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Verankerungsvorrichtung für Verbund stränge aus einem Kunststoffkörper
und in diesen eingebetteten insbesondere parallelen Drähten Die Erfindung bezieht
sich auf eine Verankerungsvorrichtung für Verbundstränge aus einem Kunststoffkörper
und in diesen eingebetteten, insbesondere parallelen Drähten, mit einem Widerlager
und wenigstens einem Klemmbacken, oder Klemmkörper, der an eine Gegenfläche des
Widerlagers anliegt.
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Verbundstränge aus parallelen Drähten, die in einen Kunststoffkörper
eingebettet sind und von diesem in einem geordneten Verband gehalten werden, sind
bekannt. Stränge dieses Aufbaues,
die einen erheblichen Füllfaktor
aufweisen können - beispielsweise kann die Summe der Drahtquerschnitte 65% des Strangquerschnittes
betragen - sit verschiedenartigen Querschnittsgestalten sind beispielsweise in der
Bautechnik als Trager ftir Hängedächer, Zugglieder für Hänge- und Schrägseilbrücken
oder ftlr vorgespannte Betonträger oder -platten verwendbar , bei welchen die Spannelemente
lit den Beton nicht verbunden sind, und können Bruchlasten von beispielsweise 50
Mp erreichen.
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Für die Anwendungen ist das sichere und verläßliche Befestigen der
Enden solcher Verbundstränge in meist ortsfesten Widerlagern unerläßlich. Zu beachten
ist aber, daß der Kunststoffkörper, bzw. ein denselben umgebender korrosionsfester
und dichter, eigener Kunststoffmantel nicht beschadigt werden darf, weil sonst der
wesentliche Vorteil, nämlich die Korrosionsbeständigkeit solcher Verbundstränge
verloren ginge. Die bekannten Verankerungsvorrichtungen bzw. Klemmvorrichtungen,
die mit als Keile oder geschlitzte konische Buchsen ausgebildeten Klemmbacken versehen
sind bzw. mit Schrauben zusammengespannte Klemmplatten enthalten, und sich zur Befestigung
blanker Drähte, Litzen oder Seile bestens bewährt haben, sind bei Verbundsträngen
nicht verwendbar, denn die Befestigung ist entweder nicht sicher rutschfest oder,
soferne die Klemmbacken oder Klemmplatten an ihren Angriffsflächen gezahnt sind,
ist ein Beschädigung des Kunststoffkörpers oder seines Mantel zu befürchten. Überdies
liegen auch die Abmessungen von Verbundsträngen innerhalb bestimmter, nicht allzu
enger, herstellungsbedingter Grenzen und die bekannten Verankerungsvorrichtungen,
seien die Backen gezahnt, oder nicht, können diese Abweichungen der Abmessungen
nicht aufnehmen, d.h. sie bedingen das örtliche Auftreten hoher Flächendrücke. Örtlich
ungleich verteilten hohen Flächendrücken ist aber der Kunststoffkörper nicht gewaschen,
sondern würde brechen, sodaß nicht nur seine Schutzwirkung verloren ginge, sondern
in vielen Fällen auch eine Störung des Verbandes der Drähte innerhalb des Verbundstranges
eintritte.
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Ziel der Erfindung ist eine Verankerungsvorrichtung, bei der diese
Unzukömmlichkeiten nicht zu befürchten sind. Dieses
Ziel ist mit
einer Vorrichtung des eingangs erwähnten Aufbaues erreichbar, bei welcher erfindungsgenäß
zwischen jedem Verbundstrang und jeder ihm zugewendeten Klemuflache eine geschmeidige
Zwischenlage angeordnet und mittels dieser der Klemmdruck praktisch isostatisch
auf den Verbundkörper bzw.
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dessen Mantel übertragen ist. Mit einer Verankerungseinrichtung können
auch zwei oder mehrere Verbundstränge eingespannt werden, die nebeneinander oder
übereinander angeordnet sind.
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Bei Verankerung übereinander liegender Verbundstränge ist an der Klemistelle
zwischen benachbarten Strängen eine Zwischenplatte und zwischen dieser und jedem
Strang eine Zwischenlage vorgesehen.
