DE69504363T2 - Vorrichtung zum verankern des fundaments eines bauwerks im boden - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung hat eine neue Vorrichtung zum Verankern des Fundaments eines Bauwerks im Boden zum Gegenstand.
• Der technische Sektor der Erfindung ist der Bereich der Ausführung von Ankern, die man in jedes Gelände einsenkt, sei es nun von der Oberfläche eines Bodens oder von einer Wand eines unterirdischen Stollens aus oder sonstwoher, durch Einhämmern, Einrütteln, Einspülen oder sonstwie, bis zu einer bestimmten Tiefe oder einem Abstand zur genannten Oberfläche, wonach man auf diesen durch eine Zugvorrichtung, die ein Seil, eine Kette, ein Riemen oder eine andere verformbare Stange sein kann, die vorgesehen ist, damit die Verbindung mit dem Anker weich und/oder gelenkig erfolgt, eine Zugwirkung von dieser Oberfläche aus derart aufbringt, daß sich der genannte Anker in eine Lage quer zur Zugrichtung neigt, und daß er es dann erlaubt, dadurch Widerstand aufzubringen, daß er ein Maximum an Oberfläche seiner Ausbuchtung dieser Zugwirkung entgegensetzt und so das Zugglied bis zu einem bestimmten Kraftwert dieser Zugwirkung festlegt.
• Die hauptsächlichen Anwendungen sind, wie bei allen bekannten Vorrichtungen derselben Art, die Verankerung von Spannpfosten, von Seilen, von Fundamentblöcken, von Stützplatten für Bauwerke usw., und ganz besonders dann, wenn man einen Widerstand des Fundaments selber im Fall eines schlechten Widerstands des Bodens alleine gegenüber Zug erzielen will, indem man dann einen Fundamentblock erzeugt, der vom Boden selbst gebildet ist, der hierzu unter Vorspannung gesetzt ist, wie es das Patent EP 317458 lehrt, das am 24. Mai 1989 veröffentlicht ist, von der Gesellschaft T. S. I. hinterlegt ist und auch die Gesamtheit der Technik des Einsatzes einer Fundamentverankerung beschreibt, wovon wir hier die somit bekannten Grundlagen nicht weiter aufführen.
• Es treten im übrigen zahlreiche Vorrichtungen auf, die Verankerungen im Boden nach der oben beschriebenen Ausführung gestatten, um den technischen Bereich der Erfindung zu definieren, obwohl es sich gewiß nicht darum handelt, nun ein Fundament zu bilden, das vom Boden selbst gebildet ist, der unter Vorspannung gesetzt ist, was Gegenstand des obigen Patents ist; gewisse solche Verankerungsvorrichtungen haben Gegenstand von Patentanmeldungen gebildet, insbesondere für Vorrichtungen, die das Schwenken oder die Neigung des Ankers sicherstellen müssen: man kann beispielsweise die Anmeldung FR 2470823 nennen, die am 12. Juni 1981 veröffentlicht ist (M. Pierre CARGIOLLI), die eine Vorrichtung für bewegliches Gelände beschreibt, das die Schwenkbewegung des Ankers gestattet, indem man den Angriffspunkt der Verankerungslinie vor die Oberflächenmitte verlegt, damit während der Zugaufbringung die Widerstandskraft der Materialien, die auf den hinteren Teil der Ausbuchtung einwirkt, dank der größeren, betroffenen Oberfläche größer ist als die durch den vorderen Teil, der infolgedessen ansteigt. Diese Methode ist indessen nicht zuverlässig, weil der Anker sehr stark ansteigen kann und sogar aus dem Boden ausgezogen werden kann, bevor sich die Rückseite der Ausbuchtung in Anschlag verbringen kann, und bevor dann der vorgesehene Vorgang abläuft: so ist die vorgesehene Verankerungstiefe nicht mehr beachtet.
• Um die obige Ungewißheit zu vermeiden, ordnet die Patentanmeldung EP 161190, veröffentlicht am 13. November 1985 (I. F. P.), eine gelenkig gelagerte Klappe auf der Rückseite der Ausbuchtung des Ankers an, um die Sperrung vor dem Verschwenken rascher auszulösen. Indessen kann eine solche Vorrichtung nicht einen erneuten, nicht vernachlässigbaren Anstieg des Ankers während der Zugbeaufschlagung verhindern, besonders in dem Fall, wo zum Erleichtern des Einsenkens eine Vorbohrung mit einem Erdbohrer hergestellt wurde: ein Teil der Klappe befindet sich im Leeren, und seine Anschlagwirkung ist verringert und verzögert. Außerdem brechen, wenn man die auftretenden Kräfte berücksichtigt, die Anlenkungen der Klappe. Andererseits können während des Einsenkens des Ankers sich Fremdkörper zwischen der Klappe und ihrem Anschlag verteilen und ihre Bewegung und somit auch ihre Wirkung unterbinden. Dies führt wieder zum vorausgehenden Fall zurück.
• Man kann auch das Patent GB 2089862 benennen, das am 30. Juni 1982 veröffentlicht ist (E. G. WISE), das eine gelenkig gelagerte Vorrichtung beschreibt, um vor dem Einsenken die Schwenkung der Ausbuchtung durch Drehung um eine Achse hervorzurufen, die unter der Schubkraft der Rammstange einziehbar ist, die vorher ihre Lage durch eine Drehung um 180º verändert hat. Diese Vorrichtung ist kompliziert und kann sich vor Ort nicht als zuverlässig erweisen.
• Schließlich kennt man verschiedene Verankerungssysteme mit Rippen und Flügeln auf dem vorderen Teil des Ankers, um ihr Eintreiben in der gewünschten Richtung zu erleichtern, kombiniert mit Systemen der gelenkigen Anbringung des Zugpunktes, der in Bezug auf die Eintreibachse des Ankers versetzt ist, um einerseits das Seil aus dem Eingriff mit der Eintreibstange zu lösen, um diese nicht zu beschädigen, und um andererseits die Schwenkbewegung des Ankers nach seinem Eintreiben zu erleichtern: eine solche Vorrichtung ist beispielsweise im Patent EP 313936 beschrieben, das am 3. Mai 1989 veröffentlicht wurde (Gesellschaft FORESIGHT INDUSTRIES INC.); wenn auch die Steuerung der Eintreibrichtung in den Boden so besser sichergestellt ist, ist dieses die Schwenkbewegung des Ankers ihrerseits im Boden nicht, mindestens nicht in der gewünschten Tiefe, und wird nicht in zuverlässiger Weise durchgeführt.
