CH651090A5

CH651090A5 - THORN AND SLEEVE FOR CONNECTING COMPONENTS OF STRUCTURAL AND ENGINEERING.

Info

Publication number: CH651090A5
Application number: CH27/80A
Authority: CH
Inventors: Ulisse Claudio Aschwanden
Original assignee: Ulisse Claudio Aschwanden
Priority date: 1980-01-04
Filing date: 1980-01-04
Publication date: 1985-08-30
Also published as: DE3071973D1; EP0032105A1; ATE27321T1; EP0032105B1

Abstract

1. Mandrel and sleeve for the absorbtion and transmission of lateral forces in the connection together of building elements in constructional and civil engineering works such as roofing elements, flooring elements, ceilings, walls, buttresses, shoring walls or parts thereof with each other or with other building elements, for which purpose the sleeve is to be embedded and secured in the one building element and the mandrel in the other in such a way that the sleeve and/or the mandrel protrude from the surface of their respective building elements, and that the mandrel penetrates the sleeve, and that the sleeve and/or mandrel are furnished with a reinforcement embedding piece for the transmission of lateral forces to the surrounding building element, _c_h_a_r_a_c_t_e_r_i_s_e_d by the following features : a) the reinforcement embedding piece (12, 22, 32, 42, 15, 25, 35 and 45) exhibits a longtitudinal solid or hollow form with either a continuous smooth surface or surface furnished with protruding vanes or the form of vanes mounted singly on the mandrel and/or sleeve ; b) the reinforcement embedding piece (12, 22, 32, 42, 15, 25, 35 and 45) emcompasses the mandrel (14, 24, 34 and 44) and/or the sleeve (11, 21, 31 and 41) wholly or partly and embeds such within at least one portion of its own length ; c) the axial length of the reinforcement embedding piece (12, 22, 32, 42, 15, 25, 35 and 45) is less than that of the sleeve (11, 21, 31 and 41) and/or the mandrel (14, 24, 34 and 44) and is several times greater than the sectional diameter of the sleeve and/or mandrel ; d) the exterior surface area of the reinforcement embedding piece (12, 22, 32, 42, 15, 25, 35 and 45) is greater than that of the mandrel (14, 24, 34 and 44) and/or sleeve (11, 21, 31 and 41) encompassed by itself ; e) the reinforcement embedding piece (12, 22, 32, 42, 15, 25, 35 and 45) is mounted upon the mandrel (14, 24, 34 and 44) and/or sleeve (11, 21, 31 and 41) as an independant part in such a way that it extends thereon, in that section to be embedded in the building element, at least from the external end thereof inwards ; f) the reinforcement embedding piece is so shaped and attached that it is at least transversally to its length more flexibly resilient than the mandrel and/or sleeve themselves thus creating a flexible link with the building element and compensating in its longtitudinal plane the tensions set up by the lateral forces to be absorbed and transmitted.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dorn und eine Hülse für die The invention relates to a mandrel and a sleeve for the

Aufnahme und Übertragung von Querkräften und den Ausgleich von Schub in Längsrichtung, zur Verbindung von Bauteilen des Hoch- und Tiefbaues, wie Dachplatten, Bodenplatten, Decken, Wänden, Stützen, Stützmauern oder von Teilen hiervon miteinander oder mit anderen Bauteilen, wofür die Hülse im einen der zu verbindenden Bauteile, der Dorn im anderen derart einzulassen und zu befestigen ist, dass der Dorn und/oder die Hülse aus dem betreffenden Bauteil vorsteht und der Dorn die Hülse durchdringt. Die Anwendung betrifft in erster Linie Bauteile aus Beton, ist aber bei anderen Bauteilen nicht ausgeschlossen. Absorption and transmission of transverse forces and the compensation of thrust in the longitudinal direction, for connecting structural and civil engineering components such as roof panels, floor panels, ceilings, walls, supports, retaining walls or parts thereof with one another or with other components, for which the sleeve in one of the components to be connected, the mandrel is to be inserted and fastened in the other such that the mandrel and / or the sleeve protrudes from the component in question and the mandrel penetrates the sleeve. The application primarily concerns components made of concrete, but is not excluded for other components.

Dorn und Hülse dienen bekanntlich dazu, Bauteile gegenseitig in ihrer Ebene zu fixieren, wozu sie imstande sein müssen, in der Querrichtung erhebliche Kräfte aufzunehmen, während andererseits der Dorn in der Hülse längs frei verschiebbar sein und bleiben muss, damit sich die Bauteile unter dem Einfluss unterschiedlicher Temperaturen zwanglos ausdehnen und zusammenziehen können. Daher müssen Dorn und Hülse korrosionsbeständig sein und über die von Bauten geforderte lange Lebensdauer bleiben, weshalb sie meistens aus rostfreiem Stahl bestehen, einem kostbaren Material von hoher Festigkeit also. As is known, the mandrel and sleeve serve to fix components in their plane to one another, for which they must be able to absorb considerable forces in the transverse direction, while on the other hand the mandrel in the sleeve must be free to move longitudinally so that the components are under the influence can expand and contract at different temperatures. Therefore, the mandrel and the sleeve must be corrosion-resistant and have to last for the long service life required by buildings, which is why they mostly consist of stainless steel, a precious material with high strength.

