DE4237466C2 - Vorrichtung zum Befestigen eines Einbauteils in einer Schalung zum Herstellen von Fertigbauteilen aus Beton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum temporären Befestigen eines rohrförmigen Einbauteils in einer Schalung zum Herstellen von Fertigbauteilen aus Beton, insbesondere Weichenschwellen aus Spannbeton, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Eisenbahnoberbau ist die Verwendung von Spannbetonschwellen im normalen Gleisverlauf seit langem bekannt. Neuerdings zeigt sich aber immer mehr die Tendenz, Spannbetonschwellen auch dort einzusetzen, wo bislang aus wirtschaftlichen Gründen nur Holzschwellen verwendet wurden, nämlich im Bereich von Weichen. Weichenschwellen aus Spannbeton können im langen Spannbett in praktisch beliebigen Längen gefertigt werden. Problematisch ist aber die Positionierung der Einbauteile für die Befestigung der Schienen, deren Lage sich bei Weichenschwellen, bedingt durch die Gleiskrümmung, nicht nur von Schwelle zu Schwelle ändert, sondern wobei auch berücksichtigt werden muss, dass die Schienenachsen die Schwellenachsen unter verschiedenen, in der Regel nicht rechten Winkeln kreuzen.

Da für die Positionierung der Einbauteile - bei Weichenschwellen sind es Rohrhülsen für die Schienenbefestigungsschrauben - ein das sonst im Bauwesen übliche weit überschreitendes Maß an Genauigkeit verlangt wird, ist es von besonderer Bedeutung, dass das betreffende Einbauteil nicht nur vor dem Einbringen des Betons in der Schalung sicher fixiert wird, so dass es beim Einbringen des Betons seine Lage nicht ändert, sondern auch, dass sich der fertige Schwellenkörper nach dem Erhärten und Vorspannen des Betons ohne Beschädigung der Einbauteile aus der Schalung lösen lässt. Hinzu kommt, dass es sich bei Spannbetonweichenschwellen um eine Massenfabrikation handelt, so dass der Arbeitsaufwand für die dazu nötigen Maßnahmen gering bleiben muss.

Bei der Herstellung von Weichenschwellen aus Spannbeton im langen Spannbett besteht ein weiteres Problem darin, dass beim Lösen der Spannglieder an ihren Endverankerungen zur Übertragung der Vorspannkräfte auf die einzelnen Schwellen infolge Stauchung der Betonkörper Längsverschiebungen auftreten. Diese Verschiebungen dürfen durch die zur Fixierung der Einbauteile verwendeten Verbindungsmittel nicht behindert werden, um Beschädigungen sowohl am Schwellenkörper, als auch am Einbauteil zu vermeiden.

Bei der Herstellung von Weichenschwellen im langen Spannbett ist es bekannt, als Schalungsboden Matrizen aus Stahlblech zu verwenden, die an die jeweiligen Positionen der Einbauteile bestimmenden Stellen Bohrungen aufweisen, in denen Befestigungsmittel zur temporären Fixierung der Einbauteile befestigt werden können. So ist es zum Beispiel bekannt, als temporäres Verbindungsmittel einen von oben her einsetzbaren und von oben schlagbaren Blindniet zu verwenden, der mit dem Schaft von oben durch eine Bohrung in einem das Einbauteil fixierenden Befestigungsteil sowie durch die die Position des Einbauteils in dem Schalungsboden bestimmende Bohrung hindurchgestoßen und an der Außenseite des Schalungsbodens durch eine nietkopfartige Ausweitung fest verankert wird (DE 38 15 176 C1, EP 0 400 199 A1). Der die Bohrung im Schalungsboden durchdringende Blindniet soll, da er infolge der Durchdringung des Schalungsbodens gegen Horizontalverschiebungen gesichert ist, durch Festlegung einer geeigneten Wanddicke und eines geeigneten Materials für den Nietschaft mit einer Schwachstelle von genau definierter Festigkeit versehen werden, an der er bei auftretenden Scherspannungen abgeschert wird, bevor Schäden entstehen können.

