DE202005003458U1 - Anschlusselement für einen Erdungsverbinder und/oder ein Kabel - Google Patents

Abstract

Anschlusselement für einen Erdungsverbinder (50) und/oder ein Kabel, zum Einbetonieren in ein Betonelement (45),
– mit einer Anschlussfläche (11) mit Verbindungsmitteln (15) zum Befestigen des Erdungsverbinders (50) und/oder des Kabels,
– mit einem von der Anschlussfläche (11) nach innen in das Betonelement (45) hinein aufragenden und mit der Anschlussfläche (11) elektrisch leitend verbundenen oder einstückig ausgebildeten elektrisch leitfähigen Abstandsteil (20), und
– mit einem an dem Abstandsteil (20) angeschweißten elektrisch leitfähigen Befestigungsteil (30), das mit einem elektrisch leitfähigen Bewehrungselement (40) im Inneren des Betonelementes (45) elektrisch leitend verbindbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement für einen Erdungsverbinder und/oder ein Kabel, zum Einbetonieren in ein Betonelement, mit einer Anschlussfläche mit Verbindungsmitteln zum Befestigen des Erdungsverbinders und/oder des Kabels, mit einem von der Anschlussfläche nach innen in das Betonelement hinein aufragenden und mit der Anschlussfläche einstückig ausgebildeten elektrisch leitfähigen Abstandsteil und mit einer Möglichkeit, eine elektrisch leitende Verbindung mit einem elektrisch leitfähigen Bewehrungselement im Inneren des Betonelementes herzustellen.
• Viele Betonelemente sind mit integrierten elektrischen Leitern versehen, die in ihrem Inneren eingegossen sind. Es handelt sich dabei meist um Stahlbewehrungen in entsprechend bewehrten Betonelementen. Verwendet werden diese bewehrten Betonelemente zum Beispiel als Schallschutzwände neben Eisenbahntrassen, insbesondere neben den Hochgeschwindigkeitsstrecken der Bahn.
• Diese Bewehrung der Betonelemente wird unter anderem dazu benutzt, um die Betonelemente zu erden und elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Reißt nämlich ein Hochspannung führender Oberleitungsdraht der elektrifizierten Bahnstrecke durch Belastung, Missbrauch oder Unfall oder aus anderen Gründen, so kann eines oder beide der dabei frei werdenden Enden der Hochspannungsleitung mit den Schallschutzwänden, also den bewehrten Betonelementen in Verbindung geraten. Die dort dann anliegenden sehr hohen Spannungen können zu einer erheblichen Gefahr für Reparatur- oder auch Rettungsmannschaften werden, die diesen Bereich betreten, ebenso natürlich auch für andere Personen, die befugt oder unbefugt sich in diesem Bereich aufhalten.
• Aus diesem Grunde ist es dringend geboten, die Betonelemente zu erden und so etwa anliegende Spannungen beziehungsweise die dadurch hervorgerufenen Ströme kontrolliert in den Erdboden abzuleiten. Auch eine Verbindung der Bewehrungen miteinander benachbarter oder sonst unterschiedlicher Betonelemente ist dazu äußerst erforderlich.
• Die Bewehrungen in den Betonelementen ragen nicht selbst aus dem Beton heraus, was zu Korrosion und auch zum Eindringen von Feuchtigkeit in die Betonelemente führen könnte. Daher werden Anschlusselemente in die Betonelemente gesetzt. Diese Anschlusselemente gewährleisten eine elektrisch leitende Verbindung einer von außen zugänglichen Außenfläche des Betonelementes mit einer in dem Betonelement befindlichen Stahlbewehrung. Das Anschlusselement wird hierbei derartig in das Betonelement eingegossen, dass eine von dem Anschlusselement gebildete Anschlussfläche an der Außenfläche des Betonelementes frei liegt. An diese außerhalb des Betonelementes zugängliche Anschlussfläche kann jetzt von außen eine Anbindung beispielsweise über ein isoliertes Kupferkabel erfolgen, dessen Ende mit einem verzinnten Kupferkabelschuh versehen ist, der auf die Anschlussfläche des Anschlusselementes gelegt und mit dieser verschraubt wird.
• Diese Kupferkabel mit ihren Kupferkabelschuhen werden in der Fachsprache als Erdungsverbinder bezeichnet. Eine innerhalb des Betonelementes eingesetzte vergleichbare Verbindung wird als Erdungsbrücke bezeichnet.
• Innerhalb des Betonelementes befindet sich der weitere Aufbau des Anschlusselementes und ist in geeigneter Form mit der Stahlbewehrung leitend verbunden, insbesondere durch das Verschweißen der Stahlbewehrung mit dem Anschlusselement.
• Diese metallischen Anschlusselement werden also bei der Herstellung der Betonelemente mit eingegossen. Vor dem Eingießen muss dabei die elektrisch leitende Verbindung mit der Stahlbewehrung vorbereitet und geschaffen werden.
• Die Herstellung der plattenförmigen Betonelemente erfolgt meist so, dass auf eine flache Unterlage, die später die Außenfläche des Betonelementes bilden soll, das Anschlusselement gestellt wird, und zwar dementsprechend mit der später als Anschlussfläche dienenden Seite nach unten. Jedes Betonelement hat im Regelfall mindestens zwei derartige Anschlusselemente, die entsprechend auf der Unterlage mit großem Abstand zueinander verteilt angeordnet werden. Die Anschlusselemente werden entsprechend fixiert, dann wird die Stahlbewehrung, meistens stangenförmige Stahlelemente, im Abstand oberhalb der Unterfläche gehalten und jeweils mit aufragenden Partien der Anschlusselemente verschweißt, die den Anschlussflächen abgewandt, mit diesen aber selbstverständlich elektrisch leitend verbunden sind.
