DE20206949U1 - Concrete shaft body - Google Patents
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02.05.2002 G 1082 - Ot/kt02.05.2002 G 1082 - Ot/kt
Finger Baustoffe GmbH, 35112 Fronhausen (Lahn)Finger Baustoffe GmbH, 35112 Fronhausen (Lahn)
BetonschachtkörperConcrete shaft body
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft Betonschachtkörper gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to concrete shaft bodies according to the preamble of claim 1.
Für erdverlegte Abwasserkanäle und -leitungen benutzt man Schachtbauteile aus Beton oder Stahlbeton, indem meist muffenförmige Enden von Schachtringen, -rohren, -unterteilen, -halsen o.dgl. aufeinandergesetzt werden, vielfach mit abgestuften Innenflächen, die sich zudem mit z.B. elastomeren Dichtungselementen gegeneinander abdichten lassen. Bei enger Muffenspaitweite entstehen an den zusammengebauten Schachtringen Rückstellkräfte, die eine Bruchgefahr hervorrufen und auch Ursache für Leckagen sein können.For underground sewerage canals and pipes, concrete or reinforced concrete shaft components are used, whereby socket-shaped ends of shaft rings, pipes, bases, necks, etc. are placed on top of one another, often with stepped inner surfaces that can also be sealed against one another with elastomer sealing elements, for example. If the socket gap is narrow, restoring forces arise on the assembled shaft rings, which create a risk of breakage and can also be the cause of leaks.
Eine in DE-A-34 14 180 beschriebene, in den Stoßbereich von aneinander anschließenden Schachtbauteilen eingesetzte Ringdichtung verwendet zur Druckverteilung eine elastische Hülle, die mit Gas, Flüssigkeit, einer plastischen Masse o.dgl. verfüllt wird, aber trotz hohen Aufwandes kaum dauerhaft dichtzuhalten ist. Ein vergleichbares Schachtbauteil mit in die Muffe integriertem, kompressionsverformbarem Schlauch ist in DE-A-43 23 734 offenbart. Dabei bildet ein Teil der Schlauchhülle den Auflagerbereich für ein darunter angeordnetes Schachtteil, an dessen Konturen sich eine Quarzsand-Füllung anpaßt, so daß Unebenheiten der Stoßflächen ausgeglichen werden. Unter dem Druck der Last verfestigt sich die Sandfüllung allerdings zunehmend; sie bildet schließlich einen starren, unverformbaren Kern.A ring seal described in DE-A-34 14 180, which is used in the joint area of adjoining shaft components, uses an elastic casing to distribute the pressure. This casing is filled with gas, liquid, a plastic mass or similar, but despite the high cost involved, it is difficult to keep it permanently sealed. A comparable shaft component with a compression-deformable hose integrated into the socket is disclosed in DE-A-43 23 734. Part of the hose casing forms the support area for a shaft part arranged underneath, to the contours of which a quartz sand filling adapts so that unevenness in the joint surfaces is compensated. However, under the pressure of the load, the sand filling increasingly solidifies; it finally forms a rigid, non-deformable core.
Bei Schachtbauteilen gemäß DE-C-197 39 573 ist vorgesehen, daß als Ausgleichsund Dichtmittel Profilkörper vorhanden sind, die einen mehrschichtigen VerbundkörperFor shaft components according to DE-C-197 39 573, it is intended that profile bodies are provided as leveling and sealing means, which form a multi-layer composite body
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bilden, der wenigstens eine der Muffen-Auflagerflächen flach aufliegend überdeckt. Die auf den Schachtkörper einwirkenden Kräfte, nämlich die Gewichtskräfte übereinander angeordneter Betonbauteile sowie alle statischen und dynamischen Verkehrslasten, werden vertikal über den Verbundkörper abgeleitet, ohne daß horizontal oder schräg angreifende Druck- bzw. Zugkräfte entstehen, was die Bruchgefahr erheblich reduziert.which lies flat over at least one of the socket support surfaces. The forces acting on the shaft body, namely the weight of concrete components arranged one above the other as well as all static and dynamic traffic loads, are diverted vertically via the composite body without horizontal or oblique compressive or tensile forces occurring, which significantly reduces the risk of breakage.
