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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Träger zur Erstellung von Lehrgerüsten und Schalungen im Betonbau gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die gegenwärtigen Lösungen zur Erstellung von Schalungen und Lehrgerüsten zeichnen sich dadurch aus, dass sie ausschliesslich dem einen oder anderen Zweck dienen können.
Sie bestehen in der Regel aus Trägern, die gemäss den jeweiligen Anforderungen ausgelegt sind. Zum Beispiel sind Wandschalungssysteme nur für Wandschalungen und Systeme für Deckenschalungen nur für Decken einsetzbar sind. Schalungen für den Tunnelbau werden einzeln als Sonderschalungen ausgeführt. Die bekannten Lehrgerüstträger sind überhaupt nicht für das Erstellen von Wand- oder Deckenschalungen einsetzbar.
Im modernen Betonbau werden Betonarten verwendet, die sich dadurch auszeichnen, dass sie während des Giessens dünnflüssiger sind als früher. Dadurch wird erreicht, dass auch ohne Rütteln die Schalung besser ausgefullt wird und mit höherer Sicherheit ein fehlerfreies Betonteil entsteht.
Eine Folge dieser Dünnflüssigkeit ist jedoch, dass der Druck auf die Schalung, insbesondere an tiefergelegenen Bereichen, leicht 10 t/m2 erreichen und überschreiten kann. Derzeit sind für Schalungen und die zusätzlich benötigten Lehrgerüste, z. B. im Kavernenbau, nur Systeme bekannt, die auf einer Vielzahl spezieller Elemente beruhen.
Ein Baukasten, der mit nur wenigen Trägerformen auskommt, ist in dem Patent US-4,089,389 beschrieben : Die eine Sorte von Trägern dienen als Stutzen und weisen in regelmassigen
Abständen Durchlässe und Querlöcher auf. Sie können z.B.
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hohle Rechteckprofile sein. Die andere Sorte Träger wird als Horizontalträger durch die Durchlässe der Stützen geführt, können aber auch in Längsrichtung in diese hinein gesteckt werden, um als Verbindungsglied zu einer zweiten, in Längsrichtung anschliessenden Stütze zu dienen. Nur in dieser Verwendung werden auch die Querlöcher benutzt, nämlich um die Stützen und die darin eingeschobenen zweiten Träger miteinander zu verbinden.
Dieses System ist nur für die Konstruktion von begehbaren Baugerüsten ausgelegt, insbesondere ist als Material für die Träger Leichtmetall angegeben, namentlich Aluminium. Eine Verwendung unter hoher Last, sowohl seitlich wie längs, und die Übertragung hoher Lasten im Tonnenbereich über die Querlöcher, wie es für Schalungen und Lehrgerüste im Schwerlastbereich nötig ist, sind daher ausgeschlossen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Trägerbauform anzugeben, die für Schalungen und für Lehrgerüste verwendbar ist, die hohen Belastungen ausgesetzt werden.
Ein derartiger Träger, im weiteren Systemträger genannt, ist im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen und Verwendungen an.
Demgemäss zeichnet sich der erfindungsgemässe Systemträger dadurch aus, dass er Durchlässe aufweist, durch die Querträger gesteckt werden können. Dadurch ist es möglich, eine Reihe parallel angeordneter Systemträger durch eine Anzahl quer durch die Systemträger hindurch gesteckte Querträger zu verbinden, um auf einfache Art eine an sich schon stabile Rahmenkonstruktion zu erhalten.
Die Systemträger weisen zusätzliche Befestigungsvorkehrungen, wie Verbindungslöcher oder hülsenverstärkte Durchführungen auf, die es erlauben, den
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Rahmen zusatzlich durch z.B. schräg verlaufende Streben zu verstärken oder zwei oder mehr Systemträger miteinander z.B. durch Bolzen oder Schrauben zu verbinden. Diese Verbindungsmöglichkeit der Systemträger untereinander erlaubt skelettartigen Stahlbau im Schwerlastbereich wie für diese Anwendung, nämlich Schalung wie auch Lehrgerüst, benötigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Systemträger aus einem Hohlprofil von etwa rechteckigem Querschnitt, und die Durchlässe weisen ihrerseits ebenfalls einen rechteckigen Querschnitt auf und sind in den breiten Seiten ausgeführt, insbesondere in regelmässigen Abständen über die gesamte Länge des Systemträgers verteilt. Durch die Ausführung als Hohlprofil ergibt sich bereits eine Stabilisierungswirkung, die u. a. einem Abscheren eines nur aus Systemträgern und Querträgern bestehenden Rahmens entgegenwirkt. Die Hohlprofilform erlaubt es darüber hinaus auch, an den Enden Laschen einzuschieben und damit Systemträger in Längsrichtung sowohl gradlinig als auch gewinkelt oder gelenkig miteinander zu verbinden.
