DE102014211483A1

DE102014211483A1 - Ankerkonusvorrichtung, Schalungsanker und Betonschalungssystem

Info

Publication number: DE102014211483A1
Application number: DE102014211483.7A
Authority: DE
Inventors: Manfred Schnepf
Original assignee: Peri GmbH
Current assignee: Peri GmbH
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ankerkonusvorrichtung (10) zum Erzeugen einer Ankerstelle in einem zu erstellenden Betonbauteil. Die Ankerkonusvorrichtung weist einen Ankerkonus (12) auf, der einenends mit einem zumindest abschnittsweise sphärisch ausgebildeten Gelenkkopf (14) versehen ist, wobei der Ankerkonus (12) und der Gelenkkopf (14) eine Durchgangsausnehmung (18) für einen Ankerstab (20) aufweisen. Die Ankerkonusvorrichtung (10) umfasst ein Lagerteil (26) für den Gelenkkopf (14), das an einer Schalhaut eines Betonschalungselements (74, 76, 78, 80) anordenbar ist, mit einer Ankerdurchgangsbohrung (28) für den Ankerstab (20) und mit einer ringförmigen Lagerfläche (52) für den Gelenkkopf (14), über die der Gelenkkopf (14) am Lagerteil (26) abstützbar und gemeinsam mit dem Ankerkonus relativ zum Lagerteil (26) polyaxial verstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Schalungsanker und ein Betonschalungssystem, insbesondere ein Tunnelschalungssystem, mit einer solchen Ankerkonusvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankerkonusvorrichtung zum Erzeugen einer Ankerstelle in einem zu erstellenden Betonbauteil sowie einen Schalungsanker und ein Betonschalungssystem mit einer solchen Ankerkonusvorrichtung.
Beim Schalen und Betonieren von Betonbauteilen, wie beispielsweise Betonwänden, muss der auf die Betonschalungselemente wirkende Betondruck des Frischbetons in der Regel über Schalungsanker abgetragen werden. Die Betonschalungselemente werden dazu mittels der Schalungsanker miteinander verbunden bzw. verspannt. Die Schalungsanker weisen Ankerstäbe auf, die sich im Bereich von Ankerstabdurchführungen durch die Schalhäute der Betonschalungselemente hindurch erstrecken. Damit im Bereich dieser Spannstellen kein Frischbeton über die Ankerstabdurchführungen der Schalhäute nach außen fließt, wird jede einzelne Ankerstabdurchführung mittels eines sogenannten Ankerkonus abgedichtet. Der Ankerkonus umgreift den Ankerstab und liegt mit seinem einen Ende an der Schalhautvorderseite des Betonschalungselements dichtend an. Gerade bei Sichtbeton können so „ausgeblutete” Spannstellen verhindert werden.
Der Ankerstab wird in der Regel in einem Ankerhüllrohr geführt, um später wiederverwendet zu werden. Das Ankerhüllrohr verbleibt nach dem Ausschalen im Beton. Im fertiggestellten Betonbauteil verbleiben Anker- bzw. Konenlöcher, die später mit standardisierten Verschlusskonen oder Stöpseln aus Faserzement oder Kunststoff geschlossen werden können.
In der Praxis können die Ankerstäbe der eingesetzten Schalungsanker zu den Schalhäuten der Betonschalungselemente nicht immer exakt orthogonal verlaufend ausgerichtet werden. Dies ist speziell beim Erstellen gekrümmter Betonoberflächen der Fall oder wenn die Ankerpositionen zweier miteinander zu verbindender Betonschalungselemente nicht in Richtung einer zu den Schalhäuten dieser Betonschalungselemente orthogonal verlaufenden Achse miteinander fluchten, d. h. wenn die Ankerpositionen relativ zueinander versetzt angeordnet sind, wie dies insbesondere beim Erstellen von Betontunnelröhren häufig der Fall ist. Insgesamt wird dadurch eine dichtende Anlage der standardisierten Ankerkonen an der Schalhaut erschwert. Die standardisierten Ankerkonen werden deshalb üblicherweise schalhautseitig mit jeweils individuell anzufertigenden Passelementen, beispielsweise schräg abgeschnittenen konischen Holz- oder Kunststoffteilen, unterfüttert, um die Spannstellen zuverlässig abzudichten. Diese Arbeiten sind fehlerträchtig, zeitraubend und kostenintensiv.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Ankerkonusvorrichtung mit einem Ankerkonus anzugeben, die ein höheres Maß an Einsatzflexibilität aufweist und die insbesondere eine Abdichtung von Spannstellen ohne weitere Dichtungsmaßnahmen bzw. Nacharbeiten sowie den unveränderten Einsatz der vorgenannten standardisierten Verschlusskonen zum Verschließen der erzeugten Ankerlöcher erlaubt. Es ist darüber hinaus die Aufgabe der Erfindung, einen Schalungsanker und ein Betonschalungssystem mit einer solchen Ankerkonusvorrichtung anzugeben.
