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EP 1 533 471 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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26.12.2012 Patentblatt 2012/52 |
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Anmeldetag: 04.10.2004 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Gleitanker
Yieldable rock anchor
Boulon d'ancrage déformable
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH GR IT LI |
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Priorität: |
22.11.2003 DE 10354729
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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25.05.2005 Patentblatt 2005/21 |
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Patentinhaber: Friedr. Ischebeck GmbH |
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D-58256 Ennepetal (DE) |
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Erfinder: |
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- Der Erfinder hat auf seine Nennung verzichtet.
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| (74) |
Vertreter: Brötz, Helmut |
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RIEDER & PARTNER
Patentanwälte - Rechtsanwalt
Corneliusstrasse 45 42329 Wuppertal 42329 Wuppertal (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DE-A1- 2 751 020 DE-A1- 3 507 089 DE-C1- 3 322 346
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DE-A1- 3 342 746 DE-A1- 4 445 626 US-A- 4 630 971
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleitanker, insbesondere selbstbohrenden
Gleitinjektionsanker, aufweisend zumindest eine mit Außengewinde versehene Ankerstange
und zumindest einen Gleitankerkopf, der entlang der Ankerstange unter Überwindung
eines Gleitwiderstandes verschieblich ist, wobei der Gleitankerkopf ein oder mehrere
an einen Eingriff in das Außengewinde zum Aufschrauben des Gleitankerkopfes auf die
Ankerstange angepasste Eingriffselemente aufweist und wobei der Eingriff beim Überschreiten
eines bestimmten Gleitwiderstandes, d. h. bei Erreichen einer Grenzlast, zur Erzielung
der Verschieblichkeit nachgiebig ist.
[0002] Derartige Gleitanker finden Anwendung beim Bau vom Hohlräumen in insbesondere druckhaftem
Gebirge. Dabei kann es beim Abtragen von Gebirgslasten um den Hohlraum herum in Abhängigkeit
von den mechanischen Eigenschaften des Untergrundes durch Spannungsumlagerungen zu
Festigkeitsüberschreitungen kommen, die mit entsprechenden, i. d. R. vergleichsweise
weit in den Untergrund reichenden Verschiebungen verbunden sind. Bei einer hier möglichen
Hohlraumsicherung mittels nachgiebigem Verbau können entsprechend verschiebliche Auskleidungen
des Hohlraumes mit den genannten Gleitankern verankert werden, wobei ein Abreißen
des Gleitankerkopfes durch dessen Verschieblichkeit bei Überwindung einer Grenzlast
entlang des zunächst in den Hohlraum überstehenden Ankerkopfstabes vermieden wird.
[0003] Ein Gleitanker ist aus der
DE 3507089 A1 bekannt. Nach der dort beschriebenen Funktionsweise wird der Gleitwiderstand, d.h.
die Grenzlast des Gleitankers, bei deren Erreichen bzw. Überschreiten der Gleitankerkopf
auf der Ankerstange verschieblich ist, durch ein mehrstufiges Zerspanen des Außengewindes
der Ankerstange durch den Gleitankerkopf erzeugt. Die dazu benötigten Zerspanungskanten
sind an gesonderten Zerspanungssegmenten vorgesehen, die zur Montage des Gleitankerkopfes
konisch in dessen Gehäuse einpressbar sind. Dies bedeutet, dass nach dem Positionieren
des Gleitankerkopfes noch zum Erzielen des benötigten Gleitwiderstandes mit dem Einpressen
der Zerspanungssegmente auf der Baustelle ein weiterer Arbeitsschritt notwendig ist.
Bei einer außerdem beschriebenen Variante sind die Zerspanungskanten unmittelbar in
dem Gehäuse des Gleitankerkopfes ausgebildet, wobei aber keine (Vor-) Einstellung
eines gewünschten Gleitwiderstandes möglich ist. Den bekannten Varianten ist gemeinsam,
dass bei einerseits vergleichsweise aufwendiger Herstellung des Gleitankerkopfes außerdem
die Gefahr besteht, dass die Zerspanung, d.h. auch der Gleitwiderstand, durch ein
Verkanten des Ankerkopfes und durch Verschleiß der Zerspanungskanten nachteilig beeinflusst
wird.
[0004] Ein Gleitanker der eingangs genannten Art ist im Stand der Technik aus
US 4,630,971 A bekannt. Die dort vorgesehenen Eingriffselemente sind gewinde- oder kuppenartig ausgebildet
und besitzen keine Einstellmöglichkeit. Aus
DE 33 42 746 A1 ist ein Verfahren zur Erzielung einer nachgiebigen Verbindung zwischen einem metallischen
stabförmigen Körper und einer von diesem durchsetzten Halterung sowie eine Einrichtung
zur Durchführung des genannten Verfahrens bekannt. Die Druckschrift schlägt vor, dass
ein stabförmiger Körper eine Halterung durchsetzt, in deren Bohrung ein oder mehrere
Scherkörper ragen. Es wird dort vorgeschlagen, dass der stabförmige Körper an zumindest
einer Stelle ein Widerlager für einen Scherkörper aufweist.
[0005] Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gleitanker
der eingangs genannten Art herstellungs- und gebrauchstechnisch vorteilhaft weiterzubilden.
[0006] Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen gelöst beim Gegenstand von Anspruch
1, wobei darauf abgestellt wird, dass das oder die Eingriffselemente stiftartig ausgebildet
sind und deren Eingriffstiefe in das Außengewinde ein stellbar ist. Erfindungsgemäß
wird dadurch ein Gleitanker geschaffen, dessen Gleitankerkopf sich zur Positionierung
und ggf. zum Vorspannen des Gleitankers auf dessen Ankerstange mühelos aufschrauben
lässt, wobei die Funktion einer Überlastsicherung durch Verschieblichkeit bei Überschreiten
einer Grenzlast von Anfang an, d.h. ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand, zur Verfügung
steht und zudem eine einfache, dadurch preiswerte und robuste Bauweise möglich ist.
Der Begriff "stiffartig" steht dabei für Gestaltungsformen, die einen am Gewindeumfang
lokalen Gewindeeingriff erlauben, wie etwa Stifte mit rundem oder mehreckigem Querschnitt,
bei weiter möglichem kegeligem, abgerundetem oder im Querschnitt durchgehendem Stiftende.
Auch denkbar wäre bspw. eine Kugel oder dergleichen, die in dem Gleitankerkopf geeignet
zum Eingriff in das Außengewinde gehalten ist. Die erfindungsgemäße Nachgiebigkeit
kann prinzipiell einerseits auf Seiten des Eingriffselementes bestehen, das dazu bspw.
federnd gegen die Gewinderippen des Außengewindes der Ankerstange angestellt sein
kann. Andererseits ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass die besagte Nachgiebigkeit
seitens des Außengewindes der Ankerstange vorgesehen ist. Dazu besteht die Möglichkeit,
dass das Eingriffselement bei Überschreiten des bestimmten Gleitwiderstandes des Gleitankerkopfes,
d.h. bei Erreichen einer vorbestimmten Grenzlast des Gleitankers, mit seinem in das
Außengewinde eingreifenden Eingriffsprofil zur Erzielung des nachgiebigen Eingriffes
eine Verdrängung der Außengewinderippe bewirkt. Die Verdrängung wird bevorzugt dadurch
erreicht, dass ein Eingriffselement eine gegenüber dem Außengewinde höhere Fertigkeit
bzw. Härte besitzt und es bei Überwindung des vorbestimmten Gleitwiderstandes durch
Erreichen der Grenzlast des Gleitankers zum Durchpflügen bzw. Durchscheren der Außengewinderippe
in Ankerlängsrichtung durch das Eingriffsprofil kommt. Indem der definierten Nachgiebigkeit
zunächst eine elastische Verformung und anschließend ein Fließen des Werkstoffes der
Außengewinderippe zugrunde liegt, wird gegenüber einem Zerspanen der Vorteil erreicht,
dass ein Verschleiß praktisch nicht möglich ist und selbst ein Verkanten des Gewindeeingriffs
kaum von Einfluss ist. Es kommt hinzu, dass die Gewindenut des Außengewindes, die
der verdrängten Gewinderippe folgt, genügend Raum zur Aufnahme der verdrängten Materialmenge
bietet, so dass keine aufwendigen gesonderten Abfuhrnuten notwendig sind. Ein weiterer
Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Gleitankerkopf auf vielfältige Weise an
einen bestimmten gewünschten Gleitwiderstand auf der Ankerstange anpassbar ist, insbesondere
auch in der Form, dass der Gleitwiderstand variabel einstellbar ist. Gemäß Anspruch
1 ist vorgesehen, dass die Eingriffstiefe des Eingriffselements oder der Eingriffselemente
in das Außengewinde einstellbar ist. Zu diesem Zweck kann bspw. das Eingriffselement
in dem Gleitkopfanker eine auf die Ankerstange zuweisende Bohrung durchtreten und
darin mittels Einstellgewinde längsverstellbar gehalten und vorzugsweise mit einer
Kontermutter feststellbar sein. Auf diese Weise kann ein vergleichsweise geringer
Gleitwiderstand durch eine kleinere Eingriffstiefe und ein vergleichsweise höherer
Gleitwiderstand durch eine größere Eingriffstiefe eingestellt werden. Bevorzugt ist
dabei, dass die Eingriffstiefe des Eingriffselements in das Außengewinde etwa gleich
oder etwas kleiner als die Gewindetiefe des Außengewindes ist. Dies stellt sicher,
dass durch die Verdrängungswirkung des Eingriffselements in Längsrichtung in der Ankerstange
keine durchgehende Rille entsteht, so dass die Gefahr eines Materialaufstaus und unerwünscht
zunehmenden Gleitwiderstands vermieden wird. Auch wird, wenn die Eingriffstiefe etwa
gleich oder etwas kleiner der Gewindetiefe ist, ein sicherer, gegenüber Fertigungstoleranzen
und Verkanten unempfindlicher Eingriff erreicht. Auch besteht dazu die Möglichkeit,
dass bspw. zur Festlegung des Wertebereichs (etwa für niedrige, mittlere oder hohe
Grenzlast) eine geeignete
[0007] Anzahl von Eingriffselementen an dem Gleitankerkopf zum Eingriff in das Außengewinde
angeordnet wird. Bei entsprechend mehreren, gleichzeitig an der gleichen Außengewindeflanke
anliegenden Eingriffselementen bedeutet dies, dass sie bei Überschreiten des bestimmten,
auf den Gleitankerkopf insgesamt bezogenen Gleitwiderstands mit ihrem jeweiligen Eingriffsprofil
auch jeweils eine Verdrängung der Außengewinderippe bewirken, d.h. der Gleitwiderstand
setzt sich aus dem Verdrängungswiderstand der mehreren Eingriffselemente zusammen.
