DE4138954C2 - Spannbolzen für die Herstellung vorgespannter Beton-Fertigteile mit Vorspannung mit sofortigem Verbund und Schalung zur Verwendung des Spannbolzens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannbolzen für die Her­ stellung vorgespannter Beton-Fertigteile mit Vorspan­ nung mit sofortigem Verbund, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Derartige Spannbolzen werden vornehmlich in umlaufenden Schalungen benötigt, um die Spannstäbe, die zur Erleichterung des Entschalungsvorgangs auf die Länge des Fertigteils innerhalb der Stirnschalungen geschnitten sind, zum Zwecke der Vorspannung durch die Stirnschalung hindurch zu verlängern. Derartige umlaufende Schalungen werden in großem Umfang für die Herstellung von Gleis­ schwellen verwendet. Nach Vorspannung der Stäbe und ausreichender Erhärtung des Betons werden die Spann­ bolzen von außerhalb der Schalung von den Spannstab­ enden abgedreht. Das Fertigteil kann danach unbehindert aus der Schalung ausgehoben werden.

Die Spannbolzen sind einem rauhen Betrieb und damit Verformungen und Beschädigungen in ihrer Oberfläche ausgesetzt. Auch können bei ihrer Herstellung Unrund­ heiten in der Oberfläche am konischen und/oder zylin­ drischen Abschnitt, vor allem aber geringe Exzentrizi­ täten der Spannbolzenachse zur Dreh- und/oder Gewinde­ achse des Spannbolzens auftreten.

Nach Erhärtung des Betons wird der Konus des Spann­ bolzens formschlüssig und starr durch den Beton umschlossen. Bei der beim Herausschrauben des Spann­ kopfes aus dem Fertigteil erforderlichen Drehbewegung des Konus erzeugen die vorbeschriebenen Formfehler des Spannbolzens Sprengkräfte auf den Beton im Endbereich der Spannstäbe, die zu Zerstörungen des Fertigteils in diesem Bereich führen können.

Um solche Schäden zu vermeiden, ist es aus der DE GMS 91 08 134 bereits bekannt, den Spannbolzen mit einem geeigneten Kunststoff - beispielsweise PUR - als nachgiebige Ummantelung zu versehen. Bei Verwendung einer derartigen Ummantelung hat es sich im Betrieb jedoch als nachteilig erwiesen, daß die Haftung des Kunststoffes am Beton größer ist als am Metall des Spannbolzens, so daß sich die Ummantelung vom Bolzen lösen und beim Herausdrehen des Bolzens zerstört werden kann.

Als ein weiterer Nachteil eines Spannbolzens, wie er bisher verwendet wird und in der DE-GMS 91 08 134 darge­ stellt ist, hat sich die ungesicherte Art und Weise der Durchführung des Spannbolzens durch die Stirnschalung erwiesen. Bei einem möglichen Reißen eines Spanngliedes nach erfolgter Vorspannung, was gelegentlich durch Materialfehler vorkommen kann und in der Regel unmittelbar hinter dem konischen Kopf des Spannbolzens im Gewinde des Spannstabes geschieht, schießt der Spannbolzen ungebremst geschoßartig aus der Stirnwand der Schalung heraus und gefährdet dabei Bedienungs­ personal und maschinelle Ausrüstung. Ein derartiges Reißen der Spannstäbe nach dem Vorspannen ist besonders gefährlich bei Fertigteilen, die in umlaufenden Schalungen vielfachen Behandlungsvorgängen an unter­ schiedlichen Orten unterzogen werden, wodurch eine zuverlässige Vorsorge zum Schutz gegen herausgeschleu­ derte Spannköpfe sehr erschwert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Fertigungsbetrieb verursachte Beschädigungen weitgehend zu vermindern.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Spannbolzen, wie er im Anspruch 1 angegeben ist und durch eine für die Verwendung eines erfindungs­ gemäßen Spannbolzens angepaßte Schalung, wie sie im Anspruch 8 angegeben ist.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen enthalten die Unteransprüche 2 bis 6 bzw. 8.

Durch die erfindungsgemäße, nicht mit dem Spannbolzen vollflächig verbundene Kunststoff-Ummantelung kann der Spannbolzen aus dem Beton herausgedreht werden, ohne daß die Ummantelung sofort durch die Drehbewegung des Bolzenkopfes auf Torsion beansprucht und dabei zerstört wird. Die Ummantelung hängt über eines der in den Ansprüchen 2, 3 und 5 näher angegebenen Mittel am Schaft des Spannbolzens und wird von dort über einen großen Dehnweg zerstörungsfrei vom Beton abgezogen.

