DE7424864U - Aufspannfeld mit versuchsaufbauten - Google Patents

Description

t · 9

/pune!dung

MFL Prüf- und Meßsysteme GmbH,
68 Mannheim 81, Rohrhoferstr. 44

Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten

Die Erfindung bezieht sich auf Aufspannfelder, deren Kraftübertragungselemente der einzelnen Rasterpunkte transportabel sind und an beliebigen Stellen des Aufspannfeldes eingesetzt werden können, um die verschiedensten VerSuchsaufbauten zu befestigen.

Versuchsaufbauten werden durch Schraubverbindungen mit dem Aufspannfeld verbunden. Die Konstruktion der Schraubverbindungen richtet sich nach den zu übertragenden Kräften. Bei kleinen Kräften werden Spannschrauben verwendet und im Beton verankerte Gewindeköpfe oder Hammerkopfschrauben, bei denen dann in Beton entsprechende Gegenstücke, z.B. Schienen verankert sind.

Genügt die Dehnlänge der Spannschrauben nicht, so werden oft Tellerfedern zugeschaltet. Dehnschrauben (Spannanker) werden in der Hauptsache bei größeren Kräften eingesetzt. Diese Kraftübertragungselemente sind alle mit dem Aufspannfeld fest verbunden, entweder direkt mit dem Beton oder bei einigen Plattentellerkonstruktionen unter Verwendung von Gießharz.

Da je ein oberes Kraftübertragungselement mit einem Rohr verbunden ist, hängt die spätere Lagegenauigkeit der Kraftübertragungselemente bereits von der Genauigkeit dar Montage der Rohre ab. Um die Rohre während des Betonierens in ihrer Lage zu halten, wecden sie durch Laschen verbunden. Je nach dem werden diese Laschen auch zur Kraftübertragung herangezogen.

Als weiterer Faktor muß auch das Schwinden und Kriechen des Betons beim Erhärten berücksichtigt werden. Während der Montage dürfen außerdem keine Temperaturänderungen eintreten, um einen Wärmeverzug der einzelnen Rasterpunkte gegeneinander zu verhindern.

-2-

ι t

I I I I I

Zur Montage der Rasterpunkte werden Lehren verwendet, welche die horizontalen Abstände festlegen, wobei je nach Herstellerwerk 6-9 Rasterpunkte erfaßt werden, Derartige Lehren sind sehr aufwendig ) und schwer. Sie benötigen daher zum Transportieren einen Kran. Beim j betonieren des Aufspannfeldes ist meistens noch kein Hallenkran vor- j handen, sodaß ein aufwendiges Transportgestell erstellt werden muß j oder es muß ein teurer Baukran eingesetzt werden. Die Montagezeit ist entsprechend hoch.

Ferner ist mit der österreichischen Patenschrift Nr. 295 250 eine weitere Ausführungsart bekannt, bei der die Auflageteile der Versuchsaufbauten gleichachsige Bohrungen mit dem Fundament für die Ankerdurchführung aufweisen, wobei der Anker von einem Hohlbolzen umfaßt ist. Im Fundament ist er durch Paßsitz befestigt und ragt in ein Rohrstück des VerSuchsaufbaues hinein. Über dem Hohlbolzen ist eine Anzahl aufeinandergeschichtete Reibscheiben gesteckt, die abwechselnd mit Preßsitz am Hohlbolzen bzw. am Rohrstück anliegen und mit der Gegenseite Spiel aufweisen.

Durch das wechselseitige Spiel der Reibscheiben sollen in losem Zustand die Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Das verbleibende Spiel im Fundament wirkt sich jedoch bei den Versuchen nachteilig aus, weil bei wechselnden Horizontalkräften der Aufbau zum Rattern kommt und bei höheren Frequenzen Spannungsrost auftreten kann. Um dies zu verhindern, könneu bei diesem Patent auch Hohlbolzen verwendet werden, die mit dem Fundament fest verbunden sind. Sie wirken dann jedoch durch das Überstehen gegenüber dem Fundament beim Transport der Aufbauten sehr hindernd. Nach der Norm DIN 51 231 "Aufspannfelder" Abschnitt 3.5 sind aus der Oberfläche herausragende Teile unzulässig. Ferner sind die geforderten Paß- und Preßsitze sehr aufwendig und die Montage sehr kostspielig.

