Die Erfindung betrifft einen Befestiger für Abdichtungsbahnen
im Hoch- und Tiefbau, insbesondere für den Ausbau unterirdischer Räume
wie Tunnel und Stollen oder Rohrleitungen im standfesten Gebirge.
Besonders häufig finden Befestiger im Tunnelausbau Anwendung.
Dabei ist zu unterscheiden zwischen den Tunneln im standfesten Gebirge und im nicht
standfesten Gebirge. Ein standfestes Gebirge bricht nach dem Tunnelausbruch nicht
ein. Dagegen wird bei einem nicht standfesten Gebirge ein tragfähiger Ausbau
des Tunnels erforderlich, der das Gewicht des Gebirges teilweise aufnimmt. Im nicht
standfesten Gebirge ist sowohl ein Stahlaus als auch ein Betonausbau üblich.
Es können auch Kombinationen von Stahl und Beton Anwendung finden. Der Betonausbau
kann wird zumeist an der Baustelle gefertigt werden. Es sind auch Betonpaneele üblich,
die im Werk hergestellt und zur Baustelle transportiert werden.
Im standfesten Gebirge entfällt das Festigkeitsproblem.
Es verbleibt das Problem, wie eine Sicherung gegen herabfallende Steine
stattfindet. Das Problem wird üblicherweise mit Spritzbeton gelöst. Dabei
wird Beton gegen den Gebirgsausbruch gespritzt, der dort erhärtet und eine
schützende Haut bildet.
Ein anderes Problem ist austretendes Gebirgswasser.
Im Winter friert das Wasser. Es besteht die Gefahr herab fallender
Eismassen. Dieser Gefahr wird üblicherweise mit einer Folienabdichtung begegnet.
Die Folienabdichtung leitet das Wasser ab. Zugleich wird mit einer Wärmedämmung
ein Frieren des Wassers verhindert.
Die Folienabdichtung wird aus Folienbahnen zusammengesetzt.
Die Folienbahnen werden am Gebirgsausbruch überlappend verlegt,
so daß die Folienränder anschließend miteinander verschweißt
werden können.
Vorzugsweise wird beim Verschweißen eine Doppelnaht erzeugt.
Es liegen zwei Schweißnähte nebeneinander. Der Zwischenraum läßt
sich mit Luftdruck beaufschlagen. Bei geschlossenem Zwischenraum kann von einer
ausreichenden Dichtwirkung ausgegangen werden, wenn der Druckabfall in dem Zwischenraum
über eine bestimmte Zeitdauer bestimmte Grenzen nicht überschreitet.
Die Befestigung der Folie erfolgt auf unterschiedliche Weise.
Bei geringen Festigkeitsanforderungen hat sich in der Vergangenheit
eine Folienbefestigung mit einem als Rondelle ausgebildeten Befestiger aus Kunststoff
durchgesetzt. Die Rondelle wird an das Gebirge oder an eine erste, aufgetragene
Spritzbetonschicht genagelt oder angeschossen. Beim Anschießen werden die Rondellen
nicht mit einem Hammer oder dergleichen ins Gebirge geschlagen, sondern mittels
einer Sprengpatrone in das Gebirge oder in die erste aufgetragene Spritzbetonschicht
getrieben.
Die bekannten Rondellen sind zum Beispiel in der DE-3244000C1,
DE4100902A1, DE19519595A1,
DE8632994.4U1, DE8701969.8U1,
DE20217044U1 dargestellt und beschrieben.
Die bekannten Rondellen sind mit der Folie verschweißt worden. Als besonders
günstig wurden Rondellen mit einer Sollbruchstelle angesehen. Die Rondellen
sollen bei einer Belastung der Folie an der Sollbruchstelle zerbrechen. Die Festigkeit
der Sollbruchstelle liegt wesentlich unter der Folienfestigkeit. Dadurch bricht
zuerst die Rondelle, wenn auf die Folie ein übermäßiger Zug ausgeübt
wird. Das heißt, die Folienabdichtung bleibt bei übermäßigem
Zug in der Folie unversehrt, während die Rondelle zerbricht.
Die Kunststoff-Rondellen sind jedoch nur dann geeignet, wenn bei der
Befestigung der Folien und einem anschließenden Spritzbetonauftrag geringe
Kräfte entstehen.
Insbesondere in Tunneln kommen jedoch hohe Kräfte vor. In Eisenbahntunneln
wird von den durchfahrenden Zügen ein extremer Luftdruck und anschließend
ein extremer Saugzug erzeugt. Die Drücke wirken auf extrem große Flächen,
so daß Gesamtdrücke entstehen, die eine ausreichend feste Verbindung des
Tunnelausbaus mit dem Gebirge erfordert. Die Drücke sind von der Fahrgeschwindigkeit
der Züge abhängig. Hochgeschwindigkeitszüge erhöhen die Drücke
noch einmal um ein Vielfaches gegenüber normalen Eisenbahnen.
Ähnliches gilt für Kraftfahrzeugtunnel.
Bei solcher Belastung haben sich Rondellen aus Stahl als Befestiger
durchgesetzt, die mit Ankern im Gebirge gehalten werden. Die Rondellen haben einen
Durchmesser von etwa 150 mm und eine Dicke von 3 bis 4 Millimetern. Solche Rondellen
besitzen ein große Festigkeit.
Die bekannten Anker haben Durchmesser von 12 oder 14 oder 16 oder
20 mm. Sie bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und sind
gebirgsseitig profiliert, um im Gebirge eine hohe Auszugfestigkeit zu entfalten.
Für die Anker werden entsprechende Bohrungen in das Gebirge eingebracht. Anschließend
werden die Anker mit einem Montagezement oder anderen geeigneten Montagemitteln
in den Bohrungen festgesetzt.
Solche Anker können im Unterschied zu der bekannten Nagelkonstruktion
richtig große Kräfte aufnehmen. Die Lasten werden in das Gebirge geleitet.
Mit den Ankern ist es deshalb möglich, einen Tunnelausbau aufzubauen, der den
Belastungen durchfahrender Züge und durchfahrender Kraftfahrzeuge standhält.
An dem freien Ende sind die Anker in der Regel mit einem Gewinde versehen,
vorzugsweise entsprechend dem Durchmesser mit metrischen Gewinde M12 oder M14 oder
M16 oder M20. An dem gewindeseitigen Ende werden die Stahlrondellen zwischen zwei
Schrauben gehalten. Die Schrauben erlauben eine Einstellung der Rondellen auf dem
Anker.
Die Anker sind üblicherweise so lang, daß sie über
die Stahlrondellen hinaus in den Tunnel ragen. Das dient zur Befestigung eines Drahtgitters
als Rückhaltung beim Anspritzen des Betons und zur Versteifung des Tunnelausbaus
durch Verbindung mit dem Gebirge.
Beim Anspritzen von Beton gegen eine Folie besteht die Gefahr, daß
die Folie den Beton abwirft bzw. der Beton nicht an der Folie haftet. Dann ist es
zweckmäßig, im Abstand vor der Folie ein Drahtgitter oder dergleichen
vorzusehen, das ein Herabfallen des Betons verhindert.
Nach einem älteren Vorschlag ist die Folie an der Oberfläche
besonders gestaltet, so daß der Beton dort besser haftet. Nach dem älteren
Vorschlag ist die Oberfläche mit Kunststoff-Fäden bestreut, die dort haften
und eine unregelmäßige Struktur bilden. Die Haftung der Kunststoff-Fäden
an der Folie entsteht infolge einer Erwärmung der Berührungsflächen.