Der umgebende Beton besitzt nicht annähernd die gleiche spezifische Belastbarkeit, weshalb man bisher gezwungen war, Dorne und Hülsen in unverhältnismässig grosser Anzahl einzulassen, um hierdurch die Betonbelastung in der Grenzschicht um die Dorne und Hülsen herum in zulässigen Grenzen zu halten. Dies bedeutet aber gleichzeitig mangelhafte Ausnutzung und Vergeudung des kostbaren, rar werdenden Materials, aus dem die Dorne und Hülsen bestehen, und Verschwendung von Arbeitszeit. The surrounding concrete does not have nearly the same specific load-bearing capacity, which is why it has been forced to insert a disproportionate number of mandrels and sleeves in order to keep the concrete load in the boundary layer around the mandrels and sleeves within permissible limits. At the same time, however, this means inadequate use and waste of the precious, increasingly rare material from which the mandrels and sleeves are made, and waste of working time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierin Abilfe zu schaffen, und sie besteht darin, dass der Dorn und/oder die Hülse aussen im Bereich des einzulassenden Teils und mindestens nahe dessen äusserem Ende mit einer Verstärkung versehen ist, welche eine grössere Oberfläche aufweist als der durch die Verstärkung überdeckte Abschnitt des Domes bzw. der Hülse. The object of the invention is to remedy this, and it consists in that the mandrel and / or the sleeve is provided on the outside in the region of the part to be let in and at least near its outer end with a reinforcement which has a larger surface area than that section of the dome or sleeve covered by the reinforcement.

Die Verstärkung verteilt dank ihrer grösseren Oberfläche die auftretende Kraft über eine grössere Fläche im Beton, so dass dessen spezifische Belastung kleiner wird, und zwar ohne dass ein grösserer Durchmesser für den Dorn und die Hülse selber zu wählen wäre, während die Verstärkung nicht aus dem gleichen, kostspieligen Material zu bestehen braucht; sie ist einbetoniert und dadurch vor Korrosion geschützt, und eine Forderung bleibender Gleitfähigkeit wie für Dorn und Hülse besteht bei der Verstärkung nicht. So wird es möglich, gleichzeitig für den Beton und für Dom und Hülse optimale Materialausnutzung zu erzielen, d.h. Material und Arbeitskosten einzusparen. Dies hat allerdings noch weitere Gründe, und aus ihrer Betrachtung wird sich u.a. Thanks to its larger surface area, the reinforcement distributes the force that occurs over a larger area in the concrete, so that its specific load becomes smaller, without having to choose a larger diameter for the mandrel and the sleeve itself, while the reinforcement is not the same need to exist costly material; it is concreted in and thus protected against corrosion, and there is no requirement for permanent lubricity as for mandrel and sleeve in the reinforcement. This makes it possible to achieve optimal material utilization for the concrete and for the dome and sleeve at the same time, i.e. Save material and labor costs. However, there are other reasons for this, and their consideration will, among other things,

ergeben, dass die Verstärkung auch innen gegenüber dem Dorn oder der Hülse nur massig beansprucht ist, nämlich weit weniger als an ihrer Stelle bis dorthin reichender Beton es wäre. result that the reinforcement is only moderately stressed on the inside with respect to the mandrel or the sleeve, namely far less than it would be for concrete reaching there in its place.

Ist keine Verstärkung vorgesehen, so verteilt sich die Belastung bei auftretender Querkraft nicht etwa gleichmässig über den eingelassenen Teil von Dorn und Hülse, sondern grösstenteils auf einen relativ kurzen Abschnitt nahe dem äusseren Ende des eingelassenen Teils, mit einer steilen Spitze unmittelbar an der Kante des betreffenden Bauteils. Diese steile Spitze ist es in erster Linie, die den Beton beansprucht und bisher zu einer Dimensionierung mit sehr schlechter Materialausnutzung zwang. Die Verstärkung gemäss der Erfindung, die unter diesen Umständen nur einen relativ kurzen Abschnitt vom äusseren Ende des eingelassenen Teils an zu überdecken braucht, vermindert dort, wo der grösste Teil der Belastung auftritt, nicht nur die spezi5 If no reinforcement is provided, the load is not distributed evenly over the recessed part of the mandrel and sleeve when shear forces occur, but largely over a relatively short section near the outer end of the recessed part, with a steep peak directly at the edge of the part in question Component. It is this steep peak that primarily stresses the concrete and has previously forced it to be dimensioned with very poor material utilization. The reinforcement according to the invention, which under these circumstances only has to cover a relatively short section from the outer end of the recessed part, reduces where not most of the load occurs, not only the specific one

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fische Beanspruchung, sondern sie baut obendrein jene steile Belastungsspitze ab. fish stress, but on top of that it reduces those steep peak loads.

Das ist besonders auch dadurch der Fall, dass die Verstärkung eine gewisse Elastizität besitzt; minimale elastische Formänderungen in der Verstärkung genügen, damit über ihre Länge sowohl gegenüber dem Dorn oder der Hülse als auch betonseitig die Belastung weitgehend vergleichmässigt wird. Kunststoffe besitzen diese Elastizität ohne weiteres, und die Elastizität von Verstärkungen aus einem metallischen Werkstoff kann durch geeignete Formgebung gesteigert werden. Die Vergleichmässigung der Belastung, insbesondere der Abbau jener steilen Belastungsspitze, entlastet nicht nur den Beton und den Dorn oder die Hülse, sondern dies kommt auch der Verstärkung selber zugute, so dass an die Festigkeitseigenschaften des für die Verstärkung zu verwendenden Werkstoffes keine besonders hohen Anforderungen gestellt werden müssen und manche Kunststoffe dem genügen. This is particularly the case because the reinforcement has a certain elasticity; minimal elastic changes in shape in the reinforcement are sufficient so that the load is largely evened out over its length both with respect to the mandrel or the sleeve and on the concrete side. Plastics have this elasticity without further ado, and the elasticity of reinforcements made of a metallic material can be increased by suitable shaping. The equalization of the load, in particular the reduction of that steep load peak, not only relieves the load on the concrete and the mandrel or the sleeve, but this also benefits the reinforcement itself, so that the strength properties of the material to be used for the reinforcement are not particularly demanding have to be and some plastics suffice.

