DE3305289A1

DE3305289A1 - Haltevorrichtung fuer eine verguss- oder verankerungspackung

Info

Publication number: DE3305289A1
Application number: DE19833305289
Authority: DE
Inventors: André 21270 Pontailler-sur-Saône Delforge; Jean-Louis 75116 Paris Pomarede; Jean Tessier
Original assignee: EXPLOSIFS TITANITE SOC D
Current assignee: EXPLOSIFS TITANITE SOC D
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1983-09-01
Also published as: FR2522062A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Haltevorrichtung f"ir eine Verguß- oder Verankerungspackung in eineF Verankerungsbohrung vor dem Eintreiben einer Verankerungsstange in diese Bohrung, wobei das vordere Ende der Vergußoder Verankerungspackung mit einer Schutzkappe bedeckt ist.

Bei bergmännischen oder anderen unterirdischen Arbeiten wird von den Ausbauverfahren derzeit der Ausbau mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen bevorzugt, sofern die Eigenart des Geländes dies ermöglicht. Dieser Ausbau mit Hilfe von Schrauben oder Bolzen kann entweder mit Hilfe von sich ausdehnenden Bolzen oder mit Hilfe von vergossenen Bolzen erfolgen.

Der Ausbau mit Hilfe von vergossenen Bolzen erfolgt so, daß nach dem Bohren einer Bohrung in das Gestein in diese Bohrung eine Verguß- oder Verankerungspackung, beispielsweise auf der Basis von Kunstharz oder Zement eingeführt wird, das in einer zerbrechlichen oder zerstörbaren Umhüllung enthalten ist, die beim nachfolgenden Eintreiben und der Drehung der Verankerungsstange in der vorher mit der Verguß- oder Verankerungspackung versehenen Bohrung zerstört wird und damit ein Vergießen und Verankern der Stange in der Bohrung ermöglicht.

Ein Beispiel für eine derartige Verguß- oder Verankerungspackung oder -kartusche auf der Basis von Kunstharz sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Packung oder Kartusche ist in der französischen Patentschrift 1 480 140 beschrieben.

Um die Zeit für die Anbringung des Ausbaus zu verringern,

wurden Vorrichtungen geschaffen, die als Stopfen- oder Verankerungs-Bohrwagen bezeichnet wurden und das Bohren der Verankerungs-Bohrungen und das Einsetzen der Vergufö- oder Verankerungspackungen von Hand fortfallen lassen. Der Bohrvorgang sowie das Anbringen der Verguß- oder Verankerungspackung wurde dann mehr oder weniger automatisiert.

Bei derartigen Stopfen- oder Verankerungsstangen-Bohrwagen erfolgt die Einführung der Verguß- oder Verankerungspackungen in die fertiggestellten Bohrungen mehr und mehr durch pneumatisches Einbringen dieser Verguß- und Verankerungspackungen, wobei dieses Einbringen direkt vom Steuerstand des Bohrwagens aus gesteuert wird. Nach dem Herstellen einer Verankerungsbohrung nähert der Fahrer des Bohrwagens eine Einbringkanüle der Öffnung der Verankerungsbohrung bis auf einige Zentimeter, worauf pneumatisch eine Verguß- oder Verankerungspackung in die Bohrung eingebracht wird.

Ein Stopfen-Bohrwagen stellt ein schweres Gerät dar, das sehr harten Betriebsbedingungen widerstehen muß. Ein derartiger Bohrwagen muß daher äußerst robust sein und bei dieser Art von Arbeit kann keine große Präzision erreicht werden. Weiterhin ist es immer schwierig, die Einbringkanüle für die Verguß- oder Verankerungspackung vollständig gegenüber der Verankerungsbohrung zu zentrieren.

Andererseits stört der Verschluß der Hülle der Vergußoder Verankerungspackung oder - kartusche, der^ durch Falzen, durch Klammern, durch Verschlußdeckel oder andere Einrichtungen erzielt wird, die Einführung der Packung oder

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Kartusche in die Verankerungsbohrungen, wenn die Einbringkanüle gegenüber der Verankerungsbohrung schlecht zentriert ist. In diesem Fall dringt die Kartusche mehr oder weniger in die Bohrung ein und wird blockiert oder, was häufiger ist, platzt unter dem Aufprall gegen die Kante der Bohrung.

