DE20012824U1

DE20012824U1 - Fest-/Losflansch-Konstruktion bzw. nur Losflansch-Konstruktion zur Aufnahme von Horizontalkräften und Schrägzugkräften

Info

Publication number: DE20012824U1
Application number: DE20012824U
Authority: DE
Original assignee: SCHNABEL WINFRIED
Current assignee: SCHNABEL WINFRIED
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2010-07-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Fest-/ Losflansch-Konstruktion bzw. nur Losflansch-Konstruktion, auch als Teller-Anker bezeichnet, um Kräfte von zwei Betonbauteilen, die durch eine Abdichtung voneinander getrennt und mittels einer Schraubverbindung miteinander verbunden sind, weiterzuleiten. Bei dieser Erfindung können auch horizontal wirkende Kräfte übertragen werden, ohne dass in der Verbindungsschraube Biegung entsteht.

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Konstruktion, bei der alle Kräfte zwischen zwei Betonbauteilen, die durch eine Abdichtung getrennt sind, jedoch durch eine Verbindungsschraube verbunden sind, weitergeleitet werden können, ohne dass in dem Verbindungs-Gewindeteil, das die beiden Betonteile verbindet, ein Biegemoment entsteht. Es ist dabei unerheblich, ob es sich um Stahlbeton- oder Spannbetonbauteile handelt. Von dem Verbindungs-Gewindeteil wird selbstverständlich die Abdichtung durchdrungen. Im Wesentlichen kommen solche erfindungsgemäßen Bauteile im Brückenbau oder bei Rampenbauwerken z.B. bei Parkhäusern aber auch im Hochbau, vor allem bei erdberührten zweischaligen Bauteilen, zur Anwendung. Solche Konstruktionen sind im allgemeinen bekannt als Teller-Anker oder als Verankerung mit Los-/Festflansch bzw. als Verankerung mit Losflansch, wenn im Sanierungsfall nur ein Betonteil erneuert wird.

Derartige Konstruktionen sind bekannt und bildlich dargestellt in der DIN 18195 sowie in den einschlägigen Richtzeichnungen des Bundesministers für Verkehr vor allem in der Richtzeichnung Kap 14 und in vielen Firmenprospekten. In jüngster Zeit wurden Konstruktionen entwickelt, die eine begrenzte Verschieblichkeit aufweisen.

Bei den Los-/Festflansch-Verankerungen wird eine Festflansch-Verankerung bündig in den ersten Beton eingebaut, wobei in dem Bolzen dieser Festflansch-Verankerung vorzugsweise ein Innengewinde eingebracht ist. Nach dem Aufbringen der Abdichtung auf den Beton wird eine Losflansch-Verankerung mittels einer Schraube, Gewindestange oder ähnlichem mit der Festflansch-Verankerung so verschraubt, dass auf die Losflansch-Verankerung eine Vorspannung aufgebracht wird, um die Abdichtung einzuklemmen und dadurch ein Eindringen des eventuell auf der Abdichtung befindlichen Wassers bei der Durchdringung der Abdichtung durch die Schraube in den ersteren Beton zu verhindern. Im Sanierungsfall wird eine Dübelkonstruktion, vorzugsweise als chemischer Dübel ausgebildet, in den ersteren Beton mit überstehendem Außengewinde eingebracht. Nach dem Aufbringen der Abdichtung wird analog dazu verfahren, wie es vorher beschrieben wurde. Im Anschluss daran kann das zweite Betonteil betoniert und hergestellt werden.

Im Brückenbau haben sich bei derartigen Konstruktionen im Schraubenschaft Schäden gezeigt vor allem dann, wenn diesen Teller-Ankern in hohem Maße Horizontalkräfte zugemutet wurden, die vor allem durch Fahrzeuganprall an den Schrammbord oder Bordstein hervorgerufen werden. Ursache für diese Schäden ist die Tatsache, dass der Verbindungsschraube über einen Hebelarm, der mindestens die Dicke der Abdichtung einnimmt, bis zur Einspan-

