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Vorrichtung zum Vermessen der Betonbewehrung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen
der Bewehrung in Betonbauteilen mit Hilfe eines Metallsuchgerätes. Diese bekannten
Geräte weisen eine in einem Fühler oder einer Sonde untergebrachte Spule auf, die
von einem Wechselstrom durchflossen ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Metallische
Gegenstände, die sich im Wirkungsbereich dieses Wechselfeldes befinden, bewirken
eine Änderung der Spulenspannung, die mittels eines entsprechenden, üblicherweise
durch Kabel mit dem Fühler verbundenen Gerätes zur Anzeige gebracht werden.
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Solche Geräte werden u. a. dazu verwendet, in Stahlbetonteilen1 die
zum Anbringen von Dübeln oder Ankern angebohrt werden müssen, die Lage der einzelnen
Stäbe der Armierung festzustellen. Die Betonstruktur unnötig schwächende Fehlbohrungen,
die durch Auftreffen des Bohrers auf die Bewehrung entstehen und Beschädigungen
derselben sollen so vermieden werden.
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Werden, wie beim Bau von Sicherheitsbehältern für Kernreaktoren, erhöhte
Forderungen an die Güte des Betons gestellt, soll sogar ein gewisser Mindestabstand
der Bohrungen von der Bewehrung eingehalten werden. Es hat sich gezeigt, daß beim
üblichen Absuchen der für die Anbringung der Bohrung in Aussicht genommenen Stelle
des Betonteils durch Abtasten von Hand mit dem Fühler des Metallsuchgerätes beim
Vorliegen komplizierterer
Verhältnisse, beispielsweise mehrerer
übereinander und versetzt zueinander angeordneten Bewehrungslagen keine mit ausreichender
Genauigkeit interpretierbaren und reproduzierbaren Ergebnisse zu erzielen sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, mit deren
Hilfe die metallische Bewehrung in einem bestimmten Teil eines Stahlbetongegenstandes
so genau vermessen werden kann, daß der Ort für eine dort niederzubringende Bohrung
sorgfältig ausgewählt und mit großer Genauigkeit bestimmt werden kann. Die Vorrichtung
soll von einer Person handhabbar und für den Einsatz auf Baustellen geeignet sein.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch Bewegung des Fühlers
des Metallsuchgerätes in einer ersten Richtung eine erste Spannung und durch dessen
Bewegung in einer zweiten, senkrecht zur ersten verlaufenden Richtung eine zweite
Spannung veränderbar ist, und die erste Spannung dem einen und die zweite Spannung,
mit der Ausgangsspannung des Metallsuchgerätes addiert, dem anderen Eingang eines
XY-Schreibers aufgeschaltet ist.
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Bei Bewegung des Fühlers in der ersten, der X-Richtung, zeichnet der
Schreiber eine entsprechend der Ausgangsspannung des Metallsuchgerätes schwankende
Kurve auf, wobei die Lage der Ausschläge entlang der X-Achse der Lage der annähernd
in Y-Richtung verlaufenden metallischen Stäbe und ihre Höhe umgekehrt proportional
ihrer Tiefe unter der Betonoberfläche ist. Sind die Stäbe einer tiefer gelegenen
Bewehrungslage gegenüber denjenigen einer höher gelegenen Lager versetzt (und nur
in diesem Falle ist ihre Lage von Interesse), kann ihre Lage anhand kleinerer Ausschläge
der Spannungskurve festgestellt werden. Sinkt die Spannungskurve nicht unter einen
gewissen
Mindestwert, so gibt dies auch einen Aufschluß über mehr oder weniger nahe und parallel
zum mit dem Fühler abgesuchten Streifen gelegene Bewehrungsstäbe der X-Richtung.
Ist eine genauere Erfassung ihrer Lage erforderlich, kann die Vorrichtung ohne weiteres
um 90 ° gedreht werden und der Absuchvorgang in der neuen Richtung wiederholt werden.
Durch Ubereinanderlegen der beiden so gewonnenen graphischen Aufzeichnungen der
Spannungskurven im richtigen 90 O-Winkel kann ein genauer Bewehrungsplan rekonstruiert
werden, wozu die auf dem Markt befindlichen Metallsuchgeräte mit Kalibriervorrichtungen
versehen sind, mit deren Hilfe bei bekanntem Stabdurchmesser dessen Tiefe unterhalb
der Betonoberfläche abgeschätzt werden kann. Durch entsprechende Korrelation der
auftretenden Spannungen mit den auf der Schreibtafel des XY-Schreibers zur Verfügung
stehenden Strecken, kann die erzielte Aufzeichnung innerhalb gewisser Grenzen in
jedem gewünschten Verhältnis zu den tatsächlichen Abmessungen erstehen. Es erscheint
jedoch zweckmäßig, einen Maßstab 1 : 1 zu wählen, wenn dies räumlich möglich ist.
