DE1221423B

DE1221423B - Vorrichtung zum Vorspannen und Verankern eines Buendels von Stahldraehten fuer Betonbauteile mit nachtraeglichem Verbund

Info

Publication number: DE1221423B
Application number: DEM41345A
Authority: DE
Inventors: Romualdo Macchi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-04-30
Filing date: 1959-04-27
Publication date: 1966-07-21
Also published as: BE578174A; ES249059A1; FR1223043A; CH356261A

Description

Vorrichtung zum Vorspannen und Verankern eines Bündels von Stahldrähten für Betonbauteile mit nachträglichem Verbund Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorspannen und Verankern eines Bündels von Stahldrähten für Betonbauteile mit nachträglichem Verbund, bei der die am Ende mit Querschnittsverbreiterungen versehenen Drähte an einer Lochscheibe gehalten sind.
Es ist eine Verankerungskonstruktion einzelner vorgespannter Stahleinlagen bei Spannbetonkörpern bekannt, bei der sich das als Anker wirkende Gebilde gegen eine Querschnittsverformung der Stahleinlage abstützt. Dabei besitzen die als Anker wirkenden Gebilde entweder ein genügend großes Loch und werden vorher auf die Stahleinlage aufgefädelt und verteilt und dann nach dem Spannen der Stahleinlage mit Hilfe kleiner Zusatzkeile an der richtigen Stelle befestigt, oder sie werden mit ihren Öffnungen an der richtigen Stelle der vorgespannten Stahleinlage aufgesetzt und befestigt.
Diese bekannte Verankerung, die für Bauteile mit sofortigem Verbund vorgesehen ist, ist aber wegen des größeren Platzbedarfs für die größeren Löcher,. wegen der losen Teile, wegen der Unzugänglichkeit innenliegender Löcher, wegen der ungünstigeren Beanspruchung der verformten Stellen der Spanndrähte für bündelartige Spannglieder und für Bauteile mit nachträglichem Verbund, bei denen zeitweise die gesamte Vorspannkraft am Spannkopf gehalten werden muß, wenig geeignet.
Es ist ferner eine Verankerung für Drahtbündel bekannt, bei der die Drähte mit Stauchköpfchen an einer Lochscheibe gehalten sind. Beim Stauchen können infolge der mechanischen Beanspruchung in den Köpfchen Risse und Beschädigungen erzeugt werden. Dieser Nachteil wirkt sich um so mehr aus, je höher die Festigkeit des Stahls und je größer der Durchmesser der Drähte ist. Dabei kommt es zuweilen zum Nachgeben der Köpfchen, insbesondere unter dynamischen Belastungen. Außerdem ist die Widerlagerfläche der Stauchköpfchen an der Lochscheibe klein, so daß sich hohe Pressungen ergeben. Es ist daher erforderlich, auch für die Lochscheibe einen Stahl hoher Güte zu verwenden. Ferner ist es praktisch unmöglich, die Drähte eines Bündels so anzuordnen, daß die unvermeidlichen Längenunterschiede, welche durch Krümmungen und durch die unvermeidlichen Materialfehler bedingt sind, ausgeglichen werden, was sich bei kurzen Spanngliedern besonders nachteilig auswirkt.
Die bekannte Verankerung mit Stauchköpfchen hat noch den weiteren Nachteil, daß die Maschine zur Bildung der Stauchköpfchen viel Raum einnimmt, kompliziert und kostspielig ist und sich nicht gut eignet, die Stauchköpfchen an Ort und Stelle zu bilden.
Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vermieden, die außerdem wirtschaftlich ist und den gegenwärtigen Anforderungen an Betonbauteile mit nachträglichem Verbund genügt.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung hat die Lochscheibe ein Außengewinde und durchgehende kegelstumpfförmige Bohrungen, die sich nach außen öffnen und einen kleinsten Querschnitt haben, der im wesentlichen dem Querschnitt der Drähte entspricht. Die Verbreiterungen der Drähte sind durch Kaltpressen in radialer Richtung gebildet, wobei die Ränder der zusammengedrückten Zonen entsprechend der Kegelfläche in den Bohrungen der Lochscheibe keilförmig verlaufen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jedes Drahtende zwei im Abstand voneinander angeordnete Verbreiterungen an zwei entsprechenden Lochscheiben auf, wobei die inneren Verbreiterungen keilförmig zunehmend und abnehmend gestaltet sind.