Wenn auch diese aus der Durchdringung von Bohrungen im Schalungsboden resultierende Steifigkeit solcher Verbindungsmittel in horizontaler Richtung durch Anordnung von Schwachstellen kompensiert werden können, so bleibt doch die Notwendigkeit, für jede einzelne Weichenschwelle Bohrungen in den Schalungsböden an unterschiedlichen Stellen anordnen zu müssen. Hierzu muss entweder eine große Anzahl von Matrizen mit an den unterschiedlichsten Stellen angeordneten Bohrungen vorgehalten oder es müssen jeweils nach den Vorgaben des Einzelfalles immer wieder neue Bohrungen erzeugt werden. Um Überschneidungen zu vermeiden, ist es erforderlich, einzelne Bohrungen immer wieder zu schließen.

Um solche Matrizen mit unterschiedlicher Anordnung der Einbauteile wiederholt verwenden zu können, ist es auch schon bekanntgeworden, nach der ersten Verwendung einer solchen Matrize für jede weitere Verwendung eine dünne Abdeckung unverschieblich aufzubringen, welche die Bohrungen früherer Verwendungen abdeckt und auf der die für die jeweils neue Verwendung zutreffenden Positionen der Einbauteile markiert sind, so dass sie für die der neuen Verwendung entsprechenden Bohrungen als Schablone dient (EP 0 350 620 B1). Dies erfordert neben dem Anbringen neuer Bohrungen einen zusätzlichen Aufwand für die Schablone.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsmöglichkeit für Einbauteile von Weichenschwellen aus Spannbeton zu schaffen, durch die die Kosten für die Beschaffung und Vorhaltung der mit unterschiedlichen Bohrungen versehenen Matrizen vermieden oder zumindest wesentlich reduziert werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst; eine weitere Lösung enthält Patentanspruch 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verwendung von ausschließlich gegenüber der Oberfläche des Schalungsbodens wirkenden, also auf eine Durchdringung des Schalungsbodens nicht angewiesenen Befestigungsmitteln gelingt erfindungsgemäß der vollständige Verzicht auf Bohrungen im Schalungsboden.

Die Befestigung der Verbindungsmittel gegenüber der Oberfläche des Schalungsbodens kann vor allem durch Kleben oder Schweißen erfolgen. Dabei können die Größe der die temporär feste Verbindung bewirkenden Grundfläche und damit die Festigkeit der Verbindung selbst ohne weiteres so gestaltet werden, dass in der durch die Oberfläche des Schalungsbodens gebildeten Ebene eine Sollbruchstelle entsteht. Durch eine solche Sollbruchstelle werden nicht nur Beschädigungen an der Schwelle oder an den Einbauteilen infolge der beim Übertragen der Vorspannkraft auf die einzelnen Schwellenkörper auftretenden Bewegungen vermieden, sondern es werden infolge der Stauchung der Betonkörper beim Übertragen der Vorspannung auf diese im Regelfall auch schon die Verbindungsmittel von dem Schalungsboden getrennt, der dann sogleich für eine neue Verwendung bereit steht. Reicht die sich infolge der Stauchung ergebende Scherkraft nicht für ein Abscheren an der Sollbruchstelle aus, so genügt nach dem Entschalen ein Hammerschlag, um eine Trennung entlang der Sollbruchstelle zu erreichen. Sollten auf dem Schalungsboden noch geringe Reste des Verbindungsmittels zurückgeblieben sein, lassen sich diese vor der neuen Verwendung ohne weiteres durch Abschleifen beseitigen.

Eine besonders einfache, zweckmäßige und preisgünstige Befestigung der Verbindungsmittel gelingt durch das Anschweißen von Gewindebolzen im Wege der Flächenstumpfschweißung mittels eines üblichen Bolzenschweißgerätes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen jeweils in auseinandergezogener Lage der Einzelteile und im Gebrauchszustand dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen die Fig. 1 und 2. Der Befestigung eines rohrförmigen Einbauteils 1, z. B. eines an seinen unteren Enden mit einem Flansch 3 versehenen Röhrchens 2, vornehmlich aus Kunststoff, auf der Oberfläche 4 eines Schalungsbodens 5 aus Stahl dient ein Verbindungsmittel, das in seiner Gesamtheit mit 6a bezeichnet ist. Das Verbindungsmittel umfasst ein - oberes - Halteteil 8a in Form eines Metallzylinders mit axialer Gewindebohrung 10 und ein - unteres - Befestigungsteil 7a in Form eines Schraubenbolzens, auf den das Halteteil 8a aufgeschraubt werden kann.

