DE10240586A1 - Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen z.B. Rohrpfosten im Naturboden und in befestigtem Untergrund - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen 1 mit einer Innenöffnung 3 zur Aufnahme des stabförmigen Gegenstandes beschrieben, welche an ihrem in Einbringrichtung weisenden unteren Ende eine Spitze 5 aufweist und die an ihrem oberen Ende ein Flanschteil 7 mit radial weisender Einschlagwand 8 besitzt, mit einer Spannplatte 9, die parallel zum Flanschteil 7 angeordnet ist und der stabförmige Gegenstand durch einen Spann- und Verstärkungsring fixiert wird. Wesentlich ist dabei, daß der Spannring aus hochfestem Material z. B. Stahl gefertigt ist und gleichzeitig als Verstärkungsring ausgebildet ist, welcher dem oberen Bereich des Flansches und dem Sitz der Spannplatte eine solche Stabilität verleiht, daß diese gefährdeten Bereiche bei einem Anfahren des Pfostens oder sonstiger Krafteinwirkung stabil bleiben und die Vorrichtung nicht beschädigt wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen z. B. Rohrpfosten im Naturboden und in befestigtem Untergrund wie z. B. Asphalt, Beton, verdichteter Kies, insbesondere auf einen Bodendübel gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Die Verwendung von Bodendübeln und Betonierhülsen ist weit verbreitet.
• So ist eine derartige Vorrichtung zum Befestigen von stabförmigen Gegensänden im Erdreich aus der WO 87/02734 A1 bekannt. Sie besteht aus einem Rohr, das an seinem in Einschlagrichtung weisenden vorderen Ende mit einer Spitze versehen ist. Im Bereich des hinteren Endes des Rohres ist ein topfförmiger Flansch vorgesehen. Diese Vorrichtung wird in der DE 196 07 972 C1 beschriebenen Vorrichtung zur befestigenden Aufnahme eines stabförmigen Gegenstandes z. B. eines Pfosten, dadurch ergänzt, daß ein elastisches, den Pfosten umgreifendes Spannelement zwischen Flanschteil und Spannplatte gebracht wird und dadurch eine Einstellung der Pressung des Pfostens erreicht wird.
• Zudem ist aus dem Prospekt der Firma Dambach, D-76571 Gaggenau eine Bodenhülse bekannt, die zur schnell spannenden und auswechselbaren Aufnahme von Pfosten für Verkehrszeichen dient. Es handelt sich dabei um eine Betonierhülse, welche aus einem Gußkörper besteht, wobei im oberen Bereich ein Gewinde eingebracht ist unter welchem sich der Sitz für einen manschettenartigen Spannring befindet. Nach eingelegter Dichtung wird eine Art Hohlstopfen lose in das Gewinde eingeschraubt. Nach dem Einbetonieren und Austrocknen wird der Pfosten auf Anschlag in das Loch des Hohlstopfens eingeführt. Der Hohlstopfen wird nun mittels eines Schraubenschlüssels über die Schlüsselflächen angezogen, wobei sich der Spannring an den Pfosten anpresst und diesen sichert.
• Diese Bodenfundamente und Betonierhülsen erfüllen die Forderungen der Benutzer, solange nicht mit außergewöhnlichen Belastungen zu rechnen ist.
• Eine solche außergewöhnliche Belastung tritt dann ein, wenn auf einen Verkehrspfosten ein Fahrzeug auffährt oder die Pfosten aufgrund von Vandalismus verbogen werden.
• Bei den Vorrichtungen der Firma Gebr. Sträb nach WO 87/02734 A1 und DE 196 07 972 C1 führt dies zu einer Verschiebung der Spannplatte was ein Verbiegen und Beschädigen der Nietmuttern zur Folge hat und bei schwereren Aufprallvorgängen auch zu einer Verformung der Aufnahmeöffnung im Flansch und damit des Flansches selbst.
• Bei der Bodenhülse von Dambach führt der Aufprall zu einem Abplatzen des Randes der Stopfmutter und in schwereren Fällen zu einem Reißen des Gußkörpers.
• Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Kunstoff- oder Gummi-Spannringen ist der, daß Kunststoffe die Eigenschaft haben zu altern und zu fließen, ein Nachteil der besonders dann auftritt, wenn Torsionskräfte auf den Pfosten einwirken und wenn große Temperaturschwankungen auftreten.
• Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, welche beim Anfahren oder Umfahren eines Pfostens eine Beschädigung des Bodenverankerungskörpers und dessen Befestigungselemente wie Nietmuttern und Spannmechanismus weitgehend vermeidet und das sofortige Wiedereinsetzen eines neuen Pfostens ermöglicht.
• Lösung der Aufgabe
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen gekennzeichnet.
• Der Grundgedanke besteht darin, daß im Bereich der Flansch- Innenöffnung ein konischer Spannring aus druckfestem Material – vorzugsweise aus Stahl – eingebracht wird, welcher als Versteifung dieser Partie dient und gleichzeitig nach oben hin einen stabilen Schutz für die Spannplatte bildet , so daß bei Querkräften, welche vom umgebogenen Pfosten ausgehen, diese vom dem Ring aufgefangen werden und so der Bereich des Flansches und der Spannplatte stabil und unverbogen bleibt. Die Stabilität muß vom Flansch ausgehen und auf die Spannplatte übertragen werden. Beides mal ist ein horizontaler Formschluß erforderlich.
• Demgemäß wird in der Innenöffnung des Flansches eine konische Auflagefläche für einen Spann- und Verstärkungsring geschaffen in welche der Ring bei der Montage eintaucht und nach unten gleiten kann. Der Spann- und Verstärkungsring wird durch die Spannplatte aktiviert und erzeugt zwischen Pfosten und Flansch durch Anpressung einen Reibschluß. Da der Anpresswinkel unter 20° liegt und dem Bedarf angepaßt werden kann sind die Anpresskräfte für eine stabile und torsionssichere Befestigung im Bereich der Verkehrstechnik ausreichend. Der Innendurchmesser des Spannringes ist etwas größer als der Außendurchmesser des Pfostens, sodaß er leicht über diesen gleiten kann. Er besitzt einen vertikalen Schlitz durch welchen trotz seiner Fertigung aus druckfestem Material eine horizontale Elastizität oder Biegeverformbarkeit von einigen Millimeter gewährleistet ist. Der Anpresswinkel muß mindestens auf der Flanschseite des Spann- und Verstärkungsringes vorhanden sein. Vorteilhaft ist es jedoch wenn der Spann- und Verstärkungsring eine vertikale und horizontale Symmetrie aufweist. Dies ermöglicht eine beliebige Montagerichtung.
• Ein weiterer Vorteil ist der, wenn der Querschnitt des Spann- und Verstärkungsring so gestaltet ist, daß der Querschnitt von der Biegekante am Spannring zum oberen Ende des Spann- und Verstärkungsringes weitergeführt wird, jedoch mit abnehmendem Querschnitt, wodurch der über der Abstützkante an der Spannplatte liegende Teil des Ringes eine zusätzliche Versteifung erhält und den Abbiegeradius des Pfostens nach oben leitet und gleichzeitig eine Verformung dieser Partie zuläßt. Bei größeren Kräften wird dann der Ring an seinem oberen Ende deformiert und somit zum Verschleißteil.
• Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, die horizontale Symmetrie des Spann- und Verstärkungsringes mit dieser zusätzlichen Versteifung zu kombinieren, wobei ein doppelter Konus entsteht. Der über die Spannplatte nach oben hinausragende Teil bildet einen Schutz des Pfostens gegen Korrosion. Dieser Schutz kann dadurch verstärkt werden, daß ein dünnes Schutzmantelsegment, welches schmäler als der Spalt ist, nach oben angesetzt wird.
• Zur Druckübertragung genügt es auf der Spannplattenseite, wenn eine in der Höhe schmale Übertragungsfläche auf den Spann- und Verstärkungsring einwirkt. Dies ermöglicht es den Hebelarm nochmals zu verkürzen indem an der Spannplatte eine Fase angebracht wird.
• Mögliche Materialien sind Stahl, Guß, Sintermetall, Aluminium, Messing sowie hochfeste Kunststoffe.
• Der Querschnitt des Spann- und Verstärkungsringes an der Eingriffstelle der Oberkante der Innenöffnung des Flansches und der Biege-Oberkante der Spannplatte weisen dabei eine Biegefestigkeit aus, welche mindestens in der gleichen Größenordnung wie die des jeweils eingeschlossenen Pfosten-Querschnittes liegt.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
