FASTENING DEVICE FOR A PLASTIC SHEET

Abstract: 1. Device for fastening a plastic sheet (6), especially to a tunnel wall, wherein for fastening the device nails or screws (5) are provided, the heads of which can be sunk into a recess provided in the device and wherein the plastic sheet (6) to be fitted can be secured by sealing (welding) to the device and wherein the device possesses predetermined breaking points which, under overloading, lead to a shearing-off of a portion of the device together with the plastics sheet (6), residues of the device remaining around the head of the fixing means (5) which protect the plastic sheet (6) from damage by the head, characterized in that the device is formed meandering in cross-section, a central foot (11), equipped with the recess, being provided for bearing against the wall and a web (12) disposed concentrically around it, with a collar (14) disposed between them being provided, which collar is equipped, near the foot (11), with recesses (15, 18, 19, 21), which are disposed perpendicularly and/or obliquely to the plane of the device.

Description: Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststofffolie, insbesondere auf einer Tunneiwandung bzw. gewölbt verlaufenden Wänden, wie sie insbesondere im Tunnel bau vorkommen. Die Befestigung erfolgt in der Regel punktförmig, d. h. für jede Folie sind gleichmässig verteilt über der Befestigungsfläche eine Anzahl Befestigungspunkte vorgesehen. Für die eigentliche Befestigung ist eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt, die im wesentlichen aus Platten oder Scheiben unterschiedlicher Formen und Querschnitte bestehen und zumeist mit Nägeln oder Schrauben an der Tunnelwandung befestigt werden. Nach DE-OS 16 58 883 bestehen die Vorrichtungen aus kunststoffbeschichteten Metallplatten. Die darüber verlegte Kunststoffolie wird mittels eines Xochfrequenzfeldes verschweisst, das zwischen der als Hilfselektrode wirkenden Metallplatte und den Stirnseiten der gegen die Folie gepressten Elektroden erzeugt wird. Bei diesen Vorrichtungen ist von Nachteil, dass die kunststoffbeschichteten Metallplatten einen erheblichen baulichen Aufwand und Materialaufwand erfordern. Weiter hat sich gezeigt, dass eine gleichmässige Verschweissung zwischen den kunststoffbeschichteten Metallplatten und der Folie nur schwer erzielt werden kann. Das wird auf die im Tunnel bau häufig auftretende Feuchtigkeit und damit verbundene Kriechströme zurückgeführt. Schliesslich sind zum Verschweissen der Kunststoffolie. an den der Folienhalterung dienenden Vorrichtungen noch besondere Hochfrequenz-Schwei ssgeräte erforderlich. Diese besonderen Schweissgeräte sind neben den üblicherweise zum Aneinanderschweissen der Kunststoffbahnen erforderlichen Schweissgeräten zusätzlich erforderlich. Aus der DE-OS 1914174 ist eine Vorrichtung bekannt, die Streifen aus thermoplastischem Kunststoff aufweist, mit denen die Kunststoffolie verschweisst wird. Bei diesen bekannten Vorrichtungen kommt es immer wieder vor, dass die verschweisste Folie beim Einbringen nachfolgender Ausbauschichten, vor allem beim Einbringen von Beton, zwischen verschiedenen Befestigungspunkten so stark gedehnt wird, dass sie zerreisst. An den Rissstellen bilden sich Leckstellen. Dieser Beschädigungsgefahr soll nach der CH-PS 515387 durch eine Kunststoffolie entgegengewirkt werden, die mit Montagelappen versehen ist. Die Folie wird an den Montagelappen befestigt. Zwischen den Lappen und der Kunststoffolie ist eine Sollbruchstelle vorgesehen, so dass eine Zugbeanspruchung der Folie lediglich ein Abscheren der Kunststoffolie von den Montagelappen ohne Beschädigung der Kunststoffolie bewirkt. Die Befestigung dieser bekannten Folie ist ausgesprochen umständlich, da zwischen der Folie und der Wand an den Montagelappen mit Werkzeug gearbeitet werden muss. Deshalb sind verschiedene andere Vorschläge für Vorrichtungen gemacht worden, die im Fall übermässiger Beanspruchung der Folie deren Abscheren ohne Beschädigung sicherstellen soll. Dabei geht die DE-PS 2532664 davon aus, dass die Vorrichtung aus einem Material geringerer Festigkeit als die Kunststoffolie besteht. Dadurch entsteht innerhalb der die Kunststoffolie haltenden Vorrichtung eine Sollbruchstelle. Bei Uberbeanspruchung reisst die Kunststoffolie mit einem Teil der die Vorrichtung haltenden Vorrichtung ab. Derartige Vorrichtungen haben zwei Nachteile. Der eine Nachteil ist der verhältnismässig hohe Material- und Arbeitsaufwand zur Herstellung