Die zur Befestigung der Kunststoff-Ummantelung am Spannbolzen benötigten Mittel können zweckmäßig gleichzeitig für eine Schutzvorrichtung gegen die Gefährdungen durch ein ungewolltes Lösen des Spannkopfes vom Spanndraht verwendet werden. Entsprechende Konstruktionselemente des Spannbolzens nach den Ansprüchen 4 bis 6 und eine Schalung nach Anspruch 8 lösen die auf diesen Schutz gerichtete Aufgabe. Zugleich hat dieselbe Konstruktion den Vorteil, daß die Spannköpfe nicht ohne weiteres aus der Schalung entfernt werden können, so daß sie nach dem Ausheben eines fertiggestellten Fertigteils aus der Schalung unmittelbar an Ort und Stelle für die nächste Fertigung in der Schalung bereitstehen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigt

Fig. 1 bis 3 Längsschnitte durch eine Umlaufschalung für Spannbeton-Fertigteile mit jeweils einem erfindungsgemäßen Spann­ bolzen davon,

Fig. 1 ein Beispiel mit einer Spannbolzenausbildung für Spannbeton-Fertigteile nach den Ansprüchen 2 und 3,

Fig. 2 ein Beispiel mit einer Spannbolzenausbildung für Spannbeton-Fertigteile nach Anspruch 5 sowie eine Schalung nach Anspruch 7 und 8,

Fig. 3 ein Beispiel mit einer Spannbolzenausbildung für Spannbeton-Fertigteile nach den Ansprüchen 2, 4 und 6 sowie eine Schalung nach Anspruch 7 und 8.

In der umlaufenden Schalung 10 mit der Stirnwand 1 wird das Fertigteil 2 mit dem Spannstab 3 als Spannbewehrung mit sofortigem Verbund hergestellt. Der Spannstab 3 wird mit Hilfe einer Spannpresse, die am Spannbolzen 4 angreift und sich gegen die Stirnwand 1 abstützt, vorgespannt.

Die Stirnwand 1 der Schalung 10 bildet die kopfseitige Begrenzung des Fertigteiles 2. In der Stirnfläche des Fertigteiles 2 enden die mit Stabendgewinde versehenen Spannstäbe 3. Die Spannstäbe 3 sind durch die Stirnwand 1 hindurch durch den Spannbolzen 4 lösbar verlängert. Der Spannbolzen 4 bindet mit einem konischen Abschnitt 5 in den Beton des Fertigteils 2 ein. Mit seinem zylin­ drischen Abschnitt 6 ist er in einer als Bohrung hergestellten Durchführung 11 in der Stirnwand geführt. Der Spannbolzen 4 weist erfindungs­ gemäß eine Ummantelung 7 aus einem verschleißfesten, elastischen Kunststoff - z. B. PUR - auf.

Die Ummantelung 7 nach Fig. 1 ist über den konischen Abschnitt 5 und über einen zylindrischen Abschnitt des Spannbolzens 4 durchgezogen.

Der Spannbolzen 4 ist in der Bohrung 11 durch die Stirnwand 1 geführt. Er weist einen vorderen konischen Abschnitt 5 und einen rückwärtigen zylindrischen Abschnitt 6 sowie eine Kunststoff-Ummantelung 7 auf. Die Kunst­ stoff-Ummantelung 7 ist ohne Verbund mit der Oberfläche des Spannbolzens 4. In einen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 greift sie mit einem innen umlaufenden Ringwulst 15 in eine entsprechende Nut 14 des Spannbolzens 7 ein und wird so daran gehindert, vom Spannbolzen abgezogen zu werden. Im Beispiel nach Fig. 1 ist in den Ringwulst 15 zusätzlich eine Ringfeder 16 eingelegt, durch die der Abziehwiderstand der Ummantelung vom Spannbolzen erhöht werden kann.

Fig. 2 und 3 zeigen Beispiele einer Schalung 10 nach Anspruch 7 mit einer zweischaligen Ausführung der Stirn. Die Stirnwand 1 dient als Widerlager für die Spannpresse beim Spannen des Spannstabes 3, wogegen die innere Schale 12 das Fertigteil 2 formt. Die Schale 12 durchdringt der Spannbolzen 4 in der Durchführung 13 (s. Fig. 3).

