DE4018703C1 - Improved cable anchor - includes several laminations and has fixing at end towards bottom of bore hole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Seilanker insbesondere für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, der aus im Quer­ schnitt mehreren Lagen zusammengesetzt ist und der, an dem zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ende mit einem Halteelement und außerhalb des Bohrlochs mit einem Ver­ spannelement versehbar ist.

Nach der DE 39 05 128 A1 ist u. a. ein vollverklebbarer Seilanker zur Verbesserung der Standfestigkeit von Gebirgsschichten bekannt, der aus mehreren Lagen von Ein­ zeldrähten zusammengesetzt ist. Dieser Seilanker weist einen, ein Hohlrohr zur Injektion bildenden Seilkern auf und ist am Bohrlochtiefsten mit einem Rückstell­ sicherungskopf und an dem, außerhalb des Bohrlochs ver­ bleibenden Ende, mit einem Verspannelement versehen.

Derartige Seilanker haben gegenüber herkömmlichen starren Ankern den Vorteil, daß sie auch mit vergleichbar großer Länge aus engen Räumen heraus in die vorgesehen Bohrlöcher einsetzbar sind. Dabei macht man sich in vorteilhafter Weise die Biegsamkeit von Drahtseilen zu­ nutze. Obwohl insbesondere die Mehrlagigkeit die Zug­ kraft der Seilanker erhöht, wird jedoch dadurch die Biegsamkeit im erheblichen Maße vermindert.

Als besonderen Nachteil stellt sich jedoch die mit zunehmender Länge schlechter werdende Transportmöglich­ keit sowie die bei Stahldrähten auftretende Korrosion heraus.

Darüber hinaus ist die Herstellung sehr kostenaufwendig und die Handhabung mit zur Zerstörung neigenden Einzel­ litzen oder Drähten ist vielfach mit Verletzungen ver­ bunden. Desweiteren ist die Dehnfähigkeit zur Anpassung an die auftretende Konvergenz, vornehmlich bei mehr­ lagigen Stahldrähten, problematisch.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Seilanker insbesondere für den untertägigen Berg­ bau zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist, der eine einfache und sichere Handhabung sowie einen guten Transport gewährleistet, der ein niedriges Gewicht auf­ weist, der in beliebigen und insbesondere großen Längen, beispielsweise auch vor Ort herstellbar und mit Halte- und Verspannelementen zusammenfügbar ist, der korrosionsfrei und lagerfähig ist und der zur Aufnahme von Konvergenzen die entsprechende Dehnfähigkeit mit­ bringt und der ohne Schwierigkeiten bei der Gewinnung mitschneidbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das mit einer Seele versehbare Seil aus einem Hoch­ leistungstextilgarn, beispielsweise aus Chemie- und/oder Naturfasern hergestellt ist, das von einem durchlässigen Stützgeflecht aus Synthetik- oder Stahlgeflecht um­ geben ist, und daß eine Schutzummantelung aus Kunst­ stoff zur Verklebung der verschiedenen Lagen miteinander der vorgesehen ist.

Es ist davon auszugehen, daß ein derartig ausgebildeter Seilanker auf- bzw. abtrommelbar ist, d. h. die gewünschten Längen sind vor Ort von einer Trommel abzieh­ bar und dementsprechend die entsprechenden Ankerlängen ablängbar.

Der Seilanker kann im Hinblick auf eine Teilverklebung mit Klebepatronen bzw. Beton oder auch als Injektions­ anker verwendet werden. Dabei ist nur in der Ausführung der Seele zu unterscheiden, die einmal als Vollmaterial oder als Injektionshochdruckschlauch ausgebildet ist.

Bei der Ausführung der Seele als Injektionshochdruck­ schlauch wird eine zusätzliche Belastbarkeit und Stabi­ lisierung des Seilankers durch die Injektion und die damit verbundene innige Verklebung der verschiedenen Lagen bewirkt. Aus diesem Grunde befinden sich in der Seele Durchtrittsöffnungen, wobei das Injektionsmaterial mit dem Durchtrittsöffnungen sowie der Durchlässig­ keit des Seiles und der Stützschicht korrespondiert.

Die Ausführung der einzelnen Lagen oder Schichten aus Chemie- oder Naturfasern erlaubt mit einfachen Werkzeugen eine gefahrlose und schnelle vor Ort durchzuführende Ablängungen der gewünschten Seilankerlängen.

