DE2945425C1 - Vorrichtung zum Spannen mindestens eines Bewehrungsstrangs in Betonbauteilen - Google Patents

Description

teils, das durch einen Bewehrungsstrang 11 verstärkt werden soll, welcher sich durch einen Kanal 12 in dem Betonbauteil 10 erstreckt. Das entgegengesetzte Ende des Bewehrungsstrangs 11 kann in dem Betonbauteil 10 fest verankert sein.

Das Spannen erfolgt mit Hilfe einer insgesamt mit 13 bezeichneten Vorrichtung, die mit Stützfüßen zum Anlegen an die benachbarte Oberfläche des Betonbauteils versehen ist. Die Vorrichtung 13 wird sowohl zum gleichmäßigen Spannen als auch zum Erzeugen einer ruckartigen Bewegung benutzt. Sie weist einen Zylinder 14 und einen darin arbeitenden Hauptkolben 17 auf, wobei der Hauptkolben 17 auf einer rohrförmigen Kolbenstange 18 montiert ist. Diese umschließt das Ende des Bewehrungsstrangs 11 und erstreckt sich unter Abdichtung durch Stirnwände 14a und 146 des Zylinders 14.

Der Vorrichtung 13 sind außerdem Halteteile 19 und 20 zugeordnet, die die Verbindung des Bewehrungsstrangs 11 mit den Stützfüßen bzw. mit der Kolbenstan- ge 18 außerhalb des Zylinders 14 herstellen. Das zweite Halteteil 20 legt den Bewehrungsstrang 11 fest, bevor der Hauptkolben 17 seinen Spannhub ausführt, und es hält den Strang 11 fest, so daß das erste Halteteil 19 gelöst werden kann. Wenn der Kolben 17 seinen Hub ausgeführt hat, ist das zweite Halteteil 20 (zusammen mit dem Ende des Strangs 11) um eine entsprechende Strecke von der Stirnwand 146 des Zylinders 14 weggedrückt worden.

Im Bereich der Umfangswand des Zylinders ist eine Kammer 21 mit einem Verschlußmechanismus 22 angeordnet. In die Kammer 21 läßt sich eine Pulverladung 23 in Form von Pulverbeuteln, Patronen oder dergleichen einbringen. Die Pulverladung 23 kann mit Hilfe einer Zündnadel 24 oder auf beliebige andere geeignete Weise gezündet werden.

Die Größe, Form und Zusammensetzung der Ladung werden so gewählt, daß die Gase während eines gleichmäßigen Spannhubes eine mäßige Kolbengeschwindigkeit liefern. Zum Erzeugen einer ruckweisen Bewegung wird eine schnell abbrennende Pulverladung verwendet, die Gase erzeugt, welche eine vorbestimmte Druckfolge liefern. Durch die Verwendung einer geeigneten Ladung ist es möglich, in jedem Fall nicht nur die gewünschte Zugkraft zu erzeugen, sondern auch die gewünschte Form der Druckkurve zu erhalten.

Der Zylinderraum 15 hat ein solches Volumen, daß er als Gasspeicher wirkt. Der Zylinderraum 15 wird von der Stirnwand 14a und einem Stützflansch 25 sowie einem Servokolben 27 begrenzt. Durch diesen Stützflansch 25 wird die Einwärtsbewegung des Kolbens 17 begrenzt.

Der Stützflansch 25 erstreckt sich derart in radialer Richtung von der Innenwand des Zylinders 14 zur Zylinderachse hin, daß er eine ringförmige öffnung 26 mit einem großen Strömungsquerschnitt abgrenzt. Diese öffnung 26 kann durch den abgestuft ausgebildeten Servokolben 27 verschlossen werden, der mit dem Hauptkolben 17 nur während der Erzeugung einer ruckartigen Bewegung zusammenarbeitet. Der Servokolben 27 ist mit seiner größeren Stirnfläche dem Hauptkolben 17 und seine kleinere Fläche dem Zylinderraum 15 zugewandt. Der Servokolben ist so ausgebildet, daß er mit abdichtender Wirkung an dem Stützflansch 25 anliegt, wobei diese Anlage durch den normalerweise durch den Druck im Zylinderraum 15a, der von dem Servokolben 27 und dem Hauptkolben 17 begrenzt ist, bewirkt wird. Zwischen dem Servokolben 27 und dem Stützflansch 25 ist ein Zylinderraum 156 und zwischen Hauptkolben 17 und der Stirnwand 146 des Zylinders 14 ein Zylinderraum 16 vorgesehen. Die Zufuhr des durch Verbrennung der Pulverladung 23 entstehenden Gase in den Zylinderraum 15 führt zum Spannen des Bewehrungsstrangs 11, während die Zufuhr des Gases in den Zylinderraum 16 dazu führt, daß der Hauptkolben 17 von seinem aktiven Hub zurückkehrt.