Zu einer vollständigen Darstellung, z. B. auch zum Feststellen der Schräglage von
Bewehrungsstäben werden mehrere einander parallele Suchlinien mit dem Fühler abgefahren,
worauf auf der Schreibtafel des XY-Schreibers eine entsprechende Schar von Spannungskurven
aufgezeichnet wird. Die Suchlinien werden zweckmäßigerweise in gleichbleibenden
Abständen angeordnet. Der jeweilige verschiedene Mindestwert der Ausgangs spannung
des Metallsuchgerätes erleichtert die Einmessung der in X-Richtung verlaufenden
Bewehrungsstäbe.
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Um den Fühler beim Abfahren der Suchlinien nicht mit der Hand führen
zu müssen, was zu Ungenauigkeiten führen
würde, verläuft die Bewegung
des Fühlers bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Richtung entlang
einer in einer zweiten Richtung beweglichen ersten Schiene.
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Damit die Bewegung dieser Schiene von einer Suchlinie zur anderen
mit Leichtigkeit und Genauigkeit erfolgt, verläuft sie nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung entlang einer zweiten, senkrecht zur ersten angeordneten Schiene.
Das so gebildete Koordinatensystem ermöglicht eine einwandfreie Übertragung auf
den XY-Schreiber und die eindeutige Reproduzierbarkeit der Ortsbestimmung auf der
Betonoberfläche.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Schiene Einraststellungen
auf, in denen die erste Schiene festgestellt werden kann. Für'jede der im voraus
festgelegten Such linien in X-Richtung wird eine solche Einraststellung vorgesehen,
so daß die erste Schiene ohne genauere Justierung beim Übergang von einer Suchlinie
zur nächsten verschoben werden kann.
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Die Veränderung der der Verschiebung des Fühlers in X- bzw. Y-Richtung
proportionalen Spannung geschieht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch,
daß je ein elektrischer Widerstand durch die Bewegung des Fühlers auf der ersten
Schiene und durch deren Bewegung auf der zweiten Schiene veränderbar ist. Die beiden
Widerstände sind jeweils in denjenigen Stromkreis eingefügt, der an den einen bzw.
anderen Eingang des Xy-Schreibers angeschlossen ist.
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In besonderer Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens rollt der Fühler
auf der ersten Schiene und diese auf
der zweiten Schiene auf Rädern
ab, von denen je eines auf der Achse eines Drehwiderstandes befestigt ist.
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Die erwünschte leichte Beweglichkeit des Fühlers und der ersten Schiene
wird so in eindeutiger Zuordnung zueinander mit der Änderung des Widerstandes und
damit der Eingangsspannung für den XY-Schreiber verbunden.
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Der Fühler, die Schienen und die Widerstände sind nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung an einem transportablen, an dem zu untersuchenden Betonbauteil
zu fixierenden Gestell befestigt. Nur dieses, das verhältnismäßig leicht und gut
handhabbar hergestellt werden kann, braucht bewegt zu werden, während die sonstigen
Teile der Vorrichtung, insbesondere der XY-Schreiber getrennt und nur über Kabel
damit verbunden abgesetzt werden können. Allerdings werden sie zweckmäßigerweise
in einem tragbaren Kasten angeordnet, um den Transport der Vorrichtung von einer
Prüfstelle zur anderen zu erleichtern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigen die Figuren 1 - 3 drei Ansichten der Vorrichtung, Figur 4 das Schaltbild
derselben und Figur 5 ein typisches, mit Hilfe der Vorrichtung gewinnbares Diagramm
und seine Auswertung.
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Ein Stahlbetonbauteil 1, etwa ein Teil des Sicherheitsbehälters eines
Kernreaktors weist im Beispiel eine obere, näher zur Bauteiloberfläche gelegene
Bewehrung 2 und eine tiefer gelegene und dazu versetzte untere Bewehrung 3 auf.
Auf der Oberfläche des Bauteils 1 ist ein abzusuchender Bereich markiert, auf das
ein die Vorrichtung tragendes Gestell 4 ausgerichtet wird. Dazu ist das Gestell
mit spitzen Füßen 5 versehen, durch die die Vorrichtung bei leichtem Druck auf einen
Griff 6 in der gewünschten Position festgehalten wird. Statt der spitzen Füße 5
sind auch solche denkbar, die mit Saugnäpfen versehen sind. Im Gestell 4 beweglich
angeordnet ist ein Schlitten 7, an dem ein Fühler 8 eines getrennt davon angeordneten
Metallsuchgerätes 9 befestigt ist.
