DE102014202972A1

DE102014202972A1 - Betonbrechzange

Info

Publication number: DE102014202972A1
Application number: DE102014202972.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ostermeyer
Original assignee: Gebr EGLI MASCHINEN AG
Current assignee: Gebr EGLI MASCHINEN AG
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2015-08-20
Also published as: WO2015124623A1; EP3108070A1; EP3108070B1

Abstract

Eine Betonbrechzange (1) hat eine erste Zangenbacke (2), die einen rahmenartigen ersten Grundkörper (3) aufweist, der einen Innenraum (4) der ersten Zangenbacke (1) definiert und eine erste Schneidkante (5) aufweist, und eine zweite Zangenbacke (6), die eine zweite Schneidkante (7) aufweist und mit der ersten Zangenbacke (2) um eine Gelenkachse (8) schwenkbar verbunden ist, um in den Innenraum (4) einzutauchen. Zumindest eine der ersten und der zweiten Schneidkante (5, 7) besteht aus zwei Schenkeln, die jeweils ein Schneidkantensegment mit nicht-konstantem Krümmungsradius aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Betonbrechzange.
Aus dem Stand der Technik sind Betonbrechzangen in Gestalt einer Kastenschere bekannt. Derartige Betonbrechzangen haben Zangenbacken mit scharfen Ecken im distalen Bereich, und die Schneidkanten sind in einer Seitenansicht im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Es hat sich bei diesen Betonbrechzangen gezeigt, dass der Verschleiß im Bereich der Ecken weit überproportional erhöht ist. Dort treten lokal sehr hohe mechanische Spannungen auf. Konstruktiv sind die Ecken selbst steif, die angrenzenden Wände am Kasten sind jedoch weicher, woraus ein ungleichmäßiger Schnittspalt mit schlechten Schnittergebnissen resultiert.
Aus der WO 96/02708 A ist eine andere Betonbrechzange gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Diese Betonbrechzange hat eine erste Zangenbacke, die einen rahmenartigen ersten Grundkörper aufweist, der einen Innenraum der ersten Zangenbacke definiert und eine erste Schneidkante aufweist, und eine zweite Zangenbacke, die eine zweite Schneidkante aufweist und mit der ersten Zangenbacke um eine Gelenkachse schwenkbar verbunden ist, um in den Innenraum einzutauchen. Die erste Schneidkante besteht aus zwei Schenkeln, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse verlaufen, die senkrecht zur Gelenkachse steht. Die Schenkel bilden des Weiteren einen distalen Endabschnitt in Gestalt einer geraden Kante. Die Mittelachse schneidet die Gelenkachse und den distalen Endabschnitt. Die Schenkel bilden in einer Draufsicht ein U-förmiges Profil, das an den Ecken mit konstantem Krümmungsradius leicht abgerundet ist. Diese Betonbrechzange hat nicht die Nachteile der eingangs erwähnten Kastenscheren, sie ist jedoch relativ aufwändig herzustellen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Betonbrechzange vorzusehen, die für einen gleichmäßigen Schnittspalt sorgt und die einfacher herzustellen und gleichzeitig haltbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Betonbrechzange mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In Untersuchungen, die zur vorliegenden Erfindung führten, wurde die Betonbrechzange aus der WO 96/02708 A in mehreren Stufen weitergebildet. Zunächst wurden die Eckradien mit verschiedenen, weiteren Radien anstatt mit einer Geraden verbunden, so dass ein kontinuierlicher Bogen entstand, der das Problem des ungleichmäßigen Schneidspalts weitgehend eliminierte. Dies hat zu weiteren Überlegungen geführt, um die Bogenform zu optimieren. Insbesondere wurden bekannte, mathematisch definierte Bögen mittels FEM Analyse untersucht, nämlich eine Ellipse, ein Klöpperbogen nach DIN 28011 und ein Korbbogen nach DIN 28013.
Im Dünnblechbereich funktionieren die beiden letztgenannten Formen gut, der Schnittspalt kann jedoch noch weiter optimiert werden. Die Ellipse zeigt einen besseren Schnittspalt, ist aber in der Herstellung aufwändiger.
Die besten Ergebnisse konnten erzielt werden, wenn die Betonbrechzange gemäß Anspruch 1 ausgebildet wird.
