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Dokumentenidentifikation DE3435118C2 23.08.1990
Titel Verfahren zum Verankern von Seilen aus hochfestem Stahldraht und Verdrillklemme zur Durchführung des Verfahrens
Anmelder Schlaich, Jörg, Prof. Dr.-Ing.;
Bergermann, Rudolf, Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Schlaich, Jörg, Prof. Dr.-Ing.;
Bergermann, Rudolf, Dipl.-Ing., 7000 Stuttgart, DE
Vertreter Dreiss, U., Dipl.-Ing. Dr.jur.; Hosenthien, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Fuhlendorf, J., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 7000 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 25.09.1984
DE-Aktenzeichen 3435118
Offenlegungstag 03.04.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.08.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.1990
IPC-Hauptklasse E01D 11/00
IPC-Nebenklasse E04H 12/20   D07B 9/00   F16G 11/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verankern von Seilen, Paralleldraht-, Litzenbündel oder dgl. aus vorzugsweise hochfestem Stahldraht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Verdrillklemme zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem derartigen aus der DE 29 04 147 A1 bekannten Verfahren werden bei der Verwendung von Seilen deren Enden zu einem Seilbesen aufgebogen, was nichtelastische Verformungen dieser Einzeldrahtendbereiche mit sich bringt. Bei der Verwendung von Paralleldrahtbündeln werden die Einzeldrähte mit ausreichend großen Radien elastisch gebogen und die aufgebogenen Enden jenseits der Mündung der Verankerungshülse werden in die Lochschablone eingefädelt. Auch bei diesem elastischen Aufbiegen sind nichtelastische Verformungen nicht zu vermeiden. Nichtelastische Verformungen an derartigen Seilen bzw. Bündeln sind im Hinblick auf die dynamische Beanspruchung der Seile bzw. Bündel von Nachteil. Desweiteren hängt es von der Geschicklichkeit des Aufbiegenden ab, inwieweit die Endbereiche der Einzeldrähte der Seile bzw. Bündel in einer gewissen Regelmäßigkeit auseinandergehen, damit in etwa gleiche Zwischenräume, die von der Vergußmasse auszufüllen sind, sich ergeben. In jedem Falle bilden sich jedoch zwischen den Einzeldraht- bzw. Einzellitzenenden zu Null gehende Zwischenräume, in denen die Vergußmasse auslaufende Zungen bildet, die mit den Einzeldrahtbereichen keine innige Verbindung mehr ermöglichen und die auch in Achsrichtung des Seiles bzw. des Bündels unterschiedlich tief eindringen. Deshalb folgen bei dynamischer Beanspruchung der Seile bzw. Bündel Relativbewegungen zwischen diesen auslaufenden Zungen der Vergußmasse und den betreffenden Einzeldraht- bzw. Einzellitzenbereichen, was zu Reibbeanspruchungen zwischen diesen Bereichen der Einzeldrähte bzw. Litzen und der Vergußmasse führt. Diese Reibbeanspruchung wiederum führt zu einer Reibkorrosion, was ein Hauptgrund dafür ist, daß die dynamische Belastbarkeit derartiger Endverbindungen relativ schlecht ist. Bei dem bekannten Verfahren werden zum Kompensieren der Nachteile der auslaufenden Zungen die in diesen Bereichen, teilweise durch Abbrüche entstandenen Hohlräume nachträglich nochmals aufgefüllt. Dies ist einerseits aufwendig, vermeidet aber andererseits nicht das Vorhandensein solcher auslaufender Zungen und damit auch nicht die geschilderten Nachteile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verankern von Seilen, Paralleldraht-, Litzenbündel oder dgl. aus vorzugsweise hochfestem Stahldraht der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Verankerung ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen bessere Eigenschaften unter dynamischer Beanspruchung insbesondere durch das Vermeiden von Reibkorrosion aufweist und dennoch weniger aufwendig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem derartigen Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In erfindungsgemäßer Weise werden die Einzeldrähte bzw. Einzellitzen eines Bündels oder Seiles in spannungsfreier Weise, d.h. ohne irgendeine plastische Verformung gleichmäßig auseinandergebracht. Da die Lochschablone in den Bereich der Mündung der Verankerungshülse gebracht wird, kann die Vergußmasse sich nur bis zu einer bestimmten Tiefe in Längsachse des Bündels bzw. Seiles ausbreiten, so daß auslaufende Zungen vermieden sind. Dies führt zu einem kontrollierten gleichmäßigen metallischen Verbund auch mit der Lochschablone, welcher Verbund keinerlei Relativbewegungen zwischen der Vergußmasse und den betreffenden Bereichen der Einzeldrähte bzw. Litzen zuläßt. Auf diese Weise sind Reibkorrosionen vermieden und daher die dynamische Belastbarkeit erhöht.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ist in vorteilhafter Weise ein besonders inniger metallischer Verbund erreicht.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 ist erreicht, daß während des gesamten Auffächerns des Seil- bzw. Bündelendes keinerlei nichtelastische Verformung der Einzeldrähte bzw. Litzen auftritt. Dabei ist in vorteilhafter Weise die im Auslaufbereich der Verankerungshülse verwendete Lochschablone gleichzeitig ein Abdichtelement für die Verankerungshülse während des Eindringens des zähflüssigen Vergußwerkstoffes.

