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Dokumentenidentifikation DE102006006757A1 02.08.2007
Titel Membranpatrone für Kunststoffkleber
Anmelder Berwald, Werner P., Dipl.-Ing., 59379 Selm, DE
Erfinder Berwald, Werner P., Dipl.-Ing., 59379 Selm, DE
DE-Anmeldedatum 12.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006757
Offenlegungstag 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse E21D 20/02(2006.01)A, F, I, 20060212, B, H, DE
Zusammenfassung Die Folienschläuche der Kleberpartonen werden mit Federmembranen, Zugfaltungen oder mit verstärkenden Schläuchen in Teilbereichen der Patronenmodule für die Handhabung in Ankerbohrungen und Hohlstabankern stabilisiert und gleichen den durch chemische Diffusionsvorgängen entstandenen Massenverlust im Kleber durch Zugbeaufschlagung der Folienschläuche aus.
Mit der Ausrüstung der vorkonfektionierten Kleberpatronen mit diesen Folienschläuchen wird die Lagerzeit der Kleberpatronen für das Patronenverfahren als auch der Kleberpatronen in den Hohlstabankern auf mehrere Montage verlängert.
Auftretende Störungen des Mischverhältnisses durch die Blockierung der statischen Mischeinrichtungen in Hohlstabankern mit dem mehrfachen Abknicken der Folienschläuche beim Auspressvorgang und dem damit verursachten verminderten Tragverhalten oder das totale Versagen der gesetzten Anker durch diese Ursache werden damit vermieden.

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet.

Die Erfindung betrifft Membranpatronen für Kunststofkleber, zur Stabilisierung der Kleberpatronen mit einem in Teilbereichen bzw. gesamt verstärkten Folienschlauch, zum Einbringung in die Ankerbohrungen für Vollstabverbundanker unter Anwendung des Patronenverfahrens und zur Vorkonfektionierung von Hohlstabvoll- oder Teilverbundanker- Systemen, zum kostengünstigen und sichereren Ausbau von Hohlräumen im Berg-, Tunnel-, Tief- und Felsbau, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Ausführung.

Stand der Technik.

Verbundanker mit chemischen Klebern sind, als Injektionsanker mit/ohne einem zusätzlichen Klebermagazin zur Stabilisierung von Räumen im Berg- und Tunnelbau, im Tief- und Tagebau von Fels- und Stützwänden bekannt und in den Schriften DE 103 36 043 A1, DE 103 36 040 A1, DE 103 21 175 B3, DE 103 01 968 A1, DE 100 17 763 A1, DE 100 17 751 A1, 100 17 750 A1, DE 299 00 432 U1, US 4,055,051, DE 31 00 730 A1, 10 2006 002 215.7 und 10 2005 004 364.2 eingehend beschrieben.

Nach der Herstellung der Ankerbohrung wird bei einigen Ausführungen aus einem zusätzlichen Innenrohr, das als Klebermagazin dient, dann das Kleber-Härtergemisch, in den Ringraum zwischen Anker und Bohrung zur Aushärtung, mit einem Kolben über Druckwasser verpresst.

Die bisher bekannten Hohlstabverbundanker haben alle eine aus einem Folienschlauch bestehende Kleberpatrone, mit in einem weiteren Folienschlauch getrennt eingelagerten Härter.

Diese Kleberpatronen werden im Ankerkopf von einem statischen Mischer mit dem Auspressvorgang zerrissen und sollen dadurch die Mischung des Klebers mit dem Härter erreichen.

Der Setzvorgang dieser Gebirgsanker wird in zwei Schritten durchgeführt. Im ersten Schritt wird die erforderliche Bohrung drehend, oder drehend – schlagend in das Gebirge eingebracht.

Im zweiten Schritt wird der Anker drehend eingeschoben und mit der gleichen Vorrichtung dann sofort der Auspressvorgang der Kleberpatrone über einen Kolben mit Druckwasser eingeleitet und nach einer Aushärtezeit, die Ankermutter ebenso mit der gleichen Vorrichtung verspannt.

Nachteilig an den bisher bekannten Lösungen ist, dass in den Kleberpatronen durch längere Lagerzeit, infolge von chemischen Diffusionsvorgängen und durch nicht sorgfältige Patronenverschlüsse, Massenverluste auftreten, mit der die Lagerzeit der Kleberpatronen für das Patronenverfahren, als auch die Lagerzeit der in einem zusätzlichen Innenrohr als Patronenmagazin eingebrachten Kleberpatronen, auf einige Wochen begrenzt wird.

Beim eingeleiteten Auspressvorgang der Kleberpatronen mit Druckwasser aus einem Hohlstabanker, werden dadurch die Kunststoffbeutel abgeknickt, die sich mehrfach verfaltend, die enge und einzige mittig angeordnete statische Mischeinrichtung blockieren und damit gravierend das Mischungsverhältnis zur Festlegung des Ankers in der Bohrung verändern.

Da die in den bekannten Verbundankern verwendeten statischen Mischer aus Kunststoff bestehen, werden die Folien nicht mehr zerrissen und behindern den Auspressvorgang darart, dass damit der Totalausfall des gesetzten Ankers, durch das nicht erreichte Mischungsverhältnis erfolgt und die im Vortrieb erforderliche Sicherheit für die Bergleute nicht mehr gegeben ist.

Ebenso wird das nach dem Patronenverfahren, in die vorbereitete Ankerbohrung eingebrachte, durch den Diffusionsvorgang instabil gewordene Klebermodul, mit den dabei möglichen Beschädigungen des Folienschlauches in der Ankerbohrung, der Aushärtevorgang in Teilbereichen zu früh ausgelöst, der dann zum Totalausfall des gesetzten Ankers führt.

Aufgabenstellung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kleberpatrone zu schaffen mit der auch nach einer längeren Lagerzeit von mehreren Monaten, das Setzen der Anker mit einer einwandfreien Klebermischung, sichergestellt wird.

Gemäß der Erfindung werden die Folienschläuche als Membranpatrone oder mit teilverstärkten Folienschläuchen ausgebildet, mit der der Massenverlust in den Schläuchen, automatisch zu den Schlauchenden ausgeglichen bzw. verlagert wird.

Das wird mit der Membranpatrone oder mit Zusatzhüllen im Knickbereich der Kleberpatrone erreicht, um ein Versagen des Mischungsverhältnisses durch ein unkontrolliertes Abknicken der Folienschläuche, oder die Beschädigung der Kleberpatronen beim Einbringen in vorbereitete Ankerbohrungen in geologisch geschichteten Gebirgspartien, als auch in den vorkonfektionierten Hohlstabankern zu verhindern.

Des weiteren wird mit der Stabilisierung der Kleberpatrone auch eine bessere Handhabung erreicht, wenn diese in Modullängen in vorbereitete bankrecht stehende Ankerbohrungen in einem Vortriebsgewölbe eingebracht werden müssen.

In Hohlstabankern ist es weiter vorteilhaft, wenn die eingebrachte Kleberpatrone zum Ausgleich des Massenverlustes nur an den Endbereichen mit Membranen ausgerüstet wird, da bei längeren Lagerzeiten des bisher vorkonfektionierten Ankers der Massenverlust sich an diesen Stellen bemerkbar macht.

Ebenso wird eine Membrane in der Ausführung als Zugfaltung für den ges. Folienschlauch oder nur für Teilbereiche ausgebildet, mit der dann die Membranfeder entfallen kann.

Auch ist eine Ausführung mit zusätzlich, äußerlich aufgesetzten Membranteilen vorgesehen, um diese als ausgleichendes Zugelement wirken zu lassen.

Des weiteren wird beim Masseverlust, zur Verstärkung der Kleberpatronen, im Mittelbereich eine Zusatzhülle angebracht, die einmal aufgeschoben, teilverklebt oder auch als gewickelte, vollverklebte Stabilisierungshülle wirkt.

Die ges. Kleberpatrone kann auch aus einer konischen Folie hergestellt werden, damit diese beim Einschieben in eine vorbereitete Ankerbohrung nach dem Patronenverfahren, nicht durch den eingetretenen Masseverlust einknicken können, und der Masseverlust jedoch an den Patronenenden, durch ein gewolltes Aufstauchen in der Patronenlänge aufgefangen wird, ohne dass der Folienschlauch beschädigt werden kann.

