Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Krafteinleitung in derartige Zugglieder, die Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung, Zugglieder, welche eine oder m ehrere erfindungsgemässe Vorrichtungen aufweisen, sowie ein Verfahren zur Verstärkung von Tragwerken unter Einsatz der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Stand der Technik

Die Verstärkung von Tragwerken, beispielsweise bei der Sanierung bestehender Bauwerke, durch Anbringen von Zuggliedern aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen , welche unter Spannung an das Tragwerk geklebt werden, ist bekannt und weist vielerlei Vorteile gegenüber der Verstärkung von Tragwerken mittels Stahlkonstruktionen auf. Da die Krafteinleitung in die Zugglieder hauptsächlich über deren Endverankerung an den Zugseiten des Tragwerks erfolgt, wird ihr besondere Bedeutung zugemessen.

Für die Endverankerung, jedoch auch für die Vorspannung, von Zuggliedern aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen, sind unterschiedliche Systeme bekannt, welche den besonderen Anforderungen im Umgang mit faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen Rechnung tragen.

Beispielsweise beschreibt WO 2005/061813 A1 Verankerungen für

Zugglieder bestehend aus zwei Keilen und einem Ankerkörper, welcher im Wesentlichen eine Hülse für die Keile darstellt, wobei zwischen Keilen und Zugglied und/oder zwischen Keilen und Hülse eine zweite, wiederum keilförmige Schicht angeordnet ist. Diese zweite keilförmige Schicht besteht aus einem Material mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul als jenes der ersten Keile und Hülsenmaterial und ist in der Vorrichtung so angeordnet, dass die grösste Dicke dieser Schicht im lastnahen Bereich vorgesehen ist. Durch diese Anordnung soll eine gleichmässige Verteilung des Anpressdrucks und der Schubspannung zwischen Keilen und Zugglied erreicht werden. Die Krafteinleitung in das Zugglied erfolgt im beschriebenen System über die Hülse, d.h. über die Abstützung der Hülse auf das zu verstärkende Tragwerk.

Der Nachteil der in WO 2005/061813 A1 beschriebenen Vorrichtungen ist einerseits, dass Keile unterschiedlicher Formen und Materialien eingesetzt werden, wodurch sowohl die Herstellung der Vorrichtung als auch ihre korrekte Anordnung an einem Zugglied mit einem höheren Aufwand verbunden sind.

Andererseits liegt ein weiterer Nachteil der beschriebenen Vorrichtung darin, dass die Krafteinleitung in das Zugglied über die Hülse erfolgt. Dadurch ist die Ausgestaltung der Vorrichtung grundsätzlich dahingehend begrenzt, dass die Keile eine Querschnittsreduktion in Zugrichtung des Zugglieds aufweisen müssen, da sie sonst bei Belastung aus der Hülse treten können.

Weiterhin beschreibt WO 2004/003316 A1 eine Vorrichtung zur Kraft- einleitung in Zugglieder, bestehend im Wesentlichen aus zwei Keilen, welche um das Zugglied angeordnet und in eine Hülse getrieben werden. Das Zugglied ist dabei an seinen Enden mit Mitteln zur Haftvermittlung versehen. Die Keile bestehen aus hochfestem Material.

Bekanntermassen erfordert die Verankerung von Zuggliedern aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen über Keilverankerungen eine möglichst gleichmässige Spannungsverteilung in der Grenzfläche der Keile und des Zugglieds sowohl in Längs- als auch in Querrichtung.

Durch die Verwendung von hochfesten Materialien für die Keile, wie sie i n WO 2004/003316 A1 beschrieben sind, erfolgt diese Spannungs- Verteilung ungenügend, wodurch die Effizienz der Krafteinleitung in das Zugglied begrenzt ist. Eine ausgeglichene Spannungsverteilung kann bei einer derartigen Ausführungsform nur mit einem sehr grossen Aufwand und hoher Präzision für die Formgebung der Keile und deren Anordnung in der Hülse erzielt werden.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachband- lamellen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet und sich insbesondere durch eine einfache Herstellung und Anordnung am Zugglied auszeichnet und einen gleichmässigen Klemmdruck auf das Zugglied erzeugt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Kern der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen umfassend mindestens ein Klemmelement, welches am Zugglied angeordnet ist und mindestens eine Kontaktfläche mit dem Zugglied aufweist, sowie mindestens eine starre Hülse, welche um das Klemmelement und das Zugglied herum angeordnet ist und dadurch über das Klemmelement einen Klemmdruck auf das Zugglied ausübt, wobei das Klemmelement aus Kunststoff besteht, welcher einen Elastizitätsmodul im Bereich von 1000 bis 5000 MPa, eine Biegezugfestigkeit von > 25 MPa und eine Druckfestigkeit von > 25 MPa aufweist. Überraschenderweise wurde gefunden, dass der Einsatz von Klemmelementen aus Kunststoff m it den beschriebenen Eigenschaften einen gleichmässigen Klemmdruck bzw. Querdruck in der Grenzfläche zwischen Zugglied und Klemmelem ent erzeugen , was ei ne sehr effiziente u nd gleichmässige Krafteinleitung in Zugglieder ermöglicht.