Das Kaltpressen der Drähte wird zweckmäßig allmählich ausgeführt, so daß sich das Material langsam umordnet und die den Draht bildenden Längsfasern ihre gegenseitige Lage ändern, ohne daß sich eine von der anderen löst oder reißt, wobei es vorteilhaft ist, die Preßorgane so auszubilden, daß eine Verschiebung des Materials in Längsrichtung verhindert wird.

Es können durch Kaltpressen Verbreiterungen an

Drähten beliebigen D>fchessefs, insbigsoüdere äuch

großen Durchmessers, und auch an solchen aus be-

sonders harten Stählen mit einer Zugfestigkeit von

220 kg/mm2 und mehr gebildet werden. Für Drähte

mit kleinem Durchmesse genügen zwei PYeZp'Pofile,

während für Drähte mit größerem Durchmesser drei

im Winkel angeordnete Preßprofile zweckmäßig sind.

Beim Vorbereiten der Spannglieder' zur Verwen-

dung der Vorrichtung nach der Erfindung wird

zweckmäßig so verfahren, daß die Drähte mit den

Enden in die kegeligen Bohrungen der Lochscheibe

eingeführt werden, daß diese Enden dann verformt

werden und daß die Verbreiterungen in die kegel-

stumpfförmigen Bohrungen der Lochscheibe hinein-

gezogen und damit verkeilt werden.

Die erfiüdüng§gdriiäle Vorticliturig hat den weite-

ieri Vörfeil; däß üirgleIdhe geänsprüchungen der

Drähte des Bündels bei eventuellen Längenunter-

schieden ausgeglichen werden, da die kegelstumpf-

förmige Bohrung der Lochscheibe aus weichem Stahl

sich an die Form der zusammengedrückten Zone des

Drahtes aus härterem Stahl anpaßt.

Die Preßzeit für einen Draht beträgt etwa eine

Minute. Man kann jedoch den Zeitaufwand reduzie-

ren, indem man mit einer Sandwichvorrichtung z. B.

zwanzig Drähte gleichzeitig zusammenpreßt, so daß

im Durchschnitt drei Sekunden je Draht benötigt

werden.

Die Presse zum Verformen der Drähte wird im

allgemeinen hydraulisch betrieben, sie kostet wenig,

nimmt geringen Raum ein und hat geringes Gewicht,

so daß sie leicht auch an Ort und Stelle verwendet

werden kann, was einen weiteren offensichtlichen

Vorteil darstellt:

Ausführungsformefi der Vorrichtung nach der Er-

findung sind beispielsweise in der Zeichnung dar-

gestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Ende eines an. der Lochscheibe be-

festigten Drahtbündels vor dem Spannen,

F i g: 2 das Bündel hach dem Spannen und die

Verankerung der Lo'ehscheibe än der Stirnseite des

Bauteils;

F i g. 3 eine vergrößerte Ansicht -der Verankerung

3n Richtung 111.-111 der F 2,

F i g-. 4."d S ein Drahtende .nach der Verformung

3n Draufsicht und Seitenansicht in Richtung V-V der

F.i g. 4,

F i,g. 6_ ,und 7 Querschnitte -durch die Verbreite-

-rung am, =Ende eines Drahtes bzw. .Schnitte mach ,den

Linien V@-@:I und VII-@1I der F i,g. 5.,

F 1-g. 8 einen Schä#Itt durch eine andere Ausfüh-

rungsform der Verbreiterung am Ende,eines Drahtes

und

F.i_g.-9 eine -andere -Ausführungsfarm .mit zwei

Löchseheiben.

Gemäß den.Fi,g. 1 bis 7 ,ist mit 1die ätimseite-des

Betonbauteils bezeichnet, der vorgespannt werden

,soll. Mit 2 -ist das erweiterte iHiillrohr .bezeichnet,

das den zylindrischen -Hohlraum 3 für die Loch-

scheibe-4 .bildet. =Ein Hüllrohr,5 nimmt -die .Drähte 6

ctes :ibjindelartigzen Spanngliedes auf.