derartiger Vorrichtungen mit innenliegender Sollbruchstelle. Der andere Nachteil liegt im Freiwerden des die Vorrichtung an der Tunnelwand haltenden Nagels oder Schraube. Der nach Abreissen eines Teiles der Vorrichtung hervorragende Nagel- oder Schraubenkopf beschädigt die beim Abscheren über den Schraubenkopf gleitende Kunststofffolie. Den letztgenannten Nachteil hat auch eine bekannte Vorrichtung, bei der eine in der Vorrichtung liegende Sollbruchstelle durch parallel zur Tunnelwandung verlaufende Ausnehmungen in der Vorrichtung erzeugt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Beschädigungen zu vermeiden und eine Vorrichtung herzustellen, die einen möglichst geringen Arbeits- und Materialaufwand zur Folge hat. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, dass quer oder schräg zur Ebene der Tunnelwandung um das Befestigungsmittel der Vorrichtung an der Tunnel wandung herum Ausnehmungen in der Vorrichtung vorgesehen sind und zwischen diesen Ausnehmungen und dem Befestigungsmittel mindestens ein das Befestigungsmittel überdeckender Steg angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen auf einem Kreis um den z. B. als Befestigungsmittel dienenden Nagel herum angeordnet. Bei übermässiger Beanspruchung der Folien schert der äussere Teil der Vorrichtung ab und ein die Kunststoffolie vor dem Nagelkopf schützender Teil der Vorrichtung bleibt stehen. Für ein einwandfreies Abscheren ist es vorteilhaft, wenn sichergestellt ist, dass die Kunststoffolie ausschliesslich mit dem abscherenden Teil der Vorrichtung verschweisst wird. Das kann mit Hilfe eines geeigneten Schweissgerätes erreicht werden, welches die Vorrichtung genau erfasst und in ausreichendem Abstand von dem stehenbleibenden Teil der Vorrichtung eine Schweissnaht legt. Ein von der Lage der Schweissnaht weitgehend unkontrolliertes Verschweissen ist dadurch möglich, dass der im Falle des Abscherens stehenbleibende Teil der Vorrichtung geringfügig gegenüber dem mit der Kunststoffolie zu verschweissenden Teil zurückgesezt ist. Die Ausnehmungen haben beliebigen Querschnitt. Sie werden wahlweise als Löcher gebohrt oder beim Herstellungsvorgang der Vorrichtungen eingeformt. Der Querschnitt ist so gewählt, dass eine Mindestquerschnittschwächung von ca. 50 % bei einer Vorrichtung entsteht, die im Verhältnis zur Kunststoffolie ohne die Querschnittschwächung gleiche Festigkeit hätte. Bei stärkeren Vorrichtungen ergibt sich in einfacher Verhältnisrechnung eine grössere Mindestquerschnittsschwächung durch die erfindungsgemässen Ausnehmungen. Schräg verlaufende Ausnehmungen, die nach Abscheren eines Teils der Vorrichtung zu einer etwa kegeligen Form des verbleibenden Restes der Vorrichtung führen, erleichtern den Abschervorgang. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 und 2 eine Tunnel wand mit Kunststoffolie und nachfolgend aufzubringender Spritzbetonschicht Fig. 3 und 4 verschiedene Formen erfindungsgemässer Vorrichtungen. Beim Herstellen einer Tunnelröhre wird zunächst auf den Ausbruch eine Spritzbetonschicht 2 aufgebracht. Darauf werden die als Rondellen 4 bezeichneten Vorrichtungen befestigt. Die Rondellen 4 besitzen eine runde Form und sind mit Hilfe von Befestigungsnägeln 5 am Gebirge 1 bzw. der Spritzbetonschicht 2 befestigt. Auf die Spritzbetonschicht 2 wird zunächst eine Schutzschicht 3, z. B. aus Faservlies, aufgebracht und danach eine Kunststoffolie 6. Die Kunststoffolie 6 wird in Bahnen verlegt, die danach miteinander verschweisst werden. Die Rondellen 4 bestehen aus dem gleichen Material wie die Kunststoffolie 6. Das erlaubt eine problemlose Verschweissung der Kunststoffolien mit den Rondellen 4. Zur Verschweissung eignen sich warmlufterzeugende Schweissgeräte. Die Schweisstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 160 und 200 C. Nach Montage der Kunststoffolie 6 hat der Tunnelausbau die in Fig. 1 dargestellte Form. Dann befindet sich mehr oder weniger viel Hohlraum zwischen der Schutzschicht 3 und der Spritzbetonschicht 2 einerseits und der Kunststoffolie 6 und der Schutzschicht 3 andererseits. Beim Einbringen der Betonschicht 7 werden die Kunststoffolie 6 und die Schutzschicht 3 schliessend an den Gebirgsausbruch 1 angepresst. Das bewirkt eine Dehnung der Kunststoffolie 6 zwischen jeweils 2 Befestigungsstellen 8. Bei übermässiger Belastung der Befestigungsstellen 8 geben diese durch Abscheren nach, weiteres Kunststoffmaterial wird herangezogen und eine übermässige Beanspruchung der Kunststoffolie zwischen