Die die Ankerkonusvorrichtung betreffende Aufgabe wird durch eine Ankerkonusvorrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Der erfindungsgemäße Schalungsanker weist die in Patentanspruch 14 angegebenen Merkmale und das erfindungsgemäße Betonschalungssystem die in Patentanspruch 15 angegebenen Merkmale auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung.
Bei der erfindungsgemäßen Ankerkonusvorrichtung weist der Ankerkonus einenends einen zumindest abschnittsweise sphärisch ausgebildeten Gelenkkopf auf. Der Ankerkonus und der Gelenkkopf sind mit einer Durchgangsausnehmung für einen Ankerstab versehen. Dadurch kann ein Ankerstab (= Ankerstahl) durch den Ankerkonus und den Gelenkkopf hindurchgeführt werden. Der Ankerstab wird somit im Montagezustand des Ankerkonus und des Gelenkkopfs auf dem Ankerstab von diesen vollumfänglich umgriffen.
Die Ankerkonusvorrichtung weist darüber hinaus ein, bevorzugt ringförmiges, Lagerteil auf. Das Lagerteil weist eine Ankerdurchgangsbohrung für den Ankerstab auf, sodass der Ankerstab auch durch das Lagerteil hindurchgeführt werden kann.
Das Lagerteil bildet eine ringförmige Lagerfläche für den Gelenkkopf, über die der Gelenkkopf am Lagerteil abstützbar und gemeinsam mit dem Ankerkonus relativ zum Lagerteil polyaxial verstellbar ist. Es versteht sich, das die Lagerfläche ringförmig geschlossen ist. Dadurch kann der Gelenkkopf in seinem Montagezustand am Lagerteil über seinen gesamten Umfang am Lagerteil dichtend anliegen und am Lagerteil abgestützt werden. Der Gelenkkopf und das Lagerteil bilden auf diese Weise ein Kugelgelenk. Der Ankerkonus ist somit über den Gelenkkopf am Lagerteil kugelgelenkig angelenkt und kann so mit der Durchgangsausnehmung zu dem durch die Durchgangsausnehmung hindurch zu führenden Ankerstab bzw. dessen Längsachse fluchtend ausgerichtet werden. Der Ankerstab kann dadurch auch unter einem von 90° abweichenden Winkel relativ zur Schalhaut eines mit der Ankerkonusvorrichtung ausgerüsteten Betonschalungselements in die Durchgangsausnehmung des Ankerkonus und des Gelenkkopfs ein- und durch diese hindurchgeführt werden. Die Ankerkonusvorrichtung ermöglicht dabei eine ausreichende Abdichtung einer Spannstelle unabhängig von einer jeweiligen Auslenkung des Ankerkonus und damit der Durchgangsausnehmung des Ankerkonus/Gelenkkopfes aus seiner Neutralstellung. In der Neutralstellung des Ankerkonus fluchtet dessen Längsachse und damit auch die Durchgangsausnehmung des Ankerkonus und des Gelenkkopfs mit der Längsachse der Ankerdurchgangsbohrung des Lagerteils. Auf den Einsatz zusätzlicher Dichtungselemente zum Abdichten der Spannstelle, wie beispielsweise die eingangs genannten Passelemente, kann bei dem erfindungsgemäßen Ankerkonussystem insgesamt verzichtet werden.
Die ringförmige Lagerfläche ist bevorzugt in einer zu dem Gelenkkopf komplementären Weise sphärisch ausgebildet. Im Falle einer konkav ausgeformten Lagerfläche bildet diese bzw. das Lagerteil mithin eine Gelenkpfanne für den Gelenkkopf aus. Dadurch kann eine verbesserte Abstützung des Gelenkkopfs am Lagerteil realisiert werden. Eine lokale Überbelastung des Materials des Lagerteils bzw. des Gelenkkopfs kann dabei zuverlässig vermieden werden. Darüber hinaus kann eine verbesserte Dichtwirkung des an der Lagerfläche anliegenden Gelenkkopfs realisiert und einem Ausbluten der Spannstelle nochmals besser entgegengewirkt werden. Bei einem Verschwenken des Gelenkkopfs gegenüber dem Lagerteil ist zudem die Gefahr eines Verkantens des Gelenkkopfs am Lagerteil verringert.
Damit der Gelenkkopf in seinem Montagezustand an der Lagerfläche des Lagerteils mit einer für eine zuverlässige Abdichtung der Spannstelle ausreichend großen Kontaktpressung dichtend anliegt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Ankerkonus und/oder der Gelenkkopf im Bereich ihrer Durchgangsausnehmung mit einem Innengewinde zum Einschrauben des Ankerstabs versehen sein. Der Ankerkonus kann in diesem Fall mit dem Gelenkkopf auf einfache Weise auf den Ankerstab aufgeschraubt und in axialer Richtung gegen die ringförmige Lagerfläche bzw. die Lagerpfanne des Lagerteils gespannt werden. Diese Bauart der Ankerkonusvorrichtung eignet sich insbesondere bei einem Ankerkonus/Gelenkkopf aus einem metallischen Werkstoff.
