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Die
Erfindung betrifft einen Ausbau im Hoch- und Tiefbau, insbesondere
einen Ausbau unterirdischer Räume wie Tunnel und Stollen
oder Rohrleitungen im standfesten Gebirge.
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Besonders
häufig finden Befestiger im Tunnelausbau Anwendung. Dabei
ist zu unterscheiden zwischen den Tunneln im standfesten Gebirge
und im nicht standfesten Gebirge. Ein standfestes Gebirge bricht
nach dem Tunnelausbruch nicht ein. Dagegen wird bei einem nicht
standfesten Gebirge ein tragfähiger Ausbau des Tunnels
erforderlich, der das Gewicht des Gebirges teilweise aufnimmt. Im
nicht standfesten Gebirge ist sowohl ein Stahlausbau als auch ein
Betonausbau üblich. Es können auch Kombinationen
von Stahl und Beton Anwendung finden. Der Betonausbau kann wird
zumeist an der Baustelle gefertigt werden. Es sind auch Betonpaneele üblich, die
im Werk hergestellt und zur Baustelle transportiert werden.
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Im
standfesten Gebirge entfällt das Festigkeitsproblem.
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Es
verbleibt das Problem, wie eine Sicherung gegen herabfallende Steine
stattfindet. Das Problem wird üblicherweise mit Spritzbeton
gelöst. Dabei wird Beton gegen den Gebirgsausbruch gespritzt, der
dort erhärtet und eine schützende Haut bildet.
Als Spritzbetone bzw. Betone und Additive und Zuschläge
sowie Verstärkungseinlagen und als Werkzeuge kommen Werkzeuge
in Betracht, wie sie zum Beispiel in folgenden Druckschriften beschrieben
sind:
DE69910173T2 ,
DE69801995T2 ,
DE69721121T2 ,
DE69718705T2 ,
DE69701890T2 ,
DE69700205T2 ,
DE69418316T2 ,
DE69407418T2 ,
DE69403183T2 ,
DE69122267T2 ,
DE69118723T2 ,
DE69010067T2 ,
DE69006589T2 ,
DE60010252T2 ,
DE60001390T2 ,
DE29825081U1 ,
DE29824292U1 ,
DE29824278U1 ,
DE29818934U1 ,
DE29724212U1 ,
DE29718950U1 ,
DE29710362U1 ,
DE29812769U1 ,
DE19854476C2 ,
DE19854476A1 ,
DE19851913A1 ,
DE19838710C2 ,
DE19819660A1 ,
DE19819148C1 ,
DE19754446A1 ,
DE19746958C1 ,
DE19733029C2 ,
DE19652811A1 ,
DE19650330A1 .
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Ein
anderes Problem ist austretendes Gebirgswasser.
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Im
Winter friert das Wasser. Es besteht die Gefahr herab fallender
Eismassen. Dieser Gefahr wird üblicherweise mit einer Folienabdichtung
begegnet. Die Folienabdichtung leitet das Wasser ab. Zugleich wird
mit einer Wärmedämmung ein Frieren des Wassers
verhindert.
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Die
Folienabdichtung wird aus Folienbahnen zusammengesetzt.
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Die
Folienbahnen werden am Gebirgsausbruch überlappend verlegt,
so daß die Folienränder anschließend
miteinander verschweißt werden können. Vorzugsweise
wird beim Verschweißen eine Doppelnaht erzeugt. Es liegen
zwei Schweißnähte nebeneinander. Der Zwischenraum
läßt sich mit Luftdruck beaufschlagen. Bei geschlossenem
Zwischenraum kann von einer ausreichenden Dichtwirkung ausgegangen
werden, wenn der Druckabfall in dem Zwischenraum über eine
bestimmte Zeitdauer bestimmte Grenzen nicht überschreitet.
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Die
Befestigung der Folie erfolgt auf unterschiedliche Weise.
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Bei
geringen Festigkeitsanforderungen hat sich in der Vergangenheit
eine Folienbefestigung mit einem als Rondelle ausgebildeten Befestiger
aus Kunststoff durchgesetzt. Die Rondelle wird an das Gebirge oder
an eine erste, aufgetragene Spritzbetonschicht genagelt oder angeschossen.
Beim Anschießen werden die Rondellen nicht mit einem Hammer
oder dergleichen ins Gebirge geschlagen, sondern mittels einer Sprengpatrone
in das Gebirge oder in die erste aufgetragene Spritzbetonschicht
getrieben.
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Die
bekannten Rondellen sind zum Beispiel in der
DE-324400001 ,
DE4100902A1 ,
DE19519595A1 ,
DE8632994.4U1 ,
DE8701969.8U1 ,
DE20217044U1 dargestellt
und beschrieben. Die bekannten Rondellen sind mit der Folie verschweißt worden.
Als besonders günstig wurden Rondellen mit einer Sollbruchstelle
angesehen. Die Rondellen sollen bei einer Belastung der Folie an
der Sollbruchstelle zerbrechen. Die Festigkeit der Sollbruchstelle
liegt wesentlich unter der Folienfestigkeit. Dadurch bricht zuerst
die Rondelle, wenn auf die Folie ein übermäßiger
Zug ausgeübt wird. Das heißt, die Folienabdichtung
bleibt bei übermäßigem Zug in der Folie
unversehrt, während die Rondelle zerbricht.
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Die
Kunststoff-Rondellen sind jedoch nur dann geeignet, wenn bei der
Befestigung der Folien und einer geringe Kräfte entstehen.
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Insbesondere
in Tunneln kommen jedoch hohe Kräfte vor. In Eisenbahntunneln
wird von den durchfahrenden Zügen ein extremer Luftdruck
und anschließend ein extremer Saugzug erzeugt. Die Drücke
wirken auf extrem große Flächen, so daß Gesamtdrücke
entstehen, die eine ausreichend feste Verbindung des Tunnelausbaus
mit dem Gebirge erfordert. Die Drücke sind von der Fahrgeschwindigkeit der
Züge abhängig. Hochgeschwindigkeitszüge
erhöhen die Drücke noch einmal um ein Vielfaches
gegenüber normalen Eisenbahnen.
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Ähnliches
gilt für Kraftfahrzeugtunnel.
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Bei
solcher Belastung haben sich Rondellen aus Stahl als Befestiger
durchgesetzt, die mit Ankern im Gebirge gehalten werden. Die Rondellen
haben einen Durchmesser von etwa 150 mm und eine Dicke von 3 bis
4 Millimetern. Solche Rondellen besitzen ein große Festigkeit.
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Die
bekannten Anker haben Durchmesser von 12 oder 14 oder 16 oder 20
mm. Sie bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und sind gebirgsseitig
profiliert, um im Gebirge eine hohe Auszugfestigkeit zu entfalten.
Für die Anker werden entsprechende Bohrungen in das Gebirge
eingebracht. Anschließend werden die Anker mit einem Montagezement
oder anderen geeigneten Montagemitteln in den Bohrungen festgesetzt.
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Solche
Anker können im Unterschied zu der bekannten Nagelkonstruktion
richtig große Kräfte aufnehmen. Die Lasten werden
in das Gebirge geleitet. Mit den Ankern ist es deshalb möglich,
einen Tunnelausbau aufzubauen, der den Belastungen durchfahrender
Züge und durchfahrender Kraftfahrzeuge standhält.
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An
dem freien Ende sind die Anker mit einem Gewinde versehen, vorzugsweise
entsprechend dem Durchmesser mit metrischem Gewinde M12 oder M14
oder M16 oder M20. An dem gewindeseitigen Ende werden die Stahlrondellen
zwischen zwei Schrauben gehalten. Die Schrauben erlauben eine Einstellung
der Rondellen auf dem Anker.
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Die
Anker sind üblicherweise so lang, daß sie über
die Stahlrondellen hinaus in den Tunnel ragen. Das dient zur Befestigung
eines Drahtgitters als Rückhaltung beim Anspritzen des
Betons und zur Versteifung des Tunnelausbaus durch Verbindung mit
dem Gebirge.
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Beim
Anspritzen von Beton gegen eine Folie besteht die Gefahr, daß die
Folie den Beton abwirft bzw. der Beton nicht an der Folie haftet.
Dann ist es zweckmäßig, im Abstand vor der Folie
ein Drahtgitter oder dergleichen vorzusehen, das ein Herabfallen des
Betons verhindert.
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Das
Drahtgitter dient auch zur Armierung der Spritzbetonschicht.
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Auf
dem Anker kann auch ein Abstandshalter für das Drahtgitter
montiert werden. Bekannte Abstandshalter sind sternförmig
mit Stangen versehen, um das Drahtgitter möglichst großflächig
zu stützen.
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Bei
der bekannten Bauweise durchstoßen die Anker die Folie.
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Die
Folie wird dann zwischen den Stahl-Rondellen eingespannt.
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Von
den beiden Rondellen befindet sich eine Rondelle außenseitig
an der Folienabdichtung und die andere Rondelle innenseitig an der
Folienabdichtung.
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In
der Praxis zeigt sich, daß das Gebirgswasser an den Ankern
entlangläuft Dadurch stehen Anker und Rondellen unter entsprechender
Wasserbelastung. In jüngster Zeit ist erkannt worden, daß das Wasser
durch das Schraubengewinde von Rondellen und Anker dringt. Das Wasser
läuft dann auch durch die in der Folie entstandene Öffnung.
Es kommt zu Leckagen. Selbst eine tropfenweise Leckage führt
in entsprechender Zeit zu erheblichen Wassermengen. Das Wasser kann
an der Tunnelinnenseite austreten. Im Winter friert das eindringende
Wasser. Es bilden sich Eiszapfen, die spätestens bei eintretendem
Tauwetter herunterfallen und eine schlimme Unfallgefahr bilden.
Außerdem kann das Eis erhebliche Zerstörung am
Tunnelausbau verursachen.
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Um
das Eindringen von Wasser am Gewinde der Rondelle zu verhindern,
ist es bekannt, in die Durchtrittsöffnung der Rondelle
einen Gummiring einzusetzen. Der Gummiring hat allerdings nur eine sehr
beschränkte Wirkung, weil er nicht ausreichend in die Gewindegänge
des Ankers greifen kann. Es ist zwar bekannt, den Gummiring gewindeseitig
mit Noppen zu versehen, die besser zwischen die Gewindegänge
greifen sollen als ein glatter Ring. Das bewirkt allerdings immer
noch keine ausreichende Dichtung.