Man erkennt aus den vorstehenden Ausführungen, dass der Erfindung weit mehr zugrunde liegt als nur der einfache Gedanke, durch Vergrösserung der Oberfläche die spezifische Belastung zu vermindern; aber nicht einmal auf dies allein ist die Fachwelt bisher gekommen, obwohl seit vielen Jahren Bedarf bestanden hat, den oben geschilderten Mangel schlechter und ungleicher Materialausnutzung und der damit verbundenen Mehrkosten zu beheben. Man hatte längst erkannt, dass eine blosse Vergrösserung des Durchmessers von Dorn und Hülse diesen Mangel nicht beheben, sondern verschärfen würde; das Verdienst, in dieser Richtung weitergedacht zu haben, kommt erst jetzt dem Erfinder zu. Die Erfindung ist ferner von der Art, dass man sich - nachdem man sie kennengelernt hat - unwillkürlich sagt, so müsse man es ja machen, und so hätte man es eigentlich schon immer machen sollen. Es wäre naiv, daraus zu folgern, diese Lösung des Problems sei «selbstverständlich»; vielmehr ist dies ein gewichtiges Indiz für eine besonders gute Erfindung und für eine verdienstvolle erfinderische Leistung. It can be seen from the above explanations that the invention is based on much more than just the simple idea of reducing the specific load by increasing the surface; But the experts have not even come up with this alone, although there has been a need for many years to remedy the above-described lack of poor and uneven material utilization and the associated additional costs. It had long been recognized that simply increasing the diameter of the mandrel and sleeve would not remedy this defect, but would exacerbate it; it is only now that the inventor deserves to have thought further in this direction. The invention is also such that, after you have got to know it, you spontaneously tell yourself that you have to do it, and you should have always done it that way. It would be naive to conclude that this solution to the problem is "a matter of course"; rather, this is an important indicator of a particularly good invention and a meritorious inventive achievement.

Die Erfindung schliesst auch die Möglichkeit ein, die Verstärkung nur auf dem Dorn oder nur auf der Hülse vorzusehen. Dies kommt dann in Betracht, wenn die beiden betreffenden Bauteile aus Stoffen mit sehr verschiedenen Festigkeitseigenschaften bestehen; die Verstärkung wird man dann in dem Bauteil mit geringerer spezifischer Belastbarkeit seines Materials anordnen. The invention also includes the possibility of providing the reinforcement only on the mandrel or only on the sleeve. This is considered when the two components in question consist of substances with very different strength properties; the reinforcement will then be arranged in the component with a lower specific load capacity of its material.

Die Verstärkung kann in verschiedener Weise zweckmässig gestaltet sein; so kann sie aussen zylindrisch oder kubisch sein oder die Form von Rippen oder eines Körpers mit Rippen haben, die besonders elastisch gestaltet werden können, und den von ihr überdeckten Abschnitt des Dornes oder der Hülse ganz oder teilweise umgeben. The reinforcement can be designed in various ways; it can be cylindrical or cubic on the outside or have the shape of ribs or a body with ribs, which can be designed to be particularly elastic, and completely or partially surround the section of the mandrel or the sleeve covered by it.

In Anwendungsfällen, in denen mit besonders hohen Belastungen zu rechnen ist, ist es vorteilhaft, wenn die Verstärkung aussen kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpf-förmig ist, den von ihr überdeckten Abschnitt des Dornes oder der Hülse ganz oder teilweise umgibt und den grösseren Durchmesser am äusseren Ende des einzulassenden Teils des Dornes bzw. der Hülse aufweist. Dort wird die erwähnte, In applications in which particularly high loads are to be expected, it is advantageous if the reinforcement is frustoconical or truncated pyramid-shaped, completely or partially surrounds the portion of the mandrel or sleeve covered by it and the larger diameter at the outer end of the part of the mandrel or sleeve to be let. There the mentioned

steile Belastungsspitze durch die Verstärkung zwar abgebaut, aber auch bei guter Elastizität der Verstärkung muss man immer noch damit rechnen, dass die Belastung dort um 20 bis 25% grösser ist, wenn der Durchmesser der Verstärkung mässig und längs gleichbleibend ist. Die kegel- oder pyrami-denstumpfförmige Ausbildung besitzt demgegenüber den Vorteil, dass die spezifische Belastung dank grösserer Oberfläche an der Stelle der grössten Belastung und dort erhöhter Elastizität über die Länge der Verstärkung konstant ausfällt. Es ist bemerkenswert und ein Vorzug der Erfindung, dass die Vergleichmässigung der spezifischen Belastung nicht nur aussen gegenüber dem Beton, sondern zumindest annähernd auch innen zwischen der Verstärkung und dem Dorn oder der Hülse eintritt, dank der Rolle der Verstärkung als elastisches Zwischenglied mit im Falle der kegel- oder pyramidenstumpf-förmigen Ausbildung nach aussen hin zunehmender Nachgiebigkeit. Die ohne Verstärkung an der Bauteilkante konzentrierte Einspannstelle des Dornes bzw. der Hülse wird durch die Verstärkung über einen längeren Abschnitt verteilt, und bei der kegel- oder pyramidenstumpfförmigen Ausbildung setzt sie noch sanfter ein. steep load peaks are reduced by the reinforcement, but even with good elasticity of the reinforcement, one must still expect that the load there is 20 to 25% greater if the diameter of the reinforcement is moderate and constant. The conical or truncated pyramid-shaped design has the advantage that the specific load is constant over the length of the reinforcement thanks to the larger surface at the point of greatest load and increased elasticity there. It is remarkable and an advantage of the invention that the equalization of the specific load occurs not only on the outside compared to the concrete, but at least approximately also on the inside between the reinforcement and the mandrel or sleeve, thanks to the role of the reinforcement as an elastic intermediate member in the case of conical or truncated pyramid-shaped formation towards the outside, increasing flexibility. The clamping point of the mandrel or sleeve, which is concentrated at the component edge without reinforcement, is distributed over a longer section by the reinforcement, and is used even more gently in the case of a truncated cone or truncated pyramid.