Alternativ kann die Ankerkonusvorrichtung eine Gewindemutter aufweisen, die auf den Ankerstab eines Schalungsankers aufschraubbar ist und mittels derer der Gelenkkopf gegen die Lagerfläche des Lagerteils gespannt (bzw. gepresst) werden kann. Zwischen dem Gelenkkopf und der genannten Gewindemutter kann dabei ein Elastomerring bzw. eine Elastomerscheibe angeordnet sein, um Längenänderungen des Ankerstabs, insbesondere unter Last, zu kompensieren.
Unter fertigungstechnischen wie auch Kostenaspekten sind der Ankerkonus und der Gelenkkopf bevorzugt einstückig miteinander ausgebildet.
Die Ankerdurchgangsbohrung des Lagerteils weist bevorzugt eine lichte Durchgangsweite auf, die größer als der Außendurchmesser des Ankerkonus ist. Dadurch kann der Ankerkonus von der Rückseite der Schalhaut eines Schalungselements kommend durch die Durchgangsbohrung des Lagerteils (sowie die Ankerdurchführung der Schalhaut) hindurchgesteckt werden, bis der Gelenkkopf an der Lagerfläche bzw. der Lagerpfanne des Lagerteils anliegt.
Der Gelenkkopf und das Lagerteil sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Ankerkonus aus seiner vorstehend erläuterten Neutralstellung, in der die Längsachse des Ankerkonus mit der Längsachse der Ankerdurchgangsbohrung des Lagerteils fluchtet, jeweils um bis zu 25° gegenüber dem Lagerteil polyaxial auslenkbar ist. Dies ist für die Einsatzflexibilität der Ankerkonusvorrichtung vorteilhaft.
Das Lagerteil kann zwecks einer zuverlässigen Verankerung an der Schalhaut eines Betonschalungselements einen zylindrischen bzw. zylinderförmigen Längsabschnitt aufweisen, der in einer Ankerdurchführung der Schalhaut einsetzbar ist.
In dem zu erstellenden Betonbauteil kann die Ankerstelle dadurch optisch besonders hochwertig ausgeführt werden, dass sich die ringförmige Lagerfläche des Lagerteils bzw. die Lagerpfanne in Richtung der Längsachse der Durchgangsbohrung bis zum oder nahezu bis zum freien Ende des zylindrischen Längsabschnitts des Lagerteils erstreckt.
Zum Erzeugen makelloser Sichtbetonflächen ist der zylindrische Längsabschnitt des Lagerteils vorzugsweise derart bemessen, dass dieser in seinem Montagezustand an der Schalhaut eines Betonschalungselements mit der Schalhautvorderseite bündig abschließt.
Der zylindrische bzw. zylinderförmige Längsabschnitt des Lagerteils kann nach der Erfindung darüber hinaus umfangsseitig mit mehreren voneinander beabstandeten ringförmigen Einkerbungen (Ringnuten) oder mit einem Außengewinde versehen sein, um das Lagerteil in der Ankerdurchführung einer Schalhaut eines Betonschalungselements nochmals zuverlässiger verankern zu können. Dadurch kann zudem eine verbesserte Abdichtung zwischen dem Lagerelement und der Schalhaut gegenüber einem unerwünschten Durchtritt von Frischbeton erreicht werden.
Das Lagerteil weist im konstruktiv einfachsten Fall einen ringförmigen (umlaufenden) Stützflansch auf, der über den zylindrischen Längsabschnitt in radialer Richtung hervorsteht und der der Abstützung des Lagerteils, bevorzugt an der Schalhautrückseite eines Betonschalungselements, dient. Durch den Stützflansch kann eine definierte Einführtiefe des Lagerteils in die Ankerstabdurchführung zuverlässig realisiert und dadurch ein bündiger Abschluss des Lagerteils mit der Schalhautvorderseite, d. h. mit der mit dem Frischbeton in Kontakt kommenden Schalhautoberfläche, gewährleistet werden. Der Stützflansch kann nach einer Weiterbildung der Erfindung, beispielsweise über ein Schraubgewinde, am Lagerteil axial verstellbar angeordnet sein, um das Lagerteil an unterschiedliche Schalhautdicken exakt anpassen zu können. Dies ist insbesondere im Sichtbetonbau vorteilhaft.
Der Stützflansch kann mehrere Bohrungen aufweisen, um das Lagerteil mittels Schrauben an der Schalhaut eines Betonschalungselements festschrauben zu können.
Zum vereinfachten Entfernen des Ankerkonus aus dem ausgehärteten Betonbauteil ist der Gelenkkopf an seinem von dem Ankerkonus wegweisenden freien Ende vorzugsweise mit einem Antriebsprofil für den Angriff eines Drehwerkzeugs versehen. Das Antriebsprofil kann insbesondere als ein Innenmehrkant, aber auch als ein Außenmehrkant bzw. ein anderes geeignetes Antriebsprofil, ausgebildet sein. Der Innenmehrkant kann dabei zur abschnittsweisen formschlüssigen Aufnahme der vorstehen erläuterten Gewindemutter ausgebildet sein. Dadurch kann die Gewindemutter mit dem Gelenkkopf drehfest verkoppelt werden. Dies ist für die Montage/Demontage des Ankerkonus/Gelenkkopfs auf/von dem Ankerstab eines Schalungsankers vorteilhaft.
Der Ankerkonus kann nach einer Weiterbildung der Erfindung an seinem von dem Gelenkkopf wegweisenden Ende einen hülsenartigen Profilfortsatz aufweisen, auf den ein Ankerhüllrohr (z. B. ein Faserzementrohr) aufschiebbar bzw. in den ein solches Ankerhüllrohr einschiebbar ist.
Der Ankerkonus überragt dabei den hülsenartigen Profilfortsatz vorzugsweise in einer zur Durchgangsausnehmung radialen Richtung, um dadurch einen axialen Anschlag für das Hüllrohr zu bilden und eine stirnseitig dichtende Anlage des Ankerhüllrohrs an dem Ankerkonus zu ermöglichen.
Der Ankerkonus und der Gelenkkopf und/oder das Lagerteil können nach der Erfindung aus einem Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Es versteht sich, dass der Kunststoff Zuschlagstoffe, beispielsweise Fasern, aufweisen kann. Das Ankerkonussystem ist für eine Wiederverwendung, d. h. einen mehrfachen Einsatz, ausgelegt.
Der erfindungsgemäße Schalungsanker sowie das erfindungsgemäße Betonschalungssystem zeichnen sich aufgrund der Ankerkonusvorrichtung durch eine verbesserte Einsatzflexibilität aus und ermöglichen insgesamt eine kostengünstigere und zeitsparendere Erstellung eines Betonbauteils. Der Gelenkkopf der Ankerkonusvorrichtung ist im Montagezustand vorzugsweise mittels einer auf den Ankerstab des Schalungsankers aufgeschraubten Gewindemutter gegen die Lagerfläche des Lagerteils gespannt und liegt an dieser dichtend an. Die Gewindemutter kann dabei an dem Gelenkkopf unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Elastomerrings bzw. einer Elastomerscheibe, an.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Figuren so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Ankerkonusvorrichtung mit einem Ankerkonus, der über einen Gelenkkopf an einem Lagerteil gelenkig abgestützt ist, wobei der Ankerkonus in Neutralstellung angeordnet ist und wobei das Lagerteil in eine Ankerstabdurchführung einer Schalhaut eines Betonschalungselements eingeschraubt und an der Schalhaut rückseitig abgestützt ist, in einer Seitenansicht;
2 die Ankerkonusvorrichtung gemäß 1 mit einem gegenüber dem Lagerteil ausgelenkten Ankerkonus, in einer Seitenansicht;
3 das Ankerkonusvorrichtung gemäß 2 in einem anderen ausgelenkten Zustand des Ankerkonus, in einer Seitenansicht;
4 ein Betonschalungssystem mit mehreren Betonschalungselementen, die mittels Schalungsankern im Bereich von Spannstellen miteinander verbunden sind, wobei die Spannstellen jeweils durch Ankerkonusvorrichtungen gemäß 1 abgedichtet sind, in einer ausschnittsweisen Seitenansicht.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Ankerkonusvorrichtung 10 zum Erzeugen einer Ankerstelle in einem zu erstellenden Betonbauteil. Die Ankerkonusvorrichtung 10 umfasst einen Ankerkonus 12, der einenends mit einem Gelenkkopf 14 versehen ist. Der Ankerkonus 12 und der Gelenkkopf 14 sind miteinander einstückig ausgeführt und können beispielsweise aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff (bspw. Aluminium) oder einem Faserverbundwerkstoff bestehen.
Der Gelenkkopf 14 weist eine abschnittsweise sphärisch ausgebildete Oberfläche 16 auf und kann insbesondere die Form eines Kugelkopfabschnitts aufweisen, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist.
Der Ankerkonus 12 und der Gelenkkopf 14 sind mit einer Durchgangsausnehmung 18 für einen Ankerstab 20 versehen, um den Ankerkonus 12 gemeinsam mit dem Gelenkkopf 14 auf einem Ankerstab 20 zu montieren. Die Durchgangsausnehmung 18 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 22 des Ankerkonus 12 durch den Ankerkonus 12 und den Gelenkkopf 14 hindurch. Die Durchgangsbohrung 18 weist einen größeren Querschnitt (in 1 nicht bezeichnet) auf, als der Ankerstab 20.
