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Pressenaggregat zum Spannen und Verkeilen von Einzeldrähten oder Drahtbündeln
für Spannbeton Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen und Verkeilen
von Einzeldrähten oder Drahtbündeln als Vorspannglieder in Tragkonstruktionen, insbesondere
in solchen aus Spannbeton. Derartige Vorrichtungen bestehen in der Regel aus einer
hydraulisch betätigten Spannpresse, in deren Spannkopf die zu spannenden Drähte
eingeführt und durch von Hand einzeln zu betätigende mechanische Mittel festgehalten
werden. Das Einlegen und Verkeilen der Festlialteglieder von Hand gibt aber insbesondere
beim Vorliegen von Drahtbündeln, bei denen die Drähte einzeln oder paarweise festgeklemmt
werden, keine Gewähr dafür, daß alle Drähte gleichmäßig festgehalten sind, um dann,
bei dem sich anschließenden Spannvorgang, gleichmäßig angespannt zu werden. Auch
beim Vorliegen nur eines Drahtes geben die von Hand, d. h. gefühlsmäßig zu bedienenden
Festhalteglieder, keine Gewähr dafür, daß sich nicht beim Anspannen zunächst ein
mehr oder weniger großer Schlupf des Drahtes in der Festhalteeinrichtung einstellt.
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Auch arbeiten diese Vorspannpressen vielfach mit Übergangsgliedern,
deren Herstellung und Einbau in (las Bauwerk nach dem Anspannen der Drähte aufwendig,
umständlich und zeitraubend ist.
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Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung eines Pressenaggregates
zum Spannen und Verkeilen von Einzeldrähten oder Drahtbündeln, insbesondere für
Spannbeton-Tragkonstruktionen, bei welcher diese Mängel ausgeschaltet sind.
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Erfindungsgemäß sind eine Spannpresse, eine Festbaltepresse und eine
Verkeilpresse hintereinander angeordnet, wobei die Festhaltepresse in einem mit
dein Spannkolben verbundenen Spannkopf untergebracht ist, der sich in einem Stützrohr
-bewegt und die Spanndrahtenden in einer Keilhülse mit Keilen unter dem Druck der
Festhaltepresse einklemmt, und wobei ferner der Zylinderraum der Festhaltepresse
durch eine Bohrung im Spannkolbenschaft mit dem Zylinderraum der Spannpresse in
Verbindung steht, so daß beim Spannen die Festhaltekeile mit steigendem Druck in
die Keilhülse gepreßt werden.
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Die Verwendung der Festhaltepresse führt zu einem gleichmäßigen Einklemmen
aller Drähte des Drahtbündels, und ein Schlupf der Drähte in der Festhaltepresse
ist durch den mit dem Spannen der Drähte sich erhöhenden Einspanndruck ausgeschlossen.
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Bei Verwendung einer mit der Kolbenstange der Spannpresse verbundenen
Festklemmeinrichtung, wobei die Festhaltepresse mit Keilhülse und Keilen im Spannkopf
dieser Einrichtung untergebracht ist, sind die Keile der Festhaitepresse zweckmäßig
über einen unter der Wirkung einer Rückholfeder stehenden Kolben von dem die Spannpresse
beeinflussenden Druckmittel beaufschlagbar. Der Kolben der Festklemmeinrichtung
ist dabei von einem Zylinderende des Kolbenschaftes der Spannpresse aufgenommen,
wobei das Zylinderende den Spannkopf trägt, der in der Keilhülse den aus Sektoren
gebildeten Keilsatz für die Drähte aufnimmt. Dieser Keilsatz wird von einem mit
einem Druckring versehenen Stempel des Kolbens in die Keilhülse eingepreßt. Die
Sektorenkeile ergänzen sich zu einem Ringkörper und sind mit halbrunden Aussparungen
zur allseitigen Umschließung der zwischen ihnen hindurchgeführten Drähte versehen.
Sie sind durch ringförmige Druckfedern gegeneinander abgestützt und durch Stifte
im Boden einer die Rückliolfeder abstützenden Büchse des Spannkopfes gehalten.