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Im übrigen
ist es bekannt, den Tunnel innen mit einer Isolierung zu versehen,
um eine Eisbildung zu verhindern.
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Nach
einem älteren Vorschlag wird die bessere Abdichtung dadurch
erreicht, daß die Wasserführung am Anker unterbrochen
wird.
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Insbesondere
ist vorgesehen, daß die wasserführenden Gewinde
der Anker vor der Folienabdichtung enden. Dabei können
auch anders geformte Befestiger als Rondellen zur Anwendung kommen. Deshalb
wird im Folgenden von Befestigern im Allgemeinen und von Rondellen
im Besonderen gesprochen.
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Anders
als bei den bekannten Rondellen ist bei den neuen Befestigern vorzugsweise
keine Durchdringung des außenseitigen Befestigers vorgesehen.
Das soll ein Eindringen des Ankers in den Befestiger nicht ausschließen.
Entscheidend ist, daß der Befestiger ohne Durchtrittsöffnung
ist.
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Die
Verbindung des außenseitigen Befestigers mit dem Anker
wird ohne Durchtrittsöffnung möglich. Wahlweise
erfolgt das mit einem Stutzen. Der Stutzen oder eine stutzenartige
Verdickung ist wahlweise an dem außenseitigen Befestiger
angeformt. Vorzugsweise wird der Stutzen außenseitig an dem
Befestiger angeschweißt oder in sonstiger Weise befestigt
ist.
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Zum
Anker hin besitzt der Stutzen vorzugsweise ein als Gewindeloch ausgebildetes
Sackloch.
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Der
mit dem Stutzen einteilige Befestiger kann zum Beispiel als Formteil
gegossen werden.
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Vorzugsweise
ist der Befestiger aber mehrteilig.
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In
der mehrteiligen Form kommen verschiedene Ausführungen
in Betracht. Zum Beispiel kann der Stutzen ein mit Innengewinde
versehenes Sackloch aufweisen und in der gewünschten Länge
an dem Befestiger verschweißt sein. Das Gewindeloch besitzt
ein dem Ankergewinde angepasstes Gewinde. Die Verschweißung
kann innenseitig an dem Befestiger erfolgen. Dann ragt der Stutzen
in der mehrteiligen Ausführung durch eine entsprechende Öffnung
des Befestigers, so daß innenseitig an dem durchragenden
Stutzenende eine umlaufende Schweißnaht gelegt werden kann.
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Vorzugweise
ist der Stutzen bei mehrteiliger Ausführung außenseitig
an dem Befestiger verschweißt.
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Wahlweise
findet in der einteiligen oder mehrteiligen Ausführung
auch ein Stutzen mit einem durchgehenden Gewindeloch Anwendung.
Mit dem durchgehenden Gewindeloch ähnelt die neue Variante
zunächst dem herkömmlichen Befestiger. Gleichwohl
ergibt sich ein wesentlich Unterschied, indem das Gewindeloch am
einen oder anderen Ende oder dazwischen verschlossen wird. Außerdem
ergeben sich geringere Ankerlängen bei sonst gleicher Eindringtiefe
der Anker in den Felsen.
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Der
Verschluß am innenseitigen Ende kann mit einem Schraubbolzen
bewirkt werden. Der Schraubbolzen besitzt dazu einen Kragen und
einen vorragenden Gewindezapfen. Mit dem vorragenden Gewindezapfen
kann der Schraubbolzen in das durchgehende Gewindeloch dringen.
Mit dem Kragen kann der Schraubbolzen auf dem Stutzen aufsitzen
und das Gewindeloch dicht verschließen.
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Der
Verschluß zwischen beiden Enden bildet ein Äquivalent
zu der einteiligen Ausführung mit den Sacklöchern
an beiden Enden. Es entsteht dadurch nämlich ein mehrteiliger
Stutzen mit gleichen Sacklöchern wie in der einteiligen
Ausführung.
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Der
Verschluß zwischen beiden Enden kann in der mehrteiligen
Ausführung durch einen Stopfen erreicht werden.
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Es
ist möglich, einen Stopfen in ein durchgehendes Gewindeloch
zu schrauben. Vorzugsweise besteht der Stopfen aus Kunststoff oder
Gummi mit hoher Dauerstandsfestigkeit. Gegenüber der eingangs
erläuterten herkömmlichen Abdichtung mittels eines
Gummiringes wird gleichwohl eine Verbesserung erreicht, indem der
Stopfen durch axiale Pressung in die Gewindegänge gedrückt
wird. Die axiale Pressung kann mittels der Verschraubung des Stutzens
mit dem korrespondierenden Ankerende und mittels der Verschraubung
des am gegenüber liegenden Stutzenende vorgesehenen Dornes
erreicht werden. In der Praxis wird der Stutzen zunächst
auf das Ankerende geschraubt werden. Dabei kann der Stutzen bis
zu einer bestimmten Stelle geschraubt werden. Zweckmäßig
ist, den Stutzen in der Schraubstellung zu sichern. Das läßt
sich leicht und in herkömmlicher Weise mit einer Kontermutter
auf dem Gewinde des Ankers erreichen. Es kommen auch andere Mittel
zur Sicherung der gewählten Stutzenstellung erreichen.
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Nach
Erreichen der gewünschten Stutzenstellung und der gegebenenfalls
gewünschten Sicherung der Schraubstellung des Stutzens
wird der Stopfen in das Gewindeloch geschraubt. Dazu ist der Stopfen
außenseitig mit einem Gewinde versehen. Das Gewinde kann
bei der Herstellung des Stopfens als Kunststoffspritzteil am Mantel
angeformt werden. Zugleich kann ein Schlitz für einen einfachen
Schraubenzieher oder ein Kreuzschlitz für einen Kreuzschlitzschraubenzieher
oder eine andere Ausnehmung für andere Schraubenzieher
in eine Stirnfläche des Stopfens geformt werden. Danach
kann der Stopfen leicht in den Stutzen geschraubt und anschließend
mit dem Dorn so fest verspannt werden, daß der Stopfen
die Gewindegegänge verschließt.
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Wahlweise
wird auch ein Stopfen ohne Außengewinde eingesetzt. Solch
ein Stopfen läßt sich bei entsprechendem Durchmesser
leicht in das Gewindeloch des Stutzens schieben. Bei anschließender
Pressung passt sich der Stopfen dem Gewinde an. Es drückt
sich in die Gewindegänge ein.
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In
weiterer Ausbildung des Stopfenkonzeptes sind unterschiedliche Stopfen
bzw. Stopfen mit unterschiedlichen Längen vorgesehen. Dem
liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Anker je nach Position und
Tiefe des Bohrloches bei gleicher Verschraubung mit dem Stutzen
zu unterschiedlichen Abständen von der Tunnelmitte. Zu
einem geringen Teil lassen sich die unterschiedlichen Abstände
mit dem Spritzbetonausbau ausgleichen. Soweit das zu einer Verringerung
der Ausbaudicke führt, ist das durch die Beeinträchtigung
der Statik begrenzt. Soweit das zu einer Verdickung des Ausbaus
führt, stehen dem wirtschaftliche Grenzen entgegen.
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Der ältere
Vorschlag hat einen Weg gefunden, diese Nachteile auf wirtschaftlichem
Wege zu vermeiden und auch größere Unterschiede
zu kompensieren. Dabei wird die Möglichkeit genutzt, dem Stutzen
unterschiedliche Schraubstellungen auf dem Ankerende zu geben. Diese
Möglichkeit ist umso größer, je länger
der Stutzen ist.
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Nach
dem älteren Vorschlag ist die Stutzenlänge mindestens
100 mm, wahlweise auch 150 mm oder mehr.
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Zugleich
kann der gleiche Dorn wie in obigen Beispielen verwendet werden,
wenn der Stopfen eine entsprechend größere Länge
aufweist. Das läßt sich durch Vorhaltung unterschiedlicher
Stopfenlängen erreichen. Vorzugsweise eine Basislänge
vorgesehen, die durch Vervielfachung der Stopfenzahl auf eine größere
Gesamtlänge gebracht wird.
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Wahlweise
sind neben den Stopfen mit Basislänge noch eine oder mehrer
Stopfen mit kleinerer Länge vorgesehen. Das erlaubt eine
genauere Anpassung der Stutzen an die ideale Stutzenstellung.
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Es
können auch Gewindestücke vorgesehen sein, die
neben den Kunststoffstopfen oder Gummistopfen in dem Gewindeloch/Bohrung
des Stutzens Einsatz finden und helfen, die richtige Stutzenstellung
zu finden. Es können auch unterschiedliche Dorne vorgesehen
sein, mit denen eine Anpassung an die unterschiedliche Schraubstellung
des Stutzens erreicht werden kann. Dazu haben die verschiedenen
Dorne unterschiedlich lange Gewindestücke, mit denen sie
in dem Stutzen verschraubt werden können.
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Wahlweise
können auch innenseitig am Befestiger Gewindestangen bzw.
Dorne vorgesehen sein, deren Länge größere
Abstände der Ankerende von der Tunnelmitte kompensiert.
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Wahlweise
kommen auch Stutzen zum Einsatz, die teilweise mit einer glatten
Innenbohrung ohne Gewinde und/oder mit ringförmigen Nuten
oder Rillen versehen sind.
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Dieser
Vorschlag knüpft an die Erfahrungen mit den eingangs erläuterten
Abdichtungsringen, die nicht in der Lage sind, die Verzahnung eines
Gewindes vollständig zu verschließen. Nach dem
Vorschlag sind deshalb in dem Bereich der Stopfen entweder glatte
Flächen oder Flächen mit ringförmig verlaufenden
Nuten oder Rillen vorgesehen. Die ringförmigen Nuten und
Rillen können durchaus scharfkantig sein und wie die Gänge
des Schraubengewindes ein vollständiges Ausfüllen
durch die Stopfen verhindern. Bei ringförmigem Verlauf
und bei der Pressung der Stopfen ist das aber unschädlich,
weil die Kanten der ringförmigen Nuten und Rillen sich
besonders in den Stopfen pressen und eine starke Abdichtung bewirken.