Die Vorteile der Betonbrechzange sind ein gleichmäßiger Kraftlinienverlauf, ein konstantes Spannungsniveau im Bauteil, ein gleichmäßiger Schneidspalt bei einem ziehenden Schnitt, weniger und gleichmäßigerer Verschleiß, leichteres und kostengünstigeres Schärfen, eine leichtere Bauweise der gesamten Betonbrechzange und eine Trennung der Brechzone, sofern Zähne vorgesehen sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Betonbrechzange in einer perspektivischen Ansicht;
2 zeigt das Ausführungsbeispiel der Betonbrechzange in einer anderen perspektivischen Ansicht;
3 und 4 zeigen das Ausführungsbeispiel der Betonbrechzange in einer Seitenansicht im geöffneten bzw. geschlossenen Zustand;
5 zeigt das Ausführungsbeispiel der Betonbrechzange in einer Schnittansicht von unten;
6 zeigt in einer Draufsicht den Verlauf einer Schneidkante einer Zangenbacke der Betonbrechzange gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
7 zeigt eine Skizze zur Erläuterung eines Klöpperbogens und eines Korbbogens.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Betonbrechzange 1 in perspektivischen Ansichten bzw. in Seitenansichten oder Unteransichten.
Gemäß der 1 hat die Betonbrechzange 1 eine erste Zangenbacke 2, die einen rahmenartigen ersten Grundkörper 3 aufweist, der einen Innenraum 4 der ersten Zangenbacke 1 definiert und eine erste Schneidkante 5 aufweist. Die Betonbrechzange 1 hat außerdem eine zweite Zangenbacke 6, die eine zweite Schneidkante 7 aufweist und mit der ersten Zangenbacke 2 um eine Gelenkachse 8 schwenkbar verbunden ist, um in den Innenraum 4 einzutauchen. Der Schneidvorgang beim Betonschneiden wird u. A. dadurch bewirkt, dass die zweite Schneidkante 7 die erste Schneidkante 5 passiert, um den dazwischenliegenden Beton zu scheren. Die zweite Schneidkante 7 ist im Wesentlichen an die Form der ersten Schneidkante 5 angepasst; sie ist aber kleiner, da sie in den Innenraum 4 eintaucht.
Die 6 zeigt in einer Draufsicht (in der xy-Ebene) den Verlauf der ersten Schneidkante 5 der ersten Zangenbacke 2 der Betonbrechzange 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Für die zweite Schneidkante 7 der zweiten Zangenbacke 6 ist die Beschreibung ähnlich, da die Form der zweiten Schneidkante 7 an die Form der ersten Schneidkante 5 angepasst ist.
Die erste Schneidkante 5 der ersten Zangenbacke 2 besteht aus zwei Schenkeln 9, 10, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse 11 verlaufen, die senkrecht zur Gelenkachse 8 steht. Die Schenkel 9, 10 bilden des Weiteren einen distalen Endabschnitt 12 der ersten Schneidkante 5, wobei der distale Endabschnitt 12 im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel eine punktuelle Spitze 12 der ersten Schneidkante 5 ist. Alternativ kann der distale Endabschnitt 12 eine Kurve der ersten Schneidkante 5 sein, die geradlinig oder gekrümmt sein kann. Die Mittelachse 11 schneidet die Gelenkachse 8 und den distalen Endabschnitt 12.
Im Folgenden wird der Verlauf der ersten Schneidkante 5 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß der 6 haben die Schenkel 9, 10 der ersten Schneidkante 5 in einer Draufsicht senkrecht zur Gelenkachse 8 und senkrecht zur Mittelachse 11 jeweils ein Schneidkantensegment mit nicht-konstantem Krümmungsradius. Der Verlauf des Schneidkantensegments in der Draufsicht wird durch bestimmte geometrische Figuren folgendermaßen definiert.
Zunächst wird eine virtuelle Viertelellipse durch eine große Halbachse a, die parallel zur Gelenkachse 8 der Betonbrechzange 1 verläuft, und eine kleine Halbachse b definiert, die am distalen Endabschnitt 12 der ersten Schneidkante 5 endet. Die kleine Halbachse b verläuft also zwischen einem Mittelpunkt M der virtuellen Viertelellipse und dem distalen Endabschnitt 12 der ersten Schneidkante 5.
