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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Um Tragstrukturen eines aus Betonfertigteilen erstellten Gebäudes zu errichten, müssen die Betonfertigteile miteinander kraftschlüssig verbunden werden. Scheibenförmige Wandelemente werden miteinander oder mit vertikal stehenden Stützen an Vertikalfugen verbunden. An den Stirnseiten der Elemente sind entsprechende Vergussnuten angeordnet, auf deren Grund Verbindungselemente mit Verwahrkästen angeordnet werden, die herausklappbare Bewehrungselemente beinhalten. Diese Bewehrungselemente können beispielsweise aus Betonstahl bestehen. Ein derartiger, sogenannter Rückbiegeanschluss ist beispielsweise in der
DE 39 37 275 A1 offenbart, besitzt jedoch den Nachteil, dass das Rückbiegen der Betonstähle umständlich und kraftaufwändig ist und robuste Verwahrkästen mit großen Abmessungen erfordert.
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Bei einem anderen Konzept können die Bewehrungselemente auch als flexible Seilelemente ausgebildet sein. Derartige Verwahrkästen sind beispielsweise in der
WO 03/008737 , der
EP 0 914 531 A1 oder der
EP 0 534 475 A1 offenbart. Durch Herausklappen dieser flexiblen Seilelemente stehen senkrecht zur Stirnseite schlaufenartige Elemente zur Verfügung, die beim Zusammenstellen der Fertigteilelemente in der Fuge überlappen. Die sich in der Fuge überlappenden Schlaufen werden zumeist über die gesamte Höhe der Fertigteilelemente in der Vergussfuge mit Fugenmörtel vergossen. Nach dessen Erhärten kann die Vergussfuge dank der überlappenden Verbindungselemente Kräfte in verschiedenen Richtungen übertragen, d.h. einerseits Zugkräfte in der Überlappung senkrecht zur Fuge, d. h. senkrecht zur Stirnseite der Fertigteilelemente, andererseits Querkräfte senkrecht zur Scheibenebene und, besonders wichtig, Querkraft parallel zur Fugenlängsrichtung. Letztere stellt einen baupraktisch sehr häufig auftretenden Lastfall dar.
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Für eine saubere Einleitung der auftretenden Kräfte in den Beton ist es wichtig, dass das verankerungsseitige Ende der flexiblen Bewehrungsschlaufenelemente unter einem geeigneten Winkel von beispielsweise 90° gegenüber einem Boden des Verwahrkastens angeordnet ist. Zu diesem Zweck werden am Boden des Verwahrkastens oft Kunststoffeinsätze vorgesehen, welche das verankerungsseitige Ende des flexiblen Bewehrungsschlaufenelements in einer gewünschten Ausrichtung halten. Hierdurch verkompliziert sich jedoch der Aufbau der Verbindungsvorrichtung. Darüber hinaus besteht die Gefahr eines Verlusts der Kunststoffeinsätze, was zu einer ungeeigneten Ausrichtung das verankerungsseitigen Endes des flexiblen Bewehrungsschlaufenelements und somit zu einer verminderten Tragfähigkeit führen kann.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit mindestens einem flexiblen Bewehrungsschlaufenelement bereitzustellen, die bei einer einfachen Konstruktion ein zuverlässiges Tragverhalten besitzt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den Boden des Verwahrkastens unmittelbar derart auszubilden, dass sich die gewünschte Ausrichtung des verankerungsseitigen Endes des flexiblen Bewehrungsschlaufenelements ergibt. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bewehrungsschlaufenelement an mindestens zwei Anlagepunkten des im Verwahrkastenboden vorgesehenen Randes anliegt, wobei mindestens ein erster Anlagepunkt einen größeren Abstand von einer Erstreckungsebene Bodens besitzt als mindestens ein zweiter Anlagepunkt.
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Durch die erfindungsmäße Ausgestaltung des Verwahrkastenbodens wird es möglich, die Ausrichtung des Bewehrungsschlaufenelements in Bezug auf den Verwahrkastenboden präzise festzulegen, ohne dass hierfür zusätzliche Bauteile, Haltevorrichtungen oder dergleichen erforderlich sind. Hierdurch lässt sich die Konstruktion und Teileanzahl der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung minimieren, während gleichzeitig zuverlässige Trageigenschaften sichergestellt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Durchgangsöffnung eine Erstreckungsachse aufweist, die einen Winkel von höchstens 85°, bevorzugt höchsten 75° gegenüber der Erstreckungsebene des Bodens definiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass insbesondere das verankerungsseitige Ende, das über den Verwahrkastenboden hervorsteht, einen im Wesentlichen rechten Winkel zum Verwahrkastenboden einschließt. Eine derartige Anordnung des verankerungsseitigen Endes hat sich für die meisten Lastfälle und Belastungsarten als optimal erwiesen.
