WO2016029325A1 - Verfahren zur herstellung eines betonkörpers sowie betonschraubpfahl hergestellt mit diesem verfahren - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines betonkörpers sowie betonschraubpfahl hergestellt mit diesem verfahren Download PDF

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WO2016029325A1
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WO
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concrete
mold core
mold
boundaries
cylindrical
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PCT/CH2015/000093
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French (fr)
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Hans-Peter Felder
Christoph RUCH
Michael LAAGER
Erhard ZÜRCHER
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Alphabeton Ag
Kibag Bauleistungen Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/28—Cores; Mandrels
    • B28B7/30—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding
    • B28B7/306—Cores; Mandrels adjustable, collapsible, or expanding pliable or extensible
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22—Piles
    • E02D5/24—Prefabricated piles
    • E02D5/30—Prefabricated piles made of concrete or reinforced concrete or made of steel and concrete

Definitions

  • the present invention relates to a Ver ⁇ drive for the production of a concrete body and a Betonschraubpfahl produced by the method according to the preambles of the independent claims. STATE OF THE ART
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing a concrete body having a cavity which is open towards the outside via at least one opening.
  • a mold core for forming the cavity of the concrete body whose forming surfaces are at least partially formed by a layer of a compressible material which is arranged on a rigid support structure of the mold core, arranged in an outer mold for forming the outer surface of the concrete body, whereby a space is formed between the shaping surfaces of the outer mold and the shaping surfaces of the mold core.
  • This space is then poured out with concrete and the concrete is cured in it, where ⁇ arises through the concrete body.
  • the mandrel is then removed through the at least one opening from the cavity of the concrete body formed by this.
  • the outer mold is preferably also removed, but it is also conceivable that this remains as a lost formwork on the concrete body.
  • a mold core is used whose forming outer surface is partially or completely formed by a uniformly thick layer of a compressible material, preferably with a thickness between 2 mm and 6 mm.
  • a compressible material preferably with a thickness between 2 mm and 6 mm.
  • a rigid support structure with a desired contour is partially or completely coated with a film of a plastic foam ⁇ material, preferably with a PE foam sheet.
  • an outer mold is used whose shaping surfaces define the outer surface of a substantially cylindrical body.
  • externally substantially cylindrical concrete body such as concrete pipes, concrete poles or concrete ⁇ posts or piles, represents a preferred application of the method.
  • the outer mold used with its shaping surfaces defines the outer surface of a body having a cylindrical shaft on which extend over a portion of its axial extent or over its entire axial extent one or more ribs helically and thereby a - or form Moletones external thread, preferably with uniform slope.
  • concrete screwing posts can be produced by the method according to the invention.
  • the inventive method is a substantially cylindrical Form core to use.
  • the advantages of the invention are particularly evident, because in this way also relatively long substantially cylindrical cavities with defined contour and surface can be formed in the concrete body, which is not possible with comparable effort with other methods.
  • de-ren shaping surfaces simultaneously using an external shape define the outer surface of a cylindrical in Wesent ⁇ 's body, using a cylindrical ⁇ shaped mold core having a substantially uniform, non-circular cross-section throughout its axial extent. This mold core is arranged centrally in the outer mold.
  • Such procedural ⁇ ren are particularly suitable for the production of concrete screw piles ⁇ , where the drive thereof is performed to be screwed into the ground via a central opening passing through the pile.
  • a cylindrical mandrel is preferably used, the outer boundaries seen in cross-section more, preferably identical, radially outwardly extending projections form whose lateral boundaries are formed at least on one side of a substantially radially outwardly extending surface or such Have surface.
  • the regions in each of which the distance of the boundaries from a central longitudinal axis of the cylindrical mold core decreases in the first circumferential direction of the mold core lie in the regions in which the boundaries extend radially outwards he ⁇ stretching projections form.
  • the mold core in embodiments of the method in which a substantially cylindrical mold core is used, it is preferred for the mold core to be led out of the cavity of the concrete body in the direction of its longitudinal axis after the concrete has hardened.
  • the pouring of the space formed between the outer mold and the mold core with concrete preferably takes place in the mold core oriented with its longitudinal axis in the vertical direction. In this way it can be ensured that the space formed between the outer mold and the mold core is completely filled with concrete.
  • a second aspect of the invention relates to a concrete screw pile manufactured by the method according to the first aspect of the invention, preferably to create a foundation, e.g. for a building or a bridge.
  • Such concrete bodies are preferred AnlagenmoserZeugnisse.
  • the concrete screwing post has a cylindrical shaft made of concrete, through which a central opening extends in the axial direction.
  • the shaft On its outer circumference, the shaft has at least over a partial region of its axial extension one or more ribs which run helically over its outer surface and thereby form a single-start or multi-start external thread.
  • the pitch of the thread formed by the ribs is preferably uniform.
  • the central opening has over its entire extent a substantially uniform, non-circular cross-section, thereby allowing a rotary positive engagement with a driving tool for the purpose of transmitting a torque to the concrete screw around its longitudinal axis in a designated direction Gewindeeinfilraum.