Die für die Tragkraft von mindestens teilweise einkleb­ baren Seilankern erforderlichen Halte-, Misch- und Injektionselemente sowie die erforderlichen Verspann­ elemente sind aus Kunststoff herstellbar und erlauben somit ein einfaches Mitschneiden bei der Gewinnung und insbesondere ein problemloses Abfördern mit der Gewinnung ohne zerstörerischem Einfluß auf die nachgeschalteten Förderbänder.

Auch wenn das für die Seilanker versehbare Seilgut nicht aufgetrommelt angeliefert wird, so können die Seilanker, in vorgefertigter Form, bei der vorgegebenen Biegefähigkeit, einfach und raumsparend transportiert werden und sind aufgrund des geringen Gewichts einfach und sicher zu handhaben.

In vorteilhafter Weise sieht die Erfindung vor, daß die Halte- und Injektionselemente und auch die Verspann­ elemente sowie Dicht- und Führungselemente, als auf das Seil aufsetzbare, Klemmelemente ausgebildet sind, die teilweise ineinander steckbare Elemente aufweisen und zusätzlich verklebbar sind.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der äußeren Schutzummantelung, die mit den inneren Schichten verklebbar ausgebildet ist, und die gleichzeitig über die gesamte Länge und den Umfang Ausnehmungen aufweist. Die Verklebung kann, beispielsweise durch eine innere Beschichtung hervorgerufen werden, die bei entsprechenden Temperaturen, durch Verflüssigung, in die inneren Schichten oder Lagen des Seilankers eindringt und eine innige Verklebung oder Verbindung hervorruft. Gleich­ zeitig kann die äußere Schutzummantelung mit einer, durch Auftragen von Kurzfasern oder Leichtkorn, aufge­ rauhten Oberfläche, zur Verstärkung der bereits durch die Ausnehmungen angestrebten Haftung im verklebten oder eingemörteltem Bereich, versehen sein. Entsprechend einer vorzusehenden Verklebung über eine bestimmte Länge können die Dichtelemente auf die Schutz­ ummantelung nach Belieben festgesetzt und zusätzlich verklebt bzw. verschweißt werden.

So ist es vorstellbar, daß der Bereich im Bohrlochtief­ sten über ein Kunstharz durch Zerstörung von Klebe­ patronen oder Betonmörtel eingeklebt und durch ein Dicht­ element begrenzt ist und daß der nachfolgende oder restliche Bereich über die gesamte Länge des Seilankers mit einem Magermörtel eingemörtelt ist.

Das mit Hilfe eines Schlitzes auf dem Seilanker auf­ klemmbare und einklebbare Halte-, Misch- und Injek­ tionselement übergreift rohrabschnittartig das ins Bohrlochtiefste zu richtende Seilende, wobei nach innen gerichtete Verdickungen oder Nocken in die Ausnehmungen innerhalb der Schutzummantelung greifen.

Zum Zerstören von Klebepatronen ist das Dach des Halte­ elementes kegelförmig spitz zulaufend ausgebildet. Dar­ über hinaus weist das Dach nach außen gerichtete, scharfkantige Misch- und Haltefinger auf, die ein vor­ läufiges Halten an der Bohrlochwandung gewährleisten.

Die Klemmwirkung des Halte-, Misch- und Injektionsele­ mentes wird durch Längsschlitze hervorgerufen. Für die Injektion sind unterhalb des kegelförmigen ausgebildeten Daches und oberhalb des Seilendes Injektionsöffnungen vorgesehen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung weisen die über die gesamte Seillänge auf den Seilanker aufsetzbaren Dicht­ elemente auf. Sie sind gegeneinander verschiebbar ange­ ordnet und werden durch den Druck des aufschäumenden oder injizierten Klebematerials derartig übereinander geschoben, daß sie eine sichere Abdichtung zwischen Seilanker und Bohrlochwandung gewährleisten.

Bei großen Längen von Seilankern ist es zweckmäßig in Abständen Abstandhalter auf das Seil aufzubringen.