Eine Einstellung des Gleitwiderstandes ist schließlich auch im Wege einer geeigneten
Anpassung der Profilbreite des Eingriffselements, d.h. bspw. des Querschnittsdurchmessers,
möglich.
[0008] Eine zweckmäßige Gestaltung des Gleitankers kann nach der Erfindung auch darin liegen,
dass in Gleitankerlängsrichtung der Gewinderippenabstand des Außengewindes bei entsprechender
Querschnittslage größer als die Erstreckung des Eingriffselements ist, wobei der Gewinderippenabstand
bevorzugt das etwa Zwei -bis Dreifache der Erstreckung des Eingriffselements in Längsrichtung
betragen kann. Zum einen wird dadurch der Aufnahmeraum im Verhältnis zu dem verdrängten
Material vergrößert, zum anderen kann sich bei über den Gleitanker hinweg einheitlichem
Außengewinde der Vorteil ergeben, dass auch die Scherfestigkeit einer Vermörtelung
des Ankers verbessert wird. Bevorzugt ist weiter, dass der Gleitankerkopf zumindest
zwei Eingriffselemente aufweist, die bezüglich des Außengewindes der Ankerstange in
zueinander ungleicher Phasenlage gehalten sind, so dass in Gleitankerlängsrichtung
ein insgesamt praktisch spielfreier Eingriff des Gleitankerkopfes in das Außengewinde
der Ankerstange erhalten wird. So können bspw. zwei Eingriffselemente, die an ihrem
Eingriffsende Kegelspitzen aufweisen, so an dem Gleitankerkopf gehalten sein, dass
die Kegelspitze des ersten Eingriffselementes an der einen (bspw. linken) Gewindeflanke
des Außengewindes und die Kegelspitze des zweiten Eingriffselementes an der bzgl.
des Gewindeverlaufes anderen (d.h. dann bspw. rechten) Gewindeflanke anliegt. Bei
einer Mehrzahl von Eingriffselementen können der Profilquerschnitt und der Zwischenabstand
der Außengewinderippe(n) sowie die Anzahl, Phasenlage und Eingriffsprofil der Eingriffselemente
so abgestimmt sein, dass jederzeit zumindest eines der Eingriffselemente in Belastungsrichtung
sich in Anlage- oder Verdrängungsstellung zu der Außengewinderippe befindet, so dass
der Gleitwiderstand entlang des Gleitweges durchgehend wirksam ist. Dazu kann zweckmäßig
vorgesehen sein, dass die Gewinderippe des Außengewindes einen im Wesentlichen trapezförmigen
Querschnitt aufweist, wobei die seitlichen Trapezflanken insbesondere ausgerundet
in den Gewindegrund übergehen. Die Fußenden der Trapezflanken können so je nach Formgebung
des Eingriffsendes der Eingriffselemente in das zu verdrängende Gewindeprofil miteinbezogen
werden, wobei bezogen auf ein Eingriffselement zwischen zwei Verdrängungsprofilen
ein verdrängungsfreier Zwischenraum verbleibt. Insbesondere ist eine Abstimmung auch
in der Weise möglich, dass über den gesamten Gleitweg ein gleicher oder zumindest
annähernd gleicher Gleitwiderstand wirksam ist. Speziell kann auch vorgesehen sein,
dass an dem Gleitankerkopf zwei Paare aus je zwei einander am Umfang gegenüberliegenden
Eingriffselementen vorgesehen sind, deren paarweise Verbindungslinien der Eingriffselemente
einander in Projektion senkrecht schneiden, und dass die Eingriffselemente eines jeweils
gleichen Paares zueinander phasengleich und jeweils verschiedener Paare zur Erzielung
eines spielfreien Gewindeeingriffs phasenungleich hinsichtlich des Außengewindes angeordnet
sind. So können bspw. vier jeweils um eine Viertelumdrehung am Umfang und paarweise
etwa um die halbe Gewindesteigung des Rohrankers in axialer Richtung versetzte Eingriffselemente
vorhanden sein, die mit einer Gewindelehre so eingestellt werden können, dass die
Eingriffsenden, bspw. Kegelspitzen, jeweils an gegenüberliegenden Gewindeflanken anliegen.
Die Gleitmutter kann so bspw. auf eine maximale Belastung in Gleitankerlängsrichtung
im Bereich von 50 bis 100 kN, vorzugsweise auf eine maximale Belastung von 70 kN,
eingestellt sein, die über den Gleitweg hinweg etwa gleich bleibt, so dass beim Gleiten
keine ruckartigen Nachgiebigkeiten oder Stöße auftreten. Das Eingriffselement bzw.
dessen Eingriffsende (bspw. Kegelspitze) kann vorzugsweise gehärtet sein, so dass
beim Durchdrängen des Außengewindes kein Verschleiß entsteht. Weiter ist bevorzugt,
dass sich das Außengewinde der Ankerstange durchgehend über deren gesamte Länge hinweg
erstreckt, so dass der für die erwartete Konvergenz des Gebirges benötigte Gleitweg
des Gleitankerkopfes durch eine entsprechend ausreichende Länge der Ankerstange zu
erzielen ist. Bei einer langen Ankerstange kann der Gleitweg auch dadurch begrenzt
werden, dass ein Endanschlag, bspw. durch eine hierauf aufgeschraubte Kugelbundmutter,
vorgesehen wird. Die Konvergenzen des Gebirges werden durch den Gleitweg (Furchen)
gut sichtbar. Ein überschüssiger Ankerüberstand, der nicht im Berg verschwindet, kann
später abgetrennt werden, Weiter ist bevorzugt, dass der Gleitanker zusätzlich zu
der vorgenannten Ankerstange noch eine Anzahl von weiteren Ankerstangen mit entsprechendem
und über die Länge durchlaufendem Außengewinde umfasst, so dass sämtliche Ankerstangen
mittels Kupplungsmuttern mit passendem Innengewinde verbindbar sind. Dies bringt den
Vorteil, dass der Gleitanker in durch die Kupplungsmuttern verbindbaren Schüssen,
auch unter beengten Platzverhältnissen, in das Gebirge einbringbar ist. Schließlich
besteht auch die Möglichkeit, dass zumindest die dem Gleitankerkopf zur Gleitbewegung
zugeordnete Ankerstange aus Duplexstahl, vorzugsweise aus Duplexstahl mit den nachfolgend
noch näher erläuterten Eigenschaften und weiter vorzugsweise aus Duplexstahl mit der
internationalen Werkstoff-Nr. 1.4462, besteht. Zufolge des dabei hohen elastischen
und plastischen Verformungsvermögens werden beim Verdrängen eines Gewinderippenabschnittes
die dabei gebildeten Endbereiche unter fortdauerndem Verdrängungswiderstand bis in
die folgende Gewindenut hinein verlagert, wodurch ein über den Gleitweg hinweg überraschend
gleichmäßiger Gleitwiderstand erhalten wird.
[0009] Es besteht die Möglichkeit, dass der Gleitanker zumindest einen Ankerfußstangenabschnitt,
insbesondere zumindest eine erste Ankerstange, und zumindest einen Ankerkopfstangenabschnitt,
der von der eingangs genannten Ankerstange gebildet wird, sowie zumindest den eingangs
genannten Gleitankerkopf umfasst, wobei der Gleitankerkopf entlang des Ankerstangenabschnittes
unter Überwindung eines Gleitwiderstandes in Gleitankerlängsrichtung verschieblich
ist.
