DE102012002130A1

DE102012002130A1 - Zug-/Druckstab-Einheit

Info

Publication number: DE102012002130A1
Application number: DE102012002130A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2013-08-08
Also published as: EP2623683B1; EP2623683A1

Abstract

Zug-/Druckstab-Einheit aus beliebigen Werkstoffen und beliebigen Querschnittsformen dadurch gekennzeichnet, dass diese Zug-/Druckstab-Einheit aus einem Zugstab (4) der durch den Druckstab (2) führt besteht und der sowohl wechselseitig, als auch einseitig Zug-, Druck- und/oder Knickkräfte aufnimmt und durch Vorspannen und/oder einfaches Spannen auch ohne Fügemittel, wie Schweißen oder Kleben, durch Widerlager (3) der den Druckstab (2) bildenden Zusammenhalt schafft, so dass alle Stahlteile unabhängig voneinander und ohne Nachbehandlung vollständig und nachhaltig feuerverzinkbar sind und die äußeren Gewinde der Zugstab-Abschnitte auch der Längenänderung dienen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zug-/Druckstab-Einheit mit Montageverfahren zu deren Herstellung.
Die Erfindung findet vorzugsweise in der Bautechnik Verwendung.
In der Bautechnik sind meist rohrförmige Druckstäbe aus Stahl, Holz oder Glas bekannt. Durch die DE 20 2005 007 708 sind Druckstäbe bekannt, deren Rohre mit plattenförmigen oder konischen Anschlussteilen gefügt sind. Die DE 10 2007 001 830 beschreibt Zug- oder Druckstäbe für eine Unterspannung, deren Rohre vordergründig ein unterschiedliches Erscheinungsbild beabsichtigen. Durch die Website der Fa. induo Systemholztechnik sind Druckstäbe aus Holz mit Verbindungen durch Dübel bekannt. Die DE 102 48 325 beschreibt einen Druckstab aus Glas.
Druckstäbe aus Glas sind wegen der Spröd-Brüchigkeit ohne Vorspannung nicht realisierbar und können keine hohen Zugkräfte aufnehmen.
Bei Druckstäben aus Holz ist sehr nachteilig, dass die Anschlüsse aus Stahl komplizierte und teure Verbindungen, die Schlupf erzeugen und nur gering belastbar sind, gefügt werden müssen. Die Übertragung von hohen Zugkräften ist nur mit hohem Aufwand oder gar nicht möglich.
Bei bekannten Druckstäben aus Stahl, die auch Zugkräfte übertragen, ist nachteilig, dass die Anschlussteile, etwa wie in der DE 20 2005 007 708 beschrieben, aufwändig und teuer durch Schweißen gefügt werden.
Beim Schweißen von verzinkten Rohren und Anschlussteilen verdampft der Zink gesundheitsschädlich. Durch Bohrungen in den Rohren, zum Aufhängen beim Verzinken oder zum Drehen bei der Montage, kann Feuchtigkeit eindringen, die an den inneren Schweißzonen gefährliche, von außen nicht sichtbare Korrosion verursachen kann. Beim Schweißen vor dem Verzinken ist sehr nachteilig, dass danach die mit Zink vollgelaufenen Gewinde nicht mehr auf das Normalmass nachgeschnitten werden können. Es fehlt dann die Zinkschicht auf den Gewinden, wo der Korrosionsschutz am wichtigsten ist. Das alternative Erhitzen und Abbürsten nach dem Verzinken oder das Beschichten der Gewinde mit Zinkstaubfarbe, ist nur ein mangelhafter Korrosionsschutz.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zug-/Druckstab-Einheit auszubilden, die wechselseitig sowohl Zug- als auch Druck- und Knickkräfte übertragen kann, unabhängig vom Werkstoff und bei der das Fügen ohne Schweißen form- und/oder Kraftschlüssig erfolgt, so dass alle Stahlteile feuerverzinkt werden können, vollständig und nachhaltig mit feuerverzinkten Gewinden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 10 gelöst. Die Zeichnungen zeigen:
1 Schnitt durch eine mögliche Prinzip Zeichnung mit konischen Widerlagern.
2 Schnitt durch eine mögliche Prinzip Zeichnung mit plattenförmigen Widerlagern.
3 Schnitt durch eine mögliche Prinzip Zeichnung mit Widerlagern aus Guss.
4 Schnitt durch eine mögliche Zugstabreduzierung.
5 Schnitt durch eine mögliche Reduzierhülse.
Ein wichtigstes Merkmal der Erfindung ist, dass die Zug-/Druckstab-Einheit jeweils aus einem Zugstab 1 – beispielsweise aus einem Zugstabsystem – und einem Druckstab 2 besteht, wobei die Einheit statisch sowohl wechselseitig als auch einseitig belastet werden kann. Die Gewinde der Zugstab-Abschnitte 4 übernehmen neben den statischen, erfindungsgemäß zusätzlich auch die den Zusammenhalt schaffenden, den Druckstab 2 bildenden Zugkräfte, wobei die Gewinde auch als Längenverstellung der Zug-/Druckstab-Einheit dienen können.
Der Druckstab wird gebildet, in dem die Widerlager 3 durch die Gewinde der Zugstab-Abschnitte 4 beidseitig an das rohrförmige oder vollflächige Material des Druckstabes 2 gefügt bzw. gepresst werden. Dies kann von Hand mit üblichen Werkzeugen oder wie in der DE 20 2005 007 708 beschrieben, vorzugsweise durch Bohrungen 18 für Hakenschlüssel oder durch Schlüsselflächen 17 geschehen.