Zumindest die Fäden sind an der Oberfläche plastifiziert. Wahlweise ist
auch die Folienoberfläche erwärmt. Die aufgestreuten Fäden haften
so stark an der Folienoberfläche, daß sich auch eine dicke Spritzbetonschicht
an der Folie aufbauen läßt. Der Aufbau der Spritzbetonschicht erfolgt
dabei vorzugsweise in horizontalen, übereinander liegenden Schichten. Die horizontalen
Schichten entstehen durch eine hin- und hergehende Bewegung der Spritzdüse.
Das Drahtgitter dient auch zur Armierung der Spritzbetonschicht.
Auf dem Anker kann auch ein Abstandshalter für das Drahtgitter
montiert werden. Bekannte Abstandshalter sind sternförmig mit Stangen versehen,
um das Drahtgitter möglichst großflächig zu stützen.
Bei der bekannten Bauweise durchstoßen die Anker die Folie. Die
Folie wird dann zwischen den Stahl-Rondellen eingespannt.
Von den beiden Rondellen befindet sich eine Rondelle außenseitig
an der Folienabdichtung und die andere Rondelle innenseitig an der Folienabdichtung.
In der Praxis zeigt sich, daß das Gebirgswasser an den Ankern
entlangläuft Dadurch stehen Anker und Rondellen unter entsprechender Wasserbelastung.
Die Erfindung hat erkannt, daß das Wasser durch das Schraubengewinde von Rondellen
und Anker dringt. Das Wasser läuft dann auch durch die in der Folie entstandene
Öffnung. Es kommt zu Leckagen. Selbst eine tropfenweise Leckage führt
in entsprechender Zeit zu erheblichen Wassermengen. Das Wasser kann an der Tunnelinnenseite
austreten. Im Winter friert das eindringende Wasser. Es bilden sich Eiszapfen, die
spätestens bei eintretendem Tauwetter herunterfallen und eine schlimme Unfallgefahr
bilden. Außerdem kann das Eis erhebliche Zerstörung am Tunnelausbau verursachen.
Um das Eindringen von Wasser am Gewinde der Rondelle zu verhindern,
ist es bekannt, in die Durchtrittsöffnung der Rondelle einen Gummiring einzusetzen.
Der Gummiring hat allerdings nur eine sehr beschränkte Wirkung, weil er nicht
ausreichend in die Gewindegänge des Ankers greifen kann. Es ist zwar bekannt,
den Gummiring gewindeseitig mit Noppen zu versehen, die besser zwischen die Gewindegänge
greifen sollen als ein glatter Ring. Das bewirkt allerdings immer noch keine ausreichende
Dichtung.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine bessere Abdichtung
zu bewirken. Nach der Erfindung wird die bessere Abdichtung mit den Merkmalen der
Patentansprüche erreicht.
Insbesondere ist vorgesehen, daß die wasserführenden Gewinde
der Anker vor der Folienabdichtung enden. Dabei können auch anders geformte
Befestiger als Rondellen zur Anwendung kommen. Deshalb wird im Folgenden von Befestigern
im Allgmeinen und von Rondellen im Besonderen gesprochen.
Anders als bei den bekannten Rondellen ist bei den erfindungsgemäßen
Befestigern vorzugsweise keine Durchdringung des außenseitigen Befestigers
vorgesehen. Das soll ein Eindringen des Ankers in den Befestiger nicht ausschließen.
Entscheidend ist, daß der Befestiger ohne Durchtrittsöffnung ist.
Die Verbindung des außenseitigen Befestigers mit dem Anker wird
ohne Durchtrittsöffnung möglich. Wahlweise erfolgt das mit einem Stutzen.
Der Stutzen oder eine stutzenartige Verdickung ist wahlweise an dem außenseitigen
Befestiger angeformt. Vorzugsweise wird der Stutzen außenseitig an dem Befestiger
angeschweißt oder in sonstiger Weise befestigt ist.
Zum Anker hin besitzt der Stutzen vorzugsweise ein als Gewindeloch
ausgebildetes Sackloch.
Der mit dem Stutzen einteilige Befestiger kann zum Beispiel als Formteil
gegossen werden.
Vorzugsweise ist der Befestiger aber mehrteilig.
In der mehrteiligen Form kommen verschiedene Ausführungen in
Betracht. Zum Beispiel kann der Stutzen ein mit Innengewinde versehenes Sackloch
aufweisen und in der gewünschten Länge an dem Befestiger verschweißt
sein. Das Gewindeloch besitzt ein dem Ankergewinde angepasstes Gewinde. Die Verschweißung
kann innenseitig an dem Befestiger erfolgen. Dann ragt der Stutzen in der mehrteiligen
Ausführung durch eine entsprechende Öffnung des Befestigers, so daß
innenseitig an dem durchragenden Stutzenende eine umlaufende Schweißnaht gelegt
werden kann.
Vorzugweise ist der Stutzen bei mehrteiliger Ausführung außenseitig
an dem Befestiger verschweißt.
Wahlweise findet in der einteiligen oder mehrteiligen Ausführung
auch ein Stutzen mit einem durchgehenden Gewindeloch Anwendung. Mit dem durchgehenden
Gewindeloch ähnelt die Erfindung zunächst dem herkömmlichen Befestiger.
Gleichwohl ergibt sich ein wesentlich Unterschied, indem das Gewindeloch am einen
oder anderen Ende oder dazwischen verschlossen wird. Außerdem ergeben sich
geringere Ankerlängen bei sonst gleicher Eindringtiefe der Anker in den Felsen.
Der Verschluß am innenseitigen Ende kann mit einem Schraubbolzen
bewirkt werden. Der Schraubbolzen besitzt dazu einen Kragen und einen vorragenden
Gewindezapfen. Mit dem vorragenden Gewindezapfen kann der Schraubbolzen in das durchgehende
Gewindeloch dringen. Mit dem Kragen kann der Schraubbolzen auf dem Stutzen aufsitzen
und das Gewindeloch dicht verschließen.
Der Verschluß zwischen beiden Enden bildet ein Äquivalent
zu der einteiligen Ausführung mit den Sacklöchern an beiden Enden. Es
entsteht dadurch nämlich ein mehrteiliger Stutzen mit gleichen Sacklöchern
wie in der einteiligen Ausführung.
Der Verschluß zwischen beiden Enden kann in der mehrteiligen
Ausführung durch einen Stopfen erreicht werden.
Es ist möglich, einen Stopfen in ein durchgehendes Gewindeloch
zu schrauben. Vorzugsweise besteht der Stopfen aus Kunststoff oder Gummi mit hoher
Dauerstandsfestigkeit. Gegenüber der eingangs erläuterten herkömmlichen
Abdichtung mittels eines Gummiringes wird gleichwohl eine Verbesserung erreicht,
indem der Stopfen durch axiale Pressung in die Gewindegänge gedrückt wird.
Die axiale Pressung kann mittels der Verschraubung des Stutzens mit dem korrespondierenden
Ankerende und mittels der Verschraubung des am gegenüber liegenden Stutzenende
vorgesehenen Dornes erreicht werden. In der Praxis wird der Stutzen zunächst
auf das Ankerende geschraubt werden. Dabei kann der Stutzen bis zu einer bestimmten
Stelle geschraubt werden. Zweckmäßig ist, den Stutzen in der Schraubstellung
zu sichern. Das läßt sich leicht und in herkömmlicher Weise mit einer
Kontermutter auf dem Gewinde des Ankers erreichen. Es kommen auch andere Mittel
zur Sicherung der gewählten Stutzenstellung erreichen.
