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Die
Erfindung betrifft ein Zugelement, insbesondere zur Aufhängung von
Bauteilen, mit einer Anzahl von einen Drahtstrang bildenden, parallel
angeordneten Drähten,
die an ihren Enden in je einem die auf den Drahtstrang ausgeübten Zugkräfte aufnehmenden
Endstück
verankert sind.
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Zugverspannungen
aus hochfesten Drähten, die
im Bauwesen zur Aufhängung
von Bauteilen, beispielsweise als Schrägseile für Schrägseilbrücken, zur Verspannung von Dächern und
zu anderen Zwecken verwendet werden, ermöglichen eine optisch leichte,
filligrane Bauweise und sind auch montagetechnisch vorteilhaft,
da das Gewicht der Einzelteile relativ klein ist. An die Zugelemente
und ihre Verankerungen werden jedoch hohe Anforderungen gestellt.
Eine standardisierte Fertigung ist nicht möglich, da projektbezogen geliefert
werden muss. Meist braucht es in einem Projekt viele unterschiedliche Seildurchmesser,
unterschiedliche Längen
und verschiedenste Endverbindungen, wobei viele verbindliche Massangaben
(z.B. für
die vielen verschiedenen kurzen Seile) erst kurz vor der Montage
ermittelt werden können.
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Als
Zugelemente werden Spiral- oder Litzenseile, oder aber auch Drahtstränge aus
einer Anzahl von parallel angeordneten Drähten verwendet. Die letzteren
weisen eine höhere
Bruchlast als Spiralseile auf und zeichnen sich durch eine hohe
Ermüdungsfestigkeit
(sogenannte Dauerschwingfestigkeit) und einen hohen E-Modul aus
(ohne dass ein aufwendiger, zeitintensiver, auf speziellen Zugmaschinen
durchführbarer
Reckvorgang erforderlich ist). Sie werden an ihrem Ende jeweils
in einem die auf den Drahtstrang ausgeübten Zugkräfte aufnehmenden Endstück verankert,
wobei die Endverbindung durch eine aufwendige Keilverankerung einzelner
Drähte
erfolgt. Eine derartige, in ihrem Aufbau recht komplizierte Verankerungsvorrichtung
ist beispielsweise in der gattungsbildenden DE-A-34 37 107 offenbart.
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Der
vorliegenden Erfindung wurde demgegenüber die Aufgabe zugrundegelegt,
ein montagetechnisch einfaches und kostengünstiges Zugelement der eingangs
genannten Art zu schaffen, das eine rasche Verankerung des Drahtstranges
im Endstück
ermöglicht
und dennoch eine hohe Bruchlast gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss
durch gelöst,
dass das Endstück
zumindest teilweise mit einer plastisch verformbaren, für die Aufnahme
eines Drahtstrangendes dienenden Hülse versehen ist, wobei diese
Hülse mit
dem Drahtstrangende verpressbar ist.
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Weitere
bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Zugelementes bilden den
Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Es
wurde bei dem erfindungsgemässen
Zugelement überraschenderweise
festgestellt, dass die Übertragung
der vom Drahtstrang auf das Endstück ausgeübten Zugkräfte gegenüber derjenigen der bekannten
Keilverankerungen genauso vollumfänglich gewährleistet ist, und mit diesem
Zugelement eine sehr hohe Bruchlast erreicht wird.
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Hierbei
beträgt
der Bruchlastverlust durch die plastische Deformation lediglich
ca. 5%, was weniger ist, als der sogenannte Verseilverlust bei Spiral- oder
Litzenseilen, der üblicherweise
eine Bruchlastreduktion von ca. 10% ausmacht. Der Verseilverlust entfällt bei
den geraden Drähten.
Für eine
bestimmte Bruchlast wird daher das Zugelement leichter und auch
günstiger.