• So wird es beobachtet, daß der größte Teil der gegenwärtigen Anker, soweit er nicht komplizierten mechanischen Vorrichtungen zugeordnet ist, die ihrerseits wenig zuverlässig sind und/oder schwierig einzusetzen sind, tatsächlich in erheblichem Maße wieder ansteigen, und sogar aus dem Boden heraus, ohne demnach geschwenkt zu haben, wenn man eine Zugkraft auf die Verankerungsleine aufbringt, die sie mit der Oberfläche verbinden muß: die Schwenkbewegung und die Blockierung erfolgen nur in Geländen nahezu sicher, die sich gleichzeitig hinter den Ankern nach ihren Durchtritt wieder schließen und die recht dicht sind; dies schränkt die Fälle von Ausbildungen und Benutzungsfällen ein. In zu kompakten, tonartigen Geländen, bei denen der Eindruck des Ankers hinter diesem offen bleibt, oder in zu weichem, schlickartigem Sandboden schwenken die bekannten Anker nicht unmittelbar oder sogar überhaupt nicht, wenn man sie einer Zugwirkung unterzieht, was sie in zu hohem Maße wie der ansteigen läßt und es durchaus nicht gestattet, eine Verankerungstiefe zu garantieren.
• Wenn man nun einen guten Halt dieses Ankers sicherstellen will, besonders bei der Anwendung unter Bodenvorspannung, wie im schon vorher genannten Patent EP 317458, muß man sich dieser Schwenktiefe sicher sein, um ein Erdvolumen garantieren zu können, das zur Bildung eines Fundamentblocks notwendig ist, und dies gleichgültig, wie die Art des Bodens auch sein mag, wobei die Verankerungstiefe eine Funktion dieses Bodens und der Kraft ist, der man widerstehen will.
• Das gestellte Problem ist es nun, eine Verankerungsvorrichtung ausführen zu können, die einen Anker und eine Zugleine aufweist, und bei deren Inbetriebnahme die Schwenkbewegung des Ankers im wesentlichen bereits bei Erreichen der gewünschten Tiefe gestattet ist, um dann sicherzustellen, daß die genannte Verankerung eine gegebene Tiefe hat, und dies in jeder Art von Erde; ein anderes Ziel der Erfindung ist es auch, das Eintreiben des genannten Ankers in den genannten Boden durchzuführen, indem man die Richtung ohne Gefahr einer großen Abweichung steuert.
• Eine Lösung des gestellten Problems ist eine Vorrichtung zum Verankern des Fundaments eines Bauwerks im Boden, mit einem Anker und einer Zugleine bzw. linienartigen Zugeinrichtung mit einer Achse ZZ', die bevorzugt zu der XX' des Ankers versetzt ist und bei der das Endstück des einen Endes fest mit einem Angriffspunkt oder Angriffsteil verbunden ist, der bzw. das auf dem Körper des Ankers befestigt ist, wobei dieser Körper eine vordere, profilierte Ausbuch tung aufweist, um längs seiner Achse XX' in den Boden einzudringen, und eine hintere Ausbuchtung, um sich der Zugwirkung der genannten Leine dadurch zu widersetzen, daß sie im Boden ein Widerlager bildet, nachdem der Anker dort durch Einrammen in seiner Achse XX' eingedrungen ist und verschwenkt wurde; erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zum Verankern ein Führungs- und Anlageteil für das genannte Ende der genannten Zugleine auf, wobei das Anlageteil, das zwischen dem Angriffspunkt und der Zugachse angeordnet ist, auf den Körper des Ankers eine Kraft quer zur Achse ZZ' überträgt, wobei das Anlageteil auf den Ankerkörper eine Wirkung quer zur Achse überträgt, die ein Schwenkmoment erzeugt, wenn das genannte Ende durch die Zugleine in dieser Achse (ZZ') unter Zugspannung gesetzt wird, und der Körper des Ankers weist eine Flosse auf, die auf der anderen Seite der Ebene der vorderen Ausbuchtung in Bezug auf das Führungsteil gelegen ist und ein hinteres Ende aufweist, das sich im Boden anlegt und sperrt, sobald die Zugleine in der Achse (ZZ') unter Zugspannung gesetzt ist und danach trachtet, den Anker wieder nach oben treten bzw. heraustreten zu lassen.
• In einer Ausführungsform, in der die Zugleine verformbar ist, wie etwa ein Seil, ist der genannte Anbringungspunkt der Zugleine in Bezug auf deren Zugachse ZZ' in Richtung zur Achse XX' des Verankerungskörpers versetzt, wobei das genannte Führungsteil die genannte Versetzung sicherstellt und ein Teil des Körpers des Ankers ist, auf den das genannte Ende der Zugleine oder des Zugseils einwirkt, das am genannten Angriffspunkt befestigt ist.
• Gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform und besonders dann, wenn die Verankerungstiefe begrenzt ist, in der Größenordnung von weniger als einem Meter, wie in städtischer Umgebung und für begrenzte Zugkräfte, ist das genannte Führungsteil von einem starren Teil gebildet, das das Ende der Zugleine bildet, rund um den Angriffspunkt schwenkbar ist und sich auf dem Ankerkörper durch eine Feder abstützt, die in diesem sitzt und die in der Einrammlage zusammengedrückt ist, und zwar zwischen dem steifen Ende der genannten Zugleine und dem genannten Ankerkörper. Die Zugleine kann ihrerseits gänzlich starr sein und einstückig sowie unmittelbar im Ankerkörper um den Angriffspunkt schwenkbar angebracht, der mit ihrem Ende fest verbunden ist, wie ein Lagerzapfen, der entweder in Bezug auf die Zugachse XX' versetzt ist, wobei das Ende des steifen Elements dann gekrümmt ist, oder auf diese ausgerichtet ist.