Es liegt nun zugleich auch nahe, dass man im Falle unterschiedlicher Belastbarkeiten der Bauteile einerseits im Material von geringerer Belastbarkeit eine kegel- oder pyrami-denstumpfförmige, andererseits eine zylindrische oder kubische Verstärkung vorsehen kann. Ferner ergibt sich ohne weiteres, dass man eine Verstärkung, welche die Form von Rippen oder eines Körpers mit Rippen hat, auch derart gestalten kann, dass sie am einen, äusseren Ende eine grössere Oberfläche als am anderen besitzt. At the same time, it is also obvious that, in the case of different load capacities of the components, a conical or truncated pyramid-shaped reinforcement can be provided in the material of lower load capacity, on the other hand a cylindrical or cubic reinforcement. Furthermore, it is readily apparent that a reinforcement, which has the shape of ribs or a body with ribs, can also be designed in such a way that it has a larger surface area at one outer end than at the other.

Unter den Kunststoffen, aus denen die Verstärkung bestehen kann, ist vor allem Kunstharz mit oder ohne Füllstoff sowie ein Mörtel auf Zementbasis mit oder ohne Kunststoffzusatz zu erwähnen. Beim Kunstharz kann es sich u.a. um ein Epoxydharz handeln, z.B. Bisphenol-A-Epichlorhy-drin mit einem tertiären Amin als Härter, was zwar höhere Temperaturen zur Härtung erfordert, aber deren Anwendung ist zur Abkürzung der Härtungsdauer auch bei Epoxydharzen zu empfehlen, die bei Raumtemperatur zu härten vermögen. Als Füllstoff dafür kommt für gewöhnlich Quarzsand, im Falle besonders hoher Festigkeitsanforderungen auch nadeiförmiges Aluminiumoxyd in Betracht. Es gibt auch geeignete thermoplastische Kunststoffe, welche hohe Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften und an die Alterungsbeständigkeit erfüllen, aber leider sind sie noch relativ kostspielig. Die Entwicklung auf diesem Gebiet ist im Fluss, so dass in Zukunft mit noch grösserer Auswahl an geeigneten Kunststoffen zu rechnen ist. Die Verstärkung aus Kunststoff kann auf irgend eine Weise aufmontiert, z.B. aufgeklebt sein, der Dorn und die Hülse können hiermit aber auch umgössen sein. Among the plastics from which the reinforcement can be made, synthetic resin with or without filler and a cement-based mortar with or without plastic additive should be mentioned. The synthetic resin can include is an epoxy resin, e.g. Bisphenol-A-Epichlorhy-drin with a tertiary amine as hardener, which does require higher temperatures for hardening, but to shorten the hardening time it is also recommended to use it with epoxy resins that are able to harden at room temperature. Quartz sand is usually used as a filler, and in the case of particularly high strength requirements, acicular aluminum oxide can also be used. There are also suitable thermoplastics that meet high demands on mechanical properties and aging resistance, but unfortunately they are still relatively expensive. The development in this area is in flux, so that an even larger selection of suitable plastics can be expected in the future. The plastic reinforcement can be assembled in any way, e.g. be glued on, but the mandrel and the sleeve can also be encapsulated with it.

Ferner kann die Verstärkung auch aus einem metallischen Werkstoff bestehen und dann aufgeschweisst, aufgelötet, aufgenietet, aufgeschraubt oder aufgeklebt sein; hinsichtlich Festigkeit der Verbindung bestehen auch im letzteren Falle keine Bedenken, und u.a. bei dieser Befestigungsweise wird eine hohe Erwärmung des Dorn- und Hülse-Materials und somit die Gefahr einer Verschlechterung seines Gefüges vermieden bzw. ein dies wieder korrigierendes Nachglühen eingespart. Furthermore, the reinforcement can also consist of a metallic material and then be welded, soldered, riveted, screwed or glued on; there are no concerns regarding the strength of the connection even in the latter case, and With this type of fastening, a high heating of the mandrel and sleeve material and thus the risk of a deterioration of its structure are avoided and an afterglow correcting this is saved.