Es gibt auch einfache Ausgleichskörper, die auf den Stoßflächen der Schachtelemente aufgebracht werden, beispielsweise Flachbänder aus Kunststoff oder Kreissegmente aus Polystyrol (DE-U-92 09 027; DE-A-44 36 532), die vor dem Aufsetzen eines Folgeteils auf die Oberkante eines bereits gesetzten Teils aufgelegt oder aufgeklebt werden, was natürlich sehr zeit- und arbeitsaufwendig ist.There are also simple compensating bodies that are applied to the abutting surfaces of the shaft elements, for example flat strips made of plastic or circular segments made of polystyrene (DE-U-92 09 027; DE-A-44 36 532), which are placed or glued onto the upper edge of an already placed part before a subsequent part is placed, which is of course very time-consuming and labor-intensive.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, mit möglichst einfachen, wirtschaftlichen Mitteln bruchsichere Betonschachtkörper, insbesondere Schachtringe zu schaffen, die auch großer statischer und dynamischer Belastung standhalten. Es wird eine verbesserte Konstruktion angestrebt, die eine stets gleichmäßige, nicht federnde Lastübertragung dauerhaft gewährleistet, wobei Planunebenheiten in den Auflagerbereichen auszugleichen sind, damit nicht durch punktuelle Überbelastung Schäden an den Schachtkörpern entstehen können. Diese sollen außerdem kostengünstig herstellbar und leicht zu handhaben sein.An important aim of the invention is to create break-proof concrete shaft bodies, in particular shaft rings, using the simplest and most economical means possible, which can withstand high static and dynamic loads. The aim is to create an improved design that permanently guarantees a constant, non-springy load transfer, whereby unevenness in the support areas must be compensated so that damage to the shaft bodies cannot occur due to localized overloading. These should also be inexpensive to manufacture and easy to handle.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.Main features of the invention are specified in the characterizing part of claim 1. Embodiments are the subject of claims 2 to 11.
Erfindungsgemäße Schachtkörper bestehen gemäß Anspruch 1 aus wenigstens zwei formgleichen, aneinander anschließenden Betonbauteilen, insbesondere runden oder eckigen Beton-Rohrkörpern, die an einem Ende jedes Rohrkörpers eine radial einspringende, plane Ringfläche und am gegenüberliegenden Ende eine Stützleiste haben, wobei letztere unmittelbar an der planen Ringfläche des vorangehenden Rohrkörpers axialkraftübertragend anliegt. Irgendwelche Elastik-Axialzwischenlagen sind im Gegensatz zum Stand der Technik nicht erforderlich, weil unter Gebrauchslast eine gleichmäßige Kraftübertragung dadurch entsteht, daß die Stützleiste an der Gegenfläche Material verdrängt und stellen- bzw. streckenweise überall dort aufgerieben wird, wo örtliche Unebenheiten einen erhöhten spezifischen Anlagedruck bewirken. Versuche haben überraschend erbracht, daß auch an einer inneren Schulter neben der Ringfläche des vorangehenden Rohrkörpers keine Rißbildung auftritt.According to claim 1, shaft bodies according to the invention consist of at least two identically shaped, adjoining concrete components, in particular round or square concrete pipe bodies, which have a radially projecting, flat annular surface at one end of each pipe body and a support strip at the opposite end, the latter being in direct contact with the flat annular surface of the preceding pipe body, transmitting axial force. In contrast to the prior art, any elastic axial intermediate layers are not required because, under working load, a uniform force transmission is achieved by the support strip displacing material on the opposite surface and being rubbed down in places or sections wherever local unevenness causes an increased specific contact pressure. Tests have surprisingly shown that no cracks form on an inner shoulder next to the annular surface of the preceding pipe body.