Zur Erleichterung dieser pneumatischen Einbringung der Verguß- oder Verankerungspackungen oder - kartuschen sind manche Stopfen-Bohrwagen mit einem Bohrsystem versehen, das die Kante der Bohrung vor oder nach dem Bohren fräst. Nicht alle Stopfen-Bohrwagen sind jedoch mit einem derartigen Bohrsystem versehen. Selbst bei auf diese Weise gebohrten Bohrlöchern ist es jedoch nicht möglich, mit Sicherheit eine Blockierung oder ein Platzen der Packungen oder Kartuschen zu verhindern.

Um ein einwandfreies Eindringen der Verguß- oder Verankerungspackungen insbesondere bei der pneumatischen Einbringung ohne die Gefahr eines Platzens oder einer Blockierung in die gefrästen oder nicht'gefrästen Verankerungsbohrungen selbst dann sicherzustellen, wenn die Einbringungskanüle gegenüber der Verankerungsbohrung nicht einwandfrei zentriert ist, wurde in neuerer Zeit vorgeschlagen, eine Kappe zu verwenden, die das vordere End=; der Verguß- oder Verankerungspackung bedeckt. Die Schutzkappe schützt das vordere Ende der Packung oder Kartusche und wenn sie spitz zulaufend,konisch oder spitzbogenförmig (oder raketenförmig) ausgebildet ist, stellt sie gleichzeitig die Zentrierung der Packung oder Kartusche gegenüber der Bohrung sicher, insbesondere bei der pneumatischen Einbringung.

Die auf diese Weise an ihrem vorderen Ende mit einer Schutzkappe versehene Verguß- oder Verankerungspackung weist an ihrem anderen Ende einen quadratischen oder kreisförmigen Ring auf, der es der für die Einbringung verwendeten Druckluft ermöglicht, die Packung oder Kartusche mit geringen Luftverlusten um diese herum anzutreiben. Eine weitere Funktion dieses Ringes besteht darin, die Verguß- oder Verankerungspackung nach der Einführung in die Verankerungsbohrung am Boden dieser Verankerungsbohrung festzu-halten, d.h. ein Herausfallen der Packung oder Kartusche im Fall einer vertikalen oder geneigten Verankerungsbohrung zu verhindern.

Das Anbringen dieses Ringes am hinteren Ende der Packung oder Kartusche stellt eine zusätzliche Maßnahme vor, die nicht in allen Fällen ohne weiteres richtig auszuführen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Haltevorrichtung für eine Verguß- oder Verankerungspackung mit einer Schutzkappe in einer Verankerungsbohrung zu schaffen, die einen einfacheren Aufbau aufweist und die Nachteile der Haltesysteme mit einem Ring beseitigt, der am hinteren Ende der Packung oder Kartusche befestigt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist die das vordere Ende der Verguß- oder Verankerungspackung bedeckende Schutzkappe mit der Wandung der Verankerungsbohrung zusammenwirkende Halteeinrichtungen sowie Einrichtungen zum Anklammern der Schutzkappe an der Verguß- oder Verankerungspackung auf.

Erfindungsgemäß sind damit die die Verguß- oder Verankerungspackung schützenden und die Einführung der Packung in die Verankerungsbohrung erleichternden Einrichtungen sowie die das Festhalten der Packung in der Verankerungsbohrung sicherstellenden Einrichtungen zu einer einstückigen Vorrichtung vereinigt, deren Herstellung und Anbringung auf der Verguß- und Verankerungspackung auf diese Weise vereinfacht ist.

Die Halteeinrichtungen können durch eine sich nach hinten hin erweiternde Schürze gebildet sein, doch sind vorzugsweise mehrere elastische Zungen vorgesehen, die am Umfang der Schutzkappe verteilt sind und nach außen derart vorspringen, daß der Durchmesser des von den freien Enden der Zungen umschriebenen Kreises größer als der Außendurchmesser der Schutzkappe an der Basis der Zungen und größer als der Durchmesser der Verankerungsbohrung ist.

Zur Erleichterung der Herstellung der Schutzkappe durch Formung und zur Erleichterung der Einführung der mit der Verschlußkappe versehenen Verguß- oder Verankerungspackung in die Verar.kerungsbohrung sowie zur Erzielung eines sicheren Festhaltens der Packung in der Verankerungsbohrung sind die Zungen vorzugsweise an der Spitzbogen- oder raketenspitzenförmigen Schutzkappe derart ausgebildet, daß sie nach hinten und nach außen geneigt sind.

