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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe mit einem Bauelement, beispielsweise einem Bauwerkslager oder einer Stahlstütze, und einer in ein Betonbauteil zumindest teilweise einbetonierbaren Ankerplatte zur Befestigung des Bauelements an einem Betonbauteil. Dabei weist die Ankerplatte wenigstens ein in das Betonbauteil einbetonierbares Verankerungselement zur Übertragen von Querkräften auf und ist mit dem Bauelement mit wenigstens einer Schraubverbindung verbunden, wobei die Schraubverbindung wenigstens eine Schraube und eine Mutter mit einer Schutzkappe aufweist.
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Unter einer Baugruppe wird hier eine mehrteilige Anordnung verstanden, welche sich unter anderem aus der Ankerplatte und einem entsprechenden mit der Ankerplatte zusammenwirkenden Bauelement zusammensetzt. Ein derartiges Bauelement kann beispielsweise durch ein Bauwerkslager, eine Stahlstütze oder auch durch Stützenfüße gebildet sein. Ein Bauwerkslager dient ganz allgemein der definierten und möglichst zwängungsfreien Lagerung von einzelnen Betonbauteilen in beliebig gearteten Bauwerken, wie Brücken, Trägern, Häusern, Türmen oder Teilen hiervon. Um das Bauelement mit dem Betonbauteil zu verbinden, weisen derartige Baugruppen eine Ankerplatte auf, welche über wenigstens ein Verankerungselement, beispielsweise über einen Kopfbolzen, einen Verbund zu dem Betonbauteil herstellt. Als Verankerungselement im Sinne der Erfindung ist jegliches Element zu verstehen, welches zur Übertragung von Horizontallasten bzw. Querkräften bei Bauwerken geeignet ist. Ist eine Austauschbarkeit des Bauelements gefordert, wird das Bauelement mit der Ankerplatte über wenigstens eine lösbare Schraubverbindung verbunden. Da die Ankerplatte zumindest teilweise in das Betonbauteil einbetoniert werden soll, befinden sich Teile der Schraubverbindung im eingebauten Zustand auf der, dem Beton zugewandten Seite der Ankerplatte. Dies ist üblicherweise die Mutter der Schraubverbindung, kann aber auch ein Schraubenkopf der Schraube sein.
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Damit ein Bauelement auch nach langjähriger Nutzungsdauer austauschbar bleibt, muss sichergestellt werden, dass die Schraubverbindung über die Lebensdauer des Bauwerkes hinweg lösbar ist. Entsprechend muss verhindert werden, dass der Beton beim Einbetonieren der Ankerplatte in das Bauteil in das Gewinde der Schraubverbindung eindringt oder die Schraubverbindung durch Korrosion nicht mehr lösbar ist. Um dies zu vermeiden weisen bekannte Baugruppen eine Schutzkappe – gelegentlich auch als Korrosionsschutzkappe bezeichnet – aus Stahl oder einem anderen Metall auf, welche auf die Mutter der Schraubverbindung gesteckt und anschließend an der Ankerplatte angeschweißt wird. Hierdurch wird der Spalt zwischen der Ankerplatte und der metallischen Schutzkappe abgedichtet.
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Als weitere Funktion fungieren die Schutzkappen als Verdrehsicherung für die Mutter der Schraubverbindung. Wenn diese gelöst bzw. angezogen wird, verhindert die festgeschweißte Schutzkappe ein Mitdrehen der Mutter infolge des beim Lösen bzw. Anziehen aufgebrachten Drehmomentes. Hierfür sind bekannte Schutzkappen ähnlich wie ein Steckschlüssel geformt, sodass sich die Mutter in ihrem Inneren nicht verdrehen kann. Ein Mitdrehen der Schutzkappe wird durch die Schweißverbindung mit der Ankerplatte verhindert.
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Als nachteilig bei den bekannten Baugruppen hat sich herausgestellt, dass Verformungen und/oder Kräfte, die aus dem Bauteil heraus auf die Ankerplatte wirken, unter Umständen nicht nur von dem dafür vorgesehenen wenigstens einen Verankerungselement aufgenommen werden. Aufgrund der großen Querschnittsabmessungen der Schutzkappen ist es denkbar, dass Verformungen und/oder Kräfte über die Schutzkappe auch in die Schraubverbindung eingeleitet werden. Verlaufen diese Verformungen oder Kräfte quer zur Achse der Schraubverbindung, kann dies unter Umständen problematisch sein, da die Schraubverbindung als Hochfeste Schraubverbindung (HV) üblicherweise bereits bis an ihre Belastungsgrenze belastet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Baugruppe aufzuzeigen, bei welcher die Schraubverbindung zwischen der Ankerplatte und dem Bauwerkslager trotz der im Bauteil vorhandenen Kräfte nicht beschädigt wird, die wirtschaftlich herzustellen ist, kompaktere Abmessungen hat und das Lösen der Schraubverbindung auch nach einem längeren Zeitraum ermöglicht.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit der Baugruppe nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Baugruppe sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Baugruppe zeichnet sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Baugruppen dadurch aus, dass die Schutzkappe als auf die Mutter aufsteckbare und im Beton einbetonierbare Kappe ausgebildet ist und auf der Außenseite eine äußere Verdrehsicherung und an ihrer Innenseite eine innere Verdrehsicherung aufweist.