[0010] Bei der Hohlraumsicherung ist besonders bei druckhaftem Gebirge die Problematik gegeben,
dass beim nachgiebigen Verbau in Längsrichtung der Anker verlaufende Verschiebungen
im Untergrund zu einer hohen Zugbelastung der Anker führen. Diese ist unter sonst
gleichen Verhältnissen um so geringer, je weiter entfernt sich die eigentliche Verankerungsstrecke
des Gleitankers vom Hohlraumrand befindet. Die Verankerungsstrecke stellt dabei den
Längsabschnitt des Ankers dar, in dem bspw. eine Verpressung mit Injektionsfluid (z.B.
Zementmilch) oder ein Verkleben im Bohrloch erfolgt. Da die Zugbelastung des Ankerstabes
unter sonst gleichen Verhältnissen um so geringer ist, je weiter entfernt sich die
Verankerungs- bzw. Verpressstrecke vom Hohlraumrand befindet, führt die Forderung
eines Nachweises für den Anker im Bereich der Verankerungs- bzw. Verpressstrecke damit
häufig zu vergleichsweise großen und damit unwirtschaftlichen Ankerlängen. Um den
erfindungsgemäßen Gleitanker gebrauchstechnisch vorteilhaft weiterzubilden, so dass
insbesondere in druckhaftem Gebirge eine hohe Überlastsicherheit erreichbar ist, besteht
die Möglichkeit, dass der Gleitankerkopf an einen bestimmten Gleitwiderstand auf dem
Ankerkopfstangenabschnitt, insbesondere auf der weiteren Ankerstange, angepasst ist,
wobei der Gleitwiderstand die Ankerspannkraft derart begrenzt, dass die daraus in
dem Ankerfußstangenabschnitt, insbesondere die in der ersten Ankerstange, maximal
resultierende Spannung kleiner oder höchstens etwa gleich der dortigen Werkstoffelastizitätsgrenze
ist und dass zumindest der Ankerfußstangenabschnitt aus einem Werkstoff besteht, dessen
Streckgrenzenverhältnis zwischen 0,5 und 0,7 beträgt. Der dem Bohrlochtiefsten zugeordnete
Ankerfußstangenabschnitt ist dabei der Abschnitt des Gleitankers, in dem die Verankerung
im Bohrloch erfolgt. Bei dem nach der Erfindung bevorzugten selbstbohrenden Gleitinjektionsanker
erfolgt die Verankerung dadurch, dass durch einen in Ankerlängsrichtung durchgehenden
Injektionskanal und dessen Austrittsöffnungen im Bereich der Bohrkrone ein Verpressfluid,
wie bspw. Zementmilch, vom Bohrlochtiefsten ausgehend unter vorzugsweise weiterer
Drehung des Ankers in das Bohrloch eingepresst wird. Der Ankerkopfstangenabschnitt
ist der in Längsrichtung entgegenliegende, d.h. der Bohrlochmündung zugeordnete Ankerabschnitt.
Der Ankerfußstangenabschnitt und der Ankerkopfstangenabschnitt können dabei grundsätzlich
entweder an einer gemeinsamen, d.h. durchgehenden Ankerstange oder, wie im Rahmen
der vorliegenden Erfindung bevorzugt, an verschiedenen Ankerstangen vorgesehen sein.
Letztere können wiederum entweder benachbart oder unter Zwischenlage weiterer Ankerstangen
bspw. durch Kupplungselemente miteinander verbunden sein. Durch die nach der Erfindung
mit dem vorbestimmten Gleitwiderstand zwischen Gleitankerkopf und Ankerkopfstangenabschnitt
in dem Ankerfußstangenabschnitt auf höchstens etwa Elastizitätsgrenze begrenzte Spannung
wird erreicht, dass durch ein Vorspannen des Gleitankers dort keine Überlastung möglich
ist und die zumindest verbleibende plastische Dehnfähigkeit zur Aufnahme von Verschiebungen
des Untergrundes zur Verfügung steht. Dies ermöglicht es, die Länge des Ankers auch
bei ungünstigen Untergrundverhältnissen zu begrenzen, wobei je nach insgesamt auftretenden
Belastungen und Gleitwiderstand bzw. Ankerspannkraft eines einzelnen Ankers eine entsprechende
Anzahl von Ankern gewählt werden kann. Bei der Elastizitätsgrenze des Ankerfußwerkstoffes
kann es sich - je nach Materialverhalten - um die sog. Dehngrenze oder auch um die
untere Streckgrenze handeln. Bevorzugt ist dabei, dass die Werkstoffelastizitätsgrenze
des Ankerfußstangenabschnittes das Zwei- bis Fünffache, weiter vorzugsweise das etwa
2,5-Fache, der in dem Ankerfußstangenabschnitt höchstens resultierenden Spannung beträgt.
Dies bedeutet, dass bei vorgespanntem Anker auch zusätzliche Verschiebungen des Untergrundes
an dem Ankerfußstangenabschnitt zunächst nur eine geringe elastische Dehnung hervorrufen,
wodurch vorteilhaft auch die Gefahr von Beschädigungen des Scherverbundes durch den
Verpresskörperbzw. Zementstein vermindert wird. Dieser Überlastschutz besitzt insbesondere
auch Bedeutung für ein mögliches Vorspannen des Gleitankers mittels des Gleitankerkopfes
bereits kurz nachdem ein zur Verankerung des Gleitankers im Ankerbohrloch verwendetes
Scherverbundmedium, bspw. auf Zement- oder Klebstoffbasis, in das Ankerbohrloch eingebracht
worden ist. Bevorzugt ist dazu, dass die durch den bestimmten Gleitwiderstand des
Gleitankerkopfes resultierende Scherbeanspruchung zwischen Ankerfußstangenabschnitt
und Scherverbundmedium geringer als die Scherfestigkeit zwischen Ankerfußstangenabschnitt
und letztendlich ausgehärtetem Scherverbundmedium ist, insbesondere dass diese 20
bis 80 %, weiter insbesondere etwa 50%, der besagten Scherfestigkeit beträgt. Dies
bedeutet, dass die unter Umständen erst nach einem Zeitraum von bspw. mehreren Stunden
des Abbindens bzw. Erhärtens zur Verfügung stehende volle Scherfestigkeit des Scherverbundes
durch die aus dem gewählten Gleitwiderstand des Gleitankerkopfes resultierenden Scherbeanspruchungen
nicht vollständig ausgenutzt wird und somit ein Vorspannen des Gleitankers schon nach
kürzerer Wartezeit möglich ist. Auch wird dadurch für den Fall, dass das druckhafte
Gebirge stark schiebt, eine Scherfestigkeitsreserve gegen ein Abscheren des evtl.
noch nicht erhärteten Scherverbundmediums von dem Äußeren des Ankerfußstangenabschnittes
bereitgestellt. Des Weiteren ist bevorzugt, dass zumindest die Ankerstange im Bereich
des Ankerfußstangenabschrittes aus einem Werkstoff besteht, dessen Streckgrenzenverhältnis
(d.h. das Verhältnis von Streck- bzw, Fließgrenze zu Bruchlast) etwa 0,6, beträgt.
Möglich ist bspw. eine Ausgestaltung, bei welcher eine am Ankerfuß vorgesehene Ankerstange
erst bei einer angenommenen Ankerzugbeanspruchung von ca. 175 kN die 0,2-%-Dehngrenze
erreichen würde, während die Bruchlast mit einer Ankerkraft von ca. 300 kN und 13,5
% Dehnung noch deutlich höher liegt. Der Gleitwiderstand des Gleitankerkopfes entlang
der Ankerstange im Bereich des Ankerkopfstangenabschnittes kann dabei vorzugsweise
an eine maximale Belastung in Längsrichtung von 70 kN angepasst sein. Als Werkstoff
für den Ankerfußstangenabschnitt wie auch insbesondere für weitere Ankerabschnitte
ist insbesondere ein wärmebehandelter austenitischer Stahl mit einer hohen plastischen
Dehnfähigkeit oder auch austenitisch-ferritischer Stahl, insbesondere ein sog. Duplex-Stahl
mit der internationalen Werkstoff-Nr. 1.4462, in Betracht zu ziehen. In Verbindung
mit der hohen plastischen Dehnfähigkeit können Zugbeanspruchungen im Bereich der Verankerungsstrecke,
die dem Ankerstahl über die Verschiebungen des Untergrundes aufgezwungen werden, bei
entsprechender Wahl der Ankerlänge vom Stahlzugglied mit ausreichendem Sicherheitsabstand
aufgenommen werden. Die Verwendung derartiger Werkstoffe bietet gegenüber bspw. üblichen
Feinkornbaustählen den Vorteil, dass die erforderliche Ankerlänge damit verkürzt und
die Sicherung des Hohlraumes wirtschaftlicher zu gestalten ist. Das niedrige Streckgrenzenverhältnis
und die hohe Duktilität machen einen solchen Anker ideal geeignet, große Verschiebungswege
des druckhaften Gebirges, unter Umständen sogar bis in den Dezimeterbereich, ohne
Bruch zu ertragen. Im Ergebnis wird durch die Anpassung des Gleitankerkopfes an einen
bestimmten Gleitwiderstand entlang dem Ankerkopfstangenabschnitt ein Überlastschutz
des Scherverbundes in der Verpressstrecke erreicht, welcher durch die Wahl eines Werkstoffes,
der die hohe Duktilität von austinitischem Gefüge mit der hohen Tragfähigkeit von
ferritischen Gefüge verbindet, noch gesteigert werden kann. Die Scherfestigkeit zwischen
Ankerfußstangenabschnitt und Scherverbundmedium lässt sich dadurch noch verbessern,
dass der Ankerfußstangenabschnitt ein Außengewinde, insbesondere ein gerolltes Außengewinde,
besitzt.