Nach Erreichen der gewünschten Stutzenstellung und der gegebenenfalls
gewünschten Sicherung der Schraubstellung des Stutzens wird der Stopfen in
das Gewindeloch geschraubt. Dazu ist der Stopfen außenseitig mit einem Gewinde
versehen. Das Gewinde kann bei der Herstellung des Stopfens als Kunststoffspritzteil
am Mantel angeformt werden. Zugleich kann ein Schlitz für einen einfachen Schraubenzieher
oder ein Kreuzschlitz für einen Kreuzschlitzschraubenzieher oder eine andere
Ausnehmung für andere Schraubenzieher in eine Stirnfläche des Stopfens
geformt werden. Danach kann der Stopfen leicht in den Stutzen geschraubt und anschließend
mit dem Dorn so fest verspannt werden, daß der Stopfen die Gewindegegänge
verschließt.
Wahlweise wird auch ein Stopfen ohne Außengewinde eingesetzt.
Solch ein Stopfen läßt sich bei entsprechendem Durchmesser leicht in das
Gewindeloch des Stutzens schieben. Bei anschließender Pressung passt sich der
Stopfen dem Gewinde an. Es drückt sich in die Gewindegänge ein.
In weiterer Ausbildung des Stopfenkonzeptes sind nach der Erfindung
unterschiedliche Stopfen bzw. Stopfen mit unterschiedlichen Längen vorgesehen.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Anker je nach Position und Tiefe
des Bohrloches bei gleicher Verschraubung mit dem Stutzen zu unterschiedlichen
Abständen von der Tunnelmitte. Zu einem geringen Teil lassen sich die unterschiedlichen
Abstände mit dem Spritzbetonausbau ausgleichen. Soweit das zu einer Verringerung
der Ausbaudicke führt, ist das durch die Beeinträchtigung der Statik begrenzt.
Soweit das zu einer Verdickung des Ausbaus führt, stehen dem wirtschaftliche
Grenzen entgegen.
Die Erfindung hat einen Weg gefunden, diese Nachteile auf wirtschaftlichem
Wege zu vermeiden und auch größere Unterschiede zu kompensieren. Dabei
wird die Möglichkeit genutzt, dem Stutzen unterschiedliche Schraubstellungen
auf dem Ankerende zu geben. Diese Möglichkeit ist umso größer, je
länger der Stutzen ist.
Nach der Erfindung ist die Stutzenlänge mindestens 100 mm, wahlweise
auch 150 mm oder mehr.
Zugleich kann der gleiche Dorn wie in obigen Beispielen verwendet
werden, wenn der Stopfen eine entsprechend größere Länge aufweist.
Das läßt sich durch Vorhaltung unterschiedlicher Stopfenlängen erreichen.
Vorzugsweise eine Basislänge vorgesehen, die durch Vervielfachung der Stopfenzahl
auf eine größere Gesamtlänge gebracht wird.
Wahlweise sind neben den Stopfen mit Basislänge noch eine oder
mehrer Stopfen mit kleinerer Länge vorgesehen. Das erlaubt eine genauere Anpassung
der Stutzen an die ideale Stutzenstellung.
Es können auch Gewindestücke vorgesehen sein, die neben
den Kunststoffstopfen oder Gummistopfen in dem Gewindeloch/Bohrung des Stutzens
Einsatz finden und helfen, die richtige Stutzenstellung zu finden. Es können
auch unterschiedliche Dorne vorgesehen sein, mit denen eine Anpassung an die unterschiedliche
Schraubstellung des Stutzens erreicht werden kann. Dazu haben die verschiedenen
Dorne unterschiedlich lange Gewindestücke, mit denen sie in dem Stutzen verschraubt
werden können.
Wahlweise können auch innenseitig am Befestiger Gewindestangen
bzw. Dorne vorgesehen sein, deren Länge größere Abstände der
Ankerende von der Tunnelmitte kompensiert.
Wahlweise kommen auch Stutzen zum Einsatz, die teilweise mit einer
glatten Innenbohrung ohne Gewinde und/oder mit ringförmigen Nuten oder Rillen
versehen sind.
Dieser Vorschlag knüpft an die Erfahrungen mit den eingangs erläuterten
Abdichtungsringen, die nicht in der Lage sind, die Verzahnung eines Gewindes vollständig
zu verschließen. Nach der Erfindung sind deshalb in dem Bereich der Stopfen
entweder glatte Flächen oder Flächen mit ringförmig verlaufenden
Nuten oder Rillen vorgesehen. Die ringförmigen Nuten und Rillen können
durchaus scharfkantig sein und wie die Gänge des Schraubengewindes ein vollständiges
Ausfüllen durch die Stopfen verhindern. Bei ringförmigem Verlauf und bei
der erfindungsgemäßen Pressung der Stopfen ist das aber unschädlich,
weil die Kanten der ringförmigen Nuten und Rillen sich besonders in den Stopfen
pressen und eine starke Abdichtung bewirken. Diese Abdichtung ist auch auf die Labyrinthwirkung
der Nuten und Rillen zurückzuführen.
Der Verschluß am außenseitigen Ende kann mit einem Adapter
erfolgen. Aufgabe des Adapters ist eine Anpassung an die Erfindung. In dem Rahmen
soll der Adapter das Gewindeloch verschließen und seinerseits ein Gewindeloch
bilden, mit dem der Befestiger auf das Ende des Ankers aufgeschraubt werden kann.
In dem Sinne hat der Adapter stutzenseitig einen Gewindezapfen und eine Verdickung.
Mit dem Gewindezapfen kann der Adapter in dem Gewindeloch des Stutzens verschraubt
werden. Mit der Verdickung kann der Adapter auf dem Stutzen aufsitzen und das Gewindeloch
dicht verschließen.
In der Verdickung befindet sich ein als Sackloch ausgebildetes Gewindeloch,
dessen Gewinde dem Ankergewinde angepasst ist. Mit dem Adapter können die oben
erläuterten Mängel der bekannten Befestiger beseitigt werden. Das heißt,
durch Einschrauben eines Adapters kann ein herkömmlicher Befestiger in einen
erfindungsgemäßen Befestiger verwandelt werden.
Das Gewindeloch im Stutzen des herkömmlichen Befestigers ist
entweder lang genug oder zu kurz, um zusätzlich von innen einen Dorn für
die Befestigung des Drahtnetzes und für die Verbindung des Spritzbetons mit
dem umgebenden Felsen aufzunehmen. Ist das Gewindeloch zu kurz, so kann der Adapter
einen verlängerten Zapfen aufweisen, der innenseitig vorragt bzw. in den Tunnel
ragt und dort einen Dorn bildet.
Der Stutzen bzw. Adapter hat wahlweise ganz oder teilweise eine zylindrische
oder ganz oder teilweise eine kantige Form, z.B. die Form eines Sechskants. Solche
Stutzen lassen sich von einer Stange mit kreisförmigem Querschnitt oder von
einer Stange mit Sechskant-Querschnitt ablängen. Entsprechendes gilt für
Rohlinge zur Herstellung eines Adapters.
Der Befestiger kann zunächst mit der Hand verspannt werden, soweit
das möglich ist. Für die abschließende Verspannung ist ein Werkzeug
von Vorteil. Bei Verwendung einer Spannzange ist nicht erforderlich, daß der
Stutzen oder Adapter auf das Verspannen besonders vorbereitet ist.