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Aber
auch die Fertigung des erfindungsgemässen Zugelementes ist einfacher,
nicht nur weil die Spul- und Verseilvorgänge entfallen, sondern auch dadurch,
dass kein Reckvorgang zum Erreichen eines erforderlichen E-Moduls
notwendig ist, vor allem aber durch die einfache Verankerungsart.
Dies ermöglicht
eine einfache projektbezogene Herstellung und schnelle Lieferfähigkeit.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen Teil eines erfindungsgemässen Zugelementes
in Seitenansicht,
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2 einen Querschnitt durch
das Zugelement nach 1 entlang
der Linie II – II,
und
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3 eine teilweise Ansicht
einer Brücke
unter Verwendung von erfindungsgemässen Zugelementen.
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Gemäss 1 und 2 umfasst ein erfindungsgemässes Zugelement 1 einen
Drahtstrang 2, der aus einer Anzahl von geraden, parallel
angeordneten Drähten 3 besteht.
Je nach der erforderlichen Bruchkraft handelt es sich um mindestens
sieben, oder aber auch um bis zu mehreren Hundert von Drähten 3.
Als Material wird ein verzinkter oder mit Zink/Aluminium oder ähnlichem
beschichteter Stahl, Chromnickelstahl oder Aluminium verwendet,
so dass kein zusätzlicher
Korrosionschutz erforderlich ist. Es können und werden selbstverständlich auch Drähte aus
hochfestem Stahl bei einer Nennfestigkeit von ca. 1800 N/mm2 verwendet.
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Vorzugsweise
wird der Drahtstrang 2 aus Drähten 3 des gleichen
Durchmessers (z.B. 2 oder 3mm) gebündelt, wodurch enorme logistische
und herstellungstechnische Vorteile entstehen (weniger Lagerhaltung,
kaum Restmengen oder gar Abfall, niedrigerer Einkaufspreis, schnellere
Liefertermine, etc.). Für
die Anfertigung des Drahtstranges 2 wird in nicht näher dargestellten
Weise ein Draht 3 beim Abspulen ab einer Drahtspule durch
einen Richtapparat gezogen, um eine vollkommen gerade Form zu erhalten.
Danach werden die Drähte
jeweils einzeln abgelängt.
Die derart vorbereiteten Drähte
werden dann so gebündelt,
dass ein Drahtstrang 2 eines kreisförmigen Querschnitts gebildet
wird. Somit entstehen – wie
aus 2 entnommen werden
kann – geringe Zwischenräume 3', die jedoch
nicht stören
und keine Reduktion der Bruchlast bewirken. Bei einer exakten Bündelung
würde im
Prinzip eher ein sechseckiger Querschnitt entstehen.
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Um
die runde Querschnittsform des Drahtstranges 3 über seine
Gesamtlänge
zu halten, ist eine Anzahl von in einem Abstand voneinander angeordneten, über die
Gesamtlänge
verteilten Halteringen 4, 5 vorgesehen, von denen
aus 1 lediglich zwei
ersichtlich sind. Der Abstand richtet sich nach dem Drahtdurchmesser
bzw. nach der Drahtanzahl und beträgt 500 bis 2000 mm.
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Eine
andere, aus der Zeichnung nicht ersichtliche Möglichkeit für das Beibehalten der runden Querschnittsform
wäre eine
Bandagierung aus einem praktisch beliebigen Material (Papier, Kunststoff, Runddraht,
Flachdraht, etc.) Diese könnte
eventuell einen neuen architektonischen Gestaltungsspielraum bieten.
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Der
Drahtstrang 3 ist mit seinem Drahtstrangende in einer Bohrung 7 des
Endstückes 6 bzw. Endfittings
verankert, welches mit einem entsprechenden Bauteil verbunden ist,
und das die auf den Drahtstrang ausgeübten Zugkräfte aufnimmt und auf den Bauteil überträgt (selbstverständlich ist
auch das andere, aus 1 nicht
ersichtliche Drahtstrangende in analoger Weise in einem anderen
Endstück
verankert). Für
die Verbindung mit dem Bauteil kann das Endstück 6 bzw. sein Teil 6a beispielsweise
mit einem Gewinde versehen sein, oder aber auch als ein konventionelles
Verbindungsstück
mit einer Oese, einer Gabel oder anderen Verbindungselementen ausgebildet
sein.
