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Dokumentenidentifikation DE102006000042A1 02.08.2007
Titel Adapterteil eines selbstbohrenden Gebirgsankers
Anmelder Hilti AG, Schaan, LI
Erfinder Köhler, Oliver, 86152 Augsburg, DE;
Ludwig, Wolfgang, 86836 Klosterlechfeld, DE;
Heemann, Kay, 86916 Kaufering, DE
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 81679 München
DE-Anmeldedatum 31.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006000042
Offenlegungstag 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse E21D 21/00(2006.01)A, F, I, 20060131, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E21D 20/00(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Adapterteil (16) zur Kupplung eines selbstbohrenden Gebirgsankers (1) mit einer Werkzeugaufnahme eines Drehbohrgerätes weist einen hülsenförmigen Abschnitt (17) auf, der einen Kupplungsabschnitt (18) für die Werkzeugaufnahme aufweist sowie an einem Ende (19) des hülsenförmigen Abschnitts (17) mit einem Boden (20) zur Schaffung eines Aufnahmeraums (21) zur Kupplung mit einem Ende (4) des selbstbohrenden Gebirgsankers (1) versehen ist. Der Boden (20) weist eine Durchführöffnung (22) für eine Zuführnase auf. Im Bereich des Bodens (20) ist eine Dichtung (23) vorgesehen, die sich vom Aufnahmeraum (21) zumindest bis zu einer von dem Boden (20) aufgespannten Ebene (E1) erstreckt.

Beschreibung[de]
Aufgabe der Erfindung Adapterteil eines selbstbohrenden Gebirgsankers

Die Erfindung betrifft ein Adapterteil eines selbstbohrenden Gebirgsankers zur Kupplung des selbstbohrenden Gebirgsankers mit einer Werkzeugaufnahme eines Drehbohrgerätes, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Selbstbohrende Gebirgsanker, insbesondere chemische Verbundanker und geeignete Drehbohrgeräte mit Dreh-Werkzeugaufnahmen sowie deren Verwendung im Berg- und Tunnelbau sind dem Fachmann seit langem bekannt. Die Gebirgsanker dienen in erster Linie zur Stabilisierung von Wandungen in Hohlräumen, wie in Tunnel, Stollen oder dergleichen. Bei der Erstellung von Hohlräumen werden die mechanischen Eigenschaften und insbesondere die Tragfähigkeit der Gebirgsschichten vermindert. Diese Gebirgsschichten werden mittels der Gebirgsanker, beziehungsweise der chemischen Verbundanker an weiter entfernte, unbeschädigte Gebirgsschichten verankert und so an diesen gesichert.

Der selbstbohrende Gebirgsanker umfasst ein Ankerrohr, das einerseits als Bohrgestänge dient und andererseits, bei einem chemischen Verbundanker, zur Aufnahme der auszupressenden Masse ausgebildet ist. Das Ankerrohr weist an einem ersten Ende einen Bohrkopf auf und wird zum Setzen in den Untergrund mit seinem anderen, zweiten Ende mit einer Werkzeugaufnahme eines Drehbohrgerätes gekuppelt. Nach Beendigung des Bohrvorgangs wird bei einem chemischen Verbundanker das zweite Ende des Ankerrohres mit einer geeigneten Auspressvorrichtung gekuppelt und die auszupressende Masse in Richtung des Bohrkopfs ausgebracht. Bei einem Injektionsanker, wie er beispielsweise aus der DE 101 48 683 C1 bekannt ist, wird nach Beendigung des Bohrvorgangs eine Zuführeinheit für Injektionsmörtel an dem zweiten Ende des Ankerrohres angeordnet und durch das Ankerrohr der Injektionsmörtel in das Bohrlochtiefste eingebracht.

Aus der DE 103 36 040 A1 ist ein selbstbohrender Gebirgsanker bekannt, der ein mit dem zweiten Ende des Ankerrohres kuppelbares Adapterteil aufweist. Das Adapterteil umfasst einen hülsenförmigen Abschnitt mit einem aussenliegenden Kupplungsabschnitt zur Kupplung mit einer Werkzeugaufnahme eines Drehbohrgerätes sowie einen Boden an dem Ende des hülsenförmigen Abschnitts zur Schaffung eines Aufnahmeraums zur Kupplung mit einem zweiten Ende des selbstbohrenden Gebirgsankers. Der Boden weist eine Durchführöffnung für eine Zuführnase auf, die Bestandteil einer Zuführeinheit ist und durch welche von Medien in den selbstbohrenden Gebirgsanker zugeführt werden.