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Um eine Schraubverbindung zu lösen oder anzuziehen, wird ein Drehmoment auf den Schraubenkopf der Schraube ausgeübt. Um ein Durchdrehen der Mutter zu verhindern, muss diese durch ein Haltemoment festgehalten werden. In der erfindungsgemäßen Baugruppe wird dieses Haltemoment mit der inneren Verdrehsicherung der Korrosionsschutzkappe auf die Mutter ausgeübt. Dieses Haltemoment wiederum wird von der Korrosionsschutzkappe über die äußere Verdrehsicherung auf ihrer Außenseite an das Betonbauteil abgegeben. Die äußere Verdrehsicherung an der Außenseite der Korrosionsschutzkappe bewirkt folglich, dass sich die Korrosionsschutzkappe bei Lösen oder Anziehen der Schraubverbindung relativ zum Betonbauteil nicht verdreht. Die innere Verdrehsicherung der Korrosionsschutzkappe bewirkt, dass die Mutter relativ zur Korrosionsschutzkappe gegen eine Verdrehung gesichert ist.
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Zweckmäßigerweise ist die Schutzkappe hinsichtlich ihrer Verformbarkeit gezielt so eingestellt, dass sie aus einem im Vergleich zum Beton des Betonbauteils leichter verformbaren Material besteht und/oder so geformt ist, dass sie im Einbauzustand quer zur Achse der Schraubverbindung wirkenden Verformungen und/oder Kräften gezielt nachgibt, sodass resultierende Kräfte statt in die Schraubverbindung in den wenigstens einen Verankerungselement der Ankerplatte eingeleitet werden. Zudem ist die maximale Verformbarkeit der Korrosionsschutzkappe so begrenzt, dass die Mutter nach einem Lösen der Schraubverbindung erneut wieder angezogen werden kann.
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Die Verformbarkeit der Korrosionsschutzkappe bewirkt, dass eine auf die Korrosionsschutzkappe einwirkende Verformung bzw. Kraft keine Gegenkraft in der Verschraubung verursacht. Stattdessen gibt die Korrosionsschutzkappe nach, weshalb die einwirkende Verformung oder Kraft schlussendlich auf das wenigstens eine Verankerungselement der Ankerplatte einwirken kann und schließlich von diesem abgeleitet wird. Neben einwirkenden Lasten auf das Betonbauteil sind für Verformungen oder Kräfte innerhalb des Betonbauteils auch Volumenveränderungen des Betons durch Schwinden, Quellen oder auch Kriechverformungen verantwortlich. Obwohl die aus diesen Effekten resultierenden Verformungen relativ gering sind, sind die hieraus resultierenden Kräfte infolge des hohen E-Moduls von Beton entsprechend groß. Durch die Ausführung der Schutzkappe aus einem leichter verformbaren Material, beispielsweise einem Material mit einem niedrigeren E-Modul als Beton, kann gezielt gesteuert werden, bei welchen Kräften sich das Material der Schutzkappe verformt. Auf der anderen Seite muss die maximale Verformbarkeit der Schutzkappe begrenzt sein bzw. darf deren Material nicht zu leicht verformbar sein. Dies stellt sicher, dass die Schutzkappe mithilfe der inneren und äußeren Verdrehsicherung das beim Lösen und Anziehen der Schraubverbindung auftretende Haltemoment abtragen kann, ohne sich dabei so zu verformen, dass die Mutter durchdreht.
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Mit anderen Worten wird also erreicht, dass Querkräfte hauptsächlich im Verankerungselement aufgenommen werden und nicht auf die Schraubverbindung einwirken.
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Zudem kann über die Dicke der Wandstärke Einfluss auf die Verformbarkeit der Schutzkappe genommen werden. Bei einer dicken Wandstärke steht durch Verformung des Materials mehr Weg zur Verfügung, um eine Verformung und/oder Kraft quer zur Achse der Schraubenrichtung nachzugeben, als dies bei einer Schutzkappe mit einer dünnen Wandstärke der Fall ist.
