-
Die Erfindung betrifft einen begehbaren Kabelkanal aus einem mineralischen Verbundwerkstoff, insbesondere Beton, zur Anordnung entlang einer Gleistrasse, umfassend einen U-Profilkörper, mit von dessen Boden aufwärts angeordneten Wänden, deren Außenseiten senkrecht angeordnet sind und deren Innenseiten sich vom Boden (5) aus konisch erweitern, wobei der Rand der Wände und die Stirnseiten zwischen Außenseiten, Innenseiten und Boden jeweils eine Stufe aufweisen, eine an der Stufe des Randes zwischen Außen- und Innenseite horizontal und trittsicher eingelegte Abdeckplatte und optional eine an der Stufe der offenen Stirnseiten des U-Profilkörpers vertikal angeordnete Verschlussplatte.
-
Stand der Technik
-
Kabelkanäle erfordern durch die vom Zugverkehr in das Erdreich und Schotterbett eingeleiteten Erschütterungen, Schwingungen und Vibrationen eine äußerst hohe Standfestigkeit, Stabilität gegen Schlag und Stoß bei gleichzeitiger Temperaturbeständigkeit, Brandfestigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion und Umwelteinflüsse wie Regen, Schnee und Frost.
-
Herkömmliche Kabelkanäle bestehen bekanntlich aus Beton (
DE 74 22 849 U1 ,
DE 87 07 940 U1 ,
DD 94 668 ,
EP 0 836 260 B1 ). Diese bekannten Kabelkanäle versuchen den unterschiedlichen Anforderungen dadurch gerecht zu werden, dass sie einen kompakten dickwandigen Aufbau und ein hohes Gewicht besitzen, um den Belastungen ohne Schäden oder Bruch und ohne Verschiebung oder Lage entlang der Trasse widerstehen zu können.
-
Dies ist aber mit dem Nachteil verbunden, dass das große Gewicht einen entsprechend großen Materialeinsatz erfordert und damit entsprechend hoch ist, wobei außerdem die Verlegung der Kabelkanäle entlang der Trasse einen erheblichen Aufwand am Maschinen und Arbeitskräften nach sich zieht.
-
-
Allen diesen bekannten Ausführungen von Kabelkanälen aus Kunststoff ist der Nachteil gemeinsam, dass die Gewichtsersparnis mit dem weitgehenden Verlust der Standfestigkeit erkauft wird und sich diese Kabelkanäle in der Praxis bisher nicht durchsetzen konnten.
-
Außerdem sind Kabelkanäle aus Kunststoff nicht brandfest und sind gegen Stoß und Schlag empfindlich.
-
Aufgabenstellung
-
Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kabelkanal der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass das Gewicht der Kabelkanäle unter Beibehaltung ihrer Standfestigkeit, Brandfestigkeit, Stabilität gegen Stoß und Schlag, Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegen Korrosion und Umwelteinflüsse wie Regen, Schnee und Frost deutlich reduziert wird.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Kabelkanal der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kabelkanals sind den Unteransprüchen entnehmbar.
-
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Erkenntnis aus, eine kombinierte Bewehrung aus Textilien für den Kabelkanal und aus Metall für die Abdeckplatte im Fließbeton einzusetzen.
-
Dies wird dadurch erreicht, dass die Beton-Matrix des Verbundwerkstoffs für den U-Profilkörper, die Abdeckplatte und die Verschlussplatte aus einem fließfähigen (Fein)-Beton der Festigkeitsklasse C30/37 besteht, der bezogen auf 1 m3 enthält: 46 bis 15 Masse-% Zement, 9 bis 20 Masse-% Wasser, 44 bis 60 Masse-% Kies mit einer Körnung von 0 bis 4 mm sowie 1 bis 5 Masse-% Gesteinsmehl und Fließmittel, wobei die Matrix
- a) des U-Profilkörpers und der Verschlussplatte eine bi- oder multiaxiales vom Feinbeton durchtränkbare und überdeckte Textilbewehrung mit einer zur Hauptbeanspruchungsrichtung gelegenen Fadenorientierung von 0°/90° oder +45°/–45° und einer Maschenweite von 8 bis 16 mm und
- b) der Abdeckplatte durch eine biaxiale Metallgitterbewehrung mit einer zur Hauptbeanspruchungsrichtung gelegenen Lochorientierung von 0°/90° oder +45°/–45° und einer Lochweite von 8 bis 16 mm umfasst.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kabelkanals ist vorgesehen, dass der Zement für die Matrix ein Portlandzement aus 65 bis 79 Masse-% Portlandzementklinker, und 21 bis 35 Masse-% Hüttensand, natürliches bzw. künstliches Puzzolan, kalkreiche Flugasche, gebrannter Schiefer, Kalkstein sowie Nebenbestandteilen ist.