• Herkömmlicherweise besteht dabei das Anschlusselement aus einem Stahlzylinder mit angeschweißter Anschlussplatte, deren eine axiale Stirnseite als Anschlussfläche dient. Das Anschlusselement kann dann auch als Anschlussbuchse bezeichnet werden. Eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube für eine äußere Verbindung erstreckt sich in axialer Richtung durch die Anschlussplatte und den Stahlzylinder. Der Stahlzylinder ist an seinem anderen axialen Ende mit einem Flachstahl verschweißt, der als Anschweißlasche für das Anschweißen der Bewehrung des Betonelementes dient. Die stangenförmige Bewehrung liegt somit einseitig mit ihrem runden Außenumfang auf dem Flachstahl auf. Die Kontaktfläche zwischen dem Flachstahl und der Bewehrung ist somit gering. Um eine hohe Gesamtlänge der entstehenden Schweißnähte zu erreichen, muss die Bewehrung somit unter einem Winkel von 45° auf dem als Anschweißlasche dienenden Flachstahl geschweißt werden. Der Kontakt zwischen dem Flachstahl und der Bewehrung wird somit weitgehend durch die Schweißnaht hergestellt. Eine kürzere Schweißnaht führt in der Regel zu einer kleineren Kontaktfläche und somit zu einer unzureichenden Erdung.
• Dabei ist zu berücksichtigen, dass derartige Verschweißungen in der Praxis von dem entsprechenden Personal oftmals unter schwierigen Bedingungen vorgenommen werden müssen. Mangels brauchbarer Montagehilfen ist eine funktionierende Erdung oftmals von einer richtigen Einschätzung des Aufschweißwinkels durch das Personal abhängig. Ungünstige Platzverhältnisse, Unkenntnis oder auch eine falsche Winkelschätzung können somit leicht zu einer ungenügenden Erdung führen. Problematisch ist hierbei unter anderem auch, dass die Qualität der Schweißnaht zwischen dem runden Außenumfang der Bewehrung und dem Flachstahl von Außen nur schwer ersichtlich ist. Insbesondere können oftmals statt der eigentlich gewünschten Schweißnaht lediglich Punktverschweißungen erzielt werden, ohne dass dies von Außen direkt erkennbar ist. Diese Punktschweißungen weisen jedoch auf Grund ihrer geringen Querschnittsfläche einen zu hohen elektrischen Widerstand auf, sodass sie bei Anlegen einer Hochspannung aufschmelzen können, wodurch die elektrische Verbindung gänzlich zerstört werden kann. Eine nachträgliche Korrektur ist in einem fertig gegossenen Bauelement nicht oder jedenfalls nur mit extrem großen Aufwand möglich.
• Eine wesentliche Verbesserung ist in der Praxis bereits durch neuartige Anschlussbuchsen nach der DE 201 01 302 U1 erzielt worden. Diese Anschlussbuchsen für den Anschluss von Erdungsbrücken besitzen einen Körper in Form eines Edelstahlvollzylinders. Eine axiale Stirnfläche dient wie zuvor als Anschlussfläche mit einer sich durch die Anschlussfläche erstreckenden Gewindebohrung zur Aufnahme einer Schraube. Auf der der Anschlussfläche gegenüberliegenden Stirnseite ist eine Aufnahmerille vorgesehen, die die stangenförmige Bewehrung des Betonelementes aufnehmen kann und eine in Umfangsrichtung umlaufende radiale Vertiefung im Außenumfang der zylinderförmigen Anschlussbuchse verhindert, dass die Anschlussbuchse aus dem fertig gegossenen Betonelement herausgezogen werden und das Feuchtigkeit bis an die innere Bewehrung dringen kann.
• Die beim Gießen des Betons für das Betonelement obenliegende Rille ermöglicht es, die Edelstahl-Anschlussbuchsen bei der Herstellung der Betonelemente so zu platzieren, dass die Bewehrungsstangen einfach in die Rillen der beiden zugeordneten Edelstahl-Anschlussbuchsen eingelegt werden, nach dem diese ordnungsgemäß platziert und fixiert worden sind. Es ist also kein zusätzliches Schätzen oder mühsames manuelles Festhalten von noch nicht verschweißten Bewehrungsstangen erforderlich.
• Die Verschweißungen und die elektrisch leitfähigen Verbindungen bei derart mit Edelstahl-Anschlussbuchsen versehenen Betonelementen sind äußert zuverlässig und haben sich sehr bewährt.
• Die relativ hohen Kosten für das Edelstahlvollmaterial der zylindrischen Anschlussbuchsen führt dazu, dass auch an kostengünstigeren Lösungen Interesse besteht. Zu diesem Zweck wird in der DE 203 07 642 U1 auch dafür eine Lösung vorgeschlagen. Statt eines Zylinders aus einem Vollmaterial wird an einem flachen, rechteckigen verzinkten Stahlelement als Stirnfläche ein von diesem senkrecht in das spätere Betonelement aufragendes längliches flaches Element benutzt, um daran die Stahlbewehrung im Inneren des Betonelementes anzuschweißen. Ebenfalls von der Stirnfläche ragt auf der gleichen Seite, aber an einer anderen Stelle ein Verankerungsmittel auf, also ein Stahlelement, das sich im Inneren des Betonelementes verzweigt oder aufspreizt und so ein Herausziehen verhindert.
