DE10134809A1

DE10134809A1 - Reibkraftverstärker

Info

Publication number: DE10134809A1
Application number: DE10134809A
Authority: DE
Inventors: Albert Frischmann; Joachim Mauz
Original assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke Artur Fischer GmbH and Co KG
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-02-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reibkraftverstärker (10) für bspw. eine Schraubbefestigung eines Stahlbauteils (16) an einer Betonwand (18). Die Erfindung schlägt vor, einen Reibkraftverstärker (10) in Form einer Unterlegscheibe, der ein Bindemittel aufweist, in das eckige und kantige Körner (4) aus hartem Material wie bspw. Korund oder Hartmetallsplitter eingebettet sind, zwischen die beiden Bauteile (16, 18) einzulegen. Die Körner (14) drücken sich beim Gegeneinanderspannen der beiden Bauteile (16, 18) mit ihren Ecken und Kanten in deren Oberflächen ein und bewirken dadurch einen Formschluss, der die Reibung auf etwa das dreifache erhöht. Durch den erfindungsgemäßen Reibkraftverstärker ist eine Querbelastbarkeit der Schraubverbindung auf ein mehrfaches erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibkraftverstärker für eine Verbindung zweier Bauteile, die durch eine Normalkraft gegeneinander gespannt sind und durch Reibschluss gegen eine Querlast aneinander halten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung ist insbesondere für die Befestigung eines Metall- oder Stahlbauteils, bspw. einer Konsole, Schiene oder dgl., an einer Wand bspw. aus Ziegel oder Beton vorgesehen. Es ist bekannt und üblich, derartige Verbindungen mit einem Gewindebolzen und einer aufgeschraubten Mutter herzustellen. Der Gewindebolzen wird in der Wand bspw. mit einem Dübel verankert oder einzementiert. Der Gewindebolzen durchgreift ein Loch in dem zu befestigenden Stahlbauteil und die Mutter ist auf den Gewindebolzen aufgeschraubt und angezogen, sie spannt das Stahlbauteil mit einer Normalkraft gegen die Wand. Die Normalkraft bewirkt einen Reibschluss zwischen dem Stahlbauteil und der Wand, durch die eine Querlast, also eine parallel zur Wandoberfläche gerichtete Kraft, vom Stahlbauteil auf die Wand übertragbar ist, so dass das Stahlbauteil belastbar ist. Anstelle des Gewindebolzens mit der aufgeschraubten Mutter kann bspw. auch eine Schraube Verwendung finden. Auch ist bspw. eine Nietverbindung der beiden Bauteile miteinander möglich. Zu dem ist die Verbindung nicht auf den genannten Anwendungsfall beschränkt, es können bspw. auch zwei Stahl- oder sonstige Teile durch eine Normalkraft gegeneinander gespannt sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die durch die Normalkraft bewirkte Reibung zwischen den Bauteilen einer Verbindung der vorstehend erläuterten Art zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Reibkraftverstärker weist eckige und/oder kantige Körner großer Härte auf, deren Ecken und/oder Kanten aus dem Reibkraftverstärker vorstehen. Der Reibkraftverstärker wird zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen angeordnet, so dass sich Ecken und/oder Kanten der Körner beim gegeneinander Spannen der Bauteile in deren Oberflächen eindrücken und/oder mit einer bspw. rauen Betonoberfläche verzahnen. Der Reibkraftverstärker bewirkt einen Formschluss und erhöht eine Reibung zwischen den beiden gegeneinander gespannten Bauteilen, so dass die Verbindung eine höhere Querlast aufnehmen kann.

Der Reibkraftverstärker kann bspw. ein Granulat oder Splitter aus Korund, Karbid, Nitrid, Quarz, Diamant oder Hartmetall oder auch eine Mischung derartiger Materialen als Körner aufweisen. Die Aufzählung ist nicht abschließend.