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Anspruch 2 sieht vor, daß die Stützleiste in Umfangsrichtung verläuft. Sie kann gemäß Anspruch 3 als kontinuierlicher Umfangs-Stoßring oder laut Anspruch 4 als Umfangsfolge axialgerichteter Vorsprünge ausgebildet sein, die bedarfsweise auch quer, schräg oder gebogen zur Umfangslinie verlaufende Stützabschnitte bilden können. Vorteilhaft ist im Einklang mit Anspruch 5 eine Anordnung der Stützleiste in einem dem mittleren Radius der Ringfläche zugeordneten Radiusbereich, weil so eine besonders günstige Druckverteilung erzielt wird. Die treibende Axialkraft überträgt sich in jedem Falle definiert über den Umfang der aufeinanderfolgenden Schachtkörper, wobei der Flächenschluß im Laufe der Zeit sogar zu einer immer besseren Axial-Passung wird, z.B. mit maximaler Spaltweite von anfänglich 0,5 mm bis herab zu Null.Claim 2 provides that the support strip runs in the circumferential direction. According to claim 3, it can be designed as a continuous circumferential impact ring or according to claim 4 as a circumferential sequence of axially directed projections, which can also form support sections running transversely, obliquely or curved to the circumferential line if required. In accordance with claim 5, it is advantageous to arrange the support strip in a radius area associated with the middle radius of the ring surface, because this achieves a particularly favorable pressure distribution. In any case, the driving axial force is transferred in a defined manner over the circumference of the successive shaft bodies, with the surface closure even becoming an ever better axial fit over time, e.g. with a maximum gap width of initially 0.5 mm down to zero.
Mit besonderem Vorteil weist die Stützleiste nach Anspruch 6 ein Konvexprofil auf, das laut Anspruch 7 wenigstens eine in Axialrichtung z.B. keilförmig vorspringende Kante haben kann. Zwar hat man bereits nach DE-C-199 54 492 an Schachtbauteilen stirnseitig kantenförmige Lastaufnahme-Streifen vorgesehen, die jedoch aus Kunststoff bestehen, beispielsweise PVC, und deren Fußteile schon beim Betonieren an einem unteren Rand eines Schachtbauteils eingebettet werden müssen, um darin sicheren Halt zu finden. Die erfindungsgemäßen Rohrkörper kommen hingegen allgemein mit ein und demselben Material aus, d.h. die Stützleiste muß nicht zusätzlich befestigt werden, weil sie einstückiger Bestandteil des einen Körper-Endes ist.It is particularly advantageous for the support strip according to claim 6 to have a convex profile which, according to claim 7, can have at least one edge that projects in the axial direction, for example in a wedge shape. According to DE-C-199 54 492, edge-shaped load-bearing strips have already been provided on the front of shaft components, but these are made of plastic, for example PVC, and their base parts must be embedded in the lower edge of a shaft component during concreting in order to find a secure hold there. The pipe bodies according to the invention, on the other hand, generally make do with one and the same material, i.e. the support strip does not have to be additionally attached because it is an integral part of one end of the body.
In der Ausbildung laut Anspruch 8 hat die Stützleiste höhenversetzt vorspringende Kanten, so daß Unebenheiten auch gestaffelt bzw. stufenweise ausgeglichen werden können, vor allem in größeren Zeiträumen.In the embodiment according to claim 8, the support strip has projecting edges offset in height so that unevenness can also be compensated for in stages or in steps, especially over longer periods of time.
