-
-
Klettergerüst
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerüst für Montage-,
und Reparatur- und Inspektionsarbeiten an hohen Bauobjekten mit verhältnismässig
kleinem Querschnitt und mindestens teilweise druckfester Oberfläche.
-
Mit bekannten technischen Mitteln ist die Zugänglichkeit zu hohen
Bauobjekten mit verhältnismässig kleinem Querschnitt nur mit grösstem technischem
und finanziellem Aufwand möglich. Grosse Bauhöhe und kurze Einsatzdauer wirken sich
für die Baugerüste immer nachteilig aus. Als Beispiel sei hier die Zugänglichkeit
zu Brückenlagern (Konstruktionsteil zwischen Pfeilerkopf und Brückenunterseite)
erwähnt, die periodisch inspiziert, unterhalten oder ausgewechselt werden müssen.
Hier wirken sich der Einsatz eines Baugerüstes oder einer von der Brückenoberseite
mittels eines Spezialfahrzeuges unter die Brücke schwenkbaren Arbeitsbühne kostennachteilig
aus.
-
Aus der DE-OS 1 951 162 ist eine Arbeitsbühne zum Bau von Schornsteinen
oder dgl. bekannt, die eine Verstellmöglichkeit entsprechend dem Baufortschritt
gewährleistet. Je ein unterer und oberer Ring mit Arbeitsbühne bestehen aus Segmenten,
die mittels einer Winde oder dgl. miteinander verbunden und so fest an die Umfläche
des wachsenden Schornsteins andrückbar sind. Mittels eines hydraulischen Stempels
wird der nicht am Schornstein befestigte Ring hochgezogen bzw. -gestossen und wieder
befestigt.
-
Der Erfinder hat sich die'Aufgabe gestellt, ein Gerüst für Montage-,
Reparatur- und Inspektionsarbeiten an hohen Bauobjekten mit verhältnismässig kleinem
Querschnitt zu schaffen, das die Begehung des gesamten Umfangs des Bauobjektes und
die Ausführung von Reparaturen erlaubt, geringe Inve-
stitionskosten
erforderlich macht, in kurzer Zeit betriebsbereit ist und ein gefahrloses, schnelles
Auf- und Absteigen gewährleistet.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch - eine obere und eine
untere, in Form und Umfang verstellbare, torsions- und biegefeste Ringebene mit
mindestens je zwei an frei wählbaren Stellen mit vorgebenener Presskraft vertikal
auf die druckfeste Oberfläche des Bauobjektes einwirkenden Klemmorganen, die das
Klettergerüst fixieren, und wenigstens je zwei verstellbare Befestigungsmittel für
Hubelemente - mindestens je zwei an frei wählbarer Stelle auf den Befestigungsmitteln
der oberen und unteren Ringebene angeordnete Hubelemente - Führungsorgane für die
Verschiebung einer Ringebene - Antriebsmittel für das einzelne, gruppenweise oder
gesamthafte Abheben der Klemmorgane einer der beiden Ringebenen vom Baupobjekt und
das Betätigen der Hubelemente, - eine manuelle und/oder automatische Steuerung der
Antriebsmittel, mit Sicherheitsdispositiv, welches das Abheben von Klemmorganen
einer Ringebene nur zulässt, wenn alle Klemmorgane der anderen Ringebene mit vorgegebener
Presskraft auf das Bauobjekt einwirken, und - eine horizontal auf der oberen Ringebene
befestigte, begehbare Arbeitsbühne.
