CH710018A2 - Betonschraubpfahl sowie Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betonschraubpfahl, umfassend einen zylindrischen Schaft (2) aus Beton mit einer sich in axialer Richtung durch diesen erstreckenden zentralen Öffnung (3). Die Aussenfläche des Schafts (2) weist eine Rippe auf, die schraubenförmig über diese Aussenfläche verläuft und dabei ein Aussengewinde bildet. Die zentrale Öffnung (3) weist einen gleichmässigen, nicht-kreisrunden Querschnitt auf, zur Ermöglichung eines rotatorischen Formschlusses mit einem Eindrehwerkzeug (5). Die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) weisen im Querschnitt gesehen mehrere sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen (6) auf, deren seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich radial nach aussen erstreckenden Fläche (9) gebildet sind. Auch weisen diese Begrenzungen im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über ihren Umfang verteilten Stellen Bereiche (8) auf, in denen ihre radiale Erstreckung (S1, S2) in Gewindeeindrehrichtung (R) abnimmt. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der zentralen Öffnung (8) wird es möglich, bei gattungsgemässen Betonschraubpfählen durch eine geeignete Ausbildung der in diese einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs (5) eine radiale Selbstzentrierung des Eindrehwerkzeugs (5) in der zentralen Öffnung (3) zu erzielen.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betonschraubpfahl, ein Set umfassend einen solchen Betonschraubpfahl und ein Eindrehwerkzeug für den Betonschraubpfahl sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Betonschraubpfahls gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

[0002] Betonschraubpfähle kommen heute zunehmend bei der Erstellung von Fundationen in Gebieten zum Einsatz, in denen die oberflächennahen Bodenschichten nur eine geringe Tragfähigkeit aufweisen. Im Gegensatz zu Rammpfählen weisen sie den Vorteil auf, dass sie erschütterungsfrei und ohne starke Lärmemissionen in den Boden eingebracht werden können. Zudem weisen sie eine grössere Tragfähigkeit auf als Rammpfähle vergleichbarer Dimensionierung.

[0003] Aus EP 0 127 221 A1 sind gattungsgemässe Betonschraubpfähle bekannt, welche mit einer ihre zentrale Öffnung durchsetzenden Antriebsstange angetrieben und in den Boden geschraubt werden. Damit die Antriebsstange problemlos in die zentrale Öffnung des jeweiligen Betonschraubpfahls eingeführt werden kann, muss ein radiales Spiel zwischen den Begrenzungen der zentralen Öffnung und dem Antriebsdorn vorhanden sein, welches mit zunehmender Länge des Betonschraubpfahls zunehmend grösser sein muss.

[0004] Dabei kommt es bei den heute bekannten Betonschraubpfählen mit zunehmender Länge je nach Querschnittsform der zentralen Öffnung zu verschiedenen Problemen:

[0005] Bei als gleichmässige Vielecke ausgebildeten oder solchen angenäherten Querschnittsformen der zentralen Öffnung, z.B. bei als gleichmässiger Innensechskant ausgebildeten zentralen Öffnungen, kommt es mit zunehmendem radialen Spiel zu zunehmenden radialen Spreizkräften, was das übertragbare Antriebsmoment reduziert bzw. grosse Wandstärken, aufwendige Armierungen und/oder die Verwendung eines entsprechenden Stahlprofils zur Bildung der zentralen Öffnung erforderlich macht, mit entsprechenden Nachteilen bezüglich des Transportgewichts und der Fertigungskosten.

[0006] Weist die zentrale Öffnung hingegen eine Querschnittsform auf, bei welcher die Übertragung des Drehmoments vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl durch im Wesentlichen senkrechte Einleitung von Druckkräften in sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Flächen der Begrenzungen der zentralen Öffnung erfolgt, kommt es mit zunehmendem radialen Spiel zu einer zunehmend schlechteren Zentrierung des Antriebsdorns im Betonschraubpfahl, was unerwünscht ist, weil dies zu einer ungleichmässigen Einleitung der Antriebskraft in den Betonschraubpfahl führt.