Nach einer weiteren bekannten Konstruktion werden zum Ausgleich der Abstandsunterschiede Scherbüchsen verwendet, deren oberes Ende als Doppelexzenter ausgebildet ist.

Diese Konstruktion erreicht auch nur einen Formschluß im Versuchsaufbau, während zwischen der Scherbüchse und dem Kraftübertragungselement noch ein Spiel vorhanden ist. Wie fest ein Doppelexzenter bei einer schwingenden Belastung in seiner Stellung verbleibt, hängt von der entsprechenden Stellung selbst ab. Trotz hoher Anzugsmomente läßt sich ein lösen nicht immer verhindern.

• J.Q. — · ·

• · «—j··- «... •«•••t >« ■ « ■

Die unteren Kraftübertragungselemente brauchen im Gegensatz zu den oberen keine Horizontalkräfte aufzunehmen. Ein unteres Kraftübertragungselement leitet lediglich die vom Spannanker erzeugte Vertikalkraft in das Aufspannfeld ein. Im allgemeinen bestehen die bekannten unteren Kraftübertragungselemente aus einbetonierten quadratischen Plattentellern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese angezeigten Mängel zu vermeiden, die hohen Fertigungskosten zu senken, und die Funktionsfähigkeit zu erweitern.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß das Aufspannfeld so ausgeführt wird, daß sein Bohrungssystem und die Kraftübertragungselemente oder deren Lagerung horizontal und vertikal getrennt justierbar sind, und spielfreie Verbindungen zwischen Versuchsaufbau und Aufspannfeld vor dem Verspannen einen Ausgleich von Rastermaßunterschieden ermöglichen.

Weiterhin werden gemäß der Erfindung die Kraftübertragungselemente nicht fest in das Spannfeld einbetoniert. Es sind in diesem lediglich für die oberen Kraftübertragungselemente entsprechende Vertiefungen eingebracht, die durch einen Abguß der oberen Kraftübertragungselemente (Lehre) genau angepaßt und gleichzeitig justiert werden. Die oberen Kraftübertragungeelemente werden an dem betreffenden Versuchsaufbau oder Prüfkörper befestigt und zusammen mit dem Versucheaufbau oder Prüfkörper in fast allen Fällen mit einem Kran transportiert und in die Vertiefungen eingesetzt. Die nicht benötigten Vertiefungen werden durch einen Deckel abgedeckt.

Der besondere Vorteil dieses Systemes besteht darin, daß nur wenige obere Kraftübertragungselemente benötigt werden, das heißt bei einem größeren Aufspannfeld beispielsweise nur 20 Stück anstelle von 330 Stück. Hieraus ergibt sich eine erhebliche Kostenersparnis.

Das Ausgießen der Vertiefungen in Spannfeld erfolgt erst nach dem Erhärten des Betons. Veränderungen im Beton, wie Wärmeverzug, Schwinden, Kriechen usw., sind damit zum großen Teil abgeklungen und wirken sich nicht mehr auf die Genauigkeit der Justierung aus. Kleine Veränderungen, die später auftreten, können durch eine ebenfalls erfindungsgemäße Konstruktion zur horizontalen Verschiebung des Kraftübertragungselementes iir. Versuchsauf bau ausgeglichen werden.

-4-

Il I
I t f ι
I ■ I t t ι

Im Prinzip können alle bekannten Kraftübertragungselemente verwendet werden, sofern sie so gestaltet werden, daß sie aus den entsprechenden Vertiefungen im Aufspannfeld wieder leicht herausgezogen werden können, das heißt einen nach unten konischen Zulauf haben.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin, daß man mit verhältnismäßig kleiner Vorspannkraft des Spannankers, bezogen auf die höchste zu übertragende vertikale Zugkraft, eine vollständig spielfreie übertragung der Kräfte vom Versuchsaufbau auf das Aufspannfeld erhält.