Da der Zylinderraum 15 als Speicher ausgebildet ist, ist es möglich, durch Verbrennen einer bestimmten Pulvermenge ein Gasvolumen zu erhalten, das ausreicht, um einen Hub oder mehrere Hübe auszuführen. Der Gasdruck kann durch Verbrennen einer weiteren Pulverladung 23 gesteigert werden.

Eine Leitung 28 und sich von ihr aus erstreckende Zweigleitungen 29 und 30 verbinden den Zylinderraum 15 mit dem Zylinderraum 15a und dem Zylinderraum 16 des Zylinders 14. Ein Mehrwegeventil 31 steuert das Strömen von Gas von dem Zylinderraum 15 aus so, daß der Hauptkolben 17 nach Wunsch nach vorn und hinten bewegt wird, um das gleichmäßige Spannen durchzuführen.

Eine weitere Leitung 32 verbindet den Zylinderraum 15 mit dem Zylinderraum 156 zwischen dem Stützflansch 25 und dem Servokolben 27. Der Gasstrom durch die Leitung 32 wird mittels eines Ventils 33 geregelt. Während des gleichmäßigen Spannens ist die Leitung 32 zwischen dem Ventil 33 und dem Zylinderraum 156 zur Atmosphäre offen, um einen Berührungsdruck und damit eine Abdichtung zwischen dem Stützflansch 25 und dem Servokolben 27 zu gewährleisten.

Wenn das Ventil 33 so eingestellt wird, daß das Gas aus dem Zylinderraum 15 zum Zylinderraum 156 strömt, hebt der Servokolben 27 von dem Stützflansch 25 ab. Das Druckgas im Zylinderraum 15 kann dann auf die volle Fläche des Servokolbens 27 wirken, und Gas strömt mit hoher Geschwindigkeit durch die öffnung 26. Der Servokolben 27 nimmt den Hauptkolben 17 mit, und diese Bewegung wird in der oben beschriebenen Weise auf den Bewehrungsstrang 11 übertragen, der einem plötzlichen Ruck ausgesetzt ist, welcher sich ähnlich einer Welle längs des Bewehrungsstrangs fortpflanzt und den gewünschten Ausgleich der durch die Reibung an den Wänden der Kanäle 12 vorhandenen Spannungsunterschiede herbeiführt.

Um eine Regelung des Kolbenhubes zu ermöglichen, sind in der Zylinderumfangswand mindestens zwei Sätze von Auslaßöffnungen 35 vorgesehen, die in unterschiedlichen Abständen von dem Servokolben 27, d. h. vom Gaseinlaßende des Zylinders, angeordnet sind. Ein axial verstellbares, als Schieber--ausgebildetes Abschlußorgan 36 wird nach Bedarf betätigt, um den einen oder anderen Satz öffnungen 35 freizulegen, so daß die Bewegung der Kolben 17 bzw. 27 an einem gewünschten Punkt endet, an dem das Gas abgeblasen wird.

F i g. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer Vorrichtung, bei welcher der Zylinder 62 in Beziehung zu einem ortsfesten Kolben 56 bewegbar ist.

Jeder Kanal 51 in dem Betonbauteil 50 kann eine Anzahl paralleler Bewehrungsstränge 52 enthalten.