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Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Boden mindestens einen Vorsprung aufweist, der einen gegenüber dem Boden geneigten Abschnitt besitzt, in welchem mindestens eine Durchgangsöffnung definiert ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein besonders einfaches und zügiges Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, bei welchem beispielsweise zunächst der Vorsprung mit seinem geneigten Abschnitt in dem Boden ausgeformt und anschließend die Durchgangsöffnung erzeugt wird. Es ist somit nicht erforderlich, das Material des Bodens schräg zu durchdringen. Vielmehr kann das Material im Bereich des geneigten Abschnitts orthogonal durchdrungen werden, was in aller Regel deutlich einfacher durchzuführen ist als ein schräger Durchbruch.
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Obgleich die Anzahl der Durchgangsöffnungen im Rahmen der Erfindung nicht beschränkt ist, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Boden für jedes Bewehrungsschlaufenelement mindestens zwei Durchgangsöffnungen definiert, die bevorzugt in dem gegenüber dem Boden geneigten Abschnitt vorgesehen sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders präzise Ausrichtung des Bewehrungsschlaufenelements. Gleichzeitig ist die Gefahr eines Verrutschens des Bewehrungsschlaufenelements minimiert.
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Im Hinblick auf die bereits oben angesprochene, einfache Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, dass der gegenüber dem Boden geneigte Abschnitt zumindest bereichsweise eben ausgeformt ist.
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In diesem Zusammenhang ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass der die mindestens eine Durchgangsöffnung definierende Rand - oder der gegenüber dem Boden geneigte Abschnitt durch Umformen, insbesondere durch Tiefziehen ausgebildet ist. Hierdurch kann mit einer sehr geringen Anzahl von Ausgangsmaterialien gearbeitet werden, und es sind keine Füge- oder Verbindungsschritte erforderlich, um den Rand der Durchgangsöffnung erfindungsgemäß auszugestalten. Auf diese Weise ergibt sich ein zügiger und einfacher Fertigungsvorgang.
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Vorteilhaft ist, wenn der Bereich der Durchgangsöffnungen auch mit den Anlegepunkten im Kastenboden als eine trichterförmige Öffnung ausgebildet ist. Dies erleichtert den Einfädelprozess der Bewehrungsschlaufe.
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Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Boden eine Mehrzahl von weiteren Vorsprüngen aufweist. Durch diese Vorsprünge lässt sich die Verzahnung des Verwahrkastens in dem umgebenden Beton weiter verbessern, sodass die Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung insbesondere im Hinblick auf Querkraftbelastung gesteigert werden kann.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, dass der Boden eine Mehrzahl von Vertiefungen aufweist, die bevorzugt alternierend zu den Vorsprüngen vorgesehen sind. Durch die alternierende Anordnung der Bodenvorsprünge und Bodenvertiefungen ergibt sich eine hohe Gesamtverzahnung zwischen Verwahrkastenboden und Beton, die mit vergleichsweise geringem Herstellungsaufwand, insbesondere vergleichsweise geringen Umformgraden beim Bilden der Bodenvorsprünge und Bodenvertiefungen, erzielt werden kann. Die hohe Gesamtverzahnung führt dazu, dass Querkraftbeanspruchungen über den Verwahrkastenboden schlupfarm in das jeweilige Betonbauteil eingeleitet werden kann, so dass die Kraftübertragung über die Verbindungsvorrichtung aktiviert werden kann, bevor sich eine ausgeprägte Rissbildung im Beton einstellt. Ferner wird die Querkraft über den Verwahrkastenboden an einer Stelle in das Betonbauteil eingeleitet, an der dieses nicht mehr durch die Fuge geschwächt ist. Auf diese Weise wird ein häufig kritisches Abbrechen der Bauteilflanken im Bereich der Fuge minimiert.