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Statt auf eine Mutter kann die Schutzkappe auch auf einen geeignet geformten Schraubenkopf einer Schraube aufgesteckt werden. Nach dem Einbetonieren der Ankerplatte und der Schutzkappe wird dann ein Mitdrehen der Schraube verhindert, wenn die Mutter gelöst werden soll.
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Es ist zweckmäßig, wenn die Schutzkappe die Schraube und/oder die Mutter vor einem Kontakt mit Beton schützt. Somit wird gewährleistet, dass die Schraubverbindung lösbar bleibt, und nicht durch eintretenden Beton eine eigentlich nicht mehr lösbare Verbindung entsteht.
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Es ist von Vorteil, wenn die Schutzkappe eine innenliegende Lippe aufweist, wobei die Lippe die Schutzkappe selbstklemmend hält, sodass die Schutzkappe gegen ein Ablösen gesichert ist. Ein Ablösen könnte beispielsweise beim Transport oder beim Einbau der Mutter bzw. der Schraube verhindert werden.
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In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn die Schutzkappe einen unteren Rand aufweist, wobei die Lippe auf der Innenseite des unteren Rands hervorsteht. Der Innendurchmesser der Lippe ist hierbei kleiner als der größte Außendurchmesser der Mutter. So wird vermieden, dass sich beim Einfüllen des Betons in die Schalung die Schutzkappe von der Mutter der Schraubverbindung abhebt. Hierdurch würde Beton in die Schraubverbindung eindringen und zu deren Schädigung führen. Zudem hält die Lippe die Schutzkappe in der richtigen Position, um durch Formschluss ein Mitdrehen der Mutter gewährleisten.
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Die Lippe ist bevorzugt so dünn ausgebildet, dass sie sich flexibel biegen kann. Da der Innendurchmesser der Lippe kleiner ist als der größte Außendurchmesser der Mutter biegt sich die Lippe beim Aufstecken der Korrosionsschutzkappe auf die Mutter um.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die Lippe, nachdem die Schutzkappe vollständig auf die Mutter aufgesteckt ist, unterhalb der Mutter befindet, da sie dann wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren kann. Dabei legt sich die Lippe dicht um die Schraubverbindung, sodass ein fester Sitz der Schutzkappe auf der Mutter gewährleistet ist und ein Eindringen von Beton oder korrosionsfördernden Stoffen über die Nutzungsdauer des Bauwerks hinweg wirksam unterbunden wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Baugruppe besteht die Schutzkappe aus einem elastisch und/oder plastisch verformbaren Material, vorzugsweise einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff. Die Verwendung eines elastisch und/oder plastisch verformbaren Materials stellt im Gegensatz zu einem Material mit sprödem Werkstoffverhalten sicher, dass bei der Einwirkung einer Verformung und/oder Kraft auf die Schutzkappe diese verformt wird, ohne dass sich Risse in der Schutzkappe bilden. Hierdurch wird die innerhalb der Schutzkappe befindliche Mutter der Schraubverbindung weiterhin vor dem Zutritt von Feuchtigkeit oder korrosionsfördernden Stoffen geschützt, auch wenn die Schutzkappe sich bereits verformt hat.
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Die Verwendung von Kunststoff für die Fertigung der Schutzkappe bietet darüber hinaus eine große Auswahl Materialien, die im Vergleich zum Beton des Betonbauteils mehr oder weniger leicht verformbar sind. Hierdurch lässt sich das Verhältnis zwischen der für die Verformung der Schutzkappe erforderlichen Kraft sowie dem zum Lösen und Anziehen der Schraubverbindung erforderlichen Haltemoment aufeinander einstellen.
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Die Kräfte, welche quer zur Schraubenachse abgetragen werden können, sind entsprechend den Schraubenabmessungen auch geringer, als bei Schrauben mit großen Abmessungen. Auf der anderen Seite sind die bei Schraubverbindungen mit kleinem Schraubendurchmesser auftretenden Haltemomente ebenfalls geringer als die von Schraubenverbindungen mit größerem Schraubendurchmesser. Entsprechend ist es denkbar, dass Schutzkappen für Schraubverbindungen mit kleinerem Schraubendurchmesser aus einem Kunststoff zu fertigen, der sich leichter verformen lässt, als der Kunststoff für Schutzkappen für Schraubverbindungen mit einem großen Durchmesser.