Alle Membran- oder Patronenelemente werden beim Einsatz in einem vorkonfektionierten Hohlstabanker so angeordnet, dass sie beim Auspressvorgang, im Randbereich des Hohlstabes vom Auspresskolben zusammengeschoben werden, ohne den statischen Mischer in der Funktion behindern zu können. Durch diese Anordnung wird dann nur noch der Folienschlauch, mit dem getrennt eingelagerten Härter, in der Mischereinrichtung zerstört.

Zur weiteren Verbesserung eines gleichmäßigen Mischungsverhältnisses zwischen dem Kleber und Härter, wird der Härter in einem spiralförmig ausgebildeten Folienschlauch in der Kleberpatrone an der Peripherie eingelagert, damit bei der radialen Anordnung von mehreren statischen Mischerschlitzen am Kopf des Hohlstabankers, eine gleichmäßige Verteilung des Härters beim Auspressvorgang im Klebergemisch erfolgen kann.

Des weiteren wird der Folienschlauch aus einem Kunststoff hergestellt, mit dem der Diffusionsverlust der eingefüllten Klebermischung fast verhindert wird, um eine längere Lagerzeit der vorkonfektionierten Kleberpatronen, als auch der Hohlstabverbundanker mit vorkonfektionierten, eingelagerten Kleberpatronen zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Oberbegriffes im Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und Darstellung in den folgenden Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt die hälftige Ansicht und den hälftigen Längsschnitt einer Kleberpatrone mit Federmembrane und den Folienschlauch mit dem Härter.

2 zeigt die hälftige Ansicht und den hälftigen Längsschnitt einer Kleberpatrone mit Zugfaltung als Membranelement und den Folienschlauch mit dem Härter.

3 zeigt die hälftige Ansicht und den hälftigen Längsschnitt einer Kleberpatrone mit Federmembrane und dem spiralförmig an der Peripherie eingelagerten Folienschlauch mit dem Härter.

4 zeigt den hälftigen Schnitt A einer Kleberpatrone mit einer aufgeschobenen, teilverklebten mittig angeordneten Rollfolie und den hälftigen Schnitt B mit einem mittig angeordneten konischen Folienschlauch, mit dem spiralförmig an der Peripherie eingelagerten Folienschlauch mit dem Härter.

5 zeigt die Außenansicht einer Kleberpatrone in der Ausbildung mit einem konischen Folienschlauch und den Teilschnitt mit dem spiralförmig an der Peripherie eingelagerten Folienschlauch mit dem Härter.

Ausführungsbeispiele:

1 zeigt eine Kleberpatrone 1 in der hälftigen Ansicht A und den hälftigen Schnitt B, mit dem Folienschlauch 2 und der Federmembrane 3, nach der Füllung mit dem Kleber 4 und dem parallel eingelagerten Folienschlauch 5 mit dem Härter 6, im gespannten Zustand im Hohlstabanker 13 der Ankerbohrung 15, in dem Gebirge 14.

Bei einem Massenverlust des Klebers 4 in der Kleberpatrone 1, durch chemisch ausgelöste Diffusionsvorgänge Im Folienschlauch 2, wird der Folienschlauch 2 durch die Federmembrane 3 zusammengezogen, ohne dabei den Durchmesser 7 des Folienschlauches 2, der Kleberpatrone 1 zu verändern.

2 zeigt eine Kleberpatrone 8 in der hälftigen Ansicht C und den hälftigen Schnitt D, mit dem Folienschlauch 9 und der Zugfaltung 10, nach der Füllung mit dem Kleber 4 und dem parallel eingelagerten Folienschlauch 5 mit dem Härter 6 im gespanntem Zustand in der Ankerbohrung 15, in dem Gebirge 14. Bei einem Massenverlust des Klebers 4 in der Klebepatrone 8, durch chemisch ausgelöste Diffusionsvorgänge im Folienschlauch 9, wird der Folienschlauch 9 durch die Zugfaltung 10 zusammengezogen, ohne dabei den Durchmesser 7 des Folienschlauches 9, der Kleberpatrone 8 zu verändern.