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Nicht zuletzt wirkt sich die Ausbildung des Verwahrkastenbodens auch günstig auf die Kraftübertragung innerhalb der Fuge selbst, d. h. zwischen dem Vergussmörtel, den flexiblen Bewehrungsschlaufenelementen und dem Verwahrkasten aus. In diesem Bereich lässt sich das Tragverhalten gedanklich durch ein Stabwerkmodell mit Zug- und Druckstreben abbilden (obgleich die vorliegende Erfindung durch diese Modellvorstellung keinerlei Einschränkung erfährt). Bei Angriff von fugenparallelen Querkräften und deren Übertragung über die Vergussfuge entstehen schräg von den Verwahrkastenböden und Seitenwänden ausgehende Druckstreben, die sich am jeweils gegenüberliegenden Verwahrkasten abstützen. Diese Abstützung der für das Tragverhalten maßgeblichen, geneigten Druckstreben wird durch die Ausgestaltung des Verwahrkastenbodens mit alternierenden Vorsprüngen und Vertiefungen deutlich verbessert. Gleichzeitig sorgen die flexiblen Bewehrungsschlaufenelemente dafür, dass die durch die schräg gestellten Druckstreben erzeugte Abtriebskraft, welche dazu neigt, die Fuge aufzuweiten, aufgenommen und weitergeleitet wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass an den einander zugewandten Innenflächen der Seitenwände jeweils Rückhaltemittel zum Rückhalten des Bewehrungsschlaufenelements innerhalb des Verwahrkastens vorgesehen sind, die bevorzugt punktförmig oder rippenförmig ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich erneut eine besonders einfache Herstellbarkeit des Verwahrkastens, da es beispielsweise nicht mehr erforderlich ist, den freien Rand des Verwahrkastens als Rückhalterung für die Schlaufe des Bewehrungsschlaufenelements nach innen umzuklappen. Vielmehr können beispielsweise punktförmig oder rippenförmig ausgebildete Rückhaltemittel durch einfaches Umformen der Seitenwände eingebracht werden. Auch der Materialbedarf wird reduziert, während gleichzeitig eine ausreichend zuverlässige Rückhaltung des Bewehrungsschlaufenelements innerhalb des Verwahrkastens erzielt werden kann.
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Darüber hinaus ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass es genau ein Bewehrungsschlaufenelement oder mehrere Bewehrungsschlaufenelemente aufweist.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung hier beispielhaft mit genau 2 Bewehrungsschlaufen; es können auch nur ein oder mehrere angeordnet sein.
- 2 zeigt schematisch eine seitliche Schnittansicht der in 1 gezeigten Verbindungsvorrichtung im Bereich der Bewehrungsschlaufe;
- 3 zeigt schematisch eine Detailansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung im Bereich der Durchgangsöffnung;
- 4 zeigt schematisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;
- 5 zeigt schematisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, hier beispielhaft mit alternierenden Vorsprüngen und Vertiefungen und seitlichen Eindrückungen.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend ausführlich unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.
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1 zeigt schematisch eine Perspektivansicht einer Verbindungsvorrichtung 1 als erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Verbindungsvorrichtung 1 dient zum querkraftschlüssigen Verbinden von Betonbauteilen, insbesondere Betonfertigteilen.
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Die Verbindungsvorrichtung 1 umfasst einen länglichen Verwahrkasten 10, der beispielsweise aus Metallblech hergestellt und dazu vorgesehen ist, in eine Stirnseite von Betonbauteilen einbetoniert zu werden. Der Verwahrkasten 10 besitzt einen Boden 12 und zwei sich in der Längsrichtung des Bodens erstreckende Seitenwände 14, 16. Der Boden besitzt Durchgangsöffnungen 20, durch die hindurch sich jeweils ein flexibles Bewehrungsschlaufenelement 2 derart erstreckt, dass der Schlaufenabschnitt 6 im Bereich der Seitenwände 14, 16 zum Liegen kommt, während auf der gegenüberliegenden Seite jeweils ein verankerungsseitiges Ende 4 mit einer Pressmuffe vorgesehen ist, die die freien Enden des Bewehrungsschlaufenelements 2 miteinander verbindet und zu einer verbesserten Verankerung in Beton beiträgt.
