Querkraftdorn

Abstract

 Der erfindungsgemässe Querkraftdorn besteht aus einer einseitig offenen Schutzhülse (10) aus rostfreiem Stahl. In der einseitig offenen Schutzhülse (10) ist von der offenen Seite (12) her ein Armierungsstab (14) eingeführt und darin mittels einem ausgehärteten Gussmaterial (16) festgehalten. Der Armierungsstab (14) ragt mit seinem freien Ende (17) aus der Schutzhülse (10) hervor. Das freie Ende (17) des Armierungsstabes (14) dient der problemlosen Verbindung des Querkraftdornes mit einer Armierung in der Betonplatte. Das an der Stirnfläche (11) verschlossene Ende des Querkraftdornes (1) raqt im eingebauten Zustand in eine entsprechend dimensionierte Querkraftdornlagerhülse in der zweiten Betonplatte. Der Armierungsstab (14) wird vorzugsweise aus einem handelsüblichen Baustahl sein und das Gussmaterial (16) ist vorzugsweise ein Kunstharz, beispielsweise ein Epoxyharz.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Querkraftdorn zur Verbindung zweier vorzugsweise horizontaler, armierter Betonplatten eines Bauwerkes, mit beliebiger Querschnittsfläche, mit einem Mantel aus nichtkorrodierendem Material.

[0002] In der EP-A-0'119'652 ist ein Querkraftdorn beschrieben, der aus einem Kern aus Baustahl und einem Mantelrohr aus Edelstahl besteht, welcher auf den Kern fest aufgepresst ist. Dabei handelt es sich um ein beidseitig offenes Rohr aus rostfreiem Stahl, welches gleich lang wie der Kern aus Baustahl ist. Ein solcher Querkraftdorn ist erheblich preisgünstiger als ein voll aus rostfreiem Stahl gefertigter Querkraftdorn. Das eine Ende des Querkraftdornes wird direkt in der Betonplatte auf der einen Seite der Fuge einbetoniert, während das andere Ende des Querkraftdornes in einer Lagerhülse in der anderen Betonplatte auf der anderen Seite der Dehnfuge eingreift. Ein solcher Querkraftdorn weist jedoch gewisse Nachteile auf. Die nicht geschützten Stirnflächen des Querkraftdornes unterliegen der Korrosion. Während dies auf der einbetonierten Seite ohne wesentliche Folgen ist, zeigen sich in der Querkraftdörnlagerhülse insofern Probleme, dass durch den auftretenden Rost die Lagerflächen der Querkraftdornlagerhülse verkratzt werden. Ein weiteres Problem tritt bei der Verbindung des Querkraftdornes mit der Armierung in der Betonplatte auf. Vielfach wird die Verbindung auf der Baustelle mittels Schweissen erstellt. Eine solche Verbindung ist an sich unbeliebt, weil normalerweise bei der Erstellung einer Armierung die Armierungsstäbe nicht verschweisst sondern lediglich mittels Bindedrähten verbunden werden. Dies ist jedoch bei den heute bekannten Querkraftdornen nicht möglich.

[0003] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Querkraftdorn zu schaffen, der ebenfalls preisgünstig ist und bei dem die vorgenannten Probleme vermieden werden können.

[0004] Diese Aufgabe löst ein Querkraftdorn der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

[0005] Da der erfindungsgemässe Querkraftdorn aus einer einseitig offenen Schutzhülse besteht, deren geschlossenes Ende in der Querkraftdornlagerhülse Aufnahme findet, treten keine Korrosionsprobleme mehr auf. Weil ferner der Querkraftdorn in der einseitig offenen Schutzhülse einen Armierungsstab gelagert hat, der aus der Querkraftdornhülse herausragt, wird dadurch ein Anschluss ermöglicht in traditioneller Weise, indem der herausragende Teil des Armierungsstabes mit der verlegten Armierung der Betonplatte mittels Draht abgebunden werden kann. Eine Schweissverbindung ist jedoch ebenfalls möglich und zudem besser erzielbar, weil die Schweissverbindung zwischen gleichartigem Baustahl erfolgen kann und keine Verbindung zwischen Baustahl und rostfreiem Stahl erzielt werden muss.