Weiterhin weist die erfindungsgemässe Vorrichtung den Vorteil auf, dass sie sehr einfach herzustellen und anzuwenden ist.

E in weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung geht insbesondere aus einer bevorzugten Ausführungsform hervor, gemäss welcher die Krafteinleitung in das Zugglied über das Klemmelement bzw. die Klemmelemente erfolgt. Gemäss dieser Ausführungsform ist es möglich, die erfindungsgemässe Vorrichtung an bereits vollständig gespannten Zuggliedern anzubringen. Bei der bevorzugten Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit entsprechenden Zuggliedern aus kohlefaserverstärkten Flachbandlamellen zur Tragwerksverstärkung, gewährleistet der für die Klemmelemente verwen- dete Kunststoff zusätzlich die galvanische Trennung zwischen der elektrisch leitfähigen Lamelle und der typischerweise aus Stahl bestehenden Verankerung im Bauwerk. Ohne galvanische Trennung besteht die Gefahr, dass das Zugglied über die Verankerungen m it der inneren Stahlbewehrung des zu verstärkenden Stahlbetonbauteils elektrisch verbunden wird und mit diesem ein galvanisches Makroelement bildet. Dies kann zu einer sehr rasch fortschreitenden Korrosion der Verankerungen oder der inneren Stahlbewehrung des Stahlbetonbauteils führen.

Weitere Aspekte der Erfindung sind Gegenstand weiterer unabhängi- ger Ansprüche. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt.

Es zeigen:

Figur 1 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit Zugglied;

Figur 2 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit Zugglied;

Figur 3 schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung mit Zugglied;

Figur 4 schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung mit Zugglied;

Figur 5 schematisch einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung mit Zugglied; Figur 6 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit Zugglied;

Figur 7 schematisch einen Ausschnitt des Aufbaus einer erfindungs- gemässen Vorrichtung mit Reibungselement und Zugglied; Figur 8 schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung mit Schlitzplatte und Zugglied;

Figuren 9a bis 9d jeweils schematisch einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung mit Reibungselement und Zugglied;

Figuren 10a bis 1 0e schematisch die Schritte eines Verfahrens zur Kraftein- leitung in Zuggl ieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen im Längsschnitt;

Figuren 1 1 a bis 1 1 c schematisch die Schritte eines Verfahrens zum Verbinden von zwei Zuggliedern mittels erfindungsgemässer Vorrichtung;

Figuren 12a und 12b schematisch eine Verankerung eines Zugglieds mit erfindungsgemässer Vorrichtung zur Krafteinleitung an einem zu verstärkenden Tragwerk im Längsschnitt und in der Aufsicht;

Figuren 13a und 13b schematisch ein Zugelement für ein Zugglied mit erfindungsgemässer Vorrichtung zur Krafteinleitung an einem zu verstärkenden Tragwerk im Längsschnitt und in der Aufsicht.

In den Figuren sind nur die für das unm ittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Krafteinleitung in Zugglieder 2 aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen umfassend ein Klemmelement 3, welches am Zugglied angeordnet ist und eine Kontaktfläche m it dem Zugglied aufweist, sowie mindestens eine starre Hülse 4, welche um das Klemmelement und das Zugglied herum angeordnet ist und dadurch über das Klemmelement einen Klemmdruck auf das Zugglied ausübt.

Erfindungsgemäss besteht das Klemmelement aus Kunststoff, welcher einen Elastizitätsmodul im Bereich von 1000 bis 5000 MPa, eine Biegezugfestigkeit von > 25 MPa, insbesondere von 50 bis 150 MPa, und eine Druckfestigkeit von > 25 MPa aufweist.

Die angegebenen Werte beziehen sich auf Messungen entsprechend den Normen ISO 604 für den Elastizitätsmodul sowie ISO 178 für die Biege- Zugfestigkeit und die Druckfestigkeit.

Als Kunststoff für das Klemmelement kann grundsätzlich jeder beliebige Kunststoff mit den entsprechenden physikalischen Eigenschaften eingesetzt werden, wobei dieser gefüllt oder ungefüllt oder gegebenenfalls faserverstärkt sein kann. Als gefüllter Kunststoff kann beispielsweise auch ein elastifizierter Mörtel eingesetzt werden.

Insbesondere besteht das Klemmelement aus einem Kunststoff umfassend mindestens ein Polyurethanpolymer. Der Kunststoff ist vorzugsweise ungefüllt.

Die Vorteile des bevorzugt eingesetzten Kunststoffs sind die im Verhältnis zum E-Modul hohen Biegezug- und Druckfestigkeiten, die sehr gute Formbeständigkeit, die sehr hohe Quellbeständigkeit sowie die dichte, gleitfähige Oberfläche. Die geringe Gleitreibung ermöglicht den Aufbau grosser Klemmkräfte bei verhältnismässig geringer Verpresskraft.

Das im Vergleich zum Zugglied und zur Hülse weiche Klemmelement erzeugt einen gleichmässigen Klemmdruck auf das Zugglied, was eine sehr effiziente und gleichmässige Krafteinleitung in das Zugglied ermöglicht. Insbesondere bei Zuggliedern aus unidirektional faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen ist dies ein besonderer Vorteil, da unterschiedliche Spannungen zwischen den Fasern nur beschränkt ausgeglichen werden können.