[0011] Auch kann eine Ausführung des Gleitankers Vorteile bieten, bei der zwischen einem
Verpressabschnitt bzw. Ankerfußabschnitt und einem Ankerkopfabschnitt ein Freispielabschnitt
vorgesehen ist, der eine im Wesentlichen glatte Außenoberfläche aufweist. In der Freispielstrecke
wird dadurch bewusst ein Scherverbund mit der Bohrlochwandung vermieden, so dass eine
freie Längsdehnung des Ankers zwischen der Verpressstrecke und dem Ankerkopf ermöglicht
wird und von dem Anker größere Verschiebungswege des druckhaften Gebirges ohne Überlastung
des Scherverbunds in dem Verpressabschnitt kompensiert werden können. Eine zweckmäßige
Weiterbildung des Gleitankers ist auch dadurch möglich, dass der Ankerfußstangenabschnitt,
der Ankerkopfstangenabschnitt und insbesondere der Freispielabschnitt an gesonderten
Ankerstangen vorgesehen sind, welche ein gleichartiges, über deren Länge durchgehendes
Außengewinde aufweisen und mittels Kupplungsmuttern mit passendem Innengewinde verbindbar
sind. Geeignet sind bspw. Rundgewinde, Trapezgewinde oder dergleichen, die auf die
Stangenaußenseite vorzugsweise aufgerollt sind. Die Gewinderippen können im Scheitel
eine Nut aufweisen, wie diese bspw. in der
DE 3400182 A1 beschrieben ist. Ein entsprechend modularer Gleitanker kann in Schüssen, die durch
Kupplungsmuttern verbunden sind, auch unter beengten Verhältnissen eingesetzt werden.
Weiter ist bevorzugt, dass in dem Freispielabschnitt das Ankerstangenaußengewinde
zur Erzielung einer glatten Außenoberfläche von einem Hüllmantel, insbesondere von
einem PVC-Schlauch ummantelt ist. Der PVC-Schlauch kann dazu zunächst bspw. mit Druckluft
aufgeweitet, in entsprechenden Längenabschnitten auf die Ankerstangen geschoben und
dann durch Abschalten des Druckes aufgeschrumpft werden, worauf das Einbringen in
den Untergrund in Schüssen erfolgt. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung als Gleitinjektionsanker
ist weiter bevorzugt, dass die Ankerstangen in Längsrichtung durchgehend jeweils einen
geschlossenen Hohlquerschnitt mit beispielsweise kreis- oder polygonartiger Form besitzen.
Durch den durch den Gleitanker durchgehenden Innenkanal kann von der Antriebsseite
aus ein an sich bekanntes Injektionsmittel bzw. Scherverbundmedium, wie bspw. Zementmilch,
durch den Gleitanker hindurch bis vorzugsweise zu einer an der Ankerspitze angebrachten
Bohrkrone und durch Öffnungen in dieser vom Bohrlochtiefsten in den Ringspalt um den
Gleitanker eingepresst werden. Alternativ können im Rahmen der vorliegenden Erfindung
auch Ankerstangen mit einem Vollquerschnitt eingesetzt werden, wobei der Gleitanker
dann mittels gesondert in das Bohrloch eingebrachtem Haftmittel verankert werden kann.
[0012] Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert,
in welchen ein mögliches Ausführungsbeispiel ohne Einschränkung des Schutzbereiches
dargestellt ist. Darin zeigt:
- Fig. 1
- in geschnittener Längsansicht den erfindungsgemäßen Gleitanker gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform, in das Gebirge eingebracht,
- Fig. 2
- eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte, ausschnittsweise und teilweise aufgebrochene Ansicht
des in Fig. 1 gezeigten Ankerkopfstangenabschnittes mit Gleitankerkopf Schnittrichtung
II-II,
- Fig. 2a
- eine noch weitere Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes IIa in Fig. 2,
- Fig. 3
- eine teilweise geschnittene Ansicht des in Fig. 2 dargestellten Ausschnittes des Ankerkopfstangenabschnittes
mit Gleitankerkopf, in dort bezeichneter Schnittrichtung III-III,
- Fig. 3a
- eine noch weitere Ausschnittsvergrößerung des Ausschnittes IIIa in Fig. 3,
- Fig. 4
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Gleitankerkopfhülse in einer bevorzugten
Ausführungsform,
- Fig. 5
- einen Querschnitt der Gleitankerkopfhülse nach Fig. 4 entlang Schnittlinie V-V und
- Fig. 6a - 6d
- eine schematische Wiedergabe des spielfreien Gewindeeingriffs.
[0013] Fig. 1 zeigt in einer geschnittenen Längsansicht eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gleitankers, der in einem von Gebirge 2 umgebenen Bohrloch 3
bereits verankert ist. In dem gewählten Beispiel handelt es sich bei dem Gleitanker
1 um einen selbstbohrenden Gleitinjektionsanker, der als Systemankerung in mehreren
Schüssen von einem zu sichernden, nicht näher dargestellten Hohlraum ausgehend durch
eine Betonwand 4 hindurch in das Gebirge 2 eingebracht wurde. Der Gleitanker 1 weist,
dem Bohrlochtiefsten 5 zugewandt, eine Bohrkrone 6 auf, welche zunächst mit einem
Innengewinde auf eine geschnitten gezeigte Ankerstange 7 mit dazu passendem Außengewinde
aufgeschraubt ist. Die Ankerstange 7 weist einen mittig in Längsrichtung durchgehenden
Hohlraum 8 auf, welcher in der Bohrkrone 6 in Verbindung mit einem weiteren Hohlraum
steht, der sich zu mehreren am Umfang der Bohrkrone 6 verteilten, nicht näher dargestellten
Austrittsöffnungen hin verzweigt. An die vorgenannte Ankerstange 7 schließen sich
in Ankerlängsrichtung noch weitere, in dem gewählten Beispiel geometrisch entsprechende
Ankerstangen 7 an. In Längsrichtung benachbarte Ankerstangen 7 sind durch jeweils
eine Kupplungsmutter 10 verbunden, die mit zu dem Außengewinde der Ankerstangen 7
passendem Innengewinde auf die jeweiligen Enden aufgeschraubt sind. Die dadurch erzielte
Gesamtlänge des Gleitankers 1 ist so bemessen, dass dieser mit einem freien Ende 11
einer entständigen Ankerstange 7 über die Betonwand 4 in den zu sichernden Hohlraum,
bspw. Tunnel, übersteht. Das freie Ende 11 ist in Fig. 1 gebrochen dargestellt um
anzudeuten, dass das freie Ende je nach Bedarf auch eine andere Länge aufweisen kann.
Die Ankerstangen 7, die mit der Bohrkrone 6 in an sich bekannter Weise als selbstbohrender
Injektionsanker in das Gebirge 2 einzubringen sind, bilden somit einen mittig durchgehenden
Zufuhrkanal, durch den von dem freien Ende 11 bzw. der Antriebsseite ausgehend ein
Scherverbundmedium 12 über das Bohrlochtiefste 5 in das Bohrloch 3 einpressbar ist.
Das Verpressen des Scherverbundmediums 12 kann unter fortlaufender Ankerdrehung erfolgen,
wodurch als Verankerung ein Scherverbund zwischen Gleitanker, insbesondere dem Außengewinde
der Ankerstangen, und Scherverbundmedium einerseits sowie Scherverbundmedium und Gebirge
andererseits gebildet wird. In dem so im Bohrloch 3 gebildeten Verpresskörper 13 können
in das Scherverbundmedium, wie bspw. Zementmilch, auch noch Festkörper, wie Bohrklein
oder dergleichen, eingebettet sein. Um eine etwa mittige Ausrichtung in dem Bohrloch
3 zu unterstützen, kann je nach Bedarf eine geeignete Anzahl von auf das Außengewinde
der Ankerstangen 7 aufschraubbaren Abstandshaltern 14 mit Fluiddurchtrittsöffnungen
vorgesehen sein. Der für das Scherverbundmedium 12 erreichbare Ringraum im Bohrloch
3 wird in Ankerlängsrichtung in dem gewählten Beispiel durch einen an sich gleichfalls
bekannten Bohrlochverschluss 15 begrenzt, welcher auf Höhe des dem Gebirge 2 zugewandten
Randbereiches der Betonwand 4 angeordnet ist. Um die Betonwand 4 gegen das Gebirge
2 verspannen zu können, ist auf die Ankerstange 7 im Bereich des freien Endes 11 ein
Gleitankerkopf 16 nach der vorliegenden Erfindung aufgeschraubt, so dass dieser gegen
eine sich an der Betonwand 4 abstützende Kalottenplatte 17 drückt. Der Gleitankerkopf
16 besitzt weiterhin die Eigenschaft, dass er unter Überwindung eines bestimmten voreingestellten
Gleitwiderstands von seiner auf der Ankerstange 7 aufgeschraubten Position ausgehend
in Gleitankerlängsrichtung L verschiebbar ist, wobei auf die zugrunde liegende Wirkungsweise
nachfol-gend noch gesondert eingegangen wird. Eine Längsverschiebung des Gleitankerkopfes
16 durch ein Schieben des Gebirges 2 wird erst durch einen Endanschlag 18 begrenzt,
der in dem Beispiel als eine auf die Ankerstange 7 aufgeschraubte Kugelbundmutter
ausgebildet ist. Bei dem gewählten Beispiel sind die in einem mittleren Längenabschnitt
des Gleitankers 1 angeordneten Ankerstangen 7 zwischen den Kupplungsmuttern 10 mit
Längenabschnitten aus PVC-Schlauch 19 ummantelt, so dass aufgrund der glatten Außenoberfläche
kein Scherverbund mit dem Verpresskörper 13 entsteht und somit ein freies Spiel des
Ankers in Längsrichtung gegenüber Gebirge 2 und Betonwand 4 möglich ist. Der entsprechende
Längenabschnitt des Gleitankers 1 wird daher im Rahmen vorliegender Erfindung als
Freispielabschnitt S bezeichnet. An diesen schließt sich bis zum Bohrlochtiefsten
5 ein Ankerfußstangenabschnitt F an, über welchen hinweg der Scherverbund zwischen
dem Gleitanker 1 durch den Verpresskörper 13 hindurch bis zum Gebirge 2 entsteht.