Als Ankerstab 20 können die in der Praxis etablierten Ankerstäbe 20 eingesetzt werden, wie diese üblicherweise bei Schalungsankern zum Verbinden zweier Betonschalungselemente verwendet werden. Derlei Ankerstäbe 20 weisen in der Regel ein Außengewinde 24, beispielsweise ein sogenanntes Dywidag^® Gewinde, auf.
Die Ankerkonusvorrichtung 10 umfasst weiterhin ein Lagerteil 26 für den Gelenkkopf 14. Das Lagerteil 26 ist ringförmig ausgebildet und weist eine Ankerdurchgangsbohrung 28 auf, die sich entlang ihrer Längsachse 30 durch das Lagerteil 26 hindurcherstreckt. Die Ankerdurchgangsbohrung 28 weist mithin eine hintere und eine vordere Öffnung 32, 34 auf.
Ein vorzugsweise zylindrischer Längsabschnitt 36 oder Stutzen des Lagerteils 26 dient dazu, das Lagerteil 26 in einer Ankerdurchführung 38 einer mit 40 bezeichneten Schalhaut eines im Übrigen nicht näher wiedergegebenen Betonschalungselements einzusetzen. Der zylindrische Längsabschnitt 36 ist umfangsseitig mit ringförmigen Einkerbungen (Ringnuten) 42 versehen. Die Einkerbungen gewährleisten eine verbesserte Verankerung sowie einen dichten Sitz des Lagerteils 26 in der (kreisrund ausgeführten) Ankerdurchführung 38 der Schalhaut.
Das Lagerteil 26 weist einen ringförmigen Stützflansch 44 auf. Der Stützflansch 44 steht über den zylindrischen Längsabschnitt 36 in einer zur Längsachse 30 der Ankerdurchgangsbohrung 28 radialen Richtung hervor. Das Lagerteil 26 liegt in seinem gezeigten Montagezustand über eine ringförmige Anlagefläche 46 des Stützflanschs 44 an der Schalhautrückseite 40a der Schalhaut 40 an und ist über diese Anlagefläche 46 an der Schalhaut 40 axial abgestützt. Der Stützflansch 44 ist mittels mehrerer Befestigungsschrauben 47, die sich durch nicht näher bezeichnete Bohrungen des Stützflansches 44 erstrecken, mit der Schalhaut 40 verschraubt. Die Anlagefläche 46 ist vorzugsweise insgesamt plan ausgeführt.
Der Stützflansch 44 ist vom freien Ende 48 des zylindrischen Längsabschnitts 36 bzw. des Lagerteils 26 derart beabstandet, dass das freie Ende 48 des Lagerteils 26 in axialer Richtung mit der Schalhautvorderseite 40b der Schalhaut 40 bündig abschließt. Dadurch können unerwünschte Stufenbildungen in dem zu erstellenden Betonbauteil vermieden werden.
Wie aus 1 weiter hervorgeht, ist die Ankerdurchgangsbohrung 28 von einer Seitenwand 50 begrenzt, die eine zu dem sphärischen Gelenkkopf 14 des Ankerkonus 12 komplementär ausgeformte sphärische Lagerfläche 52 bildet. Die sphärische Lagerfläche 52 definiert somit vorliegend eine konkav ausgeformte Lagerpfanne 54 zur Aufnahme des Gelenkkopfs 14 des Ankerkonus 12.
Eine Gewindemutter 55 ist auf den Ankerstab 20 aufgeschraubt und dient dazu, den Gelenkkopf 14 axial in Richtung und gegen die Lagerfläche 52 des Lagerteils 26 zu spannen, sodass der Gelenkkopf 14 an der Lagerfläche 52 bzw. der Lagerpfanne 54 über seinen gesamten Umfang formschlüssig dichtend anliegt.
Der Ankerkonus 12 ist über seinen in der Lagerpfanne 54 angeordneten Gelenkkopf 14 an dem Lagerteil 26 kugelgelenkig angelenkt. Mit anderen Worten ist der Ankerkonus 12 relativ zur Längsachse 30 der Ankerdurchgangsbohrung 28 des Lagerteils 26 in der Lagerpfanne 54 des Lagerteils 26 polyaxial verstellbar angeordnet, sofern der Gelenkkopf 14 mittels der Gewindemutter 55 noch nicht in der Lagerpfanne 54 am Lagerteil 26 festgesetzt (lagefixiert gehalten) ist. In der gezeigten Neutralstellung des Ankerkonus 12 fluchtet die Längsachse 22 des Ankerkonus mit der Längsachse 30 der Ankerdurchgangsbohrung 28 des Lagerteils 26. Die Durchgangsausnehmung 18 des Ankerkonus 12 ist mithin zur Schalhautvorderseite 40b der Schalhaut 40 orthogonal verlaufend ausgerichtet.