Der Systemträger erlaubt es, Gerüste für Belastungen von 1 t/m2 und mehr, insbesondere für 8 t/m2 oder 10 t/m2 zu erstellen. Die Kräfte an den Verbindungsstellen, insbesondere den Verbindungslöchern, dürfen 1 t und mehr betragen, insbesondere 10 t und mehr.
Die Erfindung soll weiter an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren erläutert werden.
Figur 1 Ansicht eines erfindungsgemässen Systemträgers; Figur 2 Teilansicht einer Schalung mit den erfindungsgemässen Systemträgern;
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Figur 3 eine einhäuptige Schalung; Figur 4 Schnitt durch eine aufgestockte einhäuptige
Schalung; Figur 5 Schnitt durch eine doppelhäuptige Schalung; Figur 6 Schnitt durch eine einhäuptige Schalung für den Bau von Tunnels; Figur 7 Aufsicht auf einen Systemträgerverbund; Figur 8 Seitenansicht auf den Verbund gemäss Figur 7; Figur 9 Teilschnitt durch eine Kavernenschalung gemäss IX -
IX in Figur 10 ; Figur 10 Teilschnitt durch eine Kavernenschalung gemäss X -
X in Figur 9.
Der Systemträger 1 in Figur 1 ist als Hohlprofil von rechteckigem Querschnitt 2 ausgeführt. Ein typisches Mass ist 12 cm auf 34 cm. Er besteht im wesentlichen aus zwei R- (Rechteckrohr)-Profilen 4, die die Schmalseiten des Systemträgers 1 bilden. Die R-Profile sind durch Platten 6 verbunden, so dass sich das Hohlprofil ergibt. Die Verbindung zwischen den Platten 6 und den R-Profilen 4 geschieht durch Verschweissen. Die R-Profile weisen im
Querschnitt eine Länge von 12 cm und eine Breite von 6 cm auf.
Die jeweils gegenüber liegenden Platten 6 sind fluchtend miteinander angeordnet und von gleicher Grosse, so dass sich in regelmässigen Abständen die Durchlässe 8 ergeben. Jeweils
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etwa mittig in die Platten 6 ist eine Hülse 10 eingesetzt, so dass sich ein von der Hülse 10 umgebendes Loch 11 durch je zwei Platten 6 ergibt. Das Loch 11 ist vorgesehen, um den Systemträger 1 mit anderen Teilen z.B. über Bolzen, die durch das Loch 11 hindurchgesteckt werden, zu verbinden.
Auch in den R-Profilen 4 sind Löcher 13 vorgesehen, um auch Verbindungsmöglichkeiten über die Schmalseiten des Systemträgers 1 zu haben.
Der beispielhafte Träger weist folgende Kenndaten auf: - Durchlässe 8: 22 cm breit, 9 cm hoch: - Gesamtlänge: 50 cm bis 12 m; - Material : ST52 - Blechdicke: R-Profile mind. 8 mm
Verbindungsplatten mind. 15 mm Stahl ST52 weist gemäss DIN EN 10025 folgende Festigkeitskennwerte auf : - Rm,n: 510 N/mm2 - Re,N: 355 N/mm2 - éW,zd,N:230 N/mm2 - éW,b,n: 255 N/mm2 - éW,s,N: 130 N/mmz - éW,t,N: 150 N/mm2 Figur 2 zeigt eine Teilansicht einer einfachen Schalung 15.