Jeder Kanal 51 ist durch eine Verankerungshülse 53 abgeschlossen, die bündig mit der Oberfläche des Betonbauteils 50 eingebaut und mit einer sich nach innen verjüngenden öffnung versehen ist. Die einzelnen Bewehrungsstränge 52 sind längs der Wand dieser

öffnung nach außen geführt und können gegenüber dieser Wand mit Hilfe eines konischen Keils 54 festgelegt werden, der nach jedem Spannvorgang in die Verankerungshülse 53 eingetrieben wird. Es muß darauf geachtet werden, daß ausreichend lange Enden der Bewehrungsstränge aus der Verankerungshülse 53 herausragen, um ein einwandfreies Befestigen der Bewehrungsstränge 52 an der Spannvorrichtung zu ermöglichen.

Auf der äußeren Stirnfläche der Verankerungshülse 53 ist ein Stützring 55 angeordnet, und an dem Stützring 55 ist der Kolben 56 befestigt, der einen Kopf 57 und einen zylindrischen Kolbenteil 58 umfaßt.

Der Kopf 57 des Kolbens 56 hat einen größeren Umfang als der Kolbenteil 58 und ist mit einer Anzahl von Nuten 59 versehen, durch welche die Enden der Bewehrungsstränge 51 mit einem Spielraum hindurchragen können. Eine axial bewegbare Druckstange 60 ist in dem Kolbenkopf 57 gelagert und gegen den Keil 54 durch eine Feder 61 vorgespannt.

Während die Bewehrungsstränge 52 gespannt werden, wird der Keil 54 durch Aufbringen einer Zugkraft freigemacht, und er drückt die Feder 61 über die Druckstange 60 zusammen. Wird der Spannvorgang beendet, drücken die Feder 61 und die Druckstange 60 den Keil 54 in die Aufnahmeöffnung hinein, wodurch die Bewehrungsstränge in ihrer neuen Lage festgelegt werden.

Anstelle der Benutzung einer Feder 61 zum Einwirken auf die Druckstange ist es möglich, ein Druckmittel zu verwenden, dessen Zufuhr auf bekannte Weise so geregelt werden kann, daß die Wirkung auf den Keil genauer und kräftiger wird.

Der Kolbenteil 58 ist von dem Zylinder 62 umschlossen, der an seinem dem Kopf 57 des Kolbens zugewandten Ende als radial nach außen gerichteter Flansch 63 ausgebildet ist. Dieser ist mit einer Anzahl durchgehender Bohrungen 64 für die Enden der Bewehrungsstränge 52 versehen, die gegenüber dem Flansch 63 durch geeignete Halteteile 65 einzeln festgelegt sind.

Eine sich axial erstreckende Kammer 67 zur Aufnahme einer Pulverladung 68 ist in der Stirnwand 66 des Zylinders 62 angeordnet. Die Pulverladung 68 kann eine Stange oder eine Patrone sein, welche in die Kammer 67 eingebracht wird, die dann mittels eines Deckels 69 verschlossen wird.

Bei der Ausgangsstellung verbleibt ein Zylinderraum 70, der die Verbrennungskammer bildet, zwischen der Stirnwand 66 des Zylinders 62 und der Stirnfläche des Kolbenteils 58, und die Pulverladung 68 ragt in diese Verbrennungskammer hinein. Ein Zündmechanismus 71, der eine Zündpatrone 72 enthält, ist an dem Zylinder 62 befestigt und steht mit der Verbrennungskammer (Zylinderraum 70) über einen Kanal 73 in Verbindung, der auf die Pulverladung 68 gerichtet ist. Daher wird diese an ihrem in die Verbrennungskammer hineinragenden Ende gezündet.

LJm die Verwendung von Pulverladungen von unterschiedlicher Größe zu erleichtern, können in der Stirnwand 66 des Zylinders 62 mehrere parallele Kammern 67 vorgesehen sein.

Die Zündpatrone 72 kann auf beliebige geeignete

ίο Weise gezündet werden, z. B. mit Hilfe einer elektrisch betätigten Zündnadel 74. Der austretende heiße Gasstrahl bewegt sich längs des Umfangs der Verbrennungskammer und zündet die als Stange ausgebildete Pulverladung 68.

is Sicherheitseinrichtungen (nicht dargestellt) verhindern die Betätigung der Zündpatrone 72, wenn die Pulverstange nicht richtig angeordnet worden ist und/oder der Deckel 69 nicht zuverlässig geschlossen worden ist.