Daneben werden ein virtueller, halber Klöpperbogen nach DIN 28011 und ein virtueller, halber Korbbogen nach DIN 28013 jeweils mit einem Radius ra, einer Kallote r1, einer Krempe r2 und einem Bord h definiert, wobei der Radius ra identisch zu der großen Halbachse a der virtuellen Viertelellipse ist und wobei Spitzen (entsprechend den Hochpunkten des ganzen Klöpperbogen oder des ganzen Korbbogens) des virtuellen, halben Klöpperbogens und des virtuellen, halben Korbbogens jeweils auf dem Schnittpunkt der Viertelellipse mit dem distalen Endabschnitt 12 liegen und der Bord h an der großen Halbachse a endet.
Die Begriffe Klöpperbogen und Korbbogen sind in entsprechenden DIN-Normen allgemein definiert und werden in der 7 beschrieben (abgeleitet aus Borowski, "Gewölbter Boden", http://de.wikipedia.org).
Beim Klöpperbogen nach DIN 28011 ist r1 = Da und r2 = 0,1·Da, wobei Da = 2·ra gilt. Beim Korbbogen nach DIN 28013 ist ri = 0,8·Da und r2 = 0,154·Da, wobei Da = 2·ra gilt. Die verwendeten Begriffe ”halber Klöpperbogen” und ”halber Korbbogen” meinen jeweils einen Bogen in einem Winkel von 90°, da ein ganzer Klöpperbogen und ein ganzer Korbbogen üblicherweise in einem Winkel von 180° aufgespannt sind (siehe 7).
Gemäß der vorliegenden Erfindung verläuft das Schneidkantensegment zwischen der virtuellen Viertelellipse und dem virtuellen, halben Klöpperbogen, und/oder es verläuft zwischen der virtuellen Viertelellipse und dem virtuellen, halben Korbbogen an der Seite der Gelenkachse 8 und außerhalb der Viertelellipse und des virtuellen, halben Korbbogens an der Seite des distalen Endabschnitts 12 der Schneidkante 5, wie es in der 6 beispielhaft dargestellt ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Schneidkante 5 auf einem Verlauf, der annähernd durch r1 = k·Da und r2 = 0,33·k·Da definiert ist, wobei Da = 2·ra gilt und k eine Konstante zwischen 1 und 0.8 ist. Der Radius der Schneidkante 5 im Bereich der Kallote r1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ungefähr dreimal so groß wie der Radius der Schneidkante 5 im Bereich der Krempe r2.
Vorzugsweise hat der Bord h eine Größe, die kleiner ist als zwei Drittel der kleinen Halbachse b. Weiter bevorzugt hat der Bord h eine Größe, die kleiner ist als die Hälfte der kleinen Halbachse b. Weiter bevorzugt hat der Bord h eine Größe, die kleiner ist als ein Drittel der kleinen Halbachse b. Es ist auch denkbar, dass das der Bord h eine Größe von Null hat.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen der großen Halbachse a und der kleinen Halbachse b in einem Bereich von 4:1 bis 3:1, weiter bevorzugt in einem Bereich von 3:1 bis 2:1, und weiter bevorzugt in einem Bereich von 2:1 bis 1,5:1.
Gemäß den 3 und 4 ist die Brechzange in einer Seitenansicht (in der yz-Ebene) gezeigt. In dieser Ebene hat die erste Schneidkante 5 im Bereich des distalen Endabschnitts 12 einen Geradenabschnitt 14, an dem sich zur Seite der Gelenkachse 8 hin ein angewinkelter oder gekrümmter Abschnitt 15 anschließt, der zur Seite der anderen Schneidkante 7 hin angewinkelt oder gekrümmt ist. Die zweite Schneidkante 7 hat vorzugsweise ebenfalls eine entsprechende Konfiguration.
Gemäß den 1 bis 5 sind vorzugsweise an der ersten und der zweiten Zangenbacke 2, 6 Brechzähne 13 zum Eindringen in Beton angeordnet. Die Brechzähne 13 befinden sich bei Betrachtung von der Gelenkachse 8 hinter der ersten Schneidkante 5 und vor der zweiten Schneidkante 7. Die Brechzähne 13 durchdringen den Beton und spalten ihn. Die Brechzähne 13 halten die Schneidkanten 5, 7 außerdem davon ab, mit ungebrochenem Beton in Kontakt zu treten. Nachdem der Beton durch die Brechzähne 13 zerbröselt wurde, können die Schneidkanten 5, 7 die aus und vom Beton befreiten Armierungen zerschneiden.
Vorzugsweise sind die erste und die zweite Schneidkante 5, 7 auf die entsprechende Zangenbacke 2, 6 aufgeschweißt.
Der Schutzumfang ist nicht auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle möglichen Betonbrechzangen, sofern diese unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 96/02708 A [0003, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 28011 [0006]
DIN 28013 [0006]
DIN 28011 [0023]
DIN 28013 [0023]
Borowski, ”Gewölbter Boden”, http://de.wikipedia.org [0024]
DIN 28011 [0025]
DIN 28013 [0025]