  • the boundaries of the central opening have a plurality of recesses extending radially outwards, the lateral boundaries of which are opposite to the intended thread turning direction, each formed by a substantially radially outwardly extending surface or having such an area, for introducing a substantially perpendicular to this surface extending compressive force with the Einwind- Tool in this area for the transmission of torque in Gewindeeinfilraum from driving tool on the concrete screw.
  • These recesses are preferably of identical construction and advantageously evenly distributed over the circumference of the central opening.
  • the Be ⁇ boundaries of the central opening seen in cross-section at several evenly distributed over its circumference areas have regions in which the radial Warre- ckung of the central opening seen from its center decreases in Gewindeeinfilraum, preferably continuously and even.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a mold filled with concrete when carrying out the method according to the invention for producing a concrete screw pile
  • Fig. 3 shows the detail Y of Fig. 2;
  • Fig. 4 is a side view of the concrete screwing post made with the mold of Fig. 1;
  • FIG. 5 shows a cross section through the concrete screw pile from FIG. 4 along the line A-A in FIG. 4;
  • FIG. 6 is an illustration like FIG. 5, but with a drive linkage set in the central opening of the concrete screw pile ;
  • Fig. 7 shows the detail X of Fig. 6
  • Fig. 8 is a representation like Fig. 7 when driving the concrete screw by means of the drive linkage. WAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a mold filled with concrete 7 in the production of a concrete screwing pile 1 with the method according to the invention.
  • the mold consists of a two-part outer mold 13a, 13b for shaping the outer surface 2, 4 of the concrete screwing pile 1, a one-piece mold core 14 for forming the central opening 3 of the concrete screwing pile 1 and a top plate 17 with a filling opening and a foot plate 18.
  • the mold core 14 is arranged in the center of the outer mold 13 a, 13 b and is held there by the top plate 17 and the foot plate 18 and centered.
  • the mold core 14 consists of a rigid supporting structure 16, whose outer side with a PE foam sheet 15 having an uncompressed thickness of 4 mm Plated ⁇ gene.
  • the shaping outer surface of the mandrel 14 is formed by a uniformly thick layer 15 of a compressible material, whereby the subsequent removal of the mandrel 14 in the axial
  • the essentially cylindrical mandrel 14 has over its axial extent a substantially uniform, non-circular cross-section, whose outer boundaries are two identical, are formed radially outwardly he ⁇ stretching projections 19, whose lateral boundaries are each formed by a substantially radially outwardly extending surface twentieth
  • the outer boundaries in the region of these projections 19 adjacent to one of the surfaces 20 extending essentially radially outwards each form a region 21, in which the distance S3, S4 of the boundaries from the central longitudinal axis of the mold core 14 in a first
  • the circumferential direction R of the mandrel 14 decreases continuously (the distance S3 from the central longitudinal axis of the mandrel 14 is greater than the distance S4, which follows R3 in the first circumferential direction R).
  • Fig. 4 shows the concrete screw 1 thus produced after removing the mold parts 13a, 13b, 14, 17, 18.
  • the concrete screw 1 has in the present case a length of 8 m and a diameter of 55 cm.
  • the concrete screw 1 has a cylindrical shaft 2 made of concrete, which in the axial direction of a zentra ⁇ len opening 3 is interspersed.
  • a rib 4 is arranged substantially over the entire axial extension of the concrete screw pile 1, which rib extends helically around the shaft 2 and thereby forms a catchy external thread with a uniform pitch.
  • this rib 4 is not shown in section to simplify the illustration.
  • the boundaries of the central opening 3 seen in cross-section form a circular through-hole, of which distributed uniformly over its circumference, ie offset in each case by 180 ° on the circumference, two recesses 6 extend radially outward.
  • the recesses 6, viewed in cross-section, each have an axis of symmetry Z running in the radial direction and their lateral boundaries are each formed by a surface 9 extending essentially radially outwards.
  • the drive linkage 5 has a cylindrical shaft 10 which distributes on its outer surface over its entire length and uniformly over its circumference, ie in each case offset by 180 ° on the circumference, two projections 11 extending in the axial direction and extending outward in the radial direction carries, which engage in the radially outwardly extending recesses 6 in the boundaries of the central opening 3.
  • the projections 11 of the drive rod 5 are seen in cross-section each substantially tra ⁇ pezförmig, wherein the oblique sides of the trapezoidal shape extending along extending through the center of the drive ⁇ rod 5 radial lines.
  • FIG. 7 shows a situation directly after the insertion of the drive linkage 5 in the central opening 3
  • Fig. 8 shows a situation when driving the concrete concrete pile 1 as intended by means of the drive linkage 5
  • the drive linkage 5 is so dimensioned so that it can be introduced with ra ⁇ dialem and rotational play in the central opening 3 of the concrete screwing 1 (see Fig. 7).
  • the drive linkage 5 subsequently rotates for proper driving of the concrete screwed post 1, then it rotates in the central opening 3 until the rotational play is achieved by striking the projections 11 against the radially outwardly extending surfaces 9 of the counterrotating direction R lateral boundaries of the recesses 6 is repealed (see Fig. 8).
