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Spannvorrichtung für die Bewehrungsdrähte (Bewehrungsseile) von Stahlbetonteilen
Es ist bekannt, dass bei Herstellung von vorgespanntem Beton oder andern Konstruktionen Bewehrungsdrähte oder Seile aus hochwertigem Material verwendet werden, die gespannt und in gespanntem Zustand verankert werden, wodurch sie dem so hergestellten Bauteil eine dauernde Vorspannung verleihen.
Die Bewehrungsdrähte oder Seile werden, vorzugsweise zu einem Bündel vereinigt, gemeinsam gespannt.
Die Verankerungselemente und Spannvorrichtungen sollen billig in der Herstellung sein und verlässlich arbeiten. Das Spannen soll möglichst einfach und rasch erfolgen. Insbesondere soll die Spannvorrichtung imstande sein, ein ganzes Bündel mit einer möglichst grossen Zahl von Drähten gleichzeitig zu spannen.
Bei manchen Systemen dient die Verankerung gleichzeitig als Spannvorrichtung. Diese Systeme eignen sich nicht für die Anwendung grosser Spannkräfte. Hiezu dienen hydraulische Spannvorrichtungen mit separaten Verankerungseinrichtungen. Hydraulische Spannvorrichtungen bestehen in der Regel aus einem Hohlzylinder mit einem Kolben, in welchem ein kleinerer Druckkolben zum Eindrücken des Kegels der Verankerung eingebaut ist. Die zu spannenden Drähte werden vorzugsweise in keilförmigen Haltern am Umfange des Zylinders gehalten.
Bei den bekannten hydraulischenspannvorrichtungen werden zwei oder drei Arbeitsgänge hydraulisch betätigt. Das erfordert ein besonderes Steuerorgan mit mehreren Zufuhrleitungen zur Spannvorrichtung, die in den meist an Raummangel leidenden Arbeitsstätten die Arbeit behindern und in erhöhtem Masse der Gefahr der Beschädigung ausgesetzt sind. Ausserdem ist eine Spannvorrichtung mit zwei oder mehreren Zufuhrleitungen kompliziert, teuer in der Herstellung und wenig verlässlich.
Ein weiteres Problem ist die Befestigung der zu spannenden Drähte am Kopfe des Arbeitszylinders.
Die Drähte werden üblicherweise durch keilförmige Einlagen festgehalten, die durch Hammerschlag eingetrieben werden. Bei der Spannoperation werden die haltenden Teile des Zylinders so beansprucht, dass ihre Lebensdauer kurz ist. Ausserdem ist die Zahl der Drähte, die gehalten werden können, begrenzt, da die haltenden Teile eine gewisse Stärke aufweisen müssen. Das Lösen der aufgespannten und verankerten Drähte erfolgt entweder durch Hammerschlag oder durch Ruckbewegung des Kolbens. Die notwendigen Manipulationen mit der Spannvorrichtung erfordern mehrere Arbeitskräfte.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Spannvorrichtung, welche die eben angeführten Mängel vermeidet. Sie bezieht sich auf jene bekannte Type, deren hydraulischer Zylinder einen Kopf mit keilförmigen Nuten für die zu spannenden Drähte und dessen Kolben im Vorderteil eine hydraulisch betätigte Einrichtung aufweist, welche die Bewehrungsdrähte zwischen einem Konus und einer konisch ausgebohrten Hülse festklemmt.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass im Zylinder ein gegen die Druckmittelzuleitung offener Hohlkolben geführt ist, der am andern Ende geschlossen ist, dass der so gebildete Druckraum über ein Drosselventil mit der hydraulischen Einrichtung für das Festklemmen der Bewehrungsdrähte zwischen dem Verankerungskegel und der Hülse verbunden ist und dass in die Keilnuten
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des Zylinderkopfes paarweise Klemmbacken mit Rillen für die Verankerung der Bewehrungsdrähte eingelegt sind, die durch einer axial verschiebbaren, von einem hydraulischen Zylinder betätigten Druckkörper gegen die Bewehrungsdrähte zur Wirkung gebracht werden. Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung enthalt einen hohlen Kolben, der egen die Druckmittelzuleitung offen, am andern Ende geschlossen ist.
Auf diesem Ende ist der Innenraum des Kolbens über ein Drosselventil mit der hydraulischen Einrichtung für das Eindrücken des Kegels in die Verankerungshülse verbunden. Eine einzige Zufuhrleitung der Druckflüssigkeit mündet gegen den Innenraum des Kolbens und kann durch ein Drosselventil auch mit der hydraulischen Einrichtung zum Festhalten der Drähte am Kopfe des Zylinders verbunden werden. Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung benötigt kein Steuerorgan, da die Drosselventile für die Verteilung der Druckflüssigkeit genügen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt in der Gestaltung der Einrichtung zum Festhalten und Klemmen der Drähte während der Spannoperation. Die Rillen der Klemmbacken haben in der Richtung der zu klemmenden Bewehrungsdrähte die Form einer flachen Welle und bilden im Querschnitt zu den Bewehrungsdrähten zwei im stumpfen Winkel zueinander geneigte Ebenen oder flache Bögen. Diese Ausbildung der Klemmbacken gewährleistet, dass alle Drähte fest und gleichmässig genlemmt und auch gespannt werden, wobei alle durch Erzeugungstoleranzen entstandenen Unterschiede ausgeglichen werden. Bei der Spannoperation entsteht zwischen den Drähten und Klemmbacken keine mit Reibung verbundene Bewegung, die zu einer Beschädigung der Backen oder der Drähte führen könnte.
