DE1176822B

DE1176822B - Coupling and anchoring for prestressing bars of concrete components

Info

Publication number: DE1176822B
Application number: DEH33722A
Authority: DE
Inventors: George Harry Howlett
Original assignee: GEORGE HARRY HOWLETT
Current assignee: GEORGE HARRY HOWLETT
Priority date: 1957-07-10
Filing date: 1958-07-05
Publication date: 1964-08-27

Description

Kupplung und Verankerung für Vorspannstäbe von Betonbauteilen Die Erfindung betrifft eine Kupplung für Vorspannstäbe von Betonbauteilen mit einer Muffe und gezahnten Hohlkeilen, in welche die Enden der zu kuppelnden Vorspannstäbe eingreifen.Coupling and anchoring for prestressing bars of concrete components The The invention relates to a coupling for prestressing bars of concrete components with a Sleeve and toothed hollow wedges into which the ends of the prestressing rods to be coupled intervention.

Vorspannstäbe für Betonbauteile werden bis an die Grenze der Festigkeit ihres Werkstoffes belastet. Sie müssen deshalb besonders zuverlässig und sicher verankert werden. Dazu hat eine bekannte Spannstabkupplung geteilte Hohlkeile, die in konische Bohrungen eingepaßt sind. Infolge der einzigen Keilfläche wird die Klemmkraft nicht gleichmäßig verteilt, so daß die Zuverlässigkeit der Kupplung leidet.Prestressing bars for concrete components are stretched to the limit of their strength their material loaded. They must therefore be particularly reliable and safe be anchored. For this purpose, a known tie rod coupling has split hollow wedges that are fitted into conical bores. The clamping force is due to the single wedge surface not evenly distributed, so that the reliability of the coupling suffers.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung für Vorspannstäbe von Betonbauteilen zu schaffen, mit der eine sichere und zuverlässige Stabverankerung erreicht wird, ohne das zu spannende Ende des Vorspannstabes besonders ausbilden oder verformen zu müssen.The object of the invention is to provide a coupling for prestressing rods from To create concrete components with which a safe and reliable rod anchoring is achieved without specially training the end of the prestressing rod to be tensioned or having to deform.

Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Hohlkeile außen mehrere in gleichen Abständen hintereinander angeordnete ringförmige oder an sich bekannte gewindeförmige Keilflächen aufweisen, die mit entsprechenden Flächen gleicher Neigung im Inneren der Muffe derart zusammenwirken, daß durch axial gerichtete Zugkräfte radial nach innen gerichtete Klemmkräfte entstehen. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßigere Verteilung der Klemmkraft, wodurch die Zuverlässigkeit der Stabverankerung gesteigert wird.This is achieved according to the invention in that the hollow wedges are on the outside several equally spaced one behind the other annular or per se have known thread-shaped wedge surfaces that are the same with corresponding surfaces Inclination inside the sleeve cooperate in such a way that by axially directed tensile forces clamping forces directed radially inward arise. This results in a more uniform Distribution of the clamping force, which increases the reliability of the rod anchoring will.

Da die Hohlkeile einteilig ausgebildet sind, kommt die Kupplung mit einer Mindestzahl von robust ausgebildeten Teilen aus, die über eine lange Lebensdauer störungsfrei arbeiten und die mit geringen Kosten herstellbar und leicht und schnell auf den Baustellen einzubauen sind.Since the hollow wedges are made in one piece, the coupling comes with them a minimum number of robust parts that have a long service life work trouble-free and which can be produced at low cost and easily and quickly are to be installed on the construction site.

Es sind zwar zur Befestigung von Körpern auf Drehwellen schon derartige Keile verwendet worden, aber dabei handelt es sich um die Lösung einer ganz anderen Aufgabe.There are already such for the attachment of bodies on rotating shafts Wedges have been used, but this is a completely different solution Task.