  • the transmission of the drive torque from the drive linkage 5 takes place the concrete screw 1 by the introduction of substantially perpendicular to this surface 9 extending compressive forces F with the projections 11 of the drive linkage 5 in these surfaces.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonkörpers (1) mit einem über mindestens eine Öffnung nach aussen hin offenen Hohlraum (3). Bei dem Verfahren wird ein Formkern (14) zur Formung des Hohlraums (3) des Betonkörpers (1), dessen formgebenden Flächen zumindest teilweise von einer Schicht (15) aus einem kompressiblen Material gebildet sind, welches auf einer starren Tragstruktur (16) des Formkerns (14) angeordnet ist, in einer Aussenform (13a, 13b) zur Formung der Aussenfläche des Betonkörpers (1) angeordnet, wodurch ein Raum zwischen den formgebenden Flächen der Aussenform (13a, 13b) und den formgebenden Flächen des Formkerns (14) gebildet wird. Dieser Raum wird sodann mit Beton (7) ausgegossen und der Beton (7) ausgehärtet, wodurch der Betonkörper (1) entsteht. Der Formkern (14) wird durch die mindestens eine Öffnung aus dem von diesem geformten Hohlraum (3) des Betonkörpers (1) entfernt. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich Betonkörper (1) mit langen Hohlräumen (3) auf kostengünstige Weisen in hervorragender Qualität im Formgiessverfahren herstellen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Betonkörpers sowie Betonschraubpfahl hergestellt mit diesem Verfahren
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ver¬ fahren zur Herstellung eines Betonkörpers sowie einen Betonschraubpfahl hergestellt mit dem Verfahren gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Betonkörpern bekannt.
Bei dem so genannten Schleuderbeton-Verfahren wird verarbeitungs fertiger Beton in eine Hohlform einge- bracht und diese sodann rotiert , wodurch sich der Beton infolge der Fliehkraft an die Wände der Hohlform anlegt und in deren Mitte - je nach Füllungsgrad der Hohlform - ein mehr oder weniger grosser, betonfreier Raum entsteht, welcher nach dem Abbinden des Betons den Hohlraum des so hergestellten Betonkörpers bildet. Dieses Verfahren ermöglicht jedoch nur die Herstellung von Hohlkörpern, deren Hohlraum eine nicht genau definierte und im Wesentli¬ chen rotationssymmetrische Form aufweist , wie z.B. Betonrohre und Betonmasten . Zudem ergibt sich beim Rotieren der Hohlform infolge der Fliehkraft eine Entmischung des Betons , was zu einem inhomogenen Betongefüge führt und oftma1 s ungeeignet ist für hochfeste Betonbauteile .
Sollen Betonkörper mit nicht -rotationssymmetrischen, genau definierten Hohlräumen hergestellt wer- den, so ist es unabdingbar, den Hohlraum mittels eines Formkerns zu erzeugen, welcher in einer die Aussenform des herzustellenden Betonkörpers definierenden Hohlform angeordnet und darin mit Beton umgössen wird . Auf diese Weise lassen sich auch hochfeste Betonkörper herstellen . Es stellt sich hier j edoch das Problem, dass der Formkern, wenn er wieder verwendet werden soll , nach dem Aushärten des Betons aus dem durch ihn geformten Hohlraum geborgen werden muss, was insbesondere bei langen Formkernen mit zylindrischem Querschnitt heute nicht oder nur durch einen aufwendigen, mehrteiligen Aufbau des Formkerns möglich ist, welcher eine schrittweise Demontage des Formkerns im Hohlraum ermöglicht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, technische Lösungen zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufwei¬ sen oder zumindest teilweise vermeiden.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Gemäss diesen betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Betonkörpers mit einem über mindestens eine Öffnung nach aussen hin offenen Hohlraum.
Bei dem Verfahren wird ein Formkern zur Formung des Hohlraums des Betonkörpers, dessen formgebenden Flächen zumindest teilweise von einer Schicht aus einem kompressiblen Material gebildet sind, welches auf einer starren Tragstruktur des Formkerns angeordnet ist, in einer Aussenform zur Formung der Aussenfläche des Betonkörpers angeordnet, wodurch ein Raum zwischen den formgeben- den Flächen der Aussenform und den formgebenden Flächen des Formkerns gebildet wird. Dieser Raum wird sodann mit Beton ausgegossen und der Beton darin ausgehärtet, wo¬ durch der Betonkörper entsteht. Der Formkern wird sodann durch die mindestens eine Öffnung aus dem von diesem ge- formten Hohlraum des Betonkörpers entfernt. Die Aussenform wird bevorzugterweise ebenfalls entfernt, es ist jedoch auch denkbar, dass diese als verlorene Schalung am Betonkörper verbleibt.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich Betonkörper mit langen Hohlräumen auf kostengünstige Weise in hervorragender Qualität im Betongiessverfahren herstellen . Bevorzugterweise kommt bei dem Verfahren ein Formkern zum Einsatz, dessen formgebende Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer gleichmässig dicken Schicht aus einem kompressiblen Material gebildet ist, bevorzugterweise mit einer Dicke zwischen 2 mm und 6 mm. Derartige Formkerne haben sich als besonders geeignet erwiesen .
Dabei hat es sich weiter als vorteilhaft erwiesen, den Formkern dadurch zu bilden, dass eine starre Tragstruktur mit einer gewünschten Kontur teilweise oder vollständig mit einer Folie aus einem Kunststoff-Schaum¬ material überzogen wird, bevorzugterweise mit einer PE- Schaumfolie .