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Die neue Ausbildung ist mit weiteren Merkmalen nachstehend an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt nach der Linie I-1
von Fig.2 durch die vollständige Spannvorrichtung in Ausgangsstellung vor dem Aufschieben
auf die Drahtenden des Spannglieds; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie
II-II von Fig. 1 und 3, und Fig. 3 zeigt im Längsschnitt nach der Linie I-I von
Fig. 2 den vorderen Teil der Spannvorrichtung in Arbeitsstellung, und zwar nach
Einführung der Drahtenden des Spannglieds.
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Die Spannvorrichtung enthält nach Fig. 1 drei hydraulische Pressen
verschiedener Größe. Die Verkeilpresse V besteht aus dem Zylinder 1 und dem Kolben
2. Der Kolben ist mit Bohrungen 3 parallel zur Längsachse der Vorrichtung versehen.
Die Anzahl und
kreisförmige Anordnung der Bohrungen entspricht der
Anzahl und Anordnung der Einzeldrähte des Spannglieds.
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In einem an die V erkeilpresse anschließenden Führungs- und Stützrohr
4 befindet sich die Festhaltepresse F mit dem Spannkopf 5, der durch eine Leiste
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gegen Verdrehen gesichert ist. Der Spannkopf 5 ist durch- einen mehrfach
geteilten Scherring 7 und eine Spezialmutter 8 mit öer Kolbenstange 9 der Hauptpresse
H verbunden. Diese Kolbenstange ist an ihrem in den Spannkopf 5 hineinragenden Ende
zu einem Zylinder 10 ausgebildet, dessen Druckraum 11 durch eine Bohrung 12 in der
Achse der Kolbenstange 9 mit dem Arbeitsdruckraum 13 des Zylinders 14 der Hauptpresse
H verbunden ist.
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Der Kolben 15 des Zylinders 14 der Hauptpresse TI kann in beiden Richtungen
bewegt werden. Der Weg des Kolbens 15 und damit auch der Weg des mit ihm durch die
Kolbenstange 9 verbundenen Spannkopfes 5 der Festhaltepresse F wird durch einen
in Kolbenachse angeordneten Meßstab 16 an einer Meßvorrichtung 17 angezeigt.
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Das Ende des Spannkopfes 5 der Festhaltepresse F ist kegelförmig ausgebohrt.
In der Kegelhülse 18 bewegt sich ein Sektorkeilsatz, dessen einzelne Sektorkeile
19 durch Stifte 20 im Boden einer Büchse 21 geführt sind. Die Sektorkeile mit Führungsstiften
sind ringförmig angeordnet.
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Die Sektorkeile erhalten nach Fig.2 halbrunde Ausnehmungen 22, die
nach Fig. 1 und 3 parallel zur Kegelachse und damit in Spannrichtung verlaufen.
In den Ausnehmungen 22 liegen die Drähte 23 des Spannglieds auf die ganze Länge
der Sektorkeile eingebettet. Druckfedern 24, die ebenfalls ringförmig in Vertiefungen
der Sektorkeile außerhalb der Ausnehmungen für die Drähte angeordnet sind, stützen
die Keile 19 gegeneinander ab.
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In der Festhaltepresse F befindet sich noch nach Fig. 1 der Kolben
25, dessen Stempel 26 sich mit dem Druckring 27 gegen den Keilsatz legt und
mit der pilzförmigen Verlängerung 28 etwas über den Keilsatz hinausragt. Der Druckstempelring
dient zurr Einpressen der Keile in die Kegelhülse, die Verlängerung 28 -zum Zurückschieben
der Keile nach dem Spannen und Verankern der Drähte am Bauwerk. Das Zurückschieben
der Keile bewirkt die Rückholfeder 29, die beim Einpressen der Keile durch den Kolben
25 gespannt wird, sich beimAblassen desKolbendrucks wieder entspannt und mittels
des Bunds 30 der Verlängerung 28 den Keilsatz zurückholt, wobei der Keilsatz
sich öffnet und die Drahtenden freigibt. Die Druckfedern 24 bewirken ein gleichmäßiges
Spreizen der Keile und damit ein allseitiges Freigeben der Drahtenden.