• Diese Konzeption benutzt erheblich weniger Material und wird als ein einstückiges, bandartiges Element ausgebildet. Sie hat allerdings den deutlichen Nachteil, dass das Anschweißen der stangenförmigen Bewehrungselemente jetzt wiederum sehr kompliziert ist, da diese meist von mehreren Personen in geeigneter Form gehalten werden müssen, während der Anschweißvorgang stattfindet. Bei dem Anschweißvorgang stören darüber hinaus aus Platz- und Abdeckgründen die Verankerungsmittel, sofern diese zu Erzielung hinreichender Verankerung relativ hoch und damit parallel zu den Anschweißbereichen aufragen. Diese Konzeption ist daher zwar kostengünstiger, in der praktischen Anwendung und auch bei der Zuverlässigkeit der entstehenden elektrisch leitenden Verbindungen jedoch wesentlich problematischer und daher nur eingeschränkt einsetzbar.
• Wünschenswert wäre es, wenn Anschlusselemente existieren würden, die weniger Material als die bewährten und zuverlässigen Konzeptionen der Anschlussbuchsen aus der DE 201 01 302 U1 benötigen, jedoch trotzdem eine praktikable Anschweißung der Bewehrungselemente an das Anschlusselement ermöglichen.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Anschlusselement vorzuschlagen.
• Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Anschlusselement für einen Erdungsverbinder und/oder ein Kabel, zum Einbetonieren in ein Betonelement, mit einer Anschlussfläche mit Verbindungsmitteln zum Befestigen des Erdungsverbinders und/oder des Kabels, mit einem von der Anschlussfläche nach innen in das Betonelement hinein aufragenden und mit der Anschlussfläche elektrisch leitend verbundenen oder einstückig ausgebildeten elektrisch leitfähigen Abstandsteil, und mit einem an dem Abstandsteil angeschweißten elektrisch leitfähigen Befestigungsteil, das mit einem elektrisch leitfähigen Bewehrungselement im Inneren des Betonelementes elektrisch leitend verbindbar ist.
• Dadurch wird überraschend die Aufgabe gelöst. Es wird anders als in der DE 203 07 642 U1 keine bandförmige Konzeption an Stelle eines Vollmaterials verwendet, trotzdem aber ebenso wie dort eine erhebliche Materialeinsparung im Vergleich zur Konzeption aus der DE 201 01 302 U1 erzielt.
• Zugleich wird durch das Vorsehen eines angeschweißten Befestigungsteils jetzt jedoch anders als bei der DE 203 07 642 U1 wieder eine Auflagefläche während des Schweißvorganges für das Festschweißen der Bewehrung an der Anschlussbuchse geschaffen, die weder ein Festhalten der Bewehrungsstange noch ein manuelles zusätzliches Fixieren des Anschlusselements erfordert.
• Durch die Konzeption wird zugleich auch ein Abstand zwischen der späteren Außenfläche des Betonelementes und der Bewehrungsstange im Inneren des fertig gestellten Betonelementes gewährleistet. Das Abstandsteil, das von der Anschlussfläche in das Innere aufragt, sorgt für diesen Abstand, da das Befestigungsteil nun an demjenigen Ende des Abstandsteils angeschweißt ist, das von der Anschlussfläche abgewandt ist.
• In der DE 203 07 642 U1 fehlt ein solches Element. Dort muss manuell während des Schweißvorganges dafür gesorgt werden, dass die anzuschweißende Bewehrungsstange oberhalb der späteren Außenfläche des Betonelementes angeordnet wird.
• Zu unterscheiden sind jetzt erfindungsgemäß bei einem Anschlusselement zwei Schweißvorgänge. Der erste Schweißvorgang findet bei dem Hersteller des Anschlusselements statt. Dieser verbindet das Befestigungsteil mit dem Abstandsteil. Dadurch entsteht das Anschlusselement und kann in dieser Form an den Kunden, das ist der Hersteller des Betonelementes, ausgeliefert werden. Bei diesem Kunden findet an einem gänzlich anderen Ort und zu einem unter Umständen viel späteren Zeitpunkt ein zweiter Schweißvorgang statt. Bei diesem zweiten Schweißvorgang wird jetzt das Befestigungsteil mit der Bewehrungsstange im Inneren des späteren Betonelementes verbunden, also elektrisch leitend verschweißt.
• Der unterschiedliche Ort und Zeitpunkt der beiden Schweißvorgänge hat ganz erhebliche Unterschiede beim Ablauf dieser beiden Vorgänge zur Folge. Während die Herstellung des Anschlusselements in einer sehr gut mit Fachkräften, Werkzeugen, optimalen Umweltbedingungen und anderen Erfordernissen ausgerüsteten Werkstatt oder Herstellungsstätte erfolgt, findet der zweite Schweißvorgang unter sehr ungünstigen äußeren Bedingungen statt, mit schlecht planbarem Werkzeug, gelegentlich nur sehr beschränkt zur Verfügung stehendem Material und häufig auch mit Arbeitskräften, die dem Schweißvorgang nur einen Teil ihrer Aufmerksamkeit schenken können, da sie eigentlich mit anderer Hauptarbeit beschäftigt sind. Es soll letztlich ja Beton verarbeitet werden und kein Metall.