In der 1 sind eine erste und eine zweite Schwenkachse des Ankerkonus relativ zum Lagerteil 26 mit 56, 58 bezeichnet. Im unbelasteten Zustand des Gelenkkopfs ist zusätzlich eine Drehung des Ankerkonus 12 um seine mit 60 bezeichnete Drehachse möglich. Bei der Montage eines Schalungsankers kann der Ankerkonus 12 somit auf den durch die Durchgangsausnehmung 18 des Ankerkonus und des Gelenkkopfs 14 zu schraubenden Ankerstab 20 ausgerichtet und der Ankerstab 12 selbst bei einer nicht orthogonalen Verlaufsrichtung des Ankerstabs 20 in die Durchgangsausnehmung 18 eingefädelt und durch diese hindurchgeführt werden. Nach dem Durchfädeln des Ankerstabs wird der Gelenkkopf 14 mittels durch eine Schraubbewegung der Gewindemutter 55 gegen die Lagerfläche 52 gespannt und an dieser dichtend zur Anlage gebracht.
Die Ankerduchgangsbohrung 28 des Lagerteils 26 weist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine lichte Durchgangsweite 62 auf, die größer ist, als der Außendurchmesser 64 des Ankerkonus 12. Es versteht sich, dass die lichte Durchgangsweite 62 der Ankerdurchgangsbohrung 28 dabei kleiner ist, als der Außendurchmesser 66 des Gelenkkopfs 14. Dadurch kann der Ankerkonus 12 über die hintere Öffnung 32 der Ankerdurchgangsbohrung 28 des Lagerteils 26 in die Ankerdurchgangsbohrung 28 eingeführt und in axialer Richtung durch das Lagerteil 26 hindurchgeführt werden, bis der Gelenkkopf 14 an der Lagerfläche 52 bzw. der Lagerpfanne 54 des Lagerteils 26 anliegt.
Wie aus 1 hervorgeht, erstreckt sich die Lagerfläche 52 des Lagerteils 26 in axialer Richtung im Wesentlichen bis zum freien Ende des zylindrischen Längsabschnitts 36 des Lagerteils 26. Dadurch wird ein Eindringen von Frischbeton bzw. Betonmilch in die Lagerpfanne 54 bzw. in den Bereich zwischen dem Gelenkkopf 14 und der Lagerfläche 52 des Lagerteils 26 insgesamt unterbunden.
Der Gelenkkopf 14 des Ankerkonus kann mit einem Antriebsprofil 68 für den Angriff eines Drehwerkzeugs versehen sein, um den Ankerkonus auf den Ankerstab aufzuschrauben bzw. den Ankerkonus 12 aus dem ausgehärteten Betonbauteil bzw. von dem Ankerstab 20 vereinfacht zu entfernen.
Der Ankerkonus kann darüber hinaus an seinem von dem Gelenkkopf 14 wegweisenden Ende einen, vorzugsweise hülsenartigen, Profilfortsatz 70 aufweisen, auf den ein Ankerhüllrohr 72 aufschiebbar ist. Der Ankerkonus 12 überragt den Profilfortsatz 70 in radialer Richtung, sodass der Ankerkonus 12 (mit seiner Stirnfläche) einen Axialanschlag für das Ankerhüllrohr 72 bildet. Dadurch kann eine sichere Abdichtung zwischen dem Ankerhüllrohr 72 und dem Ankerkonus 12 erreicht werden, sodass Betonmilch nicht in das Innere des Ankerkonus 12 einzudringen vermag.
In den 2 und 3 ist die vorstehend erläuterte Ankerkonusvorrichtung mit einem aus seiner Neutralstellung ausgelenkten Ankerkonus 12 gezeigt.
In 2 ist der Ankerkonus 12 über den in der Lagerpfanne 54 des Lagerteils 26 gelagerten Gelenkkopf 14 um die erste Schwenkachse 56 aus seiner in 1 gezeigten Neutralstellung gegenüber dem Lagerteil 26 ausgelenkt. Der Auslenkwinkel α1 beträgt vorliegend ungefähr 20°.
In 3 ist der Ankerkonus 12 aus seiner Neutralstellung um die mit 58 bezeichnete Schwenkachse gegenüber dem Lagerteil 26 ausgelenkt. Der Auslenkwinkel α2 des Ankerkonus 12 beträgt ungefähr 20°.
4 zeigt ein Betonschalungssystem 100, das beispielhaft als ein Tunnelschalungssystem ausgebildet ist. Das Betonschalungssystem 100 umfasst mehrere Betonschalungselemente 74, 76, 78, 80 zum Erstellen eines Betonbauteils 82. Die beiden unteren Betonschalungselemente 74, 76 und die beiden oberen Betonschalungselemente 78, 80 sind jeweils paarweise mit einander zugewandten Schalhäuten 40 voneinander beabstandet angeordnet und jeweils mittels mehrerer Schalungsanker 84 miteinander verbunden bzw. miteinander verspannt. Aus Darstellungsgründen ist in 4 jeweils nur einer dieser Schalungsanker 84 gezeigt.
