is braced against the circumference of the anchor rod by a drive wedge 4 mounted in corresponding recesses via a clamping jaw 3. The lock body 2 is correspondingly shaped on the side facing away from the drive wedge of the cylindrical anchor body so that a large part of the circumference of the anchor rod rests against the inner wall of the lock body. The rest of its circumference is encompassed by a corresponding recess in the clamping jaw 3.

Beim Antreiben des selbsthemmenden Treibkeils 4 in Richtung des einfachen Pfeiles (Fig. 1) verspannt der Klemmbacken 3 den voll umschlossenen Anker.When driving the self-locking drive wedge 4 in the direction of the simple Arrow (Fig. 1) clamps the jaws 3, the fully enclosed anchor.

Die Klemmkraft, die auf die Ankerstange ausgeübt wird, kann an sich nach dem Gefühl durch mehr oder weniger starkes Antreiben des Keils eingestellt werden.The clamping force that is exerted on the anchor rod can in itself adjusted according to the feeling by driving the wedge to a greater or lesser extent will.

Das Lösen des Keils zwecks Raubens des Schlosses erfolgt durch Zurückschlagen des Keils in Richtung des Doppelpfeils, worauf das Schloß dann einfach vom Ankerende abgezogen werden und herunterfallen kann.The wedge is loosened for the purpose of stealing the lock by knocking back of the wedge in the direction of the double arrow, whereupon the lock then simply from the anchor end can be pulled off and fall off.

Dieses einfache Rauben des Schlosses, das einen wesentlichen Vorteil der Erfindung darstellt, kann leicht aus der Entfernung, z. B. mittels eines langstieligen Hammers, erfolgen, wobei die Schloßteile vorher an eine Kette oder ein Seil angehängt werden, so daß sie geborgen werden können, ohne daß der durch Gesteinsfall gefährdete Bereich betreten werden muß - im Gegensatz zu den bekannten Ankerkonstruktionen, die das Rauben der Platte und der Bolzenmutter sehr erschweren, wenn nicht unmöglich machen, weil dieser Vorgang hierbei in gespanntem Zustande des Ankers eingeleitet werden muß.This simple robbing of the lock, which is a significant advantage of the invention can be easily accessed from a distance, e.g. B. by means of a long-handled Hammers, with the lock parts previously attached to a chain or rope so that they can be recovered without the endangered by rock fall Area must be entered - in contrast to the known anchor constructions, which make stealing the plate and the bolt nut very difficult, if not impossible because this process is initiated when the armature is in a tensioned state must become.

Die Wirkung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten einfachsten Ausführungsform eines Klemmschlosses kann dadurch verbessert werden, daß der Klemmbacken 3 und der Bügel 2 an ihren der Ankerstange anliegenden Bereichen mit einem an sich bekannten Reibungsbelag oder mit Vorsprüngen und/Oder Vertiefungen von zweckentsprechender Ausbildung versehen werden. Mit dem gleichen Ziel können der Anker wie auch die Schloßinnenteile anderen als kreisrunden, z. B. rechteckigen oder polygonalen Querschnitt erhalten, gegebenenfalls auch konisch oder keilförmig aufeinander abgestimmt ausgebildet sein, wobei sich im letzteren Falle eine dem Gleitweg der Zugstange proportionale Zunahme des Zug-@liderstandes ergibt.The effect of the simplest embodiment of a clamp lock shown in FIGS. 1 and 2 can be improved by providing the jaws 3 and the bracket 2 with a friction lining known per se or with projections and / or depressions of appropriate design on their areas adjacent to the anchor rod be provided. With the same goal, the anchor as well as the inner parts of the lock can be other than circular, for. B. rectangular or polygonal cross-section, optionally also be designed conical or wedge-shaped matched to one another, in the latter case there is an increase in the tensile strength proportional to the sliding path of the drawbar.

Das Keilgetriebe kann, wie ebenfalls bei Grubenstempeln bekannt, auch mehrteilig ausgebildet sein, so daß die Schlagkräfte beim Antreiben des Treibkeiles über Zwischenelemente auf den einteiligen, gegebenenfalls auch unterteilten Klemmbacken wirken, was eine noch bessere Einstellbarkeit der Klemmkräfte, eine sichere Selbsthemmung des Treibkeils und ein leichteres Lösen des Schlosses zur Folge hat.The wedge gear can, as is also known with pit punches, also be constructed in several parts, so that the impact forces when driving the drive wedge Via intermediate elements on the one-piece, possibly also subdivided clamping jaws act, which means an even better adjustability of the clamping forces, a safe self-locking the drive wedge and an easier release of the lock result.

Selbstverständlich können statt eines Treibkeils unter entsprechender Ausbildung des Klemmschlosses auch andere, die Klemmkräfte automatisch einstellende Vorrichtungen verwendet werden, z. B. solche, bei denen die Verspannung eines dann durch einen Drehbolzen angetriebenen Klemmittels mit einem Drehmomentenschlüssel erfolgt.Of course, instead of a drive wedge, you can use the appropriate Formation of the clamp lock also includes others that automatically adjust the clamping forces Devices are used, e.g. B. those in which the tension of one then clamping means driven by a pivot pin with a torque wrench he follows.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform des Reibungsschlosses ermöglicht es, einen besonders hohen Reibungswiderstand zu erzielen, falls die Ankerstange von entsprechend hoher Festigkeit und Länge verwendet wird. Eine Verwendung der üblichen Ankerstangen ist hierbei wegen der nicht hinreichenden Sicherheit im Falle zu hoher Beanspruchungen nicht möglich.The embodiment of the friction lock shown in FIGS. 3 and 4 makes it possible to achieve a particularly high frictional resistance if the anchor rod of correspondingly high strength and length is used. A use of the usual anchor rods is here because of the insufficient security in the case too high loads not possible.