Im Beispiel nach Fig. 2 weist der Spannbolzen 4 in seinem zylindrischen Abschnitt 6 wiederum einen Abschnitt 19 unmittelbar hinter dem konischen Abschnitt 5 mit einem Außendurchmesser wie dem Basisdurchmesser des Konus und einen abgedrehten Abschnitt 18 mit einem geringeren Außendurchmesser als dem des Abschnitts 19 auf. Die Abdrehung ist so angeordnet, daß sie bei eingebautem Spannbolzen in dem Raum 23 zwischen Stirnwand 1 und zweiter Schale 12 beginnt und so ein Anschlag 20 gebildet wird, gegen den sich eine Kunststoff- Ummantelung 21 mit einem angeformten Kragen 22 abstützt. Der Anschlag 20 bzw. der Kragen 22 können für den Fall eines Bruchs des Spannstabes 3 nach dem Spannvorgang als Sicherung gegen ein ungewolltes Herausschleudern des Spannbolzens 4 aus der Stirnwand 1 dienen. Damit wird vermieden, daß Betriebspersonal oder Geräte gefährdet werden. Ein unbeabsichtigtes Herausschleudern des Spannbolzens kann außerdem mit Hilfe eines außen an der Kunststoffummantelung 7 angeformten umlaufenden Wulstes 8 nach Fig. 3 verhindert werden.

Claims (8)

1. Spannbolzen (4) für die Herstellung vorgespannter Beton-Fertigteile mit Vorspannung mit sofortigem Verbund, der zum Zwecke der Vorspannung auf das mit Gewinde versehene Stabende des Spannstabes (3) aufschraubbar ist, dessen vom Beton des Fertigteils (2) umgossener vorderer Abschnitt (5) konisch und dessen rückwärtiger die Stirnwand (1) der Fertigteilschalung (10) durchdringender Abschnitt (6) zylindrisch ausgebildet und mit einer nachgiebigen Kunststoff-Ummantelung (7) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Ummantelung (7) mindestens im konischen Abschnitt (5) vollflächig keinen unmittelbaren Verbund mit dem Spannbolzen (4) aufweist und keine Torsionsbeanspruchungen durch eine Drehbewegung des Bolzens (4) vom Konus auf die Ummantelung (7) übertragbar sind und daß die Ummantelung (7) durch geeignete Mittel so auf dem Spannbolzen (4) gehalten ist, daß sie beim Herausdrehen des Spannbolzens (4) aus dem erhärteten Beton des Fertigteiles (2) mit zurückbewegbar ist.

2. Spannbolzen (4) nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spannbolzenschaft in seinem zylndrischen Abschnitt (6) mindestens eine Nut (14) aufweist, in die die Kunststoff- Ummantelung (7) mit einem ihr entsprechend geformten Ringwulst (15) einlegbar ist.

3. Spannbolzen (4) nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Ringwulst (15) eine Ringfeder (16) einlegbar ist.

4. Spannbolzen (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er im vorderen Abschnitt des zylindrischen Schaftabschnitts (6), der im eingebauten Zustand vor der Stirnwand (1) der Schalung (10), gegen die gespannt wird, liegt, wenigstens ein Konstruktionselement aufweist, das in seiner Erstreckung senkrecht zur Spannbolzenachse größer ist als der Durchmesser der Durchführung (11) für den Spannbolzenschaft (6) durch die Stirnwand (1).

5. Spannbolzen (4) nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Abschnitt (6) des Schafts des Spannbolzens (4) im rückwärtigen Abschnitt (18) gegenüber dem vorderen Abschnitt (19) und dem den konischen Abschnitt (5) bildenden Kopf im Durchmesser abgedreht ist und einen Anschlag (20) bildet, gegen den die Kunststoff-Ummantelung (21) durch einen entsprechenden an sie angeformten Kragen (22) sich gegen Abziehen nach vorn abstützt.

6. Spannbolzen (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff- Ummantelung (7) einen außen umlaufenden Wulst (8) aufweist.

7. Schalung (10) zur Verwendung eines Spannbolzens nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ihre Stirn zweischalig ausgebildet ist, wobei die vordere innere Schale (12) der Form­ gebung des Fertigteils (2) dient und den Kopf des Spann­ bolzens (4) in einer Durchführung (11) an der vorgesehenen Position des Fertigteils fixiert, während die hintere Schale von der Wand (1) gebildet wird, gegen die sich die Spannpresse beim Spannen des Spannstabes (3) abstützt und die zugleich als Widerlager für die gegenüber dem Durchmesser der Durchführung (11) größeren Konstruktionselemente (8; 20, 22) wirkt.

8. Schalung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen innerer Schale (12) und äußerer Wand (1) einen Bewegungsraum (23) aufweist, der mindestens so groß ist, daß der Kopf des Spannbolzens (4) aus dem Fertigteil (2) so weit herausdrehbar ist, daß das Fertigteil ohne Behinderung durch den Spannbolzen (4) aus der Schalung (10) aushebbar ist.