Gleithülse zur Aufnahme eines Querkraftdornes

Abstract

 Die Gleithülse besteht aus einem Hülsenkörper (20) mit einem Flansch (21) aus Kunststoff. In den geschlossenen Seitenwänden (24), die durch eine geschlossene Rückwand miteinander verbunden sind, sind nach innen gerichtete Führungsnuten (25) angebracht. In diesen Führungsnuten (25) werden die die Gleitflächen der Gleithülse bildenden Gleitplatten (26) eingeschoben, die so die Hülse bis auf die Aufnahmeöffnung allseitig verschliessen. Die Seitenwände (24) können doppelwandig ausgebildet sein und Hohlräume formen, die als Knautschzonen (3) dienen, um seitliche Verschiebungen der Querkraftdorne aufzunehmen.
Die Gleithülse lässt sich mit geringem Aufwand dem Material des Querkraftdornes anpassen und kann je nach Anzahl der seitlichen Führungsnuten (25) und der Gestaltung der seitlichen inneren Wände der doppel­wandigen Seitenwände (24) an diverse Querschnittsformen und Grössen der Querkraftdorne angepasst werden.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleithülse zur Aufnahme eines Querkraftdornes, bestehend aus einer im Querschnitt rechteckigen Hülse, die lediglich an einer Stirnseite offen und dort mit einem Flansch versehen ist. Solche Hülsen sind seit längerer Zeit bekannt und in ver­schiedensten Materialien, Dimensionen und Auführungen auf dem Markt erhältlich. Die Hülsen sind dem Material des Querkraftdornes entsprechend angepasst zu verwenden. Ist der Dorn aus einem Chrom-Nickel-Stahl, so muss die Hülse aus demselben Material hergestellt sein.

[0002] Die Herstellung solcher Gleithülsen ist relativ kost­spielig und aufwendig. Bedenkt man dabei noch, dass ver­schiedene Materialien und Dimensionen berücksichtigt sein müssen, so ist klar, dass auch die Lagerhaltung eines entsprechenden Sortimentes kapitalintensiv ist. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleithülse zu schaffen, die besonders preiswert ist und mit geringem Aufwand den verschiedenen Materialien und Dimensionen der zu verwendenden Querkraftdorne angepasst werden kann.

[0003] Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gleithülse derart auszugestalten, dass sie eine eventuell vorkommende zweite Gleitbewegung quer zur Längsrichtung des Querkraftdornes aufnehmen kann, falls die beiden beweglich miteinander zu verbindenden Bauteile durch Schwundbewegungen, Setzungen, Schwingungen oder Erdbeben eine solche Relativbewegung zueinander ausfüh­ren.

[0004] Die erstgenannte Aufgabe löst eine Gleithülse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

[0005] Die zweitgenannte, zusätzliche Aufgabe löst diese erfin­dungsgemässe Gleithülse, wenn auch die Merkmale des Anspruches 3 vorhanden sind.

[0006] In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert:

[0007] Es zeigt:

Fig. 1 die schematische Darstellung einer Gleithülse in der Einbaulage im Schnitt, senkrecht zur Verlaufs­richtung der Fuge;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh­rungsform der erfindungsgemässen Gleithülse;

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Gleithülse nach Figur 2,

Fig. 4 die schematische Darstellung einer Gleithülse in der Einbaulage im Schnitt längs der Dehnbewegungs­richtung der Fuge;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Gleithülse, senkrecht zur Längsrichtung bei zentrisch angeordnetem Quer­kraftdorn, und

Fig. 6 bei seitlich verschobenem Querkraftdorn;

Fig. 7 einen Längsschnitt einer Variante der Gleithülse, und

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung einer Gleithülse.

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer Gleithülse mit einem eingeschobenen Profil und

Fig.10 einen Abschnitt des einschiebbaren Profils wie in Fig.9;

Fig.11 eine weitere Variante der Gleithülse mit einer Knautschzone gebildet aus einer Vielzahl von Lamellen.