Da die Querbelastung des Dornes und der Hülse grundsätzlich anschliessend ans äussere Ende des eingelassenen Teils am grössten ist und dann weiter hinten stark abnimmt, hätte es keinen Zweck, Dorn und Hülse unverhältnismässig tief einzulassen und entsprechend lang auszuführen; die Belastung würde dann nicht mehr über eine grössere Länge verteilt, und es entstünde unnützer Aufwand an teurem Material. Versuche unter den verschiedensten Bedingungen haben gezeigt, dass die Länge des einzulassenden Teils von Dorn und Hülse dann optimal bemessen ist, wenn sie ungefähr gleich dem Siebenfachen des Dorndurchmessers ist. Die optimale Länge der Verstärkung lässt sich nicht einfach im Verhältnis zum Dorndurchmesser angeben, weil hierfür auch der Durchmesser, die Form und die Materialeigenschaften der Verstärkung eine Rolle spielen; bei üblichen Dorndurchmessern ergibt sich eine optimale Länge von 7 bis 10 cm, was im übrigen nicht kritisch ist. Since the transverse load on the mandrel and the sleeve is basically greatest at the outer end of the recessed part and then decreases sharply further back, there would be no purpose in inserting the mandrel and sleeve disproportionately deep and making them correspondingly long; the load would then no longer be distributed over a greater length, and there would be unnecessary expenditure of expensive material. Tests under a wide variety of conditions have shown that the length of the part of the mandrel and sleeve to be inserted is optimally dimensioned if it is approximately equal to seven times the mandrel diameter. The optimal length of the reinforcement cannot simply be specified in relation to the mandrel diameter, because the diameter, the shape and the material properties of the reinforcement also play a role here; with usual mandrel diameters, an optimal length of 7 to 10 cm results, which is not critical in the rest.

Auf der Verstärkung des Dornes oder auf der Hülse kann am äusseren Ende des einzulassenden Teils eine Befestis A fastener can be attached to the reinforcement of the mandrel or on the sleeve at the outer end of the part to be let in

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gungsplatte angebracht sein, die im Baufach auch «Nagelplatte» genannt wird. In diesem Zusammenhang erscheint es angebracht, auf den Einbau des Dornes und der Hülse einzugehen, zumal deren Gestaltung hierdurch mitbestimmt ist; hierfür sei angenommen, dass die in einem ersten Bauteil an seiner Kante einzulassenden Hülsen je eine Befestigungsplatte tragen, und dass in einem zweiten, benachbarten Bauteil die entsprechenden Dorne einzulassen sind. Man stellt die Verschalung des ersten Bauteils her, nagelt die Hülsen an den vorgesehenen Stellen mit ihren Befestigungsplatten von innen gegen die Verschalung, bringt ggf. die Armierung und sodann den Betonmörtel ein und entfernt nach dessen Abbinden die Verschalung. Dann steckt man die zugehörigen Dorne in die einbetonierten Hülsen, stellt Fugenisolation und Verschalung für den zweiten Bauteil her, bringt ggf. die Armierung und sodann den Betonmörtel ein und entfernt nach dessen Abbinden die Verschalung. Schliesst sich an den zweiten Bauteil ein weiterer, mit Dornen und Hülsen zu verbindender Bauteil an, so bringt man in der diesem benachbarten Verschalungsseite des zweiten Bauteils die vorgesehenen Hülsen wie zuvor beschrieben an, und das Einbauverfahren setzt sich entsprechend fort. be attached, which is also called "nail plate" in construction. In this context, it seems appropriate to go into the installation of the mandrel and the sleeve, especially since their design is thereby determined; for this it is assumed that the sleeves to be let in at the edge in a first component each carry a fastening plate and that the corresponding mandrels are to be let in in a second, adjacent component. The formwork of the first component is produced, the sleeves are nailed with their fastening plates from the inside against the formwork at the intended locations, the reinforcement is inserted if necessary and then the concrete mortar is removed and the formwork is removed after it has set. Then you insert the associated mandrels into the concreted-in sleeves, create joint insulation and formwork for the second component, if necessary bring in the reinforcement and then the concrete mortar and remove the formwork after it has set. If the second component is joined by a further component to be connected with mandrels and sleeves, the sleeves provided are attached to the adjacent formwork side of the second component as described above, and the installation process continues accordingly.

Wie viele Dorne und Hülsen einzubauen bzw. in welchen Abständen sie anzuordnen sind, dies anhand der Belastung und des Fugenspiels jeweils zu entscheiden, ist Sache der Baustatiker. Dagegen kann hier die Regel angegeben werden, dass die Betonschicht-Dicke rings um den Dorn oder die Hülse mindestens viermal so gross wie der Dorndurchmesser sein soll. Muss dieser Wert unterschritten werden, so empfiehlt es sich, zur Verteilung der Beton-Beanspruchung über einen grösseren Abschnitt eine Stützarmierung einzubauen. How many mandrels and sleeves to install, and at what intervals they should be arranged, to decide this based on the load and the gap play is a matter for the structural engineer. In contrast, the rule can be specified here that the concrete layer thickness around the mandrel or sleeve should be at least four times the diameter of the mandrel. If this value has to be fallen short of, it is advisable to install support reinforcement to distribute the concrete stress over a larger section.

Damit Zementmilch und andere Fremdkörper nicht eindringen können, ist es zweckmässig, wenn die äussere Öffnung der Hülse bzw. ggf. der daran befindlichen Befestigungsplatte eine nach dem Einbau leicht entfernbare Abdek-kung aufweist, z.B. eine aufgeklebte Folie, und wenn die Hülsenbohrung am anderen Ende verschlossen ist. So that cement milk and other foreign bodies cannot penetrate, it is expedient if the outer opening of the sleeve or, if applicable, the fastening plate located thereon has a cover which can be easily removed after installation, e.g. a glued-on film, and when the sleeve bore is closed at the other end.

Der Dorn und die Bohrung der Hülse haben meistens einen kreisrunden Querschnitt, aber dieser kann auch anders gewählt sein, z.B. quadratisch, rechteckig, mehreckig oder oval; die äussere Gestalt der Hülse spielt in diesem Zusammenhang keine Rolle, und im übrigen wird man sich danach richten, was an Stangen- und Rohrmaterial erhältlich ist. The mandrel and the bore of the sleeve usually have a circular cross section, but this can also be selected differently, e.g. square, rectangular, polygonal or oval; The outer shape of the sleeve is irrelevant in this connection, and the rest will depend on what rod and tube material is available.

