DE2300943A1 - Drahtkabel-verankerung - Google Patents
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Description
- -m. Wilhelm Heichel
Wag. Weliycmg Esidiel 2300943
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b Frcaüäuii a. M. 1
i'aiksircße 13
i'aiksircße 13
Antonio Brandestini, Küsnacht (Schweiz)
Drahtkabel - Verankerung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtkabel-Verankerung für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher
die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers führen und an ihren Enden an demselben
verankert sind.
Es ist bekannt, dass für die Verankerung von Drahtseilen, u.a. auch von verschlossenen Drahtseilen, z.B.
solchen für Hänge- oder Schrägseilbrücken, die .Drahtseile an den Enden aufgefächert werden und das ganze aufgefächerte Bündel
in einem Ankerkörper aus Stahl unter Verwendung einer speziellen erhitzen Metallegierung vergossen wird (metallischer Heissverguss).
• Durch die Verwendung eines speziell zusammengesetzten und eingebrachten Kaltvergusses auf Kunststoffbasis gelingt
es, Seilverankerung und im besonderen Paralleldrahtbündelverankerungen herzustellen, die im Vergleich zu den metallisch
vergossenen Seilenden eine wesentlich höhere Schwingungsamplitude,
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12.12.72. - 1 - 26 579 a
bei gleicher Grundspannung, erreichen. Dies bringt gegenüber der ersten Verankerungsmethode erhebliche technische und wirtschaftliche
Vorteile mit sich.
Eine noch rationellere Lösung müsste sich ergeben, wenn es gelingen sollte, und zwar für ähnliche oder höhere
Schwingampl'ituden, die einzelnen Drähte an ihren Enden am gemeinsamen
Ankerkörper direkt zu befestigen, bzw. zu verankern. Dann
könnte der teure kraftübertragende Verguss wegfallen,und die gesamte
Ankerkonstruktion bekäme kleinere Abmessungen und würde
billiger.
Es ist nun bekannt, dass mittels spezieller
Formgebung und Vorkehrungen einzelne, hochwertige Stahldrähte von z.B. 5-12 mm Durchmesser und mit Festigkeiten von 160-200 kg/
mm2 an ihren Enden so gegen einen Ankerkörper aus Stahl abgestützt werden können, dass bei z.B. 2 Millionen Lastwechsel und
einer Grundspannung von 80-160 kg/mm2 Spannung-'amplituden von
mindestens 20 kg/mm2 gut erreicht werden können.
Als einfachster Endanker der einzelnen Drähte hat sich dabei ein zu einem konischen Köpfchen aufgestauchtes
Drahtende erwiesen, das es zudem gestattet, die einzelnen Drähte eines Bündels mit kleinsten Zwischenabständen am gemeinsamen
stählernen Ankerkörper zu befestigen. Die Drähte verlaufen dabei in parallelen Bohrungen im Ankerkörper. Dieser ist nur so lang,
wie die statischen Verhältnisse es erfordern; er kann z.B. ein Aussengewinde aufweisen und mittels einer Mutter gegen die Tragkonstruktion
abgestützt sein, oder er kann einen erweiterten Aussendurchmesser haben und auf der so geschaffenen Ringfläche
aufruhen.
Verankerungen von Drahtbündeln in der vorstehend beschriebenen Art sind bekannt und werden vor allem in der
Spannbetontechnik mit Erfolg.verwendet. Will man jedoch solche
Verankerungen für freiliegende Tragseile, die der weiter oben erwähnten sehr hohen dynamischen Schwingbeanspruchung ausge-
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;: 3 ο ο r3 4 3
setzt sind (z.B. bei Schrägseilbrücken) verwenden, so sind einige sehr wichtige Vorkehrungen zu treffen, und zwar im Hinblick
auf die auftretenden Ablenkkräfte, die Korrosion und dergleichen
Probleme.
Aus praktischen Gründen soll das Drahtbündel
eines freiliegenden Drahtseiles möglichst nahe der Austrittsstelle aus dem Ankerkörper eng zusammengefasst werden, wobei die
einzelnen Drähte sich berühren können. Dies führt dazu, dass die Drähte sich in den Bohrungen des Ankerkörpers, durch welche die
Drähte verlaufen, gegen die Bohrlochwandung, in Richtung der Drahtbündelachse, anpressen und beim. Austritt aus dem Ankerkörper
einen Knick bilden. Es kann auch vorkommen, dass das Drahtbündel leicht verdreht werden muss (wenn es z.b. aus transporttechnischen
Gründen aufgerollt werden soll); auch dadurch können die Drähte beim Austritt aus dem Ankerkörper so abgelenkt werden, dass sie
gegen die Bohrlochwandung zum Anliegen kommen. Es hat sich herausgestellt, dass dieses Anpressen und Knicken der Drähte
zu einer ganz erheblichen Abminderung der Schwingfestigkeit einer
solchen Verankerung führt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun,
eine Drahtkabel-Verankerung zu schaffen, welche die an sie gestellten
Anforderungen erfüllt und die bekannten Nachteile vermeidet.
