DE102011005361A1

DE102011005361A1 - sliding anchor

Info

Publication number: DE102011005361A1
Application number: DE102011005361A
Authority: DE
Inventors: Frank Schmidt; Richard Podesser
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2012-09-13
Also published as: AU2012200555A1; CA2764585A1; US20120230774A1; EP2497901A2

Abstract

Bei einem chemischer Gleitanker (1), insbesondere zur Anwendung im Bergbau, zur stoffschlüssigen Befestigung an Gestein (18) in einer Bohrung (19) mit einem Fixierungsstoff (20), umfassend ein Ankerrohr (2), vorzugsweise eine Ankermutter (7), eine, vorzugsweise von der Ankermutter (7) gestützte, Ankerplatte (8) zur Auflage auf dem Gestein (18), soll mit einem geringen technischen Aufwand eine effektive Gleitfunktion des Gleitankers (1) bei einer großen Längenänderung des Gleitankers (1) unter einer Aufnahme von dynamischen Belastungen ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in den Gleitanker (1) ein elastisches Element (9), insbesondere eine Feder (9), integriert ist und eine Längenvergrößerung des Gleitankers (1) für eine Gleitfunktion mit einem Federweg des elastischen Elementes (9) realisiert ist.In the case of a chemical sliding anchor (1), in particular for use in mining, for materially bonded fastening to rock (18) in a bore (19) with a fixing substance (20), comprising an anchor tube (2), preferably an anchor nut (7), a , preferably supported by the anchor nut (7), anchor plate (8) to rest on the rock (18), with a low technical effort, an effective sliding function of the sliding anchor (1) with a large change in length of the sliding anchor (1) with a recording of dynamic loads are made possible. This object is achieved in that an elastic element (9), in particular a spring (9), is integrated in the sliding anchor (1) and the length of the sliding anchor (1) is increased for a sliding function with a spring deflection of the elastic element (9) is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleitanker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to a sliding anchor according to the preamble of claim 1.

Im Berg- und Tunnelbau werden Gebirgsanker eingesetzt, um Gebirgsbewegungen des anstehenden Gesteines zu unterbinden, zu verlangsamen oder um größere Abplatzungen von anstehendem Gestein zu sichern und damit einen gefahrlosen Betrieb zu ermöglichen. Dabei sind zwei Funktionsprinzipien bekannt, die teilweise auch kombiniert werden. Bei mechanischen Systemen erfolgt eine Verankerung des Ankers mittels Reibschluss, wobei mechanische Gesteins- bzw. Felsanker im Allgemeinen auch eine Spreizhülse aufweisen. Bei chemischen Gebirgsankern sind Ankerrohre mit einem aushärtenden Mörtel oder mit Kunstharz als Fixierungsstoff stoffschlüssig mit dem Untergrund bzw. dem anstehenden Gestein verbunden. Die Gebirgsanker sind dabei mit oder ohne Vorspannung im anstehenden Gestein eingebaut. Gebirgsanker im Bergbau, z. B. bei der Kohlförderung unter Tage, dienen im Gegensatz zum Tunnelbau nur zur temporären Sicherung des Gesteins, weil im Allgemeinen das temporär gesicherte Gestein in einem späteren Arbeitsgang abgebaut wird und damit auch die Gebirgsanker wieder aus dem Gestein entfernt werden.In mining and tunneling rock anchors are used to prevent rock movements of the upcoming rock, to slow down or to secure larger flakes of pending rock and thus to allow safe operation. Two functional principles are known, some of which are combined. In mechanical systems, anchoring of the anchor takes place by means of frictional engagement, wherein mechanical rock anchors or rock anchors generally also have an expansion sleeve. In chemical rock anchors anchor pipes are connected with a thermosetting mortar or synthetic resin as a fixing material cohesively with the substrate or the upcoming rock. The rock anchors are incorporated with or without bias in the upcoming rock. Mountain anchor in mining, z. As in the cabbage underground, serve in contrast to the tunnel only for temporary protection of the rock, because in general, the temporarily secured rock is mined in a later operation and thus the rock anchors are removed from the rock again.

Bei Gleitankern als Gebirgsankern ist ab einer bestimmten Druckkraft auf einer Ankerplatte eine Längenvergrößerung, d. h. ein Gleiten des Gleitankers, möglich. Dabei liegt eine Ankerplatte im Allgemeinen auf der Ankermutter auf und ein Innengewinde der Ankermutter greift in ein Außengewinde eines Stabüberstandes eines Ankerrohres. Ab einer vorgegebenen Zugkraft in dem Ankerrohr bzw. einer Druckkraft auf der Ankerplatte, wobei auf der Ankerplatte das Gestein aufliegt, kann die Ankermutter an dem Ankerrohr als Stabüberstand einen gewissen Gleitweg realisieren und dadurch eine Vergrößerung der Länge des Gleitankers ermöglichen. Der Gleitanker benötigt somit für die Gleitfunktion einen großen Stabüberstand in dem Arbeitsraum, z. B. Stollen, außerhalb des Gesteines. Dadurch ist die Bewegungsfreiheit bzw. der Arbeitsraum in einem Stollen eines Bergwerkes stark eingeschränkt. Ferner ist ein hoher technischer Aufwand zur Realisierung der Gleitmöglichkeit der Ankermutter an dem Stabüberstand erforderlich. Abweichend hiervon kann die Gleitfunktion, d. h. die Längenänderung des Gleitankers, auch durch eine elastische Dehnung des Ankerrohres realisiert werden. Aufgrund der Steifigkeit derartiger Gleitanker besteht das Risiko eines unvorhergesehenen Ankerbruches und eines Ankerversagens bei dynamischen Belastungen, z. B. aufgrund von Gebirgsschlägen.When sliding anchors as rock anchors is from a certain compressive force on an anchor plate an increase in length, d. H. a sliding of the sliding anchor, possible. In this case, an anchor plate is generally on the anchor nut and an internal thread of the anchor nut engages in an external thread of a rod projection of an anchor tube. From a predetermined tensile force in the anchor tube or a compressive force on the anchor plate, wherein the rock rests on the anchor plate, the anchor nut can realize a certain sliding on the anchor tube as a rod projection and thereby allow an increase in the length of the sliding anchor. The sliding anchor thus requires for the sliding function a large rod projection in the working space, z. B. cleats, outside of the rock. As a result, the freedom of movement or the working space in a tunnel of a mine is severely limited. Furthermore, a high technical effort to realize the sliding of the anchor nut on the rod projection is required. Deviating from this, the sliding function, i. H. the change in length of the sliding anchor, also be realized by an elastic elongation of the anchor tube. Due to the stiffness of such sliding anchors there is a risk of unforeseen anchor breakage and anchor failure under dynamic loads, eg. B. due to rockfalls.