Mit der Spannzange läßt sich durch entsprechende Spannung so viel Reibung
erzeugen, daß ein ausreichendes Drehmoment auf den Befestiger oder auf den
Adapter übertragen werden kann, um eine ausreichende Verspannung des Befestigers
auf dem Anker zu bewirken.
Soweit ein Stutzen oder ein Adapter einen kantigen Querschnitt aufweist,
kann zur Verspannung ein Maulschlüssel verwendet werden. Maulschlüssel
lassen sich leichter und schneller ansetzen und abnehmen als eine Spannzange.
Wahlweise ist ein zylindrischer Stutzen an dem Befestiger vorgesehen
und ist der zylindrische Stutzen mit zwei Schlüssel-Flächen für einen
Schraubenschlüssel (Maulschlüssel) versehen. Die Schlüsselflächen
können angefräst oder angeschliffen oder angepresst werden. Das Anpressen
kann gegenüber der Verwendung von Sechskantprofil wirtschaftliche Vorteile
haben.
Mit dem Stutzen bzw. Adapter wird der Befestiger auf den Anker aufgeschraubt.
Der Stutzen kann kurz sein oder länger. Je länger der Stutzen bzw. der
Adapter ist, desto größer ist der Verstellbereich oder Einstellbereich
des Befestigers.
In der gewünschten Montagestellung kann der Befestiger durch
eine Kontermutter auf der Gewindestange gesichert werden.
Die Einstellung des Befestigers ist wichtig,
wenn der Gebirgsausbruch mit erheblichen Toleranzen erstellt worden ist und
wenn die Felsbohrungen für die Anker kein Verstellen des Ankers in der Bohrung
erlauben oder
wenn die Anker in den Felsbohrungen ohne Rücksicht auf die Lage der mit den
Befestigern korrespondierenden Enden montiert worden sind.
Die aus dem Gebirge herausragenden Anker-Enden sind dadurch mehr oder
weniger von der idealen Ausbruchslinie für einen Tunnel entfernt. Durch Einstellung
kann der Befestiger der idealen Ausbruchslinie angepasst werden.
Besonders großer Einstellungsbedarf ergibt sich im klüftigen
Gebirge. Dort ergeben sich zum Teil sehr große Abstände der Ankerenden
zur idealen Ausbruchslinie. Wahlweise wird dem mit längeren Ankern Rechnung
getragen. Vorzugsweise sind gleiche Anker und Verlängerungsstangen zwischen
den Ankern und den Befestigern vorgesehen. Die Verlängerungsstangen sind insbesondere
Gewindestangen. Die Verbindung der Verlängerungsstangen zu den Ankern erfolgt
dann durch Gewindehülsen. Wahlweise sind die Gewindehülsen separate Teile
oder mit der Gewindestange verbunden.
Die Verwendung separater Gewindestangen reduziert den Materialaufwand.
Die Verlängerungsstangen können nämlich von langen Gewindestangen
auf das jeweils zweckmäßige Maß abgelängt werden.
Das Ablängen ist einfach. Es erfolgt entweder durch Sägen
oder durch Trennschleifen. Besonders vorteilhafte Trennschleifer sind Winkelschleifer,
die mit einer geeigneten Schleifscheibe bestückt sind. Die bekanntesten Winkelschleifer
sind die sogenannten Flex-Geräte. Deshalb wird dieses Arbeiten als Flexen bezeichnet.
Die Verwendung von Gewindestangen, die werksseitig bereits mit einer
Gewindehülse vorbereitet worden sind, erleichtert das Arbeiten an der Baustelle.
Durch die werksseitige Vorbereitung wird ein Teil der Arbeiten in das Werk verlagert.
Dort sind Schweißvorgänge sehr viel besser darstellbar als an der Baustelle.
Das gilt sowohl für die Qualität wie auch für die Bearbeitungsdauer.
Eine getrennte Gewindehülse kann auch mit unterschiedlichen Gewinden
versehen werden, nämlich mit einem Linksgewinde an dem einen Ende und einem
Rechtsgewinde an dem anderen Ende. Die korrespondierenden Enden der Gewindestange
und des Ankers sind dann angepasst. Der Vorteil solcher Gewindehülsen ist,
daß sie durch Drehen in der gleichen Richtung gleichzeitig die Verschraubung
mit beiden korrespondierenden Enden bewirken kann bzw. durch Drehen in der entgegengesetzten
Richtung ein gleichzeitiges Lösen von den beiden korrespondierenden Enden bewirken
kann.
In den Verschraubungen zwischen Anker und Befestiger bzw. Anker und
Hülse bzw. Hülse und Verlängerungsstange bzw. Verlängerungsstange
und Befestiger ist ein Mindestmaß in der Überlappung der verschraubten
Teile zu berücksichtigen. Das Überlappungsmaß ist materialabhängig
und belastungsabhängig. Das Mindestmaß läßt sich mit wenigen
Ausreißversuchen feststellen.
Im übrigen ist die Bestimmung des Mindestmaßes und die Annäherung
an das Mindestmaß nicht zwingend. Vielmehr bietet es sich aus Sicherheitsgründen
und wirtschaftlichen Gründen an, ohne Versuche ein Maß zu wählen,
bei dem erkennbare Sicherheit gegeben ist. Dieses Maß kann von Schraubenmuttern
gleichen Schraubengewindes abgeleitet werden. Vorzugsweise findet bei der Ableitung
der Abmessungen ein Sicherheitsfaktor von mindestens 1,5 Anwendung.
Das gleiche gilt für den Durchmesser der Hülse bzw. den
Durchmesser des Stutzens. Auch hier ist das Mindestmaß in Abhängigkeit
vom Material und der Belastung zu bestimmen. Für die Belastung der
Hülse ist wesentlich, ob und mit welchen Werkzeugen für die Verschraubung
an die Hülse gegriffen wird. Auch hier könnte mit einigen Versuchen ein
Minimalmaß bestimmt werden. Andererseits bietet sich insbesondere im Falle
des Angriffs von Werkzeugen die Abmessung einer Schraubenmutter gleichen Gewindes
als Maß für die Hülse an. Vorzugsweise findet auch hier bei der Ableitung
der Abmessungen ein Sicherheitsfaktor von mindestens 1,5 Anwendung.
Mit dem erfindungsgemäßen außenseitigen Befestiger
wird in weiterer Ausbildung der Erfindung ein innenseitiger Befestiger verspannt.
Vorzugsweise besitzt der außenseitige Befestiger dazu innenseitig einen zumindest
teilweise mit Gewinde versehener Dorn.
Für den Dorn gilt ähnliches wie für den oben beschriebenen
Stutzen. Der Dorn kann angeformt sein und mit dem außenseitigen Befestiger
ein einteiliges Werkstück bilden.
Der Dorn kann aber auch an dem Befestiger angeschweißt oder angeschraubt
werden.
Wahlweise kann der Dorn auch an dem oben beschriebenen Stutzen angeformt
sein und mit dem Stutzen ein einstückiges Werkstück bilden.
Der Dorn kann aber auch an dem Stutzen angeschweißt oder angeschraubt
werden.
Wie oben erläutert, kann der Stutzen bei entsprechenden Abmessungen
mit dem außenseitigen Befestiger so verschraubt werden, daß der Stutzen
mit einer Fläche dichtend an einer korrespondierenden Fläche anliegt.
Die Mehrteiligkeit ist von Vorteil, wenn für den Stutzen und
die Hülse gleiches Einsatzmaterial verwendet werden kann. Das gleiche gilt
für den Dorn und die Verlängerungsstange. Wahlweise wird die Stange vorbereitet
an die Baustelle geliefert. Wahlweise wird die Stange erst an der Baustelle montiert.