Der Schraubenbolzen 7a ist mittels Stumpfschweißung auf der Oberfläche 4 des Schalungsbodens 5 befestigt. Sowohl der Querschnitt als auch die Festigkeit der Schweißung können so gewählt werden, dass die Verbindung die Beanspruchungen während des Betonierens aushält, nach dem Entschalen aber durch einen Hammerschlag gelöst werden kann, sofern die als Verbindung dienende Sollbruchstelle nicht ohnehin schon bei der Übertragung der Vorspannkräfte auf die Betonkörper infolge der dabei eintretenden Stauchung abschert.

Zur Erfüllung seiner Haltefunktion für das Einbauteil 1 ist das Halteteil 8a mit einer über dessen Außenumfang vorstehenden Profilierung in Form einer Gewinderippe 11 versehen. Die Gewinderippe 11 kann scharfkantig sein, so dass das aus Kunststoff bestehende Einbauteil 1 aufgeschoben oder auch aufgedreht und zum Entschalen nach oben abgezogen werden kann.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 besteht das Halteteil 8b des Verbindungsmittels 6b aus zwei Teilen, nämlich einem unteren Teil 8b' aus Metall mit einer durchgehenden Gewindebohrung 12 und einem oberen Teil 8b" aus Gummi oder Kunststoff, in das ein Schraubenbolzen 13 eingesetzt ist. Der Schraubenbolzen 13 ist mit seinem Kopf in das Material des Teils 8b" eingegossen oder einvulkanisiert und erstreckt sich mit seinem Schaft durch eine zylindrische Bohrung (Fig. 4). Während das untere Teil 8b' des Halteteils 8b mit dem unteren Bereich seiner Gewindebohrung 12 auf den Schraubenbolzen 7b als Befestigungsteil aufgeschraubt werden kann, wird das obere Teil 8b" mit dem über seine Grundfläche vorstehenden Ende 14 des Schraubenbolzens 13 von oben her in den oberen Bereich der Gewindebohrung 12 des unteren Teils 8b' eingeschraubt (Fig. 4). Durch Erzeugen einer axialen Druckkraft beim Einschrauben des Schraubenbolzens 13 in das untere Teil 8b' kann eine Querverformung des Gummi- oder Kunststoffkörpers des oberen Teils 8b" erreicht werden, durch die das auf dieses aufschiebbare Einbauteil 1 in seiner Lage gehalten wird. Der Schraubenbolzen 7b kann, wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben, durch Stumpfschweißung auf dem Schalungsboden 5 befestigt werden.

Auch bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Verbindungsmittel 6c dient als Befestigungsteil 7c ein Schraubenbolzen, auf den das Halteteil 8c unmittelbar aufgeschraubt wird. Das Halteteil 8c besteht wiederum aus einem zylindrischen Teil aus Gummi oder Kunststoff, in das ein Spreizelement 15, z. B. ein Spreizdübel, aus Metall oder Kunststoff eingesetzt ist. Wenn der Schraubenbolzen 7c ein Grobgewinde aufweist, kann das Halteteil 8c mit dem Spreizdübel 15 auf den Schraubenbolzen 7c aufgeschraubt werden, so dass es zu einer Spreizung des Halteteils 8c kommt, durch die ein auf dieses aufgeschobene Einbauteil 1 gehalten wird. Der Schraubenbolzen 7c kann aber auch ein normales metrisches Gewinde aufweisen und in einen entsprechend ausgebildeten Spreizkörper einschraubbar sein.

Bei der letzten Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 ist das Verbindungsmittel 6d einteilig ausgebildet; das Befestigungsteil 7d dient zugleich als Halteteil 8d. Das Befestigungsteil 7d weist im oberen Bereich seines zylindrischen Körpers aus Metall oder hartem Kunststoff eine Ringnut 16 auf, auf die ein Ringwulst 17 von entsprechenden Abmessungen und entsprechender Lage am Einbauteil 1 aufgeschoben werden kann. Das Aufschieben des Einbauteils 1 wird durch eine konische Abschrägung 18 am oberen Ende des Befestigungsteils 7d erleichtert.

Die Fixierung des Befestigungsteils 7d auf der Oberfläche 4 des Schalungsbodens 5 erfolgt bei dieser Ausführungsform durch einen auf die Grundfläche 19 des Befestigungsteils 7d aufgetragenen Kleber 20. Auch hier ist, ähnlich wie bei den Befestigungsbolzen, die Größe der Klebfläche und/oder die Klebkraft des Klebers so zu wählen, dass die Beanspruchungen beim Einbringen des Betons aufgenommen werden, dass aber für darüber hinausgehende Beanspruchungen eine Sollbruchstelle entsteht.