Ebenfalls zur Vereinfachung der Herstellung sind diese Zungen vorzugsweise am hinteren Ende der Schutzkappe angeordnet. Dies gilt genauso für den Fall einer Halteschürze .

Das Festhalten oder Anklammern der Schutzkappe an der Pakkung kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch Kleben, durch Warmverquetschen, durch mechanisches Anklammern oder durch irgendwelche anderen Maßnahmen oder durch gleichzeitige Anwendung mehrerer dieser Maßnahmen.

Die Einrichtungen zum Anklammern oder Befestigen der Schutzkappe an der Verguß- oder Verankerungspackung schließen jedoch vorzugsweise eine am Umfang verlaufende kontinuierliche oder diskontinuierliche Rippe ein, die von der Innenfläche der Verschlußkappe aus nach innen vorspringt. Beim Anbringen der Schutzkappe auf dem vorderen Ende der Verguß- oder Verankerungspackung dringt diese Rippe in die Verguß- oder Verankerungspackung durch Verformung der letzteren ein.

Diese Rippe kann irgendein geeignetes Profil aufweisen, beispielsweise ein halbrundes, quadratisches oder dreieckiges Profil. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist diese Rippe jedoch ein sägezahnförmiges Profil mit einer Flanke auf, die steiler als die andere ist, wobei die steilere Flanke'auf der Seite der Spitze der Schutzkappe gelegen ist. Auf Grund dieser speziellen Profilierung ,der Befestigungsrippe setzt diese dem Aufsetzen der Schutzkappe auf die Packung keinen nennenswerten Widerstand entgegen. Das Herausziehen der Verguß- oder Verankerungspackung aus der Schutzkappe in umgekehrter Richtung ist jedoch unmöglich oder zumindest sehr schwierig.

Im Fall der Verwendung von Haltezungen, die nach hinten und außen vom hinteren Ende der Schutzkappe aus vorspringen, ist es weiterhin möglich, die Befestigungseinrichtungen in Form von Spitzen oder anderen Elementen auszubilden, die von diesen Zungen aus nach innen vorspringen. Diese Spitzen bedingen weder eine kompliziertere Form für die Formung noch stören sie die Anbringung der Schutzkappe auf der Verguß- oder Verankerungspackung. Diese Spitzen werden in die Packung eingetrieben, wenn die Zungen in der Verankerungsbohrung nach hinten und nach innen hin umgebogen werden.

Insbesondere in dem Fall, indem die Befestigungseinrichtungen zur Befestigung der Schutzkappe an der Verguß- oder Verankerungspackung durch eine oder mehrere durchgehende Umfangsrippen gebildet sind, weist die Schutzkappe am Scheitelpunkt eine Bohrung auf. Diese Bohrung ermöglicht das leichte Austreten der Luft, die in der Schutzkappe eingefangen wird, so daß das Aufbringen der Schutzkappe auf die Verguß- oder Verankerungspackung erleichtert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Axialschnittansicht einer Ausführungsform einer spitzbogenförmigen Schutzkappe für eine Verguß- oder Verankerungspackung;

Fig. 2 eine Ansicht der Schutzkappe nach Fig. 1 bei Betrachtung von der Spitze der Schutzkappe aus;

Fig. 3 die Halterung einer Verguß- oder Verankerungspackung, die mit einer Schutzkappe nach den Fig. 1 und 2 bedeckt ist, in einer Verankerungsbohrung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Spitzbogen- oder raketenspitzenförmige Schutzkappe 1, die einen zylindrischen Teil 2 aufweist, der an einem Ende offen und am gegenüberliegenden Ende durch einen Spitzbogen- oder raketenspitzenförmigen Teil 3 verschlossen ist. Am offenen Ende weist der zylindrische Teil 2 mehrere Zungen 4 auf, die über den Umfang verteilt sind. Die Zungen 4 springen über den zylindrischen Teil 2 nach außen hin und zur dem spitzbogenförmigen Teil 3 entgegengesetzten Seite hin vor und sind gegenüber der Verlängerung des zylindrischen Teils 2 unter einem Winkel d geneigt, der vorzugsweise kleiner als 45 ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind 8 Zungen 4 vorgesehen.

