DE102012103591A1

DE102012103591A1 - Verbindungsmittel zur Kopplung von zwei Bauelementen

Info

Publication number: DE102012103591A1
Application number: DE102012103591A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2013-10-24
Also published as: BR112014026273A2; EP2841773A1; AU2013252180A1; RU2014143526A; IN2014DN09707A; ZA201408535B; US20150040496A1; WO2013159767A1; MX2014012931A; CN104334894A; CA2871062A1; JP2015521254A; KR20150010751A

Abstract

Ein Verbindungsmittel zur Kopplung von zwei Bauelementen (7), insbesondere Betonfertigteilen (6), umfasst einen Bolzen (2), der mindestens ein axial festgelegtes Federelement (3) trägt, das im montierten Zustand des Verbindungsmittels (1) einer auf den Bolzen (2) wirkenden Auszugskraft entgegenwirkt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsmittel zur Kopplung von zwei Bauelementen, insbesondere Betonfertigteilen, mit einem Bolzen, und Bauelemente.
Im Betonfertigteilbau werden Bauelemente, wie Betonfertigteile und insbesondere Betonplatten, zur Erstellung von Tragkonstruktionen, Fassaden, Wänden und/oder Decken verwendet, die an ihren Stoßkanten Nuten aufweisen, die zur Verbindung der Betonfertigteile mit Beton verfüllt werden und zusätzlich zur Aufnahme von Zugkräften mit Dübeln, Schrauben, Metallschlaufen oder Bügeln bestückt werden. Alle diese Verbindungselemente werden bereits während der Produktion in die Betonfertigteile eingesetzt, wobei die beiden zu verbindenden Betonfertigteile mit diesen Verbindungselementen bestückt werden müssen.
Zur Verbindung von zwei Bauelementen ist es bekannt, Bolzen zu verwenden, die beispielsweise mit einem Gewinde versehen sind und unmittelbar in das Bauelement oder in einen in dem Bauelement befestigten Dübel geschraubt werden. Bei der Verwendung eines solchen Bolzens ist es nicht möglich, zwei Bauelemente auf Stoß miteinander zu koppeln. Es bleibt stets ein Spalt, in dem ein Werkzeug an dem Bolzen zu dessen Verdrehung angreifen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungsmittel der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einer einfachen Handhabung eine Verbindung von zwei Bauelementen sicherstellt und verhältnismäßig große Kräfte überträgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Ein Verbindungsmittel zur Kopplung von zwei Bauelementen, insbesondere Betonfertigteilen, umfasst einen Bolzen, der mindestens ein axial festgelegtes Federelement trägt, das im montierten Zustand des Verbindungsmittels einer auf den Bolzen wirkenden Auszugskraft entgegenwirkt.
Der Bolzen kann nach Art eines mit einem federnden Widerhaken oder einer federnden Zunge versehenen Nagels mit einem Hammerschlag in eine vorgefertigte Bohrung eingesetzt werden, um beispielsweise ein Metallbauteil an einem Betonbauelement, insbesondere einem Betonfertigteil, zu befestigen. Hierzu weist der Bolzen vorzugsweise an seinem einen Ende einen gegenüber dem übrigen Verlauf vergrößerten Kopf und an dem dem Kopf gegenüberliegenden Ende eine Phase oder eine Querschnittsverjüngung auf, die beispielsweise auch das Federelement trägt.
Selbstverständlich ist die Verwendung des erläuterten Verbindungsmittels nicht nur bei einem Bauelement aus Beton, sondern auch im Zusammenhang mit Bauelementen aus Holz, Kunststoff und dergleichen Werkstoffen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
In Ausgestaltung trägt der Bolzen mindestens zwei gegenläufig wirksame Federelemente. Die beispielsweise als Federarme oder Federscheiben ausgebildeten Federelemente verklemmen in entsprechenden Öffnungen der miteinander zu verbindenden Bauelemente, wobei die Klemmwirkung bei einer wirkenden Auszugskraft zunimmt. Beim Einstecken in die Öffnung werden die Federelemente zur Verringerung ihrer lichten Weite zusammengedrückt, wobei die Richtung zum Fügen des Verbindungsmittels und der Bauelemente der Richtung der Auszugskraft entgegengesetzt ist. Wenn die Bolzen und die Federelemente aus einem entsprechend festen Material gefertigt sind, können verhältnismäßig große Kräfte übertragen werden, ohne dass die Kopplung der durch die Verbindungsmittel miteinander verbundenen Bauelemente aufgehoben wird oder die verwendeten Verbindungsmittel beschädigt werden.
Vorzugsweise ist das Federelement als eine Federzahnscheibe ausgebildet, die in eine Bohrung des Bauelementes vorgespannt einsetzbar ist. Zweckmäßigerweise weist die Federzahnscheibe eine elliptische, ovale oder vielkantige Außenkontur auf. Tellerförmige Federzahnscheiben sind als genormte Produkte kostengünstig erhältlich und eine zylindrische Bohrung mit einem Durchmesser, der etwas kleiner als der Außendurchmesser der Zahnscheibe gefertigt ist, kann einfach hergestellt werden. Es ist aber auch denkbar, die Federzahnscheibe mit einer Außenkontur zu fertigen, die beispielsweise eine Erhöhung der Klemmwirkung, einen Einsatz in einer von einer zylindrischen Bohrung verschiedenen Öffnung oder eine Fertigung unter dem Gesichtspunkt eines reduzierten Ausschusses ermöglicht.
Um das Federelement unverschiebbar auf dem Bolzen festzulegen, weist nach einer Weiterbildung der Bolzen mindestens einen Absatz oder einen umlaufenden Einstich auf, der das Federelement axial fixiert.
Zweckmäßigerweise weist das Federelement an seinem Innen- und/oder Außendurchmesser eine Verzahnung auf und ist insbesondere zylindrisch gestaltet. Die Verzahnung krallt sich an dem jeweiligen Bauelement fest, wobei aufgrund der relativ kleinen Anlagefläche der einzelnen Zähne bei einer entsprechend vorgespannten Montage hohe radiale Kräfte wirksam sind, die einer axialen Auszugskraft entgegenwirken.
