Spreizvorrichtung zur Verankerung von Schrauben in Bohrlöchern im Fels, Beton und Mauerwerk Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spreiz- vorrichtung zur Verankerung von Schrauben in Bohr löchern im Fels, Beton und Mauerwerk.
Das Prinzip aller bisher bekanntgewordenen Spreiz- vorrichtungen beruht darauf, dass eine oder mehrere konische, geschlitzte Mutter bzw. Muttern, eine zwei- oder mehrteilige Spreizhülse durch eine in dieselbe ein geschraubte Schraube, z. B. einer Ankerstange, im Aussendurchmesser vergrössert und so an die Bohrloch wandung angepresst wird.
Bei der Verankerung von Schrauben mittels beste henden Spreizhülsen treten nun an der Baustelle eine Reihe von Schwierigkeiten auf. Infolge der sehr rauhen Transport- und Arbeitsbedingungen besonders im Gebirge gehen schon vor dem Einsetzen des Ankers Teile der Hülse verloren, die Spreizhülse muss teilweise an Ort und Stelle montiert werden, oder die Hülsen sind derart verschmutzt, dass nur eine sorgfältige Reinigung die Funktionstüchtigkeit gewährleistet. Weitere Schwie rigkeiten treten beim Einsetzen des Ankers selbst auf.
Das nicht immer genau kalibrierte und genau gerade verlaufende Bohrloch, besonders bei Längen über zwei Meter, bietet der Einführung der Spreizhülse teilweise erhöhten Widerstand, so dass dieses Einführen bis zur gewünschten Tiefe nur durch forcierten Druck,
Stoss oder Schlag möglich ist. Hierdurch werden jedoch schon eine Reihe von Spreizhülsensystemen funktionsuntüch tig - entweder verschieben sich die Segmente der Mutter der Hülse in Axialrichtung in bezug aufeinander oder verkeilen sich schon vorzeitig oder werden auf andere Weise zerstört. Ein anderer Nachteil mancher Spreiz dübel beruht darin, dass die Flächenpressung der Seg mente an die Bohrlochwandung zu gering ist, um ein Kriechen der Hülse bei Belastung des Ankers zu ver hindern, und somit der Anker nicht seinen Zweck erfüllen kann.
Aus Gründen der Sicherheit muss die Spreizhülse so konstruiert und bemessen sein, dass sie im gesunden Gebirge bis zur Zerreissgrenze der Anker- Stange belastet werden kann, ohne in der Zugrichtung nachzugeben.
Diese Nachteile sollen durch die Spreizvorrichtung gemäss der Erfindung vermieden werden.
Die Spreizvorrichtung gemäss der Erfindung weist eine an ihrer Aussenseite pyramidenstumpfförmige Mut ter auf und eine Spreizhülse, die aus mindestens zwei mit ihrer Innenseite an Keilflächen der Mutter anlie genden Backen besteht, deren Aussenflächen sich zu einer Kreiszylinderfläche ergänzen, wobei eine Druck feder zwischen der Mutter und dem einen, durch radial gegen innen ragende Bodenteile an den Backen ge schlossenen Ende der Hülse angeordnet ist, welche bestrebt ist, die Mutter gegen das innen engere, offene Ende der Spreizhülse zu verschieben.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Spreizvorrichtung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht der Spreizvorrichtung mit in dieselbe eingeschraubter Zugstange, Fig. 2 eine Unteransicht zu Fig. 1, Fig. 3 eine Innenansicht einer Backe einer dreitei ligen Hülse, Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht zu Fig. 3,
Fig. 6 die in der Spreizhülse angeordnete Mutter in Seitenansicht, Fig. 7 eine Draufsicht zu Fig. 6 und Fig. 8 die Mutter nach Fig. 6 um 90 in bezug auf die Darstellung in dieser Figur um die Achse gedreht.
Die gezeichnete Spreizvorrichtung weist eine pyra- midenstumpfförmige Mutter 1 auf mit drei um 120 in Umfangsrichtung verteilten Gleit-Keilflächen 2 für Gleit-Keilflächen 3 an der Innenseite von drei Backen 4.