-
Mit derartigen Klettergerüsten können alle an Brückenpfeilern, Hochkaminen
usw. auszuführenden Arbeiten schnell,
wirtschaftlich und sicher
durchgeführt werden. Gegenüber bisher üblichen Baugerüsten weist das erfindungsgemässe
Klettergerüst vor allem den Vorteil kurzer Vorbereitungsarbeiten und geringerer
Investitionskosten auf, gegenüber bekannten heb- bzw. absenkbaren Arbeitsbühnen
den Vorteil des freien Zugangs zum gesamten Umfang des Bauobjektes und des Wegfalls
eines oft schwierig aufzustellenden Spezialfahrzeuges. Im Vergleich zur Arbeitsbühne
für den Bau von Schornsteinen der DE-OS 1 951 162 wird die Betriebssicherheit dadurch
erhöht, dass Klemmorgane direkt und vertikal auf das Bauobjekt einwirken und Führungsorgane
für die Verschiebung der Ringebene vorgesehen sind. Aus der DE-OS 1 951 162 geht
nicht klar hervor, wie das Befestigen mit Winden funktionieren soll.
-
Das erfindungsgemässe Klettergerüst kann für Bauobjekte mit einem
Querschnitt jeder vernünftigen geometrischen Form einer kleinsten linearen Querschnittsdimension
von wenigstens etwa 0,2 m eingesetzt werden. Bei Bauobjekten mit auf der ganzen
Höhe gleichbleibendem Querschnitt ist das Klettergerüst besonders vorteilhaft.
-
Zur Fixierung des Klettergerüstes mussen die Klemmorgane eine hohe
Anpresskraft entwickeln können, damit eine absolute Betriebssicherheit gewährleistet
ist. Deshalb sind Klemmorgane bevorzugt, die je eine Anpresskraft von wenigstens
30 000 N, vorzugsweise jedoch mindestens 45 000 N auf das Bauobjekt ausüben. So
ist insbesondere auch bei kleinen Klettergerüsten mit zwei Klemmorganen je Ringebene
sichergestellt, dass die Arbeitsbühne nicht nur in bezug auf die Tragfähigkeit,
sondern auch in bezug auf Torsion gesichert ist, Besonders hohe Anforderungen werden
an das auf die Oberfläche des Bauobjektes gepresste Material des Klemmorgans ge-
stellt,
welches einerseits rutschsicher, andererseits jedoch hinreichend druck- bzw. scherfest
sein muss. Diesen Anforderungen können beispielsweise Gummi und Kunststoffe, wie
z.B NEOPREN, ADIPREN oder VULKOLAN der Firma DUPONT genügen.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Ringebenen des Klettergerüstes sind
wie folgt ausgestaltet: - Die obere und untere Ringebene bestehen aus einer Tragkonstruktion
mit zwei Kupplungselementen, an deren schwenkbaren Schenkeln in Abstand parallel
befestigten Tragprofilen, über Eckelemente von diesen Tragprofilen entsprechend
dem Querschnitt des Bauobjektes befestigbaren Verbindungsprofilen und zwei mit gegenüberliegenden
Eckelementen in Eingriff stehenden Gewindestangen. Diese Gewindestangen dienen zur
statischen Sicherung der Arbeitsbühne am Baukörper.
-
- Die obere und untere Ringebene bestehen mindestens teilweise aus
Elementen in Fachwerkbauweise. Verschiedene Längen und Winkelstücke der Fachwerkelemente
erlauben die Anpassung an jedes Bauobjekt.
-
Obwohl die Tragprofile, Verbindungsprofile und/oder Verstrebungen
der Fachwerke jede übliche Querschnittsform aufweisen können, sind sie vorzugsweise
in Form von quadratischen oder runden Rohren ausgebildet.
-
Als Klemmorgane werden in der Praxis insbesondere Druckzylinder mit
Federpaketen oder durch Elektromotoren betriebene Spindelhubgetriebe eingesetzt,
die über Pratzenköpfe mit an die Oberfläche der Bauobjekte anpassbaren Druckkissen
ihre Anpresskraft entfalten.
-
Der Hubbereich der in der Praxis vorzugsweise als Hubzylinder oder
als elektrisch betriebene Spindelhubgetriebe ausgebildeten, vorzugsweise synchron
gesteuerten Hubelemente liegt zweckmässig bei 500 - 1000 mm. Bei zu kleinem Hubbereich
wird die Auf- bzw. Abstiegszeit mit dem Klettergerüst unnötig verlängert, andererseits
kann ein zu grosser Hubbereich die Stabilität des Klettergerüstes vermindern.