Ein geeigneter Kunststoff zur Herstellung der Klemmelemente ist unter dem Handelsnamen SikaBlock ^® , beispielsweise SikaBlock ^® M940, kommerziell erhältlich von Sika Deutschland AG. Das Klemmelement kann grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen, sofern diese dazu geeignet ist das Zugglied zwischen Klemmelement und Hülse bzw. zwischen mehreren Klemmelementen einzuklemmen. Insbesondere weist die erfindungsgemässe Vorrichtung ein oder zwei Klemmelemente auf, welche um das Zugglied angeordnet sind und jeweils mindestens eine Kontaktfläche mit dem Zugglied aufweisen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit zwei Klemm- elementen, sind diese vorzugsweise j ewei ls a ls ei ne H älfte e ines in Längsrichtung halbierten Zylinders ausgebildet. Die ebene Fläche, entlang welcher der Zylinder halbiert wurde, stellt in diesem Fall die Kontaktfläche des Klemmelements mit dem Zugglied dar. Weiterhin kann die Gesamtheit der Klemmelemente, d.h. alle Klemmelemente einer Vorrichtung mit sich berühren- den Kontaktflächen, eine konische oder keilförmige Struktur aufweisen.

Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Krafteinleitung in Zugglieder 2 aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen umfassend zwei Klemmelemente 3, welche um das Zugglied ange- ordnet sind und jeweils m indestens eine Kontaktfläche m it dem Zugglied aufweisen, sowie m indestens eine starre Hülse 4, welche um die Klemmelemente herum angeordnet ist und dadurch über die Klemmelemente einen Klemmdruck auf das Zugglied ausübt. Die starre Hülse der erfindungsgemässen Vorrichtung ist um das

Klemmelement bzw. die Klemmelemente und das Zugglied herum angeordnet und übt dadurch über das Klemmelement bzw. die Klemmelemente einen Klemmdruck auf das Zugglied aus. Die Hülse besteht insbesondere aus einem Kunststoff, aus Metall, aus einer Metalllegierung oder aus einem anderen hochfesten Material. Bevorzugt besteht die Hülse aus faserverstärktem Kunststoff oder Stahl, meist bevorzugt aus kohlefaserverstärktem Kunststoff auf Epoxidharzbasis. Grundsätzlich kann die Hülse beliebig ausgebildet sein, sofern sie zur

Aufnahme des oder der Klemmelemente mit Zugglied und gegebenenfalls Reibungselement und zur Ausübung eines ausreichenden Klemmdrucks auf das Zugglied geeignet ist. Demnach muss die Hülse nicht rohrförmig ausge- staltet sein, sondern kann eine zur Aufnahme der Klemmelemente geeignete Bohrung oder Aussparung in einem beliebigförmigen Gegenstand sein.

Beispielsweise zeigt Figur 3 einen Querschnitt durch eine erfindungs- gemässe Vorrichtung 1 bestehend aus einem Zugglied 2, einem Klemm- element 3 und einer Hülse 4, wobei die Hülse die Form eines in Längsrichtung halbierten Rohrs m it einer ebenen Auflage 41 als Gegenstück zum Klemmelement aufweist.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung 1 , wobei die Hülse 4 eine rechteckige Form mit einer ebenen Auflage 41 als Gegenstück zum Klemmelement aufweist. Bei dieser Ausführungsform weist das Klemmelement 3 die Form eines Quaders oder eines stupfen Keils auf.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung 1 mit einer Hülse 4, welche eine rechteckige Form aufweist, wobei diese Ausführungsform zwei Klemmelemente 3 aufweist, welche um das

Zugglied 2 angeordnet sind. Analog zu Figur 4 weisen die Klemmelemente 3 die Form von Quadern stumpfen Keilen auf.

Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe

Vorrichtung bestehend aus einem Zugglied 2, einem Klemmelement 3 und einer Hülse 4, wobei das Klemmelement eine Querschnittsreduktion gegen die

Zugrichtung 6 des Zugglieds 2 aufweist. Die Hülse 4 weist entsprechend eine zur Aufnahme der Klemmelemente und zur Ausübung eines Klemmdrucks geeignete innere Form auf. Bevorzugt handelt es sich bei der starren Hülse um eine rohrförmige

Hülse mit einem runden Querschnitt, wobei die innere Form der Hülse stets eine zur Aufnahme der Klemmelemente m it Zugglied und gegebenenfalls Reibungselement geeignete Form sein muss, welche zur Ausübung eines ausreichenden Klemmdrucks auf das Zugglied geeignet ist.

Bei Verwendung zweier Klemmelemente in Form von stumpfen Keilen wird eine Hülse mit einem recheckigen Querschnitt eingesetzt, wobei auch hierbei die innere Form der Hülse stets eine zur Aufnahme der Klemmelemente mit Zugglied und gegebenenfalls Reibungselement geeignete Form aufweisen muss. Die Hülse kann dabei aus ausreichend steifen Platten hergestellt werden.