Dies wird erreicht durch die Verwendung verzahnter Zwischenstücke und/oder Keilverbindungen, sowie durch nach unten konisch verlaufende Kraftübertragungselemente, bei welchen durch ein Verspannen mit dem Spannanker das Spiel von selbst beseitigt wird.

Durch die spielfreien Verbindungen, nach der Erfindung, zwischen Versuchsaufbau und Aufspannfeld tritt kein Rattern bei horizontalen Wechselkräften auf.

Unter Umständen entstehender Spannungsrost hat nicht zur Folge, daß sich die Verbindung nicht mehr lösen läßt.

Die Abstandstoleranzen der Rohre und der Vertiefungen können so vergrößert werden, daß mit tragbaren Lehren gearbeitet werden kann.

Ein Versenden und Nacharbeiten von Ausgleichsringen oder Ausgleichsplatten entfällt, da an Ort und Stelle eine endgültige Justierung der Vertiefungen und damit der Kraftübertragungselemente erfolgt. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Aufspannfeld im Seitenriß,
Fig. 2 dasselbe im Grundriß,
Fig. 3 einen Versuchsaufbau,
Fig., 4 ein Modell zur Aussparung im Beton, Fig. 5 eine mittels einer Lehre ausgegossene Vertiefung, Fig. 6 zwei verschiedene Verspannungen,
Fig. 7 eine weitere Verspannung mit Unterteil,

Fig. 8 eine Kraftübertragung mittels einer Keilverbindung im Seitenriß und

Fig. 9 einen Schnitt der Keilverbindung.

»I III · ·

In Fig. 1 u. 2 ist ein betoniertes Aufspannfeld (1) mit entsprechenden Rasterpunkten (2) dargestellt. Auf der Fläche 9x25 m befinden ;; sich 225 Rasterpunkte (2), |

Fig. 3 zeigt einen normalen Versuchsauf bau, bestehend aus zwei Por- ,, talen (3 u.3')/ einem Verbindungsträger (4), sowie zwei Biegeböcken ; (5 U.5¹) mit dem aufliegenden Probekörper (6),

Am Verbindungsträger (4) angebrachte Prüf zylinder, die die Prüf- ;'

kräfte erzeugen, sind durch zwei Pfeile angedeutet. Γ

Die Portale (3 u.3') sowie die Biegeböcke (5 u.5¹) werden durch · ;'

Spannanker (7) mit dem Aufspannfeld (1) verbunden. Ά

Nach Fig. 4 werden zur Herstellung der Vertiefung (8) , Formlehren |f

(9) als Kernmodelle verwendet. Diese Lehren (9) werden vor dem Be- ρ tonieren mit ihrem Stutzen in die in das Aufspannfeld (1) einzu- ;§ gießende Rohre (10) gesteckt. Die Abmessungen der Formlehren (9) f sind so gewählt, daß ein größerer horizontaler Versatz der Rohre j(|

(10) beim nachträglichen Vergießen der Vertiefungen (8) zur Auf- ■$ nähme der Kraftübertragungselemente vorhanden sein kann. |:

Nach Fig. 5 wird die entstandene Vertiefung (8) eine Lehre von i den Kraftübertragungselementen, in der Zeichnung nicht dargestellt, ;, eingesetzt, dabei in ihrer Höhen- und Seitenlage genau justiert : und so dann der zwischen Lehre und Beton vorhandene Raum mit einem erhärtendem Werkstoff (11), z.B. Gießharz, ausgegossen. Es spielt hierbei keine Rolle, wenn die Lehre infolge einer ungenauen Montage der Rohre (10) oder der ungenauen Herstellung der Vertiefung (8) etwas exzentrisch in der Vertiefung (8) sitzt. Um beim Ausgießen ein Eindringen von Gießharz (11) in das Rohr (10) zu verhindern, wird ein leicht verschiebbarer Stopfen eingesteckt. Die Abdeckung der nicht benötigten Rasterpunkte (2) erfolgt mit einem Deckel (12).