Aus der DE 197 00 701 C2 ist eine Drehbohrmaschine mit einer Werkzeugaufnahme und mit einer Zuführnase für eine Spülmittelzufuhr in den selbstbohrenden Gebirgsanker bekannt. Um ein Austreten des zugeführten Spülmittels im Bereich der Werkzeugaufnahme oder im Bereich der Zuführung der Medien sowie eine Beschädigung in der Drehbohrmaschine zu verhindern, werden mehrere Dichtungen in der Drehbohrmaschine vorgesehen. Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass der Verschleiss insbesondere der Dichtungen, die mit dem selbstbohrenden Anker in Anlage kommen einem hohen Verschleiss ausgesetzt sind. Infolge der beim Bohrvorgang auf die Drehbohrmaschine wirkenden Vorschubkraft einer Bohrlafette ist die Flächenpressung auf einzelne Dichtungen sehr hoch, so dass die Dichtungen nach einigen Setzvorgängen ausgewechselt werden muss. Das Auswechseln einer verschlissenen Dichtung ist jedoch nur sehr umständlich zu bewerkstelligen, insbesondere bei den Untertage herrschenden Bedingungen (z.B. Licht- und Platzverhältnisse).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abdichtung für einen selbstbohrenden Anker zu schaffen, die einerseits eine ausreichende Abdichtung für die dem Anker zugeführten Medien sicherstellt und andererseits anwenderfreundlich ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Gemäss der Erfindung umfasst ein Adapterteil zur Kupplung eines selbstbohrenden Gebirgsankers mit einer Werkzeugaufnahme eines Drehbohrgerätes einen hülsenförmigen Abschnitt, der einen Kupplungsabschnitt für die Werkzeugaufnahme aufweist sowie mit einem Boden an einem Ende des hülsenförmigen Abschnitts zur Schaffung eines Aufnahmeraums zur Kupplung mit einem Ende des selbstbohrenden Gebirgsankers versehen ist. Der Boden weist eine Durchführöffnung für eine Zuführnase auf. Eine Dichtung ist im Bereich des Bodens vorgesehen, die sich von dem Aufnahmeraum zumindest bis zu einer von dem Boden aufgespannten Ebene erstreckt.

Das Adapterteil wird an dem einen Ende des selbstbohrenden Gebirgsankers angeordnet. Nach dem Kuppeln des selbstbohrenden Gebirgsankers mit dem Drehbohrgerät oder mit der Zuführeinheit kommt die Dichtung mit einer Anlagefläche in dem Drehbohrgerät oder in der Zuführeinheit in Anlage, wobei die Vorschubkraft der Bohrlafette die Dichtung komprimiert und eine ausreichende Abdichtung beim Zuführen z.B. von Spülwasser, Injektionsmörtel oder eines Auspressmediums im Bereich zwischen dem Drehbohrgerät oder der Zuführeinheit und dem selbstbohrenden Gebirgsanker sicherstellt.

Verbleibt das Adapterteil nach dem Setzen des selbstbohrenden Gebirgsankers an diesem, steht für jede Bohrung eine neue Dichtung zur Verfügung. Bei einer mehrmaligen Verwendung des Adapterteils kann dieses bis zum Verschleiss der Dichtung verwendet werden. Für weitere Setzvorgänge wird das Adapterteil mit der verschlissenen Dichtung durch ein Adapterteil mit einer neuen Dichtung ersetzt, wobei keine weiteren, besonderen Handlungen des Anwenders erforderlich sind. Alternativ wird die verschlissene Dichtung eines Adapterteils durch eine neue Dichtung ersetzt und das wieder instand gestellte Adapterteil weiter verwendet.

Aufwändige Servicearbeiten an dem Drehbohrgerät oder an der Zuführeinheit aufgrund eines Verschleisses solcher Dichtungen erübrigen sich, wodurch die Standzeit des entsprechenden Gerätes wesentlich verlängert wird. Zudem erhöht sich die Handhabungsfreundlichkeit für den Anwender massgeblich.

Die Dichtung ist beispielsweise aus einem Elastomer oder aus einem Kautschuk gefertigt. Vorzugsweise ist die Dichtung aus einem thermoplastischen Elastomer gefertigt.

Vorzugsweise ist ein Haltemittel zum Halten der Dichtung an dem die Durchführöffnung begrenzenden Rand vorgesehen, wodurch die Dichtung form- und/oder kraftschlüssig in Position gehalten wird, bis die Dichtung mit einer Anlagefläche in dem Drehbohrgerät oder mit der Zuführeinheit in Anlage kommt.

Bevorzugt ist das Haltemittel an dem Rand ausgeformt und einteilig mit dem Adapterteil ausgebildet. Vorteilhaft ist das Haltemittel ein Vorsprung der mit einer entsprechenden Vertiefung beziehungsweise mit einer Nut der Dichtung zusammenwirkt und diese in Position hält.