• Gerade diese äußeren Umstände können von dem erfindungsgemäßen Anschlusselement aber sehr vorteilhaft genutzt werden. In der gut ausgestatteten und mit Fachleuten besetzten Werkstatt werden die Anschlusselemente hergestellt. Dabei wird bevorzugt für die Anschlussfläche und das Abstandsteil ein sehr korrosionsbeständiges Material benutzt, beispielsweise Edelstahl. Unter Umständen lässt sich ein derartiges Material schlecht schweißen, worauf hier aber keine Rücksicht genommen werden muss. Da alle Schweißhilfsmittel verwendet werden können, die in der sehr gut ausgestatteten Werkstatt oder Herstellungsstelle vorhanden sind, um diesen Edelstahl mit dem anderen Bestandteil zu verbinden, kann dieses Hindernis relativ einfach überwunden werden.
• Für den anderen Bestandteil dieses ersten Schweißvorgangs, nämlich das Befestigungsteil, wird ein sehr gut schweißfähiges Material verwendet, das dafür aber nicht korrosionsfest sein muss. Dafür kann bevorzugt Baustahl, sogenannter schwarzer Stahl, beispielsweise ST37 verwendet werden. Die gute Schweißbarkeit dieses Materials ist für den oben diskutierten ersten Schweißvorgang nicht erforderlich, stört aber andererseits auch nicht. Sie spielt erst im Folgenden eine relevante Rolle.
• Das so vorbereitete Gesamtelement, also das Anschlusselement, wird jetzt an der Baustelle für die Fertigung des Betonelementes weiter verarbeitet. Hier ist nun zu berücksichtigen, dass die Anschlussfläche nach der Fertigstellung des Betonelements außen zu liegen kommt. Es zeigt sich, dass eine korrosionsfeste beziehungsweise korrosionsbeständige Wahl des Materials des Anschlussteils mit der Anschlussfläche an dieser Stelle von großem Vorteil ist, da es andernfalls durch die Umwelteinflüsse (Regen, Kälte, etc.) sonst sehr leicht zu Korrosion kommen kann.
• Das gleiche gilt auch für das Abstandsteil, das sich nämlich von der Anschlussfläche nach innen in das Bauelement hinein erstreckt. Es gibt also auch in diesem, der Oberfläche noch benachbarten Bereich keine Angriffspunkte für die Korrosion durch die äußeren Umweltbedingungen.
• Weit im Inneren des Betonelementes dagegen befindet sich nach der Herstellung das Befestigungsteil aus dem Baustahl. 50 mm Betondeckung ist gewährleistet. Hier spielt es keinerlei Rolle mehr, ob dieser Stahl nun korrosionsbeständig ist oder nicht.
• Statt dessen ist es hier von außerordentlichem Vorteil, dass dieses Material wiederum sehr gut schweißbar ist, denn genau an diesem Punkt geschieht nun vor der Fertigstellung des Betonelementes benachbart zur Baustelle das Anschweißen der Bewehrungsstangen an dem Befestigungsteil, wofür ein an jeder Bau stelle vorhandenes, sehr kostengünstiges und unproblematisches Schweißhilfsmittel verwendet werden kann.
• Anders als bei Konzeptionen nach der DE 203 07 642 U1 muss nun auch nicht etwa eine Antikorrosionsbeschichtung abgekratzt oder mühsam entfernt werden, um überhaupt ein Schweißen zu ermöglichen. Es ist außerdem zu berücksichtigen, dass die Dämpfe der Beschichtung beim Schweißen gesundheitsschädlich sind. Von einer solchen Beschichtung kann nun von vornherein abgesehen werden, da sie in diesem Bereich nicht benötigt wird.
• Besonders bevorzugt ist es, wenn das Befestigungsteil im Schnitt V-förmig ausgebildet ist, der Bereich des Winkels im Inneren des V zur Aufnahme des Bewehrungselementes vorgesehen ist, und der Bereich der Spitze und/oder der Bereich benachbart zur Spitze des V mit dem höchsten Punkt des Abstandsteils verschweißt ist.
• Das Befestigungsteil ist also ein winkelförmiges Element. Winkelförmige Elemente als solche sind beispielsweise aus der DE 201 01 299 U1 bekannt, dort aber in völlig anderem Zusammenhang und auch in anderer Form eingesetzt.
• Der V-förmige Winkel ist besonders gut geeignet, einen Bewehrungsstahl tragend aufzunehmen und zugleich ein auch für nicht speziell auf diese Problematik geschulte Fachleute sicheres Schweißen mit einfachen Hilfsmitteln zu erlauben.
• Die Montage kann jetzt nämlich wie folgt vorgenommen werden: auf eine flache Unterlage, die später die Außenfläche des Betonelements bilden soll, wird wiederum das Anschlusselement gestellt. Wie im Stand der Technik auch wird dabei die später als Anschlussfläche dienende Seite nach unten platziert. Nach der Fertigstellung des Betonelements bildet diese Anschlussfläche einen Teil der Außenfläche des Betonelementes. Zweckmäßig werden zwei derartige Anschlusselemente an die gewünschten Positionen gelegt. Dabei werden die beiden Rillen der beiden Anschlusselemente so orientiert, dass sie ungefähr mitein ander fluchten. Dann kann die stangenförmige Bewehrung auf diese beiden Anschlusselemente gelegt werden, und zwar in die Rillen hinein.
• Es leuchtet ein, dass eine besonders stabile Lagerung der stangenförmigen Bewehrung dann möglich wird, wenn der Schwerpunkt des Befestigungsteiles über der Anschlussfläche liegt, da dann beim Auflegen der stangenförmigen Bewehrung der Schwerpunkt der Belastung senkrecht in Richtung auf die Anschlussflächen wirkt.