Die Fig. 6 zeigt rechts einen Konuskopf (13), der über ein Rohrstück ' (14) mit dem Versuchsaufbau (15) durch Verschweißen fest verbunden ist. Der feste Konuskopf (13) fixiert die Lage des Versuchsaufbaues (15). Mit dem Spannanker (16) wird der Versuchsaufbau (15) mit dem ^Λ Aufspannfeld (1) verspannt.

Links ist der Konuskopf (13) mit einem Rohr (17) verbunden, das am ' oberen Ende ein Außen- und ein Innengewinde trägt. Zwischen der Unterseite des Versuchsaufbaues (15) und der Oberseite des Konus-

• · · · t J

1 t · · ""fi

kopfes (13) befinden sich die Zwischenstücke (19) mit verzahnter Oberfläche. Solange die Mutter (18) nicht angezogen ist, kann der Konuskopf (13) in Bezug auf den Versuchsaufbau (15) horizontal verschoben werden. Vor dem Anziehen der Mutter (18) wird das Rohrstück (17) mit einem hier nicht dargestellten hydraulischen Zugelement, welches in das Innengewinde des Rohres (.17) eingeschraubt wird und sich gegen den Versuchsaufbau (15) abstützt, vorgespannt. Dann wird die Abdeckung (20) aufgelegt und der Versuchsaufbau (15) mit Hilfe des Spannankers (16) mit dem Aufspannfeld (.1) verspannt.

Eine weitere Möglichkeit zur Verspannung des Konuskopfes (13) mit dem Versuchsaufbau (15) zeigt Fig. 7. An den Konuskopf (13) ist eine Platte (21) angeschweißt oder anderweitig mit diesem verbunden. Sie besitzt mehrere Gewindebohrungen (22) . Auf dem Versuchsaufbau (15) ist eine Traverse (23) aufgelegt, die mit Bohrungen (23) versehen ist, die den Gewindebohrungen (22) der Platte (21) entsprechen. Werden die Dehnschrauben (24 u.24¹) angezogen, so entsteht über die verzahnten Zwischenstücke (19) eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Versuchsaufbau (15) und Konuskopf (13). Vor dem Anziehen der Dehnschrauben (24 u. 24') kann der Konuskopf (13) horizontal verschoben werden.

Das untere Kraftübertragungselement (25) wird über den Belag (26) durch den Spannanker (16) gegen das Aufspannfeld (1) gedrückt. Der sonst übliche einbetonierte und mit dem Rohr (10) verbundene Plattenteller, entfällt.

Ferner sind die am System wirkenden Kräfte angegeben. Es bedeuten:

P_Sp = Vorspannkraft des Spannankers

P_v = Am Versuchsaufbau wirkende statische oder schwingende Vertikalkraft.

P_H = Am Versuchsaufbau wirkende statische oder schwingende Horizontalkraft.

Eine Keilverbindung im Seiten- und Grundriß zeigen Fig. 8 u.9. Am Konuskopf (13) ist ein Klemmansatz (27) angearbeitet. Der Rahmen (28) besitzt einen rechteckigen Ausschnitt und wird am Versuchsaufbau mit Schrauben (32) angebracht. In dem Ausschnitt befinden sich zwei Keile (29 u.29¹) die mit je einer Keilseite am Rahmen (28) und am Klemmansatz (27) anliegen.

Der Konuskopf (13) liegt auf dem Bund des Rohres (30) auf und wird mit dem Rohr (30) und dem Versuchsaufbau mittels einer Mutter (31) verschraubt. Zwischön..dem fiohr (30). mit dem Konuskopf (13) und Ver-

* .. Ill Il ·.. ··

• · · I ti /'[

f _· ι ■ · ■ ι Μ

ι -«V*»· ti ■ · ill·

·■*■■■ m 1

suchsaufbau (15) ist ein so großes Spiel vorhanden, daß der Konuskopf (13) mit dem Rohr (30) im Versuchsaufbau (15) horizontal leicht verschiebbar ist.

