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Verfahren zur Herstellung eines Hohlmastes aus Stahlbeton durch Schleuderguss
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlmastes aus Stahlbeton durch
Schleuderguss, bei welchem das Betongemisch durch die Fliehkraft innerhalb einer Gussform unter Frei- lassung eines längsverlaufenden Hohlraumes verteilt wird.
Es ist bekannt, Maste für elektrische Leitungen, Strassenbeleuchtungen, Stromführungen für elektri- sche Bahnen wie Strassenbahnen od. dgl. aus Eisenbeton mit Hilfe der Zentrifugalkraft herzustellen. Diese
Methode besteht darin, dass eine geeignete Menge von Zementmasse in eine zylindrische oder konische oder auch in eine sonstige, im Schnitt kreisrunde, zur Drehachse koaxiale Form eingebracht wird, in der das zur Festigung des Betons nötige Rundeisen käfigartig eingesetzt ist, wobei die Form um ihre Achse in eine rasche Drehung versetzt wird, um die Zementmasse gleichmässig um die Innenwände der Form zu verteilen. Diese Drehung wird so lange fortgesetzt, bis die Zementmasse eine genügende Härte aufweist.
Die so hergestellten Zementmaste weisen einen längsverlaufenden zentralen Hohlraum auf, der im
Schnitt kreisrund ist und konzentrisch mit der Achse verläuft, um die die Form in rasche Umdrehung versetzt wird.
Die bekannte Herstellungsmethode ist weit verbreitet und gewährt grosse industrielle und technische Vorteile, weil sie die Herstellung solcher Maste erlaubt, die die grösste mechanische Festigkeit aufweisen. In diesen Masten ist die Zementmasse gleichmässig um deren Achse verteilt und daher ist ihre Wandstärke in allen Querschnitten in Umfangsrichtung gleichbleibend.
Diese regelmässige Verteilung der Zementmasse entspricht aber oft nicht den Besonderheiten der Anforderungen, die an derartige Maste gestellt werden. In weitaus den meisten Fällen sind diese Maste auf Biegung beansprucht, u. zw. in einer im vorhinein voraussehbaren Richtung. Beispielsweise sind an den Enden dieser Maste Stützarme für Lampen, elektrische Leitungen od. dgl. angeordnet, oder die Leitungen und Kabel sind quer über die Strasse zugverankert.
Diese Maste sind aber nicht nur auf Biegung, sondern auch auf Drehung beansprucht, was durch Eiseneinlagen in der Zementmasse ausgeglichen wird, wogegen die Zementmasse die reine Druckbeanspruchung allein trägt.
Da diese bekannten Maste in jedem ihrer Querschnitte in Umf ngsrichtung eine gleichbleibende Wandstärke aufweisen, ist keine Gewähr dafür geboten, dass die druckbeanspruchten Zonen des Mastes auch mit den verdrehungsbeanspruchten Zonen zusammenfallen.
Man findet daher in diesen durch Zentrifugation hergestellten Masten, die in einer vorbekannten Richtung auf Biegung beansprucht sind, eine Verteilung der Zementmasse, die mit der für die Beanspruchung benötigten Verteilung der Zementmasse nicht übereinstimmt.
Zweck vorliegender Erfindung ist es nun, die technischen Vorteile der Herstellung von Zementmasten durch Zentrifugation beizubehalten, dabei aber die Zementmasse entsprechend der auf den Mast wirkenden Beanspruchung zu verteilen.
Es ist nun auch ein Verfahren zur Herstellung von Betonrohren mit achsparallelen Erzeugenden mittels einer Schleuderform bekanntgeworden, deren Drehachse nicht mit der Schwerachse des fertigen Rohres zusammenfällt, sondern im Abstand von letzterer und parallel zu ihr verläuft. Ein solches Rohr wäre bei einer einem Mast entsprechenden Länge keinesfalls als ein auf Biegung beanspruchter Hohlmast ver-
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besteht nun darin, dass die die Aussenform des Mastes ergebende Gussform um eine Achse gedreht wird, i die mit einer durch die Flächenschwerpunkte der Querschnittsflächen des Formhohlraumes verlaufenden
Achse einen spitzen Winkel einschliesst.
Durch zweckentsprechende Verteilung der Armierung werden von letzterer die in der Zugzone auf- tretenden Zugspannungen aufgenommen.
Da die Drehachse nicht mit der Schwerachse des Mastes zusammenfällt, ergeben sich in der Druck- zone grössere Betonquerschnitte als in der Zugzone, die sich entsprechend der Biegungsbeanspruchung zu- folge der Lage der Drehachse im spitzen Winkel zu der durch die Flächenschwerpunkte der Querschnitts- flächen des Formhohlraumes gegebenen Achse stetig ändern, so dass der Mast bei hinreichender Biegefe- stigkeit mit grösster Gewichts- und Betonersparnis hergestellt werden kann. Dabei verjüngt sich auch der
Querschnitt des Formhohlraumes vom unteren zum oberen Mastende.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen eingehend beschrieben, doch soll sie durch die dargestellten Ausführungsbeispiele keineswegs darauf beschränkt bleiben.
Fig. 1 zeigt im Schaubild einen typischen Mast in Eisenbeton, der in einer vorbekannten Richtung auf
Druck beansprucht ist, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausführung nach Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil dieses Mastes, Fig. 4 in geometrischer Projektion einen Horizontalschnitt durch die Ze- mentmasse des Pfeilers nach der Ebene und der Richtung 4a - 4a und 4e - 4e in Fig. 3, die Fig. 5 und 6 zeigen in mehreren Querschnitten andere Möglichkeiten des erfindungsgemässen Mastes und die Fig. 7 und
8 im Querschnitt zwei Beispiele von Formen zur Herstellung eines Mastes gemäss Fig. 1 - 4.
Angenommen z. B., dass gemäss Fig. 1 ein Mast 10 für einen Zugdraht 11 zum Befestigen einer durch die Luft geführten elektrischen Leitung 12 für eine Eisen- oder Strassenbahn 13 od. ähnl. Verwendung finden soll (Befestigung von Strassenbeleuchtungen, Stützarmen, Überlandleitungen), so ist es klar, dass dieser Mast einer Biegungsbeanspruchung S durch den Zugdraht 11 unterworfen ist. Daher haben die ein- zelden teille eine Tendenz, sich iJ Zugrichtung zu bewegen, und die entsprechenden einander gegen- überliegenden Seiten des Querschnitts sind auf Druck oder Zug beansprucht, was durch die Pfeile C und T angedeutet ist.
Um einen dieser Beanspruchung angepassten Mast herzustellen-eine der häufigsten Verwendungsar- ten in der Praxis - muss man das Material, etwa wie in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt, verteilen. In dem auf Zug beanspruchten Teil ist eine geringere Zementmasse 10'vorgesehen als in dem auf Druck beanspruchten Teil 10", wogegen die Eisenarmaturen 15 im Teil 10'dichter angeordnet sind als im druck- beanspruchten Teil 10".
Es ist leicht einzusehen, dass die Menge der Zementmasse in dem auf Druck beanspruchten Teil 10" durch die Berechnung des Pfeilers bestimmt wird. Wenn der Mast, der der Verbiegungsbeanspruchung wi- derstehen soll, in dem auf Druck beanspruchten Teil 10" eine bestimmte Zementmasse besitzt, würde ein in bekannter Weise hergestellter Mast überall die gleiche Wandstärke um die Längshöhlung 16 auf- weisen, wodurch eine erheblich grössere Materialmenge erforderlich wäre als bei einer Ausführung nach den Fig. 2 und 4, was offensichtlich einen Mast bedeutend grösseren Gewichts, verbunden mit erheblichen
Mehrkosten, ergibt.
Gleicherweise können erfindungsgemäss Maste mit kreisförmigem Querschnitt angefertigt werden, deren Querschnittsmittelpunkte in bezug auf die Längshöhlung 21 zunehmend exzentrisch angeordnet sind, wie dies mit der Ziffer 20 in Fig. 5 angedeutet ist, wo die Eisenarmaturen 23 auf der zugbeanspruchten
Seite verdichtet sind. Nach der Erfindung können auch im Schnitt rechteckige Maste hergestellt werden (Fig. 6).
Wie beispielsweise in den Fig. 7 und 8 dargestellt, können Maste nach Fig. 2 (und mit entsprechender Anpassung verschiedene andere in Betracht kommende Mastformen) dadurch hergestellt werden, dass die in die Formen 30 bzw. 30'eingebrachte Zementmasse zentrifugiert wird, wobei die Innenseite dieser Formen die Aussenseite des herzustellenden Mastes bildet. Diese Formen werden um eine mit der Längshöhlung 16 identischen Achse in rasche Umdrehung versetzt, wodurch die Längshöhlung 16 entsteht. Die Drehachse muss dabei keineswegs identisch sein mit der Achse des Umrisses der Form, so dass z. B. Maste gemäss Fig. 4, 5 und 6 hergestellt werden können.
Nach dem Ausbildungsbeispiel in Fig. 7 ist die Form 30 in eine zylindrische Hülse 31 eingeschlossen, wobei die Rotationsachse mit der Achse der zylindrischen Hülse 31 zusammenfällt. Der Raum zwischen der Form 30 und der zylindrischen Hülse 31 wird mit Zement oder einer sonstigen, gleiches spezifisches
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