• Die gesamte Konzeption ist jetzt selbsttragend, die Stange bleibt in den Rillen liegen und hält zugleich durch ihr Gewicht die Anschlusselemente an ihrer Position auf der flachen Unterlage. Alle Bedienungspersonen haben damit ihre Hände frei und es ist nicht erforderlich, die Anschlusselemente und/oder die Bewehrung zu halten oder in Position zueinander noch gesondert festzulegen.
• Nun kann wie gewünscht ein Festschweißen und dadurch elektrisches Verbinden der Bewehrungsstähle mit den Anschlusselementen erfolgen. Die linienförmige Auflage und die gute Zugänglichkeit aller beteiligten Elemente führen zu einer wunschgemäßen Kontaktfläche und damit nach Fertigstellung zu einer sehr guten Erdung.
• Dies alles wird insbesondere dann gefördert, wenn das V-förmige Befestigungsteil mit einem Bereich eines seiner Schenkel etwa 1 mm bis 10 mm von der Spitze des V entfernt mit dem höchsten Punkt des Abstandsteils verbunden ist. Dadurch wird nämlich der Schwerpunkt der Bewehrungselemente genau über die Anschlussfläche mit ihren Verbindungsmitteln zu liegen kommen und so zu einer besonders stabilen Lage während der Montage führen.
• Gerade eine solche Ausführungsform kann auch extern vorbereitet werden und als geschweißte Einheit gebaut werden.
• Außerdem führt eine solche Konzeption zu einer besonders platzsparenden Ausführung der Anschlusselemente.
• Separate Verankerungsmittel wie beispielsweise in der DE 203 07 642 U1 sind nicht erforderlich, da das angeschweißte Befestigungsteil automatisch das Anschlusselement in dem Betonelement verankert und ein Herausziehen verhindert.
• Alternativ ist ferner vorgesehen, dass eine Art Rille in dem Befestigungsteil durch eine U-förmige Einkerbung gebildet wird. U-förmige Einkerbungen ermöglichen ein weitgehendes Umschließen und besonders sicheres Lagern der Bewehrungselemente während des Schweißvorganges.
• Außerdem ist es bevorzugt, wenn der Winkel zwischen der Anschlussfläche und dem Abstandsteil 90° beträgt.
• Bevorzugt ist es ferner, wenn die Anschlussfläche und das Abstandsteil aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere aus Edelstahl, und das Befestigungsteil dagegen aus einem leicht schweißbaren Material, insbesondere aus einem Baustahl, beispielsweise ST37, bestehen. Ein Edelstahl mit einer Dicke von 6 mm hat sich als sehr gut geeignetes Material herausgestellt, um auch hohen Belastungen durch abzuleitende Stromstärken im Bereich von Anschlussteil und Abstandteil Rechnung zu tragen.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert: Es zeigen:
• 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
• 2 einen Schnitt parallel zur Achse einer Gewindebohrung durch eine Ausführungsform der Erfindung;
• 3 einen Schnitt ähnlich 1 bei einer Ausführungsform, die bereits in einem Betonelement eingegossen und an die Leiter angeschlossen ist,
• 4 einen Schnitt durch eine Darstellung mit zwei Befestigungsmöglichkeiten von Ausführungsformen der Erfindung während der Herstellung eines Betonelementes;
• 5 eine Darstellung ähnlich der 3 mit teilweise geschnittener Darstellung;
• 6 eine perspektivische Ansicht ähnlich der Darstellung in 1, jedoch aus einer anderen Perspektive; und
• 7 eine Darstellung aus einer wieder anderen Perspektive, hier ohne Bewehrung.
• Ein in 1 perspektivisch dargestelltes Anschlusselement besteht schon rein optisch erkennbar im Wesentlichen aus drei Elementen, nämlich einem Anschlussteil 10, einem Abstandsteil 20 und einem Befestigungsteil 30.
• Diese drei Teile sind jeweils Metallelemente.
• Das Anschlusselement dient dazu, ein Bewehrungselement 40 im Inneren eines Betonelementes 45 elektrisch leitend mit einem Erdungsverbinder 50, einem Kabel oder einem Leiter zu verbinden. Zu diesem Zweck sind sowohl das Anschlussteil 10 als auch das Abstandsteil 20 und das Befestigungsteil 30 jeweils elektrisch leitend. Sie können aus einem Stahl bestehen, das Anschlussteil 10 und das Abstandsteil 20 zum Beispiel aus Edelstahl, das Befestigungsteil 30 dagegen etwa aus Stahl ST 37.
• Das Anschlussteil 10 besitzt dabei eine Anschlussfläche 11, die in der 1 nach oben gerichtet und für den Betrachter erkennbar ist. In der Anschlussfläche 11 sind Verbindungsmittel 15 zum Anschluss eines nicht dargestellten Erdungsverbinders 50 angedeutet. Diese Verbindungsmittel 15 weisen unter anderem ein von außen für eine Schraube oder ein ähnliches Element zugängliches Loch, etwa eine Gewindebohrung auf. Diese Gewindebohrung (eigentlich technisch also eine Mutter) wird in der 1 auf der Unterseite durch eine Kappe 16 abgedeckt.
• Von dem Anschlussteil 10 ragt in einem ungefähr rechten Winkel, also mit etwa 90° Abknickung, ein Abstandsteil 20 auf, das sich in der perspektivischen Darstellung in der 1 also nach unten erstreckt. Zu erkennen ist die erste Abknickung 21 zwischen der Anschlussfläche 11 beziehungsweise dem Anschlussteil 10 einerseits und dem Abstandsteil 20 andererseits.