Bei dieser Ausführungsform ist die Ankerstange 1 an ihrem aus dem Bohrloch herausragenden Ende mit einer Verdickung 5 versehen und wird von zwei Schalenkörpern 6 und 7 umschlossen, die der Verdickung 5 entsprechende Ausnehmungen aufweisen. Diese Verdickung ist so ausgebildet, daß ihre Stirnfläche in Zugrichtung abgeschrägt ist und mit dieser Abschrägung die beiden Schalenhälften selbsttätig auseinanderschiebt, sobald das Schloß gelöst ist. Die beiden Schalenkörper, die von dem Schloßbügel 8 umschlossen werden, in welchem sie beweglich gehalten werden, umschließen das Ankerstangenende unter Belassung eines Spaltes 11 von nur verhältnismäßig geringer Breite. Sie bilden in an die Ankerstange angepreßtem Zustande mit dieser ein System, längs dessen das Schloß gleiten kann. Das Schloß ist grundsätzlich ebenso ausgebildet wie aus Fig. 1 ersichtlich, d. h., es weist einen Klemmbacken 9 auf, der durch den Treibkeil 710 gegen den Teil 7 der beiden Schalenkörper 6, 7 gepreßt wird und dadurch die Spannung der Ankerstange und des zweiten Schalenkörpers 6 gegen den Schloßbügel 8 bewirkt.In this embodiment, the anchor rod 1 is provided with a thickening 5 at its end protruding from the borehole and is enclosed by two shell bodies 6 and 7 which have recesses corresponding to the thickening 5. This thickening is designed so that its end face is beveled in the pulling direction and, with this bevel, the two shell halves automatically slide apart as soon as the lock is released. The two shell bodies, which are enclosed by the lock shackle 8, in which they are movably held, enclose the anchor rod end, leaving a gap 11 of only a relatively small width. When pressed against the anchor rod, they form a system along which the lock can slide. The lock is in principle also be formed as shown in FIG. 1 can be seen, that is, it has a clamping jaw 9, by the driving wedge 710 against the part 7 of the two shell bodies 6, 7 is pressed and thereby the voltage of the armature rod and the second box body 6 causes against the lock bracket 8.

Wie ersichtlich, bilden in diesem Falle die außenliegenden Flächen der Schalenkörper 6 und 7 und ihre Widerlagerflächen an der Innenseite des Schloßkörpers sowie an der geraden Längsseite des Klemmbackens 9 die relaitiv zueinander gleitenden Flächen.As can be seen, in this case form the outer surfaces the shell body 6 and 7 and their abutment surfaces on the inside of the lock body as well as on the straight longitudinal side of the clamping jaw 9, the sliding relative to one another Surfaces.

Die beiden Schalenkörper 6 und 7 können auch nochmals unterteilt sein. Wesentlich ist, daß die Verdickung 5 an der Ankerstange so bemessen wird, daß nach Lösen des Treibkeils die beiden Schalenkörper über das verdickte Ende der Ankerstange gleiten können. Gegebenenfalls kann statt der beiden Schalenkörper - unter abgewandelter Ausbildung des ganzen Schlosses - ein geschlossener Hülsenkörper verwendet werden.The two shell bodies 6 and 7 can also be subdivided again. It is essential that the thickening 5 on the anchor rod is dimensioned so that after Loosen the driving wedge the two shell bodies over the thickened end of the anchor rod can slide. If necessary, instead of the two shell bodies - under modified Training of the whole lock - a closed sleeve body can be used.

Weiterhin könnten statt der dargestellten Keilgetriebe auch selbsthemmende Exzenter oder Schraubengetriebe, wie überhaupt alle Arten von bei Grubenstempeln bekannten Reibungsschlössern verwendet werden.Furthermore, instead of the wedge gears shown, self-locking gears could also be used Eccentric or screw gears, like all types of pit punches known friction locks are used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rock anchor, characterized in that the outer abutment (2) of an anchor of any type is flexibly connected to the anchor head via the anchor rod (1) when a predetermined pressure is exceeded.

2. rock anchor according to claim 1, characterized in that the Resistance of the outside Abutment (2) is less than that of the inner abutment formed by the anchor head and the tensile strength of the anchor.

3. Rock anchor according to claim 1 and 2, characterized in that the resistance of the outer abutment (2) is adjustable.

4. rock anchor according to claim 1 to 3, characterized in that the outer abutment is secured by a friction lock (2) is formed.

5. rock anchor according to claim 1 to 4, characterized in that the lock body (2) and a clamping jaw which can be displaced therein by a propellant (4) (3) have recesses corresponding to the profile of the anchor rod (1), which so are designed that the anchor rod is substantially completely enclosed.

6th Anchor support according to claims 1 to 4, characterized in that the anchor rod is in Area of its end has a thickening and this thickening with corresponding Recesses provided shell body (6, 7) is enclosed, which in such a way with the Anchor rod together form a relatively slidable system with respect to the friction lock form.

7. Rock anchor according to claim 6, characterized in that the end face of the thickening is beveled in the pulling direction and with this bevel the two shell halves (6, 7) automatically pushes apart as soon as the lock (3, 4) is released. B. rock anchor according to claim 1 to 7, characterized by a by means of a torque wrench to be brought to a predetermined clamping load, actuated by a rotatable screw bolt drive device for the friction lock. Documents considered: German Auslegeschrift No. 100 474; French Patent No. 1192 635; U.S. Patent No. 2,725,843; "Glückauf" magazine, 1953, p. 814, fig. 9.