Vorzugsweise ist das Haltemittel umlaufend an dem Rand angeordnet, womit eine ausreichende Fixierung der Dichtung an dem Adapterteil sichergestellt ist.

Bevorzugt umgreift die Dichtung einen die Durchführöffnung begrenzenden Rand zumindest bereichsweise. Der den Rand zumindest bereichsweise umgreifenden Abschnitt ist vorteilhaft derart angeordnet, dass dieser beim Anordnen des Adapterteils an dem selbstbohrenden Gebirgsanker zwischen diesen verspannt wird und somit die Dichtung sicher fixiert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Adapterteils ist eine Vertiefung an dem Boden zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Dichtung vorgesehen. Die Vertiefung oder Vertiefungen sind beispielsweise im Randbereich der Durchführungsöffnung im Boden angeordnet. In einer Variante dazu ist die Vertiefung an einer Aussenseite des Bodens vorgesehen. Die in die Vertiefung eingesetzte Dichtung ist z.B. als O-Ring oder als Ringkörper mit einem polygonalen Querschnitt ausgebildet. Beispielsweise mittels der Eigenspannung der Dichtung oder mit Hilfe eines Klebers ist die Dichtung in der Vertiefung fixiert.

Vorzugsweise ist die Vertiefung umlaufend an dem Boden angeordnet, womit eine ausreichende Fixierung der Dichtung an dem Adapterteil sichergestellt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 Einen Längsschnitt durch einen selbstbohrenden Gebirgsanker mit dem erfindungsgemässen Adapterteil;

2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Adapterteils im Detailschnitt gem. II in 1;

3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Adapterteils im Detailschnitt;

4 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemässen Adapterteils im Detailschnitt; und

5 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemässen Adapterteils im Detailschnitt.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Der in den 1 und 2 gezeigte selbstbohrende Gebirgsanker 1 ist ein chemischer Verbundanker und weist ein Ankerrohr 2 mit einem an einem ersten Ende 3, an dem ein Bohrkopf 5 angeordnet ist, und mit einem zweiten Ende 4 auf. In dem Ankerrohr 2 ist ein Innenrohr 7 zur Aufnahme einer auspressbaren chemischen Masse 8 angeordnet. Zwischen der Aussenwandung des Innenrohres 7 und der Innenwandung des Ankerrohres 2 wird ein Spülwasserkanal 9 ausgebildet, durch den während des Bohrvorgangs aus einem Drehbohrgerät oder einer Zuführeinheit Spülwasser in den Bereich des Bohrkopfs zuführbar ist. Zur Kupplung des selbstbohrenden Gebirgsankers 1 nur einer Werkzeugaufnahme 6 des Drehbohrgerätes ist ein erfindungsgemässes Adapterteil 16 am zweiten Ende 4 des Ankerrohres 2 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist das Adapterteil 16 auf das Ankerrohr 2 aufgeschraubt.

Das Adapterteil 16 weist einen hülsenförmigen Abschnitt 17 mit einem Schnellangriffsmittel als Kupplungsabschnitt 18 auf, das mit der Werkzeugaufnahme des Drehbohrgerätes kuppelbar ist, und ist mit einem Boden 20 an einem Ende 19 des hülsenförmigen Abschnitts 17 versehen. Der von dem hülsenförmigen Abschnitt 17 und dem Boden 20 geschaffene Aufnahmeraum 21 dient der Kupplung des Adapterteils 16 mit dem zweiten Ende 4 des Ankerrohres 2 des selbstbohrenden Gebirgsankers 1. Der Boden 20 weist eine Durchführöffnung 22 für eine Zuführnase 10 einer Zuführeinheit auf. Das Drehbohrgerät ist beispielsweise eine kombinierte Bohr- und Auspresseinheit, so dass das Bohren des selbstbohrenden Gebirgsankers 1 und das anschliessende Ausbringen der auspressbaren chemischen Masse 8 aus dem selbstbohrenden Gebirgsanker 1 ohne Wechsel der Vorrichtung erfolgen kann.

Im Bereich des Bodens 20 ist eine Dichtung 23 vorgesehen, die sich von dem Aufnahmeraum 21 über die von dem Boden 20 aufgespannte Ebene E1 erstreckt. An dem die Durchführöffnung 22 begrenzenden Rand 24 ist ein an diesem ausgeformtes Haltemittel 25 in Form eines umlaufenden Vorsprungs vorgesehen. Die Dichtung 23 weist eine Vertiefung 26 in Form einer umlaufenden Nut auf. Die aus einem thermoplastischen Elastomer gefertigte Dichtung 23 ist über das Haltemittel 23 formschlüssig an dem Adapterteil 16 gehalten.