[0007] Es stellt sich deshalb die Aufgabe, technische Lösungen zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen oder zumindest teilweise vermeiden.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

[0009] Gemäss diesen betrifft ein erster Aspekt der Erfindung einen Betonschraubpfahl, bevorzugterweise zur Erstellung einer Fundation, z.B. für ein Gebäude oder eine Brücke. Der Betonschraubpfahl weist einen zylindrischen Schaft aus Beton auf, durch welchen sich in axialer Richtung eine zentrale Öffnung hindurch erstreckt.

[0010] An seinem Aussenumfang weist der Schaft zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung eine oder mehrere Rippen auf, welche schraubenförmig über seine Aussenfläche verlaufen und dabei ein eingängiges oder mehrgängiges Aussengewinde bilden. Die Steigung des von den Rippen gebildeten Gewindes ist bevorzugterweise gleichmässig.

[0011] Die zentrale Öffnung weist über ihre gesamte Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässigen, nichtkreisrunden Querschnitt auf, wodurch sie einen rotatorischen Formschluss mit einem Eindrehwerkzeug zwecks Übertragung eines Drehmoments auf den Betonschraubpfahl um dessen Längsachse herum in einer bestimmungsgemässen Gewindeeindrehrichtung ermöglicht.

[0012] Die Begrenzungen der zentralen Öffnung weisen im Querschnitt gesehen mehrere sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen auf, deren entgegen der bestimmungsgemässen Gewindeeindrehrichtung gerichtete seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen, zur Einleitung einer im Wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche verlaufende Druckkraft mit dem Eindrehwerkzeug in diese Fläche für die Übertragung des Drehmoments in Gewindeeindrehrichtung vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl. Diese Vertiefungen sind bevorzugterweise identisch ausgebildet und mit Vorteil gleichmässig über den Umfang der zentralen Öffnung verteilt.

[0013] Weiter weisen die Begrenzungen der zentralen Öffnung im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über ihren Umfang verteilten Stellen Bereiche auf, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung von ihrem Zentrum gesehen in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, und zwar bevorzugterweise stufenlos und gleichmässig.

[0014] Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der zentralen Öffnung wird es möglich, bei gattungsgemässen Betonschraubpfählen durch eine geeignete Ausbildung der in diese einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs eine radiale Selbstzentrierung des Eindrehwerkzeugs in der zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls beim bestimmungsgemässen Einschrauben zu erzielen.

[0015] Bevorzugterweise liegen die Bereiche, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, in den sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen. Hierdurch wird es möglich, die Selbstzentrierung des Eindrehwerkzeugs über dieselben Konturen des Eindrehwerkzeugs zu erzielen, welche auch der Übertragung der Antriebskraft dienen, so dass einfache und kostengünstig herstellbare Eindrehwerkzeug-Geometrien möglich werden.

[0016] Dabei ist es weiter von Vorteil, dass die Bereiche, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, jeweils an die seitliche Begrenzung der Vertiefungen angrenzen, welche von der sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche gebildet ist oder diese Fläche aufweist. Hierdurch wird die umfangsmässige Erstreckung der sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen durch die darin angeordneten Bereiche, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, praktisch nicht beeinflusst.

[0017] Weiter ist es bevorzugt, dass die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen gleichmässig über den Umfang der zentralen Öffnung verteilt sind. Hierdurch kann eine umfangsmässig gleichmässige Einleitung der Antriebskräfte in den Betonschraubpfahl erreicht werden.

[0018] Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die Begrenzungen der zentralen Öffnung im Querschnitt gesehen genau zwei, mit Vorteil identisch ausgebildete, sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen aufweisen. Hierdurch wird eine definierte und gleichmässige Belastung der die Antriebskräfte übertragenden Flächen der Begrenzungen der zentralen Öffnung begünstigt.

[0019] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Betonschraubpfahls erstreckt sich das von den Rippen gebildete Aussengewinde im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schafts, wobei an den Enden des Betonschraubpfahls kurze gewindefreie Bereiche vorliegen können, z.B. in Form von umlaufenden Metallringen, die der Verbindbarkeit des Betonschraubpfahls mit weiteren Bauteilen, insbesondere mit einer Bohrspitze oder identischen Betonschraubpfählen dienen können. Derartige Betonschraubpfähle, bei denen der Schaft praktisch über seine gesamte Länge mit dem Gewinde überzogen ist, weisen im bestimmungsgemäss eingebauten Zustand eine besonders hohe Tragfähigkeit auf.