Die Automatisierung der Vorrichtung ermöglicht ihre einfache Aufhängung in einem Punkte und ihre Ausrichtung in beliebige Lagen. Die Arbeitsgänge vollziehen sich rasch und einfach. Für die Bedienung genügt ein Arbeiter. Wegen der einfachen Gestaltung hat die Einrichtung zum Klemmen der zu spannenden Drähte eine lange Lebensdauer bei grosser Betriebssicherheit.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Fig. 1 - 4 der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Spannvorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht des Vorderteiles der Spannvorrichtung und zeigt, wie die zu spannenden Drähte in die keilförmigen Klemmbacken eingeführt werden, Fig. 3 zeigt als Einzelheit die keilförmigen Klemmbacken, Fig. 4 veranschaulicht die Wirkung der die Spanndrähte gegeneinander drückenden Kräfte.
Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 1, in dem ein Hohlkolben 2 gelagert ist. Im Hohlkolben 2 ist eine hydraulische Einrichtung, nämlich ein Druckkolben 5 eingebaut, dessen Aufgabe es ist, nach beendetem Spannen der Drähte 8 einen Verankerungskegel 23 derart in eine Verankerungshülse 25 zwischen die Drähte 8 zu pressen, dass sie in gespannter Lage verankert bleiben.
Der Zylinder 1 trägt an seinem offenen Ende einen Kopf 4, an dessen Umfang Keilnuten 24 ausgebildet sind. In die Keilnuten 24 sind keilförmige Klemmbacken 3 eingelegt, zwischen welche jeweils zwei bis vier Drähte 8 eingebracht werden. Die Klemmflächen der Klemmbacken 3 sind als Rillen 26 gestaltet.
Jede Rille 26 wird durch zwei Ebenen 28,29 gebildet, die miteinander einen solchen Winkel bilden, dass die Drähte entlang diesen Ebenen in eine Lage gleiten, in der sie sich wie Fig. 4 zeigt, aneinanderdrücken, wodurch ein gleichmässiges Festklemmen der beiden Drähte 8 in den Klemmrillen 26 der Klemmbacken 3 gewährleistet ist. Die einen entsprechenden Winkel zum Gleiten der Drähte 8 in der Querrichtung bildenden zwei Ebenen können, wie Fig. 4 links zeigt, durch einen Bogen 30 ersetzt werden, der gleichfalls die Bedingungen erfüllen muss, dass die Drähte 8 so lange in der Querrichtung gleiten, bis sie aneinandergepresst werden. Die Rillen 26 haben in der Richtung der zu klemmenden Drähte die Form einer flachen Welle 27 (Fig. 3).
Das anfängliche Festklemmen der Drähte 8 in den Klemmbacken 3 wird mit einem Druckkörper 11 erzielt, der durch einen hydraulischen Zylinder 9 oder mechanisch gegen die Stirnflächen der Klemm backen 3 gedrückt wird.
Das Öffnen der Klemmbacken 3 wird unter anderem, wie noch weiter beschrieben, auch dadurch erzielt, dass die Klemmbacken 3 durch eine Feder oder ein Verbindungsstück 15 mit dem Druckkörper 11 elastisch oder fest verbunden sind. Der Druckkörper 11 wird elastisch oder zwangsweise durch die Feder oder das Verbindungsstück 15as an einem Bestandteil des Zylinders 1 verankert ist, in die Ausgangslage zurückgebracht.
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doch kann man auch nureinen Draht 8 einlegen. Damit sich die Drähte aus den geöffneten Klemmbacken 3 nicht lösen können, werden sie mit einem am Druckkörper 11 angebrachten Stift oder Schieber 10 gesichert. Zum leichteren Öffnen der Klemmbacken 3 nach erfolgter Spannung der Drähte 8 trägt die wellenförmige Ausgestaltung
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der Rillen 26 bei.
Die Drähte 8 werden nach dem Festklemmen entsprechend der Wellenlinie 27 gewellt.