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Darüber hinaus bietet die Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes die Möglichkeit, Schutzkappen in verschiedensten Ausformungen wirtschaftlich günstig zu produzieren.
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Bevorzugt weist eine Baugruppe als äußere Verdrehsicherung der Schutzkappe wenigstens einen Vorsprung oder dergleichen zur formschlüssigen Halterung im Beton auf. Der Begriff Vorsprung soll hier nicht zu eng ausgelegt werden. Auch eine Oberflächengestaltung der Schutzkappe in Form von Ecken, Stegen oder einem Polygon oder jeder anderen Struktur, die ein Verhaken im Beton ermöglicht, ist hierunter zu verstehen. Beim Einbau der Baugruppe in ein Betonbauteil wird der zunächst flüssige Beton in eine Schalung gegossen, in der auch die Ankerplatte der Baugruppe derart angeordnet ist, sodass die Ankerplatte zumindest teilweise mit dem flüssigen Beton in Kontakt kommt. Der flüssige Beton umschließt hierbei auch die an der Außenseite der Schutzkappe angebrachte Verdrehsicherung mit einem Vorsprung, sodass die auf die Mutter der wenigstens einen Schraubverbindung aufgesteckte Schutzkappe nach dem Aushärten des Betons formschlüssig mit dem Beton verbunden ist, wodurch eine Verdrehung der Schutzkappe relativ zu dem Betonbauteil einfach und wirksam verhindert wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Baugruppe ist zwischen der auf der Mutter aufgesteckten Schutzkappe und der Mutter ein Spiel vorhanden. Dieses Spiel ermöglicht es, dass sich die Schutzkappe infolge der quer zur Achse der Schraubverbindung wirkenden Verformung und/oder Kraft gezielt nachgeben kann und so die wenigstens eine Schraubverbindung von den einwirkenden Verformungen und/oder Kräften besonders wirksam entkoppelt wird.
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Weiterbildend weist die Baugruppe als innere Verdrehsicherung wenigstens ein Gegenelement auf, welches nach dem Aufstecken der Schutzkappe auf die Mutter, zumindest teilweise in Kontakt mit einer Seitenfläche der Mutter ist. Bei der Verwendung der Schutzkappe muss sichergestellt werden, dass sich die Schraubverbindung auch nach einer langen Nutzungsdauer problemlos lösen lässt bzw. ein Mitdrehen der Mutter beim Lösen bzw. Anziehen der Schraubverbindung verhindert wird. Dies ist erfindungsgemäß sichergestellt, da die Verdrehsicherung durch einen Formschluss zwischen der Seitenfläche der Mutter und dem Gegenelement an der Innenseite der Schutzkappe erfolgt. Unter einer Seitenfläche der Mutter wird ein flaches, nahezu parallel zur Schraubenachse verlaufendes Teilstück auf dem Rand der Mutter verstanden. Das Gegenelement ist eine Struktur an der Oberfläche im Inneren der Schutzkappe, welches nach dem Aufstecken, der Korrosionsschutzkappe auf die Mutter in Richtung der Achse der Mutter vorsteht und einen Form- oder Kraftschluss mit der Mutter bzw. einer Seitenfläche der Mutter herstellt. Das Gegenelement kann beispielsweise eine Gegenfläche, ein Steg, eine Rippe oder eine andere geeignete Kontur sein.
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Beispielsweise kann bei der Verwendung einer Sechskantmutter als Mutter die innere Verdrehsicherung vorzugsweise Gegenelemente in Form von drei Gegenflächen aufweisen, welche derart in der Schutzkappe angeordnet sind, dass nach dem Aufstecken der Schutzkappe auf die Sechskantmutter vorzugsweise jede zweite Sechskantfläche der Sechskantmutter zumindest teilweise in Kontakt mit einer der Gegenflächen ist. Da die Schutzkappe vorzugsweiseaus einem leichter verformbaren Material als Beton besteht, führen einseitige punktuelle Belastungen zu Kraftspitzen und infolgedessen leicht zu einer Verformung des Materials der Schutzkappe. Dieser Effekt kann auch auftreten, wenn bei Lösen bzw. Anziehen der Schraubverbindung das Haltemoment von der Schutzkappe durch den Kontakt der Gegenfläche mit einer Seitenfläche nur einseitig auf die Mutter übertragen wird.
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Um zu vermeiden, dass das Haltemoment in der Schutzkappe eine punktuelle einseitige Überlastung verursacht, hat es sich daher als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schutzkappe mehrere, an ihrer Innenseite gleichmäßig verteilte Gegenelemente aufweist. Bevorzugt stehen diese gleichmäßig mit einer der Seitenflächen der Mutter in Kontakt.
