[发明专利]特别是用于采矿工程和隧道工程的锚栓组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚栓组件，特别是用于采矿工程和隧道工程，其包括：具有钻孔部段和连接部段的钻头；以及塑料制成的锚杆，该锚杆沿锚栓轴线延伸并且在轴向的杆端的区域内具有用于固定所述钻头的连接部段，其中，所述钻头的外径大于所述锚杆在所述连接部段处的外径。

背景技术

通常锚栓组件以用于固定岩石，特别是在采矿工程中用于固定坑道壁以及在交通道路工程中用于固定隧道壁而早已公知。通常使用预制螺纹的金属制锚杆。除了所述锚杆之外，所述锚栓组件此外还包括至少一个功能件，例如一个夹紧螺母，该夹紧螺母在安装所述锚栓时被旋到所述锚杆上。

为了降低材料成本和重量，近来具有塑料制锚杆的锚栓组件被推向市场，其中该塑料制锚杆通常为了提高其机械特性具有纤维强化的构造。其中特别公知的是所谓的GFK-锚栓(玻璃纤维强化塑料-锚栓)，就是说具有玻璃纤维强化塑料制锚杆的锚栓组件。

塑料制的所述锚杆由于其高的杨氏模数而几乎不可膨胀，且仅仅具有低抗压强度和低抗剪强度。由于所述低膨胀性所述锚栓被相对紧密地安置，以防止基础的所有移动和降低每个锚栓上出现的剪切力。由于所述低抗压强度和所述低抗剪强度，常规的GFK-锚栓的相当大的部分由于在安装时出现的压力和推力(切力)便已经受到损伤或者破坏。所述公知的GFK-锚杆在一个轴向端部设置有一个功能件，例如一个夹紧螺母或者(在自钻式锚栓组件中)一个传动螺母，借助该螺母安装所述锚栓组件。该螺母可以由钢或者塑料制成并被旋拧在预制在所述锚杆上的螺纹上。然而这种螺旋连接并不能够承受高扭矩或者拉力。

所述预制的螺纹，尤其是所述锚杆上的预制螺纹可能在制造所述锚栓组件之前以及在运输过程中或者也在所述塑料锚栓的装配过程中已经被轻微损伤，结果是所述锚栓组件已不能再使用。此外，锚杆与功能件之间的所述螺旋连接仅仅能够承受所述锚杆的最大容许拉力的一小部分(最多只有约20-30％)。

GFK-锚栓的一个优点在于，该锚栓能够承受很高的拉力和因此非常适合于隧道壁或者坑道壁的反向锚固(Rueckverankerung)。在事后的隧道横截面或者坑道横截面扩大的情况下，所述塑料制锚杆的低抗压强度和低抗剪强度被证明是有益的。用于原来隧道或者坑道的岩石固定的所述锚杆然后插在需被移走的岩石中，且在横截面扩大时由于其低抗剪强度而比较容易被隧道掘进机或者采掘机拆毁而不会损坏设备本身。

发明内容

本发明的目的就是提供一种自钻式锚栓组件，该锚栓组件能够在其锚栓部件的机械负荷尽可能小的情况下进行安装，并且在其塑料制锚杆与所述功能件之间具有能够承受高拉力和扭矩的牢固的连接。

根据本发明，所述目的通过开头所述种类的锚栓组件得以实现，在该锚栓组件中所述钻头的外径比所述锚杆在所述连接部段处的外径大最高20％，特别是最高10％，和/或最高10mm。特别优选所述钻头的直径比所述锚杆的直径大最高8mm，特别是最高6mm。

由于钻头与锚杆之间的该微小的直径差，在安装所述锚栓时生成一个容积仅仅略微大于所述锚杆所需的容积的钻孔。因此为了使所述锚栓组件与围绕该锚栓组件的基础相连结，仅仅需要少量的填充材料。通过最小化钻孔尺寸，此外还降低了钻孔费用以及在插入或者安装所述自钻式锚栓组件时的所述锚栓组件的机械负载，尤其是关于所述需要传递的扭矩。

为了总体提高在插入所述自钻式锚栓组件时的可传递的扭矩，可以在具有至少权利要求1前序部分的特征的锚栓组件中设置一个套筒，该套筒在锚杆的连接部段的区域内包围所述锚杆，其中所述钻头的外径大于所述套筒的外径。但特别优选的是，所述钻头的外径比所述套筒的外径大最多6mm，特别是大最多3mm。

优选地，所述套筒通过压配合(Presspassung，过盈配合)被固定在所述锚杆上。其一这样的压配合为将所述套筒永久地固定在所述锚杆上提供了加工工艺简单的可能性，其二为了实现通过所述套筒加强钻头与锚杆之间的连接，套筒与锚杆之间的至少基本上无间隙的配合是必不可少的。作为选择，当然所述套筒也可以以任何其他的适合的方式和方法被固定在所述锚杆上。

一般情况下所述套筒具有最大为2mm的壁厚，特别是最大为1mm。通过使用壁厚这样薄的所述套筒，一般情况下不必再使用比对于每次所使用的锚杆来说绝对必要的更大的钻头。同时这个壁厚足以能够安全承受沿切线方向封闭的所述套筒中出现的圆周切线拉应力。