• In einer Ausführungsform, die eine von den schon vorangehend genannten sein kann, weist der genannte Anker auch eine andere Schutzflosse vor dem genannten Führungsstück senkrecht zur Ebene der vorderen Ausbuchtung und in Bezug auf diese mit einer Höhe h auf, die größer ist als der Versetzungsabstand der Achse ZZ' des genannten Zugseils zur vorderen Ausbuchtung des Ankerkörpers bevorzugt sind die genannten Flossen, die Schutzflosse und Schwenkflosse genannt sind, in Bezug auf die genannte Ebene der vorderen Ausbuchtung symmetrisch, sind identisch und sind alle beide vor dem genannten Führungsstück angeordnet.
• Das Ergebnis der neuen Baufundament-Verankerungsvorrichtungen im Boden ist ein solcher Anker, wie er schon vorher umrissen ist und der es gestattet, das gestellte Problem zu lösen und die Ziele der Erfindung zu erzielen, was bis heute die bekannten Vorrichtungen nicht gestatten.
• Tatsächlich ist es eine der großen Neuheiten und Eigentümlichkeiten der vorliegenden Erfindung, die Verbindung des Endes der Ankerleine mit dem Anker selbst in einer wohlbestimmten Lage zu definieren, während bis heute alle bekannten Anker im Gegensatz dazu weiche und freie und nicht mit Zwangseingriff versehene Verbindungen aufweisen, denn man strebte stets nach der Ausrichtung der Zugleine und ihres Angriffspunktes auf dem Anker schon bei der Aufbringung der Zugspannung: dies gestattet es absolut nicht, eine gewünschte Angriffskraft R quer zur Zugrichtung ZZ' zu erzeugen, wie dies besonders in den erläuternden Fig. 2 und 8 dargestellt ist, die nachfolgend beschrieben sind, wodurch somit gemäß der vorliegenden Erfindung eine unverzügliche Vorverschwenkung des Ankers entweder bei der Spannungsbeaufschlagung der Zugleine oder beim Anheben der Rammstange gestattet ist, gleichgültig, wie die Art der Erde auch sein mag. Zahlreiche Versuche haben im übrigen bewiesen, daß man mit erfindungsgemäßen Ankern die genannte Schwenkbewegung in der gewünschten Tiefe erzielt, was die gegenwärtigen Vorrichtungen nicht gestatten; diese strebten in der Wirkung nicht nach einer solchen Genauigkeit in der Tiefe, da es sich ja bei diesen Vorrichtungen im wesentlichen darum handelt, eine Verankerung zu erzielen, um einer Zugkraft zu widerstehen, ohne daß man der Teilnahme des Umgebungsbodens Aufmerksamkeit entgegenbringt, während hier zur Aufbringung einer Verankerung, wie sie in der Patentanmeldung Nr. EP 317458 umrissen ist, die in der Einleitung bereits genannt wurde, die Verankerungstiefe wesentlich ist, um eine aus reichende Teilnahme des Bodens zu erzielen und dann einer gegebenen Kraft zu widerstehen.
• Somit wird man entsprechend den nachfolgend beschriebenen Beispielen erkennen, daß das Ende der Verankerungsleine stets und beabsichtigt durch ein Führungs- und Anlageteil unmittelbar oder durch eine zwischengeschaltete Feder in Berührung mit dem Ankerkörper gebracht ist, wobei dieses Teil eines der wesentlichen Elemente der vorliegenden Erfindung ist, während in den bekannten Verankerungsleinen, selbst wenn sie gelenkig gelagert und in Bezug auf die Ankerachse versetzt sind, auf den Ankerkörper nur die Kraft übertragen wird, die in Richtung der Zugspannung ausgerichtet ist, die aufgebracht wird, ohne daß man eine Reaktions- Querkraft auf den Anker aufbringt.
• Außerdem gestattet es die Anwesenheit der Flosse, die man demnach Flosse zur Vorab-Schwenkbewegung nennen kann, wie vorher schon angegeben, die senkrecht zur Ebene der Hauptausbuchtung des Ankers liegt und die in Bezug auf die Zugleine auf der anderen Seite gelegen ist, außer einer besseren Führung während des Eintreibens des Ankers in einer gegebenen Richtung, einen Anschlagkante zu bilden, die schon bei Beginn der Zugkraft gewissermaßen augenblicklich wirksam ist; dies erzeugt ein regelrechtes Drehmoment zur unmittelbaren Vorab-Schwenkbewegung des Ankers, in Kombination mit der speziellen, erfindungsgemäßen Anordnung der Verankerungsleine, wie in einer der Ausführungsformen der Fig. 2 oder der Fig. 8 beschrieben und im Einsatz in den Fig. 7 und 11 nachfolgend dargestellt.
• Bei den bekannten Ankern ist das Schwenkmoment, das einzig und allein durch die Zugwirkung erzeugt wird, die auf den Hebelarm aufgebracht wird, der durch die Versetzung der Zuglinie in Bezug auf die Achse des Ankers gebildet ist, nicht ausreichend, um die genannte Schwenkbewegung sicherzustellen, und zwar entsprechend den Bodenverhältnissen, auf die man trifft, wie bereits vorher erwähnt, abgesehen davon, daß man einen gewissen Anstieg des Ankers in seiner Bohrung zu erwarten hat, bis die Reibungen es gestatten, ein Schwenkmoment zu erreichen, wenn die Rückseite der Ausbuchtung Gelegenheit hat, einen Anschlag zu bilden. Tatsächlich erfolgt diese Versetzung zwangsläufig aufgrund der Notwendigkeit, die Eindringachse des Ankers im Boden freizusetzen, um die Einrammstangen hindurchtreten zu lassen, und verschiedene Lösungen wurden vorgeschlagen, wie die, die in der Einleitung angesprochen wurden, um tatsächlich die Schwenkbewegung sicherzustellen, was gut beweist, daß das Moment der obigen Kräfte nur unzulänglich bedacht ist, aber diese Lösungen haben bis heute keine überzeugenden Ergebnisse geliefert.