Sie besteht aus Systemträgern 1, durch deren Durchlässe 8 in horizontaler Richtung Querträger 17 verlaufen. In der Regel werden die Querträger gleichartig sein, in der Figur ist jedoch an den geschnitten Stirnseiten angedeutet, dass verschiedene Materialien und Formen verwendet werden können, wie ein Doppel-T-Profil aus Holz 19, massive Holzträger 20, oder Doppel-T- oder U-Profile 21 bzw. 22 aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material.
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Auf den Querträgern 17 werden Latten 24 befestigt, so dass sich Schaltafeln 26 auf den Latten 24 und den gleich hohen Schmalseiten 27 der Systemträger 1 anbringen lassen.
Figur 3 zeigt eine Anwendung, in der Systemträger 31 schräg nach unten verlaufend aufgehängt sind. Unten am Systemträger 31 ist eine Haltekonstruktion 32 (nur teilweise dargestellt) am untersten Loch 11 angebolzt, d.h. mittels eines Bolzens im Loch 34 befestigt. Die an den Systemträgern 31 und der Haltekonstruktion 32 angebrachte Schalung 33 formt eine vorspringende Front eines Betongussteils 35. In den Systemträger 31 ist eine geknickte Lasche 36eingesteckt, auf die ein weiterer Systemträger 37 aufgesteckt ist.
Mittels eines Ankers 39, der durch die schmalseitigen Bohrungen 13 hindurch gesteckt ist, ist mit dem oberen Systemträger 37 eine Spindel 40 verbunden. Das andere Ende 41 der Spindel 40 ist z. B. mit einer fahrbaren Konstruktion 43 beweglich verbunden. Die Spindel 40 kann damit den Druck der Betonmasse 35 auf die Systemträgerkonstruktion 31, 36, 37 aufnehmen.
Die gesamte Schalung ist drehbar in einem Drehpunkt 43 auf einem stationären Träger 44 aufgelegt.
Auf einfache Art ist es also mit dem erfindungsgemässen Systemträger 1 bzw. 31 und 37 möglich, in der Art eines Bausatzes eine nach unten frei hängende Schalung aufzubauen.
Zusätzlich ist es noch möglich, an dem unteren äusseren Ansatz 44 ein Arbeitsgerüst (nicht dargestellt) anzubringen, wodurch sich ein separates Gerüst hierfür erübrigt.
Figur 4 zeigt eine aufgestockte einhäuptige Schalung 100.
Zwei Träger 1 sind durch ein Aufsteckschloss 101 zu einem längeren Träger zusammengesetzt. Die Träger sind durch zwei
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Streben 103 abgestützt, die jeweils durch ein Strebenschloss 104 mittels Bolzen über die Querlöcher 11 (nicht dargestellt) mit den Trägern 1 verbunden sind. Der Fuss 106 und eine Zugschiene 107 sind mit einem Ankerschuh 109 verbolzt.Der Ankerschuh 109 ist durch den Anker 110, der aus einem Spezialstahl besteht und unter einem Winkel von 45 verläuft, am Boden 112 befestigt. Zugschiene und Streben sind an den freien Enden 114 bzw. 115 miteinander verbunden, um eine Stützkonstruktion zu bilden. Beim Füllen des Zwischenraums zwischen Schalung 116 und Untergrund 117 treten Zuglasten von 30 t auf, die die Träger 1 aufnehmen und auf den Ankerschuh 110 übertragen müssen.
An der Verbindungsstelle der beiden Träger 1 treten Kräfte von z.B.
15 t auf. Dieses Beispiel verdeutlicht die Stärke der Träger 1. Zu bemerken ist noch, dass zusätzlich eine begehbare Plattform 119 angebracht werden kann.
Figur 5 zeigt das Anwendungsbeispiel einer zweihäuptigen Verschalung, bei der das eine, "innere" Schalungselement 50 im wesentlichen frei hängend an einer Auslegerkonstruktion 52 aufgehängt ist. Die Aufhängung besteht dabei aus einem Ausleger 53, der am oberen Ende des Systemträgers 50 mittels eines Bolzens durch ein Querloch 10 befestigt ist. Er stützt sich auf einem Wagen 54 ab, der in einer Bahn 55 verfahrbar ist. Die innere Schalung mit Systemträgern 50 ist damit gegenüber der "äusseren" Schalung mit Systemträgern 57 längs der Bahn 55 bewegbar. Der durch den flüssigen Beton 59 auf die Schalungsflächen 60 und 61 ausgeübte Druck wird durch Anker 63 aufgenommen, der sich an L-Profilen 65 und 66 abstützt, die ihrerseits an den Querträgern 67 und 68 der inneren bzw. der äusseren Schalung anliegen.