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In d, b und c sind die Ventile, d. h. Ein- und Auslaßöffnungen
der Flüssigkeit, zur Erzeugung des Pressendrucks angeordnet.
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Das Spannen sowie Verkeilen der Drähte am Bauwerk mittels der beschriebenen
Vorrichtung wird nun folgendermaßen durchgeführt: Vor dem Aufschieben der Spannvorrichtung
auf die aus dem Bauwerksbeton 31 herausragenden abgelängten Enden der Einzeldrähte
23 des Spannglieds wird in die gegen das Bauwerk abgestützte Keilhülse 32 der Keilsatz
33 lose eingesetzt. Die Drähte sind parallel geführt, so daß nunmehr das Aufschieben
der Spannvorrichtung erfolgen kann (Fig.3). Das Einführen. der Drähte 23 wird noch
erleichtert durch trichterförmige Erweiterungen 34 und 35 der Bohrungen auf der
Einführseite sowohl des Kolbens der Verkeilpresse L' als auch des Keilsatzes im
Spannkopf der Festhältepi#esse F. Die Drähte sind so abgelängt, daß sie beim Aufschieben
der Vorrichtung gegen den Druckstempelring 27 stoßen und somit auf die ganze Länge
der Sektorkeile 19 gefaßt werden. Wie Ver-:.:uche ergeben haben, ist jedoch schon
bei einer Eingreiflänge der Drähte von, nur 2 bis 3 Zentimetern die Einspannwirkung
der Festhaltevorrichtung eine vollständige.
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In der Ausgangsstellung ist der Kolben 15 im Zylinder 14 der Hauptpresse
H, die mit Preßflüssigkeit gefüllt ist, bis zum Druckraum 13 nach links geschoben
(Fig. 1). Das Ventil d ist geschlossen. Durch das Ventil b wird nun im ersten Arbeitsgang
der hydraulische Druck über den Druckraum 13 und die Bohrung 12 in den Druckraum
11 geleitet. Dadurch wird der Kolben 25 der Festhaltepresse F in Bewegung gesetzt.
Sein Stempel 26 preßt den Druckring 27 gegen die Sektorkeile 19 unter gleichzeitigem
Spaniien der Rückholfeder 29.
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Gleichzeitig mit dem Einpressen der Sektorkeile 19 in die Keilhülse
18 des Spannkopfes der Festhaltepresse F werden die Einzeldrähte 23 des Spannglieds
fest zwischen die Keile eingeklemmt. Der dabei entstehende Ringdruck verteilt sich
gleichmäßig über die Keile und Drähte. Sein Kraftlinienfluß verläuft infolge der
parallelen Lage aller Einzeldrähte im Spannkopf in Form eines Zylindermantels. Es
ist also keine Kraftkomponente vorhanden, welche die Einklemmung lockern könnte.
Zahlreiche Versuche haben ergeben, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung ein unbeweglich
festes Einklemmen der Drähte bis zum Zerreißen derselben nach Überschreitung der
Bruchlast gewährleistet.
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Nach Erreichen eines bestimmten Kolbendrucks in der Festhaltepresse
F wird das Ventil d des Zylinders 14 der Hauptpresse H geöffnet, so daß sich nun
mit Beginn des zweiten Arbeitsgangs der Kolben 15 nach rechts, d. h. von dem Bauwerk
weg, bewegen kann. Gleichzeitig mit dem Kolben 15 werden auch der Spannkopf 5 und
die in demselben eingeklemmten Drähte 23 des Spannglieds nach rechts gezogen,
nachdem sich die Spannvorrichtung mittels des Stützrings 36 fest gegen die Keilhülse
32 und somit gegen den Bauwerksbeton 31 abgestützt hat. Mit Aufbringen des zum Spannen
der Drähte erforderlichen Drucks im Zylinderraum 13 zieht sich der Sektorkeilsatz
19 im Spannkopf 5 der Festhaltepresse F durch den Zug des Spannglieds und zusätzlich
durch den wachsenden Druck des Kolbens 25 immer fester in die Kegelhülse 18 des
Spannkopfs 5. Nach Erreichen der Sollspannung wird der Druck in der Hauptpresse
H durch Schließen des Ventils b vorerst gehalten.
