Ankerstange zur Befestigung von Decken- oder Wandstützplatten im Bergbau, Tunnelbau, Steinbruch und dergleichen, oder zu allgemeinen Verankerungszwecken. Bei den heutzutage im Bergbau infolge der Meehanisierung des Abbaues notwendig ge wordenen, verhältnismässig grossen, das heisst offenen Stollenbreiten, ist es erforderlich, um die Stollen pfeilerfrei gestalten zu können, die Decke gegen Einsturz der dicht darüber lagernden Schichten,
durch Aufhängung ver mittels mit Tragplatten versehener Anker stangen zu schützen. Diese Ankerstangen sind je in einer senkrechten oder schrägen Bohrung angeordnet, die mehr oder weniger tief, das heisst. im Prinzip bis zu einer tragfähigen Schicht, in die Decke hineinreicht.
Die Verankerung dieser Stangen erfolgte bisher meistens nach Art, der Mauerdübel. Zu diesem Zwecke bestand die Ankerstange z. B. aus einem Schraubenbolzen, der am einen Ende einen eventuell aufgesehraubten Kopf mit nach aussen divergenten Keilflächen be sitzt und einem Klemmbacken aufweisenden Spreizglied. Diese Klemmbacken arbeiten mit. den Keilflächen des Kopfes zusammen und sind radial beweglich an einem Halter aufge hängt. Wird eine solche Ankerstange kopf voran in ein Bohrloch passender Grösse ein geführt und hierauf .die Stange relativ zum Spreizkorb zurückgezogen, dann werden die Klemmbacken unter der Einwirkung der Keil flächen des Kopfes zwangläufig gegen die Wandung des Bohrloches gepresst.
Dadurch haftet die Ankerstange im Bohrloeh, und zwar am so fester, je stärker die auf die Stange von aussen einwirkende Zugkraft ist. Diesen bekannten Ausführungen haftet jedoch der Nachteil an, dass es mitunter schwierig war, nach Einschieben der Anker stange in das Bohrloch die zur Verankerung erforderliche Relativverschiebung des Stan genkopfes gegenüber dem Spreizglied zu ge währleisten und zu verhindern, dass beim Zurückziehen der Stange nicht ein Mitbewe gen des Spreizgliedes erfolgte.
Ausserdem musste meistens die Stange um ein erhebliches Ausmass zurückgezogen werden, bevor die Klemmbacken durch die Keilflächen des Stangenkopfes völlig an die Wandung des Bohrloches herangedrüekt waren. Bei nicht völlig kreisrundem oder sonstwie unregel mässigem Bohrloch bestand auch die Unzu länglichkeit, dass nur ein Teil der Klemm backen völlig gegen die Wandung gedrückt wurde, so dass die andern Klemmbacken nicht oder nur unzureichend an der Verankerung beteiligt waren.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht diese Nachteile zu beheben, und betrifft eine Ankerstange zur Befestigung von Decken- oder Wandstützplatten im Bergbau, Tunnel bau, Steinbruch und dergleichen, oder zu all gemeinen Verankerungszwecken, bestehend aus einer Stange, deren eines Ende einen Kopf mit nach- aussen divergenten Keilflächen be sitzt, und einer Klemmbacken aufweisenden Spreizeinrichtung, deren Klemmbacken mit den Keilflächen des Stangenkopfes zusammen arbeiten und zur Stange radial- und längs- beweglich an einem Halter aufgehängt sind, zum Zwecke,
dass sie sieh beim Einführen der Stange kopfvoran in ein Bohrloch reibungs schlüssig an dessen Wandung anlegen und durch rückläufige Bewegung der Stange unter der Einwirkung der Keilflächen des Kopfes zwangläufig gegen die Wandung des Bohr loches pressen, welche Ankerstange dadurch gekennzeichnet ist, dass der Klemmbaeken- halter eine auf dem Kopf der Stange auflie gende Haube aus elastisch nachgiebigem 'Ma terial aufweist, welche z. B. aus Gummi beste hen kann. Infolge der elastischen Nachgiebig keit der Haube können sämtliche Klemm backen einzeln und weitgehend unabhängig voneinander gegenüber dem Stangenkopf ver schoben werden.