• Die Ergebnisse, die dank der Elemente der vorliegenden Erfindung erhalten werden, gestatten dagegen eine automatische, unmittelbare und nicht-umkehrbare Vorab-Schwenkbewegung, die den Anker augenblicklich zum Anschlag bringt, wobei der genannte Anschlag dank der komplementären Ausbuchtung und teilweise hinter der Ausbuchtung durchgeführt wird, wobei wenig oder überhaupt kein erneuter Anstieg erzielt wird und die Vorgänge systematisch erfolgen.
• Im übrigen gestattet die Hinzufügung einer anderen Flosse symmetrisch zur ersten und auf der anderen Seite der Ebene der Ausbuchtung einen Schutz der Verankerungsleine, die dahinter gelegen ist, während gleichzeitig zur Führung während des Einrammens des Ankers in den Boden beigetragen wird.
• Die in der Fig. 8 nachfolgend beschriebene Ausführungsform mit einer steifen Zugleine, die ein einziges Bauteil zeigen kann, zwischen dem Angriffspunkt und der Oberfläche, gestattet es, die Notwendigkeit zu vermeiden, ein Seil oder eine andere verformbare Leine an einem Verankerungs- und/ oder Verbindungsteil auf dem Anker anzusetzen und zu befestigen, was, worauf ausdrücklich hingewiesen wird, die Herstellungskosten begrenzt.
• In der Ausführungsform gestattet es die Anwesenheit der Feder, die in den Körper des Ankers eingeschlossen ist und sich auf dem Ende der Verankerungsleine abstützt, wenn man es festlegt und dann unmittelbar, die Vorab-Schwenkbewegung des genannten Ankers zu erreichen und dessen Schwenkbewegung bis zu einem Winkel in der Größenordnung von 30º zu begleiten, was es gestattet, in nicht-umkehrbarer Weise das Verhaken der Rückseite der Ausbuchtung im Boden in einer bestimmten und gewünschten Höhe zu erreichen, was umso notwendiger ist, wenn sie in einer geringen Tiefe im Boden liegt und man einen optimalen Widerstand gegenüber der Zugwirkung erzielen will; die Bewegung ist dann unabhängig von der Form des Ankers und gestattet es, diesem Formen zu verleihen, die für die Einbringung des Ankers in den Boden umso vorteilhafter sind.
• Man könnte andere Vorteile der vorliegenden Erfindung benennen, aber die oben genannten sind bereits ausreichend, um zu zeigen, daß sie neu und vorteilhaft ist. Die Beschreibung der obigen Figuren stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, die aber in keiner Weise einschränkend sind: andere Ausführungsformen sind im Rahmen des Umfangs und der Breite dieser Erfindung möglich, besonders dann, wenn man die Form des Körpers des Ankers ändert, der entweder aus mechanischen Teilen in mechanischer Schweißung zusammengesetzt sind, oder aus abgeformten oder geschmiedeten Teilen, oder auch aus anderen Materialien, usw.
• Fig. 1 ist eine Perspektivansicht der Gesamtheit einer Ausführungsform einer Verankerungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
• Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer Vorrichtung nach Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine vereinfachte Ansicht derselben Vorrichtung wie die, die in Fig. 2 dargestellt ist.
• Fig. 4 ist ein Schnitt längs CC' der Vorrichtung der Fig. 3.
• Fig. 5 ist ein Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach einer anderen Ausführungsform.
• Fig. 6 ist ein Querschnitt längs DD' der Vorrichtung der Fig. 5.
• Fig. 7 ist eine Darstellung in verschiedenen Phasen der Schwenkbewegung während des Einsatzes einer Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 6.
• Die Fig. 8 bis 10 stellen eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar: Fig. 8 ist ein Längsschnitt nach VIII/VIII' der Draufsicht nach der Fig. 10 und Fig. 9 ist ein Schnitt längs IX/IX' der Fig. 8.
• Die Fig. 11 und 12 sind Darstellungen des betrieblichen Einsatzes einer Vorrichtung nach den Fig. 8 bis 10.
• Die Vorrichtung zur Verankerung des Fundaments eines Bauwerks im Boden weist tatsächlich in bekannter Weise einen Anker 1 und eine Zugleine bzw. Zuglinie 8 auf, die längs einer Achse ZZ' angesetzt ist.
• Der Körper des Ankers 1 ist aus verschiedenen Elementen gebildet, wie insbesondere einer vorderen, profilierten Ausbuchtung 2 zum Eindringen in den Boden, die aus zwei eingeschnürten Flossen gebildet sein kann, die versetzt und symmetrisch beiderseits der Ebene angeordnet sind, die durch die Achse der Zugleitung ZZ' und der Eindringrichtung XX' des Ankers festgelegt ist: die genannte vordere, profilierte Ausbuchtung 2 gestattet so das Einrammen des Ankers in den Boden längs der genannten Achse XX' dank der Schubwirkung, die durch ein Rüttelelement 20 übertragen wird und die man von der Oberfläche des Bodens oder von der Wand des Geländes bzw. der Erde aus aufbringt, in welcher man den genannten Anker eindringen lassen will, und die dann längs der Achse XX' an der Rückseite des Ankers in einem Sitz 4 angreift, der hierzu vorgesehen ist.
• Der genannte Ankerkörper 1 weist auch beiderseits dieses Sitzes 4 eine hintere Ausbuchtung 3 in der Verlängerung der vorderen Ausbuchtung 2 und mit einer ausreichenden Oberflä che auf, um es zu gestatten, daß sie sich der Zugwirkung der Leine 8 in der Verankerungslage widersetzt, indem sie sich gegen den Boden anlegt, und so, wie in Fig. 7 dargestellt, nachdem der Anker dort eingedrungen ist und nach einem ersten Schritt der Schwenkbewegung, wobei dieser Anschlag durch die Kraft F'2 in dieser Fig. 7 dargestellt ist, während die vordere Ausbuchtung 2 auch auf der anderen Seite der Achse ZZ' eine Reaktion durch Anlage gegen den Boden gemäß der Kraft F'3 sicherstellt: es ist die Kombination dieser beiden Reaktionskräfte im Boden, die es gestatten, das Gleichgewicht des Ankers und den Halt der Zugleine 8 sicherzustellen, die der gewünschten Zugkraft T4 unterzogen wird, nachdem der Anker in der vorgegebenen Tiefe positioniert wurde.