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Der Schlitten 7 wird in einer ersten Schiene 10 geführt, die ihrerseits
in einer senkrecht dazu angeordneten zweiten Schiene 11 geführt beweglich ist. Die
Führung wird durch Räder 14 gewährleistet, die in entsprechenden Nuten 23 abrollen
und von denen jeweils einesauf der Achse eines ersten Drehwiderstandes 12 bzw. eines
zweiten Drehwiderstandes 13 befestigt ist, die bei einer Bewegung des Schlittens
7 bzw. der ersten Schiene 10 ebenfalls gedreht und dadurch in ihrer Größe verändert
werden.
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Die erste Schiene 10 ist mit einer Rastklinke 15 versehen, die in
Löcher 16 in der zweiten Schiene 11 greifen kann.
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Die Löcher 16 sind in Y-Richtung in dem Abstand angeordnet, in dem
die in X-Richtung verlaufenden Suchlinien gelegt werden sollen. Das Metallsuchgerät
9 ist zusammen mit einer Summiereinheit 20, einem Spannungswandler 21 und einem
XY-Schreiber 17 in einem tragbaren Kasten 24 angeordnet und in der Nähe des zu untersuchenden
Bauteils 1 abgestellt. Die Verbindung zwischen beiden Teilen der Vorrichtung wird
über Kabel 25 aufrechterhalten. Der
XY-Schreiber 17 weist eine
papierbespannte Schreibfläche 18 auf, auf dem eine Schreibvorrichtung 19 Kurven
aufzeichnet, die dem Spannungsverlauf an den beiden Eingängen des Schreibers entsprechen.
Die Stromversorgung des gesamten Gerätes erfolgt über einen Spannungswandler 21.
Der XY-Schreiber kann von der in der Philips-Druckschrift 202-1173-2 "Comprecorder
PM 8120" beschriebenen Art sein.
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Entsprechend der Stellung des Fühlers 8 auf der X-Achse wird vom ersten
Widerstand 12 eine unterschiedlich hohe Spannung abgegriffen und dem X-Eingang des
XY-Schreibers zugeführt. Ebenso wird durch Bewegung des Fühlers 8 in Y-Richtung
(zusammen mit der in Figur 2 nicht dargestellten ersten Schiene 10) eine verschieden
hohe Spannung vom zweiten Widerstand 13 abgegriffen, die in der Summiereinheit 20
mit der Ausgangsspannung des Metallsuchgerätes 9 (entsprechend der größeren oder
geringeren Nähe von Metallen zum Fühler 8) summiert und dann dem XY-Schreiber an
seinem Y-Eingang zugeführt wird.
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Die Figur / zeigt die von der Schreibvorrichtung 19 auf die Schreibfläche
18 des XY-Schreibers 17 gezeichneten Kurven a, b, c, d, e; diese Kurven wurden beim
Abfahren von fünf (durch die Lage der Löcher 16 auf der zweiten Schiene 11 festgelegten)
Suchlinien mit dem Fühler 8 erhalten. Diesen Suchlinien hätten entsprechend der
Stellung des Fühlers 8 in Y-Richtung unterschiedliche Grundspannungen und damit
entsprechende Grundkurven A, B, C, D, E entsprochen. Ist in der Nähe der Suchlinie
kein Metall vorhanden, so verläuft die Kurve auf dieser Grundlinie (vgl. Kurve e
und Grundlinie E, ausgenommen da, wo sie durch quer zur Suchlinie liegende Stäbe
ausgelenkt
wird.) In der Nähe der Suchlinie in X-Richtung verlaufende Stäbe jedoch heben die
Kurve über die Grundlinie auf einen neuen Mindestwert an, der ebenfalls und im gleichen
Maße beim Kreuzen querlaufender Stäbe angehoben wird. Das Maß der Erhöhung der Kurve
gestattet dabei Rückschlüsse auf die Lage der in X-Richtung verlaufenden Stäbe (vgl.
Kurven a, b, c und d). Zusammen mit der Lage der Spitzen der Kurve gestattet dies
eine Rekonstruktion der Lage der Bewehrung. Dabei gibt die Höhe des Ausschlages
der Kurve einen Hinweis darauf, ob der betreffende Stab zu einer oberen Lage 2 oder
zu einer unteren Lage 3 der Bewehrung gehört.
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