Es ist somit ermöglicht, dass sich die Klemmbacken jeder, also auch einer unregelmässigen Form des Bohrloches bereits beim Einschieben der Ankerstange in dasselbe besser anpassen, und dass alle Backen durch die Keilflächen des Kopfes gegen die Bohr loehwandung gepresst werden.
Die Dicke des Stangenkopfes, der Anzug seiner Keilflächen sowie der Härtegrad und die Abmessungen der Klemmbacken können je nach der Festigkeit. und Härte der Gesteins arten, für welche die betreffenden Ankerstan- "en bestimmt sind, in jedem Falle zweck mässig gewählt werden.
Die beiliegende Zeichnung zeigt Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Stollen, und unter d, B, C und<I>D</I> je ein äusseres Ankerstangenende in besonde rer Ausführung.
Das Ende A besitzt ein Kor- delgewinde; das Ende Bist. ein sechskantiger Kopf, wobei sich das Anzugsgewinde am obern Ankerstangenende befindet und der für sich ein Stück bildende Ankerstangenkopf als Schraubenmutter ausgebildet ist; das Ende C weist auch einen sechskantigen Kopf auf sowie eine Materialaufstauehung auf eine ge wisse Länge zur Verstärkung der zwecks G e- wichtsersparnis dünn gehaltenen Ankerstange; das Ende D besitzt einen Keilschlitz und einen Keil.
Fig. ? bzw. 3, 4 bzw. 5 zeigen je eine Aus führungsform des obern Endes der Anker- tange mit Kopf und Spreizglied, zum Teil im senkrechten l1ittellängsschnitt, zum Teil in Ansieht. bzw. im Grundriss.
Gemäss Füg. 1 ist in einer Kohlenschicht 1 ein Stollen \? eingetrieben, dessen Decke aus einer Anzahl verschiedener Schichten besteht, von denen nur die hier interessierenden, untersten Schichten 3, .I und 5 dargestellt sind, unter Weglassung des darüber befind lichen hohen Deckgebirges.
Unter der Decke des Stollens 2 befindet) sieh die Stützplatten 6, welche durch eine Anzahl Ankerstangen 7 durch die Zwischen schichten hindurch an der obersten Schicht 5 befestigt sind. Zu diesem Zwecke sind eine Anzahl senkrechter und schräger Bohrlöcher durch die Deeka bis an die genannte Veran- kerungsstelle in der Schicht 5 getrieben. Am Ende dieser Bohrungen ist das spreizbare Glied 8 einer jeden Ankerstange mit. der Bohrungswandung verankert.
Am untern Schaftende ist entweder eine Mutter 9 (A) aufgeschraubt oder ein Schraubenkopf 10 (B) und 11 (C) angestaueht oder ein Anzugskeil 12 (D) angebracht. Durch die Mutter 9 oder den Anzugskeil 12 wird die Deekenstützplatte 6 direkt, durch die Schraubenköpfe 10 und 11 hingegen vermittels eines Gewindes am obern Stangenende, zu welchem der als getrennter Teil ausgebildete Kopf die Schraubenmutter bildet, gegen die Decke gespannt und dadurch einem Einsturz der unter der Verankerung liegenden Schichten vorgebeugt.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 ist, die eigentliche Stange 13 am obern Ende unter Bildung einer Schulter 1-1 zu einem Gewindezapfen 15 abgesetzt. Auf diesem ist ein den Stangenkopf bildender, mit einer ent sprechenden zentralen Gewindebohrung 17 versehener Hohlkörper 1@6 aufgeschraubt. Der Stangenkopf 16 hat die Form eines sechs kantigen Pvramidenstumpfes, der somit. drei Paare je nach oben divergierender Keilflächen 18 aufweist, welche durch dazwischen liegende, vorspringende Führungesrippen 19 voneinander getrennt sind.