[0008] Im Hoch- und Tiefbau werden die Kräfte zwischen den Bauteilen B1 und B2, die durch eine Fuge F getrennt sind, durch einen Querkraftdorm vom einen Bauteil auf den anderen Bauteil übertragen. Hierzu ist der Querkraftdorn 1 im einen Bauteil B1 direkt einbetoniert, während er im zweiten Bauteil B2 in einer Gleithülse 2 in Längsrichtung gleitend gelagert ist. In Folge von Temperaturänderungen verändert sich die Breite der Fuge F, da sich die Bau­teile durch Wärmedehnung und Kältekontraktion relativ zueinander bewegen. Bei diesen Bewegungen gleitet der Querkraftdorn 1 in der Gleithülse 2.

[0009] Die Gleithülse besteht aus dem eigentlichen Hülsenkörper 20, der lediglich stirnseitig offen ist und dort einen Flansch 21 für die Montage der Gleithülse 2 aufweist. Die bisherigen Gleithülsen sind vollständig aus Metall gebaut und sind dem Mass des Querkraftdorns sowohl im Durch­messer als auch in der Querschnittsform genau angepasst. Zudem wird die Gleithülse 2 auch vollständig aus einem dem Querkraftdorn angepassten Material gefertigt. Besteht der Querkraftdorn aus Chrom-Nickel-Stahl, so muss auch die gesamte Gleithülse aus demselben Material gefertigt sein.

[0010] Die Erfindung geht jedoch von der logischen Erkenntnis aus, dass eigentlich bloss die Gleitflächen aus dem ent­sprechenden Material bestehen müssten.

[0011] In der Figur 2 ist nun eine bevorzugte Auführungsform des Erfindungsgegenstandes perspektivisch dargestellt. Der Hülsenkörper ist auch wieder mit 20, der Flansch mit 21 bezeichnet. Der Flansch 21, die daran anschliessenden Seitenwände 22, sowie die Rückwand 23 sind vollständig aus Kunststoff gespritzt. Die obere und untere Wand, welche die eigentlichen Auflage- und Gleitflächen für den Querkraftdorn in der Gleithülse bilden, fehlen noch. Die Seitenwände 24 weisen oben und unten je zwei in der Gleithülsen-Längsrichtung verlaufende Führungsnuten 25 auf. In diese Führungsnuten 25 lassen sich die auswe­chselbaren Gleitplatten 26, welche die Gleitflächen bil­den, einschieben, wie dies die Pfeile in der Figur 2 andeuten. Sind die Platten 26 eingeschoben, so ist die Gleithülse 2 fertig zusammengebaut und mit Ausnahme der stirnseitigen Oeffnung allseitig geschlossen. Die Platten 26 lassen sich, selbstverständlich nur vor dem Einbau der Hülse, je nach der Wahl des Querdornmaterials auswech­seln.

[0012] Damit die Platten 26 vor und während des Einbaus in der korrekten Lage verbleiben, kann man am einfachsten bloss ein Klebeband quer über die Oeffnung anbringen. Eine technisch elegantere Lösung besteht darin, dass man die beiden Seitenwände 24 zur Rückseite 23 hin leicht zusam­menlaufen lässt, beziehungsweise die Tiefe der Nuten ge­gen hinten verringert, sodass die eingeschobenen Gleit­platten 26 sich in der Endstellung verklemmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass man in den Nuten jeweils eine nach innen ragende Erhebung, anordnet bei­spielsweise eine Rippe oder einen Nocken, und die Gleit­platten jeweils mit einer damit korrespondierenden Aus­nehmung versieht, beispielsweise einer Kerbe 27. Durch das Eingreifen der Erhebungen in die Ausnehmungen werden die Gleitplatten 26 in der Endlage gehalten.

[0013] In der Figur 3 ist ein Querschnitt der Gleithülse dar­gestellt. Die Gleitplatten 26 sind in der obersten und untersten Führungsnute 25 eingeschoben. Strichliniert sind Gleitplatten angedeutet, wie sie in den Zwischen­positionen zu liegen kämen, um die Möglichkeiten zu ver­deutlichen, Querkraftdorne mit unterschiedlichem Durch­messer aufzunehmen. In der vollausgezeichneten Stellung ist der maximal zulässige Durchmesser mit h 1 bezeichnet.