[0020] Die Begrenzungen der zentralen Öffnung sind bevorzugterweise aus Beton gebildet, z.B. indem sie bei der Herstellung des Betonschraubpfahls mittels eines Formkerns ausgeformt wurden. Derartige Betonschraubpfähle weisen gegenüber Ausführungsformen, bei denen die Begrenzungen der zentralen Öffnung durch ein in den Betonschraubpfahl einbetoniertes Metallprofil gebildet werden, einen deutlichen Kostenvorteil auf.

[0021] Die das Gewinde bildenden Rippen am Schaft des Betonschraubpfahls sind ebenfalls bevorzugterweise aus Beton gebildet, z.B. indem sie bei der Herstellung des Betonschraubpfahls mittels einer Aussenform ausgeformt wurden. Derartige Betonschraubpfähle weisen gegenüber Ausführungsformen, bei denen diese Rippen durch einbetonierte Metallelemente gebildet werden, einen deutlichen Kostenvorteil auf. Zudem besteht hier nicht die Gefahr, dass es beim installierten Betonschraubpfahl mit der Zeit zu einem schleichenden Tragfähigkeitsverlust durch korrosive Zerstörung der Gewinderippen kommt.

[0022] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Betonschraubpfahls weisen die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen im Querschnitt gesehen jeweils eine in radialer Richtung verlaufende Symmetrieachse auf. Derartige Betonschraubpfähle können mit dem gleichen Eindrehwerkzeug wahlweise mit dem einen oder mit dem anderen Ende voraus eingedreht werden und bei Bedarf auch wieder herausgedreht werden.

[0023] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Set umfassend einen Betonschraubpfahl gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung und ein Eindrehwerkzeug zum bestimmungsgemässen Eindrehen desselben, z.B. in den Erdboden.

[0024] Das Eindrehwerkzeug weist einen zylindrischen Schaft auf, welcher an seiner Aussenflache, bevorzugterweise über seine gesamte Länge, in axialer Richtung verlaufende und sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckende Vorsprünge trägt, die durch axiales Einschieben des Eindrehwerkzeugs in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls in den radial sich nach aussen erstreckenden Vertiefungen der Begrenzungen der zentralen Öffnung angeordnet werden können, derart, dass mit ihnen unter einer Rotation des Eindrehwerkzeugs in Gewindeeindrehrichtung eine im Wesentlichen senkrecht zu den im Wesentlichen radial nach aussen sich erstreckenden Flächen der Vertiefungen verlaufende Druckkraft in diese Flächen eingeleitet werden kann, zur Übertragung eines Drehmoments um die Längsachse des Betonschraubpfahls herum vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl.

[0025] Dabei ist das Eindrehwerkzeug derartig ausgebildet, dass es mit radialem und rotatorischem Spiel in axialer Richtung in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls eingeführt werden kann und dass bei einem anschliessenden Verdrehen des eingeführten Eindrehwerkzeugs in Einschraubrichtung das rotatorische Spiel durch Inkontaktbringen der Vorsprünge des Eindrehwerkzeugs mit den sich radial nach aussen erstreckenden Flächen der entgegen der Gewindeeindrehrichtung gerichtete seitlichen Begrenzungen der Vertiefungen aufgehoben wird und das radiale Spiel durch eine Annäherung von radialen Begrenzungen des Eindrehwerkzeugs an die Begrenzungen der zentralen Öffnung in den Bereichen, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, verringert oder aufgehoben wird.

[0026] Durch die erfindungsgemässe Ausbildung von Betonschraubpfahl und Eindrehwerkzeug kann das Eindrehwerkzeug mit ausreichendem Spiel problemlos in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls eingeführt werden und zentriert sich beim anschliessenden Eindrehen des Betonschraubpfahls selbsttätig gegenüber dem Betonschraubpfahl, ohne dass dieser mit nennenswerten radialen Spreizkräften beaufschlagt wird.