Bevorzugterweise kommt eine Aussenform zum Einsatz, deren formgebende Flächen die Aussenfläche eines im Wesentlichen zylinderförmigen Körpers definieren. Die Herstellung von aussen im Wesentlichen zylindrischer Betonkörper, wie z.B. Betonrohre, Betonmasten oder Beton¬ pfosten bzw. -pfähle, stellt eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens dar.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die verwendete Aussenform mit ihren formgebenden Flächen die Aussenfläche eines Körpers definiert, der einen zylindrischen Schaft aufweist, auf welchem über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung oder über seine gesamte axiale Erstreckung eine oder mehrere Rippen schraubenförmig verlaufen und dabei ein ein- oder mehrgängiges Aussengewinde bilden, bevorzugterweise mit gleichmässiger Steigung. Bei Verwendung solcher Aussenformen lassen sich mit dem er- findungsgemässen Verfahren Betonschraubpfähle herstellen.
Auch hat es sich dabei für die Formung der Aussenfläche als vorteilhaft erwiesen, eine umfangmässig geteilte Aussenform zu verwenden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Aussenform ebenfalls vom Beton- körper entfernt werden soll.
Bevorzugterweise kommt bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein im Wesentlichen zylinderförmiger Formkern zu Einsatz. Bei derartigen Verfahren treten die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage, weil sich auf diese Weise auch relative lange im Wesentlichen zylinderförmige Hohlräume mit definierter Kontur und Oberfläche im Betonkörper formen lassen, was mit vergleichbarem Aufwand mit anderen Verfahren nicht möglich ist .
In einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei unter gleichzeitiger Verwendung einer Aussenform, de- ren formgebende Flächen die Aussenfläche eines im Wesent¬ lichen zylinderförmigen Körpers definieren, ein zylinder¬ förmiger Formkern verwendet, welcher über seine axiale Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässigen, nichtkreisrunden Querschnitt aufweist. Dieser Formkern wird zentrisch in der Aussenform angeordnet. Derartige Verfah¬ ren sind besonders geeignet zur Herstellung von Beton¬ schraubpfählen, bei denen der Antrieb zum Einschrauben derselben in den Boden über eine zentrale, den Pfahl durchsetzende Öffnung erfolgt.
Dabei wird bevorzugterweise ein zylinderförmiger Formkern verwendet, dessen äussere Begrenzungen im Querschnitt gesehen mehrere, bevorzugterweise identische, sich radial nach aussen erstreckende Vorsprünge bilden, deren seitliche Begrenzungen zumindest auf einer Seite jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen. Mit diesem Verfahren lassen sich Betonschraubpfähle mit einer zentralen, diesen durchset ztenden Öffnung herstellen, bei denen die Übertragung des Drehmo- ments vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl durch Einleitung von im Wesentlichen senkrecht zu diesen sich radial nach aussen erstreckenden Flächen verlaufende Druckkräfte möglich ist . Dies ergibt den Vorteil , dass beim best immungsgemässen Eindrehen solcher Betonschraub- pfähle keine nennenswerten radialen Spreizkräfte in diesen erzeugt werden. Weist der verwendete Formkern dabei an seinen äussere Begrenzungen im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über seinen Umfang verteilten Stellen Berei¬ che auf, in denen jeweils der Abstand der Begrenzungen von der zentralen Längsachse des zylinderförmigen Formkerns in einer ersten Umfangrichtung des Formkerns bevorzugterweise stufenlos abnimmt, so ergibt sich zudem der Vorteil, dass mit dem Verfahren Betonschraubpfähle mit einer zentralen Öffnung zum Antrieb derselben herstellbar werden, bei denen durch eine geeignete Ausbildung der in diese einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs eine radiale Selbst Zentrierung des Eindrehwerkzeugs in der zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls beim bestimmungsge- mässen Einschrauben erzielt werden kann.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass bei dem verwendeten Formkern die Bereiche, in denen jeweils der Abstand der Begrenzungen von einer zentralen Längsachse des zylinderförmigen Formkerns in der ersten Umfangrichtung des Formkerns abnimmt, in den Bereichen liegen, in denen die Begrenzungen die sich radial nach aussen er¬ streckende Vorsprünge bilden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mit dem Verfahren Betonschraubpfähle mit einer zentralen Öffnung zum Antrieb derselben herstellbar werden, bei denen durch eine geeignete Ausbildung der in diese einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs die Selbst Zentrierung des Eindrehwerkzeugs über dieselben Konturen des Eindrehwerkzeugs erzielt werden kann, welche auch der Übertragung der Antriebskräfte dienen, so dass einfache und kostengünstig herstellbare Eindrehwerkzeug- Geometrien möglich werden.