Gemäß Anspruch 9 kann in an sich bekannter Weise zwischen aufeinanderfolgenden Rohrkörpern jeweils eine Dichtung vorhanden sein, die nach Anspruch 10 Ansätze aufweist, welche in einen der zwei aufeinanderfolgenden Rohrkörper einbetoniert sind. Ein erweiterter Ausgleichs-Spielraum ergibt sich, wenn gemäß Anspruch 11 in der bzw. jeder Dichtung wenigstens ein innerer Hohlraum vorhanden ist.According to claim 9, a seal can be provided between successive pipe bodies in a manner known per se, which seal has projections according to claim 10 which are concreted into one of the two successive pipe bodies. An expanded compensation margin results if, according to claim 11, at least one internal cavity is provided in the or each seal.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the wording of the claims and from the following description of embodiments with reference to the drawings. In these:
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schematisierte Schpitfansicht des Stoßbereichs von Teilen zweier Rohrkörper, schematic cross-sectional view of the joint area of parts of two pipe bodies,
Fig. 2 eine Druntersicht auf den Fußteil eines Rohrkörpers,Fig. 2 a bottom view of the foot part of a pipe body,
Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1, jedoch mit einer Stützleiste auf einem unteren Rohrkörper und mit einer Dichtung,Fig. 3 is a sectional view similar to Fig. 1, but with a support bar on a lower pipe body and with a seal,
Fig. 4 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 3, jedoch mit einer Stützleiste wie bei Fig. 1, undFig. 4 is a sectional view similar to Fig. 3, but with a support bar as in Fig. 1, and
Fig. 5 sechs schematisierte Teilbilder unterschiedlicher Stützleisten-Profile.Fig. 5 six schematic drawings of different support strip profiles.
Schematisch ist in Fig. 1 ein Schachtkörper 10 dargestellt, der aus wenigstens zwei Schachtringen 12, 22 besteht. Gezeichnet ist deren Stoßbereich, wobei der Fußteil 14 eines oberen Schachringes 12 dem Kopfteil 24 eines unteren Schachtringes 22 so gegenübersteht, daß die beiden Ringe 12, 22 am Außenumfang U miteinander fluchten. Man sieht, daß der Fußteil 14 des oberen Schachtringes 12 einen einspringenden Absatz 16 mit einer Wölbung 18 hat, welche einer Schulter 26 des Kopfteils 24 des unteren Schachtringes 22 gegenübersteht.A shaft body 10 is shown schematically in Fig. 1, which consists of at least two shaft rings 12, 22. Their abutment area is shown, with the foot part 14 of an upper shaft ring 12 facing the head part 24 of a lower shaft ring 22 such that the two rings 12, 22 are aligned with one another at the outer circumference U. It can be seen that the foot part 14 of the upper shaft ring 12 has a recessed shoulder 16 with a curvature 18, which faces a shoulder 26 of the head part 24 of the lower shaft ring 22.
In diesem sogenannten Muffenbereich können, falls erforderlich, in Fig. 1 nicht gezeichnete Ausgleichs- und Dichtungsmittel vorhanden sein, die sich an einer Stufe 28 des Kopfteils 24 abstützen. Aus den Beispielen von Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, wie eine in einem der Rohrkörper (z.B. 12) mit Ansätzen 34 einbetonierte Dichtung 30 zwischen den Schachtringen 12, 22 sitzt und daß sie innere Hohlräume 32 aufweisen kann, was größere Nachgiebigkeit und damit verbesserte Ausgleichs-Möglichkeiten gewährleistet. Außerdem sieht man, daß eine Stützleiste Z entweder gemäß Fig. 3 auf dem unteren Schachtring 22 oder gemäß Fig. 4 auf dem oberen Schachtring 12 vorgesehen sein kann, wobei die Anordnung der sich im Muffenbereich der Rohrkörper 12, 22 gegenüberstehenden Flächen R bzw. Profile Z in Fig. 3 umgekehrt zu jener in Fig. 4 ist.In this so-called socket area, if necessary, there may be compensation and sealing means (not shown in Fig. 1) which are supported on a step 28 of the head part 24. From the examples in Figs. 3 and 4 it is clear how a seal 30, which is concreted into one of the pipe bodies (e.g. 12) with projections 34, sits between the shaft rings 12, 22 and that it can have internal cavities 32, which ensures greater flexibility and thus improved compensation options. It can also be seen that a support strip Z can be provided either on the lower shaft ring 22 according to Fig. 3 or on the upper shaft ring 12 according to Fig. 4, the arrangement of the surfaces R or profiles Z facing each other in the socket area of the pipe bodies 12, 22 in Fig. 3 being the opposite of that in Fig. 4.