nung ein Biegemoment bzw. Einspannmoment aufgezwungen wird, das in den meisten Anwendungsfällen statisch unberücksichtigt bleibt und für das ein Schraubenschaft oder eine Gewindestange wegen des sehr geringen Widerstandsmomentes ungeeignet ist. In den meisten Fällen wird der Hebelarm durch ungeeignete Teller-Anker-Konstruktionen sogar noch größer, so dass das Gewindeteil noch mehr überbeansprucht wird. Um dieses Biegemoment geringer zu halten bzw. den Hebelarm zu minimieren, werden zum Teil die Festflansch-Konstruktionen bereits mit einer Stumpfschweißung ausgebildet, damit das Innengewinde bereits an der Oberkante des Festflansches beginnen kann. Beim Losflansch gab es auch Überlegungen, das Durchgangsloch konisch nach unten auszubilden, um eine Berührung zwischen der Gewindestange und dem Losflansch möglichst nahe bei der Abdichtung zu erzwingen. Besondere Schwierigkeiten bereiten allerdings die Losflansch-Konstruktionen mit Dübelbefestigung, da der Losflansch um die Dicke der Abdichtung vom anderen Bauteil entfernt ist. In solchen Fällen muss aufgrund von einschlägigen Regelwerken ein Moment verfolgt werden, das durch einen Hebelarm mit der Dicke der Abdichtung zuzüglich des Durchmessers des Dübels beeinflusst wird. In solchen Fällen können nur geringste Horizontalkräfte innerhalb der zulässigen Spannungen aufgenommen werden. Auch diese Regelwerke bleiben in vielen Anwendungsfällen unberücksichtigt aufgrund mangelnder konstruktiver Angebote auf dem Markt.

Es sind auch aus Firmenprospekten sowie aus dem Patent-Nr. DE 19537399 längsverschiebliche Teller-Anker bekannt. Diese Teller-Anker sind jedoch noch weitaus ungeeigneter, um Horizontalkräfte aufzunehmen, als die vorher beschriebenen Teller-Anker, da bei diesen Teller-Ankern aufgrund einer konstruktionsbedingten vergrößerten Bauhöhe be.i Schrägzug das Biegemoment noch größer wird und das Biegemoment aus Horizontalkraft mit dem Biegemoment aus Reibung überlagert werden muss.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Los-/Festflansch-Konstruktion oder nur Losflansch-Konstruktion dar, die Horizontalkräfte entsprechend der zulässigen Scherkräfte und zugleich Schrägzugkräfte aufnehmen kann, wobei ein Biegemoment in dem Verbindungs-Gewindeteil aufgrund erfindungsgemäßer Konstruktionsteile gar nicht entstehen kann.

Den Stand der Technik berücksichtigend erfüllt die vorliegende Erfindung die Aufgabe, Zugkräfte und gleichzeitig Horizontalkräfte, also Schrägzugkräfte aufzunehmen, ohne dass Biegung in der Verbindungsschraube entsteht.

Die Konstruktion, die in den ersten Beton eingebaut wird, ist hinlänglich bekannt, sie muss aber so ausgebildet sein, dass das Gewinde unmittelbar ab Oberkante Festflansch beginnt. Bei einer Dübelverankerung sind keine besonderen Maßnahmen zu berücksichtigen. Bei dem Losflansch ist eine vorzugsweise kreisrunde Öffnung vorzusehen. In besonderen Fällen können aber auch Öffnungen mit anderen Formen zweckmäßig sein, die quadratisch, rechteckig oder als Langloch ausgebildet werden. Auf eine in die Festflanschkonstruktion eingeschraubte Gewindestange oder bei der Dübelkonstruktion auf das über der

Oberkante des ersteren Betons überstehende Gewinde wird eine Scheibe, die als Querkraftscheibe wirkt und die Kontur der Öffnung im Losflansch vollständig oder teilweise nur in Kraftrichtung einnimmt, unmittelbar auf den Festflansch bzw. auf den ersteren Beton mittels einer Mutter aufgeschraubt, das heißt, dass im Bereich dieser Querkraftscheibe die Abdichtung völlig zu entfernen ist, so dass bei einer Fest-/ Losflansch-Konstruktion der Festflansch sichtbar wird oder bei einer Dübel-Konstruktion der erstere Beton. Dabei kann auch diese Querkraftscheibe selbst mit einem Innengewinde versehen werden, sodass sie selbst als Mutter wirkt. Nun wird auf die Abdichtung der Losflansch so aufgelegt, dass der Losflansch die aufgeschraubte Scheibe vollkommen oder teilweise in Kraftrichtung umschließt. Die Konstruktion muss nun so ausgebildet werden, dass mit einer weiteren Mutter der Losflansch auf die Abdichtung gepresst wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein geeignetes vorzusehendes Element, das selbst keine Kräfte aus dem Beton aufnimmt, den Losflansch mittels einer weiteren Mutter aufpresst oder dass mittels geeigneter Konstruktionselemente wie z.B. Bügelkonstruktionen, die selbst Kräfte aus dem Beton aufnehmen können, der Losflansch auf die Abdichtung gepresst wird.