Die Schalungsanker 84 weisen jeweils einen Ankerstab 20 auf, der sich durch die Ankerdurchführungen 38 der Schalhäute 40 hindurcherstreckt. Wie in 4 gezeigt ist, sind die Ankerstäbe 20 relativ zur Schalhaut der jeweils zugeordneten Betonschalungselemente nicht orthogonal verlaufend ausgerichtet.
Die Ankerstäbe 20 können in Längsrichtung mehrteilig ausgeführt sein, um deren Handhabbarkeit zu erhöhen und sind jeweils beidenends über Ankerschlösser oder Ankermuttern 86 mit einem Rahmenelement 88 eines der Betonschalungselemente 74, 76, 78, 80 verspannt. Die Rahmenelemente 88 dienen in an sich bekannter Weise der rückseitigen Abstützung der zugeordneten Schalhaut 40.
Zum Erzeugen von Ankerstellen bzw. von konischen Ankerlöchern in dem zu erstellenden Betonbauteil 82 dienen mehrere der vorstehend im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläuterten Ankerkonusvorrichtungen 10.
Die Ankerstäbe 20 der gezeigten Schalungsanker 84 erstrecken sich im Montagezustand der Schalungsanker 84 durch die Durchgangsausnehmung 18 eines Ankerkonus 12 und des zugehörigen Gelenkkopfs 14 der jeweiligen Ankerkonusvorrichtung 10 hindurch. Das Lagerteil 26 der Ankerkonusvorrichtung 10 ist mit seinem zyliridrischen Längsabschnitt 36 in die Ankerdurchführung 38 einer Schalhaut 40 eingesetzt und über seinen Stützflansch 44 an der Schalhautrückseite 40a der Schalhaut 40 abgestützt. Der Stützflansch 44 ist in nicht näher wiedergegebener Weise an der Schalhaut 40 mit Befestigungsschrauben lösbar befestigt, wie dies vorstehend in 1 gezeigt ist.
Die gezeigten Gelenkköpfe 14 sind jeweils in der Lagerpfanne (1) eines Lagerteils 26 angeordnet. Die Gewindemuttern 55 stehen mit einem der Ankerstab 20 im Gewindeeingriff und spannen den zugeordneten Gelenkkopf 14 axial in Richtung und gegen das Lagerteil 26, sodass der Gelenkkopf 14 an der Lagerfläche (1) des Lagerteils 26, d. h. der Lagerpfanne, vorgespannt dichtend anliegt.
Die gezeigten Ankerkonen 12 sind relativ zu dem jeweils zugeordneten Lagerteil 26 aus ihrer in 1 gezeigten Neutralstellung ausgelenkt, sodass die Längsachse 30 der Ankerkonen 12 (und damit die Durchgangsausnehmung 18 des jeweiligen Ankerkonus 12/Gelenkkopfs 14) mit dem zur Schalhaut 40 schräg (nicht orthogonal) verlaufend ausgerichteten Ankerstab 20 fluchtet.
Die gezeigten Ankerstäbe 20 sind jeweils von einem Ankerhüllrohr 72, beispielsweise aus Faserzement, umhüllt, das beidenends auf die in 1 gezeigten Profilfortsätze der zugeordneten Ankerkonen 10 dichtend aufgeschoben ist.
Die erfindungsgemäße Ankerkonusvorrichtung 10 weist einen breiten Einsatzbereich auf und kann zur Erzeugung von konischen Ankerstellen (Ankerlöchern) in beliebigen zu erstellenden Betonbauteilen 82 eingesetzt werden. Die eingangs genannten individuell anzufertigenden Passelemente, mit denen herkömmliche Ankerkonen bei einem zur Schalhaut nicht-orthogonal verlaufend angeordneten Ankerstab 20 unterfüttert werden müssen, erübrigen sich vollständig. Darüber hinaus gewährleistet die Ankerkonusvorrichtung 10 eine zuverlässige Abdichtung der Spannstelle und dies unabhängig von der Verlaufsrichtung des jeweilig zugeordneten Ankerstabs relativ zur Schalhaut. Das Ausbluten der Spannstelle kann dadurch ohne Mehraufwand zuverlässig unterbunden werden. Das mit der Ankerkonusvorrichtung erzeugte Ankerloch kann mit den im Baubereich üblichen standardisierten Verschlusskonen verschlossen werden.