Weiter ist es bei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen ein im Wesentlichen zylinderförmiger Formkern verwendet wird, bevorzugt , dass der Formkern nach dem Aushärten des Betons in Richtung seiner Längs- achse aus dem Hohlraum des Betonkörpers herausgeführt wird. Bei derartigen Verfahren kommen die Vorteile der Erfindung besonders deutlich zum Tragen. Das Ausgiessen des zwischen der Aussenform und dem Formkern gebildeten Raums mit Beton erfolgt bevorzugterweise bei mit seiner Längsachse in vertikaler Richtung orientiertem Formkern. Auf diese Weise kann si- chergestellt werden, dass der zwischen der Aussenform und dem Formkern gebildete Raum vollständig mit Beton gefüllt wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Betonschraubpfahl hergestellt mit dem Verfahren ge- mäss dem ersten Aspekt der Erfindung, bevorzugterweise zur Erstellung einer Fundation, z.B. für ein Gebäude oder eine Brücke. Derartige Betonkörper stellen bevorzugte VerfahrenserZeugnisse dar.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Betonschraubpfahl einen zylindrischen Schaft aus Beton auf, durch welchen sich in axialer Richtung eine zentrale Öffnung hindurch erstreckt. An seinem Aussenumfang weist der Schaft zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung eine oder mehrere Rippen auf, welche schraubenförmig über seine Aussenfläche verlaufen und dabei ein eingängiges oder mehrgängiges Aussengewinde bilden. Die Steigung des von den Rippen gebildeten Gewindes ist bevorzugterweise gleichmässig . Die zentrale Öffnung weist über ihre gesamte Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässigen, nicht-kreisrunden Querschnitt auf, wodurch sie einen rotatorischen Formschluss mit einem Eindrehwerkzeug zwecks Übertragung eines Drehmoments auf den Betonschraubpfahl um dessen Längsachse herum in einer bestimmungsgemässen Gewindeeindrehrichtung ermöglicht. Die Begrenzungen der zentralen Öffnung weisen im Querschnitt gesehen mehrere sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen auf, deren entgegen der bestimmungsgemässen Gewindeeindrehrichtung gerichtete seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen, zur Einleitung einer im Wesentlichen senkrecht zu dieser Fläche verlaufenden Druckkraft mit dem Eindreh- Werkzeug in diese Fläche für die Übertragung des Drehmoments in Gewindeeindrehrichtung vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl. Diese Vertiefungen sind bevorzugterweise identisch ausgebildet und mit Vorteil gleichmäs- sig über den Umfang der zentralen Öffnung verteilt. Hierdurch wird es bei geeigneter Ausbildung der in die zentrale Öffnung einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs möglich, die Übertragung des Drehmoments vom Eindrehwerkzeug auf den Betonschraubpfahl durch Einleitung von im Wesentlichen senkrecht zu diesen sich radial nach aussen erstreckenden Flächen verlaufende Druckkräfte zu erreichen, was den Vorteil ergibt, dass beim bestimmungsgemäs- sen Eindrehen solcher Betonschraubpfähle keine nennenswerten radialen Spreizkräfte in diesen erzeugt werden.
Dabei ist es weiter bevorzugt, dass die Be¬ grenzungen der zentralen Öffnung im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über ihren Umfang verteilten Stellen Bereiche aufweisen, in denen die radiale Erstre- ckung der zentralen Öffnung von ihrem Zentrum gesehen in Gewindeeindrehrichtung abnimmt, und zwar bevorzugterweise stufenlos und gleichmässig. Durch diese Ausbildung der zentralen Öffnung wird es zudem möglich, bei derartigen Betonschraubpfählen durch eine geeignete Ausbildung der in diese einzuführenden Kontur des Eindrehwerkzeugs eine radiale Selbstzentrierung des Eindrehwerkzeugs in der zentralen Öffnung des Betonschraubpfahls beim bestim- mungsgemässen Einschrauben zu erzielen.
Liegen dabei die Bereiche, in denen die radiale Erstreckung der zentralen Öffnung in Gewindeeindreh- richtung abnimmt, in den sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen, was bevorzugt ist, so wird es möglich, die Seibstzentrierung des Eindrehwerkzeugs über dieselben Konturen des Eindrehwerkzeugs zu erzielen, welche auch der Übertragung der Antriebskraft dienen, so dass einfache und kostengünstig hersteilbare Eindrehwerkzeug-Geometrien möglich werden. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zei- gen :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine mit Beton gefüllte Form bei der Durchführung des erfindungsge- mässen Verfahrens zur Herstellung eines Betonschraubpfahls;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-
B in Fig. 1;
Fig. 3 das Detail Y aus Fig. 2 ;
Fig. 4 eine Seitenansicht des mit der Form in Fig. 1 hergestellten Betonschraubpfahls;
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Betonschraubpfahl aus Fig. 4 entlang der Linie A-A in Fig. 4;
Fig. 6 eine Darstellung wie Fig. 5 jedoch mit einem in die zentrale Öffnung des Betonschraubpfahls ein¬ gesetzten Antriebsgestänge;
Fig. 7 das Detail X aus Fig. 6; und
Fig. 8 eine Darstellung wie Fig. 7 beim Antreiben des Betonschraubpfahls mittels des Antriebsgestänges . WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine mit Beton 7 gefüllte Form bei der Herstellung eines Betonschraubpfahls 1 mit dem erfindungsgemässen Verfahren.
