Tragbolzen zum Verankern in Gestein
Die Erfindung betrifft einen Tragbolzen zum Verankern im Gestein, mit an einem ersten Bolzenteil vorhandenen Hinterschneidungen, welche dazu bestimmt sind, von einem in eine Gesteinsbohrung eingebrachten, aushärtbaren Bindemittel hintergriffen zu werden, und mit einem zweiten, eine Last aufzunehmen bestimmten Bolzenteil.
Solche Tragbolzen dienen als Anker zum Aufhängen von z. B. Fahrleitungsdräkten, Rohrschellen oder schweren Metallkonstruktionen beim Stollen- und Tun nelbau. Die Tragbolzen werden hierbei in die Gewölbedecke eingesetzt, was ein Überkopfarbeiten bedingt.
Bei den bekannten Tragbolzen wird ein teigiges Bindemittel, z.B. auf Kunststoffbasis verwendet, das zuerst in die Gesteinsbohrung eingebracht wird. Dann wird der Tragbolzen in die Gesteinsbohrung eingeführt und muss in dieser Lage bis zum Aushärten des Bindemittels mittels gesonderter Abstützorgane gehalten werden. Als Bindemittel können abhängig von der aufzunehmenden Last verschiedene Stoffe verwendet werden. Es haben sich hierbei Zwei-Komponenten-Klebestoffe gut bewährt. In jedem Fall ist das Bindemittel teigig und nicht flüssig.
Weiterhin mussten in jedem Fall gesonderte Stützen für die in die Gesteinsbohrung eingesetzten Tragbolzen verwendet werden, damit diese durch ihr oft erhebliches Eigengewicht nicht nach unten aus der Gesteinsbohrung rutschen können, solange das Bindemittel noch weich ist
Es wird die Schaffung eines Tragbolzens bezweckt, mit dem die erwähnten Nachteile vermieden werden können.
Der erfindungsgemässe Tragbolzen ist dadurch gekennzeichnet, dass sich am Übergang des einen Bolzenteils zum anderen Bolzenteil eine aus gummielastischem Material bestehende Hülse befindet, die mittels eines handbetätigten, axialen Verstellorganes axial zusammendrückbar und damit im Durchmesser vergrösserbar ist, zur klemmenden Befestigung des in die Gesteinsbohrung eingesetzten Tragbolzens und zum abdichtenden Verschliessen der Gesteinsbohrung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, der in das Gestein eingesetzt ist, teilweise geschnitten dargestellt.
Der Tragbolzen hat einen von der Spitze 1 bis zu einem Bund 2 reichenden ersten Bolzenteil 3. Diese zylindrische Stange ist mit einem Gewinde 4 versehen.
Dieses Gewinde 4 dient nur als Hinterschneidungen des Tragbolzens. Zur anderen Seite des Bundes 2 liegt der als Gewindestange ausgebildete zweite Bolzenteil 5.
Auf letzterem ist eine aus gummielastischem Material bestehende Hülse 6 und eine Metalischeibe 7 aufgeschoben. Auf dem Gewinde des zweiten Bolzenteiles 5 ist eine von Hand verschraubbare Mutter 8 gehalten.
Zur leichteren Handhabung dieser Mutter 8 ist es vorteilhaft, wenn ihre Mantelfläche gekordelt ist. Die Hülse 6 kann sich einerseits am Bund 2 und andererseits über die Scheibe 7 an der Mutter 8 abstützen. Im entspannten Zustand ist die Hülse 6 zylindrisch. Wird der Abstand zwischen der Scheibe 7 und dem Bund 2 durch Verschrauben der Mutter 8 verringert, so wird die Hülse axial zusammengedrückt und im Durchmesser vergrössert. Die Hülse 6 hat dann eine ballige Kontur nach der strichpunktiert gezeigten Linie 9.
Der ganze Tragbolzen kann aus Stahl bestehen, wobei er dann aus einem Stangenmaterial hergestelt wird, der den äusseren Durchmesser des ersten Bolzen, teiles 3 hat. Der im Durchmesser etwas grössere Bund 2 wird dann als gesonderte Scheibe hergestellt, die an der zwischen den beiden Teilen 3 und 5 gebildeten Schulter anliegt. Das Schraubgewinde 10 des Bolzenteiles 5 und das nur als Hinterschneidung dienende Gewinde 4 des Bolzenteiles 3 kann dann sehr wirtschaftlich nacheinander auf einer Drehbank gefertigt werden.
Das gleiche gilt auch für die Spitze 1 des Tragbolzens.
Es ist aber auch möglich, den gesamten Tragbolzen aus einem Kunststoff herzustellen.