In der Umfangswand des Zylinders 62 sind in Längsrichtung desselben mehrere Auslaßöffnungen 75 im Abstand voneinander vorgesehen. Wenn sich diese Öffnungen 75 während einer Hubbewegung des Zylinders 62 an Dichtungsmitteln 76 am äußeren Ende des Kolbenteils 58 vorbeibewegt haben, werden die Gase zur Atmosphäre abgeführt, und die Hubbewegung des Kolbens 56 wird beendet. Die öffnungen 75 können in Sätzen in unterschiedlichen Abständen vom Deckel 69 angeordnet sein. Es ist ein Abschlußorgan 77 in Form

jo eines verschiebbaren Ringes vorgesehen, so daß ein Satz öffnungen 75 geöffnet werden kann, während die anderen öffnungen 75 geschlossen sind, wodurch sich eine Veränderung der Hublänge erreichen läßt.

Durch Wählen der Größe und der Zusammensetzung der Pulverladung 68 ist es möglich, die Spannvorrichtung dieser Art sowohl für das gleichmäßige Spannen als auch für den abschließenden Ruck zu benutzen.

Nach einem Hub wird der Zylinder 62 durch geeignete Mittel bekannter Art (nicht dargestellt) in seine Ausgangsstellung zurückgebracht. Bei senkrecht verlaufenden Bewehrungssträngen 52 wird die Spannvorrichtung stehend angeordnet, und wenn der Deckel 69 geöffnet worden ist und Pulverrückstände oder eine gegebenenfalls vorhandene Schutzpatrone für die Pulverladung 68 entfernt worden sind, wird eine nur sehr kleine Kraft benötigt, um den Zylinder 62 nach unten zu drücken.

Ist eine waagerechte Anordnung vorgesehen, wird die Spannvorrichtung mit Hilfe eines Auges 78 aufgehängt, das an einer Kette oder dgl. befestigt werden kann, doch auch bei dieser Anordnung wird nur eine kleine Kraft benötigt, um den Zylinder 62 nach innen zu drücken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Spannen mindestens eines Bewehrungsstrangs in Betonbauteilen, die sich an den Betonbauteil abstützt, einen Kolben und einen Zylinder umfaßt, mit dem Bewehrungsstrang verbindbar, durch ein Druckmedium in einem Spannhub oder mehreren Spannhüben spannbar und nach jedem Spannhub in der gespannten Lage festklemmbar ist, wobei die Spannkraft während des Spannens, oder während des letzten Spannhubs ruckartig veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben-Zylindereinheit wenigstens eine Kammer (21; 67) zur Aufnahme einer Pulverladung (23; 68) zugeordnet ist, daß ein Mittel zum Zünden der Pulverladung(en) (23; 68) vorgesehen ist, deren Verbrennungsgase als Druckmedium wirken, und daß zum Verändern des Spannhubs der Zylinderraum (16; 70) über in einem einstellbaren axialen Bereich wirksam werdende Auslaßöffnungen (35; 75) mit dem Außenraum verbindbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem an dem Betonbauteil abgestützten Zylinder und einem mit dem Bewehrungsstrang verbundenen doppeltwirkenden Kolben, der auf einer rohrförmigen Kolbenstange angeordnet ist, durch die der Bewehrungsstrang hindurchgeführt und der beim Spannhub am Kolben festklemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der beim Spannen dem Betonbauteil (10) zugewandten Seite des Zylinders (14) ein als Gasspeicher dienender Zylinderraum (15) vorgesehen ist, der über eine ringförmige, die Kolbenstange (18) im Bereich eines von der Zylinderumfangswand nach innen ragenden Stützflansches (25) umgebende öffnung (26) mit einem angrenzenden Zylinderraum (i5b) verbunden ist, daß in diesem Bereich ein freibeweglicher Servokolben (27) angeordnet ist, der die ringförmige öffnung (26) in dem Stützflansch (25) zeitweilig abschließt, daß — in Spannrichtung gesehen — hinter dem Servokolben (27) ein weiterer Zylinderraum (ISa^ angeordnet ist, der vom Servokolben (27) und einem fest mit der Kolbenstange (18) verbundenen Hauptkolben (17) begrenzt ist, daß dieser Zylinderraum (15a,) über ein Mehrwegeventil (31) abwechselnd mit dem als Gasspeicher wirkenden Zylinderraum (15) und der Außenluft verbindbar sind und daß der Zylinderraum (15Z^ zwischen dem Stützflansch (25) des Zylinders (14) und dem freibeweglichen Servokolben (27) über ein Ventil (33) mit dem als Gasspeicher wirkenden Zylinderraum (15) verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem an dem Betonbauteil abgestützten Kolben und einem auf diesem Kolben axial beweglichen Zylinder, an dem der Bewehrungsstrang befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Stirnwand (66) des Zylinders (62) zur Aufnahme einer Pulverladung (68) mindestens eine Kammer (67) aufweist, die durch einen Deckel (69) verschließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine an dem Zylinder (62) befestigte Zündeinrichtung (71) für die bzw. jede Pulverladung (68), die über einen Kanal (73) mit dem Zylinderraum (70) in Verbindung steht.