Auch der Dorn kann als rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet sein. Bei gleichem Aussendurchmesser ist dann zwar die zulässige Scher- und Biegebeanspruchung kleiner, aber die an der Einspannstelle auftretende maximale Beanspruchung ist dank der Wirkung der Verstärkung ebenfalls kleiner. Man kann einen rohrförmigen Dorn sogar relativ dünnwandig ausführen, wenn man angesichts mässiger Belastung Material sparen will; andererseits ist es oft möglich, bei hoher Belastung einen etwas grösseren Durchmesser in Kauf zu nehmen. Ein Rohr besitzt gegenüber Vollmaterial von gleichem Querschnitt den Vorteil eines grösseren Widerstandsmoments und kleinerer Flächenpressung in dem umgebenden Körper, und letzteres hat auch Einfluss auf die Scherfestigkeit, mag diese auch überwiegend vom Querschnitt abhängen. Das Abscheren wird nämlich durch Überschreiten der zulässigen Flächenpressung (spezifischen Belastung) und demzufolge plastische Deformation an der Oberfläche des Gegenstandes eingeleitet, sobald dort die Streckgrenze überschritten wird; so kommt es, dass ein Rohr eine grössere Scherfestigkeit besitzt als ein Vollstab von gleichem Querschnitt und Material. The mandrel can also be designed as a tubular hollow body. With the same outside diameter, the permissible shear and bending stress is then smaller, but the maximum stress occurring at the clamping point is also smaller thanks to the effect of the reinforcement. You can even make a tubular mandrel relatively thin-walled if you want to save material in view of moderate stress; on the other hand, it is often possible to accept a somewhat larger diameter under high loads. Compared to solid material of the same cross-section, a tube has the advantage of a greater section modulus and a smaller surface pressure in the surrounding body, and the latter also has an influence on the shear strength, which may also largely depend on the cross-section. Shearing is initiated by exceeding the permissible surface pressure (specific load) and consequently plastic deformation on the surface of the object as soon as the yield point is exceeded there; this means that a pipe has a higher shear strength than a solid rod of the same cross-section and material.

Die beigefügten Zeichnungen stellen den Gegenstand der Erfindung anhand einiger als Beispiele ausgewählter Ausführungsformen dar, und zwar: The accompanying drawings illustrate the subject matter of the invention with the aid of some embodiments selected as examples, namely:

Fig. 1 und 2 Hülse und Dorn einer ersten Ausführungsform in Ansicht, 1 and 2 sleeve and mandrel of a first embodiment in view,

Fig. 3 und 4 Hülse und Dorn einer zweiten Ausführungsform in Ansicht, 3 and 4 sleeve and mandrel of a second embodiment in view,

Fig. 5 den Gegenstand von Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, 5 shows the object of FIG. 1 in a perspective view,

Fig. 6 den Gegenstand von Fig. 2 in perspektivischer Darstellung, 6 shows the object of FIG. 2 in a perspective view,

Fig. 7 und 8 Hülse und Dorn einer dritten Ausführungsform in Ansicht, 7 and 8 sleeve and mandrel of a third embodiment in view,

Fig. 9 und 10 Hülse und Dorn einer vierten Ausführungsform im Schnitt, 9 and 10 sleeve and mandrel of a fourth embodiment in section,

Fig. 11 den Gegenstand von Fig. 10 in perspektivischer Darstellung, 11 is a perspective view of the subject of FIG. 10,

Fig. 12 den Gegenstand von Fig. 8 in perspektivischer Darstellung. Fig. 12 shows the subject of Fig. 8 in perspective.

Den Figuren 1 bis 4 und 7 bis 10 gemeinsam ist, dass eine Bauteilkante K angedeutet ist; dies stellt klar, wie weit der jeweils dargestellte Gegenstand in den Bauteil einzulassen ist. Common to FIGS. 1 to 4 and 7 to 10 is that a component edge K is indicated; this clarifies how far the object shown is to be let into the component.

In Fig. 1 und 2 erkennt man eine Hülse 11 mit einer Verstärkung 12 und einer Befestigungsplatte 13 sowie einen in die Hülse 11 passenden Dorn 14 mit einer Verstärkung 15. Die Verstärkungen 12 und 15 sind aussen kegelstumpfförmig, daher gemäss den weiter oben gegebenen Hinweisen für hohe Belastungen oder in Bauteilen aus nicht sehr festem Material besonders geeignet und z.B. aus einem Epoxydharz mit Quarzsandfüllung bestehend, mit dem die darin befindlichen Teile umgössen sind, und das dann gleich auch die Halterung der Befestigungsplatte 13 übernehmen kann, die anderenfalls mit der Hülse 11 in anderer bekannter Weise zu verbinden wäre. 1 and 2, a sleeve 11 with a reinforcement 12 and a fastening plate 13 and a mandrel 14 with a reinforcement 15 fitting into the sleeve 11 can be seen. The reinforcements 12 and 15 are frustoconical on the outside, therefore in accordance with the instructions given above for high loads or in components made of not very strong material and particularly suitable consisting of an epoxy resin with quartz sand filling, with which the parts therein are molded, and which can then also take over the mounting of the mounting plate 13, which would otherwise be connected to the sleeve 11 in a known manner.