Die DE 29 04 778 A1 zeigt eine Überwachungseinrichtung zur Feststellung und Anzeige von Firstenbewegungen mit einem langgestreckten oberhalb der Firste im Hangenden zu verankernden Tragvorrichtung, an deren aus der Firstenfläche vorstehenden unteren Ende eine auf Längenänderungen ansprechende Fühleinrichtung zur Anzeige einer Firstenbewegung angebracht ist, wobei eine an der Tragvorrichtung relativ zu dieser verschiebbar angebrachte Haltevorrichtung für die daran durch Schwerkrafteinwirkung selbsttätig nach unten schwenkbar aufgehängte Fühleinrichtung, durch eine Verriegelungsvorrichtung zur selbsttätig einrastenden Verriegelung der in eine hochgeschwenkte Lage angehobenen Fühleinrichtung, und durch eine am unteren Ende der Tragvorrichtung angebrachte Ausklinkvorrichtung zur Lösung der Verriegelung bei einer vorgegebenen Relativbewegung gegenüber der Haltevorrichtung.The DE 29 04 778 A1 shows a monitoring device for detecting and displaying Firstenbewegungen with an elongated above the ridge to be anchored in the hanging wall suspension device, at its from the firestop protruding lower end mounted on a length changes responsive sensing device for displaying a Firstenbewegung, one of the support device relative to this slidably attached holding device for the thereto by gravity automatically downwardly pivotally suspended sensing device, by a locking device for automatically latching locking the raised in a raised position sensing device, and by a mounted at the lower end of the support device Ausklinkvorrichtung to solve the lock at a predetermined relative movement relative to the holding device ,

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Gleitanker zur Verfügung zu stellen, bei dem mit einem geringen technischen Aufwand eine effektive Gleitfunktion des Gleitankers bei einer großen Längenänderung des Gleitankers unter einer Aufnahme von dynamischen Belastungen ermöglicht wird.Therefore, the object of the present invention is to provide a sliding anchor available in which with a small technical effort an effective sliding function of the sliding anchor is made possible with a large change in length of the sliding anchor under a recording of dynamic loads.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem chemischen Gleitanker, insbesondere zur Anwendung im Bergbau, zur stoffschlüssigen Befestigung an Gestein in einer Bohrung mit einem Fixierungsstoff, umfassend ein Ankerrohr, vorzugsweise eine Ankermutter, eine, vorzugsweise von der Ankermutter gestützte, Ankerplatte zur Auflage auf dem Gestein, wobei in den Gleitanker ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, integriert ist und eine Längenvergrößerung des Gleitankers für eine Gleitfunktion mit einem Federweg, d. h. einer elastischen Verformung, des elastischen Elementes realisiert ist.This object is achieved with a chemical sliding anchor, in particular for use in mining, for cohesive attachment to rock in a bore with a fixative, comprising an anchor tube, preferably an anchor nut, a, preferably supported by the anchor nut, anchor plate for resting on the rock, wherein in the sliding anchor an elastic element, in particular a spring, is integrated and an increase in length of the sliding anchor for a sliding function with a spring travel, d. H. an elastic deformation, the elastic element is realized.

Das elastische Element, insbesondere die Feder, als gesondertes Bauteil unabhängig von dem Ankerrohr kann sowohl statische als auch dynamische Kräfte aufnehmen. An dem Ankerrohr wirkende statische und dynamische Zugkräfte können somit von der Feder aufgenommen werden. Insbesondere können dadurch dynamische Belastungen gedämpft und bei auftretenden statischen Zugkräften an dem Ankerrohr durch eine Längenvergrößerung des Gebirgsankers aufgrund eines Federweges der Feder kann eine Längenvergrößerung des Gleitankers bewirkt und dadurch können die von dem Gleitanker aufzunehmenden Zugkräfte reduziert werden. Somit kann in effektiver Weise ein unvorhergesehener Ankerbruch des Gleitankers vermieden und aufgrund der guten Aufnahmemöglichkeit auch für dynamische Belastungen kann das Risiko des Versagens bei dynamischen Belastungen, z. B. bei Gebirgsschlägen oder Erschütterungen, bei dem Gleitanker wesentlich verringert werden. Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise der Federweg des Gleitankers begrenzt und dadurch auch der mögliche Gleitweg des Gleitankers limitiert. Somit kann in vorteilhafter Weise der mögliche Verformungsweg und die mögliche Verformung des Gesteins an dem Gleitanker begrenzt sein.The elastic element, in particular the spring, as a separate component independently of the anchor tube can absorb both static and dynamic forces. At the anchor tube acting static and dynamic tensile forces can thus be absorbed by the spring. In particular, this dynamic loads can be damped and occurring static tensile forces on the anchor tube by increasing the length of the rock anchor due to a spring travel of the spring causes an increase in length of the sliding anchor and thereby the male to be absorbed by the sliding anchor tensile forces can be reduced. Thus, an unforeseen anchor breakage of the sliding anchor can be effectively avoided and due to the good pick-up even for dynamic loads, the risk of failure under dynamic loads, eg. B. in mountain strikes or shocks, in the sliding anchor essential be reduced. In addition, the spring travel of the sliding anchor is limited in an advantageous manner and thereby also limits the possible sliding of the sliding anchor. Thus, advantageously the possible deformation path and the possible deformation of the rock on the sliding anchor can be limited.