Bezugszeichenliste

10: Ankerkonusvorrichtung
12: Ankerkonus
14: Gelenkkopf
16: sphärische Oberfläche
18: Durchgangsausnehmung
20: Ankerstab
22: Längsachse des Ankerkonus
24: Außengewinde des Ankerstabs
26: Lagerteil
28: Ankerdurchgangsbohrung
30: Längsachse der Ankerdurchgangsbohrung
32: hintere Öffnung
34: vordere Öffnung
36: zylindrischer Längsabschnitt
38: Ankerdurchführung
40: Schalhaut
40a: Schalhautrückseite
40a: Schalhautvorderseite
42: Außengewinde
44: Stützflansch
46: Anlagefläche
47: Befestigungsschrauben
48: vorderes Ende des zylindrischen Längsabschnitts
50: Seitenwand
52: Lagerfläche
54: Lagerpfanne
55: Gewindemutter
56: erste Schwenkachse
58: zweite Schwenkachse
60: Drehachse
62: lichte Durchgangsweite
64: Außendurchmesser des Ankerkonus
66: Außendurchmesser des Gelenkkopfs
68: Antriebsprofil
70: Profilfortsatz
72: Ankerhüllrohr
α1, α2: Auslenkwinkel des Ankerkonus aus seiner Neutralstellung
74–80: Betonschalungselemente
82: Betonbauteil
84: Schalungsanker
86: Ankermutter
88: Rahmenelement
100: Betonschalungssystem

Claims

Ankerkonusvorrichtung (10) zum Erzeugen einer Ankerstelle in einem zu erstellenden Betonbauteil (82), umfassend: – einen Ankerkonus (12), der einenends mit einem zumindest abschnittsweise sphärisch ausgebildeten Gelenkkopf (14) versehen ist, wobei der Ankerkonus (12) und der Gelenkkopf (14) eine Durchgangsausnehmung (18) für einen Ankerstab (20) aufweisen; und – ein Lagerteil (26) für den Gelenkkopf (14), das an einer Schalhaut eines Betonschalungselements (74, 76, 78, 80) anordenbar ist, mit einer Ankerdurchgangsbohrung (28) für den Ankerstab (20) und mit einer ringförmigen Lagerfläche (52) für den Gelenkkopf (14), über die der Gelenkkopf (14) am Lagerteil (26) abstützbar und gemeinsam mit dem Ankerkonus relativ zum Lagerteil (26) polyaxial verstellbar ist.
Ankerkonusvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Lagerfläche (54) in einer zu dem Gelenkkopf (14) komplementären Weise sphärisch ausgebildet ist.
Ankerkonusvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkonus (12) und der Gelenkkopf (14) einstückig miteinander ausgeführt sind.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerduchgangsbohrung (28) des Lagerteils (26) eine lichte Durchgangsweite (62) aufweist, die größer als der Außendurchmesser (64) des Ankerkonus (12) ist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (26) einen zylindrischen Längsabschnitt (36) aufweist, der in einer Ankerstabdurchführung (38) der Schalhaut (40) eines Betonschalungselements (74, 76, 78, 80) einsetzbar ist.
Ankerkonusvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lagerfläche (52) des Lagerteils (26) axial in Richtung der Ankerdurchgangsbohrung (28) des Lagerteils (26) bis zum freien Ende (48) des zylindrischen Längsabschnitts (36) des Lagerteils (26) erstreckt.
Ankerkonusvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Längsabschnitt (36) umfangsseitig mehrere ringförmige Einkerbungen 42 oder ein Außengewinde zum Einschrauben des Lagerteils (26) in die Ankerdurchführung (38) der Schalhaut (40) aufweist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerteil (26) einen ringförmigen Stützflansch (44) aufweist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkonus (12) aus seiner Neutralstellung relativ zur Längsachse (30) der Ankerdurchgangsbohrung (28) des Lagerteils (26) um bis zu 25° polyaxial auslenkbar ist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf den Ankerstab (20) aufschraubbare Gewindemutter, mittels derer der Gelenkkopf (14) gegen die Lagerfläche (52) des Lagerteils (26) spannbar ist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkopf (14) mit einem Antriebsprofil (68) für den Angriff eines Drehwerkzeugs ausgebildet ist.
Ankerkonusvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkonus (12) einen, vorzugsweise hülsenartigen, Profilfortsatz (70) aufweist, auf den ein Ankerhüllrohr (72) aufschiebbar ist.
Ankerkonusvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ankerkonus (12) den Profilfortsatz (70) in radialer Richtung überragt.
Schalungsanker (84) zum Verbinden zweier Betonschalungselemente (74, 76, 78, 80), mit einem Ankerstab (20), mit zwei Ankermuttern (86) und mit zumindest einer Ankerkonusvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Betonschalungssystem (100), insbesondere Tunnelschalungssystem, umfassend zwei mit Schalhäuten (40) versehene Betonschalungselemente (74, 76, 78, 80), die mittels zumindest eines Schalungsankers (84) nach Anspruch 14 miteinander verbunden sind, wobei sich der Ankerstab (20) des Schalungsankers (86) durch – Ankerdurchführungen (38) der Schalhäute (40), – die Durchgangsausnehmung (18) des Ankerkonus (12) und des Gelenkkopfs (14) sowie – die Ankerdurchgangsbohrung (28) des Lagerteils (26) hindurcherstreckt, und wobei der Gelenkkopf (14) des Ankerkonus (12) an der ringförmigen Lagerfläche (52) des Lagerteils (26) dichtend anliegt und über das Lagerteil (26) an einer der beiden Schalhäute (40), vorzugsweise rückseitig, abgestützt ist.