DE2641776B2 - Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern - Google Patents
Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in BohrlöchernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels
2-Komponenten-Klebern, bestehend vorzugsweise aus einer mit Harz und zugehörigem Harter gefüllten,
zerstörbaren Außenhülle, wobei Harz und Härter durch eine Innenhülle oder Trennwand getrennt sein
können.
Es ist bekannt, Ankerstangen in einem Bohrloch mittels 2-Komponenten-KIebern zu befestigen. Bei
der gebräuchlichen Technik werden ein Polyester-Harz, zumeist in Mischung mit Füllstoff und davon
getrennt der Härter, zumeist ebenfalls in Mischung mit Füllstoff, in einer Patrone in das Bohrloch eingeführt.
Die Trennung zwischen Harz und Härter kann bereits dadurch bewirkt sein, daß der Härter als gepreßte
Masse als Stab oder Granulat in das Harz eingebettet ist.
Die Patrone wird durch Einführen der Ankerstange in das Bohrloch zerstört und der Patroneninhalt durch
Rotieren der Ankerstange im Bohrloch vermischt. Für diese Befestigungtechnik der Ankerstangen sind verschiedene
Ausführungsformen an Patronen bekanntgeworden.
ίο Es ist eine Patrone bekannt, bei der Harz und Füllstoff
in einen Glasbehälter eingeschlossen sind. Dieser Glasbehälter enthält einen zweiten Glasbehälter, in
dem sich der Härter befindet. Diese Patrone hat sich in der Praxis gut bewährt. Sie weist jedoch einige
Nachteile auf. Die Glasbehälter können auf dem Transport zerbrechen. Durch Glassplitter einer unabsichtlich
zerbrochenen Patrone besteht erhebliche Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal, wobei
es darüber hinaus zu Hautverätzungen durch auslaufendes Harz kommen kann. Weiterhin besteht die Gefahr,
daß die Glaspatrone schon beim Einbringen in das Bohrloch vorzeitig zerstört wird, wenn das Bohrloch
in sich eine Krümmung aufweist.
Bei einer neuartigen Ankersetztechnik mittels spe-
2ϊ zieller Maschinen ist es zudem notwendig, daß die Patronen
mittels Preßluft über einen leicht gekrümmten Schlauch in das Bohrloch eingebricht werden kann.
Da ein Glasbehälter in den normalen Abmessungen für Harzpatronen von 50 bis 1000 mm Länge und von
jo 0,3 bis 0,8 mm Wandstärke keinerlei Flexibilität aufweist,
können Patronen aus Glas bei dieser neuen vorteilhaften Technik nicht verwendet werden.
Um einige der genannten Nachteile der Patrone aus Glas auszuschalten, wurden Patronen aus Plastik-
j-, schlauchfolien entwickelt. Allen verschiedenen Ausführungformen
dieser Harzpatronenart ist gemeinsam, daß die Außenhülle eine Schlauchfolie aus Polymermaterial ist. Der Härter befindet sich entweder
in einem weiteren Plastikschlauch innerhalb der
w Patrone oder Harz und Härter·. ;erden nebeneinander
in die Patrone eingebracht. Bei letzterer Ausgestaltung bildet sich an der Grenzfläche zwischen Harz und
Härter eine Trennschicht aus polymerisiertem Kunststoff, der eine weitere Reaktion von Harz und Härter
η verhindert.
Bei allen Ausführungsformen von Patronen aus Schlauchfolie ist es sehr schwierig, den Patronen z. B.
durch ausreichende Füllung eine ausreichende Steifigkeit zu geben, die ein müheloses Einbringen in
,η Bohrlöcher ermöglicht. Dies hat dazu geführt, daß
man derartigen Patronen ein zusätzliches kostenaufwendiges Versteifungskorsett aus Kunststoff übergezogen
hat.
Beim Setzen der Ankerstange tritt bei Verwendung
-,-, von Schlauchfolien überdies häufig der sogenannte »Handschuhfingereffekt« auf, das heißt durch unvollständiges
Zerstören der Schlauchfolie bildet sich zwischen Kunstharzmörtel und Bohrlochwand eine
Trennschicht aus unzerstörtem Folienmaterial, die die
W) Haftung der Ankerstange im Bohrloch erheblich verringern
kann.