-
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung des erfindungsgemäßen Kabelkanals besteht die Textilbewehrung für den U-Profilkörper und die Verschlussplatte aus beschichteten oder unbeschichteten kettengewirkten AR-Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern, wobei die Textilbewehrung mindestens einlagig ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können zwei biaxiale Textilbewehrungen ein vom Feinbeton penetrierbares und überdeckbares 3D-Gewirk bilden, dessen Deckflächen zueinander fixiert sind und dessen Fäden (Filamente) jeweils eine 0°/90°-Orientierung aufweisen.
-
Von Vorteil ist auch, dass die Metallgitterbewehrung der Abdeckplatte aus einem dünnen verzinkten Stahlgitter besteht.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabelkanals enthält das Fließmittel Naphthalinsulfonat, Melaminsulfonat, Ligninsulfonat oder Polycarboxylatether enthält.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weisen sind in die Wände des U-Profilkörpers kreisrunde Öffnungen für die Aufnahme von brandsicheren Kunststoffdosen zum Hindurchführen von Kabeln eingebracht, wobei die Öffnungen endseitig nahe der offenen Stirnseiten des U-Profilkörpers angeordnet sind, wobei mindestens eine Öffnung, vorzugsweise zwei Öffnungen vorgesehen sind, die gegenüberliegend in den Wänden des U-Profilkörpers angeordnet sind, so dass problemlos Kabel in den Kabelkanal hin- und hinausgeführt werden können.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Kunststoffdosen beim Herstellen des U-Profilkörpers in die Wände des U-Profilkörpers durch Umgießen integriert.
-
Es ist auch von Vorteil, dass die Abdeckplatte mehrteilig, vorzugsweise dreiteilig, ausgebildet ist, wobei in zwei Teilen halbkreisförmige Aussparungen vorgesehen sind, die sich beim Aneinanderlegen zu einer Öffnung ergänzen. Die Abdeckplatte kann aber auch einteilig ausgebildet sein und eine kreisrunde Öffnung aufweisen, ohne die Erfindung zu verlassen.
-
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verschlussplatte mit einer zur Kabelkanalachse annähernd zentrisch angeordneten Öffnung zum Hindurchführen eines Kabels oder mehrerer Kabel versehen ist.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung weist der Boden des U-Profilkörpers mindestens eine Entwässerungsöffnung auf, so dass eingedrungenes Niederschlagswasser abfließen kann.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
-
Ausführungsbeispiel
-
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
-
Es zeigen
-
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kabelkanals mit dreiteiliger Abdeckplatte und den Stirnseiten zugeordneten Verschlussplatten, und zwei in den Wänden des U-Profilträgers angeordneten Öffnungen,
-
2 eine vergrößerte Ansicht des U-Profilkörpers mit eingegossener bzw. überdeckter Textilbewehrung in Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 1,
-
3a und 3b schematische Darstellungen der Textilbewehrung für den U-Profilkörper in –45°/+45° bzw. 0°/90°-Fadenorientierung,
-
4 eine vergrößerte Ansicht einer Verschlussplatte mit eingegossener bzw. überdeckter Textilbewehrung,
-
5 einen Schnitt entlang der Linie B-B der 4,
-
6a und 6b schematische Darstellungen der Textilbewehrung für die Verschlussplatte in –45°/+45° bzw. 0°/90°-Fadenorientierung,
-
7 eine vergrößerte Ansicht einer dreiteiligen Abdeckplatte mit eingegossener und überdeckter Metallgitterbewehrung,
-
8 eine schematische Darstellung der Metallgitterbewehrung mit 0°/90°-Lochorientierung und
-
9 eine weitere perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kabelkanals mit dreiteiliger Abdeckplatte und den Stirnseiten zugeordneten Verschlussplatten, und drei in den Wänden des U-Profilträgers angeordneten Öffnungen.