Mit dem zuvor erläuterten Verbindungsmittel ist die Verbindung von zwei aneinanderstoßenden Bauelementen möglich.
Beispielsweise sind eckige Bauelemente stumpf aneinander stoßend mittels mindestens eines Verbindungsmittels miteinander koppelbar.
Bei den Bauelementen kann es sich um jegliche Art von Betonbauteilen, insbesondere sogenannten Betonfertigteilen, wie Stütze, Träger, Binder, Fassaden, Treppen, Decken- oder Wandplatten oder Pfosten handeln. Auch eine Kombina- tion dieser Bauelemente mit anderen Bauelementen, beispielsweise aus Stahl, in Form von Winkel-, T- oder Doppel-T-Profilen ist möglich.
In Ausgestaltung ist mindestens eine Stirnseite mit Bohrungen zur vorgespannten Aufnahme der mindestens einen Federzahnscheibe des Verbindungsmittels versehen. Die Bohrungen lassen sich beispielsweise werks- oder bauseitig unter Verwendung einer Schablone einbringen, sodass ein einheitliches Lochbild bei den miteinander zu verbindenden Bauelementen sichergestellt ist.
Vorzugsweise weist das Bauelement mehrere über seine Längserstreckung verlaufende Bohrungen auf, in die freie Enden des Verbindungselementes ragen. Die Anzahl der zu montierenden Verbindungselemente wird im Wesentlichen anhand der statischen Anforderungen an die Verbindung bestimmt.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Schnittdarstellung von zwei mit einem Verbindungsmittel in einer ersten Ausgestaltung gekoppelten Betonelementen nach der Erfindung,
2 eine schematische Schnittdarstellung von zwei mit dem Verbindungsmittel in einer zweiten Ausgestaltung gekoppelten Betonelementen,
3 eine schematische Schnittdarstellung von zwei mit einem Verbindungsmittel in einer dritten Ausgestaltung gekoppelten Betonelementen,
4 eine Seitenansicht eines Verbindungsmittels nach der Erfindung,
5 eine schematische Schnittdarstellung von zwei mit einem Verbindungsmittel in einer vierten Ausgestaltung gekoppelten Bauelementen,
6 eine schematische Schnittdarstellung von zwei mit einem Verbindungsmittel in einer fünften Ausgestaltung gekoppelten Bauelementen und
7 eine Darstellung eines als Federzahnscheibe ausgebildeten Federelementes des Verbindungsmittels nach 4.
Das Verbindungsmittel 1 umfasst einen Bolzen 2, der mehrere gegenläufig wirksame Federelemente 3 in Form von federnden Zungen 11 umfasst, die in axialer Richtung weder zueinander noch zu dem Bolzen 2 verschiebbar sind. Die Ausrichtung der Zungen 11 ist derart bestimmt, dass sie einer auf den Bolzen 2 wirkenden Auszugskraft entgegenwirken.
Zur Verbindung von zwei als Betonfertigteile 6 ausgebildeten Bauelementen 7 auf Stoß werden in die Stirnseiten 8 der Bauelemente 7 Bohrungen 9 eingebracht, die einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als die lichte Weite des Bolzens 2 mit den umfangsseitig abstehenden Federelementen 3 bemessen ist, sodass die Zungen 11 unter Vorspannung in die Bohrungen 9 eingepresst werden. Zur Verbindung von zwei Bauelementen 7 werden zunächst mehrere Verbindungsmittel 1 in die entsprechenden Bohrungen 9 des einen Bauelementes 7 eingesetzt und anschließend wird das nächste Bauelement 7 auf die freien Enden der Verbindungsmittel 1 geschoben.
In alternativer Ausgestaltung umfasst das Verbindungsmittel 1 den Bolzen 2 mit den Federelementen 3 in Form von innen und außen verzahnten Federzahnscheiben 4, die axial an dem Bolzen 2, entweder in Nuten bzw. Einstichen 12 oder durch einen Absatz 5, derart festgelegt sind, dass sie nicht in axialer Richtung zueinander bzw. zu dem Bolzen 2 verschiebbar sind. Die Ausrichtung der Federzahnscheiben 4 ist derart bestimmt, dass sie einer auf den Bolzen 2 wirkenden Auszugskraft entgegenwirken.
Zur Verbindung der Bauelemente 7 auf Stoß werden in die Stirnseiten 8 der Bauelemente 7 die Bohrungen 9 eingebracht, die einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Außendurchmesser der Federzahnscheiben 4 bemessen ist, sodass die Federzahnscheiben 4 in die Bohrung 9 eingepresst werden. Die Verbindungsmittel 1 werden in die entsprechenden Bohrungen 9 des einen Bauelementes 7 eingesetzt und anschließend wird das nächste Bauelement 7 auf die freien Enden der Verbindungsmittel 1 geschoben.
Die im stirnseitigen Anlagebereich vorhandenen Nuten 10 zwischen den benachbarten Bauelementen 7 können mit Beton verfüllt werden. Aufgrund der zwischen zwei Bauelementen 7 wirksamen Verbindungsmittel 1 ist eine Kopplung der Bauelemente 7 gewährleistet, die Zugkräften standhält.
In weiterer alternativer Ausgestaltung ist das Verbindungsmittel 1 als eine Art Nagel ausgebildet und umfasst den Bolzen 2 mit dem Federelement 3 sowie einen endseitigen Kopf 13 mit einem gegenüber dem Bolzen 2 vergrößerten Durchmesser. Gemäß den Ausführungsbeispielen nach den 5 und 6 ist das eine Bauelement 7 als Betonfertigteil 6 und das andere Bauelement 7 als ein Stahlwinkel 14 ausgeführt, wobei das Verbindungselement 1 mit seinem Bolzen 2 die Bohrung 9 des Stahlwinkels 14 durchragt und mit seinem Federelement 3 in der Bohrung 9 des Betonfertigteils 6 gehalten ist. Der Kopf 13 des nagelartigen Verbindungsmittels 1 liegt an dem Stahlwinkel 14 an. Das Federelement 3 ist, wie bereits erläutert, entweder durch einen umlaufenden Einstich 12 oder durch einen Absatz 5 in axialer Richtung positioniert.
Bezugszeichenliste