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Beim Einsatz handelsüblicher Sechskantmuttern mit sechs Seitenflächen findet somit also beispielsweise eine Schutzkappe mit drei Gegenflächen Verwendung. Entsprechend kann beispielsweise beim Einsatz von Vierkantmuttern eine Schutzkappe mit zwei Gegenflächen eingesetzt werden. Hierdurch wird erreicht, dass das Haltemoment gleichmäßig von der Schutzkappe auf die Mutter übertragen wird.
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Denkbar ist auch, dass mehrere auf der Innenseite der Schutzkappe angeordnete Gegenelemente angeordnet sind, die mit der Mutter bzw. einer oder mehrerer Seitenflächen der Mutter in Eingriff bringbar sind, sodass eine weitere Verdrehung wirksam verhindert wird. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Stegen bzw. Rippen vorgesehen sein, wodurch auch das Aufsetzen der Schutzkappe auf die Mutter erleichtert wird.
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Darüber hinaus bietet eine derartige Anordnung den Vorteil, dass das zwischen der Schutzkappe und der Mutter vorhandene Spiel sich gleichmäßig über die Seitenflächen der Mutter verteilt, wobei die gleichmäßige Verteilung des Spiels vor allem auch durch die Lippe erreicht wird. Entsprechend kann die Schutzkappe der erfindungsgemäßen Baugruppe aus unterschiedlichen Richtungen quer zur Achse der Schraubverbindung wirken Verformungen und/oder Kräften gleichmäßig nachgegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Baugruppe weißt die Schutzkappe im Bereich des wenigstens einen Gegenelements einen freien Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der größte Außendurchmesser der Mutter, und größer, als der kleinste Außendurchmesser der Mutter.
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Bei handelsüblichen Sechskantmuttern wird der kleinste Innendurchmesser durch den Abstand von zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Sechskants gebildet, der größte Außendurchmesser entspricht dem Abstand zweier gegenüberliegender Kanten des Sechskants. Der freie Innendurchmesser der Korrosionsschutzkappe entspricht dabei dem Durchmesser des Kreises, der im Inneren der Schutzkappe die Innenseite bzw. das wenigstens eine Gegenelement tangiert. Mit anderen Worten entspricht der freie Innendurchmesser der Größe, mit dessen Abmessungen ein hypothetischer Körper im Inneren der Schutzkappe gerade noch rotieren kann, ohne dass die Drehung des Körpers durch die Verdrehsicherung der Schutzkappe behindert wird. Über eine Variation des freien Innendurchmessers lässt sich folglich einstellen, wieviel Spiel nach dem Aufstecken der Schutzkappe auf die Mutter, zwischen der Mutter und der Schutzkappe vorhanden ist. Entspricht der freie Innendurchmesser dem kleinsten Außendurchmesser der Mutter, so ist kein Spiel vorhanden. Überschreitet das Maß des freien Innendurchmessers die Abmessungen des größten Außendurchmessers der Mutter, führt dies dazu, dass die Mutter beim Lösen bzw. Anziehen der Schraubverbindung durchdrehen würde. Da bei einer spielfreien Halterung der Mutter durch die Schutzkappe das maximal übertragbare Haltemoment am größten ist, und bei einem großen Spiel, die Fähigkeit quer zur Achse der Schraubverbindung wirkenden Verformungen oder Kräften nachzugeben am größten ist, können diese Kenngrößen der Schutzkappe über eine Variation des freien Innendurchmessers besonders einfach beeinflusst werden.
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In einer Weiterbildung der Baugruppe weist die Schutzkappe eine Kippsicherung für die Mutter auf. Wird bei einem Bauwerk der Austausch des Bauwerkslagers erforderlich, kann dieses aus dem Bauwerk ausgebaut werden, indem die Schraubverbindung gelöst wird, welche das Bauwerkslager mit der Ankerplatte verbindet. Beim Einbau des neuen Bauwerkslagers kann es vorkommen, dass die in der Schutzkappe befindliche Mutter aus der Schraubenachse auf die Seite kippt. Dies führt dazu, dass die Schraube der Schraubverbindung nicht mehr in das Schraubenloch und das Gewinde eingedreht werden kann. Da die Mutter zusammen mit der Schutzkappe und der Ankerplatte im Beton des Bauwerks unzugänglich einbetoniert ist, kann die Mutter der Schraubverbindung nur durch Freistemmen des Betons erreicht und wieder aufgerichtet werden. Da es dies zu vermeiden gilt, weißt die erfindungsgemäße Baugruppe in ihrer Schutzkappe eine Kippsicherung auf. Als Kippsicherung kann beispielsweise ein an der Innenfläche der Schutzkappe befindlicher Vorsprung sein, der das Kippen der Mutter einfach und wirksam vermeidet und diese in Position hält.