Die Wirkung der Aufnahme von Horizontalkräften durch diese Konstruktion wird dadurch erreicht, dass die Querkraftscheibe direkt, also ohne dazwischenliegende Abdichtung auf das Unterteil aufgeschraubt wird. Dadurch wird die Verbindungsschraube nicht auf Biegung, sondern allein auf Abscheren belastet. Der Außenbereich der Scheibe legt sich an die Öffnung des Losflansches an und kann über Druck die Horizontalkräfte auf den Losflansch weiterleiten. Die Zugkräfte können entweder durch eine an dem Gewindeteil befestigten Konstruktion oder durch am Losflansch befestigte Ankerelemente aufgenommen werden oder durch eine Bügelkonstruktion mit der sowohl der Anpressdruck auf den Losflansch aufgebracht werden kann, als auch gleichzeitig die Zugkräfte aufgenommen werden können. Bei einer Dübelverankerung ist es nicht erforderlich, ein Moment zu berücksichtigen, wenn ein Stahlteil direkt auf den Beton aufgeschraubt wird. Diese Forderung wird durch den Einsatz der Querkraftscheibe erfüllt.

Selbstverständlich gibt es auch abweichende Konstruktionen, mit denen die gleiche Abtragung der Horizontalkräfte erfüllt werden kann. Es wäre beispielsweise möglich, die Querkraftscheibe zusammen mit dem Festflansch als Konstruktions-Einheit so auszubilden, dass die Querkraftscheibe über den Festflansch ragt und von einer Öffnung im Losflansch mit der entsprechenden Dimensionierung umschlossen wird. Problematisch bei dieser Ausführungsvariante wird aber die überstehende Querkraftscheibe sein, die ein flächiges Abziehen des Betons erheblich erschwert. Genauso wäre es möglich, die Scheibe in Konstruktionseinheit mit dem Losflansch auszubilden, sodass die Querkraftscheibe unmittelbar auf den Festflansch gepresst wird. Nachteilig bei dieser Ausführung ist aber, dass eine toleranzfreie Dicke der Abdichtung Voraussetzung für die Ausbildung wäre, um die Klemmkraft auf die Abdichtung einhalten zu können. Ebenso ist es möglich, die Verbindungsschraube mit sehr großem Durchmesser auszubilden, sie aber nur mit der zulässigen Biegung entsprechend auszunützen, was eine sehr

unwirtschaftliche Ausbildung darstellen würde.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine unverschiebliche Fest-/ Losflansch-Konstruktion, wobei die Querkraftscheibe mittels einer Gewindemutter auf den Festflansch aufgepresst und der Losflansch durch eine Bügelkonstruktion, die selbst Kräfte aus dem Beton aufnimmt, auf die Abdichtung gespannt wird

Fig. 2 eine verschiebliche Fest-/ Losflansch-Konstruktion, wobei die Querkraftscheibe selbst als Gewindeteil ausgebildet ist und auf den Festflansch aufgeschraubt und der Losflansch durch eine Bügelkonstruktion, die selbst keine Kräfte aus dem Beton aufnimmt auf die Abdichtung gespannt wird

Fig. 3 eine unverschiebliche Fest-/ Losflansch-Konstruktion, wobei die Querkraftscheibe mittels einer Gewindemutter auf den Festflansch aufgepresst und der Losflansch durch eine Bügelkonstruktion, die selbst keine Zugkräfte aufnimmt, auf die Abdichtung gespannt wird.

Fig. 4 eine unverschiebliche Losflansch-Konstruktion mit Dübel, wobei die Querkraftscheibe mittels einer Gewindemutter auf den ersten Beton aufgeschraubt und der Losflansch durch eine Bügelkonstruktion, die selbst Kräfte aus dem Beton aufnimmt, auf die Abdichtung gespannt wird

Fig. 5 eine unverschiebliche Losflanschkonstruktion mit Dübel, wobei die Querkraftscheibe selbst als Gewindeteil ausgebildet ist und auf den Festflansch aufgeschraubt und der Losflansch durch eine Bügelkonstruktion, die selbst keine Zugkräfte aufnimmt, auf die Abdichtung gespannt wird.

Erläuterung der Darstellung

In der Fig. 1 bis 3 ist dargestellt ein Festflansch-Konstruktion bestehend aus der Rückverankerung 1, an die die Gewindehülse 2 verschweißt ist und ebenso der Festflansch 3, sodass das Gewinde ab Oberkante des Festflansches beginnt. Auf die Brückenkonstruktion und den Festflansch 3 wird eine Abdichtung 4 aufgelegt. Anschließend wird in die Gewindehülse 2 der Festflanschkonstruktion die Gewindestange oder Schraube 5 eingedreht und die Querkraftscheibe 6 auf die Abdichtung aufgelegt. Im Bereich dieser Querkraftscheibe 6 wird die Abdichtung 4 restlos entfernt, sodass der Festflansch 3 sichtbar wird. Nun wird die Querkraftscheibe unmittelbar auf den Festflansch 3 aufgeschraubt entweder wie in Fig. 1 und Fig. mittels einer Gewindemutter oder, wie in Fig. 2 dargestellt, indem die Querkraftscheibe 6 selbst mit einem durchgehenden Innengewinde gefertigt ist und direkt auf den Festflansch 3 aufgeschraubt wird. Anschließend wird der Losflansch 7 mit dem Bügel 8 auf die Abdichtung 4 so aufgelegt, dass die vergrößerte Bohrung die Querkraftscheibe 6 vollkommen umschließt. Mittels der Gewindemutter 9 wird einerseits der Anpressdruck des Losflansches auf die Abdichtung 4 erreicht als auch die Möglichkeit geschaffen, Zugkräfte aufnehmen zu können. In Fig. 2 und Fig. 3 wird mit einem separaten Bügel 10 der