Die am Bohrlochmund erforderlichen Verspannelemente sind, in Form von Muffen, wie bereits erwähnt, aus Faserverbund-Kunststoff oder Metall hergestellt und für das, z. B. vor Ort, benötigte Zusammensetzen zweiteilig ausgebildet. Die jeweiligen Halbschalen werden mit Hilfsmitteln, wie Nut und Feder, den Seilanker umgreifend ineinander gepreßt und verklebt bzw. verschweißt, so daß die erforderliche Tragkraft gewährleistet ist. Die Nocken sind, um ein tiefes und sicheres Eingreifen zu gewährleisten, entsprechend lang und spitz zulaufend ausgebildet. Die Verspannungselemente sind so zu gestalten, daß sie in Verbindung mit einer Ankerplatte aus Faser­ verbund-Kunststoff montierbar und mit einem Außenge­ winde versehen sind, so daß sie mit einer Schraubenmutter verspannt werden können. Die Kunststoffmuffe muß einen Adapter zum Anschluß für eine Pumpe und ein Rückschlagventil aufweisen. Ebenso sind Schlüsselflächen vorzusehen.

Für das Injizieren von Klebematerial oder Betonmörtel vom Bohrlochmund aus ist es erforderlich, die Kunst­ stoff- oder Metallmuffe mit einem Anschluß zum Injizieren und einer Entlüftungsleitung zu versehen.

In den Zeichnungen sind neben einem Ausführungsbeispiel eines Seilankers verschiedene Zusatzelemente darge­ stellt, die im nachfolgenden näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise Darstellung eines mehrlagigen Seilankers,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Halte-, Misch- und Injektionselementes im Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 2 dargestellte Halte-, Misch- und Injektionselement im Schnitt,

Fig. 4 und 5 einen Schnitt durch ein Bohrloch mit einem Ausführungsbeispiel eines Seilankers,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Dichtelementes im Schnitt,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Dichtelement im Schnitt,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die als Verspann­ elemente ausgebildete Kunststoffmuffe,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines Abstandhalters und

Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Abstandhalter.

Das in Fig. 1 in einer Teilansicht und aufgeschnitten dargestellte Ausführungsbeispiel eines Seilankers 1 weist eine Seele 2 aus Vollmaterial oder als mit Durch­ trittsöffnungen 7 versehenen Hochdruckschlauch, das eigentliche Seil 3 sowie ein durchlässiges Stützgeflecht 4 aus Kunststoff- oder Drahtgeflecht und eine Schutzum­ mantelung 5 mit Ausnehmungen 6 auf.

Ein derartiger flexibler Hochleistungstextilanker ist aus Mischgarnen, z. B. aus Chemie- und/oder Naturfasern hergestellt. Als Garnmaterial können Polyamid, Aramid, Polyester, Polypropylen, Glasfaser-Kohlenstoff oder ähnliche Garne oder Fasern verwendet werden.

Die Seile 2 können rund-, spiral- oder quadratgeflochten oder einfach und mehrschächtig aus Mischgarnen gedreht sein. Nach Art des Flechtens und der Materiale können die Seile 2 auf neutrale Dehnbarkeit sowie auf große Dehnbarkeit von ca. 25% ihrer Länge hergestellt werden. Die Durchmesser der Seile 2 sind in Abhängig­ keit vom Material und den Erfordernissen im Hinblick auf Bruchlast und Dehnfähigkeit zu bestimmen.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Seele 2 aus hochdehnbaren Synthetikgeflecht auf. Das Seil 2 ist aus Hochleistungstextilgarnen hergestellt. Das Stützgeflecht 4 ist, wie erwähnt, als durchlässiges Synthetik- oder Drahtgeflecht ausgebildet.

Insgesamt werden die aufgezählten Lagen oder Schichten 2, 3 und 4 von einer Schutzummantelung 5 umgeben, die mit Ausnehmungen 6 über die gesamte Länge bzw. den gesamten Umfang versehen ist. Die Schutzummantelung 5 kann alkalibeständig ausgebildet sein und eine aufge­ rauhte Oberfläche, z. B. durch Auftragen von Kurzfasern und Feinkorn, aufweisen.

Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsbei­ spiel zeigt die Anordnung eines Seilankers 1 in einem Bohrloch 26. Der Seilanker 1 weist an dem, zum Bohr­ lochtiefsten gerichteten, Ende ein Halte-, Misch- und Injektionselement 9 auf, das in den Fig. 2 und 3 detailliert dargestellt ist.

Das als Halte- und Mischelement oder als Halte- und Injektionselement 9 ausgebildete Teil ist als Klemm­ element ausgebildet, das mit Hilfe von Längsschlitzen 10 auf das Seilende 8 aufgesetzt wird. Die am unteren Rand vorgesehenen Verdickungen oder Nocken 11 greifen über den Umfang in die Ausnehmungen 6 der Schutzummantelung 5 ein, die wiederum mit den inneren Lagen oder Schichten innig verklebbar ist. Zusätzlich kann das Element 9 verklebt werden. Das Dach des Elementes 9 ist mit einer Spitze 12 zur Zerstörung von, z. B. Klebepatronen bzw. für ein besseres Einführen in das Bohrloch 26 versehen und geht am äußeren Rand in Halte- und Mischfinger 13 über. Bei Einsatz des Seilankers 1 als Injektionsanker sind zum Austritt des Injektionsmittels Injektionsöff­ nungen 13 oberhalb des Seilendes 8, innerhalb des Halte- und Mischelementes 9 angeordnet.