[0014] Lässt man die untere Gleitplatte 26 in der gezeichneten Stellung und setzt man die obere Gleitplatte in die unte­ren Führungsnuten 25′ ein so ergibt sich ein Zwischenraum mit der Höhe h 2. Setzt man die obere Gleitplatte in die unteren und die untere Gleitplatte in die oberen Führungsnuten ein, so kann ein Querkraftdorn mit dem Durchmesser h 3 aufgenommen werden. Das bedeutet aber, dass man mit einem solchen Gleithülsentyp bereits drei verschiedene Gleitdorndurchmesser abdecken kann. Weiter kann man durch Verwendung entsprechender Gleitplatten auch Gleithülsen in den verschiedenen Materialien er­stellen. So zeigt sich, dass sich mit einem Grundmodell bereits eine grosse Vielzahl verschiedener Gleithülsen permutieren lassen. Bei den Gleitplatten sind die gängig­sten Ausführungen aus Chrom-Nickel-Stahl, aus feuerver­zinktem Eisen sowie aus Aluminium. Neu lassen sich bei der erfindungsgemässen Gleithülse die Gleitflächen auch für besondere Beanspruchungen mit Kunststoff beschichten. Vorteilhaft ist beispielsweise eine Beschichtung aus Tetrafluoräthylen ( Warenzeichen Teflon).

[0015] Zu den immer vorkommenden Translationsbewegungen in der Querdorn-Längsrichtung können auch seitliche Bewegungen auftreten, die inbesondere durch Schwundvorgänge im Beton auftreten. Diese Tatsache ist bekannt, und es sind daher auf dem Markt auch Gleithülsen erhältlich, die eine seit­liche Bewegung zulassen. Bekannte Lösungen sind voll­ständig aus Metall gefertigte Gleithülsen mit einem rechteckigen Querschnitt, wobei seitlich in die Hülse Streifen aus einem komprimierbaren Material eingelegt sind. Vorzugsweise bestehen diese Streifen aus geschäum­tem Kunststoff.

[0016] In der Figur 4 ist die Situation nochmals schematisch dargestellt. Wiederum sind die Bauteile mit B 1 bezie­hungsweise B 2 und die dazwischen verbleibende Fuge mit F bezeichnet. Im Gegensatz zur Figur 1, in der ein Verti­kalschnitt quer zur Fuge dargestellt ist, zeigt hingegen Figur 4 einen Horizontalschnitt über die Fuge hinweg. Die üblichen Dehnbewegungen sind durch die Pfeile D, die hier die spezifischen seitlichen Verschiebungen durch die Pfeile S symbolisiert. Zur Aufnahme dieser seitlichen Verschiebungen, die auch die Querkraftdorne 1 mitmachen, sind in den Gleithülsen 2 seitliche Knautschzonen 3 vor­gesehen.

[0017] In den vereinfachten Schnittzeichnungen Figur 5 und 6 sind die beiden Situationen dargestellt und zwar in Figur 5 die Einbaulage, bevor sich die seitlichen Verschie­bungen eingestellt haben, und in Figur 6 die Lage nach einiger Zeit, wenn durch die Schwundvorgänge oder Setzungen im Baukörper gewisse seitliche Verschiebungen eingetreten sind. In Figur 5 ist der hier rechteckige Querkraftdorn 1 zentrisch in der Gleithülse 20 zwischen den beiden seitlichen Knautschzonen 3 gelagert. Die Knautschzonen 3 sind durch einen doppelwandigen Bereich der beiden Seitenwände 24 gebildet. Die äusseren Wände 24′ des doppelwandigen Bereiches jeder Seitenwand 24 verhindern das Eindringen des Betons in die Knautschzonen 3. Die inneren Wände 24˝ des doppelwandigen Bereiches der Seitenwände 24 dienen der Zentrierung und Führung des Querkraftdornes 1. Die durchgehenden Stege 28 zwischen den inneren und äusseren Wänden 24′ und 24˝ erhöhen die Festigkeit des aus Kunststoff gefertigten Hülsenkörpers. Tritt nach der Aushärtung des Betons nun ein Schwund ein, der eine seitliche Verschiebung des Querkraftdornes relativ zur Gleithülse bewirkt, so wird die Knautschzone 3 unter bleibender Deformierung einer inneren Seitenwand 24˝ und der sie mit der Seitenwand 24 verbindenden Stege 28 zusammengedrückt.