-
Das mit allen Klemmorganen am Bauobjekt befestigte Klettergerüst wird
betrieben, indem das Antriebsmittel nach entsprechenden Steuerimpulsen - die Hubelemente
betätigt, - die Klemmorgane der ersten Ringebene auf neuem Niveau wieder auf das
Bauobjekt einwirken lässt, - die Klemmorgane der zweiten Ringebene vom Bauobjekt
abhebt, - die Hubelemente betätigt, und - die Klemmorgane der zweiten Ringebene
auf neuem Niveau wieder auf das Bauobjekt einwirken lässt, wobei die Schritte zur
Niveauänderung wiederholt werden, bis die gewünschte Endstellung erreicht ist.
-
Sowohl in der Anfangs- wie in der Endphase wirken also alle Klemmorgane
auf das Bauobjekt ein. Für das Aufsteigen wird zuerst die obere Ringebene angehoben,
dann die untere nachgezogen. Zum Absteigen wird vorerst die untere Ringebene abgesenkt,
dann die obere.
-
Insbesondere beim Einsatz von mehreren Spindelhubgetrieben ist die
absolute Genauigkeit auch bei ungleichmässiger Belastung gewährleistet.
-
Bei einander in bezug auf eine Symmetrieebene des Bauobjek-
tes
gegenüberliegenden Klemmorganen kann eines der Klemmorgane durch ein Widerlager,
auch Bock genannt, ersetzt sein, das stabil in der Ringebene verankert ist und mindestens
ein Druckkissen aus demselben Material wie der Pratzenkopf aufweist.
-
Ein Verdrehen der Ringebenen gegeneinander während des Verschiebens
wird verhindert durch Führungen, ausgebildet in Form von - teleskopartig über den
ganzen Hubbereich des Klettergerüsts verlängerbaren, auf beiden Ringebenen seitlich
verstrebt befestigten Führungsrohren, oder - mindestens vier, je paarweise mittels
Federkraft auf gegenüberliegende Flächen des Bauobjektes drückende Laufrollen mit
gleitsicherer Oberfläche.
-
Laufrollen haben weiter den Vorteil, dass sie die entsprechende Ringebene
bei abgehobenen Klemmorganen in Abstand vom Bauobjekt halten. Die Federkraft der
Rollen liegt zweckmässig bei höchstens 10 % der Anpresskraft der Klemmorgane.
-
Es ist von grundlegender Bedeutung und bildet eine unabdingbare Voraussetzung,
dass nur die Klemmorgane einer Ringebene abgehoben werden können. Sobald wenigstens
ein Klemmorgan einer Ringebene abgehoben ist, sind alle Klemmorgane der anderen
Ringebene blockiert und können weder manuell noch automatisch abgehoben werden.
Weiter wird in bezug auf die Sicherheit darauf hingewiesen, dass bei der geringsten
Störung sofort alle Klemmorgane von mindestens einer Ringebene so gesteuert werden,
dass sie bei voller Anpresskraft blockieren.
-
Wegen der höheren Stabilität des Klettergerüstes bleiben
die
Hubelemente in der oberen Endstellung vorzugsweise auf maximalem Hub eingestellt,
d.h. die Ringebenen sind möglichst weit voneinander entfernt. In der unteren Endstellung
dagegen sind die Hubelemente zweckmässig auf minimalen Hub eingestellt, damit die
obere Ringebene möglichst weit unten ist.
-
Für die Steuerung und Betriebssicherung werden elektronische Geräte
bekannter Bauart eingesetzt. Materialien und Dimensionierungen der funktionellen
Konstruktionsteile werden nach bekannten statischen Grundsätzen gewählt.
-
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Die schematischen Teilschnitte zeigen: - Fig. 1 die Tragkonstruktion
eines Klettergerüstes mit Druckzylindern als Klemmorganen und einen symmetrischen
Brückenpfeiler, in Draufaufsicht - Fig. 2 die Ansicht eines Klettergerüstes mit
befestigter oberer Ringebene und gelöster unterer Ringebene - Fig. 3 ein Detail
von Fig. 2, mit einem Vertikalschnitt durch den Druckzylinder der oberen Ringebene.