Bei einer anderen bekannten Ausführung der Harzpatrone, bei der das Hüllenmaterial aus Polyamidfolie
besteht, wird der Härter in einem Glasrohr
hr, im Inneren der Patrone aufbewahrt. Bei dieser Patrone
besteht die Gefahr, daß beim Transport oder bei unsachgemäßem Behandeln das Härterröhrchen
zerbricht und die Außenfolie zerstört wird. Auch da-
durch ist, wie bei der Patrone aus Glas, Verletzungsund
Verschmutzungsgefahr gegeben.
Alle Klebpatronen aus Plaßtikschlauchfolien weisen weiter den Nachteil auf, daß, vor allem bei der
gebräuchlichen Verwendung von ungesättigten Polyester-Harzen als Harzkomponente, Styrol durch die
Folie nach außen diffundiert. Dabei verlieren die Patronen an Steifigkeit, und zum anderen besteht die
Gefahr einer Belästigung des Bedienungspersonals durch Styroidämpfe. Bei Lagerung größerer Mengen
dieser Patronen ist nicht auszuschließen, daß sich ein explosibles Styrol/Luftgemisch in den Lagerbehältnissen
ansammelt.
Patronen aus Schlauchfolie und aus Glas sind durchlässig gegenüber ultravioletter Strahlung. Dadurch
wird die Lagerzeit der Patronen erheblich vermindert, denn durch die UV-Strahlung werden Polymerisationsprozesse
im ungesättigten Polyesterharz ausgelöst. Für die Befestigung von Ankerstangen steht
dann nicht mehr genügend reaktionsfähiges Harz zur Verfügung.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Harzpatronen zu vermeiden und eine
Patrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels 2-Komponenten-Klebern, bestehend
vorzugsweise aus einer mit einem Polyester-Harz und zugehörigem Härter gefüllten, zerstörbaren Außenhülle,
bei der Harz und Härter durch eine Trennwand oder Innenhülle voneinander getrennt sein können,
zu finden, die leicht zerstörbar, aber nicht leicht zerbrechlich bei Transport und Handhabung ist, sowie
ausreichend flexibel ist, um maschinell setzbar zu sein, dabei aber genügend Steifigkeit hat, damit kein zusätzliches
Gerüst benötigt wird, und die außerdem lichtundurchlässig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenhülle der Patrone aus einem extrudierbarem
mit Füllmittel versetztem elastomeren und/oder polymeren Kunststoff besteht.
Erfindungsgemäße Patronen besitzen eine ausreichende Flexibilität, so daß die Patronen in einer Länge
von z. B. 200 bis 1500 mm eine ausreichende Durchbiegung aufweisen, um für Ankersetzautomaten verwendbar
zu sein. Ein weiterer Vorteil dieser Patrone ist, daß das Wandmaterial völlig styrolundurchlässig
ist. Verbunden mit Lichtundurchlässigkeit gewährleistet diese Patrone eine nahezu unbegrenzte Lagerfähigkeit.
Durch die hohe Festigkeit des Außenmaterials der Patrone wird die Gefahr, daß Patronen beim
Transport - vor allem im rauhen Bau- und Bergbau-Betrieb - zerstört werden, vermindert, dadurch werden
Verletzungen und Verschmutzungen des Bedienungspersonals vermieden.
Bedingt durch die günstigen Verarbeitungseigenschaften des Hüllenmaterials ist es möglich, eine besonders
vorteilhafte Patronenform in einem Stück zu extrudieren. Bei dieser Ausführungsform wird im Inneren
der Patrone das Härterröhrchen oder eine Trennwand zugleich mit der Außenhülle in entsprechenden
Abmessungen extrudiert.
Die Mischungen für die Herstellung der Außenhülle lassen sich bei etwa 160 bis 270° extrudieren
und sind beispielsweise folgendermaßen zusammengesetzt:
1. 70% Steinkohle, 25% polymere Kunststoffe, z. B. Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymere
aus Äthylen oder Propylen, und 5% Gleitmittel, z. B. Wi:hs oder öl.
2. 70% Kokspulver, 25% eines polymeren Kunststoffes, z. B, Polyäthylen und 5% elastomeren
Kunststoff, z. B. Kautschuk in Pulver- oder Latexform.
3. 60% Braunkohle, 30% polymerer Kunststoff, z. B. Polypropylen und 10% elastomerer Kunststoff,
z. B. Mischpolymerisat aus Butadien unr1 Styrol oder Acrylnitril oder Polyisobutylen.