Die erfindungsgemässe Drahtkabel-Verankerung
für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers
führen und an ihren Enden an demselben verankert sind, zeichnet sich dadurch aus, dass zwecks Aufnahme von Ablenkkräften Stützmittel
vorgesehen sind, gegen welche die Drähte anliegen und v:elche die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten
Lage halten. Das Einfügen der Stützmittel kann durch Einführen oder Einlegen oder, was besonders vorteilhaft ist, durch
Eingiessen erfolgen.
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ORlGSNALiNSPSCTED
Eine erfindungsgemässe Drahtbündel-Verankerung
wird nachstehend rein beispielsweise anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine besonders einfache Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verankerung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine fertige
Verankerung (zwecks besserer Uebersicht sind im Ankerkörper nur
wenige Drähte eingezeichnet);
Fig. 3 eine Ansicht auf die konischen Endanker,
d.h. die Endköpfchen der am Ankerkörper verankerten, aufgefächerten
Drähte, und
Fig. 4 einen Schnitt durch das in einigem Abstand von der Verankerung eng zusammengefasste Drahtbündel.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Verankerung in besonders einfacher Ausführung. Die Enden der einzelnen Drähte
l',ln,lni usw. eines Kabels, d.h. eines Drahtbündels 1 führen,
leicht auseinandergespreizt, durch parallele Bohrungen 2', 2", 2'"
usw. eines gemeinsamen Ankerkörpers 2 aus Stahl. An ihren Enden weisen die einzelnen Drähte aufgestauchte Köpfchen 31, 3", 3"' usw.
auf, mittels welchen die Drähte am Ankerkörper 2 verankert sind.
Im Ablenkbereich der zu einem engen Bündel zusammenlaufenden
Drähte, d.h. beim gezeigten Beispiel im Ankerkörper selbst und am Aus trittsende der Bohrungen 21, 2", 2"f usw., sind
Stützpolster 2a,2b,2c usw. vorgesehen, welche die Ablenkkräfte
aufnehmen und die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten
Lage halten ("zentrieren", bzw. parallel zur Bündelachse führen). Die Stützpolster 2a, 2b, 2c usw. bestehen aus
Stützkörpern aus einem Material, das weicher ist als jenes der
Drähte oder des Ankerkörpers. Die Stützkörper sind in den Räumen zwischen den Drähten und der jeweiligen Bohrungswand eingefügt
und füllen diese Räume aus. Damit wird nicht nur die Stützfunktion erzielt, sondern auch gleichzeitig ein Korrosionsschutz. Die
Stützkörper 2a,2b,2c usw. bestehen vorzugsweise aus Kunststoff,
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z.B. aus Epoxy-, Polyamid- oder Polyacetalharzen, und sind zweckmässig an Ort durch Eingiessen entsprechender, erhärtender
Massen gebildet worden.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine andere erfindungsgemässe Drahtkabel-Verankerung, d.h. eine
Verankerung der Enden der aufgefächerten Einzeldrähte l',l",lni
usw. eines Drahtbündels 1.
Die einzelnen Drähte 1',1",I1" usw. des Kabels
1 führen ebenfalls durch parallele Bohrungen 2',2",21^ eines gemeinsamen
Ankerkörpers 2 aus Stahl. An ihren Enden weisen die einzelnen Drähte wiederum aufgestauchte Köpf chen 31,3",3'" auf,
mittels welchen die Drähte am Ankerkörper 2 verankert sind. Der gezeigte Ankerkörper 2 weist ein Aussengewinde 4 auf, auf welches
eine Mutter 5 aufgeschraubt ist. Die Mutter 5 stützt sich gegen eine Tragkonstruktion 6 ab. Selbstverständlich könnte an Stelle
der Mutter ein Teil des Ankerkörper selbst treten (siehe Fig. 1), und der Ankerkörper sich somit direkt auf der Tragkonstruktion
abstützen. In einigem Abstand vom Ankerkörper 2 führen die einzelnen
Drähte dann in ein eng zusammengefasstes Drahtbündel 1 über (siehe Querschnitt Fig. 4, im Vergleich zu den aufgefächerten
Drahtenden Fig. 3). ^---"
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine mit dem Ankerkörper unverrückbar verbundene Führungsscheibe 7, als
Doppelscheibe 7f,7" ausgebildet, vorgesehen. Die Führungsscheibe
7 besteht aus Kunststoff oder einem verglichen mit dem Drahtmaterial weichen Metall (z.B. Aluminium, Gusseisen). Die Führungsscheibe 7 ist in geringem Abstand vom eigentlichen Anker teil,
d.h. dem zentralen Teil 8 des Ankerkörpers 2 angeordnet und dient als Begrenzung, bzw. als eine Art Deckel bei der Herstellung
des nachstehend beschriebenen Stützkörpers für die einzelnen Drähte des Bündels.
Zwecks Aufnahme der Ablenkkräfte der hinter dem
Ankerkörper 2 zu einem Bündel zusammenlaufenden Drähte 1',1",I1"
usw. ist im Ablenk- oder Knickbereich der Drähte, d.h. am und in
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Nähe von deren Austritt aus den Bohrungen 2',2",2"1 usw. des
Ankerkörpers ein Stützkörper 9 vorgesehen.