Auf dem oben abgerundeten Stangenkopf 16 sitzt ein als Gummihaube 20 ausgebildeter Halter lose auf. Die Gummi haube 20 ist zur Erhöhung ihrer elastischen Nachgiebigkeit mit mehreren Löchern ver sehen. Eines dieser Löcher ist als zentrale, kreisrunde Durchbrechung 21 mit einer zum Durchtritt des -Gewindezapfens 15 ausreichen den lichten Weite ausgebildet. Am untern Teil der Haube 20 sind in gleichmässiger Vertei lung sechs Klemmbacken 22 (in den Fig. 3, 5 Sind nur zwei gezeigt:) durch Nieten oder der gleichen am Tei120befestigt. Diese sind mit nach unten zunehmender Dicke keilförmig gestaltet.
Ihre Innenseite arbeitet mit der gegenüber liegenden Keilfläche 18 des Stangenkopfes 16 zusammen, wogegen ihre Aussenseite zum Zusammenarbeiten mit der Bohrlochwandung bestimmt ist. Die Breite der Klemmbacken 22 ist so bemessen, dass sie durch die Leisten 19 des Stangenkopfes seitlich mit geringem Spiel geführt sind. Infolge der freihängenden An ordnung an der Haube<B>20</B> und der biegsamen Beschaffenheit der letzteren, kann sich jede Klemmbacke radial etwas bewegen.
Ausserdem kann sie infolge der elastischen Nachgiebig keit der Haube 20 unabhängig von den andern Klemmbacken unter Überwindung der federn den Rückstellkraft der Haube nach unten ver schoben werden und wird, nach Freigabe durch die Haube wieder in ihre in der Zeichnung dargestellte Ruhelage angehoben.
Beim Gebrauch wird die Ankerstange kopf voran in ein Bohrloch von etwas kleinerer als ihrer über die Klemmbacken gemessenen Dicke entsprechender, lichter Weite einige schoben. Die Klemmbacken 22 legen sich daher mit ihrer Aussenseite reibungsschlüssig an die Wandung des Bohrloches an, wobei jede Klemmbacke unabhängig von den andern unter entsprechender Dehnung der Gummi haube 20 unter ständiger enger Anlage an die ihr gegenüberliegende Stelle der Bohrloch wandung in entsprechendem Ausmass aus seiner ursprünglichen Ruhelage herausbewegt wird. Hierbei passt sich also die über die Klemmbacken gemessene Dicke der Anker stange automatisch der Form des Bohrloches an.
Wird nun auf die Ankerstange nach völli- gem Einschieben in das Bohrloch ein Zug aus geübt, dann bleiben die Klemmbacken infolge ihrer reibungsschlüssigen Anlage an der Loch wandung stehen. Die rückläufige Bewegung der Stange hat daher zur Folge, dass sämtliche Klemmbacken, die zusammen mit der Haube ein Spreizglied bilden, unter d!er Einwirkung der Keilflächen 18 des Kopfes ohne jeden nennenswerten Leerlauf zwangläufig gegen die Bohrlochwandung gepresst werden und da durch die Verankerung bewirken.
Die Ankerstange ist im vorliegenden Falle im Sinne der Ausführung B der Fig. 1 am untern Ende mit einem Sechskantkopf ver sehen. Zur Ausübung der zur Verankerung erforderlichen Zugkraft auf die Ankerstange wird diese daher durch Ansetzen eines Schraubenschlüssels an diesen Sechskantkopf im Sinne des Einschraubens des Gewinde zapfens 15 in den Kopf 16 gedreht. Es emp fiehlt sich, ein- eventuell zwei- oder mehrgängi ges Steilgewinde vorzusehen, um dadurch die grösstmögliche Zugkraft zu begrenzen und damit einer Überbelastung der Ankerstange vorzubeugen, die zum Bruch führen könnte.