Eine günstige Fixierung und genaue Positionierung der Lochschablone ergibt sich bei Anwendung der Merkmale gemäß Anspruch 4, insbesondere auch dann, wenn der Innenkonus der Verankerungshülse gewissen Herstellungstoleranzen unterworfen ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Verdrillklemme zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens. Mit Hilfe dieser Verdrillklemme ist es in besonders günstiger Weise möglich, das Seil bzw. Bündel nicht nur in einiger Entfernung vom betreffenden Ende und mit Abstand von der Verankerungshülse zu halten, sondern auch das Verdrehen, dem das Auffächern des Seil- bzw. Bündelendes folgt, durchzuführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Verdrillklemme ergeben sich aus den Ansprüchen 6 und 7.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird.

Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine Vorrichtung zum Verankern von Seilen, Draht-, Litzenbündeln o. dgl.,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt durch eine Verankerungshülse mit unterer und oberer Lochschablone der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine wiederverwendbare Verdrillklemme der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die hintere Lochschablone gemäß Pfeil VI der Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die vordere Lochschablone gemäß Pfeil VII der Fig. 4,

Fig. 8 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII der Fig. 1,

Fig. 9 in teilweise aufgebrochener Unteransicht gemäß Pfeil IX der Fig. 4 einen Haltering für die vordere Lochschablone,

Fig. 10 eine Draufsicht gemäß Pfeil X der Fig. 5 auf die Verdrillklemme und

Fig. 11 einen teilweise aufgebrochenen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 5 durch die Verdrillklemme.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 11 dient zum Verankern von Seilen, insbesondere von geschlagenen Seilen bzw. Spiralseilen, von Paralleldrahtbündeln, Parallellitzenbündeln oder dgl., wie sie als Zugglieder von beispielsweise Schrägkabelbrücken, Abspannungen von Masten, Türmen, Plattformen usw., oder dgl. Verwendung finden, wobei sie außer den Eigengewichtslasten insbesondere die dynamischen Lasten, wie Verkehrslasten bei Brücken, Wind, Wellen und dgl. auszuhalten haben. Eine derartige Verankerungsvorrichtung 11 ist einendig oder beidendig am Seil bzw. Bündel angebracht.

Beim in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung 11 zum Verankern eines Paralleldrahtbündels 12 dargestellt, das aus hier 37 einzelnen Drähten 13 von bspw. 7 mm Durchmesser besteht, die, wie noch erläutert wird, mit einer bestimmten Schlaglänge im Bereich zwischen ihren beiden Enden, jedoch außer diesen, verdrillt werden. Das Paralleldrahtbündel 12 besitzt die in Fig. 8 dargestellte hexagonale Konfiguration, die den kompaktesten Verbund bildet.