Insbesondere umfasst der Gleitanker eine Hülse und innerhalb der Hülse ist das elastische Element angeordnet und/oder eine Längenänderung des elastischen Elementes ist in Richtung einer Längsachse des Ankerrohres ausgerichtet und/oder der Gleitanker ist mit einem Dämpfungselement zur Aufnahme von dynamischen Kräften versehen und/oder das elastische Element ist ein zusätzliches Bauteil in Ergänzung zu dem Ankerrohr. Das Dämpfungselement dient zur zusätzlichen Aufnahme von dynamischen Kräften und kann beispielsweise als Faltblech, als Feder oder als elastischer Kunststoff, z. B. als thermoplastischer, duroplastischer oder elastomerer Kunststoff, auch insbesondere als ein Dämpfungselement einem beweglichen Kolben innerhalb eines Zylinder mit einem Fluid, z. B. Öl oder Wasser, ausgebildet sein. Ein derartiges Dämpfungselement mit einem Kolben und Zylinder als Dämpfungselement entspricht beispielsweise in seinem technischen Aufbau und seiner Funktion dem Stoßdämpfer in einem Kraftfahrzeug.In particular, the sliding anchor comprises a sleeve and within the sleeve, the elastic element is arranged and / or a change in length of the elastic element is aligned in the direction of a longitudinal axis of the anchor tube and / or the sliding anchor is provided with a damping element for receiving dynamic forces and / or Elastic element is an additional component in addition to the anchor tube. The damping element serves for additional absorption of dynamic forces and can be used, for example, as a folding plate, as a spring or as an elastic plastic, for. As a thermoplastic, thermosetting or elastomeric plastic, and in particular as a damping element, a movable piston within a cylinder with a fluid, eg. As oil or water, be formed. Such a damping element with a piston and cylinder as a damping element corresponds for example in its technical structure and its function to the shock absorber in a motor vehicle.

In einer weiteren Ausgestaltung ist innerhalb der Hülse das Ankerrohr angeordnet und vorzugsweise ist zwischen dem Ankerrohr und der Hülse das elastische Element angeordnet.In a further embodiment, the anchor tube is arranged within the sleeve and preferably the elastic element is arranged between the anchor tube and the sleeve.

In einer ergänzenden Ausführungsform liegt das elastische Element an einem Ende an einem mit der Hülse verbundenen Hülsenauflageelement auf und an einem anderen Ende an einem mit dem Ankerrohr verbundenen Ankerrohrauflageelement auf und/oder die Hülse ist im Bereich des Ankerrohrauflageelementes von einer Schließkappe verschlossen.In an additional embodiment, the elastic element rests at one end on a sleeve support element connected to the sleeve and at another end on an anchor tube support element connected to the anchor tube and / or the sleeve is closed by a closing cap in the region of the anchor tube support element.

Vorzugsweise ist das Hülsenauflageelement als eine Platte mit einer Öffnung ausgebildet und in der Öffnung der Platte ist das Ankerrohr angeordnet. Das Ankerrohr ist somit in der Öffnung der Platte axial in Richtung einer Längsachse des Ankerrohres verschieblich und radial an der Öffnung der Platte gelagert.Preferably, the sleeve support member is formed as a plate having an opening and in the opening of the plate, the anchor tube is arranged. The anchor tube is thus axially displaceable in the opening of the plate in the direction of a longitudinal axis of the anchor tube and radially mounted on the opening of the plate.

In einer Variante ist das Ankerrohrauflageelement als ein Auflagering ausgebildet. Der Auflagering kann einteilig mit dem Ankerrohr oder als gesondertes, mit dem Ankerrohr stoff-, form- und/oder kraftschlüssig verbundenes Bauteil ausgebildet sein. Mit dem Auflagering werden die von dem Ankerrohr aufzunehmenden Kräfte von dem elastischen Element, insbesondere der Feder, auf das Ankerrohr übertragen.In a variant, the Ankerrohrauflageelement is designed as a support ring. The support ring may be integrally formed with the anchor tube or as a separate, with the anchor tube material, positive and / or non-positively connected component. With the support ring to be absorbed by the anchor tube forces are transmitted from the elastic element, in particular the spring, to the anchor tube.

Zweckmäßig ist das Ankerrohrauflageelement, insbesondere vollständig, innerhalb eines von der Hülse eingeschlossenen, vorzugsweise zylinderförmigen, Hülsenraumes angeordnet.Suitably, the Ankerrohrauflageelement, in particular completely, within a sleeve enclosed by the, preferably cylindrical, sleeve space is arranged.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Hülse im Bereich eines hinteren Endes des Ankerrohres angeordnet zur Anordnung der Hülse innerhalb einer Bohrung am Gestein und die Ankermutter ist mittelbar oder unmittelbar an dem Ankerrohr befestigt und vorzugsweise bildet die Hülse die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Fixierungsstoff und dem Gestein an einer Bohrung oder die Hülse ist im Bereich des vorderen Endes des Ankerrohres angeordnet zur Anordnung der Hülse außerhalb der Bohrung am Gestein und die Ankerplatte liegt mittelbar oder unmittelbar auf der Hülse oder dem Hülsenauflageelement auf, wobei die Ankerplatte an einer Gesteinsseite auf dem Gestein aufliegt und an einer Hülsenseite an der Hülse oder dem Hülsenauflageelement aufliegt und die Gesteinsseite ist gegenüberliegend der Hülsenseite an der Ankerplatte ausgebildet oder die Hülse ist im Bereich des vorderen Endes des Ankerrohres angeordnet zur Anordnung der Hülse innerhalb der Bohrung am Gestein und die Hülse ist mit der Ankerplatte und/oder der Ankermutter verbunden.In a further embodiment, the sleeve is arranged in the region of a rear end of the anchor tube for arranging the sleeve within a bore on the rock and the anchor nut is attached directly or indirectly to the anchor tube and preferably the sleeve forms the integral connection between the fixation substance and the rock a bore or the sleeve is arranged in the region of the front end of the anchor tube for arranging the sleeve outside the bore on the rock and the anchor plate is directly or indirectly on the sleeve or the sleeve support member, wherein the anchor plate rests on a rock side on the rock and on a sleeve side rests on the sleeve or the sleeve support member and the rock side is formed opposite the sleeve side of the anchor plate or the sleeve is arranged in the region of the front end of the anchor tube for the arrangement of the sleeve within the bore on the rock and the Sleeve is connected to the anchor plate and / or the anchor nut.