Infolge der verhältnismässig grossen Dehn barkeit der Gummihaube 20 passt sich die Ankerstange an in der lichten Weite relativ stark unterschiedliche Bohrlöcher automatisch an, indem die über die Klemmbacken gemes sene Dicke der Ankerstange um so geringer wird, je weiter beim Einschieben in das Bohr loch die Klemmbacken in der der Haube 20 abgekehrten Richtung verschoben werden. Diese Verschiehbarkeit ist, um Überbean spruchungen der Haube und ein Herausschie- ben der Klemmbacken aus ihren Führungen zu vermeiden, durch die ringförmige Schulter 14 der Stange 13 begrenzt.
Es steht nichts im Wege, zur Erhöhung der genannten Verschiebbarkeit, die Länge des Stangenkopfes 1.6 entsprechend grösser vorzu sehen, nötigenfalls in Verbindung mit einer im Bereich der Haube 20 schlankeren Kopf form. Die zentrale Öffnung 21 in der Haube 20 kann sich infolge der starken Dehnung der Haube beim Einschieben der Ankerstange in ein enges Bohrloch so stark ausdehnen, dass sieh die ganze Haube um ein entsprechendes Mass über den Stangenkopf herunterschiebt, so dass der Hub der Bremsbacken grösser aus fällt, als der linearen Dehnung der Haube in dieser Richtung entspricht.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 5 ist die eigentliche Stange 23 am obern Ende über die ganze Partie des Kopfes 21 kreiszclindrisch durchgeführt, wobei die Keil flächen 25 durch sechs in der Kopfpartie in die Stange eingelassene Nuten mit nach dein Stangenschaft. zu zunehmender Nutentiefe gebildet sind. Diese Nuten sind schaftseitig durch je eine Hohlkehle 26 begrenzt. Der zwischen benachbarten Nuten befindliche Kopfteil ist als Führungsleiste 27 für die Klemmbacken 22 ausgebildet, die sieh in je einer der Nuten befinden. Die Führungsleisten 27 weisen .beim Übergang der Keilflächen 25 in die Hohlkehlen 26 je eine Einkerbung 28 auf.
Die bei der Herstellung dieser Einker bungen erzeugten, die Nuten seitlich verengen den Materialverdrängungen dienen als Hub begrenzungsanschläge für die Klemmbacken 22. Die Klemmbacken 22 sind wieder an einem Halter aufgehängt, der aus einer auf dem abgerundeten Oberteil des Stangenkopfes 24 sitzenden Gummihaube 2,9 besteht, welche mit sechs bandartigen, in je eine der Nuten herab reichenden Verlängerungen 30 versehen ist. An diesen Verlängerungen 30 sind die Klemmbacken 22: befestigt, wobei jede Verlän gerung auf der Aussenseite der betreffenden Klemmbacke 22 heruntergeführt und um deren unteres Ende herumgebogen ist.
Die Klemm backen 22 sind daher auf der Aussenseite mit einer Gummiverkleidung versehen, wodurch ihr reibungsschlüssiges Zusammenarbeiten mit der Bohrloehwandung begünstigt wird, ins besondere wenn es sich um glattwandige Bohr löcher handelt. Die bandartigen Verlängerun gen 30 brauchen nicht. unbedingt um die Unterkante der Klemmbacken herumgeführt. zu werden; der angestrebte Zweck wird auch erreicht, wenn die Verlängerungen 30 nur bis in die Nähe der Klemnibackenunterkante ge führt sind.
Die Gummischeibe 29 ist wieder mit einer zentralen Ausnehmung 21 versehen, durch welche ein auf der Oberseite des Stangen kopfes 2.1 sitzender Zentrieransatz 31 hin durchgeführt ist.