Im eingekuppelten Zustand des selbstbohrenden Gebirgsankers 1, wie er in der 2 dargestellt ist, kommt die Dichtung 23 mit einer Anlagefläche 11 der Werkzeugaufnahme 6 der Bohr- und Auspresseinheit in Anlage. Infolge der durch die Bohrlafette (hier nicht dargestellt) erzeugten Vorschubkraft in Richtung des Pfeils 12 auf den selbstbohrenden Gebirgsanker 1 wird die Spülwasserzuführung 23 des Drehbohrgerätes gegenüber der Werkzeugaufnahme 6 abgedichtet. Nach Beendigung des Bohrvorgangs wird die Spülwasserzufuhr abgestellt und durch die Zuführnase 10 ein Auspressmedium in das Innenrohr 7 zum Ausbringen der auszupressenden Masse 8 zugeführt. Anschliessend wird das Drehbohrgerät von dem Gebirgsanker 1 abgekoppelt, wobei das Adapterteil 16 mit der Dichtung 23 an dem gesetzten Gebirgsanker 1 verbleibt.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Adapterteils 36, das ebenfalls einen hülsenförmigen Abschnitt 37 sowie einen Boden 40 mit einer Durchführöffnung 42 an einem Ende 39 des hülsenförmigen Abschnitts 37 aufweist. Eine Dichtung 43 umgreift den die Durchführöffnung 42 begrenzenden Rand 44 im inneren Bereich des Adapterteils 36 und steht aussenseitig gegenüber der von dem Boden 40 aufgespannten Ebene E2 vor. Der umgreifende Teil 45 der Dichtung 43 ist im angekuppelten Zustand des Adapterteils 36 an dem zweiten Ende 34 des selbstbohrenden Gebirgsankers 31 zwischen dem Boden 40 und dem zweiten Ende 34 eingeklemmt.

Bei dem in der 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des Adapterteils 56 ist im Boden 60 an dem die Durchführöffnung 62 begrenzenden Rand 64 eine umlaufende Vertiefung 65 vorgesehen, in der eine ringförmige Dichtung 63 mittels eines Klebers festgelegt ist. Die Dichtung 63 steht gegenüber der von dem Boden 60 aufgespannten Ebene E3 vor.

Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des Adapterteils 76 weist einen Boden 80 mit einem umlaufend abgefasten Rand 87 auf. An dem Rand 87 ist umlaufend eine Vertiefung 85vorgesehen, in der als Dichtung 83 ein O-Ring aus einem Elastomer angeordnet ist. Die Dichtung 83 steht gegenüber der von dem abgefasten Rand 87 des Bodens 80 aufgespannten Ebene E4 vor. In der Anlagefläche 71 der Einheit 70 ist eine Vertiefung 72 vorgesehen, in der die Dichtung 83 im zusammengeführten Zustand der Einheit 70 mit dem selbstbohrenden Gebirgsanker 69 zu liegen kommt.


Anspruch[de]
Adapterteil zur Kupplung eines selbstbohrenden Gebirgsankers (1; 31; 69) mit einer Werkzeugaufnahme (6) eines Drehbohrgerätes mit einem hülsenförmigen Abschnitt (17; 37), der einen Kupplungsabschnitt (18) für die Werkzeugaufnahme (6) aufweist sowie mit einem Boden (20; 40; 60; 80) an einem Ende (19; 39) des hülsenförmigen Abschnitts (17; 37) zur Schaffung eines Aufnahmeraums (21) zur Kupplung mit einem Ende (4; 34) des selbstbohrenden Gebirgsankers (1; 31; 69) versehen ist, wobei der Boden (20; 40; 60; 80) eine Durchführöffnung (22; 42; 62) für eine Zuführnase (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (23; 43; 63; 83) im Bereich des Bodens (20; 40; 60; 80) vorgesehen ist, die sich von dem Aufnahmeraum (21) zumindest bis zu einer vom Boden (20; 40; 60; 80) aufgespannten Ebene (E1; E2; E3; E4) erstreckt. Adapterteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltemittel (25) zum Halten der Dichtung (23) an dem die Durchführöffnung (22) begrenzenden Rand (24) vorgesehen ist. Adapterteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (25) an dem Rand (24) ausgeformt ist. Adapterteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel (25) umlaufend an dem Rand (24) angeordnet ist. Adapterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (43) einen die Durchführöffnung (42) begrenzenden Rand (44) zumindest bereichsweise umgreift. Adapterteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vertiefung (65; 85) an dem Boden (60; 80) zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Dichtung (63; 83) vorgesehen ist. Adapterteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (65; 85) umlaufend an dem Boden (60; 80) angeordnet ist.






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