• Das Endstück eines der Enden 18 der Zugleine 8 ist fest mit einem Angriffspunkt oder -stück 9 verbunden, der bzw. das zur Mitte des Ankerkörpers 1 hin gelegen ist, wobei dieser Angriffspunkt 9 zwingend in Bezug auf dessen Zugachse ZZ' zur Achse XX' des Ankerkörpers 1 für die Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 versetzt ist und sogar bevorzugt in der genannten Achse gelegen ist, um ein höchstmögliches Schwenkmoment zu erzielen; dagegen kann in den Ausführungsformen der Fig. 8 bis 12 diese Versetzung nicht vorliegen oder zumindest unerheblich sein, da ja das gewünschte und notwendige Schwenkmoment dann durch die Kraft der Feder 24 sichergestellt wird, die zusammengedrückt ist.
• In den Fig. 1 bis 7 bildet das genannte Führungs- und Angriffsteil 7 einen Teil des genannten Ankerkörpers 1, und auf dieses wirkt das genannte Ende 18 der Zugleine ein, die dann notwendigerweise verformbar ist, wie etwa ein Seil, und wie man dies im übrigen unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Fig. 1 bis 7 nennen wird, wobei dieses Ende 18 am Angriffspunkt 9 befestigt ist: dieses Führungs- und Anlageteil 7 gestattet es dem Ende 18 der Zugleine 8, zwischen dem genannten Angriffspunkt 9 und der eigentlichen Zugachse ZZ' geführt zu werden, was die genannte Versetzung sicherstellt, und derart, daß das genannte Ende 18 des Zugseils 8 einen Winkel β von mehr als 10º und weniger als 90º und bevorzugt zwischen 60 und 90º der Achse XX' des Ankers bildet.
• Nach der Ausführungsform der Fig. 2 oder 3 oder 4 ist der genannte Angriffspunkt oder das genannte Angriffsteil 9 von einem Schwenkansatz mit im zylindrischen Fall rotationssymmetrischer Form gemäß einer Achse senkrecht zu den genannten Achsen XX' und ZZ' gebildet, das am Endstück 19 des Endes 18 des Seils 8 befestigt und mit diesem fest verbunden ist, auf dem es als Stutzen angesetzt ist: der genannte Ansatz 9 kann so ein zylindrisches Teil oder ein kugeliges Teil sein: er kann auch eine Anbringung im Körper des Ankers sein; das Teil, das den Ansatz 9 bildet, kann ein hohles Ansatzstück aufweisen, in dem das Ende 18 des Seils 8 hindurchläuft: es ist dieses Ansatzteil, das sich dann gegen das Führungsteil 7 des Ankerkörpers anlegt. Der genannte Ansatz 9 ist im Sitz 10 des Ankerkörpers aufgenommen und gelenkig gelagert, indem er sich mindestens längs der Achse senkrecht zu den genannten Achsen XX' und ZZ' drehen kann, und er steht mit einer trompetenförmigen Öffnung 20 in Verbindung, durch welche das genannte Ende 18 des Seils hindurchtritt. Bevorzugt ist dieser genannte Sitz vor der Oberflächenmitte der Anordnung aus der Ausbuchtung 2, 3 des genannten Ankers gelegen.
• Wie man auf der Darstellung der Fig. 2 sehen kann, wird, wenn man dann längs der Achse ZZ' mit einer Kraft T an der Zug- und Verankerungsleine 8 zieht, die genannte Kraft auf dem Ende 18 des genannten Zugseils 8 bis zum Endstück oder Anbringungspunkt 9 längs der Achse YY' übertragen, die mit der Achse ZZ' einen Winkel α bildet, der in der Ursprungslage der Vorab-Schwenkbewegung des Ankers dann, wenn er sich beispielsweise am Boden des Loches befindet, gleich dem Winkel β ist, der vorangehend definiert wurde.
• Die Kombination aus der Zugkraft T und der Reaktionskraft R1, die durch den Ansatz 9 erzeugt wurde, um sich der Übertragung dieser Zugkraft auf das Ende 18 des Seils zu widersetzen, erzeugt eine resultierende Kraft R quer zu den genannten Achsen XX' und ZZ', die ein unmittelbares Schwenkmoment dank der genannten Anlage des Endes 18 der Zugleine 8 auf dem Anlageteil 7 erzeugt: die Neigung dieser Reaktionskraft R hängt gewiß vom Ausgangswinkel β ab; man wählt bevorzugt einen Winkel von 60 bis 90º, aber ein sehr geringer Winkel in der Größenordnung von 10º wird noch immer eine Reaktionskraft gestatten; man begrenzt den Winkel auf 90º maximal, denn jenseits dessen würde ein größerer Winkel eine Schwenkkraft erzeugen, die während der eigentlichen Verankerung des Ankers in der endgültigen Lage im Boden nutzlos ist, in dem er sich halten soll, was sogar gelegentlich nachteilig für eine Vorspannungswirkung des Bodens sein kann, in dem man eine symmetrische Aufteilung auf der Ausbuchtung ohne ergänzende Schwenkkraft wünscht.
• Der genannte Ankerkörper 1 kann auch eine Schutzflosse 5 vor dem genannten Anlageteil 5 aufweisen, um dieses und das Seil während des Einpressens in den Boden zu schützen, und zwar senkrecht zur vorderen Ausbuchtung 2 und in einer Höhe h in Bezug auf diese, die größer ist als der Abstand d der Versetzung der Achse ZZ' des genannten Zugseils 8, sowie eine Flosse 6, die auf der anderen Seite der Ebene der vorderen Ausbuchtung 2 in Bezug auf diese erste Flosse 5 gelegen ist.
• Die genannten beiden Flossen 5 und 6 sind bevorzugt in Bezug auf die Ebene der Ausbuchtung 2 symmetrisch und identisch, um die Kräfte während des Einschlagens des Ankers auszugleichen, sowie um es somit und dank ihrer Kombination mit der vorderen Ausbuchtung 2 zu gestatten, die Einschlagrichtung zu garantieren.