Der innenseitige Befestiger ist zur Montage mit einer entsprechenden
Öffnung versehen, so daß er sich auf den Dorn schieben und dort mit einer
geeigneten Schraube verspannt werden kann.
Vor der Montage des innenseitigen Befestigers wird die Folie auf den
Dorn geschoben. Dabei durchdringt der Dorn die Folie. Es wird die Folie allein oder
zusammen mit einer Dichtung zwischen beiden Befestigern eingespannt.
Die beiden Befestiger können kreisförmig ausgebildet sein
wie herkömmliche Rondellen bzw. Befestiger. Es können sogar die bekannten
Stahlrondellen verwendet werden, indem die Öffnung der bekannten Rondellen
durch den beschriebenen Stutzen, Dorn bzw. Stange verschlossen wird.
Die Befestiger können auch anders geformt werden, zum Beispiel
viereckig mit Abrundungen an den Ecken.
Die Befestiger können eben oder gewölbt ausgebildet sein.
Durch Anpassung der Wölbung des Befestigers an die jeweilige Tunnelwölbung
wird die Faltenbildung in der Folie reduziert.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist eine Einspannung der Folie
am Rand der Befestiger vorgesehen. Das hat den Vorteil einer möglichst großen
Verteilung angreifender Kräfte auf die Folie.
Nach der Erfindung sind die Befestiger zur Randeinspannung so ausgelegt,
daß sie ohne Folie einander am Rand berühren und die übrigen Befestigerflächen
Abstand voneinander haben.
Für die Abdichtung gilt der Grundsatz, daß eine linienförmige
Abdichtung die beste Abdichtung ist. Die hier relevanten Folien können dem
dann entstehenden Druck nur schlecht Stand halten. Das gilt vor allem im Zusammenwirken
mit anderen Belastungen der Folien. Deshalb ist nach der Erfindung eine Druckverteilung
vorgesehen. Das geschieht durch Anwendung eines ausreichend breiten, umlaufenden
Dichtstreifens am Befestigerrand. Es ist vorzugsweise mindestens eine Breite von
5 mm, noch weiter bevorzugt mindestens eine Breite von 10 mm und höchst bevorzugt
eine Breite von mindestens 20 mm vorgesehen.
Wahlweise wird der umlaufende Dichtstreifen dadurch erzeugt, daß
der eine Befestiger eine topfartige Vertiefung besitzt, in die der andere Befestiger
deckelartig drückt.
Günstig ist auch die Anwendung einer Labyrinthdichtung. Dazu
können in dem Abstand vom äußeren Dichtstreifen weitere Dichtstreifen
zwischen den Befestigern vorgesehen sein. Bei Rondellenform sind das konzentrisch
angeordnete ringförmige Dichtflächen.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung zusätzlicher Dichtungen.
Vorzugweise ist mindestens eine Dichtung zwischen dem außenseitigen Befestiger
und der Folie vorgesehen. Wahlweise kann auch zwischen dem innenseitigen Befestiger
und der Folie eine Dichtung vorgesehen sein. Die Dichtungen sind zumindest mittig
mit einer Öffnung versehen, um die Dichtungen über den beschriebenen Dorn
schieben zu können. Die Dichtungen gleichen Unregelmäßigkeiten an
den Oberflächen der Befestiger und an den Oberflächen der Folie aus. Das
ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Folie innenseitig eine raue spritzbetonfreundlichen
Oberfläche besitzt. Insbesondere Folien mit unregelmäßig bestreuter
Oberfläche lassen sich nur schwierig so mit dem Befestiger mit Druck beaufschlagen,
daß ein gleichmäßiger Dichtdruck entsteht. Mit zwischenliegender,
nachgiebiger Dichtung wird der Dichtdruck vergleichmäßigt.
Die Dichtungen können aus geschäumtem oder ungeschäumtem
Kunststoff bestehen. Geschäumte Dichtungen werden vorzugsweise bei der Anpressung
der Befestiger weitgehend zusammengepresst, so daß sich das Raumgewicht der
geschäumten Dichtung dem Raumgewicht einer ungeschäumten Dichtung nähert.
In dem Zustand ist die Gefahr von Kaltfluß für die Dichtung am geringsten.
Im übrigen stehen diverse Kunststoffe für die Dichtung zur Verfügung,
die nur minimalen oder gar keinen Kaltfluß zeigen. Zu den Kunststoffen, die
auch mehrere Jahrzehnte lang eine ausreichende Dichtfunktion entfalten, gehört
zum Beispiel Neopren.
Günstig ist, wenn eine oder beide Dichtungen sowohl mit dem zugehörigen
Befester als auch mit der Folie verschweißt oder verklebt sind. Folienseitig
ist eine Verklebung von Vorteil, die ohne Wärmebelastung der Folie erfolgt.
Jeder Befestiger kann mit der Dichtung werksseitig vorbereitet werden.
Dabei kann die Verschweißung dadurch erfolgen, daß die Dichtung befestigerseitig
an der Oberfläche plastifiziert und auf die Befestigerfläche gedrückt
wird.
Wahlweise kann auch allein oder als Grundierung eine Kunststoff-Fläche
auf der Befestigerfläche aus aufgeschmolzenen Kunststoffpartikeln erzeugt werden.
Dies geschieht durch Aufstreuen und Verschmelzen der Kunststoffpartikel. Die so
erzeugte Kunststoff-Fläche hat sehr hohe Abzugswerte, das heißt, einen
sehr hohen Abzugwiderstand.
Die Verschweißung ist auch zwischen der Folie und der Dichtung
möglich. Die notwendige Wärme kann auf vielfältigem Wege aufgebracht
werden. Günstig ist eine Erwärmung mit Heißluft.
Nach dem Anschmelzen der Schweißflächen ist ein Andrücken
vorgesehen.
Wahlweise wird auch zunächst ein Kleber auf die Befestigerfläche
aufgetragen, um dann darauf die Dichtung zu drücken.
Die Berührungsfläche der Dichtung mit der Folie kann gleichfalls
mit einem Kleber versehen und mit einem Trennmittel, zum Beispiel mit einem Ölpapier
oder einer Siliconbeschichteten Folie, abgedeckt werden. Vor dem Verlegen der Folie
wird das Trennmittel von der Dichtung abgezogen. Anschließend wird die Folie
auf die Dichtung gedrückt bzw. wird der innenseitige Befestiger auf die Folie
gedrückt.
Der Kleber kann zum Beispiel aufgedüst oder aufgewalzt oder aufgestrichen
werden.
Wahlweise wird eine Dichtung verwendet, die beidseitig selbstklebend
ausgebildet und vor der Montage mit einem oben beschriebenen Trennmittel abgedeckt
ist. Mit einer solchen Dichtung ergibt sich eine einfache Montage. Nach der Montage
des außenseitigen Befestigers wird das Trennmittel von einer ersten Dichtung
abgezogen und die Dichtung auf die folienseitige Fläche des Befestigers gedrückt.
Vorzugsweise werden alle außenseitigen Befestiger im Bereich
einer Folienbahn so vorbereitet. Die einzelnen Folienbahnen werden herkömmlich
am Umfang der Tunnel verlegt. Die Anzahl der Anker und Befestiger hängt von
deren Abstand ab. Es ist von Vorteil, sämtliche außenseitigen Befestiger
in der beschriebenen Form vorzubereiten.