Um einen optimalen Klemmdruck auf das Zugglied auszuüben, weist die Hülse typischerweise eine innere Form auf, welche einen gegenüber der Aussenform der Klemmelemente mit Zugglied und gegebenenfalls Reibungselement reduzierten Querschnitt aufweist.

Der Unterschied des Durchmessers der Gesamtheit der Klem melemente mit Zugglied und gegebenenfalls Reibungselement zum inneren Durchmesser der Hülse beträgt insbesondere 2 bis 10 %, bevorzugt etwa 5 %.

Bei der Bereitstellung erfindungsgemässer Vorrichtungen wird die starre Hülse auf das Klemmelement, welches gegebenenfalls mit Reibungselement versehen ist und am Zugglied angeordnet ist, aufgeschoben, bzw. das Klemmelement wird in die Hülse eingetrieben, wodurch sich der notwendige Klemmdruck auf das Zugglied aufbaut.

Das Zugglied besteht aus einer faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamelle, wie sie dem Fachmann für unterschiedliche Anwendungen bekannt ist. Insbesondere handelt es sich um unidirektional faserverstärkte Kunststoff- Flachbandlamellen . D ie Faserverstärkung erfolgt übl icherweise durch Kohlefasern. Als Kunststoffmatrix dient insbesondere eine Epoxidharzmatrix.

Geeignete faserverstärkte Kunststoff-Flachbandlamellen sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Sika ^® CarboDur ^® kommerziell erhältlich sind von Sika Schweiz AG.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemässe Vorrichtung im Bereich der Kontaktflächen zwischen Klemmelement und Zugglied zusätzlich ein Reibungselement. Das Reibungselement hat die Funktion, die Reibung zwischen Klemmelement und Zugglied zu erhöhen und som it das Herausschlüpfen des Zugglieds aus der Vorrichtung auch bei besonders hohen Zugkräften zu verhindern.

Insbesondere ist das Reibungselement ausgewählt aus einer Beschichtung des Zugglieds mit Hartkörnern;

einer Beschichtung der Klemmelemente mit Hartkörnern; und einem mit Hartkörnern besetzten Gewebe, insbesondere ein Netz oder ein Gitter.

Bei den Hartkörnern handelt es sich insbesondere um scharfkantige Körner, welche typischerweise aus einem Material bestehen, welches eine Mohssche Härte im Bereich von > 5, insbesondere von > 7, bevorzugt von > 9, aufweist. Beispielsweise handelt es sich bei den Hartkörnern um solche aus Korund oder Siliciumcarbid.

Die Korngrösse der Hartkörner beträgt typischerweise 0.05 bis 1 .0 mm, insbesondere 0.2 bis 0.5 mm.

Meist bevorzugt besteht das Reibungselement aus einer Beschichtung des Klemmelements im Bereich seiner Kontaktfläche mit dem Zugglied, mit Hartkörnern.

Handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Ausführungsform mit mehr als einem Klem melement, umfasst diese insbesondere im Bereich der Kontaktflächen zwischen allen Klemmelementen und Zugglied zusätzlich je ein Reibungselement.

Figur 7 zeigt einen schematischen Schichtaufbau einer Vorrichtung, wie sie bereits in Figur 2 beschrieben worden ist, wobei die Klemmelemente 3 in dieser Ausführungsform ein Reibungselement 7 in Form einer Beschichtung der Klemmelemente mit Hartkörnern aufweisen.

Die Krafteinleitung in das Zugglied erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform über das Klemmelement bzw. die Klemmelemente der Vorrichtung und nicht über die starre Hülse.

Wie in Figur 8 dargestellt erfolgt die Krafteinleitung typischerweise dadurch, dass, in Zugrichtung 6 des Zugglieds 2 betrachtet, vor die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 eine Schlitzplatte 5 angeordnet ist, auf welcher sich das Klemmelement bzw. die Klemmelemente 3 abstützen. Die Schlitzplatte weist dabei einen Schlitz auf, durch welchen das Zugglied hindurchgeführt werden kann. Gleichzeitig stützt die Schlitzplatte die Klemmelemente 3 auf einer möglichst grossen Fläche ab.

Da sich, wie in Figur 8 zu erkennen ist, auch die Hülse 4 zumindest teilweise auf der Schlitzplatte 5 abstützt, ist dem Fachmann selbstverständlich klar, dass auch über die Hülse eine gewisse Kraftübertragung auf das Zugglied stattfindet, jedoch erfolgt d ie Kraftei nleitung hauptsäch l ich über d ie Klemmelemente 3.

Typischerweise besteht die Schlitzplatte aus Metall oder aus einer Metalllegierung. Weiterhin muss die Schlitzplatte nicht einteilig ausgebildet sein, sondern kann aus mehreren Teilen bestehen. Eine mehrteilige Schlitzplatte eignet sich beispielsweise dann, wenn sie an einem bereits einsatz- bereiten Zugglied, welches bereits mit erfindungsgemässen Vorrichtungen zur Krafteinleitung versehen ist, angebracht werden soll.