-
- Fig. 4 die Ansicht eines Klettergerüstes entsprechend Fig. 3, jedoch
mit Spindelhubgetrieben - Fig. 5 die Ansicht eines Widerlagers, das in einem Fachwerkelement
einer Ringebene verankert ist.
-
- Fig. 6 eine Draufaufsicht auf das Widerlager von Fig. 5 - Fig. 7
einen Schnitt bei VII-VII von Fig. 5
Der in Fig. 1 dargestellte
symmetrische Brückenpfeiler 10 wird von einem Klettergerüst umspannt. Dargestellt
ist die obere Ringebene 12. Deren Tragkonstruktion umfasst zwei Kupplungselemente
14, die um eine Vertikal achse 16 schwenkbar in Abstand in der Mitte der Pfeilerlängsseite
angeordnet sind. Seitlich der Längsschenkel der Kupplungselemente 14 sind in Abstand
parallele, rohrförmige Tragprofile 18 befestigt, die über den Pfeilerquerschnitt
hinausragen.
-
Ueber Eckelemente 20, die ebenfalls um eine Vertikalachse 22 schwenkbar
sind, sind parallel verlaufende, ein Durchbiegen verhinderne Verbindungsprofile
24 an den Tragprofilen 18 befestigt. Damit bilden die Kupplungselemente 14, die
Tragprofile 18, die Eckelemente 20 und die Verbindungsprofile 24 eine den Brückenpfeiler
umgebende Tragkonstruktion.
-
An den Tragprofilen 18 sind an beliebiger, hier jedoch symmetrischer
Lage über Befestigungsplatten 26 vier Druckzylinder 28 befestigt, welche auf den
Brückenpfeiler 10 eine Presskraft ausüben. Dadurch wird die obere Ringebene 12 festgeklemmt,
sie kann weder abrutschen noch sich verdrehen. Nach einer nicht dargestellten Variante
können anstelle der Druckzylinder 28 elektrisch betriebene Spindelhubgetriebe angeordnet
sein.
-
Je zwei gegenüberliegende Eckelemente 20 sind mit einer Gewindestange
30 verbunden, welche als Zugstange wirkt und eine kraftschlüssige Verbindung der
Tragprofile 18 um den Brückenpfeiler garantiert.
-
Weiter sind an beliebiger Stelle, jedoch zweckmässig im Bereich der
Druckzylinder 28 und ebenfalls symmetrisch angeordnet, vier Befestigungsplatten
32 für die unter der oberen Ringebene 12 angeordneten Hubzylinder 34 bzw. Spindelhubgetriebe
und Führungen 36 befestigt.
-
In Fig. 2 ist der Brückenpfeiler 10 im Vertikalschnitt dargestellt.
Die Druckzylinder 28 der oberen Ringebene 12 drücken mit einem spezifischen Druck
von 2-4 N/mm2 auf die Oberfläche des Brückenpfeilers 10 und fixieren damit das Klettergerüst.
Die Druckzylinder 28 der unteren Ringebene sind ca. 50 - 150 mm vom Brückenpfeiler
abgehoben.
-
Die Hubzylinder 34 und die seitlich verstrebten Führungen sind vertikal,
entsprechend den beidseitig vertikalen Brückenpfeilerflächen angeordnet.
-
Auf den Tragprofilen 18 der oberen Ringebene ist eine Arbeitsbühne
40 befestigt, welche seiliche Brüstungen 41, die nur im Ansatz gezeigt sind, aufweist.
-
In der Detaildarstellung von Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch
einen Druckzylinder 28 gezeigt. Die auf den Pratzenkopf 42 einwirkenden Federpakete
44 werden vom Druckmittel, hier einem hydraulischen System, über die Kolbenstange
48 gespannt; der Druckzylinder 28 ist vom Brückenpfeiler 10 abgehoben. Eingebettet
in eine frontale Aussparung des Pratzenkopfes 42 ist ein scheibenförmiges Druckkissen
46, das aus NEOPREN besteht.