den beiden Befestigungsstellen 8 ausgeschlossen. Für den Ausbau nach Fig. 1 und 2 sind wahlweise Rondellen der Fig. 3 - 6 vorgesehen. Nach Fig. 3 hat die Rondelle 4 eine runde Form, die im Querschnitt meanderförmig ausgebildet ist, wobei die Rondelle 4 mit einem Fuss 11 und mit einem Steg 12 auf der Schutzschicht 3 aufliegt. Am Fuss 11 wird die Rondelle 4 auf die Schutzschicht 3 aufgenagelt. Dazu befindet sich mittig in der Rondelle eine Öffnung 13 für den Nagel. Über dem Fuss 11 erhebt sich ein Kranz 14 so weit, dass der Kopf des die Rondelle 4 haltenden Nagels überdeckt wird. Dicht am Fuss 11 ist der Kranz 14 mit gleichmässig verteilt auf einem Kreisumfang angeordneten Ausnehmungen 15 versehen. Die Ausnehmungen 15 haben ihrerseits kreisförmigen Querschnitt und schwächen den Querschnitt der Rondelle 4 etwa um 50 %. Bei gleichem Material wie die Kunststofffolie 6 und etwa eineinhalbfacher Dicke d wie die Kunststoffolie 6 ergibt sich eine Sollbruchstelle an der Rondelle 4 im Bereich der Ausnehmungen 15. Bei übermässiger Belastung der Kunststoffolie 6 wird der Kranz 14 der Rondelle 4 bei 16 abgerissen. Die Scher- bzw. Abreissbewegung verläuft in der Ebene der Kunststoffolie 6. Beim Abscheren schiebt sich der mit der Kunststoffolie 6 verschweisste Kranz 14 über den Fuss 11, der in seiner ursprünglichen Lage am Gebirgsausbruch verbleibt. Zugleich umgibt der Fuss 11 mit einem verbleibenden Rest 17 schützend den Nagel kopf, so dass eine Beschädigung der darübergleitenden Kunststoffolie 6 verhindert wird. Ein gesichertes Abscheren des Kranzes 14 wird z. B. dadurch erreicht, dass die Rondelle 4 ausschliesslich am Kranz 14 ausserhalb der Kunststoffolie verschweisst ist. Nach Fig. 4 verlaufen die Ausnehmungen als schräg geneigte Bohrungen 18. Die schräge Neigung führt zu schrägen Trennflächen zwischen dem abgeris- senen Rondellenteil und dem verbleibenden Rest. Das erleichtert dem abgerissenen Rondellenteil 14, über den verbleibenden Rest 11 zu gleiten. Die Rondelle nach Fig. 5 besitzt anstelle der Ausnehmungen 15 bei 19 eine Einkerbung in Form einer umlaufenden ut dreieckförmigen Querschnitts. Die Einkerbung kann aber auch beliebigen Querschnitt aufweisen und an der Unterseite oder an der Oberseite der Rondelle 4 liegen. Die Einkerbung 19 erfüllt den gleichen Zweck wie die Ausnehmung 15. Die Rondelle nach Fig. 6 unterscheidet sich von den übrigen Rondellen in zweifacher Hinsicht. Zunächst ist die Rondelle nach Fig. 5 bei 20 so ausgebildet, dass die Rondellenoberfläche gegenüber der Oberfläche des Kranzes 14 zurückliegt und infolgedessen nicht mit der Kunststofffolie 6 verschweisst, auch dann, wenn das Schweissgerät unkontrolliert die Kunststoffolie 6 gegen die Rondelle drückt. Der weitere Unterschied besteht darin, dass bei 21 durch Absetzen, d. h. Querschnittsverminderung, eine Querschnittsschwächung der Rondelle entstanden ist, die die gewünschte Sollbruchstelle bewirkt.

Claims: Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Befestigen einer Kunststoffolie, insbesondere auf einer Tunnelwandung, wobei die Vorrichtung aus Kunststoff besteht und zunächst montiert wird und dann die einzubringende Kunststoffolie an der Vorrichtung verschweisst wird und wobei die Vorrichtung durch geeignete Ausnehmungen eine Sollbruchstelle aufweist, die bei über mässiger Belastung der Kunststoffolie ein Abscheren eines Teils der Vorrichtung mit der Kunststoffolie ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen quer und/oder schräg zur Wand verlaufen und so um das Befestigungsmittel (5) herum angeordnet sind, dass bei über mässiger Belastung der Kunststoffolie (6) ein die Kunststoffolie (6) vor dem Befestigungsmittel (5) schützender Rest der Vorrichtung (4) verbleibt. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausnehmungen (19) In Form einer Einkerbung. 3. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Absetzung (20). 4. Vorrichtung nach einem Sanieren der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Festigkeit an den Ausnehmungen (15, 18, 19) minde stens 50 X geringer als die Festigkeit an dem mit der Kunststoffolie (6) verschweissten Teil (14) ist. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kunststoffolie (6) gegenüberlie gende Oberfläche des nach Abscheren verbleibenden Restes (11) gegenüber der mit der Kunststoffolie (6) verschweissten Oberfläche (14) zurück liegt.

Inventors: KOPP, BERND
Applicants: NIEDERBERG-CHEMIE GMBH
Application year: 1984
Main classification: E21D11
IPC codes: E21D11