[0001] In Bergwerken, im Tunnel- und Stollenbau ist es bekannt, Zuganker zur Verfestigung
von lockeren Gesteinspartien oder bei gebrächem Fels einzubauen. Diese Zuganker sind
meistens Einzelstäbe und reichen bis zum Ende des Bohrlochs. An diesem Ende des Bohrlochs
wird der Anker fixiert und auf einer Ankerplatte an der Aussenseite des Bohrlochs
mittels Schraubenmuttern festgeschraubt. Man spricht von einem schlaffen Anker, wenn
keine oder nur eine unwesentliche Spannung im Ankerstab vorhanden ist; mit einer erheblichen
Spannung belastet, handelt es sich dann um einen vorgespannten Anker.
[0002] Ueblicherweise ist bei einem vorgespannten Anker der Ankerstab nur am Ende des Bohrlochs
fixiert und er liegt auf seiner gesamten Länge frei im Bohrloch. Im Tunnelbau, wo
solche Anker über Jahrzehnte hinweg ihren Dienst erfüllen müssen, können derartige
Anker aus Gründen der Korrosionsanfälligkeit nicht verwendet werden. Man verwendet
hier deshalb bevorzugterweise schlaffe Anker, die auf der gesamten Länge des Bohrlochs
eingebettet sind. Ein Bohrloch wird dabei mit Zementmörtel gefüllt und dann wird der
Ankerstab eingetrieben. Nachteilig an einem solchen Anker ist, dass der Mörtel, um
an den Rippen des Rippenstahls gut zu haften, relativ flüssig sein sollte. Damit kann
ein solcher Anker nicht in Ueberkopfmontage und bei ansteigendem oder sogar vertikalem
Bohrloch eingesetzt werden.
[0003] Gemäss der DE-OS 28 42 788 ist es bekannt, Patronen mit den beiden Stoffen, dem Kleber
und dem Härter eines Zweikomponenten-Klebstoffes, in das Bohrloch einzuführen und
durch Eindrehen des Stabes die beiden Stoffe durchzumischen. Diese Befestigungsart
wird heute zur Hauptsache für vorgespannte Anker benützt, bei denen lediglich das
hintere Ende des Ankerstabes festgehalten wird. Es wäre denkbar, diese Befestigungsart
auch bei schlaffen Ankern anzuwenden. Diese Lösung käme jedoch teuer zu stehen, weil
zuerst eine grosse Anzahl solcher Patronen eingesetzt werden müsste.
[0004] Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, bei einem Rohr als Schlaffanker eine Vorrichtung
gemäss der Gegenstandsbezeichnung im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs
1 zu schaffen, um die beiden Komponenten mit dem zur Ausfüllung aller Hohlräume notwendigen
Druck durch das Rohr zu pressen, wobei auch bei Ueberkopfarbeiten eine genügende Dichtung
zwischen Rohr und Düsenkopf ermöglicht sein soll. Ferner soll ein maschinelles Einsetzen
des Ankers ermöglicht werden. Erfindungsgemäss erfüllt eine Vorrichtung gemäss dem
kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 diese Aufgabe.
[0005] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schlaffanker im Gestein eingesetzt,
Fig. 2 eine Schnittansicht in vergrössertem Massstab durch den Rohranfang mit statischem
Mischer, Haltevorrichtung und Düsenkopf,
Fig. 3 bis Fig. 6 je eine Schnittansicht gemäss Fig. 2 durch den Rohranfang und den
Düsenkopf, und
Fig. 7 eine Variante eines Düsenkopfes mit seitlich nebeneinander angeordneten Zuführungen.