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In einer bevorzugten Ausbildung der Baugruppe ist die Schutzkappe derart mit einem Korrosionsschutzmittel gefüllt, dass nach dem Aufstecken der Schutzkappe auf die Mutter die freien Oberflächen der Mutter mit dem Korrosionsschutzmittel benetzt sind. Als Korrosionsschutzmittel sind insbesondere Fett und andere Stoffe geeignet, die ein Eindringen von Feuchtigkeit und korrosionsfördernden Stoffen zur Schraubverbindung verhindern. Gleichzeitig bewirken die Korrosionsschutzmittel, dass die Schraubverbindung auch nach Erreichen der Lebensdauer des Bauelements leicht zu lösen ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels die Baugruppe näher erläutert.
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Darin zeigt schematisch:
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1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe;
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2 einen Ausschnitt aus der in 1 gezeigten Baugruppe;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Schutzkappe der in 1 und 2 gezeigten Baugruppe;
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4 einen Längsschnitt durch die in 3 gezeigte Schutzkappe der Baugruppe entlang der Schnittlinie A-A;
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5 einen Querschnitt der in 3 und 4 gezeigten Schutzkappe der Baugruppe entlang der Schnittlinie B-B;
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6 eine Draufsicht auf ein Mutter der Schraubverbindung, wie sie in der in 1 gezeigten Baugruppe verwendet wird;
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7 einen Schnitt durch die in 3 gezeigte Schutzkappe, wobei die Schutzkappe auf eine Mutter aufgesteckt ist;
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8 einen Schnitt wie in 7, wobei die Schutzkappe auf eine Mutter aufgesetzt ist; und
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9 alternative Ausführungen der Gegenelemente der Schutzkappe.
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In den Figuren werden gleiche Bezeichnungen für gleiche Teile verwendet.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baugruppe 1 mit einem Bauelement 2. Die Baugruppe 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Lagerbaugruppe 1. Diese verfügt über zwei Ankerplatten 4, welche jeweils durch zwei Schraubverbindungen 6 mit dem in diesem Ausführungsbeispiel als Bauwerkslager 2 ausgeführten Bauelement verbunden sind. Bei jeder der Ankerplatten 4 sind vier Verankerungselemente 5 in Form von Kopfbolzen 5 erkennbar. Die Schraubverbindungen 6 bestehen jeweils aus einer Schraube 7 und einer Mutter 8. Wie mit der Schraffur in 1 angedeutet ist, ist die untere Ankerplatte 4 in einem Betonbauteil 3 einbetoniert. Dabei stellen die vier Kopfbolzen 5 den Verbund zwischen dem Betonbauteil 3 und der Ankerplatte 4 her. Jede der beiden gezeigten Muttern 8 der Schraubverbindung 6 zwischen der unteren Ankerplatte 4 und dem Bauwerkslager 2 sind durch eine als Korrosionsschutzkappe 9 ausgeführte Schutzkappe vor Kontakt mit dem Beton des Betonbauteils 3 geschützt. Ferner ist erkennbar, dass sich die beiden Muttern 8 der Schraubverbindung 6 sich nach dem Einbetonieren der Ankerplatte 4 in dem Beton des Betonbauteils 3 unterhalb der Ankerplatte 4 befinden und entsprechend nicht zugänglich sind.
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Die Obere der zwei in 1 gezeigten Ankerplatten 4 ist in einem Zustand dargestellt, bevor die Ankerplatte 4 in einem Betonbauteil 3 einbetoniert ist. Hier sind auf die beiden Muttern 8 der Schraubverbindungen 6 noch keine Korrosionsschutzkappen 9 aufgesteckt.