Bei der praktischen Ausführung haben die Hohlkeile mehrere gleichmäßig über ihren Umfang verteilt angeordnete, axial gerichtete Längsschlitze. Zweckmäßig sind die ineinandergreifenden Keilflächen gegenüber der Längsachse der Muffenbohrung unter einem Winkel von weniger als 45° geneigt.In the practical version, the hollow wedges have several evenly Axially directed longitudinal slots distributed over its circumference. Appropriate are the interlocking wedge surfaces opposite the longitudinal axis of the socket bore inclined at an angle of less than 45 °.

Bei einer Verankerung für Vorspannstäbe unter Verwendung einer Verkeilung gemäß der Kupplung nach der Erfindung stützt sich die Muffe mit einer Unterlegscheibe an einer Ankerplatte ab, wobei die Muffe mit einer konvexen Fläche in einer konkaven Fläche der Unterlegscheibe allseits frei beweglich ist.In the case of an anchorage for prestressing bars using a wedge according to the coupling according to the invention, the sleeve is supported with a washer on an anchor plate, the sleeve with a convex surface in a concave Surface of the washer is freely movable on all sides.

Bei einer anderen Verankerung ist die Muffe mit Außengewinde und Schlüsselflächen versehen und in eine Gewindebohrung in der Ankerplatte einschraubbar.Another type of anchorage is the socket with an external thread and wrench flats provided and screwed into a threaded hole in the anchor plate.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 die Kupplung gemäß der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, F i g. 2 einen Hohlkeil in schaubildlicher Ansicht, F i g. 3 eine Verankerung für Vorspannstäbe in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und F i g. 4 eine abgewandelte Verankerung in Seitenansicht, teilweise geschnitten.The invention is shown in the drawing on the basis of several exemplary embodiments illustrated. It shows F i g. 1 the coupling according to the invention in side view, partly in section, F i g. 2 is a perspective view of a hollow wedge, FIG. 3 shows an anchorage for prestressing rods in side view, partially in section, and F i g. 4 shows a modified anchorage in side view, partially in section.

F i g. 1 zeigt die Kupplung zum Verbinden der Enden zweier Vorspannstäbe 7 und 8, während in F i g. 3 die Verankerung eines Vorspannstabes 7 a an einer Ankerplatte 9 und in. F i g. 4 an einer Ankerplatte 11 dargestellt ist. Die Kupplung besteht aus einer Muffe 12, die mit einer Bohrung 13 für die Enden 14, 15 der Vorspannstäbe 7, 8 versehen ist, und aus zwei Hohlkeilen 16, 23, die auf die Stabenden 14, 15 passen, in der Bohrung 13 angeordnet und mit griffigen Innenflächen 17 versehen sind. Die Hohlkeile 16 haben außen mehrere in gleichen Abständen hintereinander angeordnete ringförmige Keilflächen 19, die mit entsprechenden Flächen 18 gleicher Neigung im Inneren der Muffe 12. derart zusammenwirken, daß durch axial gerichtete Zugkräfte radial nach innen gerichtete Klemmkräfte entstehen. Zweckmäßig sind die Innenflächen 17 der Hohlkeile 16 mit Verzahnungen versehen, wie F i g. 1 zeigt, die sich in die Oberfläche des Stabes eindrücken.F i g. Figure 1 shows the coupling for connecting the ends of two prestressing rods 7 and 8, while in FIG. 3 the anchoring of a prestressing rod 7 a on an anchor plate 9 and in. F i g. 4 is shown on an anchor plate 11. The clutch exists from a sleeve 12 with a bore 13 for the ends 14, 15 of the prestressing rods 7, 8, and two hollow wedges 16, 23, which are attached to the rod ends 14, 15 fit, arranged in the bore 13 and provided with non-slip inner surfaces 17 are. The hollow wedges 16 have several outside one another at equal intervals arranged annular wedge surfaces 19, which are the same with corresponding surfaces 18 Inclination inside the sleeve 12 cooperate in such a way that by axially directed Tensile forces result in clamping forces directed radially inwards. They are useful Inner surfaces 17 of the hollow wedges 16 with teeth provided how F i g. 1 shows indenting into the surface of the rod.