Insbesondere bei einer dynamischen Querlast wirkt der erfindungsgemäße Reibkraftverstärker einem schrittweisen Verschieben der beiden Bauteile gegeneinander entgegen, es ist mit einer erheblich verbesserten Querbelastbarkeit der Verbindung bei dynamischer Lastaufbringung zu rechnen.

In bevorzugter Ausgestaltung hat der erfindungsgemäße Reibkraftverstärker die Form einer Unterlegscheibe, wodurch er einfach verwendbar ist. Auch kann der Reibkraftverstärker bspw. platten- oder streifenförmig sein und er kann Löcher zum Durchstecken von Verbindungsmitteln wie bspw. Gewindebolzen aufweisen.

Die Körner können bspw. in eine Unterlegscheibe (Lochscheibe), eine Platte oder einen Streifen aus Kunststoff oder Metall als Träger eingedrückt sein. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein Bindemittel vor, das die Körner miteinander verbindet. Das Bindemittel kann steif, bspw. ein Kunstharz sein. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ein weiches Bindemittel, bspw. Silicon vor, das sich leicht verformen lässt und dadurch an Unebenheiten der einander zugewandten Oberflächen der gegeneinander gespannten Bauteile anpasst. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht eine aushärtbare Masse als Bindemittel vor, wobei es sich ebenfalls um Silicon oder bspw. auch ein Kunstharz handeln kann. Das Bindemittel, in dem die eckigen oder kantigen Körner enthalten sind, wird in flüssigem, insbesonderen zähflüssigem oder pastösem Zustand auf eines der beiden Bauteile oder auf beide Bauteile aufgetragen, bevor diese gegeneinander gespannt werden. Das Gegeneinanderspannen der beiden Bauteile kann erfolgen bevor das Bindemittel ausgehärtet ist, während des Aushärtens des Bindemittels oder nach dem Aushärten des Bindmittels.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine nicht aushärtende, flüssige, insbesondere zähflüssige oder pastöse Masse vor, in der die Körner enthalten sind. Mit der Masse werden die Körner auf eines der beiden Bauteile oder auf beide Bauteile aufgetragen, bevor diese gegeneinander gespannt werden. Die Masse bildet ein Haftmittel, welches die Körner bis zum Gegeneinanderspannen der Bauteile an diesen hält. Nach dem Gegeneinanderspannen ist die Masse nicht mehr notwendig, sie kann deswegen flüchtig sein. Die Masse kann allerdings auch zwischen den gegeneinander gespannten Bauteilen verbleiben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Reibkraftverstärker im Achsschnitt; und
Fig. 2 eine Schraubverbindung zweier Bauteile unter Verwendung des Reibkraftverstärkers aus Fig. 1 in Schnittdarstellung.
Der in Zeichnung dargestellte, erfindungsgemäße Reibkraftverstärker 10 weist die Form einer Unterlegscheibe (Lochscheibe) auf. Er weist ausgehärtetes, elastisches Silicon als Bindemittel 12 auf, in das eckige und kantige Körner 14 eingebetet sind. Das Bindemittel hat die Form der Unterlegscheibe, Ecken und Kanten der Körner 14 stehen an Stirnseiten aus dem Bindemittel 12 vor. Es ist allerdings nicht zwingend erforderlich, dass die Körner 14 in unverformtem Grundzustand des Reibkraftverstärkers 10 aus dem Bindemittel 12 vorstehen, wenn sich das Bindemittel 12 durch Druck auf die Stirnseiten zusammendrücken lässt, so dass Ecken und Kanten der Körner 14 aus den Oberflächen vortreten. Die Körner 14 bestehen aus einem harten Material, bspw. aus Korund oder Hartmetallsplittern. Weitere mögliche Werkstoffe für die Körner sind Quarz, Karbide, Nitride, Diamant oder auch eine Mischung von Körnern aus derartigen Werkstoffen.
