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Vorrichtung zum Verankern von Drahtbündeln Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Verankern von Drahtbündeln, insbesondere einen Spannkopf für
Vorspannglieder von Betonbauteilen, bei der die Drähte rund um einen zylindrischen
Dorn verteilt und gegen die Innenfläche eines dickwandigen Rohrstückes gepreßt sind,
wobei das Rohrstück und der Dorn aus einem Material bestehen, dessen mechanische
Eigenschaften etwa gleich denen der Drähte sind.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art werden die Drähte zwischen
zwei ineinandergreifenden konischen Teilen verkeilt. Diese Vorrichtung weist jedoch
verschiedene Nachteile auf. Einer dieser Nachteile besteht darin, daß durch den
Bruch eines Drahtes Energie frei wird, die ausreicht, um das eine konische Teil
aus dem anderen gewaltsam herauszutreiben.
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Es wurde auch schon eine andere Vorrichtung vorgeschlagen, die diesen
Nachteil nicht aufweist. Bei dieser Vorrichtung wird die Verankerung der Drähte
durch eine Verkeilung erreicht, wobei die Drähte rund um einen zylindrischen Dorn
angeordnet sind und sich zwischen diesem Dorn und der Innenwand der zylindrischen
Bohrung eines dickwandigen Rohrstückes befinden, durch welche die Drähte durchtreten.
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Der Dorn und die entsprechende Bohrung sind relativ zu ihrem Durchmesser
lang, wobei der Werkstoff des Dornes und des Rohrstückes mechanische Eigenschaften
hat, die denen des Werkstoffes der Drähte vergleichbar sind.
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Man erhält mit dieser Vorrichtung gute Ergebnisse, vorausgesetzt,
daß die Zugkraft, die von der einen Seite auf die Drähte ausgeübt wird, die Kraft
nicht übersteigt, die zum Einpressen von Dorn und Drähten in das Rohrstück notwendig
ist.
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Die Erfindung hat eine Verankerungsvorrichtung dieser Art zum Ziel,
bei welcher bei gleicher Einpreßkraft der Widerstand gegen Herausziehen vergrößert
ist.
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Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Dorn einen breiten
Kopf aufweist, der sich mit einer Ringfläche gegen die Stirnfläche der Drähte stüzt.
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Beim Einpressen des Dornes in das Rohrstück, was z. B. durch Axialdruck
auf den Kopf des Dornes bewirkt wird, berühren die Drähte den Kopf und schieben
sich mit dem Dorn vor. Die zu überwindenden Reibungskräfte ergeben sich aus der
Berührung der Drähte mit dem Rohrstück. Der Vorschub kann also so lange vor sich
gehen, bis der Kopf auf die Stirnfläche des Rohrstückes auftrifft. Dies kann unmittelbar
oder unter Zwischenschaltung eines Ringes geschehen, der vorher auf das Drahtbündel
aufgefädelt wurde. Dieser Ring soll das Ausknicken der Drähte vermeiden.
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Wenn man bei einer so eingerichteten Vorrichtung eine Zugkraft auf
die Drähte ausübt, müssen, um diese gleiten zu lassen, nicht nur die Reibungskräfte
zwischen den Drähten und dem Rohrstück, sondern auch zwischen den Drähten und dem
Dorn überwunden werden, weil dieser durch seinen Kopf unbeweglich seine Lage zu
dem Rohrstück beibehält, so daß er den Drähten in ihrer Vorwärtsbewegung nicht folgen
kann. Die Zugbeanspruchung kann demzufolge größer sein.
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Die Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Verankerungsvorrichtung an Hand
der Zeichnung, welche schematisch eine solche Verankerungsvorrichtung im Längsschnitt
zeigt.
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Bei dieser Ausführungsform weist ein Dorn 10 eine zylindrische Mantelfläche
11 auf, wobei ein Ende 12
kegelstumpfförmig ausgeführt ist, während
das andere Ende durch einen zylindrischen Kopf 13 begrenzt wird, dessen Durchmesser
bedeutend größer ist als der Durchmesser des Dornes. An der Verbindungsstelle mit
dem Dorn 10 hat der Kopf 13 eine Ringfläche 14, die senkrecht zur
Achse des Dornes liegt. Ein 'dickwandiges Rohrstück 16 hat eine zylindrische Bohrung
17. An der Übergangsstelle zur Stirnfläche 18 am Befestigungsflansch
20 des Rohrstückes ist eine Abrundung 19 vorgesehen. Der Dorn 10 und
die
Bohrung 17 sind im Verhältnis zu ihrem Durchmesser lang, beispielsweise
ist der Dorn 10 ungefähr fünfmal so lang wie sein Durchmesser.
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Das Rohrstück 16 und der Dorn 10 bestehen aus einen Material, dessen
mechanische Eigenschaften denen der Spanndrähte 21 vergleichbar sind.
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Die zylinderförmig angeordneten Drähte 21 durch queren die Bohrung
des Rohrstückes und umgeben den Dorn 10, wobei ihre Enden an der Fläche
14 des Kopfes des Dornes anliegen.
