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Bewehrungsstab
Gegenstand der Erfindung ist ein Bewehrungsstab für Beton, der in seiner Längsrichtung verlaufende schraubenförmige Rippen aufweist.
In der Eisenbeiontechnik ist es bekannt, Armierungen aus zylindrischen Stäben verhältnismässig gro- sser Länge zu verwenden, die am Umfang sich in Längsrichtung der Stäbe erstreckende Rippen oder ähnliche Erhöhungen aufweisen, die durch eine Torsionsverformung in kaltem oder warmem Zustand Schraubengangform annehmen. Diese Armaturen bestehen meist aus Stahl, jedoch ist auch jedes andere geeignete Metall verwendbar.
Diese auf den Stäben angebrachten Rippen od. dgl. erhöhen im Falle der Beanspruchung die Reibung und damit die Haftfähigkeit zwischen Stab und Beton. Durch eine auf die Stäbe ausgeübte Zugkraft bewirkt die Tendenz der Längsverschiebung eine Verdrehung in der vorgebetteten Schraubenform, da eine Längsverschiebung allein wegen der gedrehten Rippen nicht möglich ist. Diese Rippen drucken sich daher mit ihrer Fläche eng an den Beton an und vergrössern tatsächlich die Bindung zwischen Armatur und Beton.
In diesen bekannten Stäben weisen die Rippen im Schnitt gewöhnlich einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt auf. Unter dem Einfluss einer Zugkraft werden die Stäbe daher mit ihren Seitenflächen, die senkrecht zur Oberfläche der Stäbe verlaufen, fest an den Beton angepresst. Dieses Anpressen beschränkt sich jedoch nur auf einen relativ begrenzten Teil der Staboberfläche. Die übrige Oberfläche erfährt deswegen keinerlei Anpressung, weil sich die zwischen den Rippen liegende Fläche bei einer Verdrehung des Stabes nicht an den Beton andrückt, sondern in der durch die Stab rundung gebildeten zylindrischen Bettung relativ frei drehbar bleibt. Man kann daher nur eine relativ begrenzte Verstärkung der Haftkräfte zwischen dem Beton und derartigen Stäben erzielen.
Die gegenständliche Erfindung möchte diesen Nachteil beheben und erreicht dies dadurch, dass der Querschnitt der Stäbe zwischen zwei Rippen eine zunehmend stärker werdende Auswölbung aufweist, die bei einer Rippe beginnt und mit ihrer grössten Stärke in der nebenliegenden Rippe mündet, wobei die Flä- chen der Rippen bei Verdrehung der Stäbe um ihre Längsachse gegen die anliegende Zementmasse drücken.
Wenn nun durch eine Zugkraft die Tendenz zu einer Längsverschiebung des Stabes und damit zu einer Verdrehung gegeben ist, legen sich die Auswölbungen mit ihrer ganzen Fläche eng an den Beton an und die Reibung zwischen Beton und Armatur wird auf ein vielfaches verstärkt.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entspricht das Profil jeder Auswölbung an einer beliebigen Stelle ihres Querschnittes über ihren ganzen Verlauf oder wenigstens, über einen Teil einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt von dem des Stabquerschnittes verschieden ist, wobei jeder Kreisbogen von der Basis einer Rippe seinen Ausgang nimmt. Weitere Merkmale der erfindungsgemässen Armatur sind aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Figuren der Zeichnung zu ersehen.
Fig. l zeigt in vergrössertem Massstab einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Stab-Bewehrung, Fig. 2 und 3 stellen in perspektivischer Ansicht Teilstücke eines Stabes dar und die Fig. 4 - 7 geben Teilquerschnitte verschiedener Varianten wieder.
Die in den Fig. 1-3 dargestellte Stab-Bewehrung 1 weist auf ihrem Umfang gleichmässig verteilt vier Längsrippen 2 auf, die sich über die ganze Stablänge schraubenförmig hinziehen. Diese Schraubenlinie wird dadurch erzielt, dass der Stab einer Verdrehung in Richtung des Pfeiles f unterworfen wurde. Eine solche Verdrehung kann für sich allein oder auch verbunden mit einem Ziehen oder Zusammendrücken des Stabes ausgeführt werden, wobei die Reihenfolge der einzelnen Arbeitsgänge beliebig ist.
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Gemäss der Erfindung ist der zwischen zwei benachbarten Längsrippen 2 sich erstreckende Teil A - B des Umfanges im Querschnitt kreisbogenförmig, wobei der Mittelpunkt 0'dieses Kreises in bezug auf den Mittelpunkt 0 des Stabes verschoben ist, wodurch eine Auswölbung 2a zunehmender Stärke gebildet wird, die bei einer Längsrippe2 beginnt und am Punkt ihrer grössten Stärke in die benachbarte Längsrippe 2 mündet. Die Mittelpunkte der vier Kreisbogen, die sich zwischen zwei benachbarten Längsrippen erstrecken, sind in gleicher Weise verschoben, so dass die Stärke der einzelnen dadurch gebildeten Auswölbungen im gleichen Sinne anwächst, im vorliegenden Falle also im Sinne des Pfeiles fl, oder anders ausgedrückt im Gegensinne der Verbindung f des Stabes.
Man kann selbstverständlich auch andere Lagen der Mittelpunkte 0'vorsehen, das Ziel bleibt stets das gleiche : Auswüchse zu schaffen. Sie messen auch nicht notwendig nach einem Kreisbogen gebildet sein, sondern mögen irgendeine andere entsprechende Kurve aufwei sen.
Auf der Seite 14 jeder Längsrippe 2, die entgegen der Auswölbung 2a gedreht ist, mit der sie zusamläuft, zeigt das Profil des Schnittes eine Kurve, dank welcher während der Arbeit der Bewehrung der Beton leicht eindringen kann. Es ist bekannt, dass der Beton sich mit einer gebogenen Kontur besser vereinigt als mit einer, die Kanten aufweist, weshalb die Gefahr eines Loslösen, wie sie bei der letztgenannten Ausbildung gegeben ist, hier entfällt.
Ausser den axialen Zugkräften in Richtung FI'wie sie im bewehrten Beton gewöhnlich auftreten, unterliegt der Stab einer Verschiebung A, die den Mittelpunkt 0 eines bestimmten Querschnittes nach 0 verschiebt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, wo die Verschiebung A zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung stark vergrössert wurde.
Ebenso hat ein Punkt m auf der Kante derUngsrippe 2 die Tendenz sich in einer durch den Punkt und
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Verschiebung der Punkte m und n nach m und n und lässt nur eine Verlagerung nach den Punkten m und n2 zu, die sich auf der Schraubenspur der entsprechenden Längsrippen befinden. Dadurch kann sich die Bewehrungsstange nur in dem schraubenförmigen, in den Beton eingeschnittenen Falz verschieben. Dies ver-
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Verdrehung des Stabes in RichtungUmfangspunktes p nicht nach p sondern nach Pa'.
Es folgt daraus ein doppelter Andruck, u. zw. derart, dass jeder Punkt m, p, n einmal einen Andruck entlang der Kante 14 jeder Längsrippe 2 erfährt, wodurch die Kante 14 fest an den Beton gepresst wird und wei- ter einen zweiten Andruck entlang des Profiles AB jeder Auswölbung 2a, durch die der Stab 1 im Sinne von f verdreht wird. Dieser doppelte Andruck verstärkt in beträchtlichem Masse die Bindung zwischen Bewehrung und Beton.
Infolge des besonderen Profiles des Stabes 1 nehmen die Bindekräfte bei einer Beanspruchung zwischen Bewehrung und Beton, wie sie in Richtung und Stärke durch die Pfeile f2 angedeutet sind, von A nach B stetig zu, entsprechend der stetig zunehmenden Stärke jeder Auswölbung 2a. Dadurch sind die Bindekräfte beträchtlich erhöht, was eine bessere Haftung zwischen Beton und Bewehrung sichert.
Durch die Wirkung der Axialkräfte F,, die in umgekehrter Richtung wie die oben genannten Kräfte
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lagert. Ein Punkt m3 auf der Kante einer Längsrippe 2 kann sich nicht entlang einer durch den Punkt ms gehenden Parallelen zur Achse XY verschieben, er kann nur an die Stelle m5 gelangen, die sich auf dieser schraubenlinienförmigen Kante befindet und dies wegen der festen, den Stab umgebenden Betonmasse, so dass man schliesslich erhält:Q,m > 04, m.
Dies verursacht neuerlich eine Verdrehung des Stabes 1, aber diesmal im Sinne des Pfeiles f, das heisst im gleichen Sinne wie der Stab selbst gedreht ist. Das gleiche. gilt für jeden Punkt auf der Oberfläche der Auswölbung 2a.
Diese kombinierte Bewegung der Verschiebung und Verdrehung des Stabes sichern gleicherweise einen doppelten Andruck und eine vollständige Bindung des Stabes mit der ihn umgebenden festen Masse. Als Endeffekt ergibt dies einen Andruck entlang des Profiles AB jeder Auswölbung 2a, durch deren Profil der Stab infolge seiner Längsverschiebung an den Beton gepresst wird und einen zweiten Andruck mit der Seitenfläche 14 jeder Längsrippe durch die Verdrehung des Stabes 1.
Um die Haftung am Beton weiter zu verstärken, kann der Stab zusätzlich Nasen oder Kerben aufweisen, z. B. die Kerbe CD in Fig. 1, so dass die Kontur des Stabes einer durch die Punkte ACDB gegebenen Linie folgt. Diese Kerben oder Nasen können auf allen Oberflächen der Abschnitte AB oder auch nur auf einem oder einigen davon angeordnet sein.
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Schliesslich lassen sich noch Rippen 15, wie sie in Fig. 3 angedeutet sind, entweder auf der ganzen
Oberfläche des Stabes oder auch nur auf einer bestimmten Anzahl der Flächen AB anbringen, um die Haft- fähigkeit zwischen Beton und Stab zu erhöhen. Diese Rippen mögen irgendwelchen Querschnitt aufweisen, der entweder auf ihrer ganzen Länge gleich bleibt oder veränderlich ist, wie in Fig. 1 mit 15a gezeigt ist.
Sie können zwischen A und B kontinuierlich oder unterbrochen sein, zu den Längsrippen 2 senkrecht stehen oder in bezug auf diese eine Neigung aufweisen. Der Stab kann auch Nasen 15b aufweisen oder konti- nuierliche oder diskontinuierliche Rippen, die entlang der Seitenflächen 14 der Längsrippen 2 oder wenigstens einiger von ihnen verlaufen. -
Der erfindungsgemässe Bewehrungsstab soll nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt sein, denn es kann auch ein Stab verwendet werden, dessen Drehrichtung entgegengesetzt verläuft. Was die Richtung anlangt, in der sich die einzelnen Auswölbungen vergrössern, können diese im Gegensatz zur
Drehrichtung des Stabes wie im Ausführungsbeispiel oder umgekehrt gleichlaufend mit dieser angeordnet sein.
Die Zahl der Längsrippen 2 kann verschieden sein, auch ist eine unregelmässige Anordne um den
Stab möglich.
Auch das Profil der Längsrippen lässt sich verschieden ausführen. So zeigt Fig. 4 eine Variante, in der die Seitenfläche 14a jeder Längsrippe eben und nicht gekrümmt ist. Eine weitere Variante zeigt die Fig. 5, in der die entsprechende Seitenfläche 14b jeder Längsrippe eine Stufe aufweist.
Die Fig. 6 stellt eine Variante der Fig. 4 dar, in der die Seitenfläche 14c derart geneigt ist, dass sie einen spitzen Winkel mit der Tangente an den Innenkreis des Stabes 1 bildet. Diese Neigung kann umgekehrt auch so ausgebildet werden, dass statt eines spitzen ein stumpfer Winkel zwischen Seitenfläche und Tangente entsteht.
Die Fig. 7 zeigt eine weitere Variante, in der jede Längsrippe 2 oder wenigstens einige von ihnen Nasen 16 aufweisen, so dass noch schärfer vorspringende Längsrippen entstehen. Diese Ausbildung lässt sich auch mit einer der Ausführungen der Seitenfläche 14, 14a, 14b oder 14c verbinden.
Die Möglichkeiten der Herstellung des erfindungsgemässen Bewehrungsstabes sind vielseitig. Anstatt einen solchen Stab im Ziehverfahren herzustellen, kann man auch das Verfahren des Strangpressens ins Auge fassen. In diesem Falle wird gemäss einem möglichen zusätzlichen Merkmal der Erfindung im Zentrum oder an irgendeiner andern Stelle eine Öffnung 17 entsprechend einem Längskanal freigehalten, was der Vorgang des Strangpressens erfordert. Wenn der Stab dann verdreht wird, kommt es zu einer Verdichtung in den einzelnen Querschnitten und die Öffnung wird ganz oder teilweise geschlossen. Der Stabquerschnitt und die Grösse der Öffnung müssen dabei so festgelegt werden, dass man dem Wunsche im Querschnitt des Fertigstückes die Öffnung gänzlich oder nur teilweise zum Verschwinden zu bringen, gerecht wird.
Bei dieser Herstellungstechnik entfällt der Zentralteil des Stabes, der im bisherigen Herstellungsverfahren bei der Verdrehung nicht erfasst wurde, was deswegen nachteilig war, weil das Fertigstück keine homogene Metallstruktur aufwies. Dieses Verfahren ist auch deswegen besonders wertvoll, weil es genau den gewünschten Querschnitt ergibt.
Die Öffnung 17 kann kreisrund oder nicht, jedenfalls aber so ausgebildet sein, dass eine homogene Kaltverformung möglich ist. Die Öffnung kann auch ersetzt oder vervollständigt werden durch weitere Öffnungen von gleicher oder anderer Form, die so gelagert sind, wie es die Kaltverformung oder die endgültige Querschnittsform erfordern.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bewehrungsstab für Beton, der in seiner Längsrichtung verlaufende schraubenförmige Rippen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Stäbe (1) zwischen zwei Rippen (2) eine zunehmend stärker werdende Auswölbung (2a) aufweist, die bei einer Rippe beginnt und mit ihrer grössten Stärke in der nebenliegenden Rippe mündet, wobei die Flächen (14) der Rippen (2) bei Verdrehung der Stä- be (1) um ihre Längsachse gegen die anliegende Zementmasse drücken.