Ein weiteres wichtigstes Merkmal der Erfindung ist das den Zusammenhalt schaffende und damit den Druckstab bildende Vorspannen des Zugstabes. Die Zugstab-Abschnitte 4 ermöglichen durch deren Gewinde selbst und/oder über jegliche Anschlusselemente 6, wie beispielsweise Muttern, Bleche oder Gabelköpfe, das kontrollierte Vorspannen nach statischen Erfordernissen. Dadurch wird einerseits der Zusammenhalt zwischen den Widerlagern und dem Druckstab vergrößert, die Montage erleichtert und andererseits die Funktion des Druckstabes gegen Knicken verbessert.
Die Kraftübertragung kann auch über Schweißung 23 erfolgen, wobei es vorteilhaft ist, dass dann das Gewinde vor der Schweißstelle endet und die Schweißung während der Vorspannung erfolgt. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorspannens können ebenso bei herkömmlichen Verbindungen genutzt werden, um deren Funktion oder Montage zu verbessern.
Ein großer Vorteil bei Holz ist, dass der bei herkömmlichen Verbindungen unumgängliche Schlupf durch die Vorspannung vollständig verhindert wird. Ebenso wird die Torsion des Zugstabes verhindert, wenn die Widerlager während des Vorspannens festgedreht werden. Durch das Vorspannen wird auch verhindert, dass sich die beiden Widerlager bei Lastwechsel lösen, wenn der Druckstab sehr lang und/oder die Zugkraft groß ist.
Gegen die Gefahr des Lösens, beispielsweise wenn nicht oder nur wenig vorgespannt wird, sind Konterelemente 5 etwa in Form einer Mutter, eines Konus oder Hülse mit Gewinde und/oder Kragen 20 oder Nut 21 vorgesehen. Die erfindungsgemäße alternative Arretierung 7 durch eine Schraube oder Stift im Widerlager, beispielsweise in einem Konus 14 oder im Bereich der Kontaktflächen 11 oder einer Schweißung 23 hat den Vorteil, dass die Knicklänge der Gewinde der Zugstab-Abschnitte kürzer werden.
Ein weiterer wesentlicher Teil der Erfindung ist die Realisierung der vollständigen, nachhaltigen Feuerverzinkung aller Elemente, ohne Nachbesserung, z. B. nach dem Schweißen. Dies wird ebenfalls durch die Zug-/Druckstab-Einheit einwandfrei gelöst.
Die Widerlager 3 können auch gegen Kopfplatten 15 erfolgen, die nur lose gefügt, mit Arretierungen 7 gesichert oder geschweißt werden. Bei vollflächigen Druckstabmaterialien, wie beispielsweise metallischen Guss-, oder Holz-, Karbon- und Faserwerkstoffen, Beton- Mörtel-, Naturstein-, Kunststein- und Keramikarten ist erfindungsgemäß alternativ eine Pufferschicht 13 mit Ausgleichsmaterial etwa aus Kunststoff, Vergußmassen oder ähnlichen Stoffen sinnvoll. Bei aushärtenden Ausgleichsmaterialien ist es zusätzlich möglich, durch Aussparungen 16 auf den Kontaktflächen der Widerlager, wie beispielsweise Ansenkungen oder Bohrungen, das selbsttätige Lösen der Widerlager zu verhindern. Auch ein Verkleben der Kontaktflächen ist geeignet.
Besonders wenn die Gewinde der Zugstab-Abschnitte 4 des Zugstabes, beispielsweise wegen der erforderlichen Knickfestigkeit, einen wesentlich größeren Querschnitt benötigen, als der für die Zugkraft erforderliche, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den inneren Teil des Zugstabes 8 dünner zu dimensionieren und/oder aus höherfestem und/oder unterschiedlichem Material mit oder ohne Korrosionsschutz herzustellen. Die Verbindung erfolgt durch Gewinde, Schweißen und/oder Verpressen, beispielsweise bei seilförmigen und/oder formschlüssig, beispielsweise bei kettenförmigen Elementen. Die Gewinde können direkt in die Zugstab-Abschnitte 4 oder Reduzierhülsen 9, die bei vollflächigen Stoffen gleichzeitig als Zentrierung dienen können, gearbeitet werden. Lediglich zur Zentrierung sind beispielsweise auch Hülsen 19 und/oder Kragen 20 vorgesehen.
Bei gegossenen Stoffen, wie beispielsweise metallischen Guss-, oder Holz-, Karbon- und Faserwerkstoffen, Beton- Mörtel-, Naturstein-, Kunststein- und Keramikarten ist es auch möglich den Zugstab einzugießen, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn dieser in einem Schutzrohr 12 verläuft, um Reibung bei der Vorspannung oder Lastwechsel zu verhindern.
Die Geometrie der Widerlager 3 kann gestalterisch sehr unterschiedlich sein, beispielsweise zylindrisch, in beliebigen Winkeln konisch, rippen- oder plattenförmig. Technisch muss die Dicke der Widerlager mindestens eine Gewindelänge aufweisen, die der größten zu übertragenden Kraft entspricht. Als Werkstoffe eignen sich dieselben Stoffe wie für die Druckstäbe, vorzugsweise Stahl, Edelstahl, Aluminium und Guss.
Es versteht sich von selbst, dass die Merkmale und deren Anordnung, sowie auch die Werkstoffe und die Gestaltung untereinander kombiniert oder weggelassen werden können. er Längenänderung dienen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202005007708 [0003, 0006, 0016]
DE 102007001830 [0003]
DE 10248325 [0003]