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Anpressdruck des Losflansches auf die Abdichtung erwirkt. Dabei ist dieses Element genauso wie die übrigen für die Erfindung nachrangigen Elemente nicht auf die Form und Ausbildung aus der Darstellung beschränkt.

In Fig. 2 ist ein einseitig verschieblicher Teller-Anker dargestellt. Dabei muss die Bohrung im Losflansch als Langloch ausgebildet werden. Es müssen zweckmäßigerweise zusätzlich noch reibungsmindernde Kunststoffscheiben 14 angeordnet werden zwischen dem Losflansch und dem Element 10, das die Aufgabe hat, den Anpressdruck aufzubringen und die Zugkräfte auf den Bügel 8 zu übertragen, und der Gleitscheibe 13 und dem Losflansch 7. Um das verschiebliche Element 10 wird ein Rohrabschnitt mit Deckel 12 auf den Losflansch geschweißt und um die Gleitscheibe ein leicht verformbares Element 15 gelegt, um die nötigen Freiräume für die Verschiebung zu schaffen.
Wie aus Fig. 3, die analog zu den Beispielen in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, hervorgeht, ist die Art und das Aussehen der Zugkraftverankerungen nicht auf die Darstellung beschränkt. Die Verankerung kann, wenn Schrägzug aufzunehmen ist, jede beliebige, jedoch zur Aufnahme der Schrägzugkraft geeignete Form annehmen. Fig. 4 stellt eine Dübelkonstruktion 1 dar. Die Querkraftscheibe 6 ist direkt auf den Beton verschraubt. Selbstverständlich kann auch die Dübelverankerung analog zu der Fig. 2 verschieblich ausgebildet werden. Verschiebliche Verankerungen dieser Art sind grundsätzlich in dem Gebrauchsmuster Nr. 298 11 975.7 im einzelnen beschrieben.

Fig. 5 stellt eine Losflansch-Konstruktion mit Dübel 1 dar, die analog zu den anderen Konstruktionen ausgebildet ist mit dem Unterschied, dass die Elemente 8 zur Kraftübertragung am Losflansch 7 befestigt sind und der Losflansch 7 über eine Bügelkonstruktion 10 und der Mutter 9 auf die Abdichtung 4 gespannt wird.

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Claims

1. Fest-/Losflansch-Konstruktionen bzw. Losflansch-Konstruktionen als Verankerung von zwei Betonbauteilen, die durch eine Abdichtung voneinander getrennt und mittels einer Schraubverbindung miteinander verbunden sind zur Aufnahme von Horizontal- bzw. Schrägzugkräften dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Querkraftscheibe die Dicke der Abdichtung überbrückt wird, sodass in der Verbindungsschraube zwischen den beiden Teilen der Los-/Festflansch-Konstruktion bzw. Losflansch-Konstruktion ein Moment nicht entsteht.

2. Fest-/Losflansch-Konstruktionen bzw. Losflansch-Konstruktionen als Verankerung von zwei Betonbauteilen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftscheibe ein eigenes Bauelement ist und auf den Festflansch durch eine Art Schraubverbindung gepresst wird und vom Losflansch teilweise oder ganz umschlossen wird und der Losflansch zusätzlich durch eine Schraubverbindung auf die Abdichtung gespannt wird.

3. Fest-/Losflansch-Konstruktionen bzw. Losflansch-Konstruktionen als Verankerung von zwei Betonbauteilen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftscheibe ein Teil des Festflansches ist und vom Losflansch teilweise oder ganz umschlossen wird.

4. Fest-/Losflansch-Konstruktionen bzw. Losflansch-Konstruktionen als Verankerung von zwei Betonbauteilen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Querkraftscheibe ein Teil des Losflansches ist und auf den Festflansch mit einem Gewindeteil aufgepresst wird unter gleichzeitiger Einspannung der Abdichtung.

5. Fest-/Losflansch-Konstruktionen bzw. Losflansch-Konstruktionen als Verankerung von zwei Betonbauteilen nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionen durch ein Langloch im Losflansch und durch den Einsatz reibungsmindernder Kunststoffe und entsprechender Gleitelemente längsverschieblich ausgebildet werden.