DE1575269A1 - Kraft- und formschluessige Verbindung zwischen einem stabfoermigen Stahl und einem aufgepressten Verbindungselement - Google Patents

Description

• Kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen einem stabförmigen Stahl und einem aufgepreßten Verbindungselement Die Erfindung betrifft eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen einem stabförmigen Stahl und einem aufgepreßten Verbindungselement.
• Bei den bekannten Verbindungen dieser Art handelt es sich um Klemmverbindungen bei elektrischen Freileitungen, Kabeln, Drahtseilen, Stangen etc. Die Verbindungselemente sind hierbei ausschließlich kalt aufgepreßt. Um zu verhindern, daß der glatte stabförmige Stahl bei einer größeren Zugbeanspruchung aus der aufgepreßten Hülse herausgezogen wird, sind Stab und "H'ülse gewellt, Wulste der Hülse in den Stab eingedrückt oder in der Innenseite der Hülse Zähne vorgesehen, die sich beim Aufproesen der Hülse in den Stab einkrallen.
• Ziel dieser Erfindung ist eine einfach herstellbare Verbindung der einleitend genannt en Art, die für des Verbinden und Verukern von Betonbewehrungs- oder Spannstäben geeignet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daB bei einem Betonbewehrungs- oder Spannstab, dessen Außenkontur sich wenigstens in dem für die Verbindung vorgesehenen Bereich in Richtung der Stabachse ändert, das Verbindungselement im warmen Zustand aufgepreßt ist. Während bei den bekannten Klemmverbindungen von elektrischen Freileitungen, Kabeln, Drahtseilen, Stangen etc. ausschließlich glatte Stäbe verwendet und die Verbindungselemente jeweils ausschließlich im kalten Zustand aufgepreßt werden, sind bei der Erfindung profilierte Betonbewehrungs- oder Spannstäbe verwendet, und das Verbindungselement ist im warmen Zustand aufgepreßt. Es ist zwar durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 952 262 bereits eine Kupplung zur Verbindung zweier axial gegeneinander stoßender Spannstähle bekannt geworden, bei der der Spannstahl im Bereich der Verbindungsstelle ein Außenprofil besitzt. Das Verbindungselement ist jedoch nicht aufgepreßt sondern nach Art eines Bajonettverschlusses ausgebildet. Das Außenprofil des Spannstahls ist kein übliches Oberflächenprofil, das zur Verankerung des Stabes dienen könnte, sondern ein besonders aufgebrachtes Profil am Ende des Stabes. Soll die Verbindung formschlüssig sein, so ist es nicht möglich, das Profil das Stabes aufzuwalzen. Es muß vielmehr in einem kostspieligen zusätzlicher. Arbaitaprozeß aufgebracht Werden. auch die Herstellung des Innenprofils der Hülse ist aufwendig. Für die erfindungsgemäße Verbindung eignen sich dagegen beliebige profilierte Betonbewehrungs- bzw. Spannstäbe. Außerdem können Zur Herstellung einer kraft- und formschlüssigen Verbindung einfache Hülsen oder Teilschalen verwendet werden. In diese wird das Profil des Stabes eingedrückt. Hierbei wird der Stab selbst nicht verletzt und sein Gefüge nicht verändert. Beim Erkalten des im warmen Zustand aufgepreßten Verbindungselementes schrumpft dieses und sitzt absolut schlupffrei auf dem Betonbewebrungs- oder Spannstab. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung wird das Verbindungselement auf eine so hohe Temperatur gebracht, daß mit einem entsprechenden Freßdruck ein je nach Bedarf mehr oder weniger vollständiges Anliegen der Innenfläche des Verbindungselementes an die Außenfläche des Betonbewehrungs- bzw. Spannstabes erreicht wird. Ist der Stab oberflächenprofiliert, so tritt das Material des Verbindungselementes in die Zwischenräume zwischen den Profilen ein und bewirkt hierdurch eine Verankerung. Handelt es sich beispielsweise um einen gewundenen Vierkantstahl,-so wird beim Aufpressen des Verbindungselementes dieses ebenfalls in das Verwindungsprofil eingeprägt und damit eine kraft- und formschlüssige Verbindung erzielt. Es bereitet keine technischen Schwierigkeiten, den zum Aufpressen des erwärmten Verbindungselem,@ütes notwendigen Druck auch an einer schwer zugänglichen Stelle bereitzustellen. ,Es genügen zwei halbschalenförmige Gesenke, die mittels Druckluft oder h7draulisch zusammengedrückt werden. Der erforderliche Druck hängt hierbei unter anderem von der Temperatur des Verbindungselementes ab. Bei Erhöhung der Temperatur wird die Warmverformbarkeit verbessert und damit die zum Anpressen erforderliche Kraft verringert. Bei verhältnismäßig großen und langen Verbindungselementen empfiehlt es sich, zur Verringerung der notwendigen Anpreßkraft das Anpressen abschnittweise mit Gesenken vorzunehmen, die kürzer als die Verbindungselemente sind: Für die Erwärmung der Verbindungselemente kann ein Gasbrenner oder ein Muffelofen vorgesehen werden. Zweckmäßig dürfte wenigstens zu Beginn eines Arbeitsprozesses auch ein Anwärmen der Gesenkhälften sein. Zu diesem Zweck können die Gesenkhälften bzW. die Haltevorrichtungen hierfür heizbar ausgebildet sein.