Insbesondere besteht das Ankerrohr wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus Metall, z. B. Stahl, oder, vorzugsweise faserverstärktem, Kunststoff.In particular, the anchor tube is at least partially, in particular completely, made of metal, for. As steel, or, preferably fiber reinforced plastic.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Feder als eine Schraubenfeder, eine Evolutfeder, eine Ringfeder, ein Faltblech oder ein elastischer Kunststoff, z. B. eine Gummifeder, ausgebildet.In a further embodiment, the spring is a helical spring, an evolute spring, an annular spring, a folding plate or an elastic plastic, for. B. a rubber spring, formed.

Zweckmäßig ist der Gleitweg im Wesentlichen, d. h. zu wenigstens 50%, 80% oder 90%, durch einen Federweg des elastischen Elementes realisiert.Suitably, the glide path is substantially d. H. at least 50%, 80% or 90%, realized by a spring travel of the elastic element.

In einer zusätzlichen Variante ist der Gleitweg, d. h. die Längenvergrößerung des Gleitankers, eine Funktion, z. B. direkt proportional, zur Längenänderung, insbesondere Stauchung, des elastischen Elementes, insbesondere indem das elastische Element mit einem Mechanismus mit einer Komponente, insbesondere der Ankerplatte, des Gleitankers gekoppelt ist. Vorzugsweise umfasst der Mechanismus eine axial bewegliche Hülse.In an additional variant, the glide path, i. H. the length enlargement of the sliding anchor, a function, eg. B. directly proportional to the change in length, in particular compression, of the elastic element, in particular by the elastic element is coupled to a mechanism with a component, in particular the anchor plate, the sliding anchor. Preferably, the mechanism comprises an axially movable sleeve.

In einer weiteren Ausgestaltung schließt das Ankerrohr als Hohlrohr einen Innenraum ein und innerhalb des Ankerrohres ist der Fixierungsstoff, z. B. in einem Beutel oder einer Patrone, angeordnet. Der Fixierungsstoff ist beispielsweise ein zweikomponentiger Kunstharz mit einer Klebekomponente und einer Aushärtekomponente. Die Klebe- und Aushärtekomponente werden in dem Innenraum zunächst getrennt, z. B. in einem Beutel oder einer Patrone, aufbewahrt und anschließend vor dem Auspressen aus dem Innenraum vermischt und anschließt das vermischte Kunstharz in einen Raum zwischen dem Ankerrohr und dem Gestein an der Bohrung eingepresst für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ankerrohr und dem Gestein.In a further embodiment, the anchor tube includes a hollow tube as an interior and within the anchor tube is the fixative, z. B. in a bag or a cartridge arranged. The fixing agent is, for example, a two-component synthetic resin having an adhesive component and a curing component. The adhesive and curing components are initially in the interior separated, z. B. in a bag or cartridge, and then mixed before pressing out of the interior and joins the mixed resin pressed into a space between the anchor tube and the rock at the hole for a cohesive connection between the anchor tube and the rock.

Zweckmäßig ist das elastische Element, insbesondere die Feder, in das Hohlrohr als Ankerrohr integriert, indem das elastische Element zwischen zwei Teilen bzw. Teilabschnitten des Hohlrohres angeordnet ist und mit beiden Teilen bzw. Teilabschnitten verbunden ist, wobei vorzugsweise das elastische Element außerhalb eines Bereiches mit dem Fixierungsstoff angeordnet ist.Suitably, the elastic element, in particular the spring, integrated into the hollow tube as anchor tube by the elastic element between two parts or sections of the hollow tube is arranged and connected to two parts or sections, preferably the elastic element outside of a range with the fixative is arranged.

In einer ergänzenden Variante weist der Gleitanker wenigstens ein Mittel, z. B. eine Auspresseinheit, zur Förderung des Fixierungsstoffes aus dem von dem Ankerrohr eingeschlossenen Innenraum in einen Raum zwischen den Ankerrohr und dem Gestein bei einem in eine Bohrung eingebrachten Gleitanker auf. Die Auspresseinheit umfasst beispielsweise einen Kolben und auf dem Kolben wird durch Wasser unter Hochdruck eine Druckkraft aufgebracht, so dass sich der Kolben innerhalb des Innenraumes bewegt und den Fixierungsstoff nach außen presst. Hierzu weist das Ankerrohr wenigstens eine Öffnung auf, durch welche der Fixierungsstoff herausgepresst werden kann. Vorzugsweise ist dabei auch eine Mischeinrichtung vorgesehen, welche eine Vermischung des Fixierungsstoffes vor dem Herauspressen ermöglicht.In a supplementary variant, the sliding anchor at least one means, for. B. a squeezing unit, for conveying the fixing substance from the enclosed space of the anchor tube interior in a space between the anchor tube and the rock in a introduced into a bore sliding anchor. The squeezing unit comprises, for example, a piston and a pressure force is applied to the piston by water under high pressure, so that the piston moves inside the inner space and presses the fixing material outwards. For this purpose, the anchor tube has at least one opening through which the fixative can be pressed out. Preferably, a mixing device is also provided, which allows a mixing of the fixative before pressing out.