An den Freispielabschnitt S schließt sich zu dem zu sichernden Hohlraum hin noch der
sog. Ankerkopfstangenabschnitt K an, welchem der Gleitankerkopf 16 zugeordnet ist.
Mit den in Fig. 1 lediglich symbolischen Aufbrüchen ist angedeutet, dass die Ankerstangen
7 auch abweichende Länge haben können, bzw. dass in den verschiedenen Abschnitten
grundsätzlich auch eine abweichende Anzahl von Ankerstangen 7 möglich ist. Ankerfußstangenabschnitt,
Freispielabschnitt und Ankerkopfstangenabschnitt können, wie in dem gewählten Beispiel,
aus einer jeweils ganzzahligen Anzahl von Ankerstange 7 bestehen. Andererseits sind
aber auch Überlappungen und ggf. sogar eine über sämtliche Abschnitte hinweg durchgehende
Ankerstange denkbar. Zur einfachen Handhabung ist hinsichtlich einzelner Ankerstangen
7 eine Länge von bspw. 2 Metern zweckmäßig. Durch Zusammensetzen mittels Kupplungsmuttern
10 kann dann der bspw. Ankerfußstangenabschnitt als Verankerungsstrecke eine Länge
von bspw. 2 Metern, 4 Metern, vorzugsweise 6 Metern usw. erreichen. Bei dem Gleitanker
1 ist der Gleitankerkopf 16 vorzugsweise an die Erzielung eines bestimmten Gleitwiderstandes
auf dem Ankerkopfstangenabschnitt K angepasst, der die Ankerspannkraft derart begrenzt,
dass die daraus in dem Ankerfußstangenabschnitt F resultierende Spannung kleiner oder
höchstens etwa gleich der Werkstoffelastizitätsgrenze des Ankerfußstangenabschnittes
F ist. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der Gleitankerkopf 16 so auf die den
Ankerkopfstangenabschnitt K bildende Ankerstange 7 abgestimmt, dass er ab dem Erreichen
bzw. Überschreiten einer Druckkraft der Betonwand 4 gegen die Kalottenplatte 17 bzw.
Gleithülse von 70 kN unter Beibehaltung des Gleitwiderstandes auf der Ankerstange
7 in Richtung auf den Endanschlag 18 längsverschieblich ist. Die Ankerstange(n) des
Ankerfußstangenabschnittes F, die aus Duplexstahl der Werkstoff-Nr. 1.4462 bestehen,
erfahren bei einem der Ankerstange 7 des Ankerkopfstangenabschnittes K entsprechenden
Querschnitt selbst noch bei einer Ankerkraft von etwa 175 kN, d.h. dem etwa 2,5-Fachen
des gewählten Gleitwiderstandes, eine elastische Dehnung von weniger als 1%, die unterhalb
der Werkstoffelastizitätsgrenze des verwendeten Duplexstahls liegt. Bei einem Vorspannen
des Gleitankers 1 mittels Gleitankerkopf 16 wird die Ankerkraft durch den bestimmten
Gleitwiderstand auf maximal 70 kN begrenzt. Die in dem Ankerfußstangenabschnitt F
resultierende Dehnung wird durch diese Überlastsicherung auf ein so geringes Maß begrenzt,
dass die Gefahr von Beschädigungen des Scherverbunds zwischen Ankerstange 7 und Verpresskörper
13 weitgehend verringert wird. Nach dem Verspannen des Gleitankers 1, führt ein Schieben
des Gebirges 2 gegen die Betonwand 4 zunächst dazu, dass zufolge höherer Ankerzuglast
und Überschreiten des Gleitwiderstands der Gleitankerkopf 16 bei weiter aufrecht erhaltenem
Gleitwiderstand in Richtung Endanschlag 18 gleitet, bis der Gleitvorgang durch Abstützung
dagegen beendet wird. Bei noch weitergehendem Schieben des Gebirges steigt die Ankerkraft
an. Bei dem genannten Wertebeispiel steht dabei als Bruchsicherung zunächst bis zumindest
dem etwas 2,5-Fachen der Ankervorspannkraft ein elastisches Dehnverhalten der aus
Duplexstahl gefertigten Ankerstangen zur Verfügung. Aufgrund des niedrigen Streckgrenzenverhältnisses
von Duplex-Stahl kann in dem gewählten Beispiel eine noch weiter zunehmende Beanspruchung
durch eine sich anschließende plastische Verformung noch bis hin zu einer Bruchlast
von etwa dem 4-fachen des an dem Gleitankerkopf 16 gewählten Gleitwiderstandes ertragen
werden. Dabei in Längsrichtung unter Umständen in Gleitanker 1 und Gebirge 2 unterschiedliche
Dehnungen werden im Freispielabschnitt S durch die Längsverschieblichkeit ausgeglichen.
Je nach Bedarf können dabei auch die Ankerstangen 7 in dem Freispielabschnitt S und/
oder in dem Ankerkopfstangenabschnitt K aus einem austinitischferritischen Werkstoff,
wie bspw. Duplexstahl bestehen.
[0014] Fig. 2 zeigt den Gleitankerkopf 16 des in Figur 1 dargestellten Gleitankers 1 in
einer demgegenüber vergrößerten Schnittansicht entlang Schnittlinie II-II, wobei die
Kalottenplatte 17 nicht mit dargestellt ist. Des Weiteren zeigt Fig. 3 eine zu Fig.
2 senkrechte Schnittansicht entlang Schnittlinie III-III in Fig. 2. Der Gleitankerkopf
16 weist eine Hülse 20 mit Durchgangsbohrung 21 auf. Diese besitzt eine im Wesentlichen
glatte Innenwandung und ist im Durchmesser zur Ermöglichung einer Verschiebbarkeit
in Längsrichtung L geringfügig größer als das Außengewinde 22 der Ankerstange 7 bemessen.
Die Hülse 20 weist in ihrer Wandung am Umfang um jeweils eine Vierteldrehung zueinander
versetzt liegende Gewindebohrungen 23 auf, in welche jeweils ein Eingriffselement
24, in dem gewählten Beispiel je eine gehärtete Stiftschraube, radial eingeschraubt
ist. Die Eingriffselemente 24 weisen, der Ankerstange 7 zugewandt, je eine Kegelspitze
25 mit abgeflachtem Ende auf, das sich beim Einschrauben in die Gewindebohrungen 23
in Eingriff mit dem Außengewinde 22 der Ankerstange 7 bringen lässt. Bei entsprechend
stufenloser Einstellbarkeit ist in den Figuren 2 und 3 eine Eingriffstiefe gewählt,
die etwa gleich der Gewindetiefe des Außengewindes 7 ist, so dass das abgeflachte
Ende der Kegelspitzen 25 den Gewindegrund 26 des Außengewindes 7 gerade nicht bzw.
kaum merklich berührt. Dabei ist die so eingestellte Eingriffstiefe und zugleich Halterung
der Eingriffselemente 24 durch je eine Kontermutter 27 gesichert. Wie besonders aus
den Fig. 2a und 3a deutlich wird, stützen sich die Kegelspitzen 25 in Längsrichtung
L jeweils nur zu einer Seite an dem Außengewinde 22 ab, wobei entlang der durch die
Abstützung verlaufenden Schnittlinien VIa-VIa bzw. VId-VId in Längsrichtung L der
Gewinderippenabstand A größer als die Erstreckung E des Eingriffselements 24 ist.
In den Figuren 2 und 3 stimmt die Position der Hülse 20 in Längsrichtung L auf der
Ankerstange 7 überein, wobei die beiden in Fig. 2 gezeigten, einander gegenüberliegenden
Eingriffselemente 24 in Blickrichtung beide rechtsseitig und die in Fig. 3 gezeigten
beiden weiteren, einander gegenüber liegenden Eingriffselemente 24 in Blickrichtung
beide linksseitig, d.h. den vor genannten gegenüberliegend, an dem Außengewinde 22
anliegen. Dies bedeutet, dass im Zusammenwirken der vier Eingriffselemente ein insgesamt
spielfreier Eingriff des Gleitankerkopfes 16 in das Außengewinde 22 verwirklicht ist.