Die Krafteinleitung in das Zugglied über das Klemmelement bzw. die Klemmelemente der erfindungsgemässen Vorrichtung ist besonders vorteilhaft. Bei dieser Ausführungsform sind die Klemmelemente zwischen Hülse, Zugglied und Abstützung eingeschlossen und weisen bei grossen Belastungen eine, durch die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffs, aus welchem die Klemmelemente gefertigt sind, bedingte, volumenkonstante elastische und viskoplastische Verformung auf, welche zum Ausgleich von Spannungen zwischen Klemmelement und Zugglied führt. Diese Eigenschaft verbessert die Klemmwirkung der Klemmelemente und somit die Effizienz der Krafteinleitung deutlich.

In einer meist bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungs- gemässe Vorrichtung, wie sie vorhergehend beschreiben worden ist, zwei Klemmelemente, welche um das Zugglied angeordnet sind und je eine Kontaktfläche m it dem Zuggl ied aufweisen, wobei die Kontaktflächen insbesondere mit je einem Reibungselement versehen sind, sowie eine starre Hülse aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, welche um die beiden Klemmelemente herum angeordnet ist und dadurch über die Klemmelemente einen Klemmdruck auf das Zugglied ausübt. Bezüglich des Aufbaus der erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich drei bevorzugte Ausführungsformen unterscheiden. In den Figuren 9a, 9b und 9c sind diese anhand einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Klemmelementen dargestellt. In analoger Weise sind diese Ausführungsformen auch bei Vorrichtungen m it einem oder mehr als zwei Klemmelementen bevorzugt.

In der ersten dieser Ausführungsformen, welche in Figur 9a gezeigt ist, weist die Gesamtheit der Klemmelemente 3, welche mit Reibungselementen 7 abgebildet sind, eine zylindrische Aussenform auf. Weiterhin weist die Hülse 4 eine ebenfalls zylindrische innere Form auf.

Figur 9b zeigt die zweite dieser bevorzugten Ausführungsformen, bei welcher die Gesamtheit der Klemmelemente 3 eine konische Struktur aufweist, wobei die Querschnittsreduktion in Zugrichtung 6 des Zugglieds 2 verläuft. Die Hülse 4 weist eine zur Aufnahme der Klemmelemente und zur Ausübung eines Klemmdrucks geeignete innere Form auf, d.h., dass sie in diesem Fall eine ebenfalls konische Aussparung aufweist.

Figur 9c zeigt die dritte dieser bevorzugten Ausführungsformen, bei welcher die Gesamtheit der Klemmelemente 3 eine konische Struktur aufweist, wobei die Querschnittsreduktion gegen die Zugrichtung 6 des Zugglieds 2 verläuft. Die Hülse 4 weist eine zur Aufnahme der Klemmelemente und zur Ausübung eines Klemmdrucks geeignete innere Form auf, also ebenfalls eine konische Aussparung.

Bei allen drei in den Figuren 9a, 9b und 9c gezeigten Ausführungsformen ist der Durchmesser der Gesamtheit der Klemmelemente 3 typischer- weise grösser als der innere Durchmesser der Hülse. Dadurch kann ein optimaler Klemmdruck auf das Zugglied 2 ausgeübt werden.

Die in Figur 9a gezeigte Ausführungsform dass sie sehr einfach herzustellen ist. Insbesondere ist bei dieser Ausführungsform die Herstellung der Hülse besonders einfach, da sie durch Zerlegung beispielsweise eines Rohrs aus geeignetem Material erhältlich ist.

Bei den in den Figuren 9b und 9c gezeigten Ausführungsformen weist die Aussenseite der Gesamtheit der Klemmelemente und die innere Form der Hülse einen Keilanzug im Bereich von 1 :4 bis 1 :200, insbesondere im Bereich von 1 : 100, auf.

D ie Ausführungsformen m it Kei lanzug haben gegenüber den Ausführungsformen ohne Keilanzug den Vorteil, dass das Aufschieben oder Aufziehen der Hülse über die Klemmelemente mit Zugglied und gegebenen- falls Reibungselement, bzw. das Eintrieben dieser in die Hülse erleichtert möglich ist.

Um ein erleichtertes Aufschieben oder Aufziehen der Hülse auf die

Klemmelemente zu ermöglichen, kann die Hülse auf jener Seite, von der sie auf die Klemmelemente aufgeschoben oder aufgezogen wird, eine zusätzliche, hierfür geeignete Aussparung an ihrer Innenseite aufweisen. Eine geeignete

Aussparung stellt dabei eine sogenannte Fase dar.

Aus dem gleichen Grund kann auch das Klemmelement bzw. die

Klemmelemente an jener Seite, von der sie in die Hülse getrieben werden oder von welcher die Hülse über die Klemmelemente geschoben oder gezogen wird, eine derartige Aussparung aufweisen. Insbesondere ist auch diese

Aussparung als Fase ausgebildet.