Gemäß der -Erfindung besitzt ijede .Lochscheibe 4

eine

von Bohrungen 8, .die .leicht -kegel-

stumpfförmig ausgebilddt .sind. .Die .Lochscheiben 4

besitzen ein,äüßeres.Schraubengewindv4 aJür,einen

Verankerüngsxing 9, .der -sich tauf -eine Widerlager-

platte 10 abstützt. Ein zweites Schraubengewinde 4.b

ist an einem: Teil von: EeduzWtem Durchmesser' 4it

der äußeren Seite jeder Lachscheibe 4 vorgesehen

und greift in den Ziehkopf Il der Spannvorrichtung.

Der für die Bohrungen 8 verfügbare Querschnitt ist

durch. den Duzchmesser- des; Schraubengewindes 4 b

bestülmt.

An den Enden der Drähte 6 sind Verformungen

vorgesehen, die in den F i g. 4 bis 7 dargestellt sind.

Die Verbreiterung wird durch Kaltverformung des

Drahtes 6 im wesentlichen in der Zone a der F i g. 4

gebildet. Bei der Verformung werden solche Profile

gebildet, daß sich kein axiales Gleiten des Materials

ergibt und daß die Größe der Querschnittsfläche der

verformten Zone des Drahtes im wesentlichen gleich

der Größe der Schnittfläche des Drahtes in der nicht

verformten Zone bleibt. Der verformte Querschnitt

ist im wesentlichen rechteckig, wobei die kürzeren

Seiten gekrümmt sind und Teile einer im wesent-

lichen konischen Fläche bilden, die der Fläche ent-

spricht, die die Bohrungen 8 der Lochscheibe 4 bil-

den. In dem stärker verformten Teil sind die län-

geren Seiten des Querschnitts vorteilhaft leicht kQu-

kav, um die Verformung zu erleichtern (F i g. 6).

Die verformten Zonen 6 a der Drähte 6 sind durch

Ansätze 6 b an den Enden verlängert, die nicht oder

nur in geringem Ausmaß verformt sind, so daß

praktisch jede Bildung von Rissen in diesen Ansätzen

vermieden wird. Die Ansätze 6 b halten daher die am

stärksten beanspruchten Teile der Verbreiterung,

d. h. diejenigen, die am meisten verformt sind. Wenn

die Verbreiterungen 6 a in die Bohrungen $ der

Lochscheibe 4 eingeführt sind, ragen die Ansätze 6 .b

aus der Lochscheibe heraus, während die kcgel-

stumpfförmigen Oberflächenteile 6 c, die sich seitlich

der Verbreiterungen 6 a befinden, mit den kegel-

stumpfförmigen Flächen der Bohrungen $ in Be-

rührung treten,

Die Verbreiterung 64 kann leicht zwischen ,zwei

profilierten Backen .gebildet werden, die z. B.. hydrau-

lisch senkrecht zur Achse des Drahtes .einander ge-

nähert werden. Diese Backen sind so profiliert, daß

.die Querschnittsfläche in der verbreiterten Zpue kan-

stant bleibt und .daß ,man das gewünschte :seitlirhe

Pofil 6 c erhält..

Bei der Ausführungsform :nach F i ig.,$ sind drei

Kegelstumpflächen .6.e vorgesehen, und sie ,shad em

Umfang gleichmäßig verteilt. .Auch in ,diesem Falle

wird .die Vezfarmung mit .entsprechend protliexten

:Backen bewirkt, .die eich radial dea D.raktachse

riäherm, wobei :eingedrückte Teile,6 f gebildet werden

.und die Fläche .des Querschnitts unverändert tbleibt.

Diese Ausführungsform ist insbesondere bei vezhUt-

.nismäßig .dicken Dränten vorteilhaft.

An dem einen Ende .des Rauteils wird.das Draht-

bündel.mit ,einer Lochscheibe 4 an .der ratspreebezt-

deniderlaZen .glatte.10 !vexankeg, wfährepd <am ,an-

-deren -Ende die Lochscheibe ,sich .im wesentlichen @in

.der Lage gemäß F i.. 1 befindet. :Der Ziehkopf 11

.der .@pannvorrichtung wird -.dann ;aalgeschraubt, :und

nach -dem Spannen :befindet sich :die Hochscheibe

.etwa-in der.Lage;gemäß:F,i:g..2. Dann schrauht man

den Verankerungsring@9auf.,das,äußere ,Gewinde.4,a

*der -LOGhseheihe-4, ,um die L.ochscheibe.4 >auf -.der

Widerlagerplatte 10 zu,halten.