Im folgenden wird die Befestigung des erläuterten Tragbolzens im Gestein beschrieben. Bei tJberkopfar- beiten im Stollen und Tunnel wird in die Gewölbedecke ein Bohrloch gebohrt. Dieses Bohrloch 11 soll im Durchmesser etwa 5 mm grösser als der Durchmesser des ersten Bolzenteiles 3 sein. Das Bohrloch 11 wird dann mit einer rotierenden Bürste von einem Wasserstrahl ausgewaschen. Wenn es die Zeit erlaubt, lässt man dann die Bohrlöcher 11 trocknen. Wenn aber der Tragbolzen sofort gesetzt werden soll, wird mittels einer Düse das Bohrloch mit einer speziellen Voransbrich- masse an der Bohrlochwandung besprüht. Auf den noch klebrigen Voranstrich wird dann mittels einer Düse ein aushärtbares Bindemittel in das Bohroch 11 gepresst.
Unmittelbar danach wird der Tragbolzen soweit in das Bohrloch 11 gedrückt, dass die Scheibe 7 einen Abstand 12 von der Deckenwandung 13 hat. Der Abstand 12 kann etwa 6-10 mm betragen. Nunmehr wird die Mutter 8 von Hand gegen die Hülse 6 geschraubt, wobei sich der Durchmesser der Hülse vergrössert und mit Haftreibung an der Wandung des Bohrloches 11 anliegt. Nachdem das im Bohrloch 11 befindliche Bindemittel 14 ausgehärtet ist, kann die Mutter 8 mit der Scheibe 7 und der Hülse 6 vom gesetzten Tragbolzen entfernt werden. Mit Zementmörtel kann jetzt noch der Ringraum zwischen dem Bolzenteil 5 und der Bohrlochwandung zugemacht und verputzt werden. Nach einigen Tagen ist der im Gestein verankerte Tragbolzen vollbelastbar.
Da die Hülse 6 nicht nur den Tragbolzen im Gestein 15 festklemmt, sondern auch das Bohrloch 11 abdichtend verschliesst, kann der Tragbolzen auch nach einer weiteren, im folgenden beschriebenen Variante gesetzt werden. Der Tragbolzen wird dann mit einem oder zwei Längskanälen 16 und 17 versehen. Der Längskanal 16 erstreckt sich geradlinig durch den gesamten Tragbolzen und mündet an der Spitze 1 aus. Zwischen diesen beiden Mündungen liegt also nahezu die gesamte Länge des ersten Bolzenteiles 3. Der Kanal 16 dient zur Entlüftung des Bohrloches 11 und der Kanal 17 stellt eine Zuflussleitung für ein fliessfähiges Binde- mittel dar. In diesem Fall wird der Tragbolzen in das noch leere Bohrloch 11 eingesetzt und mittels der Hülse 6 in dieser Lage festgeklemmt. Erst dann wird durch den Kanal 17 ein fliessfähiges, z.
B. flüssiges Bindemittel in das Bohrloch 11 eingespritzt. Dieses Bindemittel kann hierbei jeden an das Bohrloch 11 anschliessenden Hohlraum mit Bindemittel ausfüllen und steigt allmählich bis zur Spitze 1. Das Bindemittel wird dann durch den Entlüftungskanal 16 nach unten befördert und tritt an der unteren Stirnseite 18 aus dem Tragbolzen aus. Man weiss jetzt, dass der gesamte Tragbolzen im Bindemittel eingebettet ist. Die das Bindemittel führende Leitung wird dann vom Kanal 17 bzw. Bolzenteil 5 entfernt und der gesetzte Tragbolzen kann in Ruhe aushärten.
Durch Verwendung der Hülse 6 kann nunmehr bei Überkopfarbeiten auf schnelle und einfache Weise auch ein langer und damit schwerer Tragbolzen im Bohrloch bis zum Aushärten des Bindemittels festgehalten werden. Zur klemmenden Funktion der Hülse 6 kommt aber noch deren abdichtende Wirkung hinzu, so dass nach der zuletzt beschriebenen Arbeitsweise auch flüssige Bindemittel Verwendung finden können, was bisher nicht möglich war. Man hat somit grössere Freiheit in der Wahl des Bindemittels und kann dieses nach der jeweils zu erwartenden Belastung des Tragbolzens auswählen.
Es ist auch noch möglich nur den Kanal 17 in der gezeigten Weise vorzusehen und auf den Kanal 16 ganz zu verzichten. Durch das Einpressen des Bindemittels durch den Kanal 17 wird die im Bohrloch vorhandene Luft komprimiert und man kann die Menge des einzuspritzenden Bindemittels vorbestimmen, so dass man Gewähr hat, dass der gesamte Bolzenteil 3 im Bindemittel eingebettet ist.
Support bolts for anchoring in rock
The invention relates to a support bolt for anchoring in the rock, with undercuts present on a first bolt part, which are intended to be engaged from behind by a hardenable binding agent introduced into a rock bore, and with a second bolt part intended to absorb a load.
Such support bolts serve as anchors for hanging z. B. Contact line drafts, pipe clamps or heavy metal structures in tunnel and tunnel construction. The support bolts are inserted into the vaulted ceiling, which requires overhead work.
In the case of the known support bolts, a pasty binder, e.g. plastic-based, which is first placed in the rock hole. The support bolt is then inserted into the rock bore and must be held in this position by means of separate support members until the binding agent has hardened. Various substances can be used as binding agents depending on the load to be absorbed. Two-component adhesives have proven their worth here. In either case, the binder is pasty and not liquid.