[0027] Dabei ist es weiter bevorzugt, dass der Betonschraubpfahl und das Eindrehwerkzeug derartig ausgebildet sind, dass das radiale Spiel durch eine Annäherung der radialen Begrenzungen der Vorsprünge des Eindrehwerkzeugs an in den Vertiefungen angeordnete Bereiche der Begrenzungen der zentralen Öffnung, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindrehrichtung bevorzugterweise stufenlos abnimmt, verringert oder aufgehoben wird. Hierdurch wird es möglich, die Selbstzentrierung des Eindrehwerkzeugs über dieselben Konturen des Eindrehwerkzeugs zu erzielen, welche auch der Übertragung der Antriebskraft dienen, wodurch einfache und kostengünstig herstellbare Eindrehwerkzeug-Geometrien möglich sind.

[0028] Weiter ist es bevorzugt, dass der Betonschraubpfahl und das Eindrehwerkzeug derartig ausgebildet sind, dass sich das Eindrehwerkzeug im bestimmungsgemäss in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls eingeführten Zustand über die gesamte Länge der zentralen Öffnung erstreckt. Hierdurch wird eine Krafteinleitung in den Betonschraubpfahl über die gesamte Länge der zentralen Öffnung möglich.

[0029] Weisen die sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckenden Vorsprünge des Eindrehwerkzeugs jeweils einen im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf, wobei die schrägen Seiten der Trapezform sich entlang von durch das Zentrum des Eindrehwerkzeugs verlaufenden Radiallinien erstrecken, so ergibt sich bei entsprechender Ausgestaltung der Begrenzungen der zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls eine besonderes vorteilhafte Krafteinleitung in den Betonschraubpfahl. Auch ergibt sich dann die Möglichkeit, den Betonschraubpfahl mit dem Eindrehwerkzeug wahlweise mit dem einen oder dem anderen Ende voraus einzudrehen sowie diesen bei Bedarf auch wieder herauszudrehen.

[0030] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonschraubpfahls gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung.

[0031] Bei dem Verfahren wird ein Formkern zur Formung der zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls, dessen formgebenden Flächen zumindest teilweise von einer Schicht aus einem kompressiblen Material gebildet sind, welches auf einer starren Tragstruktur des Formkerns angeordnet ist, zentrisch in einer Aussenform zur Formung der Aussenfläche des Betonschraubpfahls angeordnet, wodurch ein Raum zwischen den formgebenden Flächen der Aussenform und den formgebenden Flächen des Formkerns gebildet wird. Dieser Raum wird sodann mit Beton ausgegossen und der Beton ausgehärtet, wodurch der Betonschraubpfahl entsteht. Die Aussenform wird sodann entfernt und der Formkern wird in axialer Richtung aus der mittels diesem geformten zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls herausgezogen.

[0032] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich auch relative lange erfindungsgemässe Betonschraubpfähle in hervorragender Qualität im Formgiessverfahren herstellen.

[0033] Bevorzugterweise kommt ein Formkern zum Einsatz, dessen formgebende Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer gleichmässig dicken Schicht aus einem kompressiblen Material gebildet ist, bevorzugterweise mit einer Dicke zwischen 2 mm und 6 mm. Derartige Formkerne haben sich als besonders geeignet erwiesen.

[0034] Dabei hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, den Formkern dadurch zu bilden, dass eine starre Tragstruktur mit einer gewünschten Kontur teilweise oder vollständig mit einer Folie aus einem Kunststoff-Schaummaterial überzogen wird, bevorzugterweise mit einer PE-Schaumfolie.

[0035] Das Ausgiessen des zwischen der Aussenform und dem Formkern gebildeten Raums mit Beton erfolgt bevorzugterweise bei stehender Aussenform. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Raum vollständig mit Beton gefüllt wird.

[0036] Auch hat es sich für die Formung der Aussenfläche des Betonschraubpfahls als vorteilhaft erwiesen, eine umfangmässig geteilte Aussenform zu verwenden, weil hierdurch das Ausformen deutlich erleichtert wird.