-Der Verankerunßsrirlg 9 ,ist vorteilhafterweiße rab-

gesahrägt, ;um .bei ;geringem .Materialaufwand .die

.größtmögliche ,Abstützfläche mit .der WideznlagQr-

rplatter10 zuhaben.

Das Verformen der Drahtenden kann an Ort und Stelle erfolgen, da es wegen der Einfachheit der Vorrichtung zum Zusammenpressen und wegen des geringen Platzbedarfs leicht auszuführen ist.

Da an den verformten Zonen des Drahtes die Fläche der Querschnitte unverändert bleibt und die Verbreiterung durch langsame Plastifizierung des Materials infolge des allmählichen Pressens erhalten wird, wird der Widerstand gegen Zugbeanspruchungen des Drahtes praktisch nicht reduziert. Daher kann er außer an seinem Ende zusätzlich an anderen Stellen, z. B. einen Meter vom Ende des Drahtes entfernt, verformt werden. Diese Ausführungsform ist in F i g. 9 dargestellt. Mit 16 a und 16 b sind die mit Abstand angeordneten Verbreiterungen des Drahtes 16 bezeichnet, die innere Verbreiterung 16 a ist keilförmig zunehmend und abnehmend gestaltet. Eine im wesentlichen zylindrische Lochscheibe 17 mit konischen Bohrungen wirkt mit den Verbreiterungen 16 a zusammen. Eine zweite Lochscheibe 18 ist außerhalb des Bauteils angeordnet und wirkt mit den kleineren Verbreiterungen 16 b zusammen. Die Lochscheibe 18 dient zum Spannen mittels einer Spannvorrichtung. Während des Spannens verschiebt sich die Lochscheibe 17 in einem Hohlraum 19, der einen Querschnitt von verhältnismäßig geringen Abmessungen hat, da die bewegliche Lochscheibe 17 nur das für die Verankerung der Drähte unbedingt notwendige Ausmaß hat. Dieser Umstand ist sehr wichtig für die gegenwärtige Tendenz, die Tragkraft der Drahtbündel zu erhöhen; es ist nämlich technisch vorteilhaft, wenn die Verankerung beträchtliche Kräfte aushält, ohne die Enden des Bauteils durch zu große Hohlräume zu schwächen. Nach dem Spannen wird ein Verankerungsring, der dem Ring 9 entspricht, auf das Außengewinde 17 a der Lochscheibe 17 aufgeschraubt, bis dieser an der Widerlagerplatte 20 anliegt; die Lochscheibe 18 kann wiederverwendet werden. Die beiden Lochscheiben 17 und 18 sind von besonders ökonomischer Ausführung; sie sind vorteilhafterweise gleich. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Vorspannen und Verankern eines Bündels von Stahldrähten für Betonbauteile mit nachträglichem Verbund, bei der die am Ende mit Querschnittsverbreiterungen versehenen Drähte an einer Lochscheibe gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe (4) mit Außengewinde (4 a, 4 b) und mit durchgehenden kegelstumpfförmigen Bohrungen (8) versehen ist, die sich nach außen öffnen und einen kleinsten Querschnitt haben, der im wesentlichen dem Querschnitt der Drähte (6) entspricht, und daß die Verbreiterungen (6a) der Drähte durch Kaltpressen in radialer Richtung gebildet sind, wobei die Ränder (6c) der zusammengedrückten Zonen entsprechend der Kegelfläche in den Bohrungen (8) der Lochscheibe (4) keilförmig verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Drahtende (16) zwei im Abstand voneinander angeordnete Verbreiterungen (16 a, 16 b) an zwei entsprechenden Lochscheiben (17, 18) aufweist, wobei die inneren Verbreiterungen (16a) keilförmig zunehmend und abnehmend gestaltet sind.
3. Verfahren zum Vorbereiten der Spannglieder unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte mit den Enden in die kegeligen Bohrungen der Lochscheibe eingeführt werden, daß diese Enden dann verformt werden und daß die Verbreiterungen in die kegelstumpfförmigen Bohrungen der Lochscheibe hineingezogen und damit verkeilt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 801407; schweizerische Patentschrift Nr. 279 562.