• 1: zeigt eine Explosionszeichnung der Vorrichtung in Vorderansicht
• 2: zeigt einen hälftigen Schnitt durch die Vorrichtung im Bereich des Flansches, der Spannplatte und des Spann- und Verstärkungsringes
• 3: zeigt den oberen Teil der Vorrichtung im montierten Zustand
• 4–7: zeigen vergrößerte Ausschnitt aus 2 im Bereich des Spann- und Verstärkungsringes.
• In 1 ist die Vorrichtung zum Befestigen von stabförmigen Gegenständen im Aufbau dargestellt. Die Basis bilden das Rohr mit Flansch und Nietmuttern. Der Flansch besitzt eine Innenöffnung welche am oberen Rand einen Konus aufweist. Darüber liegt der Spann- und Verstärkungsring welcher als symmetrisches Teil dargestellt ist. Vorne ist der Schlitz sichtbar. Über dem Ring befindet sich die Spannplatte, welche ungefähr den gleichen Außendurchmesser wie der Flansch besitzt. Die Spannplatte ist zur Versteifung leicht abgewinkelt. Sie besitzt Ansenkungen für die Schrauben, damit eine ebene Oberfläche entsteht. Darüber befindet sich der stabförmige Gegenstand den es zu befestigen gilt. Im Beispiel wird die Spannplatte mit 4 Schrauben auf dem Flansch befestigt. Dabei wird der Spannring aktiviert und klemmt den stabförmigen Gegenstand.
• 2 zeigt den zusammengebauten Zustand der Flansch- und Spannplattenpartie der in Bild 1 dargestellten Vorrichtung wobei die Schrauben nicht versenkt sind. Der Spann- und Verstärkungsring ist als symmetrischer Doppelkonus ausgebildet und ist in einer konischen Ausformung der Flansch- Innenöffnung gelagert. Das aufgeweitete Rohr, die Schweißnaht und der Spann- und Verstärkungsring bilden im obersten Bereich des Flansches, d.h. dort wo die größten Biegekräfte auftreten eine stabile Versteifung. Diese Versteifung überträgt sich auf den Bereich der Spannplatte welche am Durchgang nur wenige Millimeter Abstand zur Oberfläche des Flansches hat, wodurch der Hebelarm beim Verbiegen des stabförmigen Genstandes so klein wie möglich gehalten wird. Die Spannplatte ist durch eine Abwinkelung versteift und besitzt zur kompletten Bodenabdeckung und maximalen Stabilität den Durchmesser der Außenkontur des Flanschkörpers.
• In 3 ist die Vorrichtung zum Befestigen von stabförmigen Gegenständen nach 1 im geschlossenen Zustand. Der doppelkonische Spann- und Verstärkungsring ist dabei annähernd bündig mit der Oberseite der Spannplatte. Die versenkten Schrauben sind wie in 2 so angezogen, daß die abgewinkelte Spannplatte am Flanschrand aufsitzt, wobei die Spannplatte durch die angezogene Schraube eine Vorspannung in sich erhält.
• In 4 wird die Vorrichtung zum Befestigen von stabförmigen Gegenständen im Schnitt gezeigt. Dabei weist der Spann- und Verstärkungsring einen Absatz auf, in welchem die Spannplatte mit Ihrem Durchgang aufsitzt. Die Spannplatte weist im oberen Bereich des Durchganges eine Fase mit dem Winkel a auf, welcher dem abgebogenen Pfosten Freiraum bietet. Eine umgekehrte Ausführung, bei welcher der Konus in der Spannplatte sitzt und der Flansch einen Absatz aufweist, ist ebenfalls möglich wurde aber nicht gezeichnet.
• In 5 wird ein Spann- und Verstärkungsring als symmetrische Ausführung mit gleichen Spannwinkeln gezeigt. Der verjüngte obere Bereich zeigt, daß bei horizontalem Kraftaufwand eine Verformung in diesem Bereich möglich ist.
• 6 zeigt dieselbe Spannsituation wie 5, es ist jedoch ein Schutzmantelsegment der Höhe „h" gegen Korrosion angeschlossen. Die Dicke dieses Mantels ist kleiner als der Spalt zwischen Flansch und Pfosten.
• In 7 wird ein durch Krafteinwirkung beschädigter Spann- und Verstärkungsring gezeigt. Der Spann- und Verstärkungsring ist im oberen Bereich verbogen. Die Fase ist jedoch so groß, daß ein weiteres Verbiegen möglich ist, ohne an der Oberkante des Durchganges der Spannplatte anzuschlagen.