3 zeigt eine Kleberpatrone 1 in der hälftigen Ansicht E und den hälftigen Schnitt F, mit dem Folienschlauch 2 und der Federmembrane 3, nach der Füllung mit dem Kleber 4 und einen spiralförmig eingelagerten Folienschlauch 11 mit dem Härter 6 im gespanntem Zustand im Hohlstabanker 13 der Ankerbohrung 15, in dem Gebirge 14.

4 zeigt die Außenansicht und den hälftigen Schnitt einer Kleberpatrone 1 mit einer aufgeschobenen, teilverklebten und mittig angeordneten Roll- oder Schlauchfolie 16, mit dem spiralförmig eingelagerten Folienschlauch 11 mit dem Härter 6 und Kleber 4, in einem Hohlstabanker 13 mit dem Außengewinde 21 in einer Ankerbohrung 15 im Gebirge 14.

5 zeigt den hälftigen Längsschnitt einer Kleberpatrone 1 in der Ausbildung mit einer mit einer aufgeschobenen, teilverklebten mittig angeordneten konischen Rollfolie 17 mit dem spiralförmig eingelagerten Folienschlauch 11 mit dem Härter 6 im Peripheriebereich 19, und den hälftigen Längsschnitt der Kleberpatrone 18, zur Stabilisierung der Kleberpatrone 1 mit einem konischen Folienschlauch 20.

1
Kleberpatrone, mit Federmembrane, zu 2, 3 und 4
2
Folienschlauch, zu 1 und 3
3
Federmembrane, zu 1 und 2
4
Ein- oder Zweikomponentenkleber, zu 1 und 8
5
Folienschlauch, zu 6
6
Härter, zu 5 und 11
7
Durchmesser, zu 1, 8
8
Kleberpatrone, mit Zugfaltung, zu 5, 9, 10 oder 11
9
Folienschlauch, zu 8 und 10
10
Zugfaltung, zu 8
11
Folienschlauch, spiralförmig zu 6
12
Hohlstabbohrung, zu 1 und 8
13
Hohlstabanker, zu 12
14
Gebirge, zu 15
15
Ankerbohrung, zu 13
16
Roll- oder Schlauchfolie, zu 2
17
Konische Roll- oder Schlauchfolie zu 2
18
Kleberpatrone, zu 20
19
Peripheriebereich, zu 2 und 5
20
Konischer Folienschlauch, zu 18
21
Außengewinde, zu 13


Anspruch[de]
Membranpatrone für den Einsatz in Hohlstabverbundankern oder Ankerbohrungen, mit einer Feder- oder Zugmembrane (3 oder 8) ausgerüstet dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberpatrone (1) mit Ein- oder Zweikomponentenkleber (4), den in einer Hohlstabbohrung (12) oder Ankerbohrung (15) eingelagerten, vorkonfektionierten Kleber (4) mit der spiralförmig an der Peripherie in einem Folienschlauch (11) eingelagerten Härter (6), durch die Verbindung des Folienschlauches (2) mit der Zugmembrane (3 oder 8), den Folienschlauch (2) zugbeaufschlagt und verstärkt. Membranpatrone, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (9) durch die Zugfaltung (10) zugbeaufschlagt und verstärkt wird. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Federmembrane (3) oder die Zugfaltung (10) die Kleberpatrone (1 oder 8) stabilisiert. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (2 oder 9) als Kleberpatrone (1 oder 8) nur in Teilbereichen mit der Federmembrane (3) oder Zugfaltung (10) verstärkt wird.. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (2 oder 9) als Kleberpatrone (1 oder 8) in Teilbereichen, mit einer zusätzlichen Federmembrane (3) oder Zugfaltung (10) verstärkt wird. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (11) für den Härter (6), spiralförmig in dem Kleber (4) im Peripheriebereich (19) eingelagert ist. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (2) mit einer Roll- oder Schlauchfolie (16) verstärkt wird. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (2) mit einer konischen Roll- oder Schlauchfolie (17) verstärkt wird. Membranpatrone, nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Folienschlauch (2) aus einer konischen Folie (18) besteht.






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