Eine Verwendung des Reibkraftverstärkers 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Schraubverbindung zweier Bauteile 16, 18 miteinander. Eines der beiden Bauteile 16 ist ein Stahlbauteil 16, bspw. ein Fuß einer im übrigen nicht dargestellten Konsole. Das andere Bauteil 18 ist bspw. eine Wand 18 aus Beton, an der das Stahlbauteil 16 durch die Schraubverbindung befestigt ist.
Zur Herstellung der Schraubverbindung ist ein Gewindebolzen 20 in der Wand 18 verankert. Die Verankerung ist in der Zeichnung nicht dargestellt, sie kann in an sich bekannter Weise bspw. mit einem Dübel oder durch Einzementieren des Gewindebolzens 20 in einem Bohrloch in der Wand 18 erfolgen.
Auf den Gewindebolzen 20 ist der die Form einer Unterlegscheibe aufweisende Reibkraftverstärker 10 und daran anschließend das Stahlbauteil 16 aufgesetzt, wobei das Stahlbauteil 16 zum Aufsetzen auf den Gewindebolzen 20 mit einem Durchgangsloch versehen ist. Nach dem Stahlbauteil 16 ist eine gewöhnliche Stahl- Unterlegscheibe 22 auf den Gewindebolzen 20 aufgesetzt und eine Mutter 24 aufgeschraubt und festgezogen. Die Mutter 24 übt eine Kraft in axialer Richtung des Gewindebolzens 20 auf das Stahlbauteil 16 aus, sie spannt die beiden Bauteile 16, 18 mit einer Normalkraft gegeneinander. Dadurch werden die beiden Bauteile 16, 18 gegen den Reibkraftverstärker 10 gedrückt und es drücken sich die Ecken und Kanten der Körner 14 des Reibkraftverstärkers 10 in einander zugewandte Oberflächen der beiden Bauteile 16, 18 ein. Im Falle des Betons kann sich aufgrund dessen üblicherweise rauer Oberfläche auch eine Verzahnung der Ecken und Kanten der Körner 14 mit der Oberfläche der Wand 18 ergeben. Die eckigen und kantigen Körner 14 bewirken einen Formschluss mit den einander zugewandten Oberflächen der gegeneinander gespannten Bauteile 16, 18 und vergrößern dadurch bei vorgegebener Normalkraft eine Reibkraft zwischen den beiden Bauteilen 16, 18. Die Schraubverbindung ist dadurch in Querrichtung zum Gewindebolzen 20, also parallel zu den einander zugewandten Oberflächen der Bauteile 16, 18, höher belastbar. Bei Versuchen hat sich ergeben, dass bei der Paarung Stahl/Beton die Reibkraft zwischen den beiden Bauteilen 16, 18 durch Verwendung des Reibkraftverstärkers 10 etwa dreimal so groß ist, als wenn die beiden Bauteile 16, 18 ohne den dazwischenliegenden Reibkraftverstärker 10 unmittelbar gegeneinander gespannt sind.

Claims

1. Reibkraftverstärker für eine Verbindung zweier Baurteile, die durch eine Normalkraft gegeneinander gespannt sind und durch Reibschluss gegen eine Querlast aneinander halten, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkraftverstärker (10) Körner (14) großer Härte mit Ecken und/oder Kanten aufweist, die an den Bauteilen (16, 18) zugewandten Seiten aus dem Reibkraftverstärker (10) vorstehen und sich beim Gegeneinanderspannen der Bauteile (16, 18) in Bauteiloberflächen eindrücken und/oder sich mit den Bauteiloberflächen verzahnen.

2. Reibkraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkraftverstärker (10) Körner (14) aus Korund, Quarz, Karbiden, Nitriden, Diamant und/oder Hartmetall aufweist.

3. Reibkraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkraftverstärker (10) die Form einer Unterlegscheibe aufweist.

4. Reibkraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner (14) in ein Bindemittel (12) eingebunden sind.

5. Reibkraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (12) aus einem weichen Material besteht.

6. Reibkraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (12) eine aushärtbare Masse aufweist.

7. Reibkraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkraftverstärker (10) eine flüssige oder pastöse Masse aufweist, die die Körner (14) enthält.