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Bei dem flexiblen Bewehrungsschlaufenelement 2 kann es sich beispielsweise um ein aus Drähten oder Drahtlitzen gebildetes Seil handeln, wobei das Bewehrungsschlaufenelement 2 aufgrund seiner Flexibilität in dem Verwahrkasten 10 zwischen den Seitenwänden 14, 16 aufnehmbar und aus diesem heraus auslenkbar ist. Dabei zeigt 1 den eingeklappten Zustand der flexiblen Bewehrungsschlaufenelemente 2.
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In 1 wird der Verwahrkasten 10 auf der linken Seite mit einem Flansch 25 gezeigt, der zum großen Teil aber unterbrochen vom Verwahrkasten zur Außenseite des Kastens weg gebogen ist. Auf der rechten Seite in 1 wird der Flansch (25) vollständig durchgehend nach innen gebogen dargestellt.
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Bevorzugt wird an einem Verwahrkasten nur die eine oder andere Flanschvariante ausgeprägt. Bevorzugt wird die Variante mit den alternierenden Flanschbiegungen 25/27 nach innen und außen angewendet.
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Im Bereich des Flansches 25 findet sich eine Halbkreisausklinkung 26 zur Fixierung, in der die Bewehrungsschlaufe 2 im herausgeklappten Zustand einrastet und in ihrer orthogonalen Position zum Verwahrkasten 10 fixiert wird.
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Im Bereich des Flansches 25 findet sich ein nach innen gebogener Bereich 27, der wieder als weiteres Biegeanlegeelement zur Krümmung der elastischen Bewehrungsschlaufe 2 dient.
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Alternativ dazu ist es möglich, entweder auf das Element 27 zu verzichten und stattdessen Elemente 8 in der Seite des Verwahrkastens heraus oder hinein zu drücken, um dort die Bewehrungsschlaufe zurück zu halten. Die Elemente können aber auch vorteilhaft gemeinsam kombiniert angewendet werden, um den Schlaufenrückhalt optimal zu gestalten.
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Der dritte Anlegepunkt 8 ist seitlich nach innen in die Blechstruktur hinein gedrückt. Es kann dieser auch durch einen durchgesteckten Gegenstand wie einen Drahtstift durch Löcher in der Seite des Verwahrkastens erzeugt werden oder mit einer Blechlasche, die durch einen Schlitz eingeschoben wird. Ebenfalls ist es möglich diesen Anlagepunkt in den seitlichem Flansch zu integrieren als Element 27 oder er ist Bestandteil des Gesamtflansches 25, wie in einer Ausführungsform in 1 gezeigt ist.
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Die Gestaltung der Durchgangsöffnungen 20 ist in 2 am besten zu erkennen, die schematisch eine teilweise seitliche Schnittansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform zeigt. In 2 ist zu erkennen, dass die Durchgangsöffnungen 20 jeweils durch einen umlaufenden Rand 22 definiert sind, wobei das Bewehrungsschlaufenelement 2 in der vorliegenden Ausführungsform an zwei unterschiedlichen Anlagepunkten 22a und 22b des Randes 22 anliegt. Dabei besitzt der erste Anlagepunkt 22a einen größeren Abstand von einer Erstreckungsebene des Bodens 12 als der zweite Anlagepunkt 22b. Durch diese Ausgestaltung wird das Bewehrungsschlaufenelement 2 gezielt umgelenkt, sodass es eine vorbestimmte Ausrichtung in Bezug auf den Boden einnimmt. So kann der Winkel des verankerungsseitigen Endes des Bewehrungsschlaufenelements 2 in Bezug auf den Boden 12 beispielsweise 90° betragen oder beispielsweise im Bereich von 80° bis 100° liegen.
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Zum Abbiegen der Bewehrungsschlaufe 2 sind somit die Anlegepunkte 22 A und 22 B mit einem definierten Abstand oder Hebelarm dazwischen vorhanden. Beabstandet dazu das dritte Anlegeelement 8 oder 27, so dass drei Elemente das elastische Bewehrungselement gekrümmt halten können.
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Vorteilhaft ist, wenn der Bereich der Durchgangsöffnung auch mit den Anlegepunkten 22 im Kastenboden 12 als eine trichterförmige Durchgangsöffnung 20 ausgebildet ist. Dies erleichtert den Einfädelprozess der aus einem Drahtseil bestehenden Bewehrungsschlaufe 2.