Diese Abdichtung ist auch auf die Labyrinthwirkung der Nuten und
Rillen zurückzuführen.
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Der
Verschluß am außenseitigen Ende kann mit einem
Adapter erfolgen. Aufgabe des Adapters ist eine Anpassung. In dem
Rahmen soll der Adapter das Gewindeloch verschließen und
seinerseits ein Gewindeloch bilden, mit dem der Befestiger auf das Ende
des Ankers aufgeschraubt werden kann. In dem Sinne hat der Adapter
stutzenseitig einen Gewindezapfen und eine Verdickung. Mit dem Gewindezapfen
kann der Adapter in dem Gewindeloch des Stutzens verschraubt werden.
Mit der Verdickung kann der Adapter auf dem Stutzen aufsitzen und
das Gewindeloch dicht verschließen.
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In
der Verdickung befindet sich ein als Sackloch ausgebildetes Gewindeloch,
dessen Gewinde dem Ankergewinde angepasst ist.
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Mit
dem Adapter können die oben erläuterten Mängel
der bekannten Befestiger beseitigt werden. Das heißt, durch
Einschrauben eines Adapters kann ein herkömmlicher Befestiger
in einen neuen Befestiger verwandelt werden.
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Das
Gewindeloch im Stutzen des herkömmlichen Befestigers ist
entweder lang genug oder zu kurz, um zusätzlich von innen
einen Dorn für die Befestigung des Drahtnetzes und für
die Verbindung des Spritzbetons mit dem umgebenden Felsen aufzunehmen.
Ist das Gewindeloch zu kurz, so kann der Adapter einen verlängerten
Zapfen aufweisen, der innenseitig vorragt bzw. in den Tunnel ragt
und dort einen Dorn bildet.
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Der
Stutzen bzw. Adapter hat wahlweise ganz oder teilweise eine zylindrische
oder ganz oder teilweise eine kantige Form, z. B. die Form eines Sechskants.
Solche Stutzen lassen sich von einer Stange mit kreisförmigem
Querschnitt oder von einer Stange mit Sechskant-Querschnitt ablängen.
Entsprechendes gilt für Rohlinge zur Herstellung eines Adapters.
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Der
Befestiger kann zunächst mit der Hand verspannt werden,
soweit das möglich ist. Für die abschließende
Verspannung ist ein Werkzeug von Vorteil. Bei Verwendung einer Spannzange
ist nicht erforderlich, daß der Stutzen oder Adapter auf
das Verspannen besonders vorbereitet ist. Mit der Spannzange läßt
sich durch entsprechende Spannung so viel Reibung erzeugen, daß ein
ausreichendes Drehmoment auf den Befestiger oder auf den Adapter übertragen
werden kann, um eine ausreichende Verspannung des Befestigers auf
dem Anker zu bewirken.
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Soweit
ein Stutzen oder ein Adapter einen kantigen Querschnitt aufweist,
kann zur Verspannung ein Maulschlüssel verwendet werden.
Maulschlüssel lassen sich leichter und schneller ansetzen und
abnehmen als eine Spannzange.
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Wahlweise
ist ein zylindrischer Stutzen an dem Befestiger vorgesehen und ist
der zylindrische Stutzen mit zwei Schlüssel-Flächen
für einen Schraubenschlüssel (Maulschlüssel)
versehen. Die Schlüsselflächen können
angefräst oder angeschliffen oder angepresst werden. Das
Anpressen kann gegenüber der Verwendung von Sechskantprofil
wirtschaftliche Vorteile haben.
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Mit
dem Stutzen bzw. Adapter wird der Befestiger auf den Anker aufgeschraubt.
Der Stutzen kann kurz sein oder länger. Je länger
der Stutzen bzw. der Adapter ist, desto größer
ist der Verstellbereich oder Einstellbereich des Befestigers.
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In
der gewünschten Montagestellung kann der Befestiger durch
eine Kontermutter auf der Gewindestange gesichert werden.
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Die
Einstellung des Befestigers ist wichtig,
wenn der Gebirgsausbruch
mit erheblichen Toleranzen erstellt worden ist und
wenn die
Felsbohrungen für die Anker kein Verstellen des Ankers
in der Bohrung erlauben oder
wenn die Anker in den Felsbohrungen
ohne Rücksicht auf die Lage der mit den Befestigern korrespondierenden
Enden montiert worden sind.
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Die
aus dem Gebirge herausragenden Anker-Enden sind dadurch mehr oder
weniger von der idealen Ausbruchslinie für einen Tunnel
entfernt. Durch Einstellung kann der Befestiger der idealen Ausbruchslinie
angepasst werden.
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Besonders
großer Einstellungsbedarf ergibt sich im klüftigen
Gebirge. Dort ergeben sich zum Teil sehr große Abstände
der Ankerenden zur idealen Ausbruchslinie. Wahlweise wird dem mit
längeren Ankern Rechnung getragen. Vorzugsweise sind gleiche
Anker und Verlängerungsstangen zwischen den Ankern und
den Befestigern vorgesehen. Die Verlängerungsstangen sind
insbesondere Gewindestangen. Die Verbindung der Verlängerungsstangen
zu den Ankern erfolgt dann durch Gewindehülsen. Wahlweise
sind die Gewindehülsen separate Teile oder mit der Gewindestange
verbunden.
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Die
Verwendung separater Gewindestangen reduziert den Materialaufwand.
Die Verlängerungsstangen können nämlich
von langen Gewindestangen auf das jeweils zweckmäßige
Maß abgelängt werden.
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Das
Ablängen ist einfach. Es erfolgt entweder durch Sägen
oder durch Trennschleifen. Besonders vorteilhafte Trennschleifer
sind Winkelschleifer, die mit einer geeigneten Schleifscheibe bestückt sind.
Die bekanntesten Winkelschleifer sind die sogenannten Flex-Geräte.
Deshalb wird dieses Arbeiten als Flexen bezeichnet.
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Die
Verwendung von Gewindestangen, die werksseitig bereits mit einer
Gewindehülse vorbereitet worden sind, erleichtert das Arbeiten
an der Baustelle. Durch die werksseitige Vorbereitung wird ein Teil
der Arbeiten in das Werk verlagert. Dort sind Schweißvorgänge
sehr viel besser darstellbar als an der Baustelle. Das gilt sowohl
für die Qualität wie auch für die Bearbeitungsdauer.
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Eine
getrennte Gewindehülse kann auch mit unterschiedlichen
Gewinden versehen werden, nämlich mit einem Linksgewinde
an dem einen Ende und einem Rechtsgewinde an dem anderen Ende. Die korrespondierenden
Enden der Gewindestange und des Ankers sind dann angepasst. Der
Vorteil solcher Gewindehülsen ist, daß sie durch
Drehen in der gleichen Richtung gleichzeitig die Verschraubung mit beiden
korrespondierenden Enden bewirken kann bzw. durch Drehen in der
entgegengesetzten Richtung ein gleichzeitiges Lösen von
den beiden korrespondierenden Enden bewirken kann.
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In
den Verschraubungen zwischen Anker und Befestiger bzw. Anker und
Hülse bzw. Hülse und Verlängerungsstange
bzw. Verlängerungsstange und Befestiger ist ein Mindestmaß in
der Überlappung der verschraubten Teile zu berücksichtigen.
Das Überlappungsmaß ist materialabhängig
und belastungsabhängig. Das Mindestmaß läßt
sich mit wenigen Ausreißversuchen feststellen.
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Im übrigen
ist die Bestimmung des Mindestmaßes und die Annäherung
an das Mindestmaß nicht zwingend. Vielmehr bietet es sich
aus Sicherheitsgründen und wirtschaftlichen Gründen
an, ohne Versuche ein Maß zu wählen, bei dem erkennbare
Sicherheit gegeben ist. Dieses Maß kann von Schraubenmuttern
gleichen Schraubengewindes abgeleitet werden. Vorzugsweise findet
bei der Ableitung der Abmessungen ein Sicherheitsfaktor von mindestens 1,5
Anwendung.
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Das
gleiche gilt für den Durchmesser der Hülse bzw.
den Durchmesser des Stutzens. Auch hier ist das Mindestmaß in
Abhängigkeit vom Material und der Belastung zu bestimmen.
Für die Belastung der Hülse ist wesentlich, ob
und mit welchen Werkzeugen für die Verschraubung an die
Hülse gegriffen wird. Auch hier könnte mit einigen
Versuchen ein Minimalmaß bestimmt werden. Andererseits
bietet sich insbesondere im Falle des Angriffs von Werkzeugen die
Abmessung einer Schraubenmutter gleichen Gewindes als Maß für
die Hülse an. Vorzugsweise findet auch hier bei der Ableitung
der Abmessungen ein Sicherheitsfaktor von mindestens 1,5 Anwendung.
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Mit
dem neuen außenseitigen Befestiger wird in weiterer Ausbildung
nach dem älteren Vorschlag ein innenseitiger Befestiger
verspannt.
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Vorzugsweise
besitzt der außenseitige Befestiger dazu innenseitig einen
zumindest teilweise mit Gewinde versehener Dorn.
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Für
den Dorn gilt ähnliches wie für den oben beschriebenen
Stutzen.
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Der
Dorn kann angeformt sein und mit dem außenseitigen Befestiger
ein einteiliges Werkstück bilden.
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Der
Dorn kann aber auch an dem Befestiger angeschweißt oder
angeschraubt werden.
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Wahlweise
kann der Dorn auch an dem oben beschriebenen Stutzen angeformt sein
und mit dem Stutzen ein einstückiges Werkstück
bilden.
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Der
Dorn kann aber auch an dem Stutzen angeschweißt oder angeschraubt
werden.
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Wie
oben erläutert, kann der Stutzen bei entsprechenden Abmessungen
mit dem außenseitigen Befestiger so verschraubt werden,
daß der Stutzen mit einer Fläche dichtend an einer
korrespondierenden Fläche anliegt.