[0006] Prinzipiell ist es selbstverständlich auch möglich, den in den Querkraftdorn hineinragenden Armierungsstab aus rostfreiem Stahl zu fertigen, doch ist es in den meisten Anwendungsfällen vorteilhafter, diesen Armierungsstab aus korrodierendem Baustahl zu fertigen.

[0007] Um während der eventuellen Lagerung des Querkraftdornes die Korrosion des Armierungsstabes zu unterbinden, kann es von Vorteil sein, den Armierungsstab, falls er aus korrodierendem Baustahl gefertigt ist, mindestens bezüglich des aus der Schutzhülse herausragenden Teils mit einer korrosionsschützenden Schicht zu versehen. In den meisten Anwendungen wird man den aus der Schutzhülse ragenden Teil des Armierungsstabes mehr als doppelt so lang bemessen wie es der Länge der Hülse des Querkraftdornes entspricht. Dies gewährt eine sichere Verbindung mit der Armierung in der Betonplatte des Bauwerkes.

[0008] Obwohl beim Gussmaterial darauf geachtet wird, dass man vorzugsweise ein Kunststoffmaterial verwendet, insbesondere ein Kunstharz, welches eine hohe Haftung auf Baustahl aufweist, kann es von Vorteil sein, die Verankerung dadurch zu verbessern, dass man einen Armierungsstab mit profilierter Oberfläche verwendet.

[0009] In den meisten Anwendungsfällen kommen Schutzhülsen mit einer kreiszylindrischen Querschnittsform in Frage. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der mindestens eine Armierungsstab darin mindestens annähernd zentrisch gelagert ist. Dasselbe trifft selbstverständlich auch zu bei Hülsen mit einer quadratischen Querschnittsfläche und mindestens einem Armierungsstab.

[0010] Das Vergiessen des Armierungsstabes in der Schutzhülse aus rostfreiem Stahl erfolgt mittels entsprechenden Vorrichtungen, bei denen die Schutzhülse und der Armierungsstab während des Vergiessens und Aushärtens in einer vorgegebenen Relation zueinander gehalten werden können. Diese Halterung von Armierungsstab relativ zur Schutzhülse kann gemäss einer weiteren Ausführungsform auch mittels eines form- oder kraftschlüssig in der Schutzhülse eingeschobenen Klemmorgans erfolgen, welches (während des Fertigungsprozesses des Querkraftdornes) den mindestens einen Armierungsstab in der gewünschten Lage hält.

[0011] Während in den weitaus meisten Anwendungsfällen in der Schutzhülse des Querkraftdornes nur ein Armierungsstab eingegossen wird, kann es Anwendungen geben, zur Uebertragung besonders hoher Lasten, bei denen die Schutzhülse eine rechteckige Querschnittsform aufweist, wobei dann in der Schutzhülse mindestens zwei parallel zueinander verlaufende Armierungsstäbe eingegossen sind. Derartige Querkraftdorne werden praktisch immer hochkant angewendet.

[0012] Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, lassen sich die verschiedenen vorzugsweisen Ausführungsformen fast beliebig miteinander kombinieren.

[0013] In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:

Figur 1 -

die Einbausituation eines Querkraftdornes im Dehnfugenbereich zwischen zwei Betonplatten;

Figur 2 -

eine Ausführungsform des Querkraftdornes gemäss der Erfindung im Längsschnitt und

Figur 3 -

denselben Querkraftdorn gemäss der Figur 2 im Querschnitt entlang der Linie III-III;

Figur 4 -

zeigt eine Variante eines Querkraftdornes mit einer anderen Querschnittsfläche und

Figur 5 -

eine nochmals andere Variante eines Querkraftdornes mit zwei Armierungsstäben.