Figur 9d zeigt eine analoge Ausführungsform wie in Figur 9a bevor die

Klemmelemente 3 in Eintriebsrichtung 19 in die Hülse 4 getrieben worden sind, wobei die Hülse mit einer Fase 17 versehen ist, die das erleichtere Eintreiben der Klemmelemente ermöglicht. Weiterhin sind zum gleichen Zweck auch die

Klemmelemente mit einer Fase 18 versehen. we i st d i e G e s a m t h e it d e r Kl e m m e l e m e n te 3 , we l ch e m i t Reibungselementen 7 abgebildet sind, eine zylindrische Aussenform auf. Weiterhin weist die Hülse 4 eine ebenfalls zylindrische innere Form auf. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer

Vorrichtung, wie sie vorhergehend beschrieben worden ist, zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann dabei an jeder beliebigen Stelle der Kunststoff-Flachbandlamelle angebracht sein, je nachdem wo die Krafteinleitung erfolgen soll. Insbesondere bi ldet die Vorrichtung das Abschlusselement des Zugglieds.

Weiterhin kann die erfindungsgemässe Vorrichtung auch verwendet werden, um mehrere Zugglieder aus Kunststoff-Flachbandlamellen miteinander zu verbinden. Hierzu werden die Zugglieder mindestens über die Gesamtlänge der Vorrichtung überlappend zueinander angeordnet. Danach wird an Stelle der Überlappung eine erfindungsgemässe Vorrichtung angebracht. Insbesondere wird bei einer derartigen Verwendung zwischen die zu verbindenden Zugglieder ein Reibungselement gemäss vorhergehender Beschreibung eingesetzt.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Zugglied aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen , u mfassend m i ndestens ei ne Vorrichtung, wie sie vorhergehend beschrieben ist.

Insbesondere ist das Zugglied ein solches, welches an mindestens einem Ende, insbesondere an beiden Enden, ein Abschlusselement aufweist, wobei dieses Abschlusselement eine Vorrichtung gemäss vorhergehender Beschreibung ist.

Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung eine Zuggliederanordnung, bestehend aus zwei oder mehr Zuggliedern, welche m ittels erfindungs- gemässer Vorrichtung miteinander verbunden sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen umfassend die Schritte

i) Anlegen des Zugglieds an mindestens ein Klemmelement aus Kunststoff, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, sodass das Klemmelement mindestens eine Kontaktfläche mit dem Zugglied aufweist;

ii) Aufschieben oder Aufziehen einer starren Hülse über das mindestens eine Klemmelement und das Zugglied, sodass ein Klemmdruck auf das Zugglied ausgeübt wird;

iii) Anlegen einer Zugvorrichtung an das am Zugglied angeordnete mindestens eine Klemmelement mit Hülse;

iv) Einleiten der Kraft in das Zugglied durch die Zugvorrichtung, wobei die Krafteinleitung insbesondere über das m indestens eine Klemmelement erfolgt.

Dieses beschriebene Verfahren eignet sich für alle drei in den Figuren 9a, 9b und 9c gezeigten Ausführungsformen gleichermassen.

Ein weiteres Verfahren zur Krafteinleitung in Zugglieder aus faser- verstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen, welches ebenfalls Gegenstand der vorl iegenden Erfindung ist und insbesondere zur Anwendung auf die Vorrichtungen, wie sie in den Figuren 9a und 9c beschieben sind, geeignet ist, umfasst die Schritte

i') Bereitstellen eines Zugglieds, welches mit einem Ende an einem Tragwerk verankert ist;

ii') Anlegen einer Zugvorrichtung am nicht verankerten Ende des Zugglieds;

iii') Spannen des Zugglieds durch die Zugvorrichtung;

iv') Anlegen mindestens eines Klemmelements aus Kunststoff, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, am nicht verankerten Ende des gespannten Zugglieds, sodass das Klemmelement jeweils mindestens eine Kontaktfläche mit dem Zugglied aufweist; ν') Aufschieben oder Aufziehen einer starren Hülse über das mindestens eine Klemmelement und das Zugglied, sodass ein Klemmdruck auf das Zugglied ausgeübt wird;

vi') Verankerung des nicht verankerten Endes des Zugglieds.

Insbesondere eignen sich für die beiden vorhergehend beschriebenen Verfahren Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Klemmelementen. Weiterhin ist es in den beschriebenen Verfahren üblich, nur an einem

Ende des Zugglieds eine Zugvorrichtung anzulegen. Am anderen Ende des Zugglieds wird das Zugglied, typischerweise ebenfalls unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung als Abschlusselement, verankert. In den Figuren 10a bis 10e ist ein Verfahren zur Krafteinleitung in

Zugglieder aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen und insbesondere zur Anwendung auf die Vorrichtungen, wie sie in den Figuren 9a und 9c beschieben sind, schematisch dargestellt. Es ist hierbei eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit zwei Klemmelementen dargestellt. Verfahren unter Verwendung von Vorrichtungen mit einem oder mehr als zwei Klemmelementen verlaufen in analoger Weise.

Figur 10a zeigt ein einseitig verankertes Zugglied 2, welches mittels Zugvorrichtung 9, welche mit einer Pfeilspitze ebenfalls die Spannrichtung des Zugglieds darstellt, gespannt wurde und im gespannten Zustand gehalten wird. Die Spannrichtung des Zugglieds verläuft in entgegen gesetzte Richtung zur Zugrichtung des Zugglieds. Weiterhin zeigt Figur 10a eine Haltevorrichtung 8, welche das Zugglied in der gewünschten Position hält und als Befestigungsm ittel für die Schlitzplatte 5 dient, sowie die Hülse 4, durch welche das Zugglied 2 geführt wurde.