[0018] Lediglich zur Verdeutlichung der verschiedenen Möglich­keiten ist hier die Gleithülse mit nur je einem Führungs­nutenpaar 25 für die obere beziehungsweise untere Gleit­platte 26 versehen.

[0019] In der Figur 7 sind zwei mögliche Zusätze an der erfin­dungsgemässen Gleithülse 2 aufgezeigt. Ueblicherweise werden die Gleithülsen mit dem Flansch 21 an der Beton­verschalung angenagelt. Hierzu dienen die vier in den Flanschecken erkennbaren Durchgangslöcher 29. Zur Ueber­tragung der Kräfte zwischen zwei Bauteilen werden eine grosse Anzahl Querkraftdorne benötigt. Auf jeder Seiten­wand 24 befinden sich je zwei zueinander gerichtete Führungsbacken 4,5. Die Führungsbacke 4 ist direkt mit dem Flansch 21 verbunden und gibt diesem zusätzlich Festigkeit. Jede Führungsbacke hat eine Nase 41,51, wobei die Nasen zweier auf derselben Seite einer Seitenwand 24 liegenden Führungsbacken 4,5 auf derselben Höhe aufeinander zu gerichtet sind. Die Führungsbacken 4,5 definieren so einen Raum zur Aufnahme eines quer zur Längsrichtung der Gleithülse verlaufenden Vierkanteisens 6. Diese Vierkanteisen dienen der verbesserten Kraft­einleitung von der Betonplatte auf den Querkraftdorn. Solange die Gleithülse noch nicht im Beton eingegossen ist, sondern nur am Flansch hängt, neigt sie dazu nach hinten hinunter zu hängen. Dies lässt sich durch eine zu­sätzliche Vorrichtung 7 an der Rückwand 23 vermeiden. Ein mit der Rückwand verbundenes Stützelement 71 kann hierzu in der einfachsten Form entsprechend unterlegt werden, bis die Hülse waagrecht verläuft, oder das Stützelement kann mit Draht an der Armierung befestigt werden.

[0020] Eine besonders elegante Lösung besteht darin, das Stütz­element 71 mit einem Langloch zu versehen, durch welches ein steifer Draht 72 hindurch geführt ist, der sich auf der Verschalung abstützt. Mittels einem Keil 73, welcher dann in das Langloch eingeschoben wird, lässt sich der Draht 72 in beliebiger Höhe festklemmen und die Hülse somit in der korrekten Lage fixieren.

[0021] In Figur 8 ist noch eine weitere Variante der Gleithülse dargestellt, die auch zur Benützung eines zylindrischen Querkraftdornes geeignet ist.

[0022] Hierzu sind die Innenwände 24˝ der doppelwandigen Seiten­wände zylindrisch gewölbt. Der Krümmungsradius ist dabei so ausgelegt, dass er dem halben Abstand zwischen den beiden Gleitplatten 26 entspricht. Sind mehrere seitliche Führungsnuten vorgesehen, so wird man den Krümmungsradius entsprechend dem halben Abstand der beiden Gleitplatten in ihrer zueinander nächstmöglichen Lage definieren. Damit aber solche Gleithülsen nicht nur für Querkraftdor­ne mit rundem Querschnitt geeignet sind, weisen die In­nenwände 24˝ je einen oberen und unteren Teilbereich 200 auf, der parallel zu den äusseren Seitenwänden 24′ ver­läuft. Diese Teilbereiche 200 ergeben die seitliche Füh­rung von Querkraftdorne, mit einem rechteckigen Quer­schnitt.