[0006] Der Schlaffanker gemäss Fig. 1 besteht aus einem Rohr 11 aus einem beliebigen zugfesten
Material wie Stahl, Glasfasern oder .dgl. Im Bohrloch 10 wird das Rohr 11 beim Ende
10b des Bohrlochs und wenigstens auch am Anfang 10a desselben zentriert. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel sind zur Zentrierung Schraubenfedern 16 vorgesehen, deren kleinster
Durchmesser höchstens gleich ist wie der Rohrdurchmesser, aber vorteilhafterweise
um etwas kleiner sein sollte, damit sich die Schraubenfeder 30 zur Zentrierung auf
dem Rohr 11 festklemmt. Am andern Ende ist der Durchmesser wenigstens gleich wie der
Durchmesser des Bohrlochs 10. Wenn derartige Schraubenfedern 16 als Zentriervorrichtung
auf das Rohr 11 derart aufgesetzt werden, dass das Ende mit geringerem Durchmesser
bei dem in das Bohrloch 10 eingesetzten Rohr 11 gegen das Bohrlochende 10b hin zeigt,
so ist leicht einzusehen, dass infolge von Reibungskräften auf dem Rohr 11 und an
der Wand des Bohrlochs 10 die Schraubenfeder 16 als Zentriervorrichtung in die Länge
gezogen wird und zwischen den Windungen Durchgänge entstehen. Am Bohrlochende 10b
ist eine Vorrichtung vorhanden, die neben der Zentrierung des Rohres 11 noch die Aufgabe
erfüllt, das Rohr 11 im Bohrloch zu fixieren, wenn im eingesetzten Zustand eine Kraft
auf das Rohr 11 einwirkt, durch die dasselbe aus dem Bohrloch herausgleiten könnte.
Eine solche Vorrichtung aus einer Schraubenfeder 17 als Rückhaltevorrichtung weist
an ihrem einen Ende einen Durchmesser auf, der höchstens gleich gross ist wie der
Durchmesser des Rohres 11 und an ihrem andern Ende einen solchen, der wenigstens gleich
gross ist wie der Durchmesser des Bohrlochs 10. Das Ende der Schraubenfeder 17 als
Rückhaltevorrichtung ist auf dem letzten Teil in der Grössenordnung von etwa 5 mm
nach aussen abgebogen. Die Wendel hat am einen Ende einen geringeren Abstand als am
andern Ende. Damit wird beim Einbringen des Stabes die Schraubenfeder gezogen und
bildet Oeffnungen. Eine Kraft auf das Rohr 11 in Richtung aus dem Bohrloch heraus
bewirkt, dass die mit dem umgebogenen Ende sich im Gestein festkrallende Schraubenfeder
zusammengepresst wird und so eine Fixierung des Rohres 11 im Bohrloch 10 bewirkt.
[0007] Am Ende lla des Rohres 11 ist eine Mischvorrichtung 13 in das Rohr eingesetzt. Diese
Mischvorrichtung 13 besteht aus einer zylindrischen Wand 14 und ist als Hohlzylinder
ausgebildet, der in seinem Innern wendelförmige Rippen, die als Stege 15 gezeichnet
sind, aufweist. Wenn nun am offenen Ende lla des Rohres 11 ein Zweikomponenten-Klebstoff
in getrennter Form als Binder B und Kleber K hineingepresst wird, so vermischen sich
die beiden Komponenten infolge der durch die Rippen bewirkten Turbulenzen. Der Klebstoff
wird so lange in das Rohr 11 hineingepresst, bis der Zwischenraum zwischem dem Bohrloch
und der Aussenwand des Rohres vollständig gefüllt ist.
[0008] Es ist bekannt, dass Zweikomponenten-Klebstoffe heute praktisch mit; jeder beliebigen
Viskosität herstellbar sind, so dass auch bei senkrecht nach oben gerichteten Bohrlöchern
kein Klebstoff herabtropfen kann.
[0009] Die.erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einfüllen des Klebstoffes wird nachfolgend
anhand von Fig. 2 erläutert. Es sind wieder der Rohranfang lla und der statische Mischer
13 ersichtlich. Das Rohr 11 wird mittels zweier Klemmbacken. 21a, 21b, die mit einer
Kraft P1 gegeneinander gepresst werden, gefasst. Auf den Rohranfang lla ist ein Element
26 aus plastisch verformbarem Kunststoff, wie beispielsweise PVC oder Polyäthylen,
aufgesetzt. Das Element 26 umfasst das Rohr 11 auf der Aussenfläche und liegt mit
einem Flansch 27 auf der Schnittfläche des Rohres auf.