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 einen Längsschnitt eines Gleitanker in einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Bohrung in Gestein, 1 a longitudinal section of a sliding anchor in a first embodiment in a hole in rock,

2 einen Längsschnitt des Gleitanker in einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Bohrung in Gestein und 2 a longitudinal section of the sliding anchor in a second embodiment in the hole in rock and

3 einen Längsschnitt des Gleitanker in einem dritten Ausführungsbeispiel in der Bohrung in Gestein. 3 a longitudinal section of the sliding anchor in a third embodiment in the hole in rock.

Ein in 1 dargestellter Gleitanker als Gebirgsanker 1 ist ein Bergwerksanker der im Bergbau zur temporären Sicherung von Stollen eingesetzt wird. Der Gleitanker 1 kann dabei Zugkräfte aufnehmen und damit ablösende äußere Gesteinsschichten an dem Stollen in dem Bergbau halten, indem er diese Kräfte in tieferliegende Schichten einleitet. Ferner können an dem Gestein 18 Scherkräfte von dem Gleitanker 1 aufgenommen werden und dadurch ist eine zusätzliche Sicherung der äußeren Gesteinsschichten in dem Stollen im Bergwerk möglich.An in 1 illustrated sliding anchor as a rock anchor 1 is a mine anchor used in mining for the temporary securing of tunnels. The glide anchor 1 In doing so, it can absorb tensile forces and thus keep detaching outer rock layers on the tunnel in the mining industry by introducing these forces into deeper layers. Further, on the rock 18 Shear forces from the slip anchor 1 be added and thus an additional backup of the outer rock layers in the tunnel in the mine is possible.

Der Gleitanker 1 umfasst ein Ankerrohr 2 aus Metall, z. B. Stahl oder glasfaserverstärktem Kunststoff, als ein Vollprofil ohne Hohlraum. Zur Sicherung eines Stollens in einem Bergwerk wird in den Stollen zunächst eine Bohrung 19 in das Gestein 18 eingebohrt und darauffolgend wird ein Fixierungsstoff 20, z. B. ein Kunstharz in einer Kartusche oder Beton, in die Bohrung 19 eingebracht. Anschließend wird der Gleitanker 1 in die Bohrung 19 eingeführt und dadurch der Fixierungsstoff 20 in einen Raum 21 zwischen dem Gleitanker 1 und dem Gestein 18 eingepresst.The glide anchor 1 includes an anchor tube 2 made of metal, z. As steel or glass fiber reinforced plastic, as a solid profile without cavity. To secure a tunnel in a mine, a hole is initially made in the tunnels 19 in the rock 18 drilled and subsequently becomes a fixative 20 , z. As a resin in a cartridge or concrete, in the hole 19 brought in. Subsequently, the slip anchor 1 into the hole 19 introduced and thereby the fixative 20 in a room 21 between the sliding anchor 1 and the rock 18 pressed.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des Gleitankers 1 dargestellt. Der Gleitanker 1 ist bereits in die Bohrung 19 am Gestein 18 eingefügt und mit dem Fixierungsstoff 20 an dem Gestein 18 stoffschlüssig befestigt. Das Ankerrohr 2 weist ein vorderes Ende 3 an einem Arbeitsraum 22 und ein hinteres Ende 4 im Bereich des hinteren Endes 4 der Bohrung 19 auf. Im hinteren Endbereich des Ankerrohres 2 ist koaxial auf das Ankerrohr 2 eine zylinderförmige Hülse 11 aufgeschoben. Zwischen der Hülse 11 und dem Ankerrohr 2 ist an einem von der Hülse 11 eingeschlossenen Hülsenraum 12 eine als Schraubenfeder 10 ausgebildete Feder 9 als elastisches Element 9 aus Stahl angeordnet. Am hinteren Ende 4 des Ankerrohres 2 ist ein als Auflagering 17 ausgebildetes Ankerrohrauflageelement 16 angeordnet. Der Auflagering 17 ist dabei stoffschlüssig und in Richtung einer Längsachse 6 des Ankerrohres 2 nicht beweglich mit dem Ankerrohr 2 verbunden. An einem vorderen Ende der Hülse 11 ist einteilig mit der Hülse 11 eine Platte 15 als Hülsenauflageelement 14 ausgebildet. Das Hülsenauflageelement 14 bzw. die Platte 15 weist dabei eine Öffnung auf und in dieser Öffnung ist das Ankerrohr 4 axial verschieblich gelagert. Dadurch ist es möglich, dass in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse 6 des Ankerrohres 2, sich das Ankerrohr 2 relativ zu der Platte 15 und damit auch zu der Hülse 11 bewegen kann. Die Hülse 11 ist stoffschlüssig mittels des Fixierungsstoffes 20 mit dem Gestein 18 verbunden. Um eine derartige axiale Bewegung des Ankerrohres 2 auch im Bereich des Ankerrohres 2 mit Fixierungsstoff 20 zu ermöglichen, ist das Ankerrohr 2 mit einer Gleitbeschichtung 5 versehen, so dass zwischen dem Ankerrohr 2 und dem Fixierungsstoff 20 im Wesentlichen keine Kräfte übertragen werden können. Zwischen der Schraubenfeder 10 und der Platte 15 ist zusätzlich ein Dämpfungselement 23 zur Aufnahme von dynamischen Belastungen vorhanden. Die Hülse 11 ist im Bereich eines hinteren Endes der Hülse 11 von einer Schließkappe 13 verschlossen.In 1 is a first embodiment of the sliding anchor 1 shown. The glide anchor 1 is already in the hole 19 on the rock 18 inserted and with the fixative 20 on the rock 18 firmly attached. The anchor tube 2 has a front end 3 at a workroom 22 and a back end 4 in the area of the rear end 4 the bore 19 on. In the rear end of the anchor tube 2 is coaxial with the anchor tube 2 a cylindrical sleeve 11 postponed. Between the sleeve 11 and the anchor tube 2 is at one of the sleeve 11 enclosed sleeve space 12 one as a coil spring 10 trained pen 9 as an elastic element 9 made of steel. At the far end 4 of the anchor tube 2 is as a support ring 17 formed Ankerrohrauflageelement 16 arranged. The support ring 17 is cohesive and in the direction of a longitudinal axis 6 of the anchor tube 2 not movable with the anchor tube 2 connected. At a front end of the sleeve 11 is integral with the sleeve 11 a plate 15 as a sleeve support element 14 educated. The sleeve support element 14 or the plate 15 has an opening and in this opening is the anchor tube 4 mounted axially displaceable. This makes it possible that in the axial direction, ie in the direction of the longitudinal axis 6 of the anchor tube 2 , the anchor tube itself 2 relative to the plate 15 and thus also to the sleeve 11 can move. The sleeve 11 is cohesively by means of the fixative 20 with the rock 18 connected. To such an axial movement of the anchor tube 2 also in the area of the anchor tube 2 with fixative 20 to allow, is the anchor tube 2 with a lubricious coating 5 provided so that between the anchor tube 2 and the fixative 20 essentially no forces can be transmitted. Between the coil spring 10 and the plate 15 is additionally a damping element 23 to absorb dynamic loads. The sleeve 11 is in the region of a rear end of the sleeve 11 from a closing cap 13 locked.