[0037] Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Betonschraubpfahls; <tb>Fig. 2<SEP>einen Querschnitt durch den Betonschraubpfahl aus Fig. 1 entlang der Linie A–A in Fig. 1 ; <tb>Fig. 3<SEP>eine Darstellung wie Fig. 2 jedoch mit einem in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls eingesetzten Antriebsgestänge; <tb>Fig. 4<SEP>das Detail X aus Fig. 3 ; <tb>Fig. 5<SEP>eine Darstellung wie Fig. 4 beim Antreiben des Betonschraubpfahls mittels des Antriebsgestänges; <tb>Fig. 6<SEP>einen Längsschnitt durch eine mit Beton gefüllte Form zur Herstellung des Betonschraubpfahls aus Fig. 1 ; und <tb>Fig. 7<SEP>einen Querschnitt entlang der Linie B–B in Fig. 6 .

[0038] Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Betonschraubpfahl 1 zur Erstellung einer Fundation in der Seitenansicht. Der Betonschraubpfahl 1 weist eine Länge von 8 m und einen Durchmesser von 55 cm auf.

[0039] Wie in Zusammenschau mit Fig. 2 , welche einen Querschnitt durch den Betonschraubpfahl 1 aus Fig. 1 entlang der Linie A–A in Fig. 1 zeigt, zu erkennen ist, weist der Betonschraubpfahl 1 einen zylindrischen Schaft 2 aus Beton auf, welcher in axialer Richtung von einer zentralen Öffnung 3 durchsetzt ist. Am äusseren Umfang des Schafts 2 ist im Wesentlichen über die gesamte axiale Erstreckung des Betonschraubpfahls eine Rippe 4 angeordnet, welche schraubenförmig um den Schaft 2 herum verläuft und dabei ein eingängiges Aussengewinde mit gleichmässiger Steigung bildet. In den Fig. 2 , 3 und 7 ist diese Rippe 4 zur Vereinfachung der Illustration nicht geschnitten dargestellt.

[0040] Wie insbesondere in weiterer Zusammenschau mit Fig. 3 ersichtlich ist, welche eine Darstellung wie Fig. 2 jedoch mit einem in die zentrale Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 eingesetzten Antriebsgestänge 5 zum Antrieb des Betonschraubpfahls 1 zeigt, weist die zentrale Öffnung 3 über ihre gesamte Erstreckung einen gleichmässigen nicht-kreisrunden Querschnitt auf, so dass über sie ein rotatorischer Formschluss mit einem Eindrehwerkzeug, im vorliegenden Fall in Form des Antriebsgestänges 5, hergestellt werden kann, zwecks Übertragung eines Drehmoments um die Längsachse des Betonschraubpfahls 1 herum in der bestimmungsgemässer Gewindeeindrehrichtung R des Betonschraubpfahls 1 auf denselben.

[0041] Hierzu bilden die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 im Querschnitt gesehen eine kreisrunde Durchgangsbohrung, von welcher sich gleichmässig über ihren Umfang verteilt, d.h. jeweils um 180° am Umfang versetzt, zwei Vertiefungen 6 radial nach aussen erstrecken. Die Vertiefungen 6 weisen im Querschnitt gesehen jeweils eine in radialer Richtung verlaufende Symmetrieachse Z auf und ihre seitlichen Begrenzungen sind jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckenden Fläche 9 gebildet.

[0042] Das Antriebsgestänge 5 weist einem zylindrischen Schaft 10 auf, welcher an seiner Aussenfläche über seine gesamte Länge und gleichmässig über seinen Umfang verteilt, d.h. jeweils um 180° am Umfang versetzt, zwei in axialer Richtung verlaufende und sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckende Vorsprünge 11 trägt, die in die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen 6 in den Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 eingreifen. Die Vorsprünge 11 des Antriebsgestänges 5 sind im Querschnitt gesehen jeweils im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet, wobei die schrägen Seiten der Trapezform sich entlang von durch das Zentrum des Antriebsgestänges 5 verlaufenden Radiallinien erstrecken.