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Im dritten Arbeitsgang wird nun durch Öffnen des Ventils c der Druckraum
37 der Verkeilpresse V und damit deren Kolben 2 unter Druck gesetzt. Dieser Kolben
- pr eßt die Keile 33 mit einem bestimmten Druck fest in die Keilhülse 32 der im
Bauwerk verbleibenden Verankerung. Die bauwerksseitige Stirnfläche des Kolbens 2
ermöglicht ein gleichmäßiges Einpressen des Keilsatzes 33. Während des vorausgehenden
Ziehens der Drähte verhinderte diese Stirnfläche den Keilsatz 33 am Herausfallen
aus der Keilhülse 32.
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Durch Öffnen des Ventils b wird der Druck auf den Kolben 15 der Hauptpresse
und damit zugleich auf den Kolben 25 der Festhaltepresse F abgelassen. Die frei
werdende Spannkraft der Rückholfeder 29 drückt nun den Kolben 25 zurück und zieht
mittels der Verlängerung 28 und des Bundes 30 die Keile 19, die
nicht
selbsthemmend ausgebildet sind, aus der Keilhülse 18 des Spannkopfs 5 zurück, wodurch
die Fest-Idemmung der Drähte 23 gelöst wird. Die Spannvorrichtung kann nun leicht
von den inzwischen im Bauwerk fest verankerten Drähten 23 abgezogen werden.
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Nach Öffnen des Ventils a kehrt der Kolben 15 der Hauptpresse H in
seine Ausgangsstellung zurück, und die Spannvorrichtung ist dann zum Aufsetzen auf
das nächste Spannglied bereit.
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Die vorbcschriebene erfindungsgemäße Spannvorrichtung bietet die Möglichkeit
des Nachfassens und Nachspannens der Drähte 23. Es kann beispielsweise vorkommen,
daß die Drähte 23 versehentlich zu kurz abgelängt wurden und nur noch mit 1 bis
2 Zentimetern Eingreiflänge vom Keilsatz 19 des Spannkopfs 5 der Festhaltepresse
F gefaßt werden. Diese Eingreiflänge genügt zur teilweisen Vorspannung der Drähte
im ersten Arbeitsabschnitt der Spannvorrichtung. Hierbei vergrößert sich nun das
Überstandsmaß der Drähte aus dem Bauwerk so, daß im folgenden Arbeitsabschnitt die
Drähte bei größerer Eingreiflänge von der Spannvorrichtung nachgefaßt und auf ihre
Sollspannung gebracht werden können.
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Handelt es sich darum, entsprechend der Länge des vorzuspannenden
Bauwerks einen größeren Spannweg der Drähte zu bewältigen, als die Spannvorrichtung
in einem einzigen Arbeitsabschnitt zu leisten vermag, so läßt sich dies mit der
Spannvorrichtung nach der Erfindung unter beliebig oft wiederholter Anwendung des
beschriebenen Verfahrens mühelos und kurzfristig erzielen. Die Drahtenden werden
dabei jeweils um das beim Nachspannen erreichte Verlängerungsmaß gekürzt, damit
die Drähte 23 nach dem Wiederaufschieben der Spannvorrichtung mit ihren Enden nicht
über den Keilsatz 19 hinausragen.
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Ein besonderer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß zur Durchführung
des beschriebenen Verfahrens für die ausschließlich hydraulisch betätigten Arbeitsgänge
nur 70 Sekunden erforderlich sind. Einschließiich des Umsetzens und aller Nebenarbeiten
benötigt das Spannen eines Spannglieds nur 3 Minuten gegenüber einem Vielfachen
dieser Zeit bei allen übrigen bisher bekannten Verfahren.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung nach der
Erfindung ein handliches, allseitig geschlossenes und dadurch vor Verschmutzung,
Witterungseinflüssen usw. geschütztes Gerät darstellt, wie es in dieser einheitlichen
Zuammenfassung und technischen Vollendung bisher nicht bekannt war.