Zur besseren Veranschaulichung ist der Gegenstand von Fig. 1 in Fig. 5, derjenige von Fig. 2 in Fig. 6 perspektivisch dargestellt; in Fig. 5 erkennt man in der Befestigungsplatte 13 vier Löcher, durch welche man die Befestigungsplatte beim Einbau in die Verschalung des Bauteils nagelt. For better illustration, the subject of FIG. 1 is shown in perspective in FIG. 5, that of FIG. 2 in FIG. 6; 5, four holes can be seen in the mounting plate 13, through which the mounting plate is nailed when it is installed in the casing of the component.

Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform mit einer Hülse 21 mit einer Verstärkung 22 und einer Befestigungsplatte 23 sowie einem in die Hülse passenden Dorn 24 mit einer Verstärkung 25. Der einzige bemerkenswerte Unterschied gegenüber Fig. 1 und 2 besteht darin, dass die Verstärkungen 22 und 25 in diesem Falle aussen zylindrisch sind. Fig. 3 und 4 würden nicht anders aussehen, wenn der Querschnitt der Verstärkungen 22 und 25 aussen quadratisch oder rechteckig begrenzt wäre, und auch dies würde eine zweckmässige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes darstellen. 3 and 4 show a second embodiment with a sleeve 21 with a reinforcement 22 and a fastening plate 23 and a mandrel 24 which fits into the sleeve with a reinforcement 25. The only remarkable difference compared to FIGS. 1 and 2 is that the reinforcements 22 and 25 in this case are cylindrical on the outside. 3 and 4 would not look different if the cross-section of the reinforcements 22 and 25 were limited on the outside square or rectangular, and this would also represent an expedient embodiment of the subject matter of the invention.

Fig. 7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform mit einer Hülse 31 mit einer Verstärkung 32 und einer Befestigungsplatte 33 sowie einem in die Hülse 31 passenden Dorn 34 mit einer Verstärkung 35. In diesem Falle haben die Verstärkungen 32 und 35 aus Kunststoff oder Metall die Form eines Körpers mit Rippen, was aus Fig. 12 anschaulich wird, die den Gegenstand von Fig. 8 perspektivisch darstellt. Rippenrohre sind handelsüblich; hieraus beispielsweise kann man die Verstärkungen 32 und 35 durch einfaches Abstechen herstellen und dann z.B. aufkleben. 7 and 8 show a third embodiment with a sleeve 31 with a reinforcement 32 and a fastening plate 33 and a mandrel 34 which fits into the sleeve 31 with a reinforcement 35. In this case, the reinforcements 32 and 35 made of plastic or metal have the shape a body with ribs, which becomes clear from Fig. 12, which represents the subject of Fig. 8 in perspective. Finned tubes are commercially available; from this, for example, reinforcements 32 and 35 can be produced by simply parting off and then e.g. stick on.

Ein Vergleich zwischen den Figuren 1 bis 4 legt es nahe, dass man auch den Körper mit Rippen so gestalten kann, dass er selber am äusseren Ende einen grösseren Durchmesser besitzt und/oder seine Rippen dort weiter ausladen, um hierdurch die Belastung zu vergleichmässigen und eine höhere Belastbarkeit zu erzielen. Relativ dünne Rippen erhöhen die Gesamt-Elastizität des Körpers mit Rippen, wovon man zumal bei Ausführung aus Metall leicht Gebrauch machen kann; in diesem Falle kann er z.B. ein Guss- oder Spritzgussteil sein. A comparison between Figures 1 to 4 suggests that the body can also be designed with ribs in such a way that it itself has a larger diameter at the outer end and / or further unload its ribs there, in order to thereby even out the load and one to achieve higher resilience. Relatively thin ribs increase the overall elasticity of the body with ribs, which is easy to use, especially when made of metal; in this case he can e.g. be a cast or injection molded part.

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Fig. 9 und 10 zeigen im Schnitt eine vierte Ausführungsform mit einer Hülse 41 mit einer Verstärkung 42 sowie einem in die Hülse 41 passenden Dorn 44 mit einer Verstärkung 45, die eine Befestigungsplatte 43 trägt. Die Verstärkungen 42 und 45 sind in diesem Falle Hohlkörper, was die Schnittdarstellung deutlich zeigt; Fig. 11 veranschaulicht zudem den Gegenstand von Fig. 10 in perspektivischer Darstellung. 9 and 10 show in section a fourth embodiment with a sleeve 41 with a reinforcement 42 and a mandrel 44 fitting in the sleeve 41 with a reinforcement 45, which carries a fastening plate 43. The reinforcements 42 and 45 are hollow bodies in this case, which clearly shows the sectional view; FIG. 11 also illustrates the object of FIG. 10 in perspective.

Waren bei den vorigen Ausführungsformen gegenüber der jeweiligen Bauteilkante K vorstehende Dorne und bündige Hülsen vorgesehen, so ist es bei der Ausführung nach Fig. 9 und 10 umgekehrt: Dort steht gegenüber der jeweiligen Bauteilkante K die Hülse vor und ist der Dorn bündig damit. 9 and 10, the reverse is true for the embodiment according to FIGS. 9 and 10: there the sleeve projects in front of the respective component edge K and the mandrel is flush therewith.