Claims

Zug-/Druckstab-Einheit mit einem Druckstab (2), dessen Enden mit einem Widerlager (3) verbunden sind, wobei das Widerlager von Zugstab-Abschnitten (4) axial vorstehend durchdrungen und mit diesen formschlüssig, vorzugsweise durch Gewinde verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstab-Abschnitte die Enden eines den Druckstab durchdringenden Zugstabes (1) bilden.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlager (3) nach axialer Vorspannung des Zugstabes (1) gegenüber dem Druckstab (2) aufgeschraubt und/oder angeschweißt (23) sind.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Gewinde der Zugstab-Abschnitte (4) auch der Längenverstellung, beispielsweise über Anschlusselemente (6) dienen und/oder alternativ feuerverzinkt sind.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Teil des Zugstabes (8) entsprechend der Zugkraft und die äußeren Zugstab-Abschnitte (4) entsprechend der Zug-/Druck- und/oder Knickkraft und die den Druckstab (2) bildenden Elemente entsprechend der Druck- und/oder Knickkraft bemessen sind.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung durch die Gewinde der Zugstab-Abschnitte (4) und die Innengewinde der Widerlager (3) und/oder Konterelemente (5) und/oder durch Schweißung (23) erfolgt.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstab (2) und die Widerlager (3) aus einem rohrförmigen und/oder den Querschnitt füllenden metallischen, künstlichen oder natürlichen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Aluminium, Laminat, Karbon, Kunststoff, Acrylglas, metallischem Guss oder Holz-, Karbon- und Faserwerkstoff oder einer Beton- Mörtel-, Naturstein-, Kunststein- und Keramikart und der Zugstab (1) aus einem metallischen oder künstlichen Werkstoff aus Vollmaterial, seil- oder kettenförmig, vorzugsweise aus Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Karbon-, Glas- oder sonstigem Faserstoff besteht.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung die Stabilität des Druckstabes (2) gegen Knicken verbessert, die Torsion des Zugstabes und das Lösen der Widerlager bei Lastwechsel verhindert und bei nachgiebigen Werkstoffen, eine vollständig schlupffreie Verbindung schafft.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösen der Widerlager (3) selbst oder im Bereich der Kontaktflächen (11), beispielsweise bei Wechsellast, durch Arretierungen (7, 23) wie vorzugsweise Schrauben, Stifte, Verkleben, Schweißen und/oder Konterelemente (5) etwa in Form einer Mutter, eines Konus oder Hülse mit Gewinde und/oder Kragen (20) oder Nut (21), oder durch Eindringen von aushärtenden Ausgleichsmassen in Aussparungen (16) auf den Kontaktflächen der Widerlager gesichert ist.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugstab (1, 8) im Innenbereich des Druckstabes (2) dünner dimensioniert und/oder aus verschieden festem und/oder unterschiedlichem Material ist, das vorzugsweise mit den Zugstab-Abschnitten (4) direkt oder mit Reduzierhülsen (9) durch Gewinde, Schweißen und/oder Verpressen beispielsweise bei seilförmigem Material und/oder formschlüssig beispielsweise bei kettenförmigen Materialien verbunden ist.
Zug-/Druckstab-Einheit nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei gegossenen Stoffen, der Zugstab (1) in einem Schutzrohr (12) verläuft.