• Wie in Fig. 7 dargestellt, schneidet die genannte obere Flosse oder Rippe 5, die an der Vorderseite profiliert ist, um die Eindringung in den Boden zu gestatten, diesen und schützt das Seil 8, während die untere Rippe oder Flosse 6, die ebenfalls auf der Vorderseite in gleicher Weise profiliert ist, den Boden wie die obere schneidet und außerdem durch Wirkung ihrer Kante 16 einen Schwenkanschlag bildet, wie in Fig. 7 dargestellt.
• Fig. 3 ist demnach eine Darstellung einer Vorrichtung nach Fig. 2 im Schnitt AA entsprechend der Fig. 4, während diese ein Schnitt längs CC' derselben Vorrichtung der Fig. 3 ist: der Sitz 10 des Ansatzes 9 und dieser selbst sind hier zylinderförmig.
• Gemäß der Darstellung der Beispiele der Fig. 5 und 6 kann das Endstück 19 des Endes 18 des Seils 8 unmittelbar in einem Sitz 17 des Ankerkörpers 1 angesetzt sein, und das genannte Anlageteil 7 verlängert sich jenseits der Anlagezone des Endes des Seils 8 um 90º zur Achse XX' bis zum genannten Sitz 17, um mit diesem den genannten Angriffspunkt 9 zu bilden.
• Gemäß Fig. 7 sind drei Positionen des Ankers nach seinem Einsetzen beispielsweise durch Einschlagen dargestellt, indem man hinter diesem einen Schacht 15 mit der Achse PP' im Boden 11 beläßt, in den er bis zur gewünschten Tiefe eingerammt wurde, von welcher aus er verschwenken wird, wobei der Verlauf der Schwenkbewegung bekannt ist: entsprechend der Arten der Erde bildet er die Hälfte der Länge des Ankers. Es gibt eine geringe Gleitbewegung infolge der Tatsache des Setzens der Erde rund um den Anker. Die Achse PP' des Schachtes 15 fällt während der ganzen Einrammphase des Ankers mit dessen Achse XX' zusammen.
• Der erste Schritt ist der der unmittelbaren und nicht-umkehrbaren Vorab-Schwenkbewegung, während man das Verankerungsseil oder die Verankerungsleitung 8, das oder die der Kraft T2 unterzogen wird, unter Spannung setzt, und zwar dank der Zusammensetzung des Parallelogramms aus Wirkungs- und Gegenwirkungskräften, wie anhand Fig. 2 beschrieben. Beispielsweise kann man Größen der resultierenden Kraft R der Vorab-Schwenkbewegung und dann der Schwenkbewegung entsprechend dem Winkel des Ankers für eine beispielsweise konstante Zugspannung T2 von einer Tonne aufbringen: wenn der Winkel α oder β 90º beträgt, dann ist R = 1,4 Tonnen: wenn sich dann der Winkel mit der Schwenkbewegung, wie beispielsweise in der Lage 13 der Fig. 7, auf 60º verringert, wie es auch der Fall sein könnte bei einer Ausgangslage bei a und β von 60º, dann wird R etwa 10000 Newton oder 1 Tonne; dann wird im dritten Schritt der Schwenkbewegung oder in einer Ausgangslage wie beispielsweise in der der Lage 14, wo α 40º beträgt, R = 6840 Newton; sogar jenseits dessen, wenn α auf 20º abnimmt, verringert sich die resultierende Kraft R so auf 3480 Newton, aber dies ist nicht mehr so bedeutend, weil nachfolgend der Eingriff der Ausbuchtungen, insbesondere der hinteren Ausbuchtung, ausreicht, um die Drehung der Lage 14 in der endgültigen Verankerungslage zu beenden.
• Diese Kraft R ist demnach gewiß am größten bei Beginn der Drehung während dieses Schritts der Vorab-Schwenkbewegung, in der diese Kraft, wenn man einen genügend großen Winkel α nimmt, ein Schwenk-Drehmoment infolge der Tatsache hervorruft, daß der Abstand dieser Resultierenden R vom Drehpunkt G ausreichend groß ist, um die Schwenkbewegung in der Erde sicherzustellen, gleichgültig, welcher Art diese ist.
• In der Lage 12 der Fig. 7 unmittelbar nach der Vorab- Schwenkbewegung fährt die übertragene Kraft T2 in der Verankerunsleine fort, eine Kraft und demnach ein Schwenkdrehmoment auf dem Anlageteil 7 hervorzurufen, wie oben angegeben, das dann fortlaufend im Maß der Schwenkbewegung des Ankers und demnach der Verringerung des Winkels α abnimmt, wobei man weiß, daß der Winkel β gewiß bis zum Ende der Schwenkbewegung konstant bleiben wird. Von einem ausreichenden Winkel α ausgehend ist es die untere Flosse 6, die im Begriff ist, einen Anlage- und Sperrpunkt im Boden durch ihre Kante 16 zu bilden, und eine Reaktionskraft F1 erzeugt, die sich dem Wiederansteigen des Ankers entgegensetzt: von der bereits benannten Lage 12 an wird sich dann ein ergänzendes Schwenkmoment zwischen dieser Reaktionskraft des Bodens F1 und der Zugwirkung T2 einstellen.
• In der nachfolgenden Phase 13 der Schwenkbewegung ist es, während die Kante 16 der unteren Flosse 6 sich zurückzieht und demnach die Reaktionskraft F'1 im Boden verringert, die hintere Ausbuchtung 3 des Ankers, die vollständig in diesen eingreift, während am Anfang lediglich ihre Kante 22 sich verhakt und eine bedeutende Reaktionskraft F2 erzeugt, die, wenn man will, die Ablösung der Kraft F1, F'1, vornimmt, während die Reaktionskraft des Bodens in Bezug auf die vordere Ausbuchtung F3 beginnt, ebenfalls an Größe zuzunehmen, aber um einen Wert, der kleiner ist als die hintere Kraft F2, und zwar infolge der Tatsache, daß die vordere Ausbuchtung eine im Boden offenliegende, untere Fläche aufweist, die es somit dem Anker gestattet, mit der Schwenkbewegung fortzufahren.