Claims

Betonbrechzange (1) mit: einer ersten Zangenbacke (2), die einen rahmenartigen ersten Grundkörper (3) aufweist, der einen Innenraum (4) der ersten Zangenbacke (1) definiert und eine erste Schneidkante (5) aufweist, und einer zweiten Zangenbacke (6), die eine zweite Schneidkante (7) aufweist und mit der ersten Zangenbacke (2) um eine Gelenkachse (8) schwenkbar verbunden ist, um in den Innenraum (4) einzutauchen, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten Schneidkante (5, 7) aus zwei Schenkeln (9, 10) besteht, die im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu einer Mittelachse (11) verlaufen, die senkrecht zur Gelenkachse (8) steht, wobei die Schenkel (9, 10) einen distalen Endabschnitt (12) der Schneidkante (5, 7) bilden, wobei der distale Endabschnitt (12) entweder eine punktuelle Spitze (12) der Schneidkante (5, 7) oder eine Kurve der Schneidkante (5, 7) ist, und wobei die Mittelachse (11) die Gelenkachse (8) und den distalen Endabschnitt (12) schneidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (9, 10) in einer Draufsicht (xy) senkrecht zur Gelenkachse (8) und senkrecht zur Mittelachse (11) jeweils ein Schneidkantensegment mit nicht-konstantem Krümmungsradius aufweisen, der Verlauf des Schneidkantensegments in der Draufsicht folgendermaßen definiert ist: eine virtuelle Viertelellipse ist durch eine große Halbachse (a), die parallel zur Gelenkachse (8) der Betonbrechzange (1) verläuft, und eine kleine Halbachse (b) definiert, welche am distalen Endabschnitt (12) der Schneidkante (5, 7) endet, ein virtueller, halber Klöpperbogen und ein virtueller, halber Korbbogen sind jeweils mit einem Radius (ra), einer Kallote (r1), einer Krempe (r2) und einem Bord (h) definiert, wobei der Radius (ra) identisch zu der großen Halbachse (a) der Viertelellipse ist und wobei Spitzen des virtuellen, halben Klöpperbogens und des virtuellen, halben Korbbogens jeweils auf einem Schnittpunkt der virtuellen Viertelellipse mit dem distalen Endabschnitt (12) liegen und der Bord (h) an der großen Halbachse (a) endet, und das Schneidkantensegment zwischen der virtuellen Viertelellipse und dem virtuellen, halben Klöpperbogen verläuft, und/oder zwischen der virtuellen Viertelellipse und dem virtuellen, halben Korbbogen an der Seite der Gelenkachse (8) und außerhalb der virtuellen Viertelellipse und des virtuellen, halben Korbbogens an der Seite des distalen Endabschnitts (12) der Schneidkante (5, 7) verläuft.
Betonbrechzange (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Bord (h) eine Größe von Null hat.
Betonbrechzange (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Bord (h) eine Größe hat, die kleiner ist als ein Drittel der kleinen Halbachse (b).
Betonbrechzange (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Bord (h) eine Größe hat, die kleiner ist als die Hälfte der kleinen Halbachse (b).
Betonbrechzange (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Bord (h) eine Größe hat, die kleiner ist als zwei Drittel der kleinen Halbachse (b).
Betonbrechzange (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der großen Halbachse (a) und der kleinen Halbachse (b) in einem Bereich von 4:1 bis 3:1 liegt.
Betonbrechzange (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der großen Halbachse (a) und der kleinen Halbachse (b) in einem Bereich von 3:1 bis 2:1 liegt.
Betonbrechzange (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen der großen Halbachse (a) und der kleinen Halbachse (b) in einem Bereich von 2:1 bis 1,5:1 liegt.
Betonbrechzange (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest die erste oder die zweite Schneidkante (5, 7) in einer Ebene (yz), die senkrecht zur Gelenkachse (8) und parallel zur Mittelachse (11) aufgespannt ist, im Bereich des distalen Endabschnitts (12) einen Geradenabschnitt (14) aufweist, an dem sich zur Seite der Gelenkachse (8) hin ein angewinkelter oder gekrümmter Abschnitt (15) anschließt, der zur Seite der anderen Schneidkante (5, 7) hin angewinkelt oder gekrümmt ist.
Betonbrechzange (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest an einer von der ersten und der zweiten Zangenbacke (2, 6) Brechzähne (13) zum Eindringen in Beton angeordnet sind, wobei sich die Brechzähne (13) bei Betrachtung von der Gelenkachse (8) hinter der ersten Schneidkante (5) und vor der zweiten Schneidkante (7) befinden.
Betonbrechzange (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten Schneidkante (5, 7) auf die entsprechende Zangenbacke (2, 6) aufgeschweißt ist.