Zusätzlich zu Figur 10a zeigt Figur 10b zwei Klemmelemente 3, welche mit je einem Reibungselement 7 versehen sind, und im Begriff sind, um das Zugglied 2 herum angeordnet zu werden. Figur 10c zeigt weiterh in die in ihre Endposition gebrachten Klemmelemente 3 und die Hülse 4, welche über die Klemmelemente geschoben wird. Die Hülse kann dabei mit einer beliebigen geeigneten Vorrichtung über die Klemmelemente geschoben werden. Beispielsweise erfolgt dies mittels einer zweiten Schlitzplatte 10.

Figur 10d zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 , wie sie fertig am Zugglied angeordnet ist. In diesem Zustand kann die zweite Schlitzplatte 10 sowie die Zugvorrichtung 9 entfernt werden. Der Überschuss des Zugglieds zwischen der erfindungsgemässen Vorrichtung und der Zugvorrichtung kann entfernt werden. Dies ist in Figur 10e gezeigt.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Zuggliedern, wobei die Zugglieder mit einer Vorrichtung, wie sie vorhergehend beschrieben wurde, miteinander verbunden werden. Ein derartiges Verfahren umfasst insbesondere die Schritte

i) Bereitstellen von zwei oder mehr Zuggliedern, welche überlappend zueinander angeordnet sind;

ii) Anlegen mindestens eines Klemmelements aus Kunststoff, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, an der Stelle, an welcher sich mehrere Zugglieder überlappen, sodass das Klemmelement mindestens eine Kontaktfläche mit einem der aussen liegenden Zugglieder aufweist;

iii) Aufschieben oder Aufziehen einer starren H ülse über das mindestens eine Klemmelement und die Zugglieder, sodass ein Klemmdruck auf die Zugglieder ausgeübt wird.

Die Zugglieder sind beim beschriebenen Verfahren zum Verbinden von zwei oder mehr Zuggliedern insbesondere gespannt oder vorgespannt. Weiterhin wird zwischen die Zugglieder vorzugsweise jeweils ein Reibungselement, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, eingesetzt.

Beispielsweise ist ein solches Verfahren in den Figuren 1 1 a, 1 1 b und 1 1 c beschrieben. Figur 1 1 a zeigt zwei Zugglieder 21 und 22, welche jeweils mittels Verankerung 16 gegenüberliegend befestigt sind. Die Befestigung erfolgt typischerwe ise an ei nem Tragwerk. D ie Zugg l ieder werden je mittels Zugvorrichtung 9, welche mit einer Pfeilspitze ebenfalls die Spannrichtung des entsprechenden Zugglieds darstellt, gespannt und im gespannten Zustand gehalten. Im Ü berlappungsbereich der Zuggl ieder, befindet sich ein Reibungselement 7. Zusätzlich zeigt Figur 1 1 a zwei Klemmelemente 3, welche im Begriff sind um den Überlappungsbereich der Zugglieder 21 und 22 herum angeordnet zu werden. Vorzugsweise sind die Klemmelemente ebenfalls mit einem Reibungselement versehen.

Figur 1 1 b zeigt weiterhin die in ihre Endposition gebrachten Klemmelemente 3 und die Hülse 4, welche über die Klemmelemente geschoben wird.

Figur 1 1 c zeigt die beiden Zugglieder 21 und 22, welche m ittels erfindungsgemässer Vorrichtung miteinander verbunden sind. Die Zugvorrich- tungen 9 wurden entfernt.

Erfindungsgemässe Vorrichtungen in Verbindung mit Zuggliedern aus faserverstärkten Kunststoff-Flachbandlamellen eignen sich insbesondere für die Verstärkung von Tragwerken, bevorzugt für Tragwerke aus Beton. Typischerweise werden derartige Systeme bei der Sanierung bestehender Tragwerke, wie beispielsweise Brücken oder Decken eingesetzt. Weiterhin können beschriebene Systeme auch zur Verstärkung von Mauerwerken, Holztragwerken, Stahlbauten, Erdbebenverstärkungen und dergleichen verwendet werden.

Die Befestigung der erfindungsgemässen Zugglieder, welche vorhergehend beschrieben worden sind, am Tragwerk kann über Verankerungen erfolgen, wie sie dem Fachmann bereits bekannt sind.

Die Figuren 12a und 12b zeigen beispielsweise die Verankerung eines Zugglieds 2, welches mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Kraft- einleitung versehen ist, an einem zu verstärkenden Tragwerk 12. Es ist dabei eine Ausführungsform der Vorrichtung mit zwei Klemmelementen dargestellt.

Am Tragwerk 12 wird dabei eine Verankerung 1 1 angebracht, welche das Zugglied 2 in der gewünschten Position hält und als Befestigungsmittel für die Schlitzplatte 5 dient. Die Vorrichtung 1 zur Krafteinleitung, welche das Abschlusselement des Zugglieds 2 darstellt, ist, in Zugrichtung des Zugglieds betrachtet, hinter der Verankerung 1 1 bzw. hinter der Schlitzplatte 5 angeordnet. Die Krafteinleitung in das Zugglied erfolgt hierbei über die Klemmelemente 3, durch Abstützung dieser auf die Schlitzplatte 5.