Der zylindrische Teil 2 der Schutzkappe 1 weist in Abstand von den Zungen 4 eine am Umfang verlaufende Rippe 5 auf, die nach innen hin vorspringt. Die Rippe 5 weist ein dreieckiges sägezahnförmiges Profil mit einer zum offenen Ende der Schutzkappe 1 hin gerichteten schrägen Flanke und einer rechtwinkligen Flanke auf, die zum spitzbogenförmigen Teil 3 hin gerichtet ist.

Dieser Teil 3 weist an seiner Spitze eine Bohrung 6 auf. Wie dies aus Fig. 3 zu erkennen ist, bedeckt die spitzbogenförmige Schutzkappe 1 ein Ende einer Packung oder Kartusche 7 j die zum Vergießen und Verankern einer nicht dargestellten Steinschraube in einer Verankerungsbohrung 8 dient, die in das Gestein gebohrt ist, um einen Streckenausbau durch Verschraubung zu ermöglichen. Die Verguß- oder Verankerungspackung 7 ist durch eine zylindrische Umhüllung aus einem

zerbrechlichen oder zerstörbaren Material hergestellt, das einen Mörtel auf Harzbasis, auf Zementbasis oder irgendein anderes Material umschließt.

Der Durchmesser der Packung 7 ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des zylindrischen Teils 2 der Schutz·^· kappe 1, so daß die auf der Innenfläche des zylindrischen Teils vorspringende Rippe 5 in die Seitenfläche der verformbaren Packung 7 eingepreßt ist und auf diese Weise die Befestigung der Packung 7 an der Schutzkappe 1 sicherstellt.

Der Durchmesser der Verankerungsbohrung 8 in dem Gestein 9 ist derart gewählt, daß dieser Durchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Teils 2 der Schutzkappe 3, jedoch etwas kleiner als der Durchmesser des Kreises ist, der vom freien Ende der Zungen 4 umschrieben wird.

Beim Einbringen der Verguß- oder Verankerungspackung 7 mit der Schutzkappe 1 in die Bohrung -8 werden die Zungen 4 elastisch nach hinten und nach innen hin ausgelenkt und setzen dem Einbringen keinen wesentlichen Widerstand entgegen. Wenn die Packung 7 ihre Position am Boden der Bohrung 8 erreicht hat, greifen andererseits die Zungen 4 in die Wandung der Bohrung 8 ein und widersetzen sich einer entgegengesetzt gerichteten Bewegung. Die Verguß- oder Verankerungspackung 7 ist an der Schutzkappe 1 mit Hilfe der Rippe 5 dieser Schutzkappe befestigt, so daß die Zungen 4 jede Bewegung der Packung 7 aus der Verankerungsbohrung 8 heraus verhindern, bis die Packung 7 durch die zu verankernden Stange zerstört wird.

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Die Form der Schutzkappe, die Form und die Anzahl der Zungen, die Länge und Stärke der Zungen, der Durchmesser des Kreises, der an der Basis der Flügel umschrieben ist, der Durchmesser des Kreises , der am freien Ende der Zungen umschrieben ist, sind veränderlich und in Abhängigkeit von mehreren Faktoren bestimmt, beispielsweise dem Durchmesser der Einbringungskanüle, dem Durchmesser der Verankerungsbohrung, des Vorhandenseins oder des Fehlens einer Anfräsung an der Öffnung der Verankerungsbohrung, der Art des Geländes, dem Durchmesser der Verguß- oder Verankerungspackung, der Länge und dem Gewicht der Verankerungspackung usw.

Das die Schutzkappe mit den Haltezungen bildende Material sollte ausreichend starr sein, um ein wirkungsvolles Festhalten der Verguß- oder Verankerungspackung in der Verankerungsbohrung zu ermöglichen, und es sollte ausreichend weich sein, um ein leichtes Eindringen der Packung in die Verankerungsbohrung zu ermöglichen. Die Wahl des zu verwendenden Materials, seiner Stärke, seiner Steifigkeit hängt ebenso von den oben genannten Anwendungsbedingungen ab.