• Das Abstandsteil 20 endet mit einer zur Anschlussfläche 11 parallel verlaufenden oberen Kante 22.
• Das Befestigungsteil 30 ist nicht flach, sondern ist in der dargestellten Ausführungsform V-förmig. Der Bereich im Inneren des V bildet eine Rille 35, die in der perspektivischen Darstellung also eine Art Aufwölbung nach oben bildet. Das V öffnet sich also in Richtung weg von der Anschlussfläche 11.
• Das Befestigungsteil 30 ist längs des Bereiches der Spitze des V mit der oberen Kante 22 des Abstandsteils 20 verschweißt.
• Die Schweißnaht liegt leicht versetzt zur Spitze des V. Dadurch ergibt sich in den Winkeln zwischen der oberen Kante 22, der zum Anschlussteil 10 benachbarten inneren Oberfläche 24 des Abstandsteils 20 und der Außenfläche 31 des Befestigungsteils 30 viel Raum für die Anordnung des Schweißhilfsmittels und das Volumen der entstehenden Schweißnaht 32, die auch stabilitätserhöhend von zwei Seiten aus angebracht werden kann.
• In der Rille 35 wird dann ein Bewehrungselement 40, beispielsweise eine stangenförmige Bewehrung, aufgenommen.
• In der 2 ist das Anschlusselement vergrößert und von der Seite beziehungsweise im Schnitt dargestellt.
• Wiederum ist oben das Anschlussteil 10 mit der nach oben gerichteten Anschlussfläche 11 zu erkennen. In der Anschlussfläche 11 sind Verbindungsmittel 15 in Form einer Gewindebohrung vorgesehen, die nach unten von der Kappe 16 abgedeckt ist.
• Auf der linken Seite befindet sich das Abstandsteil 20, das über die obere erste Abknickung 21 insbesondere einstückig mit dem Anschlussteil 10 und über die Kante 22 mittels einer Schweißnaht mit dem Befestigungsteil 30 verbunden ist.
• Das stangenförmige Bewehrungselement 40, das auch als Moniereisen bezeichnet wird, befindet sich wiederum unterhalb des Befestigungselementes 30 in einer Art Rille 35.
• In der 3 ist nun das Anschlusselement in einer Ausführungsform ähnlich den 1 und 2 in einem fertig gestellten Betonelement 45 zu erkennen.
• Dabei kann auch ungefähr erkannt werden, wie das Betonelement 45 hergestellt ist und wie dabei das Anschlusselement in das Betonelement 45 hineinplatziert wird. Es wird zunächst eine Unterlage vorbereitet, auf die das Anschlusselement so aufgelegt wird, dass die Anschlussfläche 11 des Anschlussteils 10 unten zu liegen kommt. Das bedeutet, dass nach Wegnahme der Unterlage die Anschlussfläche 11 zugleich einen Teil der Außenseite des Betonelementes 45 bildet. Infolge dessen ist es von großem Vorteil, wenn man für das Material des Anschlusselements beziehungsweise des Anschlussteils 10 und des Abstandsteils 20 einen Edelstahl nimmt, um Korrosion zu verhindern. Schließlich ist dieser Bereich der Außenfläche des Betonelements 45 mit der Anschlussfläche 11 der Witterung und den Umweltbedingungen ausgesetzt.
• Durch das Platzieren des Anschlusselements ragt automatisch das Abstandsteil 20 von dem Anschlussteil 10 in etwa senkrecht nach oben in das Betonelement 45 hinein und an der Kante 22 schließt sich mittels einer zur Außenseite des Betonelementes 45 etwa parallel verlaufenden Schweißnaht das Befestigungsteil 30 an. Dieses ist V-förmig, liegt mit einer von den Oberkanten des V aufgespannten Ebene aber ungefähr parallel zur Anschlussfläche 11 und damit parallel zur Unterlage. Da sich in dieser Ausführungsform eine Rille 35 in dem Befestigungsteil 30 befindet, kann ein stangenförmiges Bewehrungselement 40 in diese Rille 35 hinein gelegt werden. Denkt man sich ein zweites Anschlusselement etwa 1 bis 3 m hinter dem ersten senkrecht zur Zeichenebene auf die gleiche Unterlage platziert, kann ein stangenförmiges Bewehrungselement den Abstand überbrückend in die beiden Rillen 35 der beiden Anschlusselemente hineingelegt werden und trägt sich dann selbst und hält dabei zugleich die beiden Anschlusselemente auf ihrem Platz. Das Bedienungspersonal hat mithin beide Hände frei.
• Nachdem so vorgegangen ist, kann das Bedienungspersonal problemlos ein gängiges Schweißhilfsmittel in die Rinne beziehungsweise Rille 35 geben oder andere geeignete Maßnahmen treffen, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem stangenförmigen metallischen Bewehrungselement 40 und dem gut schweißbaren Material des Befestigungsteils 30 herzustellen. Es entsteht so eine weitere Schweißnaht 42.
• Nachdem dies erfolgt ist, kann der Beton auf die Unterlage gegossen werden. Der Beton ummantelt damit zugleich sowohl die Anschlusselemente einschließlich der Dargestellten als auch das Bewehrungselement 40.
• Wird nach dem Festwerden des Betonelementes 45 nun die Unterlage entfernt, liegt die Anschlussfläche 11 frei. Im Bereich der Verbindungsmittel 15 wird somit eine elektrisch leitfähige Verbindung von außen her möglich.