Anschließend wird die vorbereitete Folienbahn verlegt. Dabei
wird zum Beispiel an einer Tunnelseite an der Sohle begonnen. Die Folie wird an
der Tunnelseite hoch geführt. Sobald die Folie den oben beschriebenen Dorn
an des außenseitigen Befestigers berührt, zeichnet sich der Dorn an der
Folie ab bzw. kann der Dorn an der Folie gespürt werden. Das kann genutzt werden,
um genau an den Stellen Öffnungen in die Folie zu schneiden. Dies kann von
Hand oder mechanisiert erfolgen. Sobald sich eine Öffnung in der Folie befindet,
kann die Folie über den Dorn geschoben werden.
Vorzugsweise ist an dem bereffenden Dorn sofort eine Befestigung der
Folie vorgesehen. Dabei wird wahlweise eine Dichtung auf die Folie aufgebracht und
anschließend der innenseitige Befestiger auf den Dorn geschoben. Die Dichtung
ist selbstklebend ausgelegt und wie die zuvor beschriebene Dichtung an den Klebeflächen
durch ein Trennmittel geschützt. Das Trennmittel wird vor dem Aufschieben der
Dichtung entfernt, so daß mit dem Andrücken der Dichtung an der Folie
eine Klebeverbindung mit der Folie entsteht. Danach wird auch das Trennmittel von
der zweiten Seite der Dichtung abgezogen und der innenseitige Befestiger auf den
Dorn geschoben und gegen die Dichtung gedrückt, so daß auch eine Klebeverbindung
der Folie mit dem innenseitigen Befestiger entsteht.
Anschließend erfolgt die Verspannung der beiden Befestiger. Dies
geschieht durch Verschraubung. Vorzugsweise erfolgt die Verschraubung mit einer
Schraubenmutter auf dem Dorn, der ein entsprechendes Gewinde besitzt.
Mit fortschreitender Verlegung der Folie wird die Folie auch auf die
anderen Dorne geschoben, verklebt und werden die Befestiger verspannt.
Vorteilhafterweise entsteht durch die Verklebung und Verspannung eine extrem günstige
Einspannung der Folie.
Nach der Erfindung werden Dichtung und Folie bei der Verspannung der
Befestiger mechanisch nicht überbelastet und wird zugleich eine optimal belastbare
Ankerkonstruktion geschaffen. Das geschieht insbesondere durch Abstandshalter zwischen
den Befestigern. Vorzugsweise finden Ringe als Abstandshalter Anwendung. Die Ringe
lassen sich bei entsprechendem Innendurchmesser ohne weiteres auf den oben beschriebenen
Dorn schieben. Bei ausreichend großer Ausnehmung in der Folie und in den Abdichtungen
kommen die Ringe in unmittelbare Berührung mit beiden Befestigern. Das Maß
der Ringe ist so gewählt, daß die Dichtungen durch das Verspannen der
Befestiger einen Abstand zwischen sich frei lassen, der erforderlich ist, um Beschädigungen
an den Dichtungen und der Folie zu verhindern.
Zugleich wird durch die erfindungsgemäße Verklebung oder
Verschweißung eine optimale Verbindung mit der Folie erreicht.
Ähnliche Verhältnisse ergeben sich auch, wenn alternativ
der Befestiger ohne weitere Dichtung auf den Dorn geschoben und gegen die Folie
gedrückt wird.
Die Länge des Dorns ist von dem Umfang des Spritzbetonausbaus
abhängig. Der Aufbau kann ausschließlich aus Beton bestehen. Der Aufbau
kann auch eine Isolierschicht beinhalten. Die Isolierschicht wird dann vorzugsweise
gebirgsseitig hinter dem Beton angeordnet.
Der Dorn muß dann durch die Isolierschicht hindurch ragen, um
am vorderen Ende das oben beschriebene Drahtgitter und den Abstandshalter zu tragen.
Die oben beschriebenen Ringe können als separate Ring eingesetzt
werden. Die Ringe können auch mit dem Dorn bzw. mit dem beschriebenen Stutzen
einstückig sein. Die einstückige Ausbildung hat besondere Vorteile.
Vorteilhafterweise kann der Ring dadurch dargestellt werden, daß
der Stutzen durch eine Öffnung des außenseitigen Befestigers hindurchgeführt
wird, bis er folienseitig ausreichend weit gegenüber dem Befestiger vorragt
und dadurch den gewünschten Abstand des innenseitigen Befestigers sichert.
In der Lage kann der Stutzen in dem Befestiger verschweißt werden. Durch die
Schweißung wird die Öffnung in dem Befestiger geschlossen.
In den Stutzen wird ein Gewindestangenstück als Dorn eingeschraubt.
Wahlweise wird der Dorn dabei durch eine Schweißnaht gesichert. Die Schweißnaht
verhindert ein Lösen des Dornes und verschließt zugleich den Gewindegang.
Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt auch die Verwendung
von wasserundurchlässigen Schäumen als Dichtungen. Solche Schäume
sind in der Regel geschlossenzellig. Außerdem muß die Festigkeit der Schäume
den auftretenden Belastungen angepasst werden. Die Festigkeit der Schäume wird
durch Erhöhung des Raumgewichtes der Schäume angepasst. Das Raumgewicht
der Schäume wird durch durch Veränderung der Treibmittelmenge in dem aufzuschäumenden
Kunststoff auf das gewünschte Maß eingestellt. Der Kunststoff wird vorzugsweise
in einen Extruder aufgegeben, dort plastifiziert und mit einem Treibmittel vermischt.
Beim Austritt aus dem Extruder schäumt der Kunststoff entsprechend dem jeweiligen
Treibmittelgehalt auf. Von allen infrage kommenden Kunststoffen sind Schäume
mit unterschiedlichem Raumgewicht verfügbar. Mit wenigen Versuchen kann das
richtige Raumgewicht festgestellt werden. Dabei können sich die Versuche auf
die Auswechselung verschiedener Schäume beschränken. Eine Extrusion ist
regelmäßig nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäßen Befestiger bestehen vorzugsweise aus
Stahl. Stahl läßt sich sehr gut verarbeiten, auch schweißen. Die
Verarbeitungsfähigkeit ist besonders vorteilhaft bei sogenanntem Automatenstahl.
Mit Automaten sind automatisierte Drehmaschinen und automatisierte Fräsmaschinen
bezeichnet. Mit diesen Maschinen lassen sich die nach der Erfindung vorgesehenen
besonderen Teile sehr kostengünstig herstellen.
Wegen der vom Gebirgswasser ausgehenden Korrosionsgefahr sind derartige
Stahlteile vorzugsweise allseitig mit einem Korrosionsschutz versehen. Bekannt ist
ein Korrosionsschutz mit Epoxidharz oder mit Zink. Der Zink wird galvanisch aufgetragen
oder durch Tauchen der Werkstücke in einem heißen Zinkbad aufgetragen.
Das Tauchen im heißen Zinkbad stellt aber das Problem zugesetzter Gewinde.
Die Beschichtung mit Expoxidharz kann sehr genau dosiert werden und
stört die Verschraubung nicht, wenn die Schicht, eine bestimmte Dicke nicht
überschreitet.
Wahlweise findet auch rostfreier Stahl Anwendung.
Es können aber auch ungeschäumte Kunststoff Anwendung finden.
Besonders geeignet sind dabei Polyamide und Polyester, vorzugsweise verstärkt
durch eine Faserarmierung und/oder durch eine Gewebearmierung.
Die Befestiger können unterschiedliche Abmessungen aufweisen.