Maßgeblich ist, daß entweder der Fußteil 14 oder der Kopfteil 24 quer zur Achse A (Fig. 2) des Schachtkörpers 10 eine Ringfläche R aufweist, auf welcher der jeweils andere Rohrkörper mit der Stützleiste Z kraftübertragend aufruht. Man erkennt aus Fig. 2, daß die Stützleiste Z aus einer Folge von einzelnen Kreissegmenten, aber auch aus einer Folge von Stützpunkten, Rippenabschnitten u.dgl. bestehen kann, die mit regelmäßigen Unterbrechungen über den Umfang des Fußteils 14 verteilt sind. Alternativ ist die bevorzugt mit dem Fußteil 14 jedes Schachtringes 12, 22 usw. einstückigeIt is important that either the foot part 14 or the head part 24 has an annular surface R transverse to the axis A (Fig. 2) of the shaft body 10, on which the other pipe body rests with the support strip Z in a force-transmitting manner. It can be seen from Fig. 2 that the support strip Z can consist of a series of individual circular segments, but also of a series of support points, rib sections and the like, which are distributed with regular interruptions over the circumference of the foot part 14. Alternatively, the preferably integral with the foot part 14 of each shaft ring 12, 22 etc.
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Stützleiste Z eine durchgehende Umfangsrippe. Der mittlere Radius der Ringfläche R entspricht dem Radius 20 (Fig. 2) der Stützleiste Z, der in Fig. 1 und 4 eher schematisch durch einen zum (nicht sichtbaren) Mittelpunkt hin offenen Pfeil angedeutet ist.Support strip Z has a continuous circumferential rib. The mean radius of the ring surface R corresponds to the radius 20 (Fig. 2) of the support strip Z, which is indicated rather schematically in Fig. 1 and 4 by an arrow open towards the (not visible) center.
Für die geometrische Gestaltung ist die Forderung nach optimaler Lastübertragung wichtig. Beispiele von sechs verschiedenen Stützleisten Z sind jeweils auf einer angedeuteten Ringfläche aufsitzend in Fig. 5 veranschaulicht, wobei Dimensionen und Proportionen davon abweichen können. Skizze a zeigt eine abgestumpft konvexe Rippe mit flächigem Formschluß, wie er auch bei dem Schwalbenschwanz-Profil von Skizze b und dem Flachring der Skizze c gegeben ist. Keilförmige Profile sind nach Skizze d scharfkantig, nach Skizze e abgestumpft und nach Skizze e als Doppelrippe gestaltet.The requirement for optimal load transfer is important for the geometric design. Examples of six different support strips Z are shown in Fig. 5, each resting on an indicated ring surface, although dimensions and proportions may vary. Sketch a shows a truncated convex rib with a flat form fit, as is also the case with the dovetail profile in sketch b and the flat ring in sketch c. Wedge-shaped profiles are sharp-edged according to sketch d, blunt according to sketch e and designed as a double rib according to sketch e.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Sie ermöglicht direkte Kraftübertragung an axialen Kontaktflächen ohne irgendwelche Zwischenlagen und ist bei vertikalen Lasten ebenso wie bei horizontalem Vortrieb einsetzbar. Das sehr einfache Prinzip sieht ein Betonbauteil mit radial einspringender, planer Ringfläche R und ein Beton-Gegenbauteil vor, das an der Ringfläche R mit der Stützleiste Z angreift. Diese kann eine kontinuierliche Rippe oder auch eine Umfangsfolge von Stützpunkten bzw. Segmenten sein. Auf Einzelheiten der Form - und übrigens auch auf die Richtung - der Bauteile kommt es vorliegend weniger an, die z.B. zylindrische oder Mehrkant-Rohre sein können. Erfindungsgemäß ist stets vorgesehen, daß das eine Teil bzw. Ende eine plane Ringfläche R, das andere die profilierte Stützleiste Z aufweist.The invention is not limited to one of the previously described embodiments, but can be modified in many different ways. It enables direct force transmission to axial contact surfaces without any intermediate layers and can be used for vertical loads as well as horizontal propulsion. The very simple principle provides for a concrete component with a radially projecting, flat ring surface R and a concrete counter-component that engages the ring surface R with the support strip Z. This can be a continuous rib or a circumferential sequence of support points or segments. Details of the shape - and also the direction - of the components are less important in this case, which can be cylindrical or polygonal tubes, for example. According to the invention, it is always provided that one part or end has a flat ring surface R, the other the profiled support strip Z.