[0043] Wie bei einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 4 und 5 erkennbar ist, von denen Fig. 4 eine Situation direkt nach dem Einführen des Antriebsgestänges 5 in die zentrale Öffnung 3 und Fig. 5 eine Situation beim bestimmungsgemässen Antreiben des Betonschraubpfahls 1 mittels des Antriebsgestänges 5 zeigt, ist das Antriebsgestänge 5 dabei derartig dimensioniert, dass es mit radialem und rotatorischem Spiel in die zentrale Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 eingeführt werden kann (siehe Fig. 4 ). Wird das Antriebsgestänge 5 anschliessend rotiert zum bestimmungsgemässen Antreiben des Betonschraubpfahls 1, so verdreht es sich in der zentralen Öffnung 3 bis das rotatorische Spiel durch Anschlagen der Vorsprünge 11 an die sich radial nach aussen erstreckenden Flächen 9 der entgegen der Gewindeeindrehrichtung R gerichteten seitlichen Begrenzungen der Vertiefungen 6 aufgehoben ist (siehe Fig. 5 ). Sodann erfolgt die Übertragung des Antriebsdrehmoments vom Antriebsgestänge 5 auf den Betonschraubpfahl 1 durch Einleitung von im Wesentlichen senkrecht zu diesen Fläche 9 verlaufenden Druckkräften F mit den Vorsprüngen 11 des Antriebsgestänges 5 in diese Flächen 9.

[0044] Wie weiter aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, bilden die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 im Querschnitt gesehen in den Vertiefungen 6 jeweils angrenzend an die jeweiligen seitlichen Begrenzungen der jeweiligen Vertiefung 6 Bereiche 8, in denen die radiale Erstreckung S1, S2 der zentralen Öffnung 3 in Gewindeeindrehrichtung R gleichmässig und stufenlos abnimmt (die radiale Erstreckung S1 ist grösser als die radiale Erstreckung S2, welche in Gewindeeindrehrichtung R auf S1 folgt).

[0045] Hierdurch ergibt sich, ausgehend von der in Fig. 4 dargestellten Situation, beim Verdrehen des Antriebsgestänges 5 in Gewindeeindrehrichtung R in die in Fig. 5 dargestellte Situation der Effekt, dass das radiale Spiel durch eine Annäherung der äusseren radialen Begrenzungen 12 der Vorsprünge 11 des Antriebsgestänges 5 an die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 in den Bereichen 8, in denen die radiale Erstreckung S1, S2 der zentralen Öffnung 3 in Gewindeeindrehrichtung R abnimmt, verringert bzw. aufgehoben wird. Hierdurch wird eine automatische radiale Zentrierung des Antriebsgestänges 5 in der zentralen Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 erreicht.

[0046] Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine mit Beton gefüllte Form bei der Herstellung des Betonschraubpfahls aus Fig. 1 .

[0047] Wie in Zusammenschau mit Fig. 7 zu erkennen ist, welche einen Querschnitt durch die Form entlang der Linie B–B in Fig. 6 zeigt, besteht die Form aus einer umfangsmässig zweigeteilten Aussenform 13a, 13b zur Formung der Aussenflache 2, 4 des Betonschraubpfahls 1, einem einteiligen Formkern 14 zur Formung der zentralen Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 sowie einer Deckelplatte 17 und einer Bodenplatte 18.

[0048] Der Formkern 14 ist im Zentrum der Aussenform 13a, 13b angeordnet und wird dort von der Deckelplatte 17 und einer Bodenplatte 18 gehalten. Der zwischen der Aussenform 13a, 13b dem Formkern 14, der Bodenplatte 18 und der Deckelplatte 17 gebildeten Raum ist mit Beton 7 gefüllt, welcher nach dem Aushärten und dem anschliessenden Entfernen der Formteile 13a, 13b, 14, 17, 18 den erfindungsgemässen Betonschraubpfahl 1 bildet.

[0049] Der Formkern 14 besteht aus einer starren Tragstruktur 16, deren Aussenseite mit einer PE-Schaumfolie 15 mit einer unkomprimierten Dicke von 4 mm überzogen ist. Auf diese Weise ist die formgebenden Aussenflache des Formkerns 14 von einer gleichmässig dicken Schicht 15 aus einem kompressiblen Material gebildet, wodurch das Entfernen des Formkerns 14 in axialer Richtung aus der mittels diesem geformten zentralen Öffnung 3 des fertiggestellten Betonschraubpfahls 1 erleichtert bzw. bei langen Betonschraubpfählen 1 überhaupt ermöglicht.