Bei Bewehrungssträngen, die in Kanälen oder dergleichen in einem Betonbauteil angeordnet sind, treten beim Aufbringen der Spannung auf die Stränge, die in der Regel nicht geradlinig verlaufen, durch das Anliegen derselben an den Wänden der Kanäle Reibungskräfte auf, die eine sehr ungleichmäßige Spannungsverteilung über die Länge des einzelnen Strangs verursachen. Die Spannung ist am höchsten an dem Ende, an dem die Zugkraft aufgebracht wird, und

ίο die Spannung ist in Richtung von diesem Ende weg geringer.

Um eine gleichmäßige Spannungsverteilung längs des Bewehrungsstrangs herbeizuführen, ist es bereits bekannt (vgl. die DE-OS 26 04 286), das gleichmäßige Spannen durch einen plötzlichen Ruck abzuschließen, der eine Stoßwelle veranlaßt, sich längs des Strangs fortzupflanzen. Durch diese Stoßwelle werden die örtlichen Reibungsschlüsse zwischen den Kanalwänden und dem Strang aufgehoben oder zumindest verringert.

Um dies zu erreichen wird eine Vorrichtung zum Spannen mindestens eines Bewehrungsstrangs in Betonbauteilen verwendet, die sich an dem Betonbauteil abstützt, einen Kolben und einen Zylinder umfaßt, mit dem Bewehrungsstrang verbindbar, durch ein Druckmedium in einem Spannhub oder mehreren Spannhüben spannbar und nach jedem Spannhub in der gespannten Lage festklemmbar ist, wobei die Spannkraft während des Spannens oder während des letzten Spannhubes ruckartig veränderbar ist.

Bei dieser bekannten Spannpresse ist als Druckmedium eine Druckflüssigkeit vorgesehen, die sowohl während des in der Regel schrittweise vorzunehmenden Spannens als auch dann wirkt, wenn am Ende des gleichmäßigen Spannens die ruckartige Änderung der Spannkraft erfolgt. Zur Begrenzung des Hubs sind bei der bekannten Vorrichtung besondere Meßeinrichtungen vorgesehen, die die Stellung des im Zylinder bewegten Kolbens anzeigen sollen. Der Aufwand für diese Spannvorrichtung ist recht erheblich, zumal auf Baustellen die für die Lieferung der Druckflüssigkeit notwendigen Einrichtungen nicht immer in einfacher Weise installierbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der zuletzt erörterten Art so auszubilden, daß sie einfacher aufgebaut und einfacher zu handhaben ist. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch den Einsatz einer Pulverladung wird der Vorteil erzielt, daß auf eine Druckerzeugungsanlage für die Druckflüssigkeit verzichtet werden kann. Außerdem kann durch die Verwendung von Pulver von unterschiedlicher Brenndauer der Spannvorgang in äußerst einfacher Weise beeinflußt und durch eine schnell abbrennende Pulverladung die ruckartige Veränderung der Spannkraft erreicht werden.

Besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine durch Pulvergas betätigte Vorrichtung, die sowohl zum statischen Spannen als auch zur Erzeugung einer ruckartigen Bewegung eines Bewehrungsstrangs verwendet wird, und

F i g. 2 eine Vorrichtung, bei welcher der Zylinder in Beziehung zu dem ortsfesten Kolben bewegbar ist.
In F i g. 1 bezeichnet 10 einen Teil eines Betonbau-