• Bei Stoßverbindungen ist es vorteilhaft, als Verbindungselement eine Hülse zu verwenden und diese an den Enden kegelstuapfartig zuzuspitzen oder in axialer Richtung einzuschlitzen. Durch diese Maßnahmen wird vermieden, daß die Stabteile am Beginn der Hülse " überbeansprucht-werden: -Die Erfindung wird an Hand von sieben Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Stoßverbindung, Fig. 2 eine Verankerung, Fig. 3 eine Vorrichtung zum Herstellen der-in den Fig. 1 und 2 gezeigten Verbindungen, Fig. 4_und 5 vorteilhafte Ausführungsformen von Hülsen, Fig. 6 und 7 eine Verbindung mit mehrteiligen Verbindungselementen. In Fig. 1 ist eine kraft- und formschlüssige Stoßverbindung zwischen zwei Betonbewehrungsstäben 1 und 2 teilweise im Schnitt dargestellt. Die Stäbe sind mit einem Oberflächenprofil 3 versehen. Ihre Außenkontur ändert sich also in Richtung der Stabachse. Die Stoßverbindung ist durch eine im Schnitt gezeichnete Hülse 4 hergestellt. Es sind zwei kraft- und formschlüssige Verbindungen 5 und 6 vorhanden, nämlich zwischen dem Stab 1 und der Hülse 4 sowie dem Stab 2 und der Hülse 4. Die Kraft- und Formschlüssigkeit dieser Verbindungen ist durch Rufpressen der Hülse im warmen Zustand bewirkt. Hierbei ist das Material der ursprünglich mit einer zylindrischen Bohrung versehenen Hülse 4 in die Zwischenräume zwischen der Profilierung gedrückt worden und hat einen guten Formschluß auf der gesamten Länge der Hülse hergestellt. Mit dem Symbol ? ist das beim Rufpressen mittels zweier Gesenkhälften nach außen gedrückte Material der Hülse 4 bezeichnet. Dieses hat die Form zweier axial verlaufender Sicken. Die Abmessungen der Hülse sind von der maximal zu übertragenden Zugkraft abhängig. Die Länge bestimmt sich im wesentlichen nach den-zulässigen Scherkräften, die auf das Oberflächenprofil 3 wirken. In Fig. 2a ist der interessierende Teil einer Spannstabverankerang dargestellt. Um zu zeigen, daß es für die erfindungsgemäße Verbindung nicht darauf ankommt, daß der stabförmige Stahl eine Oberflächenprofilierung hat, sondern nur wesentlich ist, daß sich seine Außenkontur wenigstens in dem für die Verbindung vorgesehenen Bereich in Richtung der Stabachse ändert, ist ein Spannstab 8 mit quadratischem Querschnitt (vgl. Fig. 2b) gewählt. Als Verbindungselement 9 dient hier der ausgebohrte Teil eines Gewindestutzens 10. Das Verbindungselement ist im warmen Zustand ebenfalls so aufgepreßt, daß sich seine Innenfläche an das Profil des verwundenen Stabes anschmiegt. In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, mit der sich die beschriebenen Verbindungen fertigen lassen. Die Vorrichtung enthält ein Druckteil 11 und ein Gegenstück 12. Die beiden Teile werden durch Ankerstäbe 13 und 14 kraftschlüssig zusammengehalten. Die Lagerung für den Ankerstab 14 ist hierbei so ausgebildet, daß dieser abnehmbar ist. Zu diesem Zweck sind im Druckteil 11 und im Gegenstück 12 axiale Schlitze 15 und 16 vorgesehen. Im Druckteil ist ein Druckzylinder 1? mit einem Druckkolben 18, der eine Halterung 19 für eine bewegliche Gesenkhälfte 20 trägt. Im Gegenstück 12 ist eine feststehende Gesenkhälfte 21 befestigt. Um ein Zusammenpressen zu erreichen, ist der Gesenkdurchmesser kleiner als der ursprüngliche Außendurchmesser der Hülse. Man kann dem zweiteiligen Gesenk auch etwa den gleichen Durchmesser wie der Hülse geben, muß dann aber die Schenkel der Gesenkhälften so weit kürzen, daß die Hülse genügend weit zusammengedrückt werden kann. Die Hülse wird in diesem Fall oval verformt. Die Befestigung der Gesenkhälften an der Halterung 19 bzw. am Gegenstück 12 ist so gewählt, daS die Gesenkhälften ausgewechselt werden können. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Vorrichtung schnell auf andere Außendurchmesser der Hülsen umzustellen. Sollen die Gesenkhälften erwärmt werden können, so wird man in der Halterung 19 und im Gegenstück 12 eine Heizspirale vorsehen. Die Teile werden dann aber zweckmäßigerweise nach außen wärmeisoliert, so daß ihr Gebrauch nicht beeinträchtigt wird. Für die Einleitung des Druckmediums ist ein Anschlußstück 22 vorgesehen. Als Druckmedium kann entweder eine Flüssigkeit oder Druckluft dienen. Das Druckmedium kann auch intermittierend zugeführt werden, so daß in Verbindung mit einer nicht dargestellten Druckfeder ein Schlagwerk entsteht. In diesem Fall wird die Hülse nicht aufgepreßt sondern äufgeschmiedet. Die Vorrichtung wird zur Herstellung einer Stoßverbindung zweier Bewehrungsstäbe in der folgenden Weise bedient. Es