• Das Ende der Schwenkbewegung, das beispielsweise in der Lage 14 dargestellt ist, stellt sich durch das Gleichgewicht der Reaktionskräfte des Bodens F'3 und F'2 ein, die auch die Zugkraft T4 kompensieren, die auf das Seil 8 aufgebracht wird, und zwar in Bezug auf die Lage dessen Zugpunktes, der bevorzugt vor dem Oberflächenschwerpunkt liegt, bis dieses Gleichgewicht stabil ist: die beiden Momente, die durch diese beiden Reaktionskräfte im Boden erzeugt sind, müssen sich kompensieren und demnach aufheben, um dieses Gleichgewicht im gewünschten endgültigen Winkel der Achse XX' in Bezug auf die anfängliche Einschlagachse PP' oder Zugachse ZZ' des Seiles 8 zu erreichen.
• Wie in der Einleitung erwähnt, ist es durchaus ersichtlich, daß das Zugkabel 8, das in der vorliegenden Beschreibung benutzt ist, durch jede verformbare und/oder weiche Leine ersetzt werden könnte, die es gestattet, die Zugkräfte zu übertragen, wie eine Kette, einen Riemen oder jede andere Vorrichtung wie etwa eine verformbare Stange.
• Die Fig. 8 bis 12 stellen eine andere Ausführungsform der Erfindung dar, deren Hauptanwendung die Verankerung in niedriger Tiefe bis zu etwa 1 Meter ist und in der das genannte Führungs- und Anlageteil 7 keinen Teil des Verankerungskörpers wie vorher bildet, sondern der Zugleine 8: es ist durch ein starres Teil gebildet, das das Ende 18 der Zugleine 8 bildet, sich über eine Feder 24 auf dem Körper 1 des Ankers abstützt und um den Punkt 9 schwenkt. In diesem Fall kann die eigentliche Zugleine 8 ein einziges Bauteil bis zur Bodenoberfläche sein, das Ende 18 aufweisen und aus einem einzigen Teil gebildet sein, bis zur Anlenkung und dem Angriffspunkt 9 hin und diese bzw. diesen mitinbezogen; die Zugleine bis zur Oberfläche kann auch von einer verformbaren Leine wie in den Fig. 1 bis 7 gebildet sein und in der Nähe des Ankers 1 auf dem anderen Ende in Bezug auf den Angriffspunkt 9 des genannten Endstücks 18 gebildet sein, das dann starr ist.
• In dieser Ausführungsform sind, worauf ausdrücklich hingewiesen wird, die bereits vorausgehend beschriebenen Elemente wiederzufinden, wie etwa der Hauptkörper 1 des Ankers, der eine Flosse aufweist, die eine Verstärkung bildet, in der die Anlenkung und der Verankerungspunkt 9 gelegen ist, sowie eine Flosse, die einen Abstützungssporn 6 auf der anderen Fläche bildet; der hintere Teil des Körpers 1 des An kers weist eine Bohrung 4 für die Führung des Endes der Einschlagstange 20 auf, und die Rückseite 22 des Körpers 1 dient unter anderem als Amboß für die genannte Schlagstange, wie in Fig. 11 dargestellt. Die Ausbauchung des Ankers befindet sich in seinem hinteren Teil 3 mit konstantem Querschnitt sowie in seinem vorderen Teil 2 mit zugespitztem Querschnitt zum Eindringen in den Boden 11, mit zwei seitlichen Kanten 23, die die Verhakung im Boden begünstigen, wenn die Zugwirkung T auf die Verankerungsleine 8 einwirkt; die Art und Weise der Betriebsaufnahme, die in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist, entspricht denselben, beschriebenen Phasen wie in der Darstellung der Fig. 7, auf die Bezug genommen wird, insbesondere für die Lagen der Vorab-Schwenkbewegung 12 und 13 der Fig. 7a und 7b.
• Ein solcher Anker weist eine ausgeklügelte Form auf, um einen geringeren Widerstand gegenüber der Eindringung in den Boden zu bieten, obwohl vorab Vorbohrungen ausgeführt werden können, wobei diese Formen als Pfeilspitzen verjüngt sind, und alle Ausbuchtungselemente an den eigentlichen Körper des Ankers mit großen Form-Krümmungsradien angesetzt sind.
• Im Hauptkörper 1 des Ankers ist ein Sitz 10 eingearbeitet, in dem der Endangriffspunkt 9 der Verankerungsleine 8 eingeschlossen ist, wie etwa durch eine gelenkige Lagerung mit einem Zapfen oder mit einer Achse oder einem zylindrischen Schwenkstift, der einen Teil der genannten Verankerungsleine bildet; der genannte Sitz 10 ist durch eine Öffnung 20 auf der Fläche geöffnet, die man Rückenfläche des Ankers nennen könnte, für das Hindurchstecken und die Relativdrehung in Bezug auf den Anker über etwa beispielsweise 90º des starren Teils 7 des Endes 18 der Verankerungsleine 8 zwischen der Einschlaglage und der der endgültigen Verankerung; diese Verankerungsleine kann hier während ihrer Montage durch die Bauchfläche des Ankers eingefädelt werden, wo der genannte Sitz 10 einmündet.
• Die Anlenkung 9 sitzt ein wenig vor der Oberflächenmitte des Ankers 1 und eine andere Bohrung 25, die auf der Rückseite dieser Anlenkung 9 gelegen ist, enthält die Feder 24 und kann mit der Bohrung 4 der Einrammstange in Verbindung stehen: diese Feder 24 gibt einen Impuls zur Vorab-Schwenkbewegung und demnach zur Verhakung des Ankers während seines Einsetzens, wenn man die Einrammstange 20 herauszieht. In dem Maße, in dem die Anordnung der Zugleine 8 bis zur Oberfläche steif ist, kann man diese Aufricht-Eindrücken von der Oberfläche aus während der Dauer des Einrüttelns beibehalten; andernfalls kann, wenn die Zugleine mindestens teilweise verformbar ist, eine Nase oder jedes andere Haltemittel fest mit der Einschlagstange 20 verbunden sein, um das Ende 18 gegen diese bis zu ihrem Zurückziehen zurückzuhalten. Die Feder 24 ist eine Wendelfeder und arbeitet auf Zusammendrückung: sie ist vor der Umgebung 11 während des Einrammens gut geschützt, denn sie kann vollständig in der Bohrung 25 sitzen, die dann vom starren Teil 7 verschlossen ist, das dann jedes Eindringen von Kies oder anderen Bodenpartikeln verhindert, die dann ihr Ausweiten behindern könnten.