Es werden so auf den Drähten 8 gewissermassen federnde Bögen gebildet, die durch ihre elastische Verformung nach Aufhören des Druckes die Klemmbacken 3 zu öffnen helfen. Die erfindungsgemässe Spannvorrichtung wird hydraulisch durch eine Hand- oder Motorpumpe betätigt. Beim dargestellten hydraulischen System wird die Spannvorrichtung nur durch eine einzige Zuleitung aus der Pumpe gespeist und es werden trotzdem alle nötigen Operationen in der erforderlichen Reihenfolge ausgeführt, nämlich das Füllen des Raumes zwischen dem Zylinder 1 und dem Hohlkolben 2, ferner das Zurückdrücken des Kolbens 5 und Anpressen der Klemmbacken 3 mit Hilfe des Zylinders 9.
Aus der am Ölgefäss 18 angeordneten Pumpe 17 wird die Flüssigkeit in einen z. B. am Gefäss 18 angeordneten, würfelförmigen Behälter 19 befördert, der ein Drosselventil 21 enthält, durch das die Druckflüssigkeit nach erfolgter Spannung der Drähte 8 in das Gefäss 18 zurückgeführt wird. Auf dem Behälter 19 kann ein Reduktionsventil 20, mit dem der Höchstdruck gesichert wird, und ein Manometer 22 vorgesehen sein. Aus dem Behalter 19 wird die Druckflüssigkeit durch ein einziges Rohr oder einen biegsamen Schlauch 16 in die Spannvorrichtung geführt. Vor ihrem Eintritt in das gewöhnliche am Zylinder
1 angeordnete Drosselventil 6 wird die Druckflüssigkeit unmittelbar in den Presszylinder 9 geführt, durch welchen der Druckkörper 11 und dadurch auch die Klemmbacken 3 festgepresst werden.
Das Spannen der Drähte geht folgendermassen vor sich :
Die Spannvorrichtung wird an das Drahtbündel 8 angelegt, das durch die Verankerungshülse 25 hindurchgezogen und durch den Kegel 23 gesichert wird. Die Drähte 8 werden in die Rillen 26 der geöffneten Klemmbacken 3 eingelegt, und in der eingeschobenen Lage durch Stifte 10 gesichert. Wenn alle Drähte in die einzelnen Klemmbacken eingelegt sind, wird der Pumpenmotor 17 eingeschaltet. Dadurch gelangt die Druckflüssigkeit über den Behälter 19 bei geschlossenem Drosselventil 21 in den Druckzylinder 9. Es schliessen sich die Klemmbacken 3 wobei das Drosselventil 6 und das Drosselventil 7 geschlossen sind. Hierauf wird das Drosselventil 6 allmählich geöffnet, wodurch der Raum zwischen dem Zylinder 1 und dem Hohlkolben 2 gefüllt wird. Der Fuss des Hohlkolbens 2 stützt sich gegen die Verankerungshülse 25.
Es bewegt sich daher der Zylinder 1 und mit ihm auch der Kopf 4 mit den Klemmbacken 3, die Drähte 8 werden aus der Hülse 25 gezogen und somit gespannt.
Ist die erforderliche Spannung erreicht, so wird das Drosselventil 7 allmählich geöffnet, wodurch der Flüssigkeitsraum zwischen dem Zylinder 1 und dem Hohlkolben 2 mit dem Raum vor dem Druckkolben 5 verbunden wird, der den Kegel 23 zwischen die Drähte 8 in der Verankerungshülse 25 drückt. Dabei sinkt der Druck zwischen dem Zylinder 1 und dem Hohlkolben 2 nicht, da durch die Pumpe 17 ständig Flüssigkeit nachgefüllt und der Druck durch das Reduktionsventil 28 auf der geforderten Höhe erhalten wird. Durch Öffnen des Drosselventils 21 wird die Flüssigkeit nach beendigtem Spannen und Zurückziehen des Kegels 23 aus allen Arbeitsräumen 1, 2,9 und aus dem Raum vor dem Kolben 5 ausgelassen.
Dann wird die Spannvorrichtung von den gespannten Drähten abgenommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spannvorrichtung für die Bewehrungsdrähte (Bewehrungsseile) von Stahlbetonteilen mit einem hydraulischen Zylinder, der einen Kopf mit keilförmigen Nuten für die zu spannenden Drähte und dessen Kolben im Vorderteil eine hydraulisch betätigte Einrichtung aufweist, welche die Bewehrungsdrähte zwischen einem Konus und einer konisch ausgebohrten Hülse festklemmt, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinder (1) ein gegen die Druckmittelzuleitung (16) offener Hohlkolben (2) geführt ist, der am andern Ende geschlossen ist, dass der so gebildete Druckraum über ein Drosselventil (7) mit der hydraulischen Einrichtung (5) für das Festklemmen der Bewehrungsdrähte zwischen dem Verankerungskegel (23) und der Hülse (25) verbunden ist und dass in die Keilnuten (24) des Zylinderkopfes (4) paarweise Klemmbacken (3)
mit Rillen (26) für die Verankerung der Bewehrungsdrähte eingelegt sind, die durch einen axialverschiebbaren, von einem hydraulischen Zylinder (9) betätigten Druckkörper (11) gegen die Bewehrungdrähte zur Wirkung gebracht werden.