Es sind Befestiger mit Abmessungen von 10 mm bis 2000 mm denkbar. Vorzugsweise kommen
Abmessungen von 80 bis 200 mm vor, noch weiter bevorzugt 130 bis 170 mm.
Günstig ist auch, wenn die Befestiger eine Krümmung besitzen,
die der Tunnelkrümmung angepasst ist.
Soweit die Erfindung im Vorstehenden anhand eines Tunnelausbaus erläutert
worden ist, gilt entsprechendes für die Anwendung der Erfindung auf Stollen
und andere unterirdische Räume.
Wahlweise wird die oben beschriebene Folie gebirgsseitig mit einem
Schutzvlies versehen, um eine Beschädigung der Folie bei der Verlegung oder
eine Beschädigung durch herabfallende Steine zu verhindern.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
1 zeigt einen Gebirgsausbruch 1 im standfesten
Gebirge.
In regelmäßigen Abständen sind Anker in das Gebirge
eingebracht worden. Dazu wurden entsprechende Löcher gebohrt und die Anker
mit Montagezement in den Löchern festgesetzt worden. Von den Ankern sind die
Mittelachsen 2 dargestellt.
Der Gebirgsausbruch 1 dient der Herstellung eines Tunnels.
Zur Drainage des austretenden Wassers und zur Sicherung gegen herabstützende
Steine ist in dem Gebirgsausbruch ein Spritzbetonausbau vorgesehen.
Der Spritzbetonausbau besteht im Groben aus einer Folienschicht
4 und einer Spritzbetonschicht 3. Die Folienschicht
4 ist aus einzelnen Bahnen zusammengesetzt, die überlappend verlegt
werden und an den überlappenden Rändern miteinander verschweißt sind.
Dabei sind zwei nebeneinander liegende Schweißnähte mit Abstand voneinander
vorgesehen. Der Hohlraum zwischen den Schweißnähten wird mit Druckluft
beaufschlagt, um die Dichtigkeit der Schweißnähte zu prüfen.
Einzelheiten des Spritzbetonausbaus sind in der 2
dargestellt.
Dabei ist ein Anker 5 schematisch dargestellt. Der Anker
5 ist an dem aus dem Gebirge herausragenden Ende mit einem Befestiger
14 verbunden. An dem Befestiger 14 liegt die Folienschicht
4 an.
An der Folienschichtseite, die dem Befestiger 14 gegenüberliegt
befindet sich ein Befestiger 15. Die Befestiger 14 und
15 spannen die Folienschicht 4 zwischen sich ein.
Außerdem tragen die Befestiger einen Abstandshalter
13 für ein Drahtgeflecht 12. Das Drahtgeflecht
12 hat zwei Aufgaben. Es dient dem Aufbau der Spritzbetonschicht
3, indem es ein Herabfallen des von der Folienschicht zurückprallenden
Betons verhindert. Zusätzlich bildet das Drahtgeflecht 12 eine Armierung
für die Spritzbetonschicht.
Beim Spritzbetonausbau hat der Ausbau im Verhältnis zur Form
so viel Gewicht, daß der Ausbau vor Erreichen ausreichender Festigkeit ohne
die Anker zusammenbrechen würde. Die Anker leiten das Gewicht des Spritzbetonausbaus
in das Gebirge.
Nach der Verfestigung des Spritzbetonausbaus bilden die Anker einen
festen Verbund des Ausbaus mit dem Gebirge.
3 zeigt weiter Einzelheiten des Ausbaus.
Dabei ist der gebirgsseitige Befestiger, im folgenden als außenseitiger
Befestiger bezeichnet, mit 9 bezeichnet. Der Befestiger 9 hat
im Ausführungsbeispiel eine runde und zugleich gewölbte Form, wie eine
Kalotte.
Außenseitig ist ein Gewinderohr 8 angeschweißt,
gegenüberliegend (innen liegend) ist eine Gewindestange 10 angeschweißt.
Zwischen dem Anker 5 und dem Befestiger 9 ist eine Verlängerungsstange
7 vorgesehen. Die Verlängerungsstange ist notwendig, weil der Anker
in einer Gebirgskluft sitzt und der Abstand zu dem Befestiger 9 überbrückt
werden muß.
Das Gewinderohr 8 bildet an dem Befestiger 9 einen
Stutzen, die Gewindestange 10 einen Dorn.
Die Verlängerungsstange 7 ist in dem Stutzen des Bestigers
9 verschraubt. Die Verlängerungsstange 7 ist an dem gegenüberliegenden
Ende über eine Gewindehülse 6 mit dem Anker 5 verbunden.
Dazu sind entsprechende Gewinde an dem Ankerende und in der Hülse sowie an
der Verlängerungsstange vorgesehen.
Die 4 und 5
zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel für erfindungsgemäße
Befestiger. Der außenseitige Befestiger trägt die Bezeichnung
20, der innenseitige Befestiger die Bezeichnung 21.
Mit dem außenseitigen Befestiger 20 ist ein Stutzen
22 verschweißt. Anders als in 3 ist der
Stutzen 22 nicht einfach auf den geschlossenen Boden des Befestigers aufgesetzt,
sondern durch eine zentrische Öffnung in dem Boden des Befestigers
20 durchgeführt, so daß der Stutzen 22 innenseitig ein
Stück vorragt. Das Maß des Vorragens ist genau abgestimmt auf die Beschaffenheit
zweier Dichtungen 27 und 28, welche die in 4
mit 26 bezeichnete Folienschicht zwischen sich einschließen. Das Maß
bestimmt die mögliche Zusammenpressung der Dichtungen 27 und
28 bei der Einspannung der Folienschicht 26.
Die Dichtungen 27 und 28 und die Folienschicht
26 besitzen ausreichende Öffnungen, um über eine als Dorn vorragende
Gewindestange 23 und den vorragenden Stutzen 22 geschoben zu werden.
Anders als in 3 ist der Stutzen
22 an jedem Ende mit einem Sackloch versehen. Beide Sacklöcher sind
durch eine Materialwand voneinander getrennt. In dem folienseitigen Sackloch sitzt
die Gewindestange 23 als Dorn.
In dem gegenüberliegenden, außenseitigen Sackloch sitzt
in der Einbausituation der Anker.
Die beschriebene Materialwand verhindert eine durch das Gewinde hindurchgehende
Leckage.
Die Dichtungen 27 und 28 bestehen im Ausführungsbeispiel
aus Polyethylenschaum mit einem Raumgewicht von 30 kg pro Kubikmeter, in anderen
Ausführungsbeispielen von 18 bis 40 kg pro Kubikmeter. Aufgabe der Dichtungen
ist es, Ungleichmäßigkeiten in den Oberflächen der Befestiger und
der Folie und Schieflagen zwischen den Befestigern auszugleichen. Die Dicke der
Dichtungen beträgt dabei 5 mm, in anderen Ausführungsbeispielen
3 bis 10 mm. Durch Verspannung der beiden Befestiger erfahren die Dichtungen
eine starke Zusammendrückung, so daß der Raumgewicht der Dichtungen nahe
an das Raumgewicht ungeschäumten Polyethylens kommt.
