DE2033759A1

DE2033759A1 - Betonbewehrungsstab

Info

Publication number: DE2033759A1
Application number: DE19702033759
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schwarz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1970-07-08
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2033759B2; DE2033759C3; DE2558705A1

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland ■ Dr.-Ing. R. König Patentanwälte · -4ooo Düsseldorf ■ Cecilienallee 7b -Telefon 432732

Unsere Akte: 25 836 6. Juli 1970

Herr Wilhelm Schwarz, 8602 Schlüsselfeld/Oberfranken,

Hauptstraße 28

"Betonbewehrungsstab"

Die Erfindung betrifft einen durch Kaltwalzen mit Rippen versehenen Betonbewehrungsstab, der vorzugsweise zum Herstellen von Betonstahlmatten verwendet wird.

Die immer höheren Anforderungen der Bauwirtschaft an die Festigkeit des Stahlbetons bringen es mit sich, daß immer wieder Versuche gemacht werden, den Verbund des Betonstahls mit dem Beton zu verbessern. Ein verbesserter Verbund läßt sich aber nur durch eine entsprechende Oberflächengestaltung des Betonstahls erreichen. Die bekannten Betonrippenstähle besitzen deshalb auf dem Umfang verteilte, winklig zur Stabachse verlaufende Rippen, die im Warmwalzverfahren hergestellt werden. Bei diesem Verfahren ist das Aufbringen der Rippen sehr einfach, weil es noch im warmen bzw. plastischen Zustand des Stahls erfolgt.

Bei den Stäben, die zum Herstellen von geschweißten Betonstahlmatten verwendet werden, ist ein Aufbringen der Rippen im warmen Zustand nicht möglich, weil als Vorma-

terial Walzdraht verwendet wird, der zum Zwecke,der Kaltverfestigung noch gezogen wird, so daß vorhandene Profilierungen dabei wieder verschwinden würden.

Das Profilieren kann mithin erst nach der Kaltverformung oder zusammen mit der Kaltverformung erfolgen. Ein Wiedererwärmen nach der Kaltverformung zum Zwecke einfacherer Profilierung würde dann aber die Kaltverfestigung wieder rückgängig machen. Da für diese Stähle die von den warmgewalzten Rippenstählen bekannten Rippenformen und deren charakteristische "bezogene Rippenfläche", die ein Maß für die Haftung des Stahles im Beton darstellt, übernommen wurden, haften ihnen erhebliche Nachteile an.

Die kaltverformten Betonbewehrungsstäbe besitzen drei im Winkel von etwa 120° zueinander angeordnete Anfla- , chungen, zwischen denen je eine Reihe sichelförmiger Schrägrippen angeordnet ist, deren Anfänge aus den Anflachungen stetig ansteigen und deren Enden in die Anflachungen stetig auslaufen. Die Rippen verlaufen um 45° bis 60° geneigt zur Stabachse und sind gleichmäßig über die Stablänge verteilt, wobei eine Rippenreihe gegenläufig ist, so daß je eine Rippe dieser Rippenreihe mit einer Rippe der benachbarten Rippenreihe ein "V" bildet. Dadurch wird eine möglicherweise entstehende Schraubwirkung, die unter Zugbeanspruchung ein Herausdrehen des Stabes verursachen könnte, vermieden. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß die Einzelrippen, die an ihrem Anfang und finde sehr flach auslaufen, im Beton die Gefahr einer !'reibwirkung mit sich bringen, well flach ansteigendes Erhöhungen wie üin K.öil Im Beton wirken.

I U ü Ö 8 4 / 0 h h >

Beim Herstellen dieser bekannten Stäbe erhält der zunächst kreisrunde Querschnitt des Walzdrahtes drei Anflachungen, so daß sich sein Querschnitt einem Dreieck mit runden Ecken nähert. Auf die dadurch entstandenen drei Erhöhungen wird ein Rippwalzentrio angesetzt, dessen Walzen den aufzubringenden Rippen entsprechende Ausnehmungen besitzen. Mit hohem Druck werden dann die Rippwalzen angestellt, damit sich das Grundmaterial in die Ausnehmungen hineindrückt und so die Rippen auf den Stab gebracht werden.

Um die bei diesen Betonstäben vorgeschriebene bezogene Rippenfläche zu erhalten, muß das Rippen des Stabes unter hohem Walzendruck erfolgen. Infolge der hohen Walzendrücke erfährt das Stabmaterial jedoch eine unerwünscht starke Versprödung, außerdem entstehen an den scharfen Querschnittsübergängen des Stabes vom Stabkern zu den Rippen zusätzliche Gefügeveränderungen und beträchtliche Kerbspannungen, die sich zudem noch an den Stellen addieren, wo die Rippen ein "V" bilden. An diesen Stellen neigt das Stabmaterial zum Sprödbruch. Außerdem besitzen diese Stäbe den Nachteil, daß sie, da zwei Rippenreihen gegen eine Rippenreihe gerichtet sind, einen unsymmetrischen Aufbau besitzen, woraus aufgrund ungleichmäßiger Lastverteilung eine geringere dynamische Festigkeit resultiert. Neben den Nachteilen der starken Yersprödung, des unsymmetrischen Aufbaus und des ungünstigen Gefüges im Bereich der Rippen ergibt sich aufgrund der hohen Walzdrücke auch noch ein hoher Werkzeugverschleiß. Die hohen Walzendrücke erfordern zudem verhältnismäßig teure Rippgeräte, so daß sich hohe Werkz-eugkosten ergeben, zumal die Rippwalzen schnell verschleißen und deren Hartmetalleinsätze leicht ausbrechen.

109804/0682 - /+ -

Die vorerwähnten Nachteile verleihen dem Stab schlechte Eigenschaften, insbesondere bei dynamischer Belastung, so daß bereits kleine Veränderungen an der Staboberfläche, z.B. Walzzeichen, zu vorzeitigem Bruch führen können. Die Einzelrippen, wie sie von den warmprofilierten Stäben übernommen wurden, besitzen weiterhin den Nachteil, daß sie beim Richten einen starken Abrieb erfahren. Für die warmprofilierten Stäbe ist dies bedeutungslos, weil diese im allgemeinen als gerade Stäbe gefertigt werden und deshalb eines Richtens nicht bedürfen; andererseits handelt es sich um stärkere Querschnitte, die naturgemäß stärkere und damit widerstandsfähigere Rippen besitzen. Für die Mattenherstellung wird der Draht jedoch beim Ziehen und Profilieren auf Trommeln aufgewickelt und schließlich durch Richtmaschinen geführt, in denen sich ein Richtflügel mit großer Geschwindigkeit um den zunächst noch deformierten Stab dreