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Die Erfindung betrifft einen verdrillten Eisenbeton-Armierungsstab m konstante''Gsrighofe und schraubenlinienförmig verlaufenden Profilnuten und Profilrippen, die dem Stab vorzugsweise eine wellenlinienförmige Querschnittsbegrenzung verleihen.
Zwecks Verbesserung der Elastizitätsgrenze und der Festigkeit der Betonarmierungen werden die Armierungsstäbe oft verdrillt. Um hohes Haftvermögen bei minimalem Stahlgewicht zu erzielen, wird ein von der Kreisform abweichender (auf der ganzen Stablänge gleicher) Querschnitt gewählt. Der Armierungsstab ist dann mit einer Gewindespindel vergleichbar, der sie umfassende Beton spielt die Rolle einer auf dieser Spindel sitzenden Mutter. Der Stab haftet dann am Beton nicht mehr wie ein Nagel, sondern wie eine Schraube.
Sofern die Ummantelung des Stabes nicht von höchster Qualität ist, kommt es gelegentlich vor, dass sich der Stab unter starken Belastungen im Beton schraubenförmig bewegt, ähnlich wie eine Schraubenspindel sich von ihrer Mutter losschraubt.
Man hat schon vorgeschlagen, die Ganghöhe der Verdrillung über die Länge des Stabes periodisch zu ändern oder in den Stäben unverdrillte Abschnitte vorzusehen. Nachteilig ist vor allem die Tatsache, dass die durch die Verdrillung herbeigeführte Verbesserung der Festigkeitseigenschaften über die Länge des Stabes ungleichmässig verteilt ist. Selbstverständlich kann man einem solchen Stab nur Belastungen zumuten, die von seinen schwächeren Abschnitten ertragen werden, trotzdem er gesamthaft gesehen so spröde ist wie seine Abschnitte mit geringster Ganghöhe der Verdrillung. Eine solche Lösung ist demnach als Materialverschwendung zu betrachten.
Nachteilig ist es auch, an verdrillten Stäben 10kalisier-reVerankerungsmittel in Form von Zacken od. dgl. vorzusehen, da durch den bei der Herstellung der Stäbe an diesen Stellen auftretenden lokalen Härtungseffekt und die ungleichmässige Verteilung der inneren Beanspruchungen Zonen höherer Sprödigkeit entstehen. Zudem erhöhen solche Mittel auch das Gewicht der Stäbe, ohne zur Verbesserung derfde- stigkeit beizutragen.
Schliesslich sind auch verdrillte Stäbe unzweckmässig, deren Querschnitt abwechslungsweise zu- und abnimmt. Erstens ist ein solcher Stab aus leicht ersichtlichen Gründen unwirtschaftlich und zweitens lässt er sich auch nicht gleichmässig verdrillen. Zudem können die wie Keile wirkenden Ausbauchungen ein Zersprengen des Betons zur Folge haben.
Der Armierungsstab nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, dass bei wenigstens einem Teil der genannten Profilnuten und Profilrippen die Querschnittsform sich gleichzeitig und in einander entgegengesetztem Sinne derart allmählich und stetig ändert, dass die Gesamtquerschnittsfläche des Stabes über seine ganze Länge konstant ist.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Armierungsstabes, auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist, in mehreren Ansichten dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 den Stab im Querschnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht des Stabes, Fig. 3 eine Abwicklung des Querschnitts nach Fig. 1 und Fig. 4 eine Abwicklung der Oberfläche des Stabes nach Fig. 2.
Der dargestellte Stab besitzt Profilnuten und Profilrippen 1-8, die dem Stab eine wellenförmige Querschnittsbegrenzung verleihen. Hiedurch entsteht durch die Verdrillung eine Art Gewinde, das sich aber selbst bei grossen Zugkräften nicht aus dem Beton ausschrauben kann, da im Sinne der Erfindung
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die Form dieser Profilnuten und Profilrippen sich gleichzeitig und in einander entgegengesetztem Sinne ändert. Diese Änderung ist allmählich und stetig und ferner derart, dass die Querschnittsfläche des Stabes über seine ganze Länge konstant ist. Das Ausschrauben des Stabes ist also dadurch verhindert, dass das "Gewinde" des mit einer Gewindespindel vergleichbaren Stabes nach bestimmten Gesetzmässigkeiten Unregelmässigkeiten enthält.
Mit vollen Linien ist in Fig. 1 ein Schnitt nach II-II und gestrichelt ein Schnitt nach I-I gemäss Fig. 2 gezeigt. Die Rippen sind an den idealen Scheitelstellen mit 1-8 bezeichnet und das Zentrum des Stabes mit 0. Die so dargestellten Querschnittsflächen sind einander grössenmässig gleich, obschon die Form leicht verschieden ist. Gleich sind auch die Durchmesser der die beiden Querschnittsflächen umschreibenden Kreise ; es ändert sich lediglich die Profilform der Rippen und die Breite der Nuten. Die maximale Tiefe der Nuten bleibt hier konstant. Sie konnte aber in ändern Fällen auch leichten Änderungen unterworfen sein. Die Querschnittsform der Nuten würde dann bedeutend flacher.
Wesentlich ist die konstante Grösse der Querschnittsfläche und der allmähliche Übergang von der einen zur ändern Querschnitts- form ohne spitze Winkel, scharfe Kanten und singuläre Punkte, so dass sich eine günstige Übertragung der Belastung im Stab und eine gute Einfassung des Stabes im Beton ergibt, d. h. eine an dem ganzen Umfang und auf der ganzen Länge des Stabes anhaftende Umhtillung. Im allgemeinen können schon Änderungen der Querschnittsform von Bruchteilen von Millimetern genügen, um das unerwünschte Ausschreiben zu verhindern.
Aus der Fig. 2, in der die von den idealen Scheitelstellen 1-8 (beim Schnitt I-I) ausgehenden idealen Scheitellinien strichpunktiert eingetragen und auch mit 1-8 bezeichnet sind, ist erkennbar, dass der Verdrehungsgrad des Stabes zwischen dem Schnitt I-I und dem Schnitt 11-11180 beträgt.
In der Fig. 3 sind die Peripherien der Schnittansicht der Fig. 1 abgewickelt gezeichnet. Die Radien 0-1, 0-2........ 0-8 werden hier zu Parallelen, die sich im Unendlichen treffen. Man sieht hier wieder, wie sich die aus den Schnitten I-I und II-II ergebenden Peripheriekurven wechselseitig über schneiden.
Bei der in Fig. 4 veranschaulichten Abwicklung der Staboberfläche nach Fig. 2 sind die idealen Scheitellinien der Kippen 1, 2,..... 8, die in Fig. 2 schraubenlinienförmig erscheinen, nun zu schiefliegenden Geraden geworden. Sie sind wiederum strichpunktiert angedeutet. Links und rechts von diesen Scheitellinien sind die Linien angegeben, die in gewisser Hinsicht als Niveaukurven der Rippen anzusehen sind, während der Grund der Nuten freigelassen ist.
Nimmt man beispielsweise die Rippe, deren ideale Scheitellinie mit 8 bezeichnet ist, dann erkennt man, dass diese Linie auf der linken Seite der Fig. 4 ihren Anfang nimmt, u. zw. auf gleicher Höhe wie die Ziffer 8 nach Fig. 3. Diese Linie läuft schief nach oben, setzt sich am unteren Rand der Darstellung bei der Ziffer 8 fort und endigt schliesslich auf gleicher Hohe ie der Anfang der Linie am rechten Ende der abgewickelten Darstellung. Der in Ansicht in Abwicklung dargestellte Stababschnitt umfasst somit genau eine Ganghöhe der Verdrillung. Die Fig. 4 lässt z. B. deutlich das beim Schnitt n-n liegende Breitenminimum der zwischen den Rippen 1 und 8 liegenden Nuten erkcnnen. Diebeiden Rippen 1 und 8 sind an dieser Stelle am breitesten.
In vielen Fällen genügt es vollauf, die allmählichen Änderungen der Querschnittsform nur bei einem Teil der Rippen und Nuten vorzusehen. Tatsächlich ist die Kraft zur Verhinderung des Ausschrauben viel kleiner als die Kraft zur Verhinderung einer axialen Verschiebung des Stabes im Beton. Daher ist es auch möglich, das Ausschrauben durch Vorsehung kleiner Unregelmässigkeiten der "Gewindegänge" des Stabes zu verunmöglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verdrillter Eisenbeton-Armierungsstab mit konstanter Ganghöhe und schraubenlinienförmig verlaufenden Profilnuten und Profilrippen, die dem Stab vorzugsweise eine wellenlinienförmige Querschnittsbegrenzung verleihen, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem Teil der genannten Profilnuten und Profilrippen die Querschnittsform sich gleichzeitig und in einander entgegengesetztem Sinne derart allmählich und stetig ändert, dass die Gesamtquerschnittsfläche des Stabes über seine ganze Länge konstant ist.