1

Vorrichtung zum Befestigen von stabförmigen Gegenständen

2

Rohr

3

Innenöffnung

4

stabförmiger Gegenstand

5

Spitze

6

Einfaltunge

7

Flanschteil

8

Einschlagwand

9

Spannplatte

10

Durchgang

11

Spannschrauben

12

Spann- und Verstärkungsring

13

Spannschlitz

14

Konus

15

Eingriffsstelle

16

Abstützkante

17

Spannwinkel

18

Oberer Bereich

19

Oberkante

20

Spalt

21

Absatz

22

Schraubenloch

23

Fase

24

Anfasungswinkel

25

Schutzmantelsegment

26

Abwinkelung

27

Erdoberkante

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen (1) z. B. Rohrpfosten im Naturboden und in befestigtem Untergrund, mit einem Rohr (2), das eine zylindrische Innenöffnung (3) zur Aufnahme des stabförmigen Gegenstandes (4) aufweist, das an seinem in Einbringrichtung weisenden unteren Ende eine Spitze (5) mit mehreren zu diesem Ende spitz zulaufenden Kehlnuten bildende Einfaltungen (6) aufweist und das an seinem oberen Ende ein Flanschteil (7) mit radial weisender Einschlagwand (8) besitzt, mit einer Spannplatte (9), die parallel zum Flanschteil (7) angeordnet ist , einen Durchgang (10) aufweist und über mindestens drei Spannschrauben (11) am Flanschteil befestigbar ist, mit einem Spannelement , das zwischen Flanschteil (7) und Spannplatte (9) angeordnet ist und den stabförmigen Gegenstand (4) im Bereich der Innenöffnung (3} des Flansches (7) und des Durchgangs (10) der Spannplatte (9) umgreift dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement als Spann- und Verstärkungsring (12) aus druck- und biegefestem Material ausgebildet ist, einen vertikalen Spann-Schlitz (13) aufweist, mindestens eine Eingriffsseite als Konus (14) mit kleinem Spannwinkel (17) ausgebildet ist und die zweite Eingriffsseite einen horizontalen Formschluß mit dem Spann- und Verstärkungsring (12) aufweist.
2. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Spann- und Verstärkungsringes (12) an der Eingriffstelle (15) der Innenöffnung (3) des Flansches und der Abstützkante (16) der Spannplatte (9) eine Biegefestigkeit aufweist, welche mindestens der des eingeschlossenen stabförmigen Gegenstandes (4), insbesondere eines Rohrpfostens, entspricht.
3. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Spann- und Verstärkungsring vorzugsweise aus Stahl, Stahlguß oder hartem Aluminium hergestellt wird.
4. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Spann- und Verstärkungsring (12) in horizontaler Richtung als ein in symmetrisches Teil ausgebildet ist, welches gleiche Spannwinkel (17) aufweist.
5. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich (18) des Spann- und Verstärkungsringes (12) mit geringem Querschnitt ausgebildet ist als an der Abstützkante (16) der Spannplatte.
6. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Spann- und Verstärkungsringes unter Alterung nicht zum Fließen kommt oder versprödet.
7. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Spann- und Verstärkungsring (12) durch ein Schutzmantelsegment (25) mit der Höhe „h" über die Oberkante (19) des Spann- und Verstärkungsringes hinaus ragt und den stabförmigen Gegenstandes über der Erdoberkante (27) umhüllt.
8. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 und (2) dadurch gekennzeichnet, daß der Spann- und Verstärkungsring (12) einen Absatz (21) aufweist in welchem die Spannplatte (9) mit dem Durchgang (10) aufsitzt.
9. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 ,2 und (7) dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Spann- und Verstärkungsringes in die Spannplatte geringer ist, als die Dicke der Spannplatte (9) und die Spannplatte im oberen Bereich des Durchgangs (10) eine Anfasung mit einem Anfasungswinkel (24) der Größenordnung von α = 30° bis 60° aufweist.
10. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Spann- und Verstärkungring beim Anfahren des stabförmigen Gegenstandes im Bereich oberhalb der Abstützkante (16) Verformungen aufweist.
11. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (9) vorzugsweise einen Außendurchmesser in Anpassung an die Flanschaußenkontur aufweist.
12. Vorrichtung zur Befestigung von stabförmigen Gegenständen nach Anspruch 1 und (10) dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatte (9) eine Abwinkelung (26) aufweist.