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Diese Zwischenlagen gleichen die Unebenheiten zwischen Verbundstrang
und Klemmflächen aus und können vorteilhaft aus weichem Aluminium oder Kunststoff
bestehen. Zufolge ihrer großen inneren Reibung können solche Materialien die aus
der Belastung des Verbundstranges entstehenden Schubkräfte aufnehmen, ohne aus dem
Spalt auszutreten, in dem sie sich befinden.
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Aus Kunststoff bestehende Zwischenlagen können als auf das zu verankernde
Ende des Verbundstranges aufgebrachtc, z.B.
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aufgeklebte, gegebenenfalls mit einer Einlage aus Glasfasern oder
Drahtgewebe verstärkte Xunststoffüberzüge ausgebildet sein. Die rutschfeste Verbindung
zwischen Xunststoffkörper oder Mantel und Zwisehenlage ist dann durch die Bindung
zwischen den beiden Kunststoffen gesichert. Im Hinblick auf die erheblichen Anpreßkräfte
sind in diesem Zusammenhang auch Hartfaserplatten oder ähnliche Materialien als
geschmeidig anzusehen wogegen Klemmbacken oder -platten zweifellos steif sind.
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Die Oberflächenschicht des Kunststoffkörpers oder -mantels darf nicht
eingerissen oder in einer zum Entstehen von Rissen führenden Weis verletzt werden,
hingegen steht einer innerhalb gewisser Grenzen bleibenden Verformung nichts im
Wege.
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Bewährt haben sich ZwischenlageF, die geschmeidiger als die Klemmbacken
und Metallplatten und der Kunststoffkörper bzw.
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-mantel des Verbundstranges sind, mindestens jedoch die gleiche Schubfestigkeit
wie der letztere aufweisen, und an wenigstens der dem Körper oder Mantel zugekehrten
Seite mit einer seichten vorteilhaft kantenfreien, und zweidimensional verlaufenden
Oberflächenstruktur versehen, z.B. als mit Schleifkorn belegte Hartfaserplatte,
vorzugsweise jedoch als feinmaschiges Drahtnetz ausgebildet sind. In diesem Fall
tritt eine Verlagerung des Kunststoffmaterials ein, das von den erhabenen Stellen
der Oberflächenstruktur in deren vortieften Stellen verdrängt wird. Dabei ist selbstverständlich
darauf Bedacht zu nehmen, daß diese Verdrängung nicht zu Spannungen innerhalb des
kunststoffmateriales führen darf> denen es nicht gewachsen ist, so daß es risse.
Bei feinmaschigen Drahtnetzen ist ein Reißen nicht zu befürchten.
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Insbesondere feinmaschige Drahtnetze haben sich als vorteilhaft erwiesen
und stellen bevorzugte Ausführungen der Zwischenlagen dar. Aus zahlreichen Versuchen
hat sich ergeben, daß die besten Ergebnisse mit Drahtnetzen, gute Ergebnisse mit
Hartfaserplatten mit oder ohne Schleifkornauflage und befriedigende Ergebnisse mit
weichen Al-Blech oder mit Kunststoffzwischenlagen erreicht werden. Gegebenenfalls
kann auch eine geschichtete Zwischenlage empfehlenswert sein z.B. eine Hartfaserplatte
und ein dem Verbundstrang zugekehrtes Drahtnetz.
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Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen
näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in einen aus Gründen der Deutlichkeit stark vergrößerten Querschnitt eine
übliche Ausführung eines zu verankernden, flachen Verbundstranges, Fig. 2 bzw. Fig.
3 eine erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung im Längsschnitt bzw. in Draufsicht
und Fig. 4 bzw.
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Fig. 5 eine andere Ausfthrungsform mit einem Klemmkörper im Schnitt
bzw. in Stirnansicht.
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Der in Fig. 1 dargestellte Verbundstrang 1 ist bandfdrmig gestaltet
und aus einunddreißig parallelen Drähten 2 aufgebaut, die in im wesentlichen dichter
Packung in drei Reihen angeordnet sind. Die Drähte sind in einen Kunststoffkörper
3 eingebettes, der von einem dichten Mantel 4 umgeben ist, welcher die Korrosionsbeständigkeit
des Verbundstranges gegen die gasförmige oder flüssige Umgebung sichert, in der
er verwendet werden soll. Mit Stahldrähten von 1 mm Durchmesser ausgerüstete Verbundstränge
dieses Aufbaues können Bruchlasten von 6 Mp aufweisen.