Die Aussenwände 5 der drei Backen ergänzen sich zu einem Kreiszylinder.
Am einen Ende der Spreizhülse, gebildet durch die Backen 4, weisen dieselben einen Wandteil 6 auf, die gemeinsam dieses Ende verschliessen, während das andere Hülsenende zur Einführung einer Schraube, z. B. das mit Gewinde 7 versehene Ende einer Zug stange 8 (Fig. 1), offen ist.
Die Aussenwand 5 der Backen 4 weist aufeinander folgende Konus-Ringteile 9 auf, die in Ebenen senk recht zur Hülsenachse liegen und sägezahnartige Rip pen 10 ergeben, welche das Herausziehen der gespreiz ten Hülse aus einem Bohrloch verhindern.
Eine Schraubendruckfeder 11, welche in das wei tere Ende der Mutter eingesetzt ist, stützt sich auf dem Boden, gebildet durch die Wandteile 6 der Backen 4, ab. Die Feder 11 ist bestrebt, die Mutter 1 gegen das offene, innen engere Ende der durch die Backen 4 gebildeten Hülse zu schieben.
Eine Nut 12 gestattet das Zusammenhalten der Backen 4 mittels einer offenen, in diese Nut eingeleg- ten, in der Zeichnung nicht dargestellten Ringfeder.
Es könnten auch mehrere, über die Länge der Hülse verteilte Nuten und Ringfedern vorgesehen sein. Zum Zusammenhalten der Backen 4 während des Transportes kann auch eine Hülse 13 (Fig. 1) vorge sehen sein, die beim Einführen der Hülse in ein Bohr loch von derselben abgeschoben wird.
Die Backen 4 könnten auch am offenen Ende der Hülse mit einem Aussengewinde versehen sein. Eine auf dieses Gewinde geschraubte Kappenmutter hält dann die Backen 4 als Hülse zusammen.
Durch Zug an der in die Hülse eingeschraubten Schraube Zugstange 8, (Fig. 1) wird die Mutter in das innen engere Ende der Hülse gezogen, und dabei wer den die Backen 4 radial nach aussen, gegen die Wan dung eines Bohrloches, in welches die Hülse eingescho ben wurde, gepresst. Dieses Herausziehen der Mutter 1 ergibt sich auch beim Einschrauben einer Schraube in die Mutter.
Die Längsränder benachbarter Backen 4 könnten mit Vorsprüngen bzw. Vertiefungen versehen sein, durch deren Ineinandergreifen bei benachbarten Bak- ken eine axiale Verschiebung der letzteren in bezug aufeinander dadurch verhindert wird.
Statt drei Backen, wie dargestellt, könnten auch nur zwei oder mehr als drei Backen vorgesehen sein. An der Mutter ist dann jeweils eine entsprechende Anzahl Gleitflächen für diese Backen vorzusehen.
Die beschriebenen Spreizvorrichtungen sind ins- besondere zur Aufnahme von Zugstangen im Hängen den bei Stollen- und Bergbau geeignet.
Spreading device for anchoring screws in boreholes in rock, concrete and masonry. The present invention relates to an expanding device for anchoring screws in boreholes in rock, concrete and masonry.
The principle of all spreading devices known so far is based on the fact that one or more conical, slotted nuts or nuts, a two-part or multi-part expansion sleeve, are replaced by a screw screwed into the same, e.g. B. an anchor rod, enlarged in the outer diameter and is pressed against the wall of the borehole.
When anchoring screws using existing expansion sleeves, a number of difficulties now arise at the construction site. As a result of the very harsh transport and working conditions, especially in the mountains, parts of the sleeve are lost before the anchor is inserted, the expansion sleeve has to be partially installed on site, or the sleeves are so dirty that only careful cleaning ensures functionality. Further difficulties arise when inserting the anchor itself.