Die Vorrichtung 11 besitzt eine Verankerungshülse 16, die gemäß Fig. 1 an einem ortsfesten Bauteil 17 zur Vorbereitung und Durchführung der Verankerung des Bündels befestigt ist. Gemäß Fig. 4 besitzt die Verankerungshülse 16 einen zylindrischen Außenumfang 18 und einen Innenkonus 19. Der Innenkonus 19 verjüngt sich von hinten nach vorne gesehen. Am hinteren durchmessergrößten Ende der Verankerungshülse 16 sind vier über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Innengewindesacklochbohrungen 22 angeordnet, in die von Abstandshülsen 23 umgebene Stehbolzen 24 eingeschraubt sind, die im betreffenden Abstand vom Ende der Verankerungshülse 16 eine hintere Lochschablone 26 auswechselbar halten. In den vorderen Endbereich der Verankerungshülse 16 ist eine vordere Lochschablone 27 mit ihrem Haltering 28 eingesetzt. Der Haltering 28 ist, wie Fig. 9 zeigt, zweiteilig ausgebildet und besitzt am inneren Ende eine innere hinterschnittene Ringnut 29, in welcher im zusammengeschraubten Zustand der beiden Halteringteile die mit einem entsprechenden schrägen Rand versehene vordere Lochschablone 27 festgehalten ist. Der Außenumfang 31 des Halterings 28 ist konisch ausgebildet, wobei der gewählte Konus gleich dem Innenkonus 19 der Verankerungshülse 16 entspricht, so daß die Anordnung aus vorderer Lochschablone 27 und Haltering 28 nicht nach vorne aus der Verankerungshülse 16 herausfallen kann. Die Abmessungen sind ferner derart gewählt, daß die vordere Stirnfläche des Halterings 28 mit der vorderen Stirnfläche der Verankerungshülse 16 bündig ist, und daß die vordere Lochschablone 27 die vorgesehene Position am Seilkopf als vorderer Abschluß des Vergußbereichs einnimmt. Wie den Fig. 6 und 7 zu entnehmen ist, besitzen die beiden Lochschablonen 26 und 27 entsprechend der Anzahl der Drähte 13 des Paralleldrahtbündels 12 37 Durchgangsbohrungen 32 bzw. 33, deren Abstand entsprechend den noch zu beschreibenden gezielten gleichen Abständen der Drähte 13 des aufgespreizten Endes 14 des Drahtbündels 12 gewählt ist und deren Außenumfang bzw. Umhüllende die Form eines Sechsecks aufweist. Darüber hinaus besitzt die hintere Lochschablone 27 vier über den Umfang verteilte äußere Bohrungen 34, die von den Stehbolzen 24 durchdrungen werden.

Die erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung 11 besitzt ferner eine in den Fig. 5, 10 und 11 im einzelnen dargestellte wiederverwendbare Verdrillklemme 38, die aus zwei miteinander verbundenen, insbesondere verschraubten jeweils zweiteiligen Elementen besteht, nämlich einer ringförmigen Schlüsselplatte 39 und einer Verdrillplatte 41. Die Schlüsselplatte 39 besitzt einen zylindrischen Außenumfang und eine hexagonale bzw. sechseckförmige Ausnehmung 42, deren Schlüsselweite der entsprechenden Außenweite der hexagonalen Konfiguration des Paralleldrahtbündels 12 in Fig. 8 entspricht. Die Schlüsselplatte 39 ist längs einer Linie 43 zweigeteilt, die durch zwei gegenüberliegende Ecken der Sechskantausnehmung 42 verläuft. Die Verdrillplatte 41 besitzt einen Kragen 44, auf dem die Schlüsselplatte 39 befestigbar ist und dessen Außenumfang dem der Schlüsselplatte 39 entspricht. Der Kragen 44 umschließt eine koaxiale und konzentrische Innenbohrung 47 in der Platte 41, deren Innendurchmesser etwas größer ist als die Schlüsselweite der Sechskantausnehmung 42. Auch die Verdrillplatte 41 mit Kragen 44 ist in Längsrichtung zweigeteilt, wobei die beiden Teile mittels einer tangentialen Schraubverbindung 48, 49 verbunden werden können. Die Verdrillplatte 41 besitzt ferner an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen radiale Sacklochbohrungen 51, 52, in die ein Werkzeug zum Verdrehen der Verdrillklemme 38 ein- bzw. ansetzbar ist.