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Die
Mehrteiligkeit ist von Vorteil, wenn für den Stutzen und
die Hülse gleiches Einsatzmaterial verwendet werden kann.
Das gleiche gilt für den Dorn und die Verlängerungsstange.
Wahlweise wird die Stange vorbereitet an die Baustelle geliefert.
Wahlweise wird die Stange erst an der Baustelle montiert.
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Der
innenseitige Befestiger ist zur Montage mit einer entsprechenden Öffnung
versehen, so daß er sich auf den Dorn schieben und dort
mit einer geeigneten Schraube verspannt werden kann.
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Vor
der Montage des innenseitigen Befestigers wird die Folie auf den
Dorn geschoben. Dabei durchdringt der Dorn die Folie. Es wird die
Folie allein oder zusammen mit einer Dichtung zwischen beiden Befestigern
eingespannt.
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Die
beiden Befestiger können kreisförmig ausgebildet
sein wie herkömmliche Rondellen bzw. Befestiger. Es können
sogar die bekannten Stahlrondellen verwendet werden, indem die Öffnung
der bekannten Rondellen durch den beschriebenen Stutzen, Dorn bzw.
Stange verschlossen wird.
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Die
Befestiger können auch anders geformt werden, zum Beispiel
viereckig mit Abrundungen an den Ecken.
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Die
Befestiger können eben oder gewölbt ausgebildet
sein. Durch Anpassung der Wölbung des Befestigers an die
jeweilige Tunnelwölbung wird die Faltenbildung in der Folie
reduziert.
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In
weiterer Ausbildung des älteren Vorschlages ist eine Einspannung
der Folie am Rand der Befestiger vorgesehen. Das hat den Vorteil
einer möglichst großen Verteilung angreifender
Kräfte auf die Folie.
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Nach
dem älteren Vorschlag sind die Befestiger zur Randeinspannung
so ausgelegt, daß sie ohne Folie einander am Rand berühren
und die übrigen Befestigerflächen Abstand voneinander
haben.
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Ein
Dichtstreifen kann zusätzlich eine Ausgleichsfunktion übernehmen
oder auch allein zum Zwecke des Ausgleichs eingesetzt werden, indem
er zwischen den Befestiger angeordnet ist und im Falle einer Schiefstellung
der Befestiger sicherstellt, daß die Folie gleichwohl noch
dichtend an der Innenseite des außenseitigen Befestiges
anliegt. Das kann unmittelbar oder mittelbar über zwischenliegende
andere Teile erfolgen. Für die notwendige Spannkraft des Dichtstreifens
ist von Vorteil, wenn bestimmte Kunststoffe wie Polyester oder Polyamid
mit hoher Dauerstandsfestigkeit zur Anwendung kommen.
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Besonders
vorteilhaft ist die Verwendung zusätzlicher Dichtungen.
Vorzugweise ist mindestens eine Dichtung zwischen dem außenseitigen
Befestiger und der Folie vorgesehen. Wahlweise kann auch zwischen
dem innenseitigen Befestiger und der Folie eine Dichtung vorgesehen
sein.
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Die
Dichtungen sind zumindest mittig mit einer Öffnung versehen,
um die Dichtungen über den beschriebenen Dorn schieben
zu können. Die Dichtungen gleichen Unregelmäßigkeiten
an den Oberflächen der Befestiger und an den Oberflächen
der Folie aus. Das ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Folie
innenseitig eine raue spritzbetonfreundlichen Oberfläche
besitzt. Insbesondere Folien mit unregelmäßig
bestreuter Oberfläche lassen sich nur schwierig so mit
dem Befestiger mit Druck beaufschlagen, daß ein gleichmäßiger
Dichtdruck entsteht. Mit zwischenliegender, nachgiebiger Dichtung
wird der Dichtdruck vergleichmäßigt.
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Anschließend
wird die Folie auf die Dichtung gedrückt bzw. wird der
innenseitige Befestiger auf die Folie gedrückt.
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Die
einzelnen Folienbahnen werden herkömmlich am Umfang der
Tunnel verlegt. Dabei werden zunächst die Anker gesetzt
und die in Bezug auf die Folienbahn außenseitigen Befestiger
montiert. Die Anzahl der Anker und Befestiger hängt von
deren Abstand voneinander ab.
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Anschließend
wird die vorbereitete Folienbahn verlegt. Dabei wird zum Beispiel
an einer Tunnelseite an der Sohle begonnen. Die Folie wird an der Tunnelseite
hoch geführt. Sobald die Folie den oben beschriebenen Dorn
des außenseitigen Befestigers berührt, zeichnet
sich der Dorn an der Folie ab bzw. kann der Dorn an der Folie gespürt
werden. Das kann genutzt werden, um genau an den Stellen Öffnungen in
die Folie zu schneiden. Sobald sich eine Öffnung in der
Folie befindet, kann die Folie über den Dorn geschoben
werden.
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Vorzugsweise
ist an dem bereffenden Dorn sofort eine Befestigung der Folie vorgesehen.
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Vorzugsweise
erfolgt eine Verspannung des außenseitigen Befestigers
mit dem innenseitigen Befestiger.
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Dies
geschieht durch Verschraubung.
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Nach
dem älteren Vorschlag werden Dichtung und Folie bei der
Verspannung der Befestiger mechanisch nicht überbelastet
und wird zugleich eine optimal belastbare Ankerkonstruktion geschaffen.
Das geschieht insbesondere durch Abstandshalter zwischen den Befestigern.
Vorzugsweise finden Ringe als Abstandshalter Anwendung. Die Ringe
lassen sich bei entsprechendem Innendurchmesser ohne weiteres auf
den oben beschriebenen Dorn schieben. Bei ausreichend großer
Ausnehmung in der Folie und in den Abdichtungen kommen die Ringe
in unmittelbare Berührung mit beiden Befestigern. Das Maß der
Ringe ist so gewählt, daß die Dichtungen durch
das Verspannen der Befestiger einen Abstand zwischen sich frei lassen,
der erforderlich ist, um Beschädigungen an den Dichtungen
und der Folie zu verhindern.
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Zugleich
wird durch die Verklebung oder Verschweißung eine optimale
Verbindung mit der Folie erreicht.
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Die
Länge des Dorns ist von dem Umfang des Spritzbetonausbaus
abhängig. Der Aufbau kann ausschließlich aus Beton
bestehen. Der Aufbau kann auch eine Isolierschicht beinhalten. Die
Isolierschicht wird dann vorzugsweise gebirgsseitig hinter dem Beton
angeordnet.
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Der
Dorn muß dann durch die Isolierschicht hindurch ragen,
um am vorderen Ende das oben beschriebene Drahtgitter und den Abstandshalter
zu tragen.
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Die
oben beschriebenen Ringe können als separate Ring eingesetzt
werden. Die Ringe können auch mit dem Dorn bzw. mit dem
beschriebenen Stutzen einstückig sein. Die einstückige
Ausbildung hat besondere Vorteile. Vorteilhafterweise kann der Ring dadurch
dargestellt werden, daß der Stutzen durch eine Öffnung
des außenseitigen Befestigers hindurchgeführt
wird, bis er folienseitig ausreichend weit gegenüber dem
Befestiger vorragt und dadurch den gewünschten Abstand
des innenseitigen Befestigers sichert. In der Lage kann der Stutzen
in dem Befestiger verschweißt werden. Durch die Schweißung
wird die Öffnung in dem Befestiger geschlossen.
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In
den Stutzen wird ein Gewindestangenstück als Dorn eingeschraubt.
Wahlweise wird der Dorn dabei durch eine Schweißnaht gesichert.
Die Schweißnaht verhindert ein Lösen des Dornes
und verschließt zugleich den Gewindegang.
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Die
neuen Befestiger bestehen vorzugsweise aus Stahl. Stahl läßt
sich sehr gut verarbeiten, auch schweißen. Die Verarbeitungsfähigkeit
ist besonders vorteilhaft bei sogenanntem Automatenstahl. Mit Automaten
sind automatisierte Drehmaschinen und automatisierte Fräsmaschinen
bezeichnet. Mit diesen Maschinen lassen sich die vorgesehenen besonderen
Teile sehr kostengünstig herstellen.
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Wegen
der vom Gebirgswasser ausgehenden Korrosionsgefahr sind derartige
Stahlteile vorzugsweise allseitig mit einem Korrosionsschutz versehen.
Bekannt ist ein Korrosionsschutz mit Epoxidharz oder mit Zink. Der
Zink wird galvanisch aufgetragen oder durch Tauchen der Werkstücke
in einem heißen Zinkbad aufgetragen. Das Tauchen im heißen Zinkbad
stellt aber das Problem zugesetzter Gewinde.
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Die
Beschichtung mit Expoxidharz kann sehr genau dosiert werden und
stört die Verschraubung nicht, wenn die Schicht, eine bestimmte
Dicke nicht überschreitet.
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Wahlweise
findet auch rostfreier Stahl Anwendung.
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Es
können aber auch ungeschäumte Kunststoffe für
die Befestiger Anwendung finden.
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Die
Befestiger können unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Es sind Befestiger mit Abmessungen von 10 mm bis 2000 mm denkbar.
Vorzugsweise kommen Abmessungen von 80 bis 200 mm vor, noch weiter
bevorzugt 130 bis 170 mm.
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Günstig
ist auch, wenn die Befestiger eine Krümmung besitzen, die
der Tunnelkrümmung angepasst ist.
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Der ältere
Vorschlag soll nicht nur beim Tunnelausbau, sondern auch bei Stollen
und anderen unterirdischen Räumen Anwendung finden.
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Der ältere
Vorschlag ist im Zusammenhang mit einem Spritzbetonauftrag an der
Tunnelinnenseite entwickelt worden.
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Spritzbeton
wird immer noch als eine wirtschaftliche Lösung im Tunnel
angesehen. Gleichwohl ist der Spritzbeton mit erheblichem Aufwand
und einer großen Staub/Schmutzentwicklung verbunden. Die
Qualität des Spritzbetons hängt auch in erheblichem
Umfang von der Sorgfalt der beteiligten Spritzmannschaft ab.