Wie in Zusammenschau mit Fig. 2 zu erkennen ist, welche einen Querschnitt durch die Form entlang der Linie B-B in Fig. 1 zeigt, besteht die Form aus einer zweigeteilten Aussenform 13a, 13b zur Formung der Aussen- fläche 2, 4 des Betonschraubpfahls 1, einem einteiligen Formkern 14 zur Formung der zentralen Öffnung 3 des Be- tonschraubpfahls 1 sowie einer Kopfplatte 17 mit einer Einfüllöffnung und einer Fussplatte 18. Der Formkern 14 ist im Zentrum der Aussenform 13a, 13b angeordnet und wird dort von der Kopfplatte 17 und der Fussplatte 18 gehalten und zentriert. Der zwischen der Aussenform 13a, 13b, dem Formkern 14, der Fuss- platte 18 und der Kopfplatte 17 gebildeten Raum wurde mit Beton 7 gefüllt, welcher nach dem Aushärten und dem anschliessenden Entfernen der Formteile 13a, 13b, 14, 17, 18 den erfindungsgemässen Betonschraubpfahl 1 bildet.
Der Formkern 14 besteht aus einer starren Tragstruktur 16, deren Aussenseite mit einer PE-Schaum- folie 15 mit einer unkomprimierten Dicke von 4 mm überzo¬ gen ist. Auf diese Weise ist die formgebende Aussenflache des Formkerns 14 von einer gleichmässig dicken Schicht 15 aus einem kompressiblen Material gebildet, wodurch das anschliessende Entfernen des Formkerns 14 in axialer
Richtung aus der mittels diesem geformten zentralen Öffnung 3 des fertiggestellten Betonschraubpfahls 1 erleichtert bzw. bei langen Betonschraubpfählen 1 überhaupt ermöglicht wird.
Wie aus einer Zusammenschau mit Fig. 3 zu erkennen ist, welche das Detail Y aus Fig. 2 zeigt, weist der im Wesentlichen zylinderförmige Formkern 14 über seine axiale Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässi- gen, nicht-kreisrunden Querschnitt auf, dessen äussere Begrenzungen zwei identische, sich radial nach aussen er¬ streckende Vorsprünge 19 bilden, deren seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche 20 gebildet sind.
Dabei bilden die äusseren Begrenzungen im Be- reich dieser Vorsprünge 19 angrenzend an eine der sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckenden Flächen 20 jeweils einen Bereich 21, in welchem jeweils der Abstand S3 , S4 der Begrenzungen von der zentralen Längsachse des Formkerns 14 in einer ersten Umfangrichtung R des Form- kerns 14 stufenlos abnimmt (der Abstand S3 von der zentralen Längsachse des Formkerns 14 ist grösser als der Ab- stand S4, welcher in der ersten Umfangsrichtung R auf S3 folgt) .
Fig. 4 zeigt den so hergestellten Betonschraubpfahl 1 nach dem Entfernen der Formteile 13a, 13b, 14, 17, 18. Der Betonschraubpfahl 1 weist im vorliegenden Fall eine Länge von 8 m und einen Durchmesser von 55 cm auf .
Wie in Zusammenschau mit Fig. 5 zu erkennen ist, welche einen Querschnitt durch den Betonschraubpfahl 1 aus Fig. 4 entlang der Linie A-A in Fig. 4 zeigt, weist der Betonschraubpfahl 1 einen zylindrischen Schaft 2 aus Beton auf, welcher in axialer Richtung von einer zentra¬ len Öffnung 3 durchsetzt ist. Am äusseren Umfang des Schafts 2 ist im Wesentlichen über die gesamte axiale Er- Streckung des Betonschraubpfahls 1 eine Rippe 4 angeordnet, welche schraubenförmig um den Schaft 2 herum verläuft und dabei ein eingängiges Aussengewinde mit gleich- mässiger Steigung bildet. In den Figuren 5 und 6 ist diese Rippe 4 zur Vereinfachung der Illustration nicht ge- schnitten dargestellt.
Wie insbesondere in weiterer Zusammenschau mit Fig. 6 ersichtlich ist, welche eine Darstellung wie Fig. 5 jedoch mit einem in die zentrale Öffnung 3 des Be¬ tonschraubpfahls 1 eingesetzten Antriebsgestänge 5 zum Antrieb des Betonschraubpfahls 1 zeigt, weist die zentra¬ le Öffnung 3 über ihre gesamte Erstreckung einen gleich- mässigen nicht-kreisrunden Querschnitt auf, so dass über sie ein rotatorischer Formschluss mit einem Eindrehwerk¬ zeug, im vorliegenden Fall in Form des Antriebsgestänges 5, hergestellt werden kann, zwecks Übertragung eines Drehmoments um die Längsachse des Betonschraubpfahls 1 herum in der bestimmungsgemässer Gewindeeindrehrichtung R des Betonschraubpfahls 1 auf denselben.
Hierzu bilden die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 im Querschnitt gesehen eine kreisrunde Durchgangsbohrung, von welcher sich gleichmässig über ihren Umfang verteilt, d.h. jeweils um 180° am Umfang versetzt, zwei Vertiefungen 6 radial nach aussen erstrecken. Die Vertiefungen 6 weisen im Querschnitt gesehen jeweils eine in radialer Richtung verlaufende Symmetrieachse Z auf und ihre seitlichen Begrenzungen sind jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckenden Fläche 9 gebildet .