Vorteilhaft wird bereits bei der Formgebung der Werkzeuge für die Schachtkörper auch die Gestalt und Dimensionierung der Stützleiste Z festgelegt. Ihre Querschnitts-Geometrie sowie die Positionierung innerhalb der Bauteil-Fügung läßt eine Vielzahl von Varianten zu. Abrieb und Schmutz auf den Kontaktflächen wirken sich nicht traglastmindemd aus. Vor allem als komprimierbare Radial-Zwischenlage können zusätzlich im Muffenbereich Dichtungsmittel 30 - z.B. aus einem Elastomer - vorhanden sein, die durch Hohlräume 32 noch mehr Ausgleichs-Spielraum bieten.It is advantageous to determine the shape and dimensions of the support strip Z when the tools for the shaft bodies are being designed. Its cross-sectional geometry and positioning within the component joint allow for a wide range of variants. Abrasion and dirt on the contact surfaces do not reduce the load-bearing capacity. In particular, sealing agents 30 - e.g. made of an elastomer - can be present in the socket area as a compressible radial intermediate layer, which offers even more compensation space through cavities 32.
Das neue Funktionsprinzip ist werkstoffunabhängig; die Verwendung von Beton einschließlich Polymerbeton und Stahlbeton ist Standard, wobei jedes Bauteil bevorzugt aus einem einzigen Material besteht. Macht man es jedoch aus unterschiedlichen Werkstoffen, so sollte das Stützleisten-Ende eher weich(er) oder höchstens ebensoThe new functional principle is independent of the material; the use of concrete, including polymer concrete and reinforced concrete, is standard, with each component preferably made of a single material. However, if it is made of different materials, the end of the support strip should be softer or at most as soft as the other.
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hart sein wie das Ende mit der planen Ringfläche R. Das plastisch weichere Ende gleicht dann in direktem Kontakt mit der härteren Fläche grobe Unebenheiten aus und dichtet die Fuge gegen inneren oder äußeren Wasserdruck nach und nach immer besser und schließlich vollständig ab. Das steifere Material nimmt die an Unebenheiten übertragenen Lastspitzen auf und sorgt für eine Begrenzung der Verformungswege. Irgendwelche Verstärkungen oder Einsätze an den Kontaktflächen sind nicht nötig; einfache Gestaltung und kostengünstige Fertigung stehen im Vordergrund.be as hard as the end with the flat ring surface R. The plastically softer end then evens out rough unevenness in direct contact with the harder surface and seals the joint against internal or external water pressure gradually better and finally completely. The stiffer material absorbs the load peaks transmitted to unevenness and ensures that the deformation paths are limited. Any reinforcements or inserts on the contact surfaces are not necessary; simple design and cost-effective production are the main focus.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der/den Zeichnung(en) hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All features and advantages arising from the claims, the description and the drawing(s), including constructional details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
Bezugszeichen listeReference list
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