Unter den Materialien, die für diesen Zweck Anwendung finden können, seien als Beispiele Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinylchlorid, natürliche oder syntetische Gummiderivate, Metall, Papier und Karton genannt.

Im folgenden sei ein spezielles Beispiel beschrieben:

Zur Einführung und zum Festhalten einer Verguß- oder Verankerungspackung auf Harzbasis mit einem Durchmesser von 18 mm, einer Länge von 100 cm und einem Volumen von 260 cm in eine Verankerungsbohrung mit einem Durchmesser von 22 mm wies eine spitzbogenförmige Schutzkappe die folgenden Eigenschaften auf, mit denen ausgezeichneten Ergebnisse erzielt wurden:

Länge 50 mm

Innendurchmesser 18 mm

Material: Polyethylen vom Grad 4 (HERCULES FRANCE) Stärke 0,5 mm

Anzahl der Zungen: 8

Länge der Zungen: 7 mm

Durchmesser des Kreises, der von den Flügeln umschrieben wird : 25 bis 30 mm.

Es sei darauf hingewiesen, daß obwohl die Haltezungen in dem dargestellten Beispiel ohne Verbindung miteinander dargestellt sind, sie genauso miteinander verbunden sein können oder wesentlich stärker angenähert sein können, um den Druckluftverlust zwischen der Schutzkappe und der Wand der Verankerungsbohrung beim Einbringen soweit wie möglich zu verringern. Die Zungen können genauso durch eine einfache sich erweiternde Schürze ersetzt werden.

Die Befestigungsrippe 5 kann anstelle einer kontinuierlichen Ausführung unterbrochen ausgeführt sein oder sie kann auf mehrere Spitzen reduziert sein, die vorspringen und am Umfang der Schutzkappe verteilt sind.

Claims

Patentanwälte : : ]: · ^:"./-._;;pPpj.-|hg. Curt Wallach

Europäische Patentvertreter Dipl.-Ing. Günther Koch

European Patent Attorneys Dlpl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d

SOCIETE DES EXPLOSIFS TITANITE Datum: ¹⁶ · Februar 1983

21270 Pontailler sur Saone, Unser Zeichen· J7 621 - Fk/Vi

FRANKREICH

Titel:

"Haltevorrichtung für eine Verguß- oder Verankerungspackung"

PATENTANSPRÜCHE:

. Haltevorrichtung; für eine Verguß- oder Verankerungspackung in einer Verankerungsbohrung vor dem Eintreiben einer Verankerungsstange in diese Bohrung, wobei das vordere Ende der Verguß- oder Verankerungspackung mit einer Schutzkappe bedeckt ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Spitzbogen- oder raketenspitzenförmige Schutzkappe (1) mit der Wandung der Verankerungsbohrung (8) zusammenwirkende Halteeinrichtungen (4) sowie Einrichtungen (5) zum Anklammern der Schutzkappe an der Verguß- oder Verankerungspackung (7) aufweist.
2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Halteeinrichtungen mehrere elastische Zungen (4) umfassen, die am Umfang der Schutzkappe (1) verteilt sind und derart nach außen vorspringen, daß der am freien Ende der Zungen (4) umschriebene Kreis größer als der Außendurch messer der Schutzkappe an der Basis der Zungen und größer als der Durchmesser der Verankerungsbohrung (8) ist.
3- Haltevorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zungen (4) nach hinten und nach außen hin geneigt sind.
4. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen eine nach hinten hin erweiterte Schürze aufweisen.
5. Haltevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen oder die Schürze am hinteren Ende der Schutzkappe ausgebildet sind.
6. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anklammern der Schutzkappe (1) an der Verguß- oder Verankerungspackung (7) durch zumindest eine sich am Umfang erstreckende kontinuierliche oder diskontinuierliche Rippe (5) gebildet sind, die von der Innenfläche der Schutzkappe aus nach innen vorspringt.
7- Haltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (5) ein sägezahnförmiges Profil aufweist, dessen eine Flanke steiler ist als die andere, wobei die steilere Flanke auf der Seite der Spitze der Schutzkappe (1) angeordnet ist.
8. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anklammern der Schutzkappe an die Verguß- oder Verankerungspackung durch Spitzen gebildet sind, die von den Zungen aus nach innen vorspringen.
9. Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe an ihrem Scheitelpunkt durch eine Bohrung (6) durchbohrt ist.