Weiterhin weist die Befestigung des Zugglieds typischerweise ein Zugelement 13 auf, welches die Spannung des Zugglieds ermöglicht.

Die Figuren 13a und 13b zeigen beispielsweise ein geeignetes Zugelement zum Spannen eines Zugglieds, welches mit einer erfindungs- gemässen Vorrichtung 1 zur Krafteinleitung versehen ist, an einem zu verstärkenden Tragwerk 12.

Im Gegensatz zu dem in den Figuren 12a und 12b beschriebenen Verankerung, befindet sich beim Zugelement die Schlitzplatte 5 nicht direkt am An ker 1 1 ' des Zugelements, sondern ist typischerweise über zwei Gewindestangen 14 mit dem Anker verbunden. Die Spannung des Zugglieds erfolgt durch Anziehen der Schraubenmuttern 15. Die Krafteinleitung in das Zugglied erfolgt auch hierbei über die Klemmelemente 3, durch Abstützung dieser auf die Schlitzplatte 5.

Demnach betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verstärkung von Tragwerken 12 umfassend die Schritte

i) Bereitstellen eines Zugglieds 2, welches je eine erfindungs- gemässe Vorrichtung 1 , gemäss vorhergehender Beschreibung, als Abschlusselement aufweist;

ii) Befestigen einer zweiteiligen Zugvorrichtung, bestehend aus Verankerung 1 1 und Zugelement 13, i n den Randbereichen der zu verstärkenden Stelle des Tragwerks 12;

iii) Anordnen des Zugglieds 2 an der Oberfläche des Tragwerks 12 und Einführung der Abschlusselemente in jeweils einen Bestandteil der

Zugvorrichtung;

iv) Spannen des Zugglieds 2;

v) Verkleben des gespannten Zugglieds mit dem Tragwerk 12. Erfolgt die Tragwerksverstärkung durch ein Verfahren, wie es in den Figuren 10a bis 10e dargestellt ist, können zur Verankerung des Zugglieds beidseitig Verankerungen verwendet werden , wie s ie vorhergehend beschrieben und in den Figuren 12a und 12b dargestellt worden sind. Der Einsatz eines Zugelements ist in diesem Fall nicht nötig, was insbesondere aus Kostengründen ein Vorteil dieser Ausführungsform darstellt. Die zum Spannen des Zugglieds eingesetzte Zugvorrichtung kann nach dem Spannen und Fixieren wieder entfernt werden.

Demnach betrifft die Vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Verstärkung von Tragwerken 12 umfassend die Schritte

i') Bereitstellen eines Zugglieds 2 aus faserverstärkten Kunststoff- Flachbandlamellen , welches an ei nem E nde ei ne erfi nd ungsgem ässe Vorrichtung gemäss vorhergehender Beschreibung aufweist;

ii') Befestigen je einer Verankerung 1 1 in den Randbereichen der zu verstärkenden Stelle des Tragwerks 12 und Anlegen des Zugglieds 2 mit dem Abschlusselement an eine der Verankerungen 1 1 ;

iii') Anlegen einer Zugvorrichtung am Ende des Zugglieds 2, welches kein Abschlusselement aufweist;

iv') Spannen des Zugglieds mittels Zugvorrichtung und Anordnen des Zugglieds 2 an die noch nicht belegte Verankerung;

v') Anlegen mindestens eines Klemmelements 3 aus Kunststoff, wie es vorhergehend beschrieben worden ist, am nicht verankerten Ende des gespannten Zugglieds, wobei das Klemmelement, gegenüber der Zugrichtung des Zugglieds, unmittelbar hinter die Verankerung angeordnet wird;

vi') Aufschieben einer starren Hülse 4, in Zugrichtung des Zugglieds, über das mindestens eine Klemmelement 3, sodass ein Klemmdruck auf das Zugglied 2 ausgeübt wird; und

vii') Verkleben des gespannten Zugglieds mit dem Tragwerk 12.

Die Verklebung des Zugglieds mit dem Tragwerk erfolgt in einem dem Fachmann bekannten Verfahren. Insbesondere werden hierfür zweikompo- nentige Klebstoffe auf Epoxidharzbasis verwendet, wie sie beispielsweise unter den Handelsnamen Sikadur ^® kommerziell erhältlich sind von Sika Schweiz AG.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung zur Krafteinleitung

2 Zugglied

21 , 22 Zugglied

3 Klemmelement

4 Hülse

41 Auflage

5 Schlitzplatte

6 Zugrichtung des Zugglieds

7 Reibungselement

8 Haltevorrichtung

9 Zugvorrichtung

10 zweite Schlitzplatte

1 1 Verankerung

1 1 ' Anker

12 Tragwerk

13 Zugelement

14 Gewindestange

15 Schraubenmutter

16 Verankerung

17 Fase (Hülse)

18 Fase (Klemmelement)

19 Eintreibsrichtung