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Um ein Ausknicken der Drähte während ihrer Verkeilung zwischen Dorn
und Rohrstück zu vermeiden, ist ein zylindrischer Ring 22 auf die Drähte aufgefädelt
und unmittelbar neben dem Kopf angeordnet. Der innere Durchmesser dieses Ringes
ist so bemessen,- daß die Drähte und der Dorn sich leicht in den Ring einführen
lassen.
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Dieser Ring braucht nicht so gute mechanische Eigenschaften wie Dorn
und Rohrstück zu haben, sondern er kann z. B. aus einem halbharten Stahl handelsüblicher
Qualität bestehen.
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Der Bohrungsdurchmesser ist um einen bestimmten Betrag kleiner als
der Durchmesser des Dornes zuzüglich dem doppelten Betrag des Durchmessers der Drähte,
so daß durch Einpressen des von den Drähten umgebenen Dornes in das Rohrstück die
Drähte zwischen Dorn und Rohrstück eingeklemmt werden.
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Das Einpressen wird durch eine Kraft bewerkstelligt, z. B. eine Schubkraft,
die auf den Kopf des Dornes ausgeübt wird, während das Rohrstück seine Lage beibehält.
Dabei wird der Ring 22 gegen die Fläche 18 des Rohrstückes und gegen die Fläche
14 des Dornes gedrückt.
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Die Einpreßkraft ruft eine Verformung der in Kontakt mit dem Dorn
und dem Rohrstück stehenden Drahtenden sowie eine Ausdehnung des Rohrstückes und
eine Kontraktion des Dornes hervor. Sie soll insbesondere die zwischen den Drähten
und der Innenwandung der Bohrung 17 bestehenden Reibungskräfte überwinden.
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Der Versuch zeigt, daß die zum Einpressen des Do=res in das Rohrstück
benötigte Kraft im wesentlichen der Länge des bereits eingepreßten Abschnittes des
Dornes proportional ist.
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Die Einpreßkraft ist natürlich nicht nur eine Funktion der Beschaffenheit
der Drähte, des Dornes und des Rohrstückes, sondern auch der Durchmesser dieser
verschiedenen Teile.
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Aber während mit den Vorrichtungen der bekannten Art, die einen zylindrischen
Dorn verwenden, die auf die Drähte ausgeübte Zugkraft in jedem Fall die Einpreßkraft
nicht übertreffen soll, ist es mit der hier beschriebenen Vorrichtung möglich, auf
die Drähte eine Zugkraft auszuüben, die bedeutend größer als die Einpreßkraft ist,
ohne daß dabei ein Gleiten der Drähte gegenüber dem Rohrstück auftritt.
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Diese Zugkraft kann den doppelten Wert der Einpreßkraft erreichen.
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Wenn nämlich eine Zugkraft auf die Drähte ausgeübt und das Rohrstück
festgehalten wird, werden die Drähte gespannt und ziehen den Dorn nach sich. Der
Kopf des Dornes stößt jedoch unter Zwischenschaltung des Ringes 22 gegen das Rohrstück.
Der Dorn kann sich infolgedessen nicht verschieben. Um in dem Rohrstück gleiten
zu können, haben die Drähte nicht nur die Reibungskräfte zu überwinden, die aus
ihrem Kontakt mit dem Rohrstück resultieren, sondern auch diejenigen Reibungskräfte,
die sich aus ihrem Kontakt mit dem Dorn ergeben.
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Das ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber den bekannten, obenerwähnten
Vorrichtungen, bei welchen im Falle des Gleitens der Drähte einfach der Dorn mitgezogen
wird und nur die Reibungskräfte zwischen den Drähten und dem Rohrstück wirken.
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Mit der hier beschriebenen Vorrichtung erhält man also bei gleicher
Einpreßkraft einen Sicherheitsspielraum, der mehr als doppelt so groß ist als der,
mit dem die bekannten, weiter obenerwähnten Vorrichtungen ausgestattet sind. Oder,
um unter anderen Verhältnissen denselben. Widerstand gegen die Zugkraft zu erhalten,
ist die Einpreßkraft, die auf den Dorn ausgeübt werden muß, um mehr als die Hälfte
gegenüber derjenigen reduziert, die bei den bekannten, obenerwähnten Vorrichtungen
notwendig ist.
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Man kann überdies die Möglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verbessern, indem man Querstreifen oder irgendeine andere Oberflächenform auf der
Oberfläche des Dornes anbringt, die diese Oberfläche rauh werden lassen.
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Die Reibungskräfte, die zwischen dem Dorn und den Drähten erzeugt
werden, wenn eine Zugkraft auf letztere ausgeübt wird, werden also vergrößert und
infolgedessen wird der Widerstand gegen eine Zugkraft als Ganzes vergrößert, während
die Einpreßkraft unverändert bleibt.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebene und dargestellte
Ausführungsform beschränkt, die lediglich ein Ausführungsbeispiel ist. Vielmehr
umfaßt sie im Gegenteil die verschiedenen Varianten, die im Rahmen der Erfindung
ausgeführt werden können: Man kann z. B. dem Dorn und der entsprechenden Bohrung
des Rohrstückes einen anderen als kreisförmigen Querschnitt geben, insbesondere
einen polygonalen. Sind die Risiken des Ausknickens der Drähte verringert, kann
man den Ring 22 weglassen, wobei der Kopf 13 des Dornes direkt in Verbindung mit
dem Rohrstück kommt.