Dies bedingt, dass um den Dorn 44 auf eine gewisse Tiefe ein Spalt von ringförmigem Querschnitt frei bleiben muss, damit sich dort die Hülse 41 über den Dorn 44 schieben kann. Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist die Verstärkung 45 gleichzeitig dazu ausgenutzt, diesen Spalt freizuhalten, indem sie am äusseren Ende offen ausgeführt ist. Die Kegelstumpfform der Verstärkung 45 dient in diesem Falle nicht nur wiederum der Vergleichmässigung der Belastung und Erhöhung der Belastbarkeit wie zuvor bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 2, sondern zusätzlich auch der Versteifung der Verstärkung 45, was von Vorteil ist, da sie, nur am einen Ende auf This means that a gap of annular cross section must remain free around the mandrel 44 to a certain depth so that the sleeve 41 can slide there over the mandrel 44. In the embodiment according to FIG. 10, the reinforcement 45 is simultaneously used to keep this gap free by being open at the outer end. The truncated cone shape of the reinforcement 45 in this case not only serves to even out the load and increase the load capacity as previously in the embodiments according to FIGS. 1 and 2, but also also to reinforce the reinforcement 45, which is advantageous because it only at one end

5 651090 5 651090

dem Dorn 44 befestigt, im übrigen freitragend ist. Dies ist bei der Verstärkung 42 nicht der Fall, weshalb man sie der Einfachheit halber auch mit über ihre Länge gleichbleibendem Durchmesser ausführen kann, wie dort gezeichnet und sofern s die dortige Belastung es zulässt. Bei dünnwandiger Ausführung sind die Verstärkungen 42 und 45 vorzugsweise aus Metall hergestellt, samt der Befestigungsplatte 43 je nach jeweiliger Zweckmässigkeit einteilig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt und z.B. aufgeklebt. the mandrel 44 attached, otherwise unsupported. This is not the case with the reinforcement 42, which is why, for the sake of simplicity, it can also be carried out with a diameter that is constant over its length, as shown there and if the load there permits. In the case of a thin-walled design, the reinforcements 42 and 45 are preferably made of metal, together with the fastening plate 43, in one piece or composed of several parts, depending on the respective suitability, and e.g. glued.

10 10th

Kann man, wie gezeigt, den Dorn oder die Hülse gegenüber der jeweiligen Bauteilkante K vorstehen lassen, so ist es damit nahegelegt, dass man auch den Dorn und die Hülse vorstehen lassen kann. Dies kann zu mehreren Vor-15 teilen führen. So braucht, verglichen mit der Ausführungsform nach Fig. 9 und 10, der ringförmige Spalt um den Dorn 44 nicht so tief und die Verstärkung 45 nur auf ein weniger langes Stück freitragend zu sein; ferner verlegt dies den Schwerpunkt der zwischen Dorn und Hülse auftretenden 20 Querkräfte genau auf die Fuge zwischen den beiden betreffenden Bauteilen, so dass die Querkräfte auf Dorn und Hülse mit gleichem Hebelarm wirken. Einzelheiten einer solchen Ausführungsform ergeben sich aus den gezeigten Figuren auf naheliegende Weise. If, as shown, the mandrel or the sleeve can be allowed to protrude from the respective component edge K, it is obvious that the mandrel and the sleeve can also be protruded. This can lead to several advantages. Thus, compared to the embodiment according to FIGS. 9 and 10, the annular gap around the mandrel 44 does not have to be as deep and the reinforcement 45 only has to be cantilevered over a shorter length; Furthermore, this relocates the center of gravity of the 20 transverse forces occurring between the mandrel and the sleeve precisely to the joint between the two components in question, so that the transverse forces act on the mandrel and sleeve with the same lever arm. Details of such an embodiment are evident from the figures shown.

B B

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

651090

1. Mandrel and sleeve for the absorption and transmission of transverse forces and the compensation of thrust in the longitudinal direction, for connecting structural or civil engineering components such as roof panels, floor panels, ceilings, walls, supports, retaining walls or parts thereof with one another or with others Components for which the sleeve in one of the components to be connected, the mandrel in the other is to be inserted and fastened in such a way that the mandrel and / or the sleeve protrudes from the relevant component and the mandrel penetrates the sleeve,

characterized,

that the mandrel (14,24,34,44) and / or the sleeve (11,21, 31,41) outside with a reinforcement (12,22,32,42, 15, 25, 35, 45) is provided, which has a larger surface area than the section of the dome or the sleeve covered by the reinforcement.

2. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that the reinforcement (22,25,32,35,42) is cylindrical or cubic on the outside or has the shape of ribs or a body with ribs and the portion covered by it completely or partially surrounds.

2nd

PATENT CLAIMS

3. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that the reinforcement (12, 15, 45) is in the shape of a truncated cone or truncated pyramid, completely or partially surrounds the section covered by it and has the larger diameter at the outer end of the part to be let in .

4. mandrel and sleeve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reinforcement (12,22,32,15, 25,35) consists of a synthetic resin with or without filler or from a cement-based mortar with or without plastic and is mounted, or that the mandrel (14, 24, 34) or the sleeve (11, 21, 31) is hereby encapsulated.

5. mandrel and sleeve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reinforcement (32,42,35,45) consists of a metallic material and is welded, soldered, riveted, screwed or glued.

6. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that its part to be let in has a length which is approximately equal to seven times the dome diameter, and that the reinforcement (12,22,32,42,15,25, 35, 45) is 7 to 10 cm long.

7. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that on the reinforcement (45) of the dome (44) or on the sleeve (11,21,31) at the outer end of the part to be let in a fastening plate (13,23,33, 43) is attached.

8. dome and sleeve according to claim 1 or 7, characterized in that the outer opening of the sleeve (11,21, 31,41) has a cover which prevents the penetration of cement milk and other foreign bodies and is easily removable after installation, and that the sleeve bore is closed at the opposite end.

9. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that the mandrel (14,24,34,44) and the bore of the sleeve (11,21,31,41) has a circular, square, rectangular, polygonal or oval cross section .

10. mandrel and sleeve according to claim 1, characterized in that the mandrel (14,24,34,44) is designed as a tubular hollow body.