[0023] Diese optimale Ausführungsform der Gleithülse verdeut­licht auf eindrückliche Weise, welche Einsparungen die Erfindung bringen kann. So können nur durch Auswechslung der Gleitplatten 26 sehr viele verschiedenartige Quer­kraftdorne verwendet werden. Geht man von vier verschie­denen Materialien der Querkraftdorne aus, so sind hier mit einer Gleithülse drei verschiedene Querkraftdorne mit rechteckigem Querschnitt, oder ein Querkraftdorn mit rundem Querschnitt aufnehmbar.Zudem ist jede Variante mit oder ohne seitliche Verschiebungsmöglichkeit zu gebrauchen.

[0024] Dies ergibt:
4 (Materialien) X (3+1) Querschnitte X 2 (mit oder ohne seitliche Verschiebung) = 32 Varianten. Die Kosteneinspa­rungen in der Lagerhaltung sind somit beträchtlich. Die Materialeinsparungen bilden einen zweiten Pluspunkt, sind doch nur die Gleitflächen aus entsprechend teurem Ma­terial und schliesslich ist die Fabrikation erheblich preiswerter, fallen doch alle aufwendigen Schweissarbei­ten weg. Schliesslich können von einem Typ sehr viel grössere Stückzahlen gefertigt werden, was zusätzlich die Stückpreise verbilligt.

[0025] Aber auch qualitativ bringt die Erfindung Vorteile. Da der Materialaufwand geringer ist, kann man ohne Mehrko­sten gegenüber den bekannten Lösungen auf hochwertigere Materialen wechseln. Und letztlich kann eine Gleithülse aus Kunststoff mit sehr viel höherer Präzision gefertigt werden als dies sonst bei einem geschweissten Element im Bauwesen üblich ist.

[0026] Die Herstellung einer Gleithülse mit einer nach innen versetzten, doppelten Wand 24˝, wie in Figur 2 dargestellt, ist nicht unproblematisch. Insbesondere wenn die Gleithülse relativ lang ist, besteht die Gefahr, dass der Kern, der die Knautschzone 3 bildet, unstabil wird.

[0027] Ferner können sich die Wände beim entformen aus der Kunststoffspritzform durch das entstehende Vakuum deformieren. Lösungen für diese Probleme zeigen die Ausführungen gemäss den Figuren 9-11. Der generelle Aufbau der Gleithülse entspricht auch hier der Ausführung nach Figur 2. Die gleichbleibenden Teile sind daher nicht nochmals beschrieben. In den Seitenwänden 24′ sind innen Nuten 244 angebracht, die sich nach aussen hin erweitern.In diese schwalbenschwanz­förmigen Nuten 244 lassen sich U-förmige Profile 240 einschieben. Die Schenkel 242, 243 des Profils 240 haben je eine Feder, die exakt in die Nuten 244 passen. Der Boden des Profils 240 bildet so die nach innen versetzte doppelte Wand 241, die wiederum eine Knautschzone 3 bildet zur Aufnahme der seitlichen Verschiebungen S des Querkraftdornes.

[0028] Beim Einbau der Hülse muss diese oftmals zugeklebt werden um das Eindringen von Betonmilch zu verhindern. Fertigt man die Knautschzone 3 mittels einem gesondert gespritz­ten Profil 240, so kann man auch gleich noch eine leicht nach hinten versetzte Wand 245 anbringen, die als Abdeckung dient und die Knautschzone 3 verschliesst. Die Wand 245 versteift das Profil 240 zusätzlich.

[0029] Die, bezüglich des Spritzwerkzeuges zur Fertigung der Gleithülse, preiswerteste Variante ist in Figur 11 dargestellt. Die Knautschzone 3 wird hier durch eine Vielzahl von Lamellen 246 gebildet, die einen Freiraum 248 offen lassen, der dem aufzunehmenden Querkraftdorn, mit rechtwinkligen oder runden Querschnittsform angepasst ist. Eine solche Gleithülse lässt sich einstückig in einer einfachen Spritzform ohne Schieber fertigen.