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Die Verankerungsvorrichtung gemäß den Fig. 2 und 3 weist ein Widerlager
5 mit einem mfttigen Kanal auf, dessen Querschnitts form dem Querschnitt des zu
verankernden Vcrbundstranges angepaßt, im vorliegenden Fall rechteckig ist. Wenn
wie gezeigt, gemeinsam zwei nebeneinander liegende Verbundstränge verankert werden
sollen, ist der Rechteckquerschnitt dementsprechend langgestreckt.
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Die einander gegenüberliegenden breiten und ebenen Seitenwände des
Kanals sind in bezug auf seine Längsmittelebene geneigt und bilden je eine Gegenfläche
für einen keilförmigen Spannbacken 6 z.B. mit dem üblichen Anzug 1:10. Zwischen
jeder der beiden einander zugckehrten, ebenen Backenflächen der Keile 6 und den
zu verankernden Verbundsträngen 1 ist eine Zwischenlage 7 von im wesentlichen gleichmäßiger
Dicke angeordnet. Der seitlich von den Keilbackenflächen und den Schmalflächen des
sich verjüngenden Kanales im Widerlager begrenzte, parallelepipedische Hohlraum
ist von den Zwischenlagen und den Verbundsträngen praktisch ausgefüllt. Zum Festspannen
des Verbundstranges werden die Keile in den Kanal hineingedrückt. Die von den geriffelten
oder ungeriffelten Backenflächen der Keile ausgeübten Kräfte werden auf die Strangoberflächen,
d.h. hier die Außenfläche der Mäntel 4, nicht unmittelbar, sondern über die Zwischenlagen
7 übertragen. Die beiden einander gegenüberstehenden Breitflächen der Verbundstränge
sind im allgemeinen weder streng parallel noch ideal eben, sondern mit diesbezüglichen
Abweichungen oder Toleranzen behaftet, was auch für
die eingebetteten
Drahtpakete gilt, deren DrAhte weder untereinander geometrisch genau gleiche noch
streng parallel orientierte Zylinder sind. Die hiedurch vor allem aber von der Herstellung
dee Mantels bedingten Unregelmäßigkeiten der Oberflächengestalt des Verbundstranges
sind klein, gewinnen aber an Bedeutung im Hinblick auf die großen Kräfte, die zur
Verankerung des kraftschlüssig gehaltenen Stranges angewendet werden müssen. Der
notwendigen Vergleichmäßigung der auf den Verbundstrang einwirkenden Druckkräfte
dient die Zwischenlage, die bei den in Betracht kommenden Drücken im Einklang mit
der Erfindung geschmmeidig, d.h. soweit verformbar ist, um die Unregelmäßigkeiten
der Strangoberfläche aufzunehmen. Die Zwischenlage kann z.B. aus weichem Aluminiumblech
bestehen. Dieselbe Aufgabe kann eine Schicht aus elastomeren Materialien, wie Gummi
oder Kunststoff übernehmen, die mit Verstärkungseinlagen aus Glasfasern oder Drahtgewebe
verstärkt sein kann. Auch solche Materialien bewirken eine isostatische Obertragung
des Klemmdruckes. Derartige Kuntstoffzwischenlagen können an den einzuspannenden
Stellen des Verbundstranges in Form von Überzügen aufgebracht werden, was die Montagearbeit
verringert.
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Es kann aber auch, wie bereits erwähnt, eine geringfügige Verformung
des Kunststoffkörpers bzw. des Mantels des Verbundstranges in Kauf genommen werden.
Die Zwischenlagen können daher auch an der dem Verbundstrang zugewendeten Seite
eine seichte Oberflächenstruktur aufweisen, die ein zweidimensionales Muster haben
also keine einfache Kannelierung sein soll.