Die Hohlkeile 16, 23 sind, wie F i g. 2 zeigt, einteilig ausgebildet und haben mehrere gleichmäßig über ihren Umfang verteilt angeordnete, axial gerichtete Längsschlitze 24, 25, 26 und 27, durch die sie in mehrere radial bewegliche Segmente unterteilt werden. Zwei einander gegenüberliegende Schlitze 25 und 27 sind an dem Ende 31 offen und reichen nicht ganz bis zu dem Ende 32 des Hohlkeils 23, so daß die Segmente miteinander verbunden bleiben. Die Schlitze 24 und 26 reichen von dem Ende 32 des Hohlkeils 23 bis in die Nähe des Endes 31. Die einzelnen Segmente sind auf diese Weise alle miteinander verbunden, können sich jedoch in radialer Richtung bewegen und einzeln dem Umfang des Stabes anpassen.The hollow wedges 16, 23 are, as shown in FIG. 2 shows, designed in one piece and have a plurality of axially directed longitudinal slots 24, 25, 26 and 27 which are arranged uniformly distributed over their circumference and through which they are divided into a plurality of radially movable segments. Two opposing slots 25 and 27 are open at the end 31 and do not quite extend to the end 32 of the hollow wedge 23, so that the segments remain connected to one another. The slots 24 and 26 extend from the end 32 of the hollow wedge 23 to the vicinity of the end 31. The individual segments are all connected to one another in this way, but can move in the radial direction and individually adapt to the circumference of the rod.

Die ineinandergreifenden Keilflächen 18 und 19 sind gegenüber der Längsachse der Muffenbohrung 21 unter einem Winkel von weniger als 45° geneigt, so daß die auf die Hohlkeile 16 ausgeübten Klemmkräfte größer sind als die axiale Zugkraft des Stabes. Zweckmäßig ist dieser Winkel kleiner als 453, nämlich etwa 20 bis 30°, vorzugsweise etwa 22°. Bei diesem Winkel haben Versuche ergeben, daß die Vorspannstäbe selbst bei Zugkräften von über 100 kg/qmm sicher gehalten werden und bei weiterer Steigerung der Zugkraft in jedem Falle außerhalb der Kupplung zu Bruch gehen.The interlocking wedge surfaces 18 and 19 are inclined with respect to the longitudinal axis of the socket bore 21 at an angle of less than 45 °, so that the clamping forces exerted on the hollow wedges 16 are greater than the axial tensile force of the rod. This angle is expediently smaller than 453, namely approximately 20 to 30 °, preferably approximately 22 °. At this angle, tests have shown that the prestressing rods are held securely even with tensile forces of over 100 kg / sqmm and, if the tensile force is increased further, will in any case break outside the coupling.