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Ein
anderer älterer Vorschlag geht von der Überlegung
aus, anstelle des Spritzbetons vorgefertigte Betonteile in dem Tunnel
zu einer Tunnelröhre zusammenzusetzen, die nach ihrer Montage
die Abdichtung bzw. die Folie tragen. Dabei werden im standfesten/selbsttragenden
Gebirge in der oben beschriebenen Form Anker gesetzt, eine Abdichtung und
gegebenenfalls eine Isolierung erzeugt und anschließend
die Betonteile an den Ankern montiert. Für die Abfolge
der verschiedenen Schritte sind verschiedene Varianten denkbar.
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In
einer Variante wird im ersten Schritt ganz oder teilweise eine vorläufige
Befestigung der Abdichtung bzw. Folie vorgenommen und im zweiten Schritt
mit dem Aufstellen der Betonfertigteile eine abschließende
Montage der Abdichtung bzw. Folie zu bewirkt.
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Günstig
ist dabei, wenn die vorläufige Befestigung zunächst
eine Folienspannung mit allseitigen Ablaufflächen bewirkt.
Dadurch kann das austretende Gebirgswasser auf der Folie ablaufen
und wird die Bildung sogenannter Wassersäcke an der Folie
verhindert. Die Wassersäcke können je nach Größe
die vorläufige Montage und sogar die Abdichtung bzw. Folie
gefährden.
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Darüber
hinaus ist es günstig, wenn die Abdichtung bzw. Folie der
Kontur des Ausbaus möglichst genau folgt, d. h. sich möglichst
vollständig an die Betonfertigteile nach deren Montage
anlegt. Je nach Bedarf können mehr oder weniger Befestigungspunkte
gesetzt werden.
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Vorzugsweise
bestehen die Betonfertigteile aus seitlichen Ausbauteilen und Firstausbauteilen. Die
verschiedenen Betonfertigteile können unterschiedlich montiert.
Von Vorteil ist, zunächst eine Vielzahl seitlicher Ausbauteile
zu setzen und anschließend den Ausbau durch die Firstteile
zu vervollständigen.
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Die
seitlichen Ausbauteile können so gestaltet werden, daß sie
ausreichende Eigenstabilität haben, um die Firstelemente
zu tragen. In dem Falle finden vorzugsweise einteilige Firstelemente
Anwendung, welche die Tunnelfirste von einem seitlichen Ausbauteil
bis zum gegenüberliegenden seitlichen Ausbauteil überspannen.
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Die
eigenstabilen Ausbauelemente erfordern allerdings einen erheblichen
konstruktiven Aufwand und auch entsprechenden Materialaufwand.
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Im
standfesten Gebirge ist es wirtschaftlicher, nicht eigenstabile
seitliche Ausbauteile zu verwenden und die Stabilität durch
Befestigung der seitlichen Ausbauteile an dem Gebirge zu erwirken.
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Von
besonderem Vorteil ist der Stabilitätsbeitrag der oben
beschriebenen Anker, die mit dem einen Ende in das Gebirge eingebracht
werden und die mit dem anderen Ende an die seitlichen Ausbauteile greifen.
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Dabei
läßt sich mit einer Verschraubung sowohl eine
zugfeste als auch eine druckfeste Verbindung herbeiführen.
Das kann zum Beispiel durch Öffnungen in den seitlichen
Ausbauteilen erreicht werden. Durch die Öffnungen werden
die Anker für die Befestigung zugänglich. Die
Befestigung erfolgt mit Schraubenmuttern, welche die seitlichen
Ausbauteile zum Beispiel gegen den oben beschriebenen Befestiger
des älteren Vorschlages drücken. Bei sehr leicht ausgeführten
seitlichen Ausbauteilen aus Beton ist vorzugsweise im Bereich der
Befestigung eine Verstärkung des Ausbauteiles vorgesehen,
damit die Pressung des Ankers und der Verschraubung keinen Schaden
anrichtet
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Wahlweise
können auch Anschlußelemente in die seitlichen
Ausbauteile eingegossen sein. Die Anschlußelemente können
entsprechende Hülsen mit Kragen sein, welche die Flächenpressung
der Verschraubung auf ein zulässiges Maß reduzieren.
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Der
Firstausbau kann auch mehrteilig erfolgen, d. h. im First können
anstelle eines einzigen Ausbauteiles, welches den Tunnelraum von
einer Seitenwand bis zur gegenüberliegenden Wand überspannt,
auch mehrere Firstteile zur Anwendung kommen, welche gemeinsam den
Tunnelraum von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden
Seitenwand überspannen. Auch in dem Fall ist es von Vorteil,
die Firstelemente durch Anker zu sichern. Als Anker sind wiederum
vorzugsweise die oben beschriebenen Anker und Befestiger des älteren
Vorschlages vorgesehen. Das gilt sowohl für Firstteile,
welche einteilige den Tunnelraum von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden
Seitenwand überspannen, als auch für Firstteile,
welche diesen Tunnelraum zu mehreren überspannen. Für
jedes Firstteil ist mindestens ein Anker vorgesehen. Die Befestigung
der Anker an den Firstteilen erfolgt vorzugsweise durch Verschraubung,
wobei entsprechende Ausnehmungen in den Firstteilen vorgesehen sind
und die Anker durch die Ausnehmungen greifen, um dort mit einer
Unterlegscheibe und einer Schraubenmutter gesichert zu werden.
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Bei
mehrteiligem Firstausbau ist darüber hinaus von Vorteil,
wenn die Verlegung der Firstteile so erfolgt, daß jedes
Firstteil von der einen Tunnelseite zwei Firstteile von der anderen
Tunnelseite überlappt. Dann ist jedes montierte Firstteil
an der Arbeitsfront doppelt gesichert, nämlich einerseits
durch den beschrieben Anker und andererseits durch Abstützung
an einem anderen bereits montierten Firstteil. In der Unteransicht
der montierten Firstteile sind dann in Längsrichtung des
Ausbaus zwei Reihen Firstteile erkennbar. Dazwischen ist in der
Unteransicht eine Fuge erkennbar. Die vorstehend vorgeschlagene Überlappung
führt dazu, daß in der Unteransicht die eine Reihe
(Firstreihe) von Firstteilen gegenüber der gegenüberliegenden
Firstreihe von Firstteilen versetzt ist. Vorzugsweise ist der Versatz gleich
der halben Breite der Firstteile. Dadurch ergeben sich bei sonst
gleichen Firstteilen an den Reihen Ausgleichsteile mit gleicher
Breite. Ein Ausgleichsteil befindet sich bei versetzten Firstteilen
am Anfang der einen Firstreihe, das andere Ausgleichsteil an Ende der
anderen Firstreihe.
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Günstig
ist es, wenn Unabhängig von der Tunnellänge für
Tunnel mit einer Fahrspur gleiche Betonfertigteile Anwendung finden.
Dann ist am Tunnelanfang oder am Tunnelende ein Ergänzungsteil vorgesehen,
mit dem die gewünschte Gesamtlänge an Fertigteilen
dargestellt wird. Wahlweise kann anstelle eines Ausgleichteiles
auch eine Verlängerung des Tunneleingangs oder des Tunnelausgangs
gewählt werden.
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Zweckmäßig
sind gleiche Ausbauteile für vergleichbare Tunnel, nämlich
Tunnel mit einer Fahrspur und einem befahrbaren Randstreifen oder
Tunnel mit zwei Fahrspuren oder Tunnel mit zwei Fahrspuren und einem
oder zwei befahrbaren Randstreifen oder Tunnel mit drei Fahrspuren
und einem oder zwei befahrbaren Randstreifen.
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Entsprechendes
gilt auch für Eisenbahntunnel, nämlich Tunnel
mit einem Gleis oder Tunnel mit zwei Gleisen.
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Durch
die Anwendung gleicher Ausbauteile für vergleichbare Tunnel
reduziert sich der Formenaufwand. Darüber hinaus konzentriert
sich der Tunnelbau dadurch auf bewährte Formen mit der
berechtigten Erwartung höherer Qualität der Betonfertigteile.
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Die
Zahl der Anker beträgt bei mehrteiligem Firstausbau, die
in Tunneln mit 10 bis 15 Meter Breite mindestens 1, bei größeren
Firstteilen, die den Abstand zwischen den seitlichen Ausbauteilen überspannen,
mindestens zwei.
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Vorzugsweise
werden die seitlichen Ausbauteile im Unterschied zu den Firsteilen
mit mindestens zwei Ankern gehalten.
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Die
verschiedenen Sicherungen erhöhen zwar die Arbeitssicherheit
bei der Montage, ihr Ziel ist jedoch eine erhöhte Betriebssicherheit
des Tunnels im Falle eines Unfalls. Dann muß mit einem
Aufprall an den Ausbauteilen gerechnet werden und sollen die Ausbauteile
durch die zusätzlichen Sicherungsmaßnahmen in
Position gehalten werden.
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Die
Genauigkeit der Montage der seitlichen Ausbauteile ist für
die Genauigkeit der Montage der Firstteile entscheidend. Deshalb
ist es von Vorteil die Position der seitlichen Ausbauteile vor deren
Montage zu vermessen und zu markieren. Die Markierungen für
die seitlichen Ausbauteile lassen sich an den Aufstandflächen
der Ausbauteile vornehmen. Die Aufstandsflächen können
separate Fundamente sein, die in die Tunnelsohle eingelassen sind.
Die Aufstandsflächen können auch durch die Tunnelsohle
gebildet werden, soweit die Tunnelsohle definiert ist. Das gilt
auch für Tunnelsohlen, die einen Zwischenzustand der Sohle
bis zur Fertigstellung der Fahrspuren beinhalten. Die Markierungen
auf der Aufstandsfläche setzt voraus, daß die
Aufstandsfläche zunächst genau vermessen wird.
Die Aufstandsfläche wird regelmäßig aus
Beton gegossen. Die Oberfläche gegossenen Betons kann leicht
abgestrichen werden, bis eine gewünschte Höhe
erreicht ist. Darüber hinaus ist auch die Möglichkeit
gegeben, dem Beton eine fließfeste Beschaffenheit zu geben, die
auch in den Grenzen der in Tunneln vorkommenden Neigungen das Anlegen
einer geneigten Fläche erlaubt.