4. 80% Steinkohle, 18% Polyamidgranulat und 2% ίο Weichmacher-Öl.
5. 75% Gesteinsmehl, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polyäthylen und 5% Weichmacher Öl, z. B.
Rizinusöl.
6. 70% Kreide, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polypropylen und 10% Wachs.
7. 35% Kohle, 35% Gesteinsmehl oder Kreide, 20% polymerer Kunststoff, z. B. Polyäthylen,
5% elastomerer Kunststoff und 5% Weichmacher-Öl, z. B. Mineralöl.
jo Die angegebenen Beispiele stellen eine Auswahl
der möglichen Rezepturen dar. ">urch Variation der Materiaikomponenicn können fur den jeweiligen
Verwendungszweck geeignete Patronen hergestellt werden. Eine Patrone aus diesem Werkstoff kann im
Bohrloch leicht von der Ankerstange zerstört werden. Die Patronen haben eine für die Zerstörung günstige
Sprödigkeit, sind aber aufgrund ihrer Zusammensetzung erheblich elastischer als Glas.
Damit die Mischungen mit Hilfe einer Strangpresse
κι zu elastischen, aber auch ausreichend spröden Rohren
verpreßt werden, soll der Gehalt an Feststoffen in der Mischung mindestens 50 bis 80 Gew.-9c und die
Wandstärke der Außenhülle 0,5 bis 2 mm. vorzugsweise 0,8 bis 1,2 mm, betragen.
r, Die Biegsamkeit wird an einem Rohr von 24 mm Gesamtdurchmesser und 1,1 mm Wandstärke durch
Auflegen dieses Rohres auf scharfkantige, im Abstand von 300 mm aufgestellte Lager und Belasten dieses
Rohres in der Mitte mit einem Gewicht von 5 kg bestimmt. Damit die Außenhülle eine günstige Elastizität
besitzt, soll die Durchbiegung des Rohres bei die-S-JiTi
Test etwa 10 bis 15 mm betragen.
Die erforderliche Sprödigkeit wird durch Auflegen von ständig ansteigenden Gewichten auf die Rohr-
D mitte bestimmt. Dabei soll das Testrohr bei Erreichen
eines Gewichtes von etwa 8 bis 10 kg durchbrechen. Die erfindungsgemäße Patrone und ihre Funktion
wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In den
>o Fig. 1, 3, 4 und 5 sind Patronen unterschiedlicher
Ausgestaltung schematisch dargestellt;
Fig. 2 zeigt eine mit Hilfe der Patrone im Bohrloch befestigte Ankerstange.
Jn Fig. 1 ist eine Patrone 1, deren Außenhülle 2
-,--, aus einem der vorstehend beschriebenen Materialien
hergestellt ist urd eine Wandstärke voii 0,3 mm und
eine Länge von 500 mm sowie einen Durchmesser von 28 mm besitzt Die Hülle ist mit einem Gemisch aus
7 Teilen Gesteinsmehl und 3 Teilen ungesättigtem
mi Polyesterharz gefüllt. In diese Füllung ist ein Glasrohr
als Härterhülle 3 mit dem Härter, bestehend aus Gips und Bezoylperoxid, eingebracht. Das Glasrohr 3 hat
einen Gesamtdurchmesser von 5 mm und eine Länge von 400 mm. Die Klebpatrone 1 wird an beiden En-
h--, den mit einem Verschluß 4 versehen, z. B. mit Kitt
verschlossen.
Diese Patrone 1 wird gemäß Fig. 2 in eim Bohrloch 5 mit einem Durchmesser von 32 mm eineefiihri
und durch eine anschließend drehend eingeführte Ankerstange
6 von 24 mm Durchmesser zerstört. Der vermischte Patroneninhalt wurde nach Aushärtung
durch Aufschneiden des Bohrlochs 5 und der Ankerstange 6 näher untersucht:
Das Material der Außenhülle 2 war zu kleinsten Teilchen zerstückelt worden. Die Vermischung von
Harz und Härter war vollständig erfolgt und ein homogener Kunststoff körper 7 gebildet worden, der fest
an der Wandung des Bohrlochs 5 haftete. Bei einer auf die gleiche Weise eingebrachten Ankerstange 6
wurde versucht, diese aus dem Bohrloch 5 herauszuziehen. Bei einer Belastung von 27,5 t riß die Ankerstange
6 am Bohrlochmund ab. Ein Lösen des Verbundes Kunstharz/Bohrlcchwand war nicht möglich.