-
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kabelkanal 1, der aus einem U-Profilkörper 2, einer dreiteiligen Abdeckplatte 3 und den Verschlussplatten 4 gebildet wird. Der Profilkörper 2 besitzt von seinem Boden 5 aufwärts gerichtete Wände 6 und 7, deren Außenseiten 8 und 9 vom Boden 5 aus senkrecht und dessen Innenseiten 10 und 11 sich vom Boden 5 aus konisch nach oben erweiternd erstrecken. Die oberen Ränder 12 bzw. 13 der Wände 6 und 7 besitzen zwischen den Außenseiten 8 bzw. 9 und den Innenseiten 10 bzw. 11 je eine Stufe 14, welche zur jeweiligen Innenseite 10 oder 11 ausgerichtet ist. Die Stirnseiten 15 bzw. 16 des U-Profilkörpers 2 sind offen ausgebildet und besitzen ebenfalls eine Stufe 17.
-
Die Abdeckplatte 3 ist so ausgelegt, dass sie horizontal und trittsicher in den von den Stufen 14 umgrenzten Bereich eingelegt werden kann, so dass der Kabelkanal 1 abgedeckt und begehbar ist. Die Abdeckplatte 3 kann dabei aus einem einzigen Teil 3 oder wie im vorliegenden Beispiel dargestellt aus drei Teilen 3.1, 3.2, 3.3 bestehen. Die einander gegenüberliegenden Teile 3.2 und 3.3 besitzen je eine halbkreisförmige Aussparung 18, welche sich beim Aneinanderlegen zu einer kreisrunden Öffnung 19 (siehe 7) ergänzen.
-
In jeder Wand 6 und 7 des Profilkörpers 2 sind beispielsweise zwei nebeneinanderliegende Öffnungen 20 eingebracht, die in jeder Wand 6 und 7 gegenüberliegend nahe einer Stirnseite 15 oder 16 angeordnet sind. Durch diese Öffnungen 20 können die nicht dargestellten Kabel aus dem Kabelkanal 1 über bis 650°C hitzebeständige und halogenfreie Kunststoffdosen zu- oder auch abgeführt werden.
-
Der Boden 5 des U-Profilkörpers 2 weist mindestens eine Entwässerungsöffnung 21 (s. 9) auf, durch die Niederschlagswasser abführbar ist.
-
Die Verschlussplatten 4 besitzen eine etwa zentrisch zum Innenraum des Kabelkanals 2 gelegene Öffnung 22 zum Hindurchführen eines Kabels oder mehrerer Kabel.
-
Die 2 stellt in vergrößerter perspektivischer Ansicht den U-Profilkörper 2 mit durch Feinbeton überdeckter Textilbewehrung 23 im Schnitt dar, die so angeordnet ist, dass sie in der Zugzone Z des U-Profilkörpers 2 liegt.
-
Der U-Profilkörper 2 wird in einer nicht weiter gezeigten Edelstahlschalung mittels Vergießen von Feinbeton hergestellt, wobei die Textilbewehrung 23, vor dem Vergießen des Feinbetons in genauer Position in der Schalung fixiert wird. In der Schalung sind die entsprechenden Formen für die Öffnungen 20 zur Aufnahme der Kunststoffdosen vorgesehen.
-
Die Textilbewehrung 23 erhält dadurch beim nachfolgenden Vergießen eine reproduzierbare Lage in der Beton-Matrix 24 des U-Profilkörpers 2.