Das Antriebsgestänge 5 weist einem zylindrischen Schaft 10 auf, welcher an seiner Aussenfläche über seine gesamte Länge und gleichmässig über seinen Umfang verteilt, d.h. jeweils um 180° am Umfang versetzt, zwei in axialer Richtung verlaufende und sich in radialer Richtung nach aussen hin erstreckende Vorsprünge 11 trägt, die in die sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen 6 in den Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 eingreifen. Die Vorsprünge 11 des Antriebsgestänges 5 sind im Querschnitt gesehen jeweils im Wesentlichen tra¬ pezförmig ausgebildet, wobei die schrägen Seiten der Trapezform sich entlang von durch das Zentrum des Antriebs¬ gestänges 5 verlaufenden Radiallinien erstrecken.
Wie bei einer vergleichenden Betrachtung der
Figuren 7 und 8 erkennbar ist, von denen Fig. 7 eine Situation direkt nach dem Einführen des Antriebsgestänges 5 in die zentrale Öffnung 3 und Fig. 8 eine Situation beim bestimmungsgemässen Antreiben des Betonschraubpfahls 1 mittels des Antriebsgestänges 5 zeigt, ist das Antriebsgestänge 5 dabei derartig dimensioniert, dass es mit ra¬ dialem und rotatorischem Spiel in die zentrale Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 eingeführt werden kann (siehe Fig. 7). Wird das Antriebsgestänge 5 anschliessend ro- tiert zum bestimmungsgemässen Antreiben des Betonschraubpfostens 1, so verdreht es sich in der zentralen Öffnung 3 bis das rotatorische Spiel durch Anschlagen der Vorsprünge 11 an die sich radial nach aussen erstreckenden Flächen 9 der entgegen der Gewindeeindrehrichtung R ge- richteten seitlichen Begrenzungen der Vertiefungen 6 aufgehoben ist (siehe Fig. 8) . Sodann erfolgt die Übertragung des Antriebsdrehmoments vom Antriebsgestänge 5 auf den Betonschraubpfahl 1 durch Einleitung von im Wesentlichen senkrecht zu diesen Fläche 9 verlaufenden Druckkräften F mit den Vorsprüngen 11 des Antriebsgestänges 5 in diese Flächen 9.
Wie weiter aus den Figuren 7 und 8 hervorgeht, bilden die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 im Querschnitt gesehen in den Vertiefungen 6 jeweils angrenzend an die jeweiligen seitlichen Begrenzungen der jeweiligen Vertiefung 6 Bereiche 8, in denen die radiale Er- Streckung Sl, S2 der zentralen Öffnung 3 in Gewindeeindrehrichtung R gleichmässig und stufenlos abnimmt (die radiale Erstreckung Sl ist grösser als die radiale Er- streckung S2, welche in Gewindeeindrehrichtung R auf Sl folgt) .
Hierdurch ergibt sich, ausgehend von der in
Fig. 7 dargestellten Situation, beim Verdrehen des Antriebsgestänges 5 in Gewindeeindrehrichtung R in die in Fig. 8 dargestellte Situation der Effekt, dass das radiale Spiel durch eine Annäherung der äusseren radialen Be- grenzungen 12 der Vorsprünge 11 des Antriebsgestänges 5 an die Begrenzungen der zentralen Öffnung 3 in den Bereichen 8, in denen die radiale Erstreckung Sl, S2 der zentralen Öffnung 3 in Gewindeeindrehrichtung R abnimmt, ver¬ ringert bzw. aufgehoben wird. Hierdurch wird eine automa- tische radiale Zentrierung des Antriebsgestänges 5 in der zentralen Öffnung 3 des Betonschraubpfahls 1 erreicht.
Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Patentansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines Betonkör- pers (1) mit einem über mindestens eine Öffnung nach aussen hin offenen Hohlraum (3), umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen einer Aussenform (13a, 13b) zur Formung der Aussenfläche (2, 4) des Betonkörpers (1) ;
b) Bereitstellen eines Formkerns (14) zur
Formung des Hohlraumes (3) des Betonkörpers (1); c) Anordnen des Formkerns (14) in der Aussenform (13a, 13b) unter Bildung eines Raums zwischen diesen;
d) Ausgiessen des zwischen der Aussenform
(13a, 13b) und dem Formkern (14) gebildeten Raums mit Beton ( 7 ) ;
e) Aushärten des Betons (7) in dem zwischen der Aussenform (13a, 13b) und dem Formkern (14) gebildeten Raum unter Bildung des Betonkörpers
( 1 ) ; und
f) Entfernen des Formkerns (14) durch die mindestens eine Öffnung des Hohlraums (3) aus dem Betonkörper ( 1 ) ,
wobei ein Formkern (14) bereitgestellt wird, dessen formgebenden Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer Schicht (15) aus einem kompressiblen Material gebildet ist, welches auf einer starren Tragstruktur (16) des Formkerns (14) angeordnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkern (14) bereitgestellt wird, dessen formgebenden Aussenfläche teilweise oder vollständig von einer gleichmässig dicken Schicht ( 15 ) aus einem kompressiblen Material gebildet ist, insbesondere mit ei- ner Dicke zwischen 2 mm und 6 mm.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung des Formkerns (14) eine starre Tragstruktur (16) mit einer gewünschten Kontur bereitgestellt wird und diese teilweise oder vollständig mit einer Folie (15) aus einem Kunststoff-Schaummaterial überzogen wird, insbesondere mit einer PE-Schaumfolie .