Bei den in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Patronen 1 handelt es sich um solche, bei denen die Außen-
dem gleichen Material bestehen und in einem Arbeitsgang extrudiert worden sind.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die Außenhülle der erfindungsgemäßen Patrone aus einem Material
gefertigt ist, das extrudierbar ist, so daß sich die Herstellung der Patronenhülle 2 oder gegebenenfalls
auch gleichzeitig der Innenhülle 3 oder der Trennwand 8 maschinell durchführen läßt, wobei ein endloses
Patronenrohr entsteht, das nur auf die jeweils gewünschte Länge geschnitten und nach Füllung an den
Enden mit Stopfen, aufgeschweißten Deckeln oder dergleichen verschlossen werden muß. Von großem
Vorteil ist die Lichtundurchlässigkeil der Patronenhülle, da sie eine nahezu unbegrenzte Lagerfähigkeit
der gefüllten Patrone bewirkt. Schließlich ist ein wichtiger Vorteil der Patrone die genau abgestimmte EIa-
> stizität der Außenhülle, die ihre Handhabung und Einführung in ein Bohrloch über gekrümmte Rohre
ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Patrone ist demgemäß entscheidend charakterisiert durch das ermittelte Mate-
|f rial für die Außenhülle 2. Im übrigen kann sie sämtliche
konstruktiven Merkmale einer bekannten Patrone aufweisen. Die Hülle kann mit Härter, z. B. im Gemisch
mit Füllstoff, und dieses Gemisch in trockener oder in Pastenform, eingefüllt sein, und das Harz in
i"' einem beliebigen Behälter, z. B. einem Glasrohr, gegebenenfalls
im Gemisch mit Füllstoff, in den Härter eingebettet sein.
Harz rriit oder ohr,c Füüs'oif ··"·' lJ ·'·■" ™-·· oder
ohne Füllstoff können auch nebeneinander ohne be-
-'" sondere Trennwände in der Hülle 2 untergebracht sein. Schließlich kann der Härter mit oder ohne
Trennwand in das Harzeingebettet sein, z. B. in einem Glasrohr oder einem separat extrudierten Rohr, oder
als sogenannter Härterstab in gepreßter Form, als Pa-
-'· ste oder als Granula', z. B. in nicht mit Füllstoff versetztem,
also klarsichtigem Harz.
Anteile der Komponenten Harz und Härter können andere 2-Komponenten-Systeme in die Hülle 2
eingefüllt sein. z. B. auf der Basis Polyoie-Isocyanate
in oder Formaldebyde-Toluylsu'fonsäure.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Harzpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern mittels 2-Komponenten-Klebern,
bestehend vorzugsweise aus einer mit Harz und zugehörigem Härter gefüllten, zerstörbaren
Außenhülle, wobei Harz und Härter durch eine Innenhülle oder Trennwand getrennt sein können,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (2) der Patrone aus einem extrudierbarem
mit Füllmittel versetztem elastomeren und/oder polymeren Kunststoff besteht.
2. Patrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle (2) gemeinsam mit
einer Innenhülle (3) oder einer Trennwand (8) extrudiert ist.
3. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllmittel für das extrudierbare
Material aufgemahlener Brennstoff dient.
4. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ai£ Füllmittel für das exirudierbare
Material anorganische Gesteinsmehle dienen.
5. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als polymerer Kunststoff für das
extrudierbare Material Polyäthylen oder Polypropylen dient.
6. Patione nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als elastomere Kunststoffe für das extrudierbare Material Kautschuk in Pulverform
od.: als Latex dient.
7. Patrone nach Anspruch 1 bis 2. dadurch gekennzeichnet, dab als elastomere Kunststoffe für
das extrudieibare Material ein Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol üient.
8. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastomere Kunststoffe ein
Mischpolymerisat aus Butadien und Acrylnitril dient.
9. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastomere Kunststoffe ein
Mischpolymerisat aus Polyisobutylen dient.
10. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß dem extrudierbaren Material ein Gleitmittel, z. B. Wachs oder öl, zugesetzt ist.
11. Patrone nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
daß dem extrudierbaren Material ein Weichmacheröl zugesetzt ist.
Priority Applications (8)
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| DE2641776A DE2641776C3 (de) | 1976-09-17 | 1976-09-17 | Klebstoffpatrone zum Befestigen von Ankerstangen in Bohrlöchern |
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