Das Ankerrohr 2 ist im Bereich des vorderen Endes 3 mit einem dargestellten Außengewinde versehen. Auf das Ankerrohr 2 ist an dem Arbeitsraum 22, d. h. außerhalb der Bohrung 19, eine Ankerplatte 8 und eine Ankermutter 7 aufgeschoben. Dabei weist die Ankermutter 7 ein nicht dargestelltes Innengewinde auf, welches in das Außengewinde des Ankerrohres 2 eingreift. Die Ankerplatte 8 liegt dabei an dem Gestein 18 im Bereich des Bohrlochmundes auf, so dass dadurch das Gestein 18 gesichert werden kann, indem von der Ankerplatte 8 auf das Gestein 18 Druckkräfte aufgebracht werden und diese als Zugkräfte in das Ankerrohr 2 mit der Ankermutter 7 eingeleitet. Die Zugkräfte in dem Ankerrohr 2 werden mit dem Auflagering 17 auf die Schraubenfeder 10 und von der Schraubenfeder 10 auf das Dämpfungselement 23 und von dem Dämpfungselement 23 auf die Platte 15 bzw. das Hülsenauflageelement 14 aufgebracht. Die auf das Hülsenauflageelement 14 wirkenden axialen Kräfte in Richtung der Längsachse 6 werden auf die Hülse 11 übertragen und von der Hülse 11 mittels des Fixierungsstoffes 20 auf das Gestein 18. Damit können von dem Gleitanker 1 äußere Gesteinsschichten 18 gehalten und die erforderlichen Zugkräfte zum Halten der äußeren Gesteinsschichten 18 in tiefere Gesteinsschichten 18 im Bereich des Fixierungsstoffes 20 eingeleitet werden. Die Feder 9 als elastisches Element 9 in Ergänzung zu einer anderen Komponenten des Gleitankers 1, z. B. dem Ankerrohr 2, ist elastisch verformbar gemäß dem Hookeschen Gesetz F = –c × s, wobei c die Federkonstante der Feder 9 und s der Federweg als Dehnung oder Stauchung der Feder 9 ist. Die Kraft F entspricht dabei der in dem Ankerrohr 2 wirkenden Zugkraft, welche als Druckkraft auf die Feder 9 wirkt. Der Gleitanker 1 weist somit eine Gleitfunktion auf und bei auftretenden Verformungen der äußeren Gesteinsschichten 18 ist es möglich, aufgrund einer Längenvergrößerung des Gleitankers 1 wegen einer Längenänderung bzw. einer Stauchung der Feder 9 auch bei größeren Ablösungen oder Verformungen an dem Gestein 18 im Bereich der Ankerplatte 8 einen Bruch oder ein Versagen des Gleitankers 1 zu vermeiden. Die Feder 9 kann dabei zusätzlich auch dynamische Belastung aufnehmen bzw. dämpfen.The anchor tube 2 is in the area of the front end 3 with a shown external thread Mistake. On the anchor pipe 2 is at the workroom 22 ie outside the hole 19 , an anchor plate 8th and an anchor nut 7 postponed. In this case, the anchor nut 7 an unillustrated internal thread, which in the external thread of the anchor tube 2 intervenes. The anchor plate 8th lies on the rock 18 in the area of the borehole mouth, so that thereby the rock 18 Can be secured by the anchor plate 8th on the rock 18 Compressive forces are applied and these as tensile forces in the anchor tube 2 with the anchor nut 7 initiated. The tensile forces in the anchor tube 2 be with the support ring 17 on the coil spring 10 and from the coil spring 10 on the damping element 23 and of the damping element 23 on the plate 15 or the sleeve support element 14 applied. The on the sleeve support element 14 acting axial forces in the direction of the longitudinal axis 6 be on the sleeve 11 transferred and from the sleeve 11 by means of the fixative 20 on the rock 18 , This can be done by the sliding anchor 1 outer rock layers 18 held and the required tensile forces for holding the outer rock layers 18 into deeper rock layers 18 in the area of the fixative 20 be initiated. The feather 9 as an elastic element 9 in addition to another component of the glide anchor 1 , z. B. the anchor tube 2 , is elastically deformable according to Hooke's law F = -c × s, where c is the spring constant of the spring 9 and s the spring travel as elongation or compression of the spring 9 is. The force F corresponds to that in the anchor tube 2 acting tensile force, which as a compressive force on the spring 9 acts. The glide anchor 1 thus has a sliding function and occurring deformations of the outer rock layers 18 It is possible, due to an increase in length of the sliding anchor 1 because of a change in length or a compression of the spring 9 even with larger detachments or deformations on the rock 18 in the area of the anchor plate 8th a break or failure of the sliding anchor 1 to avoid. The feather 9 can additionally absorb or dampen dynamic load.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Gleitankers 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Die Hülse 11 ist außerhalb des Fixierungsstoffes 20 in der Bohrung 19 an dem Gestein 18 angeordnet und die Übertragung der von dem Ankerrohr 2 aufgenommenen Zugkräften in das Gestein 18 wird durch den in unmittelbaren Kontakt mit dem Ankerrohr 2 stehenden Fixierungsstoff 20 ausgeführt. Die Ankermutter 7 ist nicht mit dem Ankerrohr 2 verbunden, sondern die Hülse 11 weist ein nicht dargestelltes Außengewinde auf, welches in ein nicht dargestelltes Innengewinde der Ankermutter 7 eingreift. Dadurch können von der Ankerplatte 8 aufgenommene Druckkräfte auf die Ankermutter 7 übertragen und von der Ankermutter 7 als Zugkräfte in die Hülse 11 eingeleitet werden. Diese Zugkräfte werden von der Hülse 11 auf das Hülsenauflageelement 15 und von diesem auf die Schraubenfeder 10 übertragen. Die Schraubenfeder 10 überträgt diese Zugkräfte als Druckkräfte mit dem Dämpfungselement 23 und dem Auflagering 17 als Zugkräfte in das Ankerrohr 2. Bei einer Bewegung der äußeren Gesteinsschichten 18 bzw. der Ankerplatte 8 gemäß der Darstellung in 2 nach rechts führt somit auch die Hülse 11 diese Bewegung nach rechts mit aus. Das Ankerrohr 2 bleibt dabei in seiner axialen Lage unverändert und es kommt damit zu einer Relativbewegung zwischen der Hülse 11 und dem feststehenden Ankerrohr 2.In 2 is a second embodiment of the sliding anchor 1 shown. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 described. The sleeve 11 is outside the fixative 20 in the hole 19 on the rock 18 arranged and the transfer of the anchor tube 2 absorbed tensile forces in the rock 18 is through in direct contact with the anchor tube 2 standing fixative 20 executed. The anchor nut 7 is not with the anchor tube 2 connected but the sleeve 11 has an unillustrated external thread, which in an unillustrated internal thread of the anchor nut 7 intervenes. This can be done by the anchor plate 8th absorbed pressure forces on the anchor nut 7 transferred and from the anchor nut 7 as tensile forces in the sleeve 11 be initiated. These tensile forces are from the sleeve 11 on the sleeve support element 15 and from this to the coil spring 10 transfer. The coil spring 10 transfers these tensile forces as compressive forces with the damping element 23 and the support ring 17 as tensile forces in the anchor tube 2 , With a movement of the outer rock layers 18 or the anchor plate 8th as shown in 2 thus also the sleeve leads to the right 11 this movement to the right with out. The anchor tube 2 remains unchanged in its axial position and thus comes to a relative movement between the sleeve 11 and the fixed anchor tube 2 ,