-
Die Beton-Matrix 24 besteht beispielsweise aus einem fließfähigen Feinbeton der Festigkeitsklasse C30/37, der bezogen auf 1 m3 44,0 Masse-% Kies mit der Körnung von 0 bis 4 mm, 46,0 Masse-% Portlandkompositzement der Qualität CEM II/B-M (S-LL) 42,5 R-AZ und 9,0 Masse-% Wasser sowie 1,0 Masse-% Gesteinsmehl und Fließmittel enthält.
-
Der Portlandkompositzement setzt sich aus 65 bis 79 Masse-% Portlandzementklinker, und 21 bis 35 Masse-% Hüttensand, natürliches bzw. künstliches Puzzolan, kalkreiche Flugasche, gebrannter Schiefer, Kalkstein sowie Nebenbestandteilen zusammen. Geeignete Fließmittel sind solche die Naphthalinsulfonat, Melaminsulfonat, Ligninsulfonat oder Polycarboxylatether enthalten.
-
Der fließfähige Feinbeton durchtränkt beim Vergießen die Textilbewehrung 23 und überdeckt diese.
-
Andere Zementqualitäten sind ebenso geeignet, sofern diese die erforderliche Festigkeit und die Fließfähigkeit aufweisen.
-
Die 3a und 3b zeigen eine einlagige biaxiale Textilbewehrung 23 aus Styrol-Butadien beschichteten kettengewirkten AR-Glasfasern für den U-Profilkörper 2. In der 3a ist eine –45°/+45° Fadenorientierung in der Hauptzugrichtung und in der 3b die 0°/90°-Fadenorientierung dargestellt. Die Textilbewehrung 23 besitzt Öffnungen, die in Lage und Abmessung der Öffnung 20 im U-Profilkörper 2 bzw. der Verschlussplatte 22 entsprechen.
-
Die Textilbewehrung 23 kann aber, ohne die Erfindung zu verlassen, auch mehrlagig oder als multiaxiales 3D-Gewirk ausgeführt sein, dessen Deckflächen zueinander fixiert sind und dessen Fäden (Filamente) jeweils eine 0°/90°-Orientierung aufweisen.
-
Unterschiedliche Materialqualitäten, beispielsweise Aramidgarne oder Kohlenstofffasergarne sind ebenso geeignet. Die Maschenweite der Textilbewehrung 23 beträgt zwischen 8 bis 16 mm, vorzugsweise 10 mm, um eine gute Durchtränkung und Einbettung in der Beton-Matrix zu gewährleisten.
-
Es wird jetzt auf die 4, 5, 6a und 6b Bezug genommen, die die Verschlussplatte 4 mit nicht sichtbarer durch die Beton-Matrix 24 überdeckter Textilbewehrung 25 zeigt, welche in –45°/+45°-Fadenorientierung (siehe 6a) oder auch 0°/90°-Fadenorientierung (siehe 6b) ausgeführt sein kann. Die Lage und Position der Textilbewehrung 25 in den Beton-Matrix 24 der Verschlussplatte 4 ist in 5 gezeigt.
-
Die Textilbewehrung 25 besteht wie die Textilbewehrung 23 aus einer einlagigen biaxialen kettengewirkten AR-Glasfaser. Die Maschenweite der Textilbewehrung 25 beträgt vorzugsweise 10 mm, kann aber auch Werte zwischen 8 und 16 mm annehmen. In die Textilbewehrung 25 ist eine Öffnung eingearbeitet, welche der Öffnung 23 der Verschlussplatte 4 in Abmessung und Position entspricht.
-
Die Verschlussplatte 4 wird mittels Vergießen des Feinbetons in einer nicht weiter dargestellten separaten Schalung hergestellt, in welcher die Textilbewehrung 25 vor dem Vergießen der Beton-Matrix 24 in genauer Lage fixiert und die Form für die Öffnung 22 vorgesehen ist. Die Beton-Matrix 24 für die Verschlussplatte entspricht der Qualität des fließfähigen Feinbetons für den U-Profilkörper 2.