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Für die Verankerung
ist das Endstück 6 mit einer
plastisch verformbaren Hülse 6b versehen,
in deren Bohrung 7 das ebenfalls runde Drahtstrangende
eingesetzt ist und durch radiales Zusammenpressen der Hülse 6b kraftschlüssig gehalten
wird. Das Verhältnis
der Länge
der durch das Hülsenloch
gebildeten zylindrischen Anpressfläche zu dem Aussendurchmesser
des Drahtstranges 2 beträgt optimalerweise zwischen 4 bis 8.
So ist zum Beispiel bei einem Durchmesser des Drahtstranges von
16 mm die Länge
der Anpressfläche
des Hülsenloches
90 bis 100 mm gewählt.
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In 2 sind die plastischen Deformationen 9 an
der Innenseite der Hülse 6b zur
Illustration veranschaulicht. Selbstverständlich können sich auch die Drähte beim
Verpressen in einem gewissen Masse deformieren.
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Wie
bereits erwähnt,
ist die Verwendung von Drähten
eines einzigen Durchmessers besonders vorteilhaft, es könnten allerdings
auch verschiedene Durchmesser eingesetzt werden.
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Dank
dem Entfallen von Verseilverlusten und der nur geringen Bruchlastreduktion
bei der Verankerung des Drahtstrangendes durch Zusammenpressen der
Endstückhülse kann
dieselbe Festigkeit mit dünnen
bzw. hochfesteren Drähten
erreicht werden.
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Die
einfache Herstellung des erfindungsgemässen Zugelementes (keine Spul-
und Verseilvorgänge,
kein Reckvorgang, einfache Verankerung der Drahtstrangenden in den
Endstücken)
ist nicht nur was Kosten anbelangt vorteilhaft, sondern sie bringt auch
eine grosse Flexibilität,
d.h. die Möglichkeit
einer raschen, projektbezogenen Produktion mit sich. Von Bedeutung
sind auch die lagertechnischen Vorteile; eine Lagerhaltung von diversen
Seilen ist nicht mehr notwendig.
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Gemäss 3 eignen sich die erfindungsgemässen Zugelemente 1 ganz
besonders als Schrägseile
bzw. Schrägkabel
für eine
Schrägseilbrücke 30, die
vorliegend schematisch in teilweiser Darstellung veranschaulicht
ist. Eine solche Brücke 30 weist
einen Brückenboden 31,
einen oder mehrere vertikale, beispielsweise am Boden eines Flusses 38 oder
dergleichen verankerte Stützpfeiler 33 sowie
eine Anzahl von Zugelementen 1 mit aus Drähten bestehenden
Drahtsträngen 2 auf.
Endseitig sind die Zugelemente 1 in seitlich mit der Brücke verbundenen
Verankerungen 35 gehalten und gespannt, was nicht näher erläutert ist,
da diese Verankerungen auf an sich herkömmliche Weise ausgestaltet
sind. Jedenfalls sind diese Endfittinge 6 im Vergleich
zu denjenigen nach dem Stand der Technik weniger massiv und können daher
in einem ästhetisch
schönen
Verhältnis
zu den übrigen
Teilen gehalten werden. Ferner ist noch ein Brückengeländer 36 ersichtlich.
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Die
Erfindung ist mit den obigen Ausführungen ausreichend dargetan.
Sie könnte
jedoch noch durch weitere Varianten veranschaulicht sein. So eignen
sich diese Zugelemente für
alle Art von insbesondere architektonischen Anwendungen, sei es
als tragende Elemente aber auch als solche für Zugelemente bei Geländern oder ähnlichem.
Die Endstücke könnten im
Prinzip auch durchgehend aus einer verformbaren Hülse bestehen.