Die geneigten, ineinandergreifenden Keilflächen 18 und 19 können als an sich bekannte gewindeförmige Keilflächen ausgebildet sein. Das ist für die Herstellung günstig und ermöglicht zugleich ein bequemes Einschrauben und Herausschrauben des Hohlkeils in die bzw. aus der Bohrung 13. Um die Keilwirkung dieser ineinandergreifenden Keilflächen 18 und 19 zu erreichen, kann ein Bund 34 bzw. 35 am inneren Ende des Stabes 7 bzw. 8 angebracht sein, der sich bei Zugwirkung gegen die Stirnflächen 31 der Hohlkeile 15 bzw. 16 legt. Selbstverständlich wird nach Einsetzen der Keilwirkung der Flächen 18 und 19 die gesamte Belastung von den Innenflächen 1.7 der Hohlkeile übertragen.The inclined, interlocking wedge surfaces 18 and 19 can be designed as thread-shaped wedge surfaces known per se. This is favorable for production and at the same time enables the hollow wedge to be easily screwed in and unscrewed into and out of the bore 13. To achieve the wedge effect of these interlocking wedge surfaces 18 and 19, a collar 34 or 35 can be attached to the inner end of the rod 7 or 8 be attached, which lays itself against the end faces 31 of the hollow wedges 15 and 16 when there is a pulling action. Of course, after the wedge effect of the surfaces 18 and 19 has started, the entire load is transferred from the inner surfaces 1.7 of the hollow wedges.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform hat die Muffe 12 die Form eines Rohres zur Aufnahme der Enden 14 und 15 der Vorspannstäbe 7 und 8, die an einander entgegengesetzten Enden 36 und 37 der Muffe in die Bohrung 13 hineinragen. Hierbei muß die Muffe 12 so bemessen werden, daß ihre Zugfestigkeit wenigstens gleich derjenigen der Stäbe 7 und 8 ist, damit die Stäbe auf Zug beansprucht werden können, ohne daß die Muffe zu Bruch geht. Die Muffe 12, die Hohlkeile 16, 23 und die Stäbe 7 und 8 sind symmetrisch zu einer querverlaufenden Mittelebene durch die Muffe 12 ausgebildet.In the case of the in FIG. 1, the sleeve 12 is in the form of a tube for receiving the ends 14 and 15 of the prestressing rods 7 and 8 which protrude into the bore 13 at opposite ends 36 and 37 of the sleeve. The sleeve 12 must be dimensioned so that its tensile strength is at least equal to that of the rods 7 and 8, so that the rods can be subjected to tensile stress without the sleeve breaking. The sleeve 12, the hollow wedges 16, 23 and the rods 7 and 8 are formed symmetrically to a transverse central plane through the sleeve 12.

Die Vorspannstäbe 7 und 8 können einen beliebig geformten Querschnitt haben; die Innenflächen 17 der Hohlkeile 1.6, 23 müssen lediglich diesem Querschnitt angepaßt sein.The prestressing rods 7 and 8 can have any shape cross-section to have; the inner surfaces 17 of the hollow wedges 1.6, 23 only have to have this cross-section be adjusted.

Wie oben erwähnt, dient die Vorrichtung nach F i g. 3 zur Verankerung eines Vorspannstabes an einer Ankerplatte 9, die an ein Betonbauteil 41 grenzt. Die Ankerplatte 9 hat eine Öffnung 42. Die Muffe 12 a ist mit ihrer Bohrung 13 a und dem Hohlkeil 16 a mit den ineinandergreifenden Keilflächen 18 a, 19 a zu der Öffnung 42 ausgerichtet, wobei der Stab 7 a durch die Öffnung 42 in die Bohrung 13 a eingeführt ist. Die Verankerung entspricht in dieser Ausführung in Ausbildung und Wirkungsweise der linken Hälfte der in F i g. 1 dargestellten Kupplung. Zweckmäßig wird bei dieser Ausführung eine Unterlegscheibe 46 zwischen der Muffe 12 a und der Platte 9 angeordnet, wobei die Unterlegscheibe und die Muffe einander berührende konkave bzw. konvexe Fächen 47 und 48 haben und so eine nach allen Seiten bewegliche Gelenkverbindung bilden. Bei dieser Anordnung wird die Öffnung 42 zweckmäßig so groß gewählt, daß der Stab 7 a sich selbsttätig genau ausrichten kann.As mentioned above, the device according to FIG. 3 for anchoring a prestressing rod to an anchor plate 9 which is adjacent to a concrete component 41 . The anchor plate 9 has an opening 42. The sleeve 12 a is aligned with its bore 13 a and the hollow wedge 16 a with the interlocking wedge surfaces 18 a, 19 a to the opening 42, the rod 7 a through the opening 42 into the bore 13 a is introduced. In this embodiment, the anchoring corresponds in design and mode of operation to the left half of that in FIG. 1 clutch shown. In this embodiment, a washer 46 is expediently arranged between the sleeve 12 a and the plate 9, the washer and the sleeve having concave or convex surfaces 47 and 48 touching one another and thus forming a hinge connection that is movable in all directions. In this arrangement, the opening 42 is expediently chosen so large that the rod 7 a can automatically align itself exactly.