• Nach dem Anordnen des Betonelements 45 an dem angestrebten Platz, beispielsweise als Schallschutzwand neben einer Hochgeschwindigkeitstrasse der Bahn, können nun von außen Erdungsverbinder 50 in geeigneter Form mit den Verbindungsmitteln 15 verbunden werden und führen so zu einer praktikablen und zuverlässigen Erdung der Bewehrungselemente 40 in dem Betonelement 45.
• In der 4 sind zwei Möglichkeiten abgebildet, wie ein erfindungsgemäßes Anschlusselement während der Herstellung des Betonelements 45 mit einer Verschalung 60 beziehungsweise einem Schaltisch verbunden werden können. Auf die Verschalung 60 wird das Anschlusselement mit seinem Anschlussteil 10 und der späteren Anschlussfläche 11 flach aufgestellt. Das Abstandsteil 12 ragt dann senkrecht von der Verschalung 60 nach oben und das Befestigungsteil 30 befindet sich in etwa 50 mm Abstand von der Verschalung 60.
• Um während des Gießens des Betons das Anschlusselement an seinem vorgegebenen Platz zu halten, sind hier zwei Möglichkeiten dargestellt. In der linken Darstellung könnte eine Schraube 61, etwa vom Typ M16, durch eine Bohrung in der Verschalung 60 in das ohnehin vorgesehene Gewinde im Anschlussteil 10 eingeschraubt werden, das an sich bei der späteren Verwendung des Anschlusselementes als Teil des Verbindungsmittels 15 dient. Die Kappe 16 schirmt diesen Bereich innerhalb des noch flüssigen Betons des Betonelements 45 ab.
• Nachdem das Betonelement 45 ausgehärtet und fertig gestellt ist, wird die Schraube 61 wieder gelöst, die Verschalung 60 entfernt und die Anschlussfläche 11 des Anschlusselementes ist wieder freizugänglich plan mit der Außenseite des Betonelementes 45, sodass ein Erdungsverbinder 50 angeschlossen werden kann.
• In der rechten Befestigungsvariante für das Anschlusselement in der 4 ist an Stelle der Schraube 61 ein Klebestreifen 62 aus doppelseitig klebendem Klebeband vorgesehen, der häufig auch als Klebepad bezeichnet wird. Dieser Klebestreifen 62 wird auf die Anschlussfläche 11 geklebt und befindet sich damit nach dem Positionieren und Aufsetzen des Anschlusselementes genau zwischen dem Anschlussteil 10 und der Verschalung 60.
• Danach ist das weitere Vorgehen dann wie im ersten Ausführungsbeispiel. Nach der Entfernung der Verschalung 60 kann dann der Klebestreifen 62 abgezogen werden, sodass wiederum die bis dahin geschützte Anschlussfläche 11 die Außenseite des Betonelements 45 bildet.
• In der 5 ist im Schnitt in ähnlicher Form wie in der 4 zu erkennen, wie nun nach der Entfernung der Verschalung 60 das fertiggestellte Anschlusselement innerhalb des Betonelementes 45 aussieht. Zu erkennen ist, dass außen am Betonelement 45 die Anschlussfläche 11 frei liegt und mit dem Erdungsverbinder 50 verbunden werden kann. Dazu ist ein Verbindungsmittel 15 vorgesehen, hier eine Sechskantschraube. Es sollte noch eine Unterlegscheibe 17 zwischen den Kopf der Sechskantschraube des Verbindungsmittels 15 und der Außenseite des Kabelschuhs des Erdungsverbinders 50 gefegt werden. Das Verbindungsmittel 15 beziehungsweise die Schraube wird dann mit vorgeschriebenem Anzugsmonet angezogen.
• Innerhalb des Betonelementes 45 sieht man in der 5 wiederum, wie sich durch das Anschlussteil 10 das Verbindungsmittel 15 bis hinein in die Kappe 16 erstreckt, die den Beton des Betonelements 45 von diesem Bereich auf der Rückseite des Anschlussteils 10 fernhält.
• Die senkrecht von der Außenseite des Betonelements 45 nach innen in das Betonelement 45 hineinragenden Bereiche sind wiederum als das Abstandsteil 20 nach seiner ersten Abknickung 21 zwischen der Anschlussfläche 11 und dem Abstandsteil 20 zu erkennen. Am äußersten Ende des Abstandsteils 20 ist das Befestigungsteil 30 mit der Schweißnaht 32 und der Rille 35 zu erkennen. In der Rille 35 ist geschnitten das Bewehrungselement 40 zu sehen, ein Moniereisen mit im Schnitt kreisförmigem Querschnitt, das während des Herstellungsvorganges des Betonelements 45 in der 4 in dieser Rille 35 festgeschweißt worden ist.
• Die 6 zeigt perspektivisch eine andere Darstellung des Anschlusselementes. Man sieht hier in den Winkel der ersten Abknickung 21 zwischen der Anschlussfläche 11 des Anschlussteils 10 und dem Abstandsteil 20 hinein. Die Kappe 16 ist hier stilisiert dargestellt.
• Am äußersten Ende des Abstandsteils 20 sieht man wiederum den V-förmigen Winkel des Befestigungsteils 30. Man erkennt, dass dieser Winkel den Schwerpunkt des gesamten Anschlusselementes in Richtung über das Verbindungsmittel 15 verschiebt und das der V-förmige Winkel des Befestigungsteils 30 nicht zwingend symmetrisch angeschweißt sein muss.
• In dem Winkel des Befestigungsteils 30 sieht man wiederum das Bewehrungselement 40 und hier wiederum die zweite, erst während der Herstellung des Betonelements 45 hergestellte Schweißnaht 42 dunkel hervorgehoben.
• In der 7 ist ein andere Perspektive des erfindungsgemäßen Anschlusselements zu sehen. Man sieht hier von schräg unten auf die Anschlussfläche 11 mit einem Blick auf die Unterseite des V-förmigen Winkels des Befestigungsteils 30.