In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des Gleitankers 1 dargestellt. Im Nachfolgenden werden im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 beschrieben. Die Hülse 11 ist außerhalb der Bohrung 19 an dem Arbeitsraum 22 angeordnet. Die Übertragung der in dem Ankerrohr 2 vorhandenen Zugkräfte in das Gestein 18 wird mit einem unmittelbaren Kontakt zwischen dem Ankerrohr 2 und dem Fixierungsstoff 20 ausgeführt. Der Gleitanker 1 weist keine Ankermutter 7 auf und die Platte 15 als Hülsenauflageelement 14 liegt auf der Ankerplatte 8 auf. Bei einer Bewegung der äußeren Gesteinsschichten bzw. der Ankerplatte 8 gemäß der Darstellung in 3 nach rechts, führt neben der Ankerplatte 8 auch die Hülse 11 diese Bewegung nach rechts mit aus. Das Ankerrohr 2 ist dabei aufgrund der Fixierung mit dem Fixierungsstoff 20 an tiefer liegenden, feststehenden Gesteinsschichten in der Bewegung unveränderlich, so dass bei einer derartigen Bewegung der Ankerplatte 8 gemäß der Darstellung in 3 nach rechts die Feder 9 gestaucht (Längenverkleinerung) wird, d. h. eine kleinere Ausdehnung in Richtung der Längsachse 6 aufweist, weil am vorderen Ende 3 des Ankerrohres 2 der Auflagering 17 und damit auch das Dämpfungselement 23 feststehend mit dem feststehenden Ankerrohr 2 verbunden ist und somit die Feder 9 gestaucht wird.In 3 is a third embodiment of the sliding anchor 1 shown. In the following, essentially only the differences from the first embodiment will be according to FIG 1 described. The sleeve 11 is outside the hole 19 at the workroom 22 arranged. The transfer of the in the anchor tube 2 existing tensile forces in the rock 18 comes with an immediate contact between the anchor tube 2 and the fixative 20 executed. The glide anchor 1 has no anchor nut 7 on and the plate 15 as a sleeve support element 14 lies on the anchor plate 8th on. During a movement of the outer rock layers or the anchor plate 8th as shown in 3 to the right, leads next to the anchor plate 8th also the sleeve 11 this movement to the right with out. The anchor tube 2 is due to the fixation with the fixative 20 at lower lying, fixed rock layers in the movement invariably, so that with such a movement of the anchor plate 8th as shown in 3 to the right the spring 9 compressed (length reduction) is, ie a smaller extension in the direction of the longitudinal axis 6 because at the front end 3 of the anchor tube 2 the support ring 17 and thus also the damping element 23 stationary with the fixed anchor tube 2 is connected and thus the spring 9 is compressed.