Die Verankerung jedes Endes eines derartigen Paralleldrahtbündels 12 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 11 geht folgendermaßen vor sich: In definierter Entfernung vor den Enden des sechseckförmigen Paralleldrahtbündels 12 wird die Verdrillklemme 38 angesetzt, wobei das Bündel 12 in der Sechskantausnehmung 42 der Schlüsselplatte 39 in Umfangsrichtung formschlüssig gehalten ist. Über dieses Ende des Bündels 12 wird die Verankerunghülse 16 mit ihrem durchmesserkleineren Ende voraus geschoben. Die Verdrillklemme 38 wird dann in einer Umfangsrichtung gedreht, während das andere Ende des Paralleldrahtbündels 12 festgehalten oder in Gegenrichtung ebenfalls mit einer Verdrillklemme 38 verdreht wird. Dadurch wird das Paralleldrahtbündel 12 zwischen den beiden Verdrillklemmen 38 bzw. der Verdrillklemme 38 und einem anderen Festhaltepunkt verdrillt, wobei eine bestimmte definierte Schlaglänge erreicht werden soll. Der durch die Verankerungshülse 16 geführte Endbereich des Paralleldrahtbündels 12 wird bei diesem Verdrillen geöffnet, so daß die Einzeldrähte 13 dieses geöffneten bzw. gespreizten Bündelendes 14 sich konisch aufweitend verlaufen, wobei der Spreizwinkel des betreffenden Einzeldrahtes 13 abhängig von dessen Lage innerhalb des hexagonalen Drahtbündels 12 ist. Mit anderen Worten, der in der Längsachse liegende Einzeldraht 13 verbleibt in den Längsachse, während sich die weiter außen liegenden Einzeldrähte 13 jeweils um einen von innen nach außen größer werdenden Winkel konisch öffnen. Dabei ist die Schlaglänge der Verdrillung bzw. Verseilung derart gewählt, daß sich die äußersten Einzeldrähte 13 des hexagonalen Bündels 12 zu einem Konus aufweiten, dessen Winkel demjenigen Konuswinkel entspricht, unter dem der Innenkonus 19 der Verankerungshülse 16 verläuft. Während des Verseilens des Bündels 12 bzw. des Öffnens des Endes des Drahtbündels 12 zum gespreizten Ende 14 liegt die Verankerungshülse 16 in der in Fig. 5 dargstellten Lage an der Verdrillklemme 38 an. In einem Zwischenzustand des Verdrillens werden die Einzeldrähte 13 in die Durchgangsbohrung 33 der vorderen Lochschablone 27, die mit dem Haltering 28 verbunden ist, eingefädelt. Die vordere Lochschablone 27 wird an ihren durch die Öffnung der Einzeldrähte 13 am gespreizten Bündelende 14 bestimmten Ort geschoben, wo die vordere Lochschablone 27 die Einzeldrähte 13 in den durch das Öffnen bzw. Aufspreizen bestimmten gleichen Abständen hält.

Daraufhin wird die Verankerungshülse 16 aus der in Fig. 5 dargestellten Lage nach hinten geschoben derart, daß sich die in der Fig. 1 oder 4 dargestellten Lage ergibt, in der sich die Verankerungshülse 16 über die Anordnung aus vorderer Lochschablone 27 und Haltering 28 schiebt, so daß der Haltering 28 nach Art eines konischen Sitzes am vorderen Ende der Hülse 16 gehalten ist. Daraufhin werden die aufgespreizten Enden der Einzeldrähte 13 in die Bohrungen 32 der hinteren Lochschablone 26 gefädelt, welche dann mittels der Stehbolzen 24 am hinteren Ende der Verankerungshülse 16 fest und mittels der Abstandshülsen 23 auf Abstand gehalten wird. Dies ist die in Fig. 4 und in Fig. 1 dargestellte Anordnung.

Da die Einzeldrähte 13 im Bereich des nunmehr herzustellenden Seilkopfes definiert auf Abstand gehalten sind, wobei die Einzeldrähte 13 sich aufgrund der Verdrillung des übrigen Bündelbereichs gerade und ohne Biegebeanspruchung konisch verlaufend gleichmäßig verteilen, kann nunmehr die Vergußmasse gemäß der Pfeile A in Fig. 1 und 2 in die Verankerungshülse 16 eingebracht werden, bei der die vordere Lochschablone 27 mit ihrem Haltering 28 als Abdichtelement für die einzubringende zähflüssige Vergußmasse wirkt. Es versteht sich, daß die metallische Vergußmasse in der in Fig. 1 dargestellten senkrechten Lage in die Verankerungshülse 16 eingebracht wird. Das einzubringende Vergußmaterial ist bspw. eine Zinklegierung, die erhitzt auf eine bestimmte Vergußtemperatur in flüssiger Form eingebracht wird, wobei eine Temperatur der Hülse 16 von etwa 350°C durch gemäß den Fig. 1 und 3 vier über den Umfang der Hülse 16 gleichmäßig verteilt angeordnete Gasbrenner 56 (von denen einer durch eine Öffnung des Bauteils 17 greift) aufrechterhalten wird. Vor dem Einbringen der Zinklegierung als Vergußmaterial wird ein Flußmittel verwendet, das auf die Vergußtemperatur und die Stahllegierung des Drahtbündels 12 abgestimmt ist. Es wird soviel Vergußmaterial eingebracht, daß sich ein Vergußkörper 57 bestimmter Höhe ergibt, der abhängig von den Abmessungen der Hülse 16 und dessen Höhe im Verhältnis zum mittleren Außendurchmesser maximal 1,5 zu 1 ist. Dadurch ist ein konischer Vergußkörper 57 erreicht, der relativ kurz (sich bspw. bis zur Linie 58 in Fig. 1 erstreckt) und relativ breit ist, so daß er im Gebrauchslastbereich eine elastisch federnde Lagerung der Einzeldrähte 13 des Drahtbündels 12 ermöglicht, ohne daß er sich relativ zu den Einzeldrähten 13 bewegen kann.