Wie schon erwähnt, ist die Vorrichtung nach F i g. 4 für die Verankerung eines Stabes 8 b an einer Ankerplatte 11 ausgebildet, wobei der Stab 8 b nicht durch die Ankerplatte ragt. Hierbei hat die Ankerplatte 11 eine mit Gewinde versehene Öffnung 51, die an der Baustelle hergestellt werden kann. Die Muffe 12 b der Kupplung ist als ein mit Außengewinde versehener Stopfen ausgebildet, der in die Öffnung 51 eingeschraubt wird. Der Stopfen 12 b kann eine oder mehrere Schlüsselflächen 52 haben. Im übrigen entspricht diese Ausführung der rechten Hälfte der in F i g. 1 dargestellten Kupplung. Bei der Montage wird zunächst die Öffnung 51 in die Ankerplatte 11 gebohrt und mit Gewinde versehen. Dann wird die Muffe 12 b in die Öffnung 51 eingeschraubt und ein Ende 15 b des Stabes 8 b eingeführt. Anschließend wird der Hohlkeil 23 6 in die Muffe eingeschraubt. Die Keilwirkung der ineinandergreifenden Keilflächen der Bohrung und des Hohlkeils wird durch das Endstück 35 b am Ende des Stabes eingeleitet.As already mentioned, the device according to FIG. 4 designed for anchoring a rod 8 b on an anchor plate 11, wherein the rod 8 b does not protrude through the anchor plate. Here, the anchor plate 11 has a threaded opening 51 which can be made at the construction site. The sleeve 12 b of the coupling is designed as an externally threaded plug which is screwed into the opening 51. The stopper 12 b can have one or more key surfaces 52. Otherwise, this embodiment of the right half corresponds to that in FIG. 1 clutch shown. During assembly, the opening 51 is first drilled into the anchor plate 11 and provided with a thread. Then the sleeve 12 b is screwed into the opening 51 and one end 15 b of the rod 8 b is inserted. Then the hollow wedge 23 6 is screwed into the socket. The wedge effect of the interlocking wedge surfaces of the bore and the hollow wedge is initiated by the end piece 35 b at the end of the rod.

Claims

Claims: 1. Coupling for prestressing bars of concrete components with a sleeve and toothed hollow wedges, in which the ends of the prestressing bars to be coupled engage, characterized in that the hollow wedges (16) on the outside have a plurality of ring-shaped or known thread-shaped wedge surfaces on the outside (19) which cooperate with corresponding surfaces (18) of the same inclination inside the sleeve (12) in such a way that axially directed tensile forces result in clamping forces directed radially inward.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the hollow wedges (16) are integrally formed.

3. Coupling according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the hollow wedges (16) are several evenly distributed over their circumference arranged, axially directed longitudinal slots (24, 25, 26, 27).

4. Coupling according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the interlocking wedge surfaces (18, 19) are inclined relative to the longitudinal axis of the socket bore (13) at an angle of less than 45 °.

5. Anchoring for prestressing rods using a wedging according to the coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sleeve (12a) is supported with a washer (46) on an anchor plate (9) , the sleeve having a convex Surface (48) is freely movable on all sides in a concave surface (47) of the washer (46).

6. Anchoring for prestressing bars using a wedging according to the coupling according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sleeve (12b) has an external thread and key surfaces (52) is provided and can be screwed into a threaded bore (51) of the anchor plate (11) is. Documents considered: German Patent No. 850 255; report der AG der von Moos'schen Eisenwerke Luzern »The current state of development of the prestressed concrete ”from December 1953, p. 31.