• Die Wölbung in gekrümmter Form des Endteils 18 der Verankerungsleine gestattet es, die Versetzung der Zugwirkung ZZ' in Bezug auf die Schwenkachse 9 herzustellen: diese Versetzung kann zweckmäßig sein, um den Drehzapfen 9 im Veran kerungskörper einzuschließen, ohne daß man diesen zu sehr verdicken muß, könnte aber wegen des Vorliegens der Feder 24 auch nicht vorliegen, die das Schwenkmoment durch ihre Reaktionskraft R ergibt. Man könnte sogar eine steife Zugleine 8 ins Auge fassen, die entsprechend der Einschlagachse XX' angeordnet und angelenkt ist: dann könnte es die Zugleine 8 ihrerseits sein, die es gestattet, das Einrammen sicherzustellen, oder die Zugstange 20 könnte hohl sein und die Zugleine 8 umgeben; die Feder 24 wäre in einer Bohrung angeordnet, die in Bezug auf die Achse XX' versetzt wäre.
• Während Versuchen, die mit einem Anker von 200 mm Länge auf 70 mm Breite mit einer Ausbuchtungs-Oberfläche von 105 cm² aus verschweißtem Stahl und mit einem Gewicht in der Größenordnung von 1,2 kg, bei einem Widerstand der steifen Verankerungsleine von etwa 14000 Newton und einem Verankerungswiderstand von 30000 Newton durchgeführt wurden, erhielt man eine unmittelbare Schwenkbewegung mit einer Federkraft von mindestens 150 Newton bei der gewünschten Tiefe und eine Nenn-Verankerungsfähigkeit im trockenen Boden in der Größenordnung von 7000 Newton.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verankern des Fundaments eines Bauwerks im Boden, mit einem Anker (1) und einer Zugleine (8) mit einer Achse (ZZ'), bei der das Endstück (19) des einen Endes (18) fest mit einem Angriffspunkt (9) oder Angriffsteil verbunden ist, der bzw. das auf dem Körper des Ankers (1) befestigt ist, wobei dieser Körper eine vordere, profilierte Ausbuchtung (2) aufweist, um längs seiner Achse (XX') in den Boden einzudringen, und eine hintere Ausbuchtung (3), um sich der Zugwirkung der genannten Leine (8) dadurch zu widersetzen, daß sie im Boden ein Widerlager bildet, nachdem der Anker dort eingedrungen ist und verschwenkt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Führungs- und Anlageteil (7) für das genannte Ende (18) der genannten Zugleine (8) aufweist, wobei das Anlageteil (7), das zwischen dem Angriffspunkt (9) und der Zugachse (ZZ') angeordnet ist, auf den Körper des Ankers (1) eine Kraft quer zur Achse (ZZ') überträgt, die ein Schwenkmoment erzeugt, wenn das genannte Ende (18) durch die Zugleine (8) in dieser Achse (ZZ') unter Zugspannung gesetzt wird, und daß der Körper des Ankers (1) eine Flosse (6) aufweist, die auf der anderen Seite der Ebene der vorderen Ausbuchtung (2) in Bezug auf das Führungsteil (7) gelegen ist und ein hinteres Ende (16) aufweist, das sich im Boden anlegt und sperrt, sobald die Zugleine (8) in der Achse (ZZ') unter Zugspannung gesetzt ist und danach trachtet, den Anker wieder heraustreten zu lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (7) von einem steifen Teil gebildet ist, das das Ende (18) der Zugleine (8) bildet, das um den Punkt (9) gelenkig angeordnet ist und sich auf dem Körper (1) des Ankers durch eine Feder (24) abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte steife Teil (7) gebogen ist und daß sein Ende (18) durch einen Drehzapfen endet, der den genannten Angriffspunkt (9) der Zugleine (8) bildet.

4. Verankerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt (9) der Zugleine in Bezug auf die Achse (ZZ') ihrer Zugspannung zur Achse (XX') des Körpers des Ankers (1) hin versetzt ist, und daß das Führungsteil (7) die genannte Versetzung sicherstellt und ein Abschnitt des Körpers (1) des Ankers ist, auf dem sich das genannte Ende (18) der Zugleine (8), das am genannten Punkt (9) befestigt ist, abstützt, die verformbar ist.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Angriffspunkt (9) von einem Ansatz gebildet ist, der zylindrisch ist, mindestens entsprechend einer Achse senkrecht zu den genannten Achsen (XX') und (ZZ') einen Rotationskörper bildet, festgelegt ist, fest mit dem Endstück (19) des genannten Endes (18) der Zugleine (8) verbunden ist und in einem Sitz (10) schwenkbar gelagert ist, der im Körper des Ankers ausgebildet ist, in dem er sich drehen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (19) des genannten Endes der Leine (8) unmittelbar in einem Sitz (17) des Körpers des Ankers (1) eingesetzt ist und das genannte Führungs- und Anlagestück (7) über die Zone der Anlage des Endes (18) der Leine (8) hinaus unter 90º zur Achse (XX') bis zum genannten Sitz (17) verlängert ist, um zusammen mit diesem den genannten Angriffspunkt (9) zu bilden.

7. Ankervorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Angriffspunkt (9) in der Achse (XX') des Körpers des Ankers gelegen ist.

3. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (β) zwischen dem Ende (18) der Zugleine (8) und der Achse (XX') des Ankers (1) zwischen 10 und 90º beträgt.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Anker (1) eine Schutzflosse (5) vor dem genannten Führungsteil (7) senkrecht zur Ebene der vorderen Ausbuchtung (2) und mit einer Höhe h in Bezug auf diese aufweist, die größer ist als die Strecke der Versetzung der Achse (ZZ') der genannten Zugleine (8).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flossen (5, 6) in Bezug auf die genannte Ebene der vorderen Ausbuchtung (2) symmetrisch sind, identisch sind und alle beide vor dem gerannten Führungsteil (7) gelegen sind.