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Darüber hinaus ist der Rand 22 im Bereich der Durchgangsöffnung 20 nach Art eines Rohrstücks ausgebildet und weist somit eine Erstreckungsachse 24 auf, die einen Winkel α von höchstens 85°, bevorzugt höchstens 75° gegenüber der Erstreckungsebene des Bodens definiert. Hierdurch lässt sich die Ausrichtung des verankerungsseitigen Endes 4 des Bewehrungsschlaufenelements besonders zuverlässig nahezu orthogonal zum Boden des Kastens 12 einstellen.
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Darüber hinaus ist in 2 zu erkennen, dass von der gezeigten Seitenwand 14 Rückhaltemittel 8 zum Rückhalten des Bewehrungsschlaufenelements 2 innerhalb des Verwahrkastens 10 vorgesehen sind, die in der vorliegenden Ausführungsform punktförmig ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch ebenso möglich, andersartige Rückhaltemittel 8 vorzusehen, beispielsweise rippenförmig.
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Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung ist in 3 schematisch in einer Detailansicht gezeigt. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Boden 12 einen Vorsprung 18 aufweist, der einen gegenüber dem Boden geneigten Abschnitt 18a besitzt, in welchem in der vorliegenden Ausführungsform zwei Durchgangsöffnungen 20 definiert sind. Grundgedanke dieser Ausführungsform liegt darin, zunächst durch ein geeignetes Herstellungsverfahren wie etwa Umformen den Vorsprung 18 mit seinem gegenüber dem Boden geneigten Abschnitt 18a auszuformen, um anschließend die Durchgangsöffnung 20 auszuformen, wobei diese beispielsweise orthogonal zu dem gegenüber dem Boden geneigten Abschnitt 18a gebildet werden kann. Es ist somit nicht erforderlich, eine gegenüber dem umgebenden Material geneigte Durchgangsöffnung zu schaffen, sodass sich das Herstellungsverfahren vereinfachen lässt. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der gegenüber dem Boden geneigte Abschnitt 18a zumindest abschnittsweise eben ausgeführt ist, sodass die Durchgangsöffnungen 20 nicht in gekrümmtes Material eingebracht werden müssen. Im Bereich der Durchdringung 20 ist die Anordnung unter anderem so gezeigt dass sich auf einer Seite eine Art trichterförmige Einlauf der Durchbrechungsöffnung ergibt. Dies erleichtert das Einfädeln des elastischen Bewehrungsschlaufenelements beispielsweise in Form eines abgeschnittenen Drahtseiles.
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Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch ebenso möglich, geneigte, rohrstutzenartige Abschnitte in den Boden 12 des Verwahrkastens 10 einzudringen, um Durchgangsöffnungen 20 mit entsprechenden Rändern 22 auszuformen. Eine entsprechende Ausführungsform ist in 4 schematisch in einer Detailansicht gezeigt.
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4 zeigt auch, dass der Boden einen weiteren Vorsprung 30 oder, wie in 5 gezeigt, eine Mehrzahl von weiteren Vorsprüngen 30 aufweisen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Boden 12 auch eine Mehrzahl von Vertiefungen 32 aufweisen, die ebenfalls in 5 gezeigt sind. Insgesamt ist dabei eine alternierende Anordnung von Vorsprüngen 30 und Vertiefungen 32 vorteilhaft, um das Tragverhalten der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung insbesondere im Hinblick auf Querkraftbeanspruchungen zu optimieren.
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Ebenfalls in 4 und 5 sind am Verwahrkasten hier beispielsweise in einer der möglichen Ausführungsformen als runde Vertiefungen 28 oder Vorsprünge 28 gezeigt seitlich, die an der Seitenwand des Verwahrkastens für einen besseren Rückhalt im Beton sorgen. Sie verhindern, dass beim Herausklappen der Bewehrungsschlaufen 6 aus dem Verwahrkasten aus dem umgebenden Beton heraus gelöst wird.
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Abschließend sei angemerkt, dass die Anzahl der Bewehrungsschlaufenelemente 2 im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt ist, und dass je nach Anwendungsfall auch eine Verbindungsvorrichtung mit einem einzelnen Bewehrungsschlaufenelement 2 zum Einsatz kommen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3937275 A1 [0002]
- WO 03/008737 [0003]
- EP 0914531 A1 [0003]
- EP 0534475 A1 [0003]