Die Dicke der Dichtung wird durch Verspannung der beiden Befestiger
auf mindestens 50%, vorzugsweise auf mindestens 70% und noch weiter bevorzugt auf
mindestens 90% reduziert. Die Reduktion bezieht sich auf das Schaumvolumen. Bei
dieser Betrachtung bleibt das Volumen der ungeschäumten Folie gleichen Kunststoffes
und gleichen Flächengewichtes unberücksichtigt. Das heißt, das für
die Dickenreduzierung maßgebliche Ausgangsmaß wird um das Dickenmaß
der ungeschäumten Folie verringert.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Dichtungen beidseitig
selbstklebend ausgebildet. Die Klebeflächen sind vor der Montage durch Siliconbeschichtetes
Papier abgedeckt. Das Papier wird zunächst von der Berührungsfläche
mit dem Befestiger 20 abgezogen. Danach kann die Dichtung 28 auf
dem Befestiger 20 positioniert und angedrückt werden. Anschließend
wird von der Berührungsfläche der Dichtung 28 mit der Folienschicht
26 das Papier abgezogen und die Folienschicht gegen die Dichtung gedrückt.
Es entsteht ein vorläufiger Halt der Foliendichtung 26. Zur weiteren
Montage wird von der Berührungsfläche der Dichtung 27 mit der
Folienschicht 26 das Papier abgezogen und die Dichtung 27 an der
Folienschicht 26 positioniert und angedrückt.
Danach wird von der Berührungsfläche der Dichtung
27 mit dem innen liegenden Befestiger das Papier abgezogen und der Befestiger
21 auf den Dorn geschoben. Der Befestiger 21 hat eine Öffnung,
die zwar geringfügig größer als der Durchmesser der Gewindestange
23 aber zugleich deutlich geringer als der Durchmesser des Stutzens
22 ist.
Nach dem Aufschieben des innen liegenden Befestigers ergibt sich die
in 5 dargestellte Situation. In der Situation wird
noch kein Druck auf die Dichtungen ausgeübt. Die Dichtungen haben die mit
27' und 28' bezeichneten Formen bzw. Dicken.
Mit Hilfe einer Schraubenmutter 25 werden die Befestiger
20 und 21 so weit zusammengedrückt, daß die Dichtungen
einen gewünschten Druck gegen die Folienschicht einerseits und gegen die Berührungsflächen
mit den Befestigern andererseits entfalten.
Dieser Druck bewirkt zugleich eine Einspannung der Folienschicht.
Zusammen mit der Klebeverbindung entsteht eine sehr vorteilhafte Halterung der Folienschicht.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform für
die Befestiger.
Dabei sind die Befestiger mit 30 und 31 bezeichnet.
Die beiden Befestiger 30 und 31 schließen eine Folienschicht
32 zwischen sich ein.
Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 3
bis 5 ist der außenseitige Befestiger
31 mit einer topfartigen Vertiefung versehen. Der innenseitige Befestiger
30 liegt wie ein Deckel in dem topfartigen Befestiger 31, so daß
zwischen den gewölbten Rändern eine gewünschte Einspannung erfolgt.
Dabei wirken geneigte Flächen wie Keile gegeneinander, so daß mit geringer
Kraft über entsprechende Wege eine starke Einspannung, auch eine großflächige
Einspannung erreicht werden kann.
Um eine Verletzung der Folie zu vermeiden, ist der Befestiger
31 darüber hinaus mit einem gebogenen Rand 33 versehen.
8 zeigt eine mögliche Wabenform 43 für
das in 2 dargestellte Drahtgeflecht.
7 zeigt einen Abstandshalter 40 für die
Positionierung des Drahtgeflechtes. Der Abstandshalter 40 wird mit einer
weiteren Schraubenmutter gegen die Schraubenmutter 25 gepreßt.
Der Abstandshalter 40 besitzt diverse Arme, an denen das
Drahtgewebe 43 verhakt werden kann.
9 zeigt einen herkömmlichen außenseitigen
Befestiger 40 mit einem mittigen durchgehenden Gewinde und mit einem Adapter
42. Der Adapter 42 besitzt einen Dorn 41 mit einem Außengewinde.
Gegenüber dem Dorn 41 hat der Adapter 42 einen Außendurchmesser,
der dem Durchmesser des angeformten Stutzens 44 an dem Befestiger
40 entspricht. Der Adapter 42 ist mit seinem Dorn 41
so in dem Befestiger 40 verschraubt, daß der Adapter 42schließend
an dem Stutzen 44 anliegt bzw. die beiden Berührungsflächen gegeneinander
gespannt sind. Beide Berührungsflächen sind so bearbeitet, daß eine
Leckage ausgeschlossen ist. Wahlweise ist die Abdichtung zusätzlich durch einen
Dichtring 45 gesichert.
Außenseitig hat der Adapter 42 ein als Gewindeloch ausgebildetes
Sackloch 43, mit dem eine Verschraubung auf dem Anker möglich ist.
10 zeigt gleichfalls einen herkömmlichen außenseitigen
Befestiger 50 mit einem mittigen durchgehenden Gewinde. Dieser Befestiger
ist kombiniert mit einem Dorn 51, der einen Kragen 52 und ein
Teil 53 aufweist. Mit dem Teil 53 ist der Dorn von der Innenseite
her durch den Befestiger hindurch geschraubt und in eine oben für Verlängerungsvorgänge
beschriebene Gewindehülse 54 geschraubt worden. Dabei liegt der Kragen
52 schließend an dem Befestiger 50 an und liegt die Gewindehülse
54 schließend an dem Stutzen 57 des Befestigers an.
Die Berührungsflächen sind in gleicher Weise wie nach
9 bearbeitet. Ferner ist eine Dichtung 56
zwischen dem Kragen 52 und dem Befestiger 50 vorgesehen.
Das Ausführungsbeispiel nach 11
unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach 4
dadurch, daß anstelle des Stutzens 22 ein Stutzen 61 mit
einer durchgehenden Gewindebohrung vorgesehen ist.
Der Stutzen 61 sitzt wie der Stutzen 22 auf dem
mit 71 bezeichneten Ankerende. Die Gewindestange 60 sitzt wie
die Gewindestange 23 in dem Stutzen 61. Zwischen der Gewindestange
60 und dem Ankerende 63 ist ein Stopfen 62 aus Kunststoff,
im Ausführungsbeispiel Nylon, in anderen Ausführungsbeispielen aus Polyamid.
Der Stopfen 62 erfährt zwischen dem Ankerende
63 und der Gewindestange 60 eine Zusammenpressung, so daß
sich der Kunststoff dichtend in die Gewindegänge verformt.
12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit
einem Stutzen 70 mit einem Ankerende 71 und einer Gewindestange
72. Anstelle des einen Stopfens 62 sind mehrere Stopfen
73 und 74 vorgesehen.
Der Stopfen 73 hat eine Basislänge oder Standardlänge,
die Stopfen 74 eine deutlich kleiner Sonderlänge oder Anpassungslänge.
Die Stopfen 74 dienen der Anpassung an größere Abstände
des Ankerendes 71 von der Tunnelmitte. Der größere Abstand ist
allerdings noch nicht so groß, daß eine Verlängerungsstange wirtschaftlich
ist, wie sie in 3 gezeigt ist.
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Stutzen
80, der sich von dem Stutzen 61 dadurch unterscheidet, daß
innenseitig eine Nut 82 eingearbeitet worden ist. Die Nut 82 hat
eine Tiefe, welche größer als die Gangtiefe des Gewindes ist. Infolgedessen
ist die Fläche im Nuttiefsten glatt und können die Gewindegänge keine
Leckströmung verursachen.
Zusätzlich sind in dem Nuttiefsten ringförmige Rillen eingearbeitet.
Bei Zusammenpressen des Stopfens verformt sich der Stopfen in die
Nut 82 und in die Rillen 83.
Die Nut 82 und die Rillen lassen sich leicht eindrehen.