-
Die 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer dreiteiligen Abdeckplatte 3 mit eingegossener und überdeckter Metallgitterbewehrung 26, die aus einem verzinkten biaxialen Metallgitter mit einer Lochweite von 8 bis 16 mm, vorzugsweise 10 mm besteht. Die Metallgitterbewehrung 26 besteht ebenso wie Abdeckplatte 3 aus 3 Teilen 26.1, 26.2 und 26.3, welche in Größe und Form den Teilen 3.1, 3.2 und 3.3 der Abdeckplatte 3 entsprechen. Die Metallgitterbewehrung 26 hat eine Dicke von 3 bis 5 mm, vorzugsweise 4,8 mm.
-
Die 8 verdeutlicht eine 0°/90° Lochorientierung, ebenso kann aber die Lochorientierung auch in einer –45°/+45°-Orientierung ausgeführt sein.
-
Die Herstellung der Abdeckplatte 3 erfolgt in einer eigens dafür vorgesehenen, nicht weiter gezeigten Schalung, in der die Metallgitterbewehrung 26 in genau definierter Lage und Position fixiert ist, um eine völlige Einbettung der Metallgitterbewehrung 26 in der Beton-Matrix 24 zu erreichen. Die Qualität der Beton-Matrix 24 entspricht wiederum derjenigen des Feinbetons für den U-Profilträger 2.
-
Die 9 stellt eine weitere Variante des erfindungsgemäßem Kabelkanals 1 dar, in dem die Wände 6 und 7 drei nebeneinanderliegende Öffnungen 20 aufweisen. Ebenso kann auch die Abdeckplatte 3 einteilig mit nur einer Öffnung 19 oder ganz ohne Öffnung ausgeführt sein.
-
Der erfindungsgemäße Kabelkanal 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sein Gewicht unter Beibehaltung seiner Kompaktheit bei vergleichbaren Belastungen deutlich reduziert werden kann. Die Wanddicken der Wände 6 und 7 des U-Profilkörpers 2 liegen beispielsweise bei etwa 30 mm oder die Dicke der Abdeckplatte 3 bei 20 mm Die erfindungsgemäßen Kabelkanäle 1 können je nach Anwendungsfall in verschiedenen Größen ausgeführt werden.
-
Das Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlichen Kabelkanälen aus Beton liegt zwischen 25% und 52%
-
Bezugszeichenliste
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kabelkanal
- 2
- U-Profilkörper
- 3
- Abdeckplatte
- 3.1
- Teil von 3
- 3.2
- Teil von 3
- 3.3
- Teil von 3
- 4
- Verschlussplatte
- 5
- Boden von 2
- 6, 7
- Wände von 2
- 8, 9
- Außenseite von 6, 7
- 10, 11
- Innenseite von 6, 7
- 12
- Oberer Rand von 6
- 13
- Oberer Rand von 7
- 14
- Stufen
- 15, 16
- Stirnseiten von 2
- 17
- Stufe an 15, 16
- 18
- Halbkreisförmige Aussparung an 3.2, 3.3
- 19
- Öffnung in 3
- 20
- Öffnungen in 6, 7
- 21
- Entwässerungsöffnung
- 22
- Öffnung in 4
- 23
- Textilbewehrung in 2
- 24
- Beton-Matrix
- 25
- Textilbewehrung in 4
- 26
- Metallgitterbewehrung in 3
- 26.1
- Teil der Metallgitterbewehrung 26
- 26.2
- Teil der Metallgitterbewehrung 26
- 26.3
- Teil der Metallgitterbewehrung 26
- K
- Kabelkanalachse
- Z
- Zugzone
-
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
-
- DE 7422849 U1 [0003]
- DE 8707940 U1 [0003]
- DD 94668 [0003]
- EP 0836260 B1 [0003]
- DE 4307260 C2 [0005]
- EP 0734604 B1 [0005]
- DE 19725976 A1 [0005]
- WO 98/59400 A1 [0005]
- EP 0990290 B1 [0005]
- DE 2601641 A1 [0005]
- DE 9421127 U1 [0005]