Ansprüche

1. Gleithülse zur Aufnahme eines Querkraftdornes, gesamt­haft bestehend aus einer im Querschnitt rechteckigen Hülse (2), die lediglich an einer Stirnseite offen und dort mit einem Flansch (21) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (2) einerseits aus zwei gegenüberliegenden seitlichen Wänden (24,24′), der geschlossenen Rückwand (23) und dem einstückig damit verbundenen stirnseitigen Flansch (21) aufgebaut ist, und dass längs in die Innenseiten der seitlichen Wände (24, 24′) mindestens je zwei Führungsnuten (25, 25′) eingelassen sind, in die andrerseits auswechsel­bare Gleitplatten (26) einschiebbar sind, welche in eingeschobener Lage die obere, beziehungsweise untere Wand der Hülse (2) bilden.

2. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Seitenwand (24, 24′) mehrere Führungs­nuten (25, 25′) zur Aufnahme der Gleitplatten (26) an­gebracht sind, sodass die lichte Höhe h der Gleithülse (2) an die Dimension der darin aufzunehmenden Quer­ kraftdorne (1) anpassbar ist.

3. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (24, 24′) je im Bereich zwischen den unteren und oberen Führungsnuten (25, 25′) eine nach innen versetzte doppelte Wand (24˝) aufweisen wobei die so gebildeten Hohlräume (3) als defomierbare Knautschzonen (3) zur Aufnahme von seitlichen Bewe­gungen des in der Gleithülse (2) lagernden Querkraft­dornes (1) zu dienen bestimmt sind.

4. Gleithülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände (24˝) der doppelwandigen Seiten­wände (24, 24′) zylindrisch gewölbt sind, wobei der Krümmungsradius mindestens annähernd dem halben Ab­stand zwischen der oberen und unteren auswechselbaren Platte (26) entspricht.

5. Gleithülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände (24˝) der doppelwandigen Seiten­wände (24, 24′) eben und parallel zu den äusseren Sei­tenwänden (24, 24′) verlaufen.

6. Gleithülse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwände (24˝) der doppelwandigen Seiten­wände (24, 24′) einen oberen und unteren Teilbereich aufweisen, der parallel zu den äusseren Seitenwänden (24, 24′) verläuft.

7. Gleithülse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen versetzten doppelten Wänden(241) aus U-förmigen Profilen (240) gebildet sind, deren Schenkel (242,243) in entsprechenden Nuten (244)in den Seitenwänden (24) einschiebbar sind.

8. Gleithülse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die U-förmigen Profile (240), in der eingeschobenen Lage stirnseitig, jeweils mittels einer Wand (245) geschlossen sind.

9. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenwänden (24) eine Vielzahl von nach innen gerichteten, in Längsrichtung verlaufenden, Lamellen (246) angeordnet sind, die einen Freiraum (248) entsprechend der Form des darin aufzunehmenden Querkraftdornes formen.

10. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnuten (25, 25′) je mindestens eine in sie hineinragende Rippe (28) oder einen Nocken (28) aufweisen, die bei eingeschobenen Gleitplatten (26) in eine in jene vorhandene Ausnehmung (27) zur Lagesicherung eingreifen.

11. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (24, 24′) zur geschlossenen Rückwand (23) hin den Gleithülsenquerschnitt veren­gend zusammenlaufen.

12. Gleithülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im flanschnahen Bereich auf den Seitenwänden (24,24′) aufgesetzte Führungbacken (4,5) zur Aufnahme und Halterung eines quer zur Hülsenlängsrichtung ver­laufenden Vierkanteisens (6) vorhanden sind.

13. Gleithülse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite der Rückwand (23) ein vor­stehendes Stützelement (71) zur Höhenfixierung der Gleithülse (2) vorhanden sind.

Zeichnung