Furthermore, separate supports had to be used in each case for the bearing bolts inserted into the rock bore so that they cannot slide downwards out of the rock bore due to their often considerable weight while the binding agent is still soft
The aim is to create a support bolt with which the disadvantages mentioned can be avoided.
The support bolt according to the invention is characterized in that at the transition from one bolt part to the other bolt part there is a sleeve made of rubber-elastic material, which can be axially compressed by means of a hand-operated, axial adjusting element and thus increased in diameter for the clamping fastening of the support bolt inserted into the rock bore and for sealing the rock hole.
In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention, which is inserted into the rock, is shown partially in section.
The support bolt has a first bolt part 3 extending from the tip 1 to a collar 2. This cylindrical rod is provided with a thread 4.
This thread 4 only serves as undercuts of the support bolt. On the other side of the collar 2 is the second bolt part 5, designed as a threaded rod.
On the latter, a sleeve 6 made of rubber-elastic material and a metal disk 7 are pushed. A nut 8 that can be screwed by hand is held on the thread of the second bolt part 5.
For easier handling of this nut 8, it is advantageous if its outer surface is corded. The sleeve 6 can be supported on the one hand on the collar 2 and on the other hand on the nut 8 via the washer 7. In the relaxed state, the sleeve 6 is cylindrical. If the distance between the washer 7 and the collar 2 is reduced by screwing the nut 8, the sleeve is axially compressed and its diameter is increased. The sleeve 6 then has a convex contour according to the line 9 shown in dash-dotted lines.
The entire support bolt can be made of steel, in which case it is made from a rod material that has the outer diameter of the first bolt, part 3. The collar 2, which is somewhat larger in diameter, is then produced as a separate disk which rests against the shoulder formed between the two parts 3 and 5. The screw thread 10 of the bolt part 5 and the thread 4 of the bolt part 3, which only serves as an undercut, can then be produced very economically one after the other on a lathe.
The same also applies to the tip 1 of the support bolt.
But it is also possible to manufacture the entire support bolt from a plastic.
In the following, the fastening of the supporting bolt explained in the rock is described. When working overhead in the gallery and tunnel, a borehole is drilled in the vaulted ceiling. This borehole 11 should be about 5 mm larger in diameter than the diameter of the first bolt part 3. The borehole 11 is then washed out by a jet of water with a rotating brush. If time permits, the boreholes 11 are then allowed to dry. If, however, the support bolt is to be set immediately, a nozzle is used to spray the borehole with a special preprocessing compound on the borehole wall. A hardenable binder is then pressed onto the still tacky primer into the drilling tube 11 by means of a nozzle.
Immediately thereafter, the support bolt is pressed into the borehole 11 so far that the disk 7 is at a distance 12 from the top wall 13. The distance 12 can be about 6-10 mm. The nut 8 is now screwed against the sleeve 6 by hand, the diameter of the sleeve increasing and resting against the wall of the borehole 11 with static friction. After the binding agent 14 located in the borehole 11 has hardened, the nut 8 with the washer 7 and the sleeve 6 can be removed from the set support bolt. The annular space between the bolt part 5 and the borehole wall can now be closed and plastered with cement mortar. After a few days, the bearing bolt anchored in the rock can be fully loaded.
Since the sleeve 6 not only clamps the support bolt in the rock 15, but also seals the borehole 11, the support bolt can also be set according to a further variant described below. The support bolt is then provided with one or two longitudinal channels 16 and 17. The longitudinal channel 16 extends in a straight line through the entire support bolt and opens out at the tip 1. Almost the entire length of the first bolt part 3 lies between these two openings. The channel 16 is used to vent the borehole 11 and the channel 17 represents an inflow line for a flowable binding agent. In this case, the support bolt is inserted into the still empty borehole 11 inserted and clamped by means of the sleeve 6 in this position. Only then is a flowable, z.
B. injected liquid binder into the borehole 11. This binding agent can fill every cavity adjoining the borehole 11 with binding agent and gradually rises to the tip 1. The binding agent is then conveyed down through the ventilation channel 16 and emerges from the support bolt at the lower end face 18. You now know that the entire support bolt is embedded in the binder. The line carrying the binding agent is then removed from the channel 17 or bolt part 5 and the set support bolt can harden in peace.
By using the sleeve 6, when working overhead, a long and therefore heavy support bolt can now also be held in place in the borehole in a quick and simple manner until the binding agent has cured. In addition to the clamping function of the sleeve 6, there is also its sealing effect, so that liquid binders can also be used according to the method of operation described last, which was previously not possible. There is thus greater freedom in the choice of the binding agent and can be selected according to the load to be expected on the supporting bolt.
It is also still possible to provide only the channel 17 in the manner shown and to dispense with the channel 16 entirely. By pressing in the binding agent through the channel 17, the air present in the borehole is compressed and the amount of binding agent to be injected can be predetermined, so that one has the guarantee that the entire bolt part 3 is embedded in the binding agent.