Nach dem Erstarren des Vergußmaterials jedoch wird zunächst noch die hintere Lochplatte 26 wieder abgeschraubt und ausgefädelt, so daß sie für eine weitere Verankerung eines Seil- bzw. Drahtbündelendes Verwendung finden kann. Gleiches gilt für die Stehbolzen 24 und die Abstandhülsen 23. Daraufhin wird die Verankerungshülse 16 wieder in die in Fig. 5 dargestellte Lage auf die Verdrillklemme 38 geschoben, so daß der Vergußkörper 57 aus der Verankerungshülse 16 frei kommt. Es wird nun der Haltering 28 in seine zwei Teile auseinandergeschraubt und von der vorderen Lochschablone 27 bzw. dem Vergußkörper 57 abgenommen, so daß auch dieser Haltering 28 für eine Verankerung eines anderen Seiles bzw. Drahtbündels Verwendung finden kann. Danach wird die Verankerungshülse 16 wieder über den Vergußkörper 57 geschoben (Fig. 1) und kann dann am betreffenden Einsatzort an einem ortsfesten Bauteil befestigt werden. Danach kann auch die Verdrillklemme 38 vom verdrehten Paralleldrahtbündel 12 zur Wiederverwendung abgenommen werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Verankern von Seilen, Paralleldrahtbündel (13), Litzenbündel oder dgl. aus vorzugsweise hochfestem Stahldraht, deren zumindest ein aufgespreiztes Ende in eine ortsfest gehaltene Verankerungshülse (16) eingeführt und mit einer metallischen Masse vergossen wird, wozu die Einzeldrähte (13) oder Litzen mittels wenigstens einer Lochschablone (27) auf Abstand zueinander und zur Wandung der Verankerungshülse (16) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (12) derart verdrillt und das Bündel (12) bzw. das Seil in einiger Entfernung vom betreffenden Ende mit Abstand von der Verankerungshülse (16) gehalten und derart geöffnet wird, daß sich die Drähte (13) oder Litzen gleichmäßig durch den konischen Innenbereich der Verankerungshülse (16) hindurch erstrecken, daß das Verdrillen bzw. Öffnen des Seiles bzw. Bündels (12) mittels einer wiederverwendbaren Verdrillklemme (38) bei in die Verankerungshülse (16) eingeführtem Seil- bzw. Bündelende erfolgt und daß die Lochschablone (27) im Bereich der Mündung der Verankerungshülse (16) angeordnet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht- bzw. Litzenoberfläche verzinkt wird und daß ein auf die Vergußtemperatur und die Stahllegierung des Seiles bzw. Bündels (12) abgestimmtes Flußmittel und eine metallische Vergußmasse, vorzugsweise eine Zinklegierung verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochschablone (27) im Zuges des Auffächerns des Seil- bzw. Bündelendes von diesem her zur Mündung der Verankerungshülse (16) verschoben wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochschablone (27) in ihrer Endstellung auf einem dem Konus der Verankerungshülse (16) entsprechend ausgebildeten, wiederverwendbaren Haltering (28) gelagert wird.
  5. 5. Verdrillklemme (38) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oberen Ring (39) mit hexagonaler Ausnehmung (42) zur Aufnahme eines hexagonal ausgebildeten Draht- bzw. Litzenbündels (12) aufweist.
  6. 6. Verdrillklemme (38) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie in das vordere durchmesserkleinere Ende der Verankerungshülse (16) zumindest teilweise einschiebbar ist.
  7. 7. Verdrillklemme (38) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zweiteilig ausgebildet ist.






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