The not always precisely calibrated and precisely straight borehole, especially for lengths over two meters, offers increased resistance to the introduction of the expansion sleeve, so that this introduction to the desired depth can only be done by forced pressure,
Shock or blow is possible. As a result, however, a number of expansion sleeve systems become inoperable - either the segments of the nut of the sleeve shift in the axial direction with respect to one another or become wedged prematurely or are destroyed in some other way. Another disadvantage of some expansion anchors is that the surface pressure of the segments on the borehole wall is too low to prevent the sleeve from creeping when the anchor is loaded, and thus the anchor cannot fulfill its purpose.
For reasons of safety, the expansion sleeve must be designed and dimensioned in such a way that it can be loaded up to the tear limit of the anchor rod in healthy rock without yielding in the direction of pull.
These disadvantages are to be avoided by the spreading device according to the invention.
The spreader according to the invention has a frusto-pyramidal courage on its outside and an expansion sleeve, which consists of at least two jaws with their inside on wedge surfaces of the nut anlie lowing jaws, the outer surfaces of which complement each other to a circular cylinder surface, with a compression spring between the nut and the one, by radially inwardly projecting bottom parts on the jaws ge closed end of the sleeve is arranged, which strives to move the nut against the inside narrower, open end of the expansion sleeve.
The drawing shows an embodiment of the spreading device according to the invention, namely: Fig. 1 shows a side view of the spreading device with a pull rod screwed into it, Fig. 2 shows a bottom view of Fig. 1, Fig. 3 shows an inside view of a jaw of a three-part sleeve, FIG. 4 shows a side view of FIG. 3, FIG. 5 shows a plan view of FIG. 3,
6 shows the nut arranged in the expansion sleeve in a side view, FIG. 7 shows a plan view of FIG. 6, and FIG. 8 shows the nut according to FIG. 6 rotated about the axis by 90 with respect to the representation in this figure.
The expanding device shown has a frustum-shaped nut 1 with three sliding wedge surfaces 2 distributed around 120 in the circumferential direction for sliding wedge surfaces 3 on the inside of three jaws 4.
The outer walls 5 of the three jaws complement each other to form a circular cylinder.
At one end of the expansion sleeve, formed by the jaws 4, the same have a wall part 6 which together close this end, while the other end of the sleeve for the introduction of a screw, for. B. the threaded end 7 of a train rod 8 (Fig. 1), is open.
The outer wall 5 of the jaws 4 has successive cone-ring parts 9, which are in planes perpendicular to the sleeve axis and result in sawtooth-like ribs pen 10, which prevent the pulling out of the spread th sleeve from a borehole.
A helical compression spring 11, which is inserted into the white direct end of the nut, is supported on the floor, formed by the wall parts 6 of the jaws 4 from. The spring 11 tries to push the nut 1 against the open, inside narrower end of the sleeve formed by the jaws 4.
A groove 12 allows the jaws 4 to be held together by means of an open annular spring, not shown in the drawing, inserted into this groove.
A plurality of grooves and annular springs distributed over the length of the sleeve could also be provided. To hold the jaws 4 together during transport, a sleeve 13 (Fig. 1) can be seen easily, which is pushed off the same when inserting the sleeve into a drilling.
The jaws 4 could also be provided with an external thread at the open end of the sleeve. A cap nut screwed onto this thread then holds the jaws 4 together as a sleeve.
By pulling on the screwed into the sleeve screw tie rod 8, (Fig. 1) the nut is pulled into the inner narrower end of the sleeve, and whoever the jaws 4 radially outward, against the Wan extension of a borehole in which the Sleeve was pushed in, pressed. This pulling out of the nut 1 also occurs when a screw is screwed into the nut.
The longitudinal edges of adjacent jaws 4 could be provided with projections or depressions, the interlocking of which in adjacent jaws prevents axial displacement of the latter with respect to one another.
Instead of three jaws, as shown, only two or more than three jaws could be provided. A corresponding number of sliding surfaces for these jaws must then be provided on the nut.
The spreading devices described are particularly suitable for holding tie rods when hanging in tunnel construction and mining.