Figur 6 -

zeigt ein Klemmorgan zur Halterung eines Armierungsstabes in einer Schutzhülse zur Erleichterung der Fertigung.

[0014] Querkraftdorne werden zur Verbindung zweier horizontaler, armierter Betonplatten eingesetzt. Bei grösseren Betonplatten müssen diese wegen den auftretenden Dehnungen unterteilt werden. In der Zeichnung erkennt man links eine erste Betonplatte P₁ und rechts eine zweite Betonplatte P₂, die in einer gemeinsamen Ebene, meist einer horizontalen Ebene, verlaufen. Zwischen den beiden Betonplatten P₁ und P₂ ist eine Dehnungsfuge F freigelassen, um die entsprechenden Dehnbewegungen auffangen zu können. Die zwischen zwei solchen Platten auftretenden Kräfte vertikal relativ zueinander werden bekannterweise mittels Querkraftdornen aufgefangen. Der Querkraftdorn 1 ist in der linken Platte direkt im Beton B eingegossen und mittels der Armierung A der Betonplatte P₁ verbunden. In der zweiten Betonplatte P₂ lagert der Querkraftdorn 1 in einer Querkraftdornlagerhülse 2. Die Lagerhülse 2 ist ebenfalls mit der Armierung A in der Betonplatte P₂ verbunden. Die Querkraftdornlagerhülse 2 weist meist einen Flansch 3 auf, zur Befestigung der Querkraftdornlagerhülse 2 an einer Verschalung während des Eingiessens der Lagerhülse 2 in der Betonplatte P₂ auf. Der Querkraftdorn 1 ist somit in der Dehnbewegungsrichtung translatorisch verschiebbar in der Querkraftdornlagerhülse 2 gehalten, während er in der anderen Betonplatte P₁ fest gehalten ist.

[0015] Da der Querkraftdorn 1 einen Armierungsstab aufweist, dessen freies Ende 17 aus ihm herausragt, lässt sich der Querkraftdorn 1 bzw. das freie Ende 17 des daraus herausragenden Armierungsstabes mittels Abbinddrähten D mit der Armierung verbinden. Dieses freie Ende 17 des Armierungsstabes könnte selbstverständlich auch mittels Schweissverbindungen mit der Armierung A verbunden sein. Diese Variante ist jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt.

[0016] In der Figur 2 ist ein Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Querkraftdorn dargestellt. Der Querkraftdorn 1 besteht im wesentlichen aus einer rohrförmigen, einseitig geschlossenen Schutzhülse 10 aus rostfreiem Stahl. Mit 11 ist das ebenfalls mittels rostfreiem Stahl geschlossene Ende dargestellt. Vom offenen Ende 12 der Schutzhülse 10 her ragt ein Armierungsstab 14 in die Schutzhülse 10. Die Länge des Armierungsstabes 14 ist länger als die Länge der einseitig offenen Schutzhülse 10. Das frei aus der Schutzhülse 10 herausragende Ende des Armierungsstabes 14 ist mit 17 bezeichnet. Der Armierungsstab 14 ist vorzugsweise etwa zentrisch in der Schutzhülse 10 gelagert. Der Hohlraum 13 bzw. Innenraum 13 der Schutzhülse 10 ist mit einem aushärtenden Gussmaterial 16 gefüllt. Bei diesem Gussmaterial 16 handelt es sich um einen Kunststoff, vorzugsweise ein Kunstharz, wie beispielsweise Epoxyharz, welches relativ schnell aushärtet. In den meisten Fällen erfolgt die Aushärtung mittels einer Polymerisation.

[0017] Daher verwendet man beispielsweise einen Zweikomponenten-Epoxyharz. Der Armierungsstab 14 kann zur Verbesserung der Verankerung mit einer Profilierung 15 versehen sein. Der Armierungsstab ist in der Schutzhülse 10 so gehalten, dass er im vergossenen Zustand von der geschlossenen Stirnfläche 11 distanziert ist. Die Festigkeitswerte solcher Epoxyharze liegen heute über den Festigkeitswerten eines hochwertigen Mörtels.