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenform (13a, 13b) bereitgestellt wird, welche die Aussenfläche eines im Wesentlichen zylinderförmigen Körpers definiert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass eine Aussenform (13a, 13b) bereitgestellt wird, welche die Aussenfläche eines Körpers definiert, der einen zylindrischen Schaft (2) aufweist, auf welchem über einen Teilbereich seiner axialen Erstreckung oder über seine gesamte axiale Erstreckung eine oder mehrere Rippen (4) schraubenförmig verlaufen und dabei ein ein- oder mehrgängiges Aussengewinde bilden, insbesondere mit gleichmässiger Steigung.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dass eine umfangmässig geteilte Aussenform (13a, 13b) bereitgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Wesentlichen zylinderförmiger Formkern (14) bereitgestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Formkern (14) bereitgestellt, welcher über seine axiale Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmäs- sigen, nicht-kreisrunden Querschnitt aufweist, und dass dieser zentrisch in der Aussenform (13a, 13b) angeordnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Formkern (14) bereitgestellt wird, dessen äussere Begrenzungen im Querschnitt gesehen mehrere, insbesondere identische, sich radial nach aussen erstreckende Vorsprünge (19) bilden, deren seitliche Begrenzungen zumindest auf einer Seite jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstre- ckende Fläche (20) gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Formkern bereit- gestellt wird, dessen äussere Begrenzungen im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über seinen Umfang verteilten Stellen Bereiche (21) bilden, in denen jeweils der Abstand (S3, S4) der Begrenzungen von einer zentralen Längsachse des zylinderförmigen Formkerns (14) in einer ersten Umfangrichtung (R) des Formkerns (14) insbesondere stufenlos abnimmt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Formkern (14) bereitgestellt wird, bei dem die Bereiche, in denen jeweils der Abstand (S3, S4) der Begrenzungen von einer zentralen Längsachse des zylinderförmigen Formkerns (14) in der ersten Umfangrichtung (R) des Formkerns (14) insbesondere stufenlos abnimmt, in den Bereichen liegen, in denen die Begrenzungen die Vorsprünge (19) bilden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkern (14) nach dem Aushärten des Betons (7) in Richtung seiner Längsachse aus dem Hohlraum (3) des Betonkörpers (1) herausgezo¬ gen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis
12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgiessen des zwi¬ schen der Aussenform (13a, 13b) und dem Formkern (14) ge¬ bildeten Hohlraums mit Beton (7) bei mit seiner Längsachse in vertikaler Richtung orientiertem Formkern (14) er- folgt.
14. Betonschraubpfahl (1) hergestellt mit dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
15. Betonschraubpfahl (1) nach Anspruch 14 , umfassend einen zylindrischen Schaft (2) aus Beton mit einer sich in axialer Richtung durch diesen erstreckenden zentralen Öffnung (3), wobei die Aussenfläche des Schafts (2) zumindest über einen Teilbereich seiner axialen Er- Streckung eine oder mehrere Rippen (4) aufweist, die schraubenförmig über diese Aussenfläche verlaufen und dabei ein ein- oder mehrgängiges Aussengewinde bilden, insbesondere mit gleichmässiger Steigung, wobei die zentrale Öffnung (3) über ihre gesamte Erstreckung einen im Wesentlichen gleichmässigen, nicht-kreisrunden Querschnitt aufweist, zur Ermöglichung eines rotatorischen Formschlusses mit einem Eindrehwerkzeug (5) zwecks Übertra¬ gung eines Drehmoments um die Längsachse (X) des Beton- Schraubpfahls (1) herum in Gewindeeindrehrichtung (R) auf den Betonschraubpfahl (1), und wobei die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) im Querschnitt gesehen mehrere, insbesondere identische, sich radial nach aussen erstreckende Vertiefungen (6) aufweisen, deren entgegen der Ge- windeeindrehrichtung (R) gerichtete seitliche Begrenzungen jeweils von einer sich im Wesentlichen radial nach aussen erstreckende Fläche (9) gebildet sind oder eine solche Fläche aufweisen, zur Einleitung einer im Wesent¬ lichen senkrecht zu dieser Fläche (9) verlaufende Druck- kraft (F) mit dem Eindrehwerkzeug (5) in diese Fläche zwecks Übertragung des Drehmoments in Gewindeeindrehrichtung (R) vom Eindrehwerkzeug (5) auf den Betonschraubpfahl ( 1 ) .
16. Betonschraubpfahl (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungen der zentralen Öffnung (3) im Querschnitt gesehen an mehreren gleichmässig über ihren Umfang verteilten Stellen Berei¬ che (21) aufweisen, in denen ihre radiale Erstreckung (Sl, S2) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stu- fenlos abnimmt.
17. Betonschraubpfahl (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche (21) , in denen die radiale Erstreckung ( Sl , S2) der zentralen Öffnung (3) in Gewindeeindrehrichtung (R) insbesondere stufenlos abnimmt, in den sich radial nach aussen erstreckenden Vertiefungen (6) liegen.
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