1: Verbindungsmittel
2: Bolzen
3: Federelement
4: Federzahnscheibe
5: Absatz
6: Betonfertigteil
7: Bauelement
8: Stirnseite
9: Bohrung
10: Nut
11: Zunge
12: Einstich
13: Kopf
14: Stahlwinkel

Claims

Verbindungsmittel zur Kopplung von zwei Bauelementen (7), insbesondere Betonfertigteilen (6), mit einem Bolzen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) mindestens ein axial festgelegtes Federelement (3) trägt, das im montierten Zustand des Verbindungsmittels (1) einer auf den Bolzen (2) wirkenden Auszugskraft entgegenwirkt.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) mindestens zwei gegenläufig wirksame Federelemente (3) trägt.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) als eine Federzahnscheibe (4) ausgebildet ist, die in eine Bohrung (9) des Bauelementes (7) vorgespannt einsetzbar ist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federzahnscheibe (4) eine elliptische, ovale oder vielkantige Außenkontur aufweist.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (2) mindestens einen Absatz (5) oder einen umlaufenden Einstich (12) aufweist, der das Federelement (3) axial fixiert.
Verbindungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (3) an seinem Innen- und/oder Außendurchmesser eine Verzahnung aufweist und insbesondere zylindrisch gestaltet ist.
Verbindung von zwei aneinander stoßenden Bauelementen (7) mittels mindestens eines Verbindungsmittels (1) nach Anspruch 1.
Bauelement zur Verwendung bei einer Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stirnseite (8) mit Bohrungen (9) zur vorgespannten Aufnahme des Bolzens (2) mit dem daran axial festgelegten Federelement (3) des Verbindungsmittels (1) versehen ist.
Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (8) mit den Bohrungen (9) derart ausgebildet ist, dass in der gegenseitigen Anlage von zwei, insbesondere plattenförmigen, Betonelementen (7) verfüllbare Nuten (10) vorhanden sind, wobei die Verbindungsmittel (1) Zugkräfte und Flanschflächen der Bauelemente (7) sowie ausgefüllte Nuten zwischen den Bauelementen (7) Druck- und Schubkräfte aufnehmen.
Bauelement nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das als Betonfertigteil (6) ausgebildete Bauelement (7) mehrere über seine Längserstreckung verlaufende Bohrungen (9) aufweist, in die freie Enden des Verbindungselementes (1) ragen.