10

Anschlussteil

11

Anschlussfläche

15

Verbindungsmittel

16

Kappe

17

Unterlegscheibe

20

Abstandsteil

21

erste Abknickung zwischen Anschlussfläche und Abstandsteil

22

Kante

24

innere Oberfläche des Abstandsteils

30

Befestigungsteil

31

Außenfläche des Befestigungsteils

32

Schweißnaht

35

Rille

40

Bewehrungselement

42

weitere Schweißnaht

45

Betonelement

50

Erdungsverbinder, Kabel, Leiter

60

Verschalung

61

Schraube

62

Klebestreifen

Claims (10)

1. Anschlusselement für einen Erdungsverbinder (50) und/oder ein Kabel, zum Einbetonieren in ein Betonelement (45), – mit einer Anschlussfläche (11) mit Verbindungsmitteln (15) zum Befestigen des Erdungsverbinders (50) und/oder des Kabels, – mit einem von der Anschlussfläche (11) nach innen in das Betonelement (45) hinein aufragenden und mit der Anschlussfläche (11) elektrisch leitend verbundenen oder einstückig ausgebildeten elektrisch leitfähigen Abstandsteil (20), und – mit einem an dem Abstandsteil (20) angeschweißten elektrisch leitfähigen Befestigungsteil (30), das mit einem elektrisch leitfähigen Bewehrungselement (40) im Inneren des Betonelementes (45) elektrisch leitend verbindbar ist.
2. Anschlusselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfläche (11) und das Abstandsteil (20) aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere aus. Edelstahl, und das Befestigungsteil (30) dagegen aus einem leicht schweißbaren Material, insbesondere aus einem Baustahl, beispielsweise ST37, bestehen.
3. Anschlusselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (30) im Schnitt V-förmig ausgebildet ist, dass der Bereich des Winkels im Inneren des V zur Aufnahme des Bewehrungselementes (40) vorgesehen ist, und dass der Bereich der Spitze und/oder der Bereich benachbart zur Spitze des V mit dem höchsten Punkt des Abstandsteils (20) verschweißt ist.
4. Anschlusselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das V nicht symmetrisch, sondern leicht gegenüber der Symmetrieachse gekippt angeschweißt ist.
5. Anschlusselement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das V-förmige Befestigungsteil (30) mit einem Bereich eines seiner Schenkel etwa 1 mm bis 10 mm von der Spitze des V entfernt mit dem höchsten Punkt des Abstandsteils (20) verbunden ist.
6. Anschlusselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt des Befestigungsteils (30) über der Anschlussfläche (11) liegt.
7. Anschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (30) im Schnitt U-förmig ausgebildet ist.
8. Anschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (30) als Flachstahl ausgebildet ist.
9. Anschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (30) als Rohr ausgebildet ist.
10. Anschlusselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Anschlussfläche (11) und dem Abstandsteil (20) 90° beträgt.