Dieser Stützkörper 9 liegt im Raum zwischen der Führungsscheibe 7 und dem zentralen Teil 8 des Ankerkörpers 2.
Der Stützkörper 9 besteht beim gezeigten Beispiel aus einer erhärteten Kunststoffmasse, z.B. aus Epoxyharz, welches durch die
seitliche Bohrung 10 eingespritzt wurde. Die einzelnen Drähte liegen gegen den Stützkörper 9 an und werden dadurch gegenüber
dem Anker körper in einer vorbestimmten Lage gehalten (die Drähte
werden nicht gegen die Bohrungswandungen gepresst1.) Die erhärtete
Masse des Stützkörpers 9 führt auch in die Räume zwischen den Drähten 1',1",I1" usw. und den Wandungen der Bohrungen 2',2",2'"
usw. hinein und sogar über diese hinaus und bildet einen idealen Korrosionsschutz für die Drähte und die Köpfchen der letzteren.
Damit nicht Material unnötig verloren geht, ist über den Endköpfchen 3',3",3'^1 usw. ein Deckel 11 auf den Anker körper 2 aufgeschraubt.
Damit die zu erhärtende Masse gut eindringen kann, ist der mit dem Deckel 11 abgeschlossene Raum mit wenigstens
einer Entlüftungsöffnung 12 versehen.
Dank dem Stützkörper 9 erfüllt diese neuartige
Verankerung alle an sie gestellten Anforderungen und eine Festigkeit,
die mit früheren Verankerungen nicht erreichbar, bzw. undenkbar waren.
Der Stützkörper könnte auch aus einem anderen
Material bestehen. Statt eingegossen, könnte er auch eingelegt sein. Als Materialien eignen sich solche, welche verglichen mit
dem Material der Drähte weicher sind. Besonders geeignet sind erhärtende Giessmassen, da sich das Eingiessen des Stützkörpers
als besonders vorteilhaft und wirtschaftlich erwiesen hat. Bei
an Ort gefertigtem Stützkörper, d.h. bei gegossenem Stützkörper wird nicht nur das Problem der Aufnahme der Ablenkkräfte, sondern
auch gleichzeitig jenes des Korrosionsschutzes gelöst.
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Bei der gezeigten Lösung mit der Doppelscheibe 7 als Führungsscheibe, bzw* Abschlussdeckel, wird vorzugsweise
in den Raum zwischen den Scheiben 71 und 7" ein Dichtungsmaterial
eingefüllt, z.B. durch Einspritzen einer Kunststoffmasse.
Obwohl die Führungs- bzw. Abschlussscheibe 7 besonders zweckmässig ist (bei gegossenem Stützkörper), kann diese
selbstverständlich auch wegfallen.
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Claims (15)
- Pa ten tansprücheJDrahtkabel-Verankerung für hohe dynamische Beanspruchungen, bei welcher die einzelnen Drähte des Kabels durch Bohrungen eines gemeinsamen Ankerkörpers führen und an ihren Enden an demselben verankert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Aufnahme von Ablenkkräften Stützmittel vorgesehen sind, gegen welche die Drähte anliegen, und welche die Drähte gegenüber dem Ankerkörper in einer vorbestimmten Lage halten.
- 2. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem Material bestehen, das weicher ist als das Material der Drähte und/oder des Ankerkörpers
- 3. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus Kunststoff, z.B. aus Epoxy-, Polyamid- oder Polyacetalharzen bestehen.
- 4. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem weichen Metall, z.B. Aluminium, bestehen.
- 5. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einer erhärteten Giessmasse bestehen.
- 6. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus einem Stützkörper bestehen, welcher am Ankerkörper und an den Drähten anliegt.
- 7. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel wenigstens im Ablenkbereich der Drähte am Austritt aus dem Ankerkörper wirksam sind.
- 8. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel wenigstens im Austrittsabschnitt der Bohrlöcher des Ankerkörpers, im Raum zwischen den Drähten und den Bohrlochwandungen vorgesehen sind.309831/0421
- 9. Verankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel direkt hinter dem Ankerkörper vorgesehen sind.
- 10. Verankerung nach Anspruch"1, gekennzeichnet durch eine hinter dem Ankerkörper angeordnete, entsprechend den Bohrungen des Ankerkörpers gelochte Führungsscheibe.
- 11. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe mit dem Ankerkörper verbunden ist.
- 12. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe aus Kunststoff oder einem weichen Metall besteht.
- 13. Verankerung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe von einer Doppelscheibe gebildet ist und dass zwischen den beiden Scheiben ein Dichtungsmaterial, z.B. aus Kunststoff angeordnet ist.
- 14. Verankerung nach Ansprüchen 1 und 10, da-durch gekennzeichnet, dass die Stützmittel zwischen Ankerkörper und Führungsscheibe angeordnet sind.
- 15. Verankerung nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel zudem in den Ankerkörperbohrungen, über deren ganzenLänge vorgesehen sind.309831/0421Leerseite
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