[0018] Prinzipiell sind der Querschnittsform eines solchen erfindungsgemässen Querkraftdornes keine Grenzen gesetzt. Alle heute bereits üblichen Querkraftdornquerschnittsprofile lassen sich auch bei der ewrfindungsgemässen Ausführung realisieren. In der Figur 3 ist eine Ausführungsform im Querschnitt dargestellt, bei der die Schutzhülse die Form eines Kreiszylinders aufweist. Der Armierungsstab 14 ist darin zentrisch angeordnet. Der gesamte Hohlraum der Schutzhülse 10 ist wiederum mit einem ausgehärteten Gussmaterial 16 ausgefüllt.

[0019] Auch Querkraftdorne mit einem quadratischen Querschnitt, wie dies die Figur 4 darstellt, lassen sich in gleicher Weise realisieren. Die Schutzhülse 10 ist wiederum einseitig geschlossen und hat somit die Form eines Quaders mit quadratischen Querschnitt. Der Armierungsstab ist auch in diesem Fall zentrisch darin angeordnet. Ebenso ist der freibleibende Hohlraum mittels einem Gussmaterial 16 ausgefüllt.

[0020] Während die bisher beschriebenen Ausführungsvarianten mit lediglich einem Armierungsstab 14 versehen sind, zeigt die Ausführung gemäss der Figur 5 einen Querkraftdorn mit einer Schutzhülse 10, deren Querschnittsfläche ein Rechteck bildet. In dieser Ausführungsform sind zwei Armierungsstäbe 14',14" vertikal übereinander und parallel verlaufend eingegossen. Der Hohlraum ist wiederum mit einem entsprechenden Gussmaterial 16 ausgefüllt. Ein solcher Querkraftdorn ist besonders geeignet, höhere Tragkräfte zu übertragen und wird im Bauwerk hochkant einbetoniert.

[0021] Die Fertigung solcher erfindungsgemässer Querkraftdorne lässt sich weitgehend mechanisch realisieren. Die Armierungsstäbe 14 werden entsprechend in einer Vorrichtung vertikal gehalten, ebenso wie die Schutzhülsen 10, die mit ihrem offenen Ende 12 darunter gehalten sind. Ebenfalls mechanisch lässt sich das Gussmaterial 16 in den Hohlraum 13 der Schutzhülse 10 applizieren. Zur Meidung der Lunkerbildung lässt sich beispielsweise durch Erwärmung die Viskosität des Gussmaterials 16 so verändern, dass eventuell auftauchende Luftblasen leichter aufsteigen können. Prinzipiell wird man jedoch eine Injektionsleitung in die Schutzhülse 10 einführen und mit steigendem Niveau langsam hochziehen, wobei die Injektionsleitung mit ihrer Mündung immer im Gussmaterial verbleibt, bis die Schutzhülse 10 vollständig gefüllt ist, worauf sie erst endgültig herausgezogen wird. Auf diese Weise wird weitgehend die Gefahr der Eintragung von Luftblasen vermieden.