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Die
Neigung kann durch Meßpunkte bestimmt werden. Mit drei
Meßpunkten ist eine Neigung allseitig definiert.
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Die
notwendigen Messgeräte für die Festlegung von
entsprechenden Meßpunkten ist aus der Vermessungstechnik
von Landvermessern bekannt. Wahlweise kann auch eine Laservermessung
stattfinden.
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Mit
dem Laser lassen sich nicht nur Meßpunkte, sondern auch
Meßlinien erzeugen, die bei geradem Tunnelverlauf von besonderem
Vorteil sein können. Die Laservermessung ist auch für
die Handhabung durch Personen geeignet, die keine Veressungstechniker
sind. Zu den geeigneten Personen gehören die Bauführer,
Bautechniker, in der Regel auch Vorarbeiter. Wahlweise wird die
Lasertechnik mit der konventionellen Vermessungstechnik von Landvermessern
kombiniert, zum Beispiel durch Festlegung von Haupt-Markierungspunkt
im Abstand von höchstens 100 m, vorzugsweise im Abstand
von höchstens 75 m und noch weiter bevorzugt im Abstand
von höchstens 50 m. Die Festlegung der Haupt-Markierungs/Meßpunkte
erfolgt durch konventionelle Messtechnik, wie sie bei Landvermessern üblich
ist, vorzugsweise auch durch ausgebildete Vermesser. Von den Hauptmarkierungspunkten
aus werden die dazwischen liegenden Zwischen-Meßpunkt mit
Lasertechnik festgelegt.
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Zu
den zu vermessenden Zwischenmeßpunkten gehören
vorzugsweise auch die Bohrungen für die Anker bzw. deen
Rohrungsrichtung und die Enden der Anker bzw. die Enden der Befestiger,
soweit die Anker mit den Betofertigteilen des Ausbaus korrespondieren.
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Durch
dieses Konzept ist das Risiko fehlerhafter Messung durch Nicht-Vermessungstechniker gering.
Es ist ohne weiteres möglich, alle Meßstellen mit
einer Toleranz von maximal plus/minus 10 mm, vorzugsweise einer
Toleranz von maximal plus/minus 5 mm. Nach der Erfindung sollen
nicht nur die Meßpunkt eine difinierte Genauigkeit besitzen,
die Fertigbauteile sollen vorzugsweise mindestens die gleiche Genauigkeit
in den Abmessungen besser noch eine höhere Genauigkeit
in den Abmessungen als Meßpunkte besitzen.
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Die
gleichen Vorteile ergeben sich durch Vermessung der Bohrungen für
die Anker und für die Ankerstellung in der Bohrung, welche
für die seitlichen Ausbauteile vorgesehen sind. Die Vermessung
wird durch Fundamente für die seitlichen Ausbauteile begünstigt,
die durch Vermessung auf eine möglichst genaue Höhe
gebracht werden. Zugleich wird der Abstand der seitlichen Ausbauteile
von der Mittelachse des Tunnels oder von anderen Bezugspunkten oder Bezugslinien
des Tunnels festgelegt und gekennzeichnet.
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Je
größer die Genauigkeit ist, desto kleiner kann
das Spiel sein, das Öffnungen und Anschlüsse besitzen
müssen, um eine Verbindung mit Ankern oder Schrauben oder
anderen Mitteln zu ermöglichen. Je geringer das Spiel ist,
desto günstiger sind die Belastungsbedingungen an den Ankern
und an den Ausbauteilen. Der dadurch gewonnene Vorteil kann die
Stabilität des Ausbaus um etliche Prozente erhöhen.
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Je
nach Ausführung des Bauwerkes kann die Genauigkeit in Umfangsrichtung
höher sein als die Genauigkeit in Längsrichtung
des Tunnels. Der Grund kann die Tunnelsohle sein, bei der sich die richtige
Vermessung mit dem Auge leicht prüfen läßt. Dagegen
können sich bei der Montage der Ausbauteile Ungenauigkeiten
durch übermäßigen Versatz der Ausbauteile
in Tunnellängsrichtung ergeben. Dies kann durch ungenaues
Positionieren der seitlichen Ausbauteile geschehen.
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Der
unterschiedlichen Genauigkeit in den verschiedenen Richtungen kann
zum Beispiel durch Länglöcher in den Ausbauteilen
anstelle von Rundlöchern Rechnung getragen werden, die
in der Richtung mit der größeren Ungenauigkeit
verlaufen. In der Regel wird das in Tunnellängsrichtung
sein. Die Langlöcher bieten für die Schrauben
und Unterlegscheiben allerdings nur eine sehr viel geringere Auflagefläche
als Rundlöcher, insbesondere enge Rundlöcher,
die bei großer Genauigkeit möglich sind. Die geringere
Auflagefläche führt bei gleichen Spannkräften
zu einer wesentlichen Erhöhung der Pressung an den Betonflächen.
Es ist deshalb günstig, Langlöcher mit einer Stahleinfassung
zu versehen, welche der ungünstigeren Belastung an den
Langlöchern gewachsen ist.
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Die
Langlöcher können bei Ihrer Anwendung in Längsrichtung
gegenüber der Breite eine Übermaß bis
25 cm, vorzugsweise bis 12,5 cm, noch weiter bevorzugt bis 6 cm
aufweisen.
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Alternativ
oder zusätzlich zu den Langlöchern sind zum Ausgleich
von Montageungenauigkeiten, gegebenenfalls auch zum Ausgleich von
Fertigungsungenauigkeiten der Ausbauteile sogenannte Paßteile
als Ausbauteile vorgesehen. Die Paßteile sind je nach Bedarf
mit einem Übermaß oder mit einem Untermaß versehen.
In der Regel geht es um das Breitenmaß der Ausbauteile
und kann auf Paßteile mit Übermaß verzichtet
werden, weil die regulären Ausbauteile mit größerem
Abstand voneinander gesetzt werden können, um die Ungenauigkeit
zu kompensieren.
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Soweit
Paßteile mit Untermaß erforderlich werden, ist
das Untermaß wichtig. Bei vorgegebenen Positionen der Ausbauteilen
ergibt sich die Notwendigkeit für Paßteile nach
Ausschöpfen des Spieles der Öffnungen in den Ausbauteilen.
Zugleich bestimmt das ausgeschöpfte Spiel zum Beispiel
das Untermaß für das einzusetzende Paßteil.
Aufgrund dieser Zusammenhänge können die Paßteile
vorgefertigt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn
die Tunnel so gestaltet werden, daß für vergleichbare
Tunnel gleiche Paßteile Anwendung finden.
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Die
oben erläuterte Vermessung und Markierung für
die seitlichen Ausbauelemente kann auch genutzt werden, um Bohrlöcher
für die oben beschriebenen Anker einzubringen und die Anker
zu setzen. Dabei können die Bohrungen in Bezug auf die
Mittelachse des Tunnels in radialer Richtung oder in Bezug auf eine
andere Bezugslinie oder Bezugspunkte in das Gebirge eingebracht
werden. Desgleichen sind genau vertikale oder horizontale Bohrungen
möglich. Die Anker können mit der gleichen Vorrichtung
gesetzt werden, mit der auch die Bohrungen erfolgen, so daß auch
die Anker an genau definierter sitzen und in genau definierter Richtung
verlaufen. Infolgedessen ist das jeweilige Ankerende oder der jeweilige,
oben beschriebene Befestiger leicht zu finden, wenn nach der Positionierung
der Ausbauteile eine Verbindung mit dem Anker zur Befestigung der Ausbauteile
herzustellen ist. Zur Herstellung der Verbindung eines Firstteiles
mit einem oben beschriebenen Befestiger eignen sich Schrauben, die
durch die Öffnung in den Firstteilen hindurch geschoben
werden können und die Schrauböffnung in dem Befestiger
leicht finden, um dort verschraubt zu werden.
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Im übrigen
ist es günstig, alle Verschraubungen zu sichern, um einem
Lösen der Verschraubungen entgegen zu wirken. Die Verkehrstunnel
und Eisenbahntunnel sind starken dynamischen Schwingungen ausgesetzt,
bei denen in ungünstigen Fällen ein Lösen
der Verschraubung zu befürchten ist. Die Belastungen entstehen
aus dem Luftdruck schnell fahrender Fahrzeuge. Als Sicherung sind
geeignet: Gummiteile oder vergleichbare Teile, die zwischen die
Gewindeteile gebracht werden und dort einem solchen Lösen
entgegenwirken. Geeignet sind auch Unterlegscheiben. Es gibt diverse
Scheiben, die sich als Sicherung unter dynamischer Last bewährt
haben. Zum Teil ist bei diesen Unterlegscheiben eine Verformung
und/oder ein Verkrallen in den Berührungsflächen
der korrespondierenden Teile vorgesehen.
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Für
alle Ausbauteile ergeben sich mit der erfindungsgemäßen
Montage extreme Vorteile.
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Weitere
Vorteile lassen sich in Abwandlung der Verlegung der Abdichtung
bzw. Folie erzielen. Vorzugsweise erfolgt die Verlegung der Folienbahnen
im Firstbereich des Tunnels in Umfangsrichtung des Tunnels, während
die Verlegung an den Seiten des Tunnels in Tunnellängsrichtung
erfolgt.
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Bei
der Verlegung im Firstbereich kommt es in Abständen, welche
durch die Folienbahnenbreite bestimmt sind, zu einer Überlappung
der Folienränder und danach vorzugsweise zu einer Verschweißung
der Folienränder.
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Dadurch
entsteht im Firstbereich eine kappenartige Abdichtung. Bei der Verlegung
der Folie in Tunnellängsrichtung entfallen die Schweißnähte
in Tunnelumfangsrichtung.
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Ferner
ist günstig, wenn die Folie sich infolge entsprechender
Breite über die gesamte seitliche Tunnelwand erstreckt.