Insoweit sind die beiden bspw. in Fig. 2 gezeigten Eingriffselemente 24 zueinander
phasengleich bzgl. des Außengewindes 22 angeordnet. Gleiches gilt für die in Fig.
3 gezeigten Eingriffselemente 24, während im Verhältnis der Eingriffselemente beider
Figuren zueinander eine phasenungleiche Lage vorgesehen ist. Dies wird, wie auch die
Figuren 4 und 5 zeigen, an der Hülse 20 durch einen in Längsrichtung L gewählten Versatz
der Gewindebohrungen 23 erreicht, welcher geeignet auf die Steigung des Außengewindes
22, die relative Lage der Gewindebohrungen 23 am Umfang der Hülse 20 und auf den Gewinderippenabstand
abgestimmt ist. Durch das sich zu seinem freien Ende hin verjüngende Eingriffsende
der Eingriffselemente 24 besteht die Möglichkeit, die Eingriffstiefe so einzustellen,
dass in Längsrichtung L eine praktisch gerade spielfreie Einstellung erhalten wird,
die zugleich ein Aufschrauben des Gleitankerkopfes 16 auf die Ankerstange 7 erlaubt.
Anstelle der im Profil konischen Kegelspitze 25 könnte dazu bspw. auch ein halbkugelförmiges
Eingriffsende vorgesehen sein. Das Profil des Eingriffsendes kann insbesondere auch
so gestaltet sein, dass sich der zuvor beschriebene spielfreie und zum Aufschrauben
geeignete Eingriff automatisch ergibt, wenn die Eingriffselemente bis gerade zu einer
leichten Berührung des Gewindegrunds 26, d.h. bis zu einem gerade spürbaren Anstieg
des Drehmoments eingeschraubt werden. Der beschriebene Gleitankerkopf 16 kann auf
die Ankerstange 7 einerseits in der Weise vormontiert werden, dass die Hülse 20 in
Längsrichtung L in eine gewünschte Position frei geschoben und die Eingriffselemente
24 erst dort eingedreht werden. Andererseits können die Eingriffselemente 24 auch
an der Hülse 20 vormontiert mit dieser auf die Ankerstange 7 aufgeschraubt werden.
Bei dem beschriebenen Gleitankerkopf 16 wird das Innengewinde somit andeutungsweise
durch die vier gehärteten, radial eingeschraubten Stiftschrauben erzeugt, die jeweils
um eine Vierteldrehung auf dem Umfang und paarweise etwa um die halbe Gewindesteigung
des Bohrankers in axialer Richtung versetzt angeordnet sind. Die Stiftschrauben lassen
sich insbesondere mit einer Gewindelehre so einstellen, dass die Kegelspitzen jeweils
an gegenüberliegenden Gewindeflanken der Gewinderippe 28 bzw. an deren Ausrundungen
im Fußbereich anliegen. Die jeweilige Anlage geht in Längsrichtung L mit einem Formschluss
einher, so dass bei eingesetzten Eingriffselementen 24 eine Längsverschiebung des
Gleitankerkopfes 16 auf der Ankerstange 7 ohne eine gleichzeitige Drehung zunächst
gehindert wird. Die Steigung der Gewinderippe 28 ist so gewählt, dass ein selbsthemmender
Gewindeeingriff gebildet wird, d.h. eine auf den Gleitankerkopf 16 in Längsrichtung
L wirkende Axialkraft nicht automatisch zu einer Drehung führt. Bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel bleibt der Formschluss in beiden möglichen Belastungsrichtungen
bis zum Erreichen einer Axialkraft von etwa 70 kN erhalten. Bei Überschreitung dieses
vorbestimmten Gleitwiderstand pflügen die gehärteten Kegelspitzen 25 in Längsrichtung
über die Ankerstange 7 und ziehen axiale Furchen 29 in das Außengewinde 22 hinein
(vgl. Fig. 2 und 3), wobei die gehärteten Kegelspitzen 25 über den Verformungsweg
hinweg keinem Verschleiß unterliegen, Der spielfreie Eingriff bringt in Verbindung
mit den Radienübergängen 30 der Gewinderippe 28 und der Wahl einer Ankerstange 7 aus
Duplexstahl zugleich den Vorteil, dass bei einer fortgesetzten Belastung des Gleitankerkopfes
16 keine ruckartigen Bewegungen entstehen können, Dabei beträgt in dem konkret gewählten
Beispiel der Außendurchmesser D der Ankerstange 7 etwa 29 mm, der Gewindegrunddurchmesser
d etwa 24 mm und der Radius der Radienübergänge 30 etwa 6 mm. Als Bingriffselemente
sind Gewindestifte mit Kegelspitze nach DIN 914 - M12 x 40 vorgesehen. Der im Ausgangszustand,
d.h. bspw. beim Vorspannen des Gleitankers durch die vier Eingriffselemente 24 gebildete
spielfreie Gewindeeingriff wird weiter in den Figuren 6a bis 6d schematisch beschrieben.
Die Figuren 6a und 6d gehen dabei auf die entsprechenden Schnittführungen in den Figuren
2a und 3a zurück.
1. Gleitanker, insbesondere selbstbohrender Gleitinjektionsanker, aufweisend zumindest
eine mit einem Außengewinde (22) versehene Ankerstange (7) und zumindest einen Gleitankerkopf
(16) der entlang der Ankerstange (7) unter Überwindung eines Gleitwiderstandes verschieblich
ist, wobei der Gleitankerkopf (16) ein oder mehrere an einen Eingriff in das Außengewinde
(22) zum Aufschrauben des Gleitankerkopfes (16) auf die Ankerstange (7) angepasste
Eingriffselemente (24) aufweist und wobei der Eingriff beim Überschreiten eines bestimmten
Gleitwiderstandes zur Erzielung der Verschieblichkeit nachgiebig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Eingriffselemente (24) stiftartig ausgebildet sind und deren Eingriffstiefe
in das Außengewinde (22) einstellbar ist.
2. Gleitanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Eingriffselement (24) bei Überschreiten des bestimmten Gleitwiderstandes
des Gleitankerkopfes (16) mit seinem Eingriffsprofil zur Erzielung des nachgiebigen
Eingriffs eine Verdrängung der Außengewinderippe (28) bewirkt.
3. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffstiefe des Eingriffselementes (24) in das Außengewinde (22) stufenlos
einstellbar ist.
4. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (24) in dem Gleitankerkopf (16) eine auf die Ankerstange (7)
zuweisende Bohrung durchtritt und darin mittels Einstellgewinde längsverstellbar gehalten
ist.
5. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffstiefe des Eingriffselementes (24) in das Außengewinde (22) etwa gleich
oder etwas kleiner als die Gewindetiefe des Außengewindes (22) ist.
6. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Gleitankerkopfes (16) insbesondere gleichmäßig
verteilten Eingriffselementen (24) vorgesehen ist.
7. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Gleitankerlängsrichtung (L) der Gewinderippenabstand (A) des Außengewindes (22)
größer als die Erstreckung (E) des Eingriffselementes (24) ist, insbesondere deren
etwa Zwei- bis Dreifaches beträgt.
8. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitankerkopf (16) zumindest zwei Eingriffselemente (24) aufweist, die bezüglich
des Außengewindes (22) der Ankerstange (7) in zueinander ungleicher Phasenlage gehalten
sind, so dass in Gleitankerlängsrichtung (L) ein insgesamt spielfreier Eingriff des
Gleitankerkopfes (16) in das Außengewinde (22) der Ankerstange (7) resultiert.
9. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gleitankerkopf (16) zwei Paare aus je zwei einander am Umfang gegenüberliegenden
Eingriffselementen (24) vorgesehen sind, deren paarweise Verbindungslinien der Eingriffselemente
(24) einander in Projektion senkrecht schneiden, und dass die Eingriffselemente (24)
eines jeweils gleichen Paares zueinander phasengleich und jeweils verschiedener Paare
zur Erzielung eines spielfreien Gewindeeingriffs phasenungleich hinsichtlich des Außengewindes
(22) angeordnet sind.
10. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Außengewinde (22) der Ankerstange (7) durchgehend über deren gesamte Länge
hinweg erstreckt.
11. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitanker (16) eine Anzahl von weiteren Ankerstangen (7) mit gleichartigem und
über die jeweilige Länge hinweg durchlaufendem Außengewinde (22) umfasst.
12. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindeprofil des Außengewindes (22) und der durch eine Anzahl von Eingriffselementen
(24) gebildete Gewindeeingriff des Gleitankerkopfes (16) derart abgestimmt sind, dass
entlang des Gleitweges durchgehend ein Gleitwiderstand, insbesondere ein im Wesentlichen
gleichbleibender Gleitwiderstand, wirksam ist.
13. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinderippe des Außengewindes (22) einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt
aufweist, wobei die seitlichen Trapezflanken ausgerundet in den Gewindegrund übergehen.
14. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die dem Gleitankerkopf (16) zur Gleitbewegung zugeordnete Ankerstange (7)
aus Duplexstahl, insbesondere aus Duplexstahl der internationalen Werkstoff-Nr. 1.4462,
ausgebildet ist.
15. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitanker (16) zumindest einen Ankerfußstangenabschnitt (F), insbesondere zumindest
eine erste Ankerstange (7), und zumindest einen Ankerkopfstangenabschnitt (K), der
von der Ankerstange (7) gemäß Anspruch 1 gebildet wird, sowie zumindest den Gleitankerkopf
gemäß Anspruch 1, welcher entlang des Ankerkopfstangenabschnittes unter Überwindung
eines Gleitwiderstands in Gleitankerlängsrichtung verschiebbar ist, umfasst, wobei
der Gleitankerkopf (16) an einen bestimmten Gleitwiderstand auf der Ankerstange (7)
des Ankerkopfstangenabschnitts (K) angepasst ist, dass der Gleitwiderstand die Ankerspannkraft
derart begrenzt, dass die daraus in dem Ankerfußstangenabschnitt (F), insbesondere
die in der ersten Ankerstange (7), maximal resultierende Spannung kleiner oder höchstens
etwa gleich der dortigen Werkstoffelastizitätsgrenze ist, und dass zumindest der Ankerfußstangenabschnitt
(F) aus einem Werkstoff besteht, dessen Streckgrenzenverhältnis zwischen 0,5 und 0,7
beträgt.
16. Gleitanker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffelastizitätsgrenze des Ankerfußstangenabschnittes (F) das Zwei- bis
Fünffache, insbesondere das etwa 2,5-Fache, der in dem Ankerfußstangenabschnitt (F)
resultierenden Maximalspannung beträgt.
17. Gleitanker nach einem oder beiden der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitanker (16) an dem Ankerfußstangenabschnitt (F) mittels eines Scherverbundmediums
(12), wie Zement oder Klebstoff, im Ankerbohrloch (3) verankerbar ist und dass die
durch den Gleitwiderstand des Gleitankerkopfes (16) höchstens resultierende Scherbeanspruchung
zwischen Ankerfußstangenabschnitt (F) und Scherverbundmedium geringer als die Scherfestigkeit
zwischen Ankerfußstangenabschnitt (F) und ausgehärtetem Scherverbundmedium ist und
insbesondere 20 bis 80 Prozent, weiter insbesondere etwa 50 Prozent, der besagten
Scherfestigkeit beträgt.
18. Gleitanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ankerfußstangenabschnitt (F) aus einem Werkstoff besteht, dessen Streckgrenzenverhältnis
etwa 0,6 beträgt.
19. Gleitanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Ankerfußstangenabschnitt (F) aus einem Werkstoff mit austinitisch-ferritischem
Gefüge und insbesondere aus Duplexstahl, weiter insbesondere aus Duplexstahl mit der
internationalen Werkstoff-Nr. 1.4462, besteht.
20. Gleitanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitanker (1) zwischen dem Ankerfußstangenabschnitt (F) und dem Ankerkopfstangenabschnitt
(K) einen Freispielabschnitt (S) mit einer im Wesentlichen glatten Außenoberfläche
aufweist.
21. Gleitanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerfußstangenabschnitt (F) und/oder der Ankerkopfstangenabschnitt (K) und/oder
der Freispielabschnitt (S) durch jeweils zumindest eine gesonderte Ankerstange (7)
gebildet ist, wobei die Ankerstangen ein gleichartiges, über die Länge durchgehendes
Außengewinde aufweisen und mittels Kupplungsmuttern (10) mit dazu passendem Innengewinde
verbindbar sind.
22. Gleitanker nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Freispielabschnitt (S) das Ankerstangenaußengewinde (22) zur Erzielung einer
glatten Außenoberfläche von einem Hüllmantel, insbesondere von einem PVC-Schlauch
(19), ummantelt ist.
23. Gleitanker nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstangen (7) in Längsrichtung durchgehend einen geschlossenen Hohlquerschnitt
aufweisen und/oder dass die Gewinderippe des Außengewindes in ihrem Scheitelbereich
eine Nut aufweist.
1. Sliding anchor, in particular a self-drilling sliding injection anchor, comprising
at least one anchor rod (7), provided with an external thread (22), and at least one
sliding anchor head (16) which is displaceable along the anchor rod (7) once a sliding
resistance has been overcome, the sliding anchor head (16) comprising one or more
engagement elements (24) adapted for engagement with the external thread (22) for
screwing the sliding anchor head (16) onto the anchor rod (7), and the engagement
being resilient when a specific sliding resistance is exceeded, in order to achieve
displaceability, characterised in that the engagement element(s) (24) has/have a pin-like configuration and the depth of
the engagement thereof with the external thread (22) is adjustable.
2. Sliding anchor according to claim 1, characterised in that when the sliding anchor head (16) exceeds, with the engagement profile thereof, the
specific sliding resistance, in order to achieve resilient engagement, at least one
engagement element (24) causes displacement of the external thread rib (28).
3. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the depth to which the engagement element (24) engages with the external thread (22)
is progressively adjustable.
4. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that, in the sliding anchor head (16), the engagement element (24) penetrates a hole assigned
to the anchor rod (7) and is supported therein in a longitudinally adjustable manner
by means of an adjustment thread.
5. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the depth to which the engagement element (24) engages with the external thread (22)
is either approximately equal to or slightly smaller than the thread depth of the
external thread (22).
6. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that a plurality of engagement elements (24) is provided and distributed in a particularly
uniform manner in a circumferential direction of the sliding anchor (16).
7. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that, in a longitudinal direction (L) of the sliding anchor, the thread rib spacing (A)
of the external thread (22) is greater than the extension (E) of the engagement element
(24), in particular being two to three times greater than said extension.
8. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the sliding anchor head (16) comprises at least two engagement elements (24) which
are supported in a mutually offset phase position with respect to the external thread
(22) of the anchor rod (7), this resulting in a substantially play-free engagement
of the sliding anchor head (16) with the external thread (22) of the anchor rod (7)
in a longitudinal direction (L) of the sliding anchor.
9. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that two pairs of engagement elements (24), each pair comprising two engagement elements
which are mutually opposed at the circumference, are provided on the sliding anchor
head (16), the connecting lines of the pairs of engagement elements (24) perpendicularly
intersecting one another in projection, and in that the engagement elements (24) of each like pair are arranged in phase with respect
to one another, and of each contrasting pair are arranged out of phase in relation
to the external thread (22) in order to achieve play-free engagement.
10. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the external thread (22) of the anchor rod (7) extends uninterruptedly over the entire
length of said anchor rod.
11. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the sliding anchor (16) comprises a number of other anchor rods (7) having the same
type of external thread (22) which extends over the lengths of each anchor rod.
12. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the thread profile of the external thread (22) and of the thread engagement, formed
by a number of engagement elements (24), of the sliding anchor head (16) is adapted
in such a way that a sliding resistance, in particular a substantially constant sliding
resistance, is effective uninterruptedly along the sliding path.
13. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the thread rib of the external thread (22) has a substantially trapezoidal cross-section,
the lateral trapezoid flank being rounded as it transitions into the root of the thread.
14. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that at least the anchor rod (7) which is associated with the sliding anchor head (16)
for producing a sliding movement is formed from duplex steel, in particular from duplex
steel having the international material number 1.4462.
15. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the sliding anchor (16) comprises at least one anchor-foot rod portion (F), in particular
at least a first anchor rod (7), and at least one anchor-head rod portion (K), which
is formed from the anchor rod (7) according to claim 1, and at least the sliding anchor
head according to claim 1, which sliding anchor head is displaceable in a longitudinal
direction of the sliding anchor along the anchor-head rod portion once a sliding resistance
has been overcome, the sliding anchor head (16) being adapted to a specific sliding
resistance on the anchor rod (7) of the anchor-head rod portion (K), in that the sliding resistance limits the anchor tension force in such a way that the maximum
stress which results therefrom in the anchor-foot rod portion (F), in particular in
the first anchor rod (7), is lower or at most approximately equal to the local material
yield point, and in that at least the anchor-foot rod portion (F) consists of a material having a tensile
strength of between 0.5 and 0.7.
16. Sliding anchor according to claim 15, characterised in that the material yield point of the anchor-foot rod portion (F) is two to five times,
in particular approximately 2.5 times, greater than the maximum tension resulting
in the anchor-foot rod portion (F).
17. Sliding anchor according to either one or both of claims 15 and 16, characterised in that the sliding anchor (16) can be anchored in the anchor bore hole (3) on the anchor-foot
rod portion (F) by means of a shearing bond medium (12), such as cement or adhesive,
and in that the maximum shear load produced between the anchor-foot rod portion (F) and the shearing
bond medium by the sliding resistance of the sliding anchor head (16) is lower than
the shear strength between the anchor-foot rod portion (F) and the hardened shearing
bond medium and is in particular from 20 to 80 per cent, more particularly approximately
50 per cent, of said shear strength.
18. Sliding anchor according to one or more of claims 15 and 17, characterised in that at least the anchor-foot rod portion (F) consists of a material having a tensile
strength of approximately 0.6.