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2 zeigt eine Detailansicht der in 1 gezeigten Ausführungsform der Lagerbaugruppe 1. Gezeigt wird die untere Ankerplatte 4, welche mit dem Bauwerkslager 2 über eine Schraubverbindung 6 verbunden ist. Die Schraubverbindung 6 besteht aus einer Schraube 7 sowie einer Mutter 8. Auf die Mutter 8 ist eine Korrosionsschutzkappe 9 aufgesteckt. Die Korrosionsschutzkappe 9 schützt die Schraubverbindung 6 während des Betonierens des Betonbauteils 3 vor Verunreinigungen mit Beton. Die Korrosionsschutzkappe 9 weist an ihrem unteren Rand 23 eine Lippe 24 auf, welche unterhalb der Mutter 8 die Schraubverbindung 6 umfasst und so die Korrosionsschutzkappe 9 auf der Schraubverbindung in Position hält. Weiter dichtet die Lippe 24 die Schraubverbindung 6 gegen das Eindringen von korrosionsfördernden Stoffen ab. Weiter weist die Korrosionsschutzkappe 9 eine äußere Verdrehsicherung 11 auf, welche mit dem Beton des Betonbauteils formschlüssig in Kontakt ist und nach dem Aushärten des Betons ein Verdrehen der Korrosionsschutzkappe verhindert.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Korrosionsschutzkappe 9. Auf der Außenseite 10 sind vier Vorsprünge 17 der äußeren Verdrehsicherung 11 gezeigt, welche nach dem Einbetonieren ein Verdrehen der Korrosionsschutzkappe im Beton verhindern. Weiter ist auf der Innenseite 12 der Korrosionsschutzkappe zu erkennen, dass diese ein Gegenelement in Form einer Gegenfläche 18 der inneren Verdrehsicherung 13 aufweist. An ihrem unteren Rand 23 verfügt die Korrosionsschutzkappe 9 ferner über eine Lippe 24.
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In 4 ist eine Seitenansicht mit teilweise aufgeschnittener Darstellung der in 3 gezeigte Korrosionsschutzkappe 9 dargestellt. Die Schnittführung folgt der Schnittlinie A-A wie diese in 5 eingezeichnet ist. In der Ansicht der Korrosionsschutzkappe 9 sind auf der Außenseite 10 zwei Vorsprünge 17 der äußeren Verdrehsicherung 11 zu sehen. Der Längsschnitt durch die Korrosionsschutzkappe 9 zeigt auf der Innenseite 12 eine am unteren Rand 23 der Korrosionsschutzkappe 9 angeordnete Lippe 24. Diese ist als eine schmale Nase ausgeführt, sodass die Lippe federnd nach hinten weggedrückt werden kann. Weiterhin ist im Längsschnitt zu erkennen, dass der Vorsprung 17 der äußeren Verdrehsicherung 11 als eine Verstärkung der Wandung 27 ausgeführt ist. Dies ist ebenso für die Ausbildung der Gegenfläche 18 auf der Innenseite 12 gegeben. Zu erkennen ist, dass die Gegenfläche 18 als verstärkte Ausbildung der Wandung 27 stoffschlüssig in den Vorsprung 17 der äußeren Verdrehsicherung 11 übergeht.
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5 zeigt einen Schnitt der Korrosionsschutzkappe 9 entlang der in 4 dargestellten Schnittlinie B-B. Hierin zu erkennen ist, dass die Korrosionsschutzkappe 9 sechs Vorsprünge 17 als äußere Verdrehsicherung 11 aufweist. Weiterhin verfügt die gezeigte Korrosionsschutzkappe 9 über drei als Gegenflächen 18 ausgebildete Gegenelemente als innere Verdrehsicherung 13, welche gleichmäßig auf der Innenseite 12 der Korrosionsschutzkappe 9 angeordnet sind. Zu erkennen ist, dass jeder der an der Innenseite 12 angeordneten Gegenfläche 18 ein Vorsprung 17 der äußeren Verdrehsicherung auf der Außenseite 10 gegenüberliegt. Weiter ist der freie Innendurchmesser 20 eingezeichnet, also der theoretische Durchmesser der eine vollständige Rotation innerhalb der Schutzkappe 9 zulässt.
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6 zeigt eine Mutter 8 in der Ausführungsform einer Sechskantmutter. Diese Sechskantmutter weist an ihrer Außenseite sechs Seitenflächen 19 auf, die an ihren Schnittlinien jeweils eine Kante 26 bilden. Im Zentrum der Mutter 8 befindet sich ein Schraubenloch 26 mit Gewinde. Die Abbildung der in 6 gezeigten Mutter verdeutlicht zudem, dass der größte Außendurchmesser 21 der Mutter 8 größer ist als der kleinste Außendurchmesser 22 der Mutter 8. Der kleinste Außendurchmesser 22 ist dabei der Abstand von zwei gegenüberliegenden Seitenflächen zueinander, wohingegen der größte Außendurchmesser 21 der Abstand von zwei gegenüberliegenden Kanten 26 ist.
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7 zeigt einen Querschnitt der Korrosionsschutzkappe 9, wie er bereits in 5 dargestellt ist, wobei jedoch die Korrosionsschutzkappe 9 auf eine Mutter 8 aufgesteckt ist. Die dargestellte Ausführungsform der Mutter 8 entspricht hierbei einer Sechskantmutter, wie diese in 6 dargestellt wird. An der Innenseite 12 der Korrosionsschutzkappe 9 sind drei als Gegenflächen 18 ausgeführte Gegenelemente der inneren Verdrehsicherung 13 angeordnet. Diese sind gleichmäßig über die Innenfläche 12 der Korrosionsschutzkappe verteilt, sodass jeder zweiten der sechs Seitenflächen 19 der Mutter 8 eine Gegenfläche 18 gegenüberliegt bzw. mit dieser in Kontakt ist. Darüber hinaus ist zwischen der Gegenfläche 18 und der Seitenfläche 19 ein Spiel 16 vorhanden. Dieses Spiel ermöglicht es, dass die Korrosionsschutzkappe 9 sich beim Auftreten einer quer zur Schraubenachse 14 wirkenden Verformung bzw. Kraft 15 die Korrosionsschutzkappe der Verformung bzw. Kraft 15 nachgeben kann.
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Der in 8 gezeigte Querschnitt der Korrosionsschutzkappe 9 entspricht dem in 7 gezeigten Querschnitt. Darüber hinaus wird ein Zustand dargestellt, in welchem ein Moment M zum Lösen oder Anziehen der Schraubverbindung 6 ausgeübt wird. Infolge Momentes M wird die Mutter 8 in der Korrosionsschutzkappe 9 geringfügig verdreht, bis jede zweite der sechs Kanten 26 mit einer der drei Gegenflächen 18 der inneren Verdrehsicherung 13 in Kontakt ist. Ein Verdrehen der Korrosionsschutzkappe 9 wird durch das an den sechs Vorsprüngen 17 der äußeren Verdrehsicherung 11 gleichmäßig angreifende Haltemoment HM verhindert.
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In 9 sind drei weitere alternative Ausführungen für Gegenelemente dargestellte. Allen drei Abbildungen ist gemein, dass die Mutter 8 gestrichelt dargestellt ist. In der obersten Abbildung sind die Gegenelemente 18a in Form von Stegen bzw. Rippen ausgeführt, wobei sich die Seitenfläche 19 an jeweils zwei Stege 18a anlegt. Die mittlere Abbildung zeigt ebenfalls Gegenelemente in Form von Stegen bzw. Rippen 18b, wobei diese Stege 18b eine trapezartige Außenkontur aufweisen. In der untersten Abbildung der 9 ist eine dritte Alternative für Gegenelemente dargestellt. Bei dieser Alternative sind die Gegenelemente in Form von Zähnen 18c ausgebildet. Allen dargestellten Alternativen ist gemein, dass die Korrosionsschutzkappe 9 gut auf die Mutter 8 aufgesetzt werden kann, da die Korrosionsschutzkappe 9 nur leicht gegenüber der Mutter 8 gedreht werden muss.
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Bei diesen rippenartigen Gegenelementen 18a, 18b ist es auch so, dass in den Fällen einer geometrischen Relativbeweglichkeit zwischen Schutzkappe 9 und Mutter 8, die fehlende koaxiale Zentrierung ebenfalls von der Lippe 24 übernommen wird. Mit zunehmendem Anteil von Beweglichkeit durch Verformung entfällt diese Notwendigkeit immer mehr.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Baugruppe/Lagerbaugruppe
- 2
- Bauelement/Bauwerkslager
- 3
- Betonbauteil
- 4
- Ankerplatte
- 5
- Verankerungselement/Kopfbolzen
- 6
- Schraubverbindung
- 7
- Schraube
- 8
- Mutter
- 9
- Schutzkappe/Korrosionsschutzkappe
- 10
- Außenseite
- 11
- Äußere Verdrehsicherung
- 12
- Innenseite
- 13
- Innere Verdrehsicherung
- 14
- Achse der Schraubverbindung
- 15
- Verformung/Kraft
- 16
- Spiel
- 17
- Vorsprung
- 18
- Gegenelement/Gegenfläche
- 18a
- Gegenelement/Steg bzw. Rippe
- 18b
- Gegenelement/Steg bzw. Rippe
- 18c
- Gegenelement/Zahn
- 19
- Seitenfläche
- 20
- Freier Innendurchmesser
- 21
- Größter Außendurchmesser
- 22
- Kleinster Außendurchmesser
- 23
- Unterer Rand
- 24
- Lippe
- 25
- Schraubenloch mit Gewinde
- 26
- Kante
- 27
- Wandung
- M
- Moment (Anzugs-/Lösemoment)
- HM
- Haltemoment