Soweit die angelieferten Folienbahnen dem nicht entsprechen, können überbreite Folienbahnen
geteilt bzw. auf die gewünschte Breite besäumt
werden. Folienbahnen mit zu geringer Breite können zu breiteren
Folienbahnen zusammen geschweißt werden. Soweit dabei wiederum überbreite Folienbahnen
entstehen, können diese in der oben beschriebenen Form
besäumt werden. Wahlweise werden die Folienbahnen mit zu
geringer Breite auch mit anderen Bahnen verschweißt, denen
zuvor die Breite (Ergänzungsbreite) gegeben worden ist,
die notwendig ist, um nach der Verschweißung mit einer anderen
Bahn die gewünschte Gesamtbreite zu erlangen.
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In
der Regel ist es mit einfachen Werkzeugen leicht und genau möglich,
zunächst zwei Bahnen (gegebenenfalls auch mehr Bahnen)
zu verschweißen, deren dadurch erlangte Gesamtbreite ein Übermaß gegenüber
der gewünschten Gesamtbreite beinhaltet, und anschließend
auf die gewünschte Breite zu besäumen.
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Das
Verschweißen der Bahnen für die Verwendung an
der Tunnelseitenwand erfolgt im einfachsten Fall an ausgelegten
Bahnen, die sich am Rand überlappen. Die Überlappung
darf bei üblichen Schweißgeräten weder
bestimmte Grenzen überschreiten noch andere Grenzen unterschreiten.
Vorzugsweise wird beim Verschweißen eine prüffähige Doppelnaht
erzeugt. Zur Prüfung werden die Nahtenden verschlossen
und wird Druckluft in den Hohlraum zwischen beiden Nähten
aufgegeben. Die Naht gilt als dicht, wenn der Druckverlust sich
nach dem Einfüllen der Druckluft in bestimmter Zeit in
bestimmten Grenzen hält.
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Nach
dem Verschweißen werden die entstandenen Bahnen aufgewickelt.
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Gleichzeitig
läßt sich die entstandene Bahn besäumen.
Beim Besäumen wird an der Wickelvorrichtung mindestens
ein Messerpaar eingesetzt. Wenn genaue Breiten gewünscht
werden, findet ein Besäumen beider Ränder statt.
Dann ist an jedem Bahnenrand ein Messerpaar vorgesehen.
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Die
Messer werden vorzugsweise aus Messerscheiben gebildet.
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Auch
am Stoß zwischen den Folien an den Seitenwänden
des Tunnels und der Folie im First ist eine Verschweißung
von Vorteil. Die Verschweißung ist aber nicht zwingend.
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Die
Folie im First kann die Folie an den Seitenwänden an der
Außenseite auch so weit überlappen, daß ein
Ablaufen des Gebirgswassers außen an der Folie ohne Verschweißung
gesichert ist. Vorzugsweise ist ein Überlappungsmaß von
mindestens 20 cm, vorzugsweise von mindestens 35 cm und noch weiter
bevorzugt von mindestens 50 cm vorgesehen.
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Die
einfach überlappende Verlegung der Folienbahnen an den
Tunnelseitenwänden erfordert deren Fixierung, sonst faltet
sich die Folienbahn auf der Tunnelsohle zusammen.
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Nach
dem älteren Vorschlag können die Folienbahnen
an der Tunnelwandung aufgehängt werden. Dazu werden die
oben beschriebenen Anker für die Montage der seitlichen
Ausbauteile und/oder Hilfsanker genutzt.
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Wie
oben beschrieben, besitzen die für die Montage der seitlichen
Ausbauteile vorgesehenen Anker Befestiger, zwischen den die Folienbahn
sicher gehalten wird.
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Wahlweise
ist auch ein mehrschaliger Betonausbau vorgesehen, bei dem mindestens
eine Betonschale in der oben dargelegten Weise erstellt wird. Jede
Betonschale setzt sich aus den oben beschriebenen Ausbauteilen zusammen.
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Der
Einbau weiterer Betonschalen kann in gleicher oder ähnlicher
Weise wie oben beschrieben erfolgen, mit Ankerbefestigung und mit
weiterer Abdichtung oder ohne weitere Abdichtung. Vorzugsweise ist
mindestens an der außen vorgesehenen erfindungsgemäßen
Betonschale eine Abdichtung gegen Gebirgswasser vorgesehen.
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Mit
einer Verlängerung der Anker für die äußere
Betonschale kann auch die innere Betonschale befestigt werden. Dabei
können die Betonschalen nach Belieben aneinander zur Anlage
gebracht werden oder beabstandet werden. Im Falle der Beabstandung
kommen längere Ankerverlängerungen zum Einsatz.
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Der
aus mehreren beabstandeten Betonschalen bestehende Ausbau kann mit
Beton verfüllt werden. Dabei ist von Vorteil, wenn die
Betonschalen eine Betonstahl-Armierung oder andere Armierung besitzen,
die aus den Schalen heraus und in den vorgesehenen Zwischenraum
zwischen den Betonschalen ragt. Dann kommt es zugleich zu einer
Armierung des nach der Montage der Betonschalen vorgesehenen Betonverfüllung
des Zwischenraumes.
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Eine
besonders stabile Betonkonstruktion ergibt sich, wenn sowohl die
innere Betonschale als auch die äußere Betonschale
in die Betonverfüllung eingebunden wird. Das erfolgt bereits
teilweise durch die erläuterten Anker. Darüber
hinaus können sowohl die innere wie auch die äußere
Schale mit einer in den Zwischenraum ragenden Armierung versehen sein.
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Bautechnisch
günstig ist, wenn die Armierung der inneren Schale und
der äußeren Schale ineinander greifen.
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Anstelle
der aus den Schalen herausragenden Armierungen oder zusätzlich
zu den aus den Schalen herausragenden Armierungen können
in dem Zwischenraum Armierungen, insbesondere Betonstahlgewebe montiert
werden.
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Ein
solcher mehrschaliger Ausbau mit einer armierten Betonverfüllung
zwischen den Schalen ist so stabil, daß ein solcher Ausbau
auch für weniger standfestes Gebirge und gegebenenfalls
sogar für nicht standfestes Gebirge geeignet ist. Das gilt
insbesondere dann, wenn auch zumindest teilweise eine Abstützung
des Gebirges an dem Ausbau erfolgt. Dies kann durch eine weitere
Betonverfüllung erfolgen.
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Die
Erfindung hat erkannt, daß die genaue Montage der Anker
und Befestiger für die Kosten des Ausbaus von erheblicher
Bedeutung ist.
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Je
ungenauer die Befestiger positioniert sind, desto mehr Schwierigkeiten
ergeben sich mit den nachfolgenden Arbeitsschritten und desto länger dauern die
nachfolgenden Arbeitsschritte. Das ist gleichbedeutend mit entsprechenden
Mehrkosten und schlechter werdender Qualität des Ausbaus.
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Die
Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, die Befestiger
genauer zu positionieren. An sich ist schon eine genaue Positionierung
mit üblicher Verschraubung der Befestigung auf den Ankerenden
bzw. auf den Enden der Ankerverlängerungsstangen möglich.
Gleichwohl zeigen sich immer wieder ungenau positionierte Befestiger.
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Nach
der Erfindung wird eine Verbesserung der Montage durch eine Klemmung
der Befestiger auf dem Ankerende bzw. auf der Ankerverlängerung anstelle
einer Verschraubung erreicht.
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In
der Praxis zeigt sich, daß die Klemmung wesentlich genauer
als die Verschraubung ist. Das wird darauf zurück geführt,
daß der Befestiger zunächst auf das Ankerende
bzw. auf die Ankerverlängerung geschoben wird und die Montageleute
sich dabei besser auf die genaue Befestigerposition konzentrieren.
Anschließend folgt die Klemmung und die damit verbundene
Sicherung der erlangten Position. Vorzugsweise findet für
die Klemmung wiederum eine Verschraubung statt. Überraschenderweise führt
die Verschraubung auf dem Wege zu weniger Ungenauigkeiten als bei
herkömmlicher Verschraubung. Das wird darauf zurückgeführt,
daß die Verschraubung am Anfang sehr leicht ist und sofort
eine Anfangsklemmung verursacht. Mit fortschreitender Verschraubung
wächst die Klemmkraft bzw. die Klemmung. Infolgedessen
gefährdet das für eine fortschreitende Verschraubung
erforderliche zunehmende Kräftemoment nicht die Position
des Befestigers.
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Ein
weiterer Vorteil ist, daß der Anker bzw. die Verlängerungsstange
an dem befestigerseitigen Ende ohne Gewinde sein kann. Das reduziert
den Aufwand für den Anker bzw. die Ankerverlängerung.
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Überraschenderweise
führt auch die Klemmung des innenseitigen Befestigers zu
einem erheblichen Vorteil:
Während bei herkömmlicher
Verschraubung über die Reibung zwischen Befestiger und
Folie ein Drehmoment und eine erhebliche Spannung in die Dichtungsfolie
eingetragen werden kann, ist bei der Klemmung nicht mit einer solchen
Spannung zu rechnen. Mit der erfindungsgemäßen
Klemmung ist keine Drehung des innenseitigen Befestigers verbunden.
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Trotz
der Klemmung kann eine gewünschte Anpressung des innenseitigen
Befestigers an die Dichtungsfolie erzeugt werden. Dazu eignen sich zum
Beispiel Zangen, die an dem Dorn angreifen können, der
in der oben beschriebenen Form am außenseitigen Befestiger
verschraubt oder verschweißt ist und durch die Dichtungsfolie
ragt. Die Zange eröffnet je nach Ausbildung verschiedene
Möglichkeiten. Die Zange kann in einer Variante einen Klemmteil
besitzt, mit dem eine lösbare Befestigung auf dem Dorn erfolgt,
und einen Spannteil zwischen innenseitigem Befestiger und Klemmteil
besitzt. Bei Betätigung des Spannteiles wird der gewünschte
Anpreßdruck des innenseitigen Befestigers erzeugt.
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Die
erfindungsgemäße Klemmung hat einen weiteren Sicherheitsvorteil,
dessen Bedeutung nicht hoch genug bewertet werden kann, denn die
Klemmung führt zu einer nachgiebigen Verbindung
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Bei übermäßigem
Druck auf eine Verbindung kann sich die Verbindung einschieben.
Zugleich verteilt sich die Last auf benachbarte Verbindungen, die dann
gemeinsam dem Druck Stand halten können.