-
Durch die Federpakete 44 der Druckzylinder 28 der unteren Ringebene
38 wird der Pratzenkopf 42 mit dem Druckkissen 46 gegen den 3rückenpTeiler 10 gedrückt,
bis das hydraulische bzw. pneumatische System die Federpakete 44 spannt. Ohne äussere
Einwirkung drücken also die Zylinder 28 immer gegen den Brückenpfeiler 10.
-
Die Detaildarstellung von Fig. 4 entspricht im Prinzip derjenigen
von Fig. 3. Das auf den Pratzenkopf 42 des Klemmorgans 28 einwirkende Spindelhubgetriebe
50 wird von
einem mittels Steuerimpulsen genau einstellbaren Elektromotor
54 betrieben, der in jeder Position arretierbar ist. In eine frontale Aussparung
des Pratzenkopfes 42 ist wiederum ein scheibenförmiges Druckkissen 46 eingebettet.
-
Im Pratzenkopf 42 ist ein Federpaket 58, vorzugsweise aus Tellerfedern,
angeordnet. Dies erlaubt bei betätigtem Spindelhubgetriebe 50 eine zunehmende Krafteinwirkung
auf den Pratzenkopf 42. Wenn das Druckkissen 46 auf dem Brükkenpfeiler 10 aufsetzt,
wird die Auflagescheibe 60, durch den Führungsstift 62 stabilisiert, verschoben
und das Federpaket 58 zunehmend gespannt. Sobald die eingestellte Anpresskraft erstellt
ist, wird der Elektromotor 54 des Spindelhubgetriebes über elektronische Impulsgeber
arretiert. Die S e Selbsthebung b s t beim Stillstand des elektrischen Antriebsmotor
54 und die absolute Genauigkeit beim Einsatz von mehreren Spindelhubgetrieben 50
gewährleisten auch bei ungleichmässiger Belastung eine einwandfreie Betriebssicherheit.
-
In den Fig. 5 - 7 wird ein Element einer als Fachwerk ausgebildeten
Ringebene gezeigt, das als Widerlager 64 ausgebildet ist. Dieses Fachwerkelement
kann mit beliebigen andern Elementen der Ringebene durch Steckverbindungen 66 zusammengefügt
werden. Sie werden in entsprechend ausgebildete Aufnahmeteile 68 für Steckbolzen
eines andern Fachwerkelements gesteckt und durch nicht dargestellte Bolzen gesichert.
Auf den Rahmenprofilen 70 einer Breitseite des Fachwerkelementes liegt das eigentliche
Widerlager 64 auf, das im gezeigten Fall aus drei auf den Rahmenprofilen 70 abgestützten,
als Hohl profile ausgebildeten Distanzstücken 72 besteht. In Richtung des Bauobjektes
sind die Distanzstücke 72 mit je einem Druckkissen 46 bestückt, das aus demselben
Material wie das Druckkissen der Klemmorgane besteht. Die Distanzstücke 72 werden
von zwei Distanzblechen 74 in Position gehalten.
-
Insbesondere Fig. 6 zeigt deutlich, wie die Verstrebungen 76 des Fachwerkelements
die die Krafteinwirkungen auffangenden Distanzstücke 72 abstützen. Nach der Ausführungsform
von Fig. 7 sind die in Längsrichtung verlaufenden Rahmenpofile 70 nicht hohl, sondern
als Vollprofile ausgebildet.
-
Die Fachwerkbauweise einer Ringebene erfolgt insbesondere entlang
der Längsseiten des Bauobjektes. Auf den Schmalseiten können analog zur Darstellung
in Fig. 1, Gewindestangen und Verbindungsprofile eingesetzt werden.
-
Alle in der Zeichnung dargestellten Varianten des Klettergerüstes
werden wie folgt montiert: - Ca. 1 Meter ab Terrain bzw. Wasseroberfläche werden
für die obere Ringebene 12 die acht Tragprofile 18 mit den vier Elementen 20, den
zwei Kupplungselementen 14 und den zwei Gewindestangen 30 um den Brückenpfeiler
10 bzw. die Fachwerkelemente zusammengestellt.