19. Sliding anchor according to one or more of claims 15 to 18, characterised in that at least the anchor-foot rod portion (F) consists of a material having a ferrite-austenite
structure and in particular of duplex steel, more particularly of duplex steel having
the international material number 1.4462.
20. Sliding anchor according to one or more of claims 15 to 19, characterised in that the sliding anchor (1) has, between the anchor-foot rod portion (F) and the anchor-head
rod portion (K), a free play portion (S) having a substantially smooth external surface.
21. Sliding anchor according to one or more of claims 15 to 20, characterised in that the anchor-foot rod portion (F) and/or the anchor-head rod portion (K) and/or the
free play portion (S) are each formed by at least one separate anchor rod (7), the
anchor rods comprising a uniform external thread which extends uninterruptedly over
the length of said anchor rods and being connectible by means of coupling nuts (10)
having a corresponding internal thread.
22. Sliding anchor according to one or more of claims 15 to 21, characterised in that in the free play portion (S), the anchor rod external thread (22) is sheathed by
an encasing jacket, in particular by a PVC pipe (19), in order to achieve a smooth
external surface.
23. Sliding anchor according to one or more of the preceding claims, characterised in that the anchor rods (7) have an uninterrupted, closed hollow cross-section in a longitudinal
direction, and/or in that the thread rib of the external thread comprises a groove in the peak region thereof.
1. Boulon d'ancrage coulissant, en particulier boulon d'ancrage coulissant à injection,
présentant au moins un corps de boulon d'ancrage (7) pourvu d'un filet externe (22)
et au moins une tête de boulon d'ancrage coulissant (16), qui peut être déplacée le
long du corps de boulon d'ancrage (7) en surmontant une résistance au coulissement,
dans lequel la tête de boulon d'ancrage coulissant (16) présente un ou plusieurs éléments
de prise (24) qui peut ou peuvent être ajustés à une prise dans le filet externe (22)
pour visser la tête de boulon d'ancrage coulissant (16) sur le corps de boulon d'ancrage
(7) et dans lequel la prise, lors du dépassement d'une certaine résistance au coulissement,
est flexible pour assurer la capacité de déplacement, caractérisé en ce que le ou les éléments de prise (24) est ou sont conformés en broche et leur profondeur
de prise dans le filet externe (22) est réglable.
2. Boulon d'ancrage coulissant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un élément de prise (24) provoque avec son profil de prise, lors du dépassement
de la résistance au coulissement déterminée de la tête de boulon d'ancrage coulissant
(16), un dégagement de l'arête de filet externe (28) pour assurer la prise flexible.
3. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la profondeur de prise de l'élément de prise (24) dans le filet externe (22) peut
être réglée en continu.
4. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'élément de prise (24) traverse dans la tête de boulon d'ancrage coulissant (16)
un alésage tourné vers le corps de boulon d'ancrage (7) et y est maintenu réglable
en longueur au moyen d'un filet de réglage.
5. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la profondeur de prise de l'élément de prise (24) dans le filet externe (22) est
plus ou moins égale ou un peu plus petite que la profondeur du filet externe (22).
6. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité d'éléments de prise (24) distribués dans la direction périphérique
de la tête de boulon d'ancrage coulissant (16), en particulier de manière uniforme.
7. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que, dans la direction longitudinale (L) du boulon d'ancrage coulissant, la distance
(A) des arêtes du filet externe est plus grande que l'extension (E) de l'élément de
prise (24), en particulier environ deux à trois fois plus grande.
8. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la tête de boulon d'ancrage coulissant (16) présente au moins deux éléments de prise
(24), qui sont maintenus par rapport au filet externe (22) du corps de boulon d'ancrage
(7) en position de phase mutuellement différente de sorte que l'on obtienne, dans
la direction longitudinale (L) du boulon d'ancrage coulissant, une prise totalement
sans jeu de la tête de boulon d'ancrage coulissant (16) dans le filet externe (22)
du corps de boulon d'ancrage (7).
9. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il est prévu, sur la tête de boulon d'ancrage coulissant (16), deux paires d'éléments
de prise (24) en regard l'une de l'autre sur la périphérie, les lignes de liaison
des éléments de prise (24) se coupant par paire perpendiculairement en projection,
et en ce que les éléments de prise (24) d'une même paire respective sont agencées avec la même
phase mutuelle et, respectivement, les différentes paires sont agencées avec une phase
différente pour obtenir une prise de filet sans jeu par rapport au filet externe (22).
10. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le filet externe (22) du corps de boulon d'ancrage (7) s'étend en continu sur toute
sa longueur.
11. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le boulon d'ancrage coulissant (16) comprend un certain nombre d'autres corps de
boulon d'ancrage (7) avec un filet externe (22) de même type et s'étendant sur la
longueur respective.
12. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le profil du filet externe (22) et la prise de filet de la tête de boulon d'ancrage
coulissant (16) formée par un certain nombre d'éléments de prise (24) sont ajustés
de sorte qu'une résistance au coulissement, en particulier une résistance au coulissement
sensiblement permanente, agisse efficacement et en continu le long de la voie de coulissement.
13. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'arête du filet externe (22) présente une section transversale sensiblement trapézoïdale,
dans laquelle les flancs latéraux du trapèze se fondent en arrondi dans le fond du
filet.
14. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'au moins le corps de boulon d'ancrage (7) affecté à la tête de boulon d'ancrage coulissant
(16) pour le déplacement coulissant est formé d'acier duplex, en particulier d'acier
duplex correspondant au matériau international numéro 1.4462.
15. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le boulon d'ancrage coulissant (16) comprend au moins une section de corps de pied
d'ancrage (F), en particulier au moins un premier corps d'ancrage (7), et au moins
une section de corps de tête de boulon d'ancrage (K), qui est formée du corps de boulon
d'ancrage (7) selon la revendication 1, ainsi qu'au moins la tête de boulon d'ancrage
coulissant selon la revendication 1, qui peut se déplacer le long de la section de
corps de tête de boulon d'ancrage en surmontant une résistance au coulissement dans
la direction longitudinale du boulon d'ancrage coulissant, dans lequel la tête de
boulon d'ancrage coulissant (16) est ajustée à une résistance au coulissement déterminée
sur le corps d'ancrage de la section de corps de tête de boulon d'ancrage (K), en ce que la résistance au coulissement limite la force de tension du boulon d'ancrage de sorte
que la tension qui en résulte au maximum dans la section de corps de pied de boulon
d'ancrage (F), en particulier dans le premier corps de boulon d'ancrage (7), soit
plus petite ou au maximum approximativement égale à la limite d'élasticité du matériau
en question, et en ce qu'au moins la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) est constituée d'un matériau
dont le rapport de limite d'élasticité se situe entre 0,5 et 0,7.
16. Boulon d'ancrage coulissant selon la revendication 15, caractérisé en ce que la limite d'élasticité du matériau de la section de corps de pied de boulon d'ancrage
(F) atteint deux à cinq fois, en particulier, environ 2,5 fois, la tension maximale
résultant dans la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F).
17. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou deux des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que le boulon d'ancrage coulissant (16) peut être ancré dans le trou d'ancrage (3) sur
la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) au moyen d'un milieu composite
de cisaillement (12), notamment du ciment ou de la colle, et en ce que la sollicitation au cisaillement due au maximum à la résistance au coulissement de
la tête de boulon d'ancrage coulissant (16) entre la section de corps de pied de boulon
d'ancrage (F) et le milieu composite de cisaillement est plus petite que la résistance
au cisaillement entre la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) et le milieu
composite de cisaillement durci et atteint en particulier 20 à 80 %, tout particulièrement
environ 50 % de ladite résistance au cisaillement.
18. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications 15 et 17, caractérisé en ce qu'au moins la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) est constitué d'un matériau
dont le rapport de limite élastique atteint environ 0,6.
19. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qu'au moins la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) est constituée d'un matériau
avec des joints de types austénitiques-ferritiques et en particulier en acier duplex,
tout particulièrement en acier duplex avec le matériau international n° 1.4462.
20. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que le boulon d'ancrage coulissant (1) présente entre la section de corps de pied de
boulon d'ancrage (F) et la section de corps de tête de boulon d'ancrage (K) une section
à jeu libre (S) avec une surface externe sensiblement lisse.
21. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que la section de corps de pied de boulon d'ancrage (F) et/ou la section de corps de
tête de boulon d'ancrage (K) et/ou la section à jeu libre (S) est ou sont formées
respectivement par au moins un corps de boulon d'ancrage séparé (7), dans lequel les
corps de boulon d'ancrage présentent un filet externe uniforme continu sur la longueur
et sont raccordés au moyen d'écrous de couplage (10) présentant un filet interne qui
s'y adapte.
22. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications 15 à 21, caractérisé en ce que, dans la section à jeu libre (S), le filet externe (22) du corps de boulon d'ancrage
est enserré par une chemise enveloppante, en particulier un tuyau de PVC (19) pour
obtenir une surface externe lisse.
23. Boulon d'ancrage coulissant selon une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que les corps de boulon d'ancrage (7) présentent en continu une section transversale
creuse fermée et/ou en ce que l'arête du filet externe présente une rainure dans sa zone supérieure.
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