[0022] Während die vorgenannte Lösung entsprechende Vorrichtungen verlangt, um ein korrektes Eingiessen des Armierungsstabes 14 in der Hülse 10 zu garantieren, zeigt die Figur 6 ein Klemmorgan 20, mittels dem der Armierungsstab 14 während des Eingiessens des Armierungsstabes 14 in einer Hülse 10 gehalten werden kann. Das Klemmorgan 20 kann aus einem Stahlband gefertigt sein oder als Kunststoffspritzteil ausgestaltet sein. Es besteht aus einem nicht vollkommen geschlossenen Spreizring 21, dessen Aussendurchmesser im unbelasteten Zustand etwas grösser ist als der Innendurchmesser einer zylindrischen Schutzhülse 10, in welche das Klemmorgan 20 eingeschoben werden kann. Ein Ende des Spreizringes 21 ist senkrecht zum Zentrum hin abgebogen und bildet so einen Steg 22, der übergeht in eine offene Halteöse 23. Die Oeffnung 24 des Spreizringes 21 und die Oeffnung der offenen Halteöse 23 liegen im unbelasteten Zustad etwa auf einer Linie. Dies erlaubt einen entsprechend im Durchmesser dimensionierten Armierungsstab 14 durch die Oeffnung 24 im Spreizring 21 einzuschieben und in die offene Halteöse 23 einzudrücken, so dass er etwa kraftschlüssig in der offenen Halteöse 23 gehalten ist. Das Klemmorgan 20 lässt sich dann in die Hülse 10 des Querkraftdornes 1 einschieben, indem man den Spreizring 21 leicht zusammendrückt. Auf diese Weise ist der Armierungsstab 14 in der Hülse 10 zentrisch gehalten und der Hohlraum 13 in der Schutzhülse 10 lässt sich mittels dem Gussmaterial 16 ohne Hilfsmittel eingiessen. Selbstverständlich verbleibt das Halteorgan 20 in der Hülse 10 des Querkraftdornes 1.

[0023] Die hier dargestellten Querschnittsformen des erfindungsgemässen Querkraftdornes entsprechen selbstverständlich nur den gängigsten heute üblichen Querschnittsformen. Ohne Einschränkung lassen sich auch beliebig andere Querschnittsformen, die heute praktikabel sind, in gleicher Weise realisieren. Auch die Anzahl möglicher Armierungsstäbe 14, die in der Schutzhülse 10 eingiessbar sind, lässt sich im Prinzip variieren. Denkbar sind beispielsweise drei senkrecht übereinander angeordnete, parallel verlaufende Armierungsstäbe 14 oder Querkraftdorne mit einem quadratischen Querschnitt, in denen vier Armierungsstäbe 14 parallel verlaufend je zu zweien vertikal übereinander angeordnet eingegossen sind. Weitere Anordnungsmöglichkeiten sind selbstverständlich ebenfalls denkbar.

Ansprüche

1. Querkraftdorn (1) zur Verbindung zweier vorzugsweise horizontaler, armierter Betonplatten (P₁, P₂) eines Bauwerkes, mit beliebiger Querschnittsfläche und mit einem Mantel aus nichtkorrodierendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Querkraftdorn (1) eine einseitig offene Schutzhülse (10) und mindestens einen Armierungsstab (14,14',14") aus Stahl aufweist, welcher länger als die Schutzhülse (10) ist und in dieser Schutzhülse (10) mittels eines ausgehärteten Gussmaterials (16) eingegossen gehalten ist.

2. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsstab (14) aus einem korrodierenden Baustahl besteht.

3. Querkraftdorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der aus der Schutzhülse (10) ragende Teil (17) des Armierungsstabes (14) korrosionsgeschützt ist.

4. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Schutzhülse (10) ragende Teil (17) des Armierungsstabes (14) mehr als doppelt so lange wie die Schutzhülse (10) des Querkraftdornes (1) ist.

5. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsstab (14) eine profilierte Oberfläche (15) aufweist.

6. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schutzhülse (10) ein sich form- oder kraftschlüssig haltendes Klemmorgan (20) eingeschoben ist, welches den mindestens einen Armierungsstab (14) (während des Fertigungsprozesses des Querkraftdornes (1)) in einer vorgegebenen Lage zur Schutzhülse (10) hält.

7. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (10) eine kreiszylindrische Form hat und der Armierungsstab (14) darin mindestens annähernd zentrisch angeordnet ist.

8. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (10) eine quadratische Querschnittsfläche aufweist und der Armierungsstab (14) zentrisch in der Schutzhülse gehalten ist.

9. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülse (10) eine rechteckige Querschnittsfläche aufweist und in ihr mindestens zwei parallel verlaufende Armierungsstäbe (14',14") eingegossen sind.

10. Querkraftdorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gussmaterial (16) ein Kunststoff, vorzugsweise ein Kunstharz, vorgesehen ist.

Zeichnung