Gemäß der Erfindung sind selbstverständlich auch beliebige Kombinationen der unterschiedlichen Befestigungsmöglichkeiten gegenüber dem Schalungsboden und der Haltemöglichkeiten für das Einbauteil möglich.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum temporären Befestigen eines rohrförmigen Einbauteiles in einer Schalung zum Herstellen von Fertigbauteilen aus Beton, insbesondere Weichenschwellen aus Spannbeton, mit einem mit einem Halteteil in den zentralen Hohlraum des rohrförmigen Einbauteils hineinreichenden und mit dessen Innenwand in Wirkverbindung bringbaren Verbindungsmittel, das an einer die Position des Einbauteils bestimmenden Steile am Schalungsboden anbringbar und mittels einer in der durch den Schalungsboden gebildeten Ebene verlaufenden Sollbruchstelle infolge Einwirkung äußerer Kräfte von dieser lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (6a, 6b, 6c) ein Halteteil (8a, 8b, 8c) umfasst, das eine axiale Gewindebohrung (10, 12) aufweist, mit der es auf einen als Befestigungsteil dienenden, unter Belassung des Schalungsbodens in seinem ursprünglichen Zustand mittels Flächenstumpfschweißung an der Oberfläche (4) des Schalungsbodens (5) befestigten Gewindebolzen (7a, 7b, 7c) aufschraubbar ist, wobei der Querschnitt des Gewindebolzens und/oder die Festigkeit der Schweißverbindung so gewählt sind, dass die Verbindung bei einer Scherbeanspruchung von bestimmter Größe abgeschert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (8a) zur Herbeiführung der Wirkverbindung mit dem Einbauteil (1) mit einer über dessen Umfang vorstehenden Profilierung, z. B. einer umlaufenden Rippe (11), versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Rippe (11) in Form einer Schraubenlinie verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (8b, 8c) zur Herbeiführung einer Wirkverbindung ganz oder teilweise als Spreizteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, wie z. B. Gummi oder Kunststoff, ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (8b) aus zwei Teilen (8b', 8b") besteht, von denen das obere Teil (8b") aus Gummi oder Kunststoff besteht und eine axiale Bohrung zum Hindurchführen einer Schraube (13) aufweist, mit der es auf das untere Teil (8b') aufschraubbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Bohrung als Sacklochbohrung und weiterhin so ausgebildet ist, dass das obere Teil (8b") beim Aufschrauben auf das untere Teil (8b') eine Umfangsvergrößerung erfährt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die axiale Bohrung des Halteteils (8c) ein Spreizelement, z. B. ein Spreizdübel (15) aus Metall oder Kunststoff, eingesetzt ist.

8. Vorrichtung zum temporären Befestigen eines rohrförmigen Einbauteiles in einer Schalung zum Herstellen von Fertigbauteilen aus Beton, insbesondere Weichenschwellen aus Spannbeton, mit einem mit einem Halteteil in den zentralen Hohlraum des rohrförmigen Einbauteils hineinreichenden und mit dessen Innenwand in Wirkverbindung bringbaren Verbindungsmittel, das an einer die Position des Einbauteils bestimmenden Stelle am Schalungsboden anbringbar und mittels einer in der durch den Schalungsboden gebildeten Ebene verlaufenden Sollbruchstelle infolge Einwirkung äußerer Kräfte von dieser lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (6d) ein Befestigungsteil (7d) umfasst, das entlang seiner dem Innenquerschnitt des Einbauteils entsprechenden Grundfläche mit der Oberfläche (4) des Schalungsbodens (5) verklebbar (20) ist, wobei die Größe der Klebefläche und/oder die Festigkeit des Klebers so gewählt werden, dass die Verbindung bei einer Scherbeanspruchung von bestimmter Größe abgeschert wird, und dass das Befestigungsteil (7d) zur Herbeiführung einer Wirkverbindung mit dem Einbauteil (1) mit einer Ringnut (16) und das Einbauteil (1) mit dieser in Form und Lage entsprechenden Vorsprüngen versehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge durch einen Ringwulst (17) gebildet sind.