[0010] Ein Düsenstock 20 besteht aus zwei konzentrischen Rohren 22, 23, von denen das innere
Rohr 23 über die Endfläche des äusseren Rohres 22 vorsteht. Die Wand des äusseren
Rohres ist mit einer Kante 25 versehen, die die Schnittlinie zwischen einer Kegelfläche
und einer dieselbe durchdringenden Zylinderfläche darstellt, wobei die Kegelspitze
von der Endfläche weg gerichtet ist und die Zylinderfläche die Aussenfläche des äusseren
Rohres 22 ist.
[0011] Wird nun dieser Düsenstock 20 mit einer Kraft P2 in Richtung gegen das Klemmbackenpaar
21a, 21b gepresst, so wird das Element 26 durch die Kegelfläche 24 des äusseren Rohres
22 an der Aussenkante des Flansches 27 plastisch verformt und bildet eine Dichtung
für das eingepresste Harz. Das Harz B, z.B. der Binder des Zweikomponenten-Klebstoffes,
wird dabei durch das innere Rohr 23 gepresst.
[0012] Eine zweite Grundform ist in Fig. 5 und 6 dargestellt, bei welchen das Element 26
als zylindrische Hülse ausgebildet ist, was jedoch bedingt, dass am Rohranfang lla
Mittel zur Halterung vorhanden sind. Dies könnte, wie dargestellt, eine Ausnehmung
in der Rohrwand sein, aber es könnte gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 auch
ein Gewinde sein, das in das Rohr eingeschnitten ist, um Halteplatten, Matten oder
dgl. zu befestigen.
[0013] Die äussere Wand 22 des Düsenstockes weist hier eine kegelartige Fläche 24 auf, die,
ähnlich wie in Fig. 2 dargestellt ist, auf eine Kante des Elementes 26 drückt. Diese
Fläche 24 bildet gemäss Fig. 5 mit der Innenfläche des äusseren Rohres 22 eine Kante
25, die die Schnittlinie bei einer eine Zylinderfläche durchdringenden Kegelfläche
ist. Gemäss Fig. 6 ist die Zylinderfläche entsprechend die Aussenfläche des äusseren
Rohres 22.
[0014] Fig. 7 zeigt eine Variante des Düsenstockes 20. Die beiden Zuleitungen 31, 32 sind
nebeneinanderliegende Bohrungen, die wenigstens angenähert symmetrisch zur Rotationsachse
eines in den Rohranfang lla eindringenden Kegels 30 angeordnet sind. Das Element 26
kann rohrförmig gemäss Fig. 5 ausgebildet sein. Durch dieses zwischen Düsenstock 20
und Rohr 11 gelegte Element 26 kann zudem noch erreicht werden, dass die Schnittflächen
der Rohre nicht bearbeitet werden müssen, um den Düsenstock maschinell an den Rohranfang
anzusetzen und mit dem Düsenstock eine genügende Dichtwirkung zu erzielen. Ferner
kann der Druck durch die Kraft P2 bedeutend geringer sein, um diese Dichtheit auch
zu bewirken. Im Einsatz müssen daher keine bearbeiteten Schnittflächen sorgfältig
behandelt werden, damit sie ordnungsgemäss dichten, wenn die beiden Komponenten B
und K mit dem erforderlichen Druck von beispielsweise 120 bar in das Rohr 11 gepresst
werden.
[0015] Fig. 3 bis 6 zeigen vier verschiedene Möglichkeiten der formlichen Ausbildung von
Düsenstock 20 bzw. der Endfläche des äusseren Rohres 22, und Element 26. Wie in der
in Fig. 2 dargestellten Form, kann das Element 26 zum Aufsetzen gemäss Fig. 4 ausgebildet
sein. Es kann aber auch in das Rohr eingesetzt sein gemäss Fig. 3, wobei jeweils der
Flansch 27 die Schnittfläche des Rohres abdeckt.
[0016] Das äussere Rohr 22 des Düsenstockes ist in Fig. 4 der oben angeführten Fälle mit
einer Kante 25 ausgerüstet, die die Schnittlinie zwischen zwei sich durchdringenden
Kegelflächen ist, wobei die Kegelspitzen gegeneinander gerichtet sind und gemäss Fig.