Neben dem Ankerrohr 2 und der Feder 9 besteht im Allgemeinen auch die Hülse 11, das Hülsenauflageelement 14 und das Ankerrohrauflagelement 16 aus Metall, z. B. Stahl.Next to the anchor pipe 2 and the spring 9 Generally there is also the sleeve 11 , the sleeve pad element 14 and the anchor tube seating element 16 made of metal, z. Steel.

Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Gleitanker 1 wesentliche Vorteile verbunden. Die in den Gleitanker 1 integrierte Feder 9 als elastisches Element 9 kann große Verformungen bzw. Längenänderungen ausführen und bewirkt dadurch eine Längenänderung bzw. eine Gleitfunktion des Gleitankers 1. Damit können von der Feder 9 neben statischen Belastungen auch dynamische Belastungen gut aufgenommen werden. Das Risiko eines Ankerbruches mit dem Gleitanker 1 kann dadurch wesentlich reduziert werden und durch den Einsatz von Federn 9 mit unterschiedlichen Federkonstanten bei einem ansonsten identischen Gleitanker 1 kann der Gleitanker 1 auch verschiedene Anwendungen bzw. Arten von Gestein 18 gut angepasst werden.Overall, considered with the sliding anchor according to the invention 1 significant benefits. The in the slip anchor 1 integrated spring 9 as an elastic element 9 can perform large deformations or changes in length and thereby causes a change in length or a sliding function of the sliding anchor 1 , This can be done by the spring 9 In addition to static loads and dynamic loads are well received. The risk of anchor breakage with the slip anchor 1 This can be significantly reduced and through the use of feathers 9 with different spring constants in an otherwise identical slip anchor 1 can the glide anchor 1 also different applications or types of rocks 18 be well adjusted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2904778 A1 [0004]

Claims

Chemical slip anchor ( 1 ), in particular for use in mining, for cohesive attachment to rock ( 18 ) in a bore ( 19 ) with a fixative ( 20 ), comprising - an anchor tube ( 2 ), Preferably an anchor nut ( 7 ), - one, preferably from the anchor nut ( 7 ) supported anchor plate ( 8th ) to rest on the rock ( 18 ), characterized in that in the sliding anchor ( 1 ) an elastic element ( 9 ), in particular a spring ( 9 ), and an increase in length of the sliding anchor ( 1 ) for a sliding function with a spring travel of the elastic element ( 9 ) is realized.

Sliding anchor according to claim 1, characterized in that the sliding anchor ( 1 ) a sleeve ( 11 ) and within the sleeve ( 11 ) the elastic element ( 9 ) is arranged and / or a change in length of the elastic element ( 9 ) is in the direction of a longitudinal axis ( 6 ) of the anchor tube ( 2 ) and / or the sliding anchor ( 1 ) with a damping element ( 23 ) is provided for receiving dynamic forces and / or the elastic element ( 9 ) an additional component in addition to the anchor tube ( 2 ).

Sliding anchor according to claim 2, characterized in that within the sleeve ( 11 ) the anchor tube ( 2 ) is arranged and preferably between the anchor tube ( 2 ) and the sleeve ( 11 ) the elastic element ( 9 ) is arranged.

Sliding anchor according to claim 2 or 3, characterized in that the elastic element ( 9 ) at one end to one with the sleeve ( 11 ) connected sleeve support element ( 14 ) and at another end to a with the anchor tube ( 2 ) anchor pipe support element ( 16 ) rests and / or the sleeve ( 11 ) in the region of the anchor pipe support element ( 16 ) of a closing cap ( 13 ) is closed.

Sliding anchor according to claim 4, characterized in that the sleeve bearing element ( 14 ) as a plate ( 15 ) is formed with an opening and in the opening of the plate ( 15 ) the anchor tube ( 2 ) is arranged.

Sliding anchor according to claim 4 or 5, characterized in that the Ankerrohrauflageelement ( 16 ) as a support ring ( 17 ) is trained.

Sliding anchor according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the Ankerrohrauflageelement ( 16 ), in particular completely, within one of the sleeve ( 11 ) enclosed, preferably cylindrical, sleeve space ( 12 ) is arranged.

Sliding anchor according to one or more of claims 2 to 7, characterized in that the sleeve ( 11 ) in the region of a rear end ( 4 ) of the anchor tube ( 2 ) is arranged for the arrangement of the sleeve ( 11 ) within a bore ( 19 ) on the rock ( 18 ) and the anchor nut ( 7 ) indirectly or directly to the anchor tube ( 2 ) and preferably the sleeve ( 11 ) the cohesive connection between the fixative ( 20 ) and the rock ( 18 ) at the bore ( 19 ) or the sleeve ( 11 ) in the region of the front end ( 3 ) of the anchor tube ( 2 ) is arranged for the arrangement of the sleeve ( 11 ) outside the hole ( 19 ) on the rock ( 18 ) and the anchor plate ( 8th ) directly or indirectly on the sleeve ( 11 ) or the sleeve support element ( 14 ) rests, wherein the anchor plate ( 8th ) on a rock face on the rock ( 18 ) rests on a sleeve side on the sleeve ( 11 ) or the sleeve support element ( 14 ) rests and the rock side opposite the sleeve side of the anchor plate ( 8th ) is formed or the sleeve ( 11 ) in the region of the front end ( 3 ) of the anchor tube ( 2 ) is arranged for the arrangement of the sleeve ( 11 ) within the bore ( 19 ) on the rock ( 18 ) and the sleeve ( 11 ) with the anchor plate ( 8th ) and / or the anchor nut ( 7 ) connected is.

Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the anchor tube ( 2 ) at least partially, in particular completely, of metal, e.g. As steel, or, preferably fiber reinforced plastic.

Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterized in that the elastic element ( 9 ), in particular the spring ( 9 ), as a coil spring, an evolute spring, a ring spring, a folding plate or an elastic plastic, for. B. a rubber spring is formed.