[0050] Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Patentansprüche ausgeführt werden kann.

Claims (18)

1. Betonschraubpfahl (1), insbesondere zur Erstellung einer Fundation, umfassend einen zylindrischen Schaft (2) aus Beton mit einer sich in axialer Richtung durch diesen erstreckenden zentralen Öffnung (3), wobei die Aussenflache des Schafts (2) zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung eine oder mehrere Rippen (4) aufweist, die schraubenförmig über diese Aussenfläche verlaufen und dabei ein eingängiges oder mehrgängiges Aussengewinde bilden, insbesondere mit gleichmässiger Steigung, wobei die zentrale Öffnung (3) über ihre gesamte Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässigen, nicht-kreisrunden Querschnitt aufweist, zur Ermöglichung eines rotatorischen Formschlusses mit einem Eindrehwerkzeug (5) zwecks Übertragung eines Drehmoments um die Längsachse (X) des Betonschraubpfahls (1) herum in Gewindeeindrehrichtung (R) auf den Betonschraubpfahl (1), wobei die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) im Querschnitt gesehen mehrere, insbesondere identische, sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen (6) aufweisen, deren entgegen der Gewindeeindrehrichtung (R) gerichtete seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche (9) gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen, zur Einleitung einer im Wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche verlaufende Druckkraft (F) mit dem Eindrehwerkzeug (5) in diese Fläche (9) zwecks Übertragung des Drehmoments in Gewindeeindrehrichtung (R) vom Eindrehwerkzeug (5) auf den Betonschraubpfahl (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über ihren Umfang verteilten Stellen Bereiche (8) aufweisen, in denen ihre radiale Erstreckung (S1, S2) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt.

2. Betonschraubpfahl (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (8), in denen die radiale Erstreckung (S1, S2) der zentralen Öffnung (3) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt, in den sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen (6) liegen.

3. Betonschraubpfahl (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (8), in denen die radiale Erstreckung (S1, S2) der zentralen Öffnung (3) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt, jeweils an die seitlichen Begrenzung der jeweiligen Vertiefung (6) angrenzen, welche von der sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche (9) gebildet ist oder diese Fläche aufweist.

4. Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen (6) gleichmässig über den Umfang der zentralen Öffnung (3) verteilt sind.

5. Betonschraubpfahl (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) im Querschnitt gesehen genau zwei, insbesondere identisch ausgebildete, sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen (6) aufweisen, welche insbesondere gleichmässig über ihren Umfang verteilt angeordnet sind.

6. Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das von den Rippen (4) gebildete Aussengewinde im Wesentlichen über die gesamte Länge des Schafts (2) erstreckt.

7. Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) aus Beton gebildet sind.

8. Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das Gewinde bildenden Rippen (4) aus Beton gebildet sind.

9. Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen (6) im Querschnitt gesehen jeweils eine in radialer Richtung verlaufende Symmetrieachse (Z) aufweisen.