3 ist eine wenigstens angenähert ebene Fläche 28 vorhanden, durch die eine Dichtung
zwischen dem verformbaren Element 26 und dem äusseren Rohr 22 bewirkt wird.
[0017] Wenn nun diese erste Variante in ähnlicher Weise wie der Düsenstock gemäss Fig. 5
ausgebildet ist, wäre es selbstverständlich auch denkbar, eine Kegelfläche ähnlich
der Fläche 24 in Fig. 6 zu bilden und den Rohranfang lla auf der Aussenseite zu umfassen.
Das Element 26 müsste dann natürlich gemäss Fig. 4 oder 6 ausgebildet sein.
1. Vorrichtung zum Einpressen eines Zweikomponenten-Klebstoffes in ein im Boden zur
Stützung und/oder Verfestigung von Gestein und Erdreich eingesetztes Rohr (11), zwecks
Bildung eines Schlaffankers, mit einem mit zwei bis zu den Düsenmündungen getrennt
voneinander geführten Zuleitungen (22,23; 31,32) versehenen Düsenstock (20), welches
Rohr (11) zentrisch in ein Bohrloch (10) und im Abstand von dessen Wand eingesetzt
und wenigstens am Rohrende (llb) im Bohrloch zentrisch gehaltert ist und der Klebstoff
sowohl den Rohrhohlraum als auch den Zwischenraum zwischen der Aussenwand des Rohres
und der Wand der Bohrung vollständig ausfüllt, gekennzeichnet durch ein am Rohranfang
zwischen Düsenstock (20) und Anfang des Rohres (lla) eingelegtes plastisch verformbares
Element (26) und ferner dadurch, dass der Düsenstock (20) und das Element (26). eine
zueinander komplementäre Form aufweisen, derart, dass durch eine Anpresskraft eine
Dichtung für den Klebstoff bewirkt wird.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden getrennten
Zuleitungen des Düsenstockes (20) konzentrisch angeordnet sind, dass die innenliegende
Zuleitung (23) über den Rand (25) der aussen liegenden Zuleitung (22) vorsteht, und
dass die Wand der aussen liegenden Zuleitung (22) zur Auflage auf dem Element (26)
ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (26)
zylindrisch mit einem senkrecht zur Zylinderachse angeordneten Flansch (27) ausgebildet
ist, und dass die Aussenwand (22) des Düsenstockes (20) eine als Schnittlinie zwischen
zwei sich mit gegeneinander gerichteten Spitzen durchdringenden Kegelflächen gebildete
Kante (25) aufweist, deren Durchmesser grösser als die lichte Weite des Rohres, aber
kleiner als der Aussendurchmesser des Rohres ist (Fig. 4).
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (26)
über den Rohranfang (lla) gestülpt ist und das Rohr umfasst (Fig. 4).
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (26)
in den Rohranfang (lla) eingesetzt ist und der zylindrische Teil an der Innenwand
des Rohres anliegt, und dass die Aussenwand (22) eine wenigstens angenähert ebene
Aufsetzfläche aufweist (Fig. 3).
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element ein
Rohrstück mit senkrecht zur Längsachse verlaufender Endfläche ist, und dass die Aussenwand
(22) des Düsenstockes (20) eine als Schnittlinie zwischen einer Kegelfläche und einer
Zylinderfläche gebildete Kante (25) aufweist (Fig. 5, 6).
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (26)
den Rohranfang (lla) umfasst, und dass die Zylinderfläche die Aussenfläche der Aussenwand
(22) des Düsenstockes ist (Fig. 6).
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (26)
in den Rohranfang (lla) eingesetzt ist und an dessen Innenwand anliegt, wobei der
Rohranfang eine zylindrische Ausnehmung in dessen Hohlraum zur wenigstens teilweisen
Aufnahme des Elementes aufweist und dass die zylindrische Fläche des Düsenstockes
die Innenfläche der Aussenwand (22) des Düsenstockes ist (Fig. 5).
9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens die Aussenwand des Düsenstockes aus Metall besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
das Element aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.