Zum Abdichten des Ringraumes zwischen Bohrlochwandung und Seilanker 1 ist in beliebiger Länge vom Bohrloch­ tiefsten in Richtung auf den Bohrlochmund nach Wunsch der Einklebelänge ein Dichtelement 15 auf dem Seilanker 1 aufbringbar, das in den Fig. 6 und 7 näher darge­ stellt ist.

Das Dichtelement 15 besteht aus zwei, im Schnitt keil­ förmigen gegeneinander aufschiebbaren, Abschnitten 16 und 17, die mit einer zusätzlichen luftdurchlässigen, schwammartigen Dichtung 38 versehbar sind. Die Klemm­ wirkung wird über Schlitze 19 und 20 gewährleistet. Die Verdickungen oder Nocken 18 des inneren Abschnittes 16 greifen wiederum in die Ausnehmungen 6 der Schutzumman­ telung 5 ein, wobei mindestens der Abschnitt 16 zusätz­ lich verklebbar ist. Der Druck des Injektionsmittels schiebt die Abschnitte 16 und 17 derartig übereinander, daß durch eine Querschnittsvergrößerung eine Abdichtung zur Bohrlochwandung ermöglicht wird. Das Dichtelement 15 kann mit einem Montagering 21 und einer weiteren, nicht detailliert dargestellten, Ringabdichtung verseh­ bar sein.

Außerhalb des Bohrlochs 26 wird in vorgefertigter Bau­ weise oder vor Ort nach entsprechender Ablängung auf das Seilende eine, als Verspannelement ausgebildete, Faserverbund-Kunststoffmuffe 27 mit einem Außengewinde 28 aufgebracht. Eine derartige Kunststoffmuffe 27, die auch als Metall hergestellt sein kann, wie in Fig. 8 gezeigt, aus zwei Halbschalen 35 und 36 zusammengesetzt werden. Die Halbschalen werden mit zusätzlichen Verbin­ dungselementen, wie Nut und Feder zusammengepreßt und verklebt oder verschweißt. Aus diesem Grund sind die Nocken 39 entsprechend lang und spitz zulaufend ausge­ bildet.

Auf die Kunststoffmuffe 27 wird eine Ankerplatte 29 aus Kunststoff aufgesetzt und mittels einer Schraubenmutter 31 gegen das Gebirge 30 verspannt. Die Kunststoffmuffe 27 weist Schlüsselflächen 32 sowie einen Adapter 31 für einen Pumpenanschluß und ein Rückschlagventil 34 auf.

Bezugszeichenliste

 1 Seilanker
 2 Seele
 3 Seil
 4 Stützgeflecht
 5 Schutzummantelung
 6 Ausnehmungen
 7 Durchtrittsöffnungen
 8 Seilende
 9 Halte- und Mischelement
10 Schlitz
11 Verdickungen/Nocken
12 Spitze
13 Mischfinger
14 Injektionsöffnungen
15 Dichtelement
16 keilförmiger Abschnitt
17 keilförmiger Abschnitt
18 Verdickungen/Nocken
19 Längsschlitz
20 Längsschlitz
21 Montagering
22 Manschette
23 Abstandhalter
24 Führung
25 Schlitz
26 Bohrloch
27 Kunststoffmuffe
28 Außengewinde
29 Ankerplatte
30 Gebirge
31 Schraubenmutter
32 Schlüsselflächen
33 Adapter
34 Rückschlagventil
35 Halbschalen
36 Halbschalen
37 Klemmeinrichtungen
38 Dichtung
39 Nocken

Claims (17)

1. Seilanker, insbesondere für den untertägigen Berg- und Tunnelbau, der aus im Querschnitt mehreren Lagen zu­ sammengesetzt ist, und der an dem zum Bohrlochtiefsten gerichteten Ende mit einem Halteelement und außerhalb des Bohrlochs mit einem Verspannelement versehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer Seele (2) versehbare Seil (3) aus einem Hochleistungstextilgarn, beispielsweise aus Chemie- und/oder Naturfasern, herge­ stellt ist, das von einem durchlässigen Stützgeflecht (4) aus Synthetik- oder Stahlgeflecht umgeben ist, und daß eine Schutzummantelung (5) aus Kunststoff zur innigen Verbindung, beispielsweise durch Verklebung oder Verschweißung, der verschiedenen Lagen (2, 3, 4 und 5) miteinander vorgesehen ist.

2. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Seilanker (1) als Injektionsanker und die Seele (2) als Hochdruckschlauch ausgebildet sind, wobei die Seele (2) aus dehnbarem Kunststoffgeflecht hergestellt ist.

3. Seilanker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (2), über die gesamte Länge und über den Um­ fang verteilt, mit Durchtrittsöffnungen (7) versehbar ist.

4. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzummantelung (5), über die gesamte Länge in Abstand und über den Umfang verteilt, mit Ausnehmungen (6) versehen ist.

5. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalibeständig ausbildbare Schutzummantelung (5) eine rauhe Oberfläche, beispielsweise durch Auftragen einer Kurzfaser oder eines Leichtkornes, aufweist.

6. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bohrlochtiefsten ein auf das Seilende (8) aufsetz­ bares, kombiniertes Halte- und Mischelement (9) vorge­ sehen ist, das als rohrförmiges, mindestens teilweise in Längsrichtung geschlitztes Klemmelement ausgebildet ist, das zum Eingriff in die Ausnehmungen (6) der Schutzummantelung (5) mit Verdickungen oder Nocken (11) und zum Bohrlochtiefsten mit einer kegelförmigen Spitze (12) sowie sternartig angeordneten Mischfingern (13) versehen ist.

7. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Seilende (8) aufsetzbar, ein kombiniertes Halte- und Injektionselement (9) vorgesehen ist, das oberhalb des Seilendes (8) und unterhalb der kegel­ förmigen Spitze (12) mit Injektionsöffnungen (14) versehen ist.

8. Seilanker nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Seilanker (1) mit einem Dichtelement (15) versehbar ist, wobei die verklebbare Länge des Seilankers (1) von dem in beliebiger Position auf dem Seilanker (1) festlegbaren Dichtelement (15) abhängig ist.

9. Seilanker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (15) aus zwei keilförmigen, gegenein­ ander aufschiebbaren, rohrförmigen Abschnitten (16, 17) besteht, wobei der untere Abschnitt (16) mit in die Ausnehmungen (6) in der Schutzummantelung (5) eingreifenden Verdickungen oder Nocken (18) und beide Abschnitte (16, 17) mit Längsschlitzen (19, 20) versehen sind.

10. Seilanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus zwei keilförmigen Abschnitten (16, 17) bestehende Dichtelement (15) mit einem Montagering (21) ver­ sehbar ist.

11. Seilanker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (15) zum Bohrlochtiefsten hin mit einer ringförmigen, luftdurchlässigen Dichtung (38) ver­ sehbar ist.

12. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in belieben Abständen auf dem Seilanker (1) in die Aus­ nehmungen (6) der Schutzummantelung (5) einrastbare, rohrabschnittsartige, geschlitzte Abstandshalter (23) einsetzbar sind, die radial abstehende Führungen (24) aufweisen und mit Montageringen (21) versehbar sind.

13. Seilanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Seilende, außerhalb des Bohrlochs (26), eine Faser­ verbund-Kunststoffmuffe (27) mit einem Außengewinde (28) zur Aufnahme einer die Ankerplatte (29) gegen das Gebirge (30) verspannenden Schraubenmutter (31) vorge­ sehen ist.

14. Seilanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kunststoffmuffe (27) Schlüsselflächen (32) und ein Adapter (33) zum Anschluß einer Pumpe sowie ein Rückschlagventil (34) vorgesehen sind.

15. Seilanker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmuffe (27) in Längsrichtung, den Seilanker umgebend, zweigeteilt und mit zusätzlichen Verbin­ dungselementen, wie beispielsweise Nut und Feder, ver­ sehen, ausgebildet ist und die Halbschalen (35, 36) miteinander verbindbar, z. B. verklebbar oder ver­ schweißbar sind.

16. Seilanker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (35, 36) auf der Innenseite mit in die Ausnehmungen (6) tief einrastbaren Nocken versehen sind.

17. Seilanker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abstandhaltern (23) Klemmeinrichtungen (37) zur Aufnahme einer Entlüftungsleitung vorsehbar sind.