wird zunächst die Vorrichtung so ian das Ende des einen Stabes gebracht, daß die geöffneten Gesenkhälften den Stab umschließen. Danach wird die erwärmte Hülse zur Hälfte über das Stabende geschoben und in die andere Hälfte der nächste Bewehrungsstab eingeschoben. Daraufhin wird das Ventil für das Druckmedium betätigt und durch Einleiten des Druckmediums in den Druckzylinder ein von zwei Seiten wirkender 1'reßdruck°:f- die Hülse ausgeübt. Die Hülse wird hierdurch in der bereita=°-beachriebenen- Weise verformt. Nach dem Umsteuern des Druckkolbens wird der Ankerstab 15 entfernt und die Vorrichtung herausgezogen. Bei der in Fig. 4 dargestellten Hülse 23 für eine Stoßverbindung von Betonbewehrungsstäben sind die Enden kegelstumpfartig zugespitzt. Hierdurch ist die Tatsache berücksichtigt, daß bei einer allmählichen Überleitung der Kraft von dem Stab auf die Hülse die Endbereiche nicht so stark beansprucht sind wie der mittlere Bereich der Hülse, über den die gesamte Zugkraft geführt werden muß. Außerdem wird vermieden, daß die Stabteile oder Rippen am Beginn der Hülse überbeansprucht werden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist schließlich in der Mitte ein ringförmiger Anschlag 24 vorgesehen, der eine mittige Zage der Hülse auf der Stoßverbindung gewährleisten soll. Die Hülse 25 nach Fig. 5 enthält an den Enden axiale Schlitze 26. Durch diese wird der Bereich der Überleitung der Kraft von den Stäben auf die Hülse beeinflußt. Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Stoßverbindung zwischen zwei Betonbewehrvngsstäben 27 und 28 besteht das Verbindungselement aus zwei Halbschalen 29 und 30, die im warmen Zustand aufgepreßt und durch eine Hülse 31 zusammengehalten sind. Die Hülse und die Halbschalen sind nach Art eines Bajonettverschlusses verbunden. Zu diesem Zweck werden beim Aufpressen der Halbschalen in diese durch eine entsprechende Formgebung der Gesenke gleichzeitig Rillen 32 eingeprägt. In der Hülse 31 werden Stege 33 vorgesehen, die in ihrer Tiefe der seitlichen Abflachung 34 der Halbschalen angepaßt sind, so daß die Hülse über die Halbschalen geschoben und durch eine Drehung um 90o in ihre, in Fig. 7 dargestellte Endstellung gebracht werden kann.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p -r ü c h e 1. Kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen einem stabförmigen Stahl und einem aufgepreßten Verbindungselement, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Betonbewehrungs- oder Spannstab, dessen Außenkontur sich wenigstens in dem für die Verbindung vorgesehenen Bereich in Richtung der Stabachse ändert, das Verbindungselement im warmen Zustand aufgepreßt ist.
2. 2. Verbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n-n -z e i c h n e t , daß als Verbindungselement wenigstens der Teil einer Hülse dient (Fig. 1, 2, 4, 3. Verbindung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Hülse an wenigstens einem Ende. kegelstumpfartig.zugespitzt ist (Fig. 4). 4. Verbindung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Hülse in axialer Richtung eirege= schlitzt ist (Fig. 5). 5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch' g--e k e.,,n n -z e i c h n e t 9 daB als Verbindungselement zwei Halbschalen (29, 30) dienen, die durch eine Hülse (31) zusammengehalten sind. 6. Verbindung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß Hülse und Halbschalen nach Art eines Bajonettverschlusses verbunden sind. 7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 49 d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t ,° daß die Hülse erwärmt, danach über den stabförmigen Stahl. geschoben und dann auf diesen aufgepreßt oder aufgeschmi edet-wird. B. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i, c h n e t , daß der Freßdruck so groß ist, daß sich die Innenfläche der Hülse eng an die Außenfläche des stabförmigen Stahles anlegt. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e -k e@n n z e i c'h n e t , daß das Rufpressen in axialer Richtung abschnittsweise erfolgt. 10. Vorrichtung zur Durchs des Verfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n nz e i c h -n e t , daß zwei Gesenkhälften (20, 21) mittels Druckluft gegeneinander preßbar sind. 11. Vorrichtung nach .Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in den Kraftschluß zwischen den bei- den Gesenkhälften ein abnehmbarer bzw. ausschwenkbarer Anker, stab (14) einbezogen ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die Halterung für die Gesenk- hälften heizbar ist.