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Bei übermäßigem
Zug auf eine Verbindung kann die Verbindung in Richtung des Zuges
nachgeben. Zugleich verteilt sich die Last auf benachbarte Verbindungen,
die dann gemeinsam dem Zug Stand halten.
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Übermäßiger
Druck kann zum Beispiel im Falle eines Unfalles im Tunnel entstehen.
Dann sind die Unfallbeteiligten nicht zugleich durch herabfallende
Betonteile und umfallende Betonteile bedroht.
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Ebenso
wichtig ist ein Nachgeben der Verbindungen im Falle einer Setzung
im umgebenden Gestein oder einer Setzung des Untergrundes. Solche
Setzungen werden an Rissen und Geräuschen deutlich. Dann
besteht noch ausreichend Gelegenheit die Tunnel zu räumen
und zu sperren.
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Bei
herkömmlichen Verschrauben besitzt eine Verbindung bei
gleichen Abmessungen der zugehörigen Teile zwar im Verhältnis
zu einer Klemmung eine größere Kraft, gleichwohl
ist die Verschraubung ungünstiger als die Klemmung, weil
die Verschraubung nicht nennenswert nachgeben und die benachbarten
Verbindungen an der Kraftübertragung beteiligen kann. Das
heißt bei der Verschraubung kann nicht durch großflächige
Verteilung der angreifenden Kräfte stattfinden. Es kommt
bei Überschreiten der Belastbarkeit einer einzelnen Verbindung
zu deren Bruch. Daran schließt sich eine Kettenreaktion:
die benachbarten Verbindungen sehen sich noch einer noch größeren
Belastung ausgesetzt und brechen unmittelbar nach Versagen der einen Verbindung.
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Die
erfindungsgemäße Klemmung kann verschiedene Ausformungen
aufweisen:
In einer Klemmung, die von bekannten Klemmformen abgeleitet
ist, ist an dem Befestiger anstelle des oben beschriebenen Stutzens
eine Stutzen angeschweißt, der mindestens teilweise und
zum freien Ende hin geschlitzt ist. Wenn dieser Stutzen ein Ankerende
oder das Ende einer Ankerverlängerung umfaßt,
kann der Stutzen mittels einer Schelle oder mittels äquivalenter
Mittel gegen das Ankerende oder das Ende der Ankerverlängerung
gepresst werden.
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In
einer weiteren Klemmung, die von bekannten Klemmformen abgeleitet
ist, wird das Ankerende bzw. das Ende der Ankerverlängerung
von dem oben beschriebenen, geschlitzten Stutzen in einem Abstand
umgeben, der es möglich macht eine geschlitzte konische
Hülse einzuschieben. Der zum Klemmen notwendige Druck wird
mittels einer Hutmutter erzeugt, die auf einem Außengewinde
an dem freien Stutzenende sitzt und die konische Hülse
in den Stutzen drückt.
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Vorzugsweise
ist der oben beschriebene Stutzen an dem freien Ende geschlitzt
und umgibt der Stutzen das Ankerende bzw. das Ende der Ankerverlängerung
mit geringem Spiel umgeben, Zugleich ist das freie Ankerende mit
einem konisch verlaufenden Gewinde versehen. Konisch heißt:
das Gewinde ist am freien Stutzenende voll ausgebildet und läuft
zum anderen Stutzen hin aus.
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Auf
dem Gewinde sitzt vorzugsweise eine übliche Sechskantschraube.
Es kommen auch andere Schrauben in Betracht. Übliche Sechskantschrauben
sind wirtschaftlich sehr günstig.
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Die
Länge des Gewindes ist vorzugsweise mindestens gleich der
doppelten Dicke der Sechskantschraube, noch weiter bevorzugt mindestens gleich
dem 2,5fachen der Dicke der Sechskantschraube und höchst
bevorzugt mindestens gleich der 3fachen Dicke der Sechskantschraube.
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Das
erfindungsgemäße konische Gewinde kann spanabhebend
oder spanlos eingeformt werden.
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Die
spanabhebende Verformung kann klassisch durch sogenanntes Drehen
erfolgen. Dabei kommen für größere Serien
Drehautomaten in Betracht. Drehautomaten gewährleisten
eine sehr wirtschaftliche Fertigung. Die Drehautomaten verarbeiten
besonders günstig Stangenmaterial. Der Drehautomat besitzt
mindestens einen Drehstahl, der das aus dem Futter des Drehautomaten
herausragende Stangenende bearbeitet, d. h. in das herausragende Ende
das gewünschte konische Gewinde einschneidet. Anschließend
findet ein Abstichstahl Anwendung, mit dem von dem herausragenden
Stangenende ein Teil spanabhebend abgedreht wird, das danach den
Stutzen bildet. Die abgeschnitten Stutzen werden wahlweise anschließend
in einem separaten Arbeitsgang mittels einer Säge geschlitzt.
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Nach
Abtrennen des Stutzens wird die Stange in dem Drehautomaten vorgeschoben
und beginnt der nächste Bearbeitungsvorgang. Das Spannfutter wird
für den Vorschub der Stange gelöst und nach entsprechendem
Vorschub wieder betätigt.
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Eine
spanlose Verformung kann durch sogenanntes Rollen des Gewindes erfolgen.
Beim Rollen findet mindestens eine Rolle Anwendung, die an der Oberfläche
dem Gewindeprofil angepasst ist. Die Rolle wird in die Oberfläche
des Materials gedrückt und bildet sich dabei als Gewinde
ab.
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In
der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt.
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Die
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Anwendung im
standfesten Gebirge. Dabei werden in vermessenen Abständen
Anker in das Gebirge eingebracht worden. Dazu wurden entsprechende Löcher
gebohrt und die Anker mit Montagezement in den Löchern
festgesetzt worden.
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Die
1 bis
5 zeigen
verschiedene Ausführungsbeispiele aus der
PCT/EP2007/005730 für
Anker, an deren Enden Befestiger zur Einspannung einer Dichtungsfolie
vorgesehen sind und die zugleich bei der Erstellung einer Spritzbetonschicht helfen
sollen sowie der fertigen Spritzbetonschicht im Tunnel Halt gegen
sollen.
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Der
außenseitige Befestiger trägt die Bezeichnung 520,
der innenseitige Befestiger die Bezeichnung 521.
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Mit
dem außenseitigen Befestiger 520 ist ein Stutzen 522 verschweißt.
Der Stutzen 522 besitzt zwei mit 528 und 529 bezeichnete
Sacklöcher. Das Gewinde in dem Stutzen und an dem Anker
ist M16.
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Der
Stutzen 522 ist nicht einfach auf den geschlossenen Boden
des Befestigers aufgesetzt, sondern an eine zentrische Öffnung
in dem Boden des Befestigers 520 aufgesetzt und dort verschweißt.
Die umlaufende Schweißnaht ist mit 525 bezeichnet.
Beide Sacklöcher sind mit Innengewinde versehen. In dem
nach außen weisende Sackloch 528 sitzt das Ankerende 526.
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Es
ist außerdem kein Abstandshalter vorgesehen, so daß die
mögliche Zusammenpressung der Dichtungen bei der Einspannung
der Folienschicht allein durch die Anpreßkraft einer Spanneinrichtung bestimmt
ist. Die Spannvorrichtung besteht aus einer Gewindestange 524 und
einer Spannmutter 523. Der innenseitige Befestiger 521 hat
wie der außenseitiger Befestiger die Form einer Schale.
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In
den 1 bis 3 sind die Befestiger/Schalen
beabstandet und ohne zwischenliegende Folie und Dichtung dargestellt,
in der 3 ineinander liegend. Am Rand ist der Befestiger 521 einwärts
gewölbt, während der Befestiger 520 auswärts gewölbt
ist. Zugleich ist der Befestiger 521 mittig schwacher gewölbt
als der Befestiger 520. Dadurch berühren sich
die beiden Befestiger am Rand.
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Im
Ausführungsbeispiel hat der Befestiger 520 einen
Außendurchmesser von 300 mm, der Befestiger 521 einen
Außendurchmesser von 222 mm. In anderen Ausführungsbeispielen
können andere Maße gewählt werden.
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Der
Befestiger 520 ist als Schale so gewählt, daß er
in der Stellung nach 3 den Bestiger 521 vollständig
aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel ergibt sich dadurch eine
Tiefe des Befestigers 520 von 32 mm.
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Das
weitere Ausführungsbeispiel nach 4 und 5 unterscheidet
sich von dem nach 1 bis 3 in anderen
Befestigern 537 und 538. Der Befestiger 537 hat
gegenüber dem Befestiger 520 einen Außendurchmesser
von 160 mm. Außerdem ist der Befestiger 520 weniger
tief als der Befestiger 521. Der Anker 526 ist
baugleich zu dem Anker 535. Das gleiche gilt für
die Stutzen 536 und 522, sowie für die
Gewindestangen 539 und 524 und für die
Spannmuttern 540 und 523.
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Der
Befestiger 538 ist baugleich zu dem Befestiger 537 und
spiegelbildlich angeordnet. Dadurch ergibt sich eine andere Einspannung
der Folie zwischen beiden Befestigern als bei den Ausführungsbeispielen
nach 4 und 5.
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Nach 6 und 7 ist
anstelle der Stutzen 522 und 536 für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Stutzen 1 vorgesehen.
Der Stutzen 1 ist mit einem Befestiger verschweißt.
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Im
Stutzen 1 ist ein durchgehender Schlitz 5 vorgesehen,
der sich über etwa 80% der Stutzenlänge erstreckt.
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Am
freien Ende trägt der Stutzen 1 ein konisches
Gewinde 2.
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Das
konische Gewinde läuft zur Mitte des Stutzens hin aus.
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Auf
dem konischen Gewinde 2 sitzt eine handelsübliche
Sechskantschraube 3.
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Der
Stutzen 1 umfaßt ein glattes Ankerende 4.
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Indem
die Mutter 3 in Richtung des Befestigers geschraubt wird,
werden die durch den Schlitz 5 nachgiebigen Teile des Stutzens 1 gegen
das Ankerende 4 gedrückt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 2007/005730 [0198]