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Als seicht wird in diesem Zusammenhang eine Profilierung anzusehen
sein, die keinerlei Verlagerungen des Materials im Kunststoffkörper oder -mantel
bedingt, die mit dem Auftreten von Spannungen verbunden sein konnten, welche die
Bruchspannungen dieses Materials Ubersteigen oder ihnen nahe kommen. Es darf sich
also nur um Erhebungen oder Vertiefungen handeln, deren Hohe oder Tiefe auf wenige
Zehntel Millimeter beschränkt ist. Es versteht sich, daß messerscharfe Erhebungen
nicht geeignet sind, weil sie Risse verursachen können, doch sind stumpfwinkelige
Kanten
bedeutungslos. Vorzuziehen ist aber von vorneherein eine kantenfreie Gestaltung
der Erhebungen. Als in dieser Hinsicht sehr geeignete Zwischenlagen haben sich feinmaschige
Drahtnetze aus dünnen Drähten erwiesen, die eine ausreichende Vergleichmäßigung
des Flächendruckes an der Strangoberfläche bewirken, denn die Verlagerungen, die
den Material des Kunststoffkörpers oder -mantels beim Eintreten in die Netzmaschen
zugemutet werden, bleiben wie die Erfahrung gezeigt hat klein. Ahnlich liegen die
Verhältnisse bei mit Schleifkorn belegten Hartfaserplatten.
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Ein wesentlicher Vorteil, der mit der Anwendung erfindungsgemäßer
Zwischenlagen verbunden ist, liegt ferner darin, daß die keilförmigen Klemmbacken
nicht entlang des Stranges gleiten und dessen Oberfläche aufreißen könnten.
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Die gezeigte Verankerungsvorrichtung ist mit zwei Keilen ausgestattet.
Man kann aber auch mit einem Keil auskommen. In diesem Fall verläuft eine Breitfläche
parallel zu den Breitflächen des Verbundstranges oder der Verbundstränge.
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Bei der Verankerungsvorrichtung nach den Fig. 4 und 5 ist das Widerlager
5 als z.B. rechteckige Platte mit einer rechteckigen Öffnung ausgebildet, die von
den zu verankernden Verbundsträngen 1 durchsetzt ist. Die Enden der Stränge sind
in einen Xlemmkörper eingespannt,dsr zwei mittels Schrauben 8 zusammenspannbare
Klemmplatten 9 aufweist. Zwischen den beiden Verbundsträngen 1 ist eine Zwischenplatte
10 angeordnet. Im Einklang mit der Erfindung ist an beiden Seiten jedes Stranges
je eine Zwischenlage 7 vorgesehen, so daß weder eine Klemnplatte noch eine Zwischenplatte
unmittelbar gegen den Kunststoffkörper oder -mantel eines der Stränge anliegt, an
den der Klemmdruck demnach praktisch isostatisch übertragen wird. Der Klemakörper
bildet einen Kopf, der gegen das Widerlager anliegt und die Kräfte, mit denen die
Verbundstränge belastet sind, auf dieses überträgt. Es versteht sich, daß mit Vcrankerungsvorrichtungen
dieser Art auch ein Verbundstrang gehalten werden,
die Anzahl der
Stränge aber auch mehr als zwei betragen kann.
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Ebenso kennen mit dieser aber auch nebeneinander liegende Verbundstränge
verankert werden. Selbstverständlich müssen die Widerlager 5 selbst gegen die Konstruktion
abgestützt sein, welche die mit der Verankerungsvorrichtung übertragenen Spannkräfte
der Verbundstränge letzten Endes aufnimmt.
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Der Vorteil erfindungsgemäßer Verankerungsvorrichtungen ist vor allem
in der Tatsache begründet, daß bei ihrer Verwendung keine Beschädigung des Kunststoffkörpers
oder eines Mantels auftritt, wie viele Versuche bestätigt haben. Ins Gewicht fällt
aber auch, daß dieser Vorteil den einfachen Aufbau, die verhältnismäßig kleinen
Abmessungen und schließlich auch den Preis durchaus unberührt läßt, so daß die Anwendung
keinen zusätzlichen Kostenaufwand bedingt.
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Die Erfindung ist nicht auf das Verankern von Verbundsträngen mit
flachen Querschnitten beschränkt. Handelt es sich um runde Verbundstränge, dann
treten an die Stelle der Keile konische Backen oder eine geschlitzte Büchse, die
in einen konischen Kanal des Widerlagers einsetzbar sind bzw. ist.