Die erfindungsgemässen Systemträger 50 und 57 erlauben es, Querträger 17,67 und 68 je nach Anforderungen und Notwendigkeit dort einzuführen, wo sie auch benötigt werden,
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sei es zum Stützen der Schaltafeln 61 bzw. 60 oder auch für die Hilfskonstruktion.
Figur 6 zeigt, wie mit den erfindungsgemässen Systemträgern eine Schalung 70 für den Kavernenbau herstellbar ist. Die Schalung 70 steht dabei auf Wägen 72 und ist gegen ein Kippen nach hinten durch eine Stützstrebe 73 gesichert. Das obere Ende 74 ist am Systemträger durch Verbolzen im Querloch 75 befestigt. Am oberen Ende des Systemträgers ist ein Gerüst 77 angebracht, das sich einerseits über eine Strebe 78 an einem Querträger 79 abstützt und zum anderen an einem weiter oben liegenden Querträger 80 angeschraubt. Zur Erleichterung des Zugangs zum Raum zwischen Tunnelwand 81 und Schalung 70 ist die Länge des Systemträgers 1 so gewählt, dass zwischen seinem oberen Ende und der Tunnelwand 81 ein grosser Abstand bleibt.
Für das Auffüllen bis zur Endhöhe 82 ist ein Schalungselement 84 gelenkig an den Systemträgern 1 befestigt. Das Gelenk besteht im wesentlichen aus einem Band 86 das am obersten Querloch 11 befestigt ist. An dem nach innen stehenden Ende 87 ist mittels eines Bolzens drehbar eine L-förmige Lasche 88 angebracht. Die Lasche 88 steckt mit ihrem anderen Ende im Systemträger 90 des schwenkbaren Schalungselements 84. Der Systemträger 90 ist der wegen der benötigten geringen Höhe entsprechend kurz ausgeführt.
Das obere Schalungselement 84 ist damit gemäss den. Pfeilen 91 leicht in die aufrechte Lage schwenkbar und kann mittels des entsprechenden Loches in der Lasche 88 ebenfalls am oberen Loch 11 mittels eines Bolzens verriegelt werden.
Die Figuren 7 und 8 zeigen, wie mit den erfindungsgemässen
Systemträgern 1 Einfachgurt und Mehrfachgurt-Gerüstträger erstellt werden können. Die Systemträger 1 sind durch Bolzen
94 miteinander verbunden, die durch die Querlöcher 11
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hindurchgesteckt sind. Zur Sicherung gegen Abscheren können zusätzliche Streben 96 auf gleiche Art mit den Systemträgern 1 verbunden werden.
Figur 8 stellt dabei eine Ansicht gemäss Pfeil 98 dar, während Figur 7 eine Ansicht gemäss Pfeil 99 ist.
Die Figuren 9 und 10 verdeutlichen die Vielseitigkeit der Systemträger anhand einer Schalung 121 für ein Gewölbe. Von dem Gewölbe 121 besteht bereits die Grundmauer 123. Daran setzen Aussenschalung 125 und Innenschalung 126 an. Die Aussenschalung 125 besteht im wesentlichen aus im Winkel aufeinandergesetzten Systemträgern 128, von denen die eigentliche Schalung 130 über Zwischenteile 131 an Ort und Stelle gehalten wird. Die Zwischenteile sind u.a. wegen der Krümmung nötig. Von der Innenschalung 126 ist nur die in Figur 9 rechte Hälfte dargestellt, die mit der linken Hälfte am Zenith über eine Doppelspindel 135 verbunden und gegeneinander abgestützt ist.
Unterhalb verlaufen quer die Träger 136, auf denen verschiebbar die Hilfsträger 138 aufliegen und sich gegen die Träger 136 über die Spindel 139 abstützen. Am Hilfsträger 138 sind die Streben 140 bzw. das Schloss 141 befestigt, die jeweils die Schalungsträger 142 an ihrem anderen Ende halten. Die Schalungsträger 142 sind untereinander über Gelenke 144 verbunden und bilden so, ähnlich wie die Träger 128, einen segmentweise der Krummung des Gewölbes folgenden Träger. Auf den Schalungsträgern 142 liegt die eigentliche Schalung 144 fur die Innenseite des Gewölbes auf, Die horizontalen Träger 136 liegen auf Vertikalträgern 146.