Während des Einsetzens des Versuchsaufbaues (15) mit Konuskopf (13) in das Aufspannfeld (1) sind die Keile (29 u.29¹) gelöst, sodaß der Konuskopf (13) im Versuchsaufbau (15) ebenfalls horizontal verschiebbar ist. Nach dem Einsetzen Werden die Keile (29 u.29^r) mit den Schrauben (33 u.33¹) angezogen, wodurch ein Formschluß zwischen dem Konuskopf (13) und dem Versuchsaufbau (15) entsteht. Die Lage der Keile (29 u.29¹) ist durch das Rastermaß in beiden Richtungen bestimmt, das heißt noch vorhandene Abweichungen vom Sollmaß werden beim Anziehen der Schrauben (33 u. 33^l) ausgeglichen. Die Verspannung gegenüber dem Aufspannfeld (1) erfolgt so dann mittels eines Spannankers (16) . Nach Lösen des Spannankers (16) zum Einsetzen des Versuchsaufbaues (15) in einen anderen Rasterpunkt, werden die Keile (29 u.29¹) mit den Schrauben (34 u.34¹) ebenfalls gelöst.

Claims (1)

1. ■ansprüche

   Aufspannfeld mit Versuchsauf bauten,, wie Prüfgerüsten, Biegeböcken, Prüfwänden, Haschinen oder anderen Teilen, die zur Durchführung von Versuchen darauf befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß es an jedem Hasterpunkt (2) seiner Oberfläche Vertiefungen (8) besitzt, in welche die oberen Kraftübertragungselemente (13) nach Bedarf eingesetzt werden können und diese mit den Versuchsaufbauten (15) verbunden sind, entweder durch eine starre Verbindung mit bekannten Maschinenelementen und/oder durch Verschweißen bzw. durch Verspannen mit Dehnschrauben, Dehnrohren usw. unter Verwendung von hydraulischen Zugelementen, oder durch Verspannen mit dem Spannanker, wobei vor dem Verspannen eine horizontale Verschiebung im Versuchsaufbau (15) möglich ist.

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragung horizontaler Kräfte vom Versuchsaufbau (15) auf das Aufspannfeld (1) durch Zwischenstücke (19) erfolgt, deren tragende Oberflächen verzahnt sind und diese Zwischenstücke (19) sowohl bei transportablen Kraftübertragungselementen als auch bei einbetonierten eingesetzt werden können.

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung horizontaler Kräfte vom Versuchsaufbau (15) auf das Aufspannfeld (1) durch zwei Keile (29 u.29') erfolgt, von welcher jeder mit einer Keilseite an einem Klemmansatz (27) am Kraftübertragungselement (13) und mit der anderen Keilseite an einem Widerlager (29) des Versuchsaufbaues (15) anliegt, wobei der Ausgleich horizontaler Abstandsdifferenzen der Rasterpunkte (2) durch Verschieben der Keile (29 u.29¹) erfolgt.

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten nach Anspruch 1,2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Spannankerkraft Pgp in die Unterseite des Aufspannfeldes (1) über ein bekanntes Kraftübertragungselement (25) unter Zwischenlage eines Ringes (26) mit der erforderlichen Härte und Festigkeit, direkt in den Beton erfolgt.

   -9-

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten nach Anspruch 1 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement (13) durch ein Rohr (30) mit Bund und Mutter (31) mit dem Versuchsaufbau (15) verbunden ist und das Kraftübertragungselement (13) nach Lösen des Spannankers (16) und der Keile (29 u.29¹) mit dem Versuchsaufbau (15) verbunden bleibt.

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betonieren die Vertiefung (8) zur Aufnahme der Kraftübertragungselemente (13) mittels einer abnehmbaren Formlehre (9) hergestellt werden.

   Aufspannfeld mit Versuchsaufbauten nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgießen der Lagerfläche für die Kraftübertragungselemente (13) mittels einer Vorrichtung mit einer Lehre, die horizontal und vertikal justiert werden kann, erfolgt, wobei bereits vorher die einbetonierten Rohre (10) zum Verhindern des Eindringens von Vergußmasse ('I), mit abnehmbaren Stopfen versehen sind.