-
- Einander gegenüberliegend werden beidseits des Brückenpfeilers 10
je zwei Klemmorgane 28, 50 bzw. ein Klemmorgan und ein Widerlager 64 über Befestigungsplatten
26 an oberen Ringebene 12 angebracht und befestigt.
-
- Ebenfalls an den Tragprofilen 18 werden beidseits des Pfeilers einander
gegenüberliegend Hubelemente 34, 52 und ggf. Führungsrohre 36 befestigt.
-
- Für die untere Ringebene 38 wird analog verfahren, wobei die Ringebene
ca. 0,4 m über Terrain bzw. Wasserbene montiert wird.
-
- Die beiden Ringebenen werden untereinander bezüglich Höhe und Parallelität
ausgerichtet. Die Hubelemente 34, 52 und
und die ggf. angebrachten
Führungen 36 werden mit der unteren Ringebene 38 fest verbunden.
-
- An der unteren Ringebene 38 werden die Klemmorgane 28, 50 bzw. Widerlager
64 wie an der oberen Ringebene 12 angebracht und befestigt.
-
- Auf der oberen Ringebene 12 werden Normelemente zu einer um den
gesamten Brückenpfeiler 10 geschlossenen und begehbaren Arbeitsbühne 40 aufgesetzt
und befestigt.
-
Das in der Zeichnung dargestellte Klettergerüst hat folgendes Funktions-
und Bedienungsprinzip: - Auf der Arbeitsbühne 40 werden ein hydraulisches Pumpaggregat
und/oder elektrische Antriebsmotoren 54, 56 montiert, die mit elektrischem Strom
(380 V) vom Netz oder einem Notstromaggregat aus gespeist werden. Es wird davon
ausgegangen, dass der elektrische Netzanschluss bzw. Notstromaggregat in unmittelbarer
Nähe des Klettergerüstes bereitgestellt wird.
-
Falls vorhanden, werden Druckzylinder 28, sowohl der oberen Ringebene
12 und auch der unteren Ringebene 38, und die Hubzylinder 34 über Hochdruckschläuche
am Pumpaggregat angeschlossen.
-
- Ueber eine Steuerbirne (Bedienungsgerät) und Elektromotoren oder
Pumpaggregate bzw. zugeteilte Ventil pakete werden die Klemmorgane 28, 50 betätigt.
Es wirkt eine Anpresskraft von ca. 45 000 N pro Pratzenkopf im System.
-
- Ueber die Steuerbirne wird dann die obere Ringebene 12 mit der Arbeitsbühne
40 nach oben bewegt.
-
- Nach ausgeführtem Hub von ca. 750 mm werden über die Steuerbirne
die Klemmorgane 28, 50 gegen die Pfeiler fläche gepresst.
-
- Nach erfolgtem Abheben der Klemmorgane 28, 50 der unteren Ringebene
38 erfolgt der nächste Takt. Die Hubelemente 34 werden über die Steuerbirne in Bewegung
gesetzt, d.h. die untere Ringebene wird nach oben gezogen.
-
- Nach ausgeführtem Hub werden die Klemmorgane 28, 50 der unteren
Ringebene 38 wieder gegen die Pfeilerfläche gepresst.
-
- Für den nächsten Hub von ca. 750 mm werden die bereits oben beschriebenen
Schritte in derselben Reihenfolge ausgelöst.
-
- Sobald das Klettergerüst seinen definitiven Standort erreicht hat,
drücken vorzugsweise bei ausgefahrenen Hubzylindern 34 alle Pratzenköpfe 42 der
unteren und oberen Ringebene gegen die Pfeilerfläche. Eine doppelte Klemmkraft ist
somit in Arbeitsposition jederzeit gewährleistet.
-
- Der Abstieg des Klettergerüstes erfolgt analog dem oben beschriebenen
Prinzip zum Aufsteigen.