Zur Ausrichtung und Stabilisierung dienen je zwei zusätzliche schräg angebrachte Streben 148. Wie Figur 10
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zeigt, sind die Vertikalträger 146 am anderen Ende durch zwei horizontale und übereinanderliegende Paare von Längsträgern 150 miteinander verbunden. Die Längsträger 150 werden von Systemträgern 1 gebildet, die über Verbindungslaschen 152 miteinander verbunden sind und so eine nahezu beliebig lange Schalung 121 aufzubauen erlauben.
Gegen Abscheren verlaufen schräge Streben 154 zwischen den Vertikalträgern 146. Zur Stabilisierung der Abstände sind horizontale Streben 155 an den oberen Enden der Vertikalträger 146 befestigt.
Für ein abschnittsweises Giessen ist die Schalung in Längsrichtung bewegbar ausgebildet, indem jeder zweite Vertikalträger 146 am unteren Ende auf einer Rolle 158 steht. Die Rollen 158 laufen auf einer Schiene 160.
Abschliessend ist hervorzuheben, dass sämtliche genannten Träger 136, 138, 142,146, 150 und Systemträger 1 gegebenenfalls verschiedener Länge sind. Die Verbindungen erfolgen über Bolzen durch die Querlöcher 11, entweder direkt bei seitlich aneinanderliegenden Trägern, wie z.B.
Vertikalträger 146 und Längsträger 150, oder über Laschen und Schlösser. Auch die jeweils nötigen Streben werden mittels Bolzen durch die Querlöcher 11 befestigt.
Zusammenfassend stellen die erfindungsgemässen S ystemträgern ein Grundelement für die Konstruktion von Schalungen in verschiedensten Anwendungen und Lehrgerüsten dar, das hohen und höchsten Ansprüchen an Belastbarkeit genügt. Mit einer geringen Anzahl verschiedener Ausfuhrungen, d. h. verschiedener Längen, kann in der Art eines Bausatzes eine nahezu unbegrenzte Vielfalt derartiger Vorrichtungen für beliebige Anwendungen erstellt und nach Verwendung auch wieder fur die Weiterbenützung auf einfache Art zerlegt werden. Ein anderer Aspekt der Anpassungsfähigkeit ist auch
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die Anordnung der Durchlässe in einer regelmässigen Anordnung über die Länge, z.
B. in Abständen von 25 cm, die das Anbringen einer an die jeweilige Anwendung angepassten Anzahl und Anordnung von Querträgern erlaubt. Schliesslich erlauben die Querlöcher insbesondere durch die Breitseiten auch noch das Anbringen von Streben und Stützen sowie das Verbinden mehrerer Systemträger zu einem Verbund. Die Hohlprofilform erlaubt schliesslich, durch Einstecken von Verbindungselementen wie Laschen ein Aneinanderfügen von Systemträgern in Längsrichtung.
Ausgehend von den beschriebenen Ausführungen sind dem Fachmann eine grosse Zahl Abwandlungen zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Denkbar sind unter anderem : - Systemträger aus anderen Stahlsorten mit vergleichbaren Anwendungseigenschaften oder aus vergleichbar belastbarem synthetischem Material, z. B. durch eine Einlage verstärktem Polymermaterial; - Weglassen der Hülse 10; - Verbinden neben Bolzen z.B. durch Schrauben; - Verwendung von R-Profilen mit einem Querschnitt einer Breite von 5 - 10 cm und einer Länge von 8 - 15 cm, wobei eine längere Seite eine Schmalseite eines Systemträgers bildet ; - andere Dimensionierung des Systemträgers, z.B. mit einem Querschnitt einer Breite von 15 - 50 cm und einer Höhe von 8 - 20 cm;
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- andere Dimensionierung der Durchlässe für die Schalungs- Querträger in Anpassung an einen anderen Abstand der Durchlässe voneinander bzw. einem anderen Querschnitt des Trägers.