10. Set umfassend einen Betonschraubpfahl (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein Eindrehwerkzeug (5) mit einem zylindrischen Schaft (10), welcher an seiner Aussenflache, insbesondere über seine gesamte Länge, in axialer Richtung verlaufende und sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckende Vorsprünge (11) trägt, die durch axiales Einschieben des Eindrehwerkzeugs (5) in die zentrale Öffnung (3) des Betonschraubpfahls (1) in den radial sich nach aussen erstreckenden Vertiefungen (6) angeordnet werden können und mit denen unter einer Rotation des Eindrehwerkzeugs (5) in Gewindeeindrehrichtung (R) eine im Wesentlichen senkrecht zu den im Wesentlichen radial nach aussen sich erstreckenden Flächen (9) der Vertiefungen (6) verlaufende Druckkraft (F) in diese Flächen (9) eingeleitet werden kann, zur Übertragung eines Drehmoments um die Längsachse (X) des Betonschraubpfahls (1) herum in Gewindeeindrehrichtung (R) vom Eindrehwerkzeug (5) auf den Betonschraubpfahl (1), wobei das Eindrehwerkzeug (5) derartig ausgebildet ist, dass es mit radialem und rotatorischem Spiel in die zentrale Öffnung (3) des Betonschraubpfahls (1) eingeführt werden kann und dass bei einem anschliessenden Verdrehen des eingeführten Eindrehwerkzeugs (5) in Einschraubrichtung (R) das rotatorische Spiel durch Inkontaktbringen der Vorsprünge (11) des Eindrehwerkzeugs (5) mit den sich radial nach aussen erstreckenden Flächen (9) der entgegen der Gewindeeindrehrichtung (R) gerichteten seitlichen Begrenzungen der Vertiefungen (6) aufgehoben wird und das radiale Spiel durch eine Annäherung von radialen Begrenzungen (12) des Eindrehwerkzeugs (5) an die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) in den Bereichen (8), in denen die radiale Erstreckung (S1, S2) der zentralen Öffnung (3) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt, verringert oder aufgehoben wird.

11. Set nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betonschraubpfahl (1) und das Eindrehwerkzeug (5) derartig ausgebildet sind, dass das radiale Spiel durch eine Annäherung der radialen Begrenzungen (12) der Vorsprünge (11) an in den Vertiefungen (6) angeordnete Bereiche (8) der Begrenzungen der zentralen Öffnung (3), in denen die radiale Erstreckung (S1, S2) der zentralen Öffnung (3) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt, verringert oder aufgehoben wird.

12. Set nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Eindrehwerkzeug (5) im bestimmungsgemäss in die zentrale Öffnung (3) des Betonschraubpfahls (1) eingeführten Zustand über die gesamte Länge der zentralen Öffnung (3) erstreckt.

13. Set nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckenden Vorsprünge (11) des Eindrehwerkzeugs (5) im Querschnitt gesehen jeweils im Wesentlichen trapezförmig ausgebildet sind, wobei die schrägen Seiten der Trapezform sich entlang von durch das Zentrum des Eindrehwerkzeugs (5) verlaufenden Radiallinien erstrecken.

14. Verfahren zur Herstellung eines Betonschraubpfahls (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen einer Aussenform (13a, 13b) zur Formung der Aussenflache (2, 4) des Betonschraubpfahls (1); b) Bereitstellen eines Formkerns (14) zur Formung der zentralen Öffnung (3) des Betonschraubpfahls (1); c) Anordnen des Formkerns (14) in der Aussenform (13a, 13b) unter Bildung eines Raums zwischen diesen; d) Ausgiessen des zwischen der Aussenform (13a, 13b) und dem Formkern (14) gebildeten Raums mit Beton (7); e) Aushärten des Betons (7) in dem zwischen der Aussenform (13a, 13b) und dem Formkern (14) gebildeten Raum; und f) Entfernen des Formkerns (14) in axialer Richtung aus der mittels diesem geformten zentralen Öffnung (3) des Betonschraubpfahls (1), wobei ein Formkern (14) bereitgestellt wird, dessen formgebende Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer Schicht (15) aus einem kompressiblen Material gebildet ist, welches auf einer starren Tragstruktur (16) des Formkerns (14) angeordnet ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkern (14) bereitgestellt wird, dessen formgebende Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer gleichmässig dicken Schicht (15) aus einem kompressiblen Material gebildet ist, insbesondere mit einer Dicke zwischen 2 mm und 6 mm.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung des Formkerns (14) eine starre Tragstruktur (16) mit einer gewünschten Kontur bereitgestellt wird und diese teilweise oder vollständig mit einer Folie (15) aus einem Kunststoff-Schaummaterial überzogen wird, insbesondere mit einer PE-Schaumfolie (15).

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgiessen des zwischen der Aussenform (13a, 13b) und dem Formkern (14) gebildeten Raums mit Beton (7) bei stehender Aussenform (13a, 13b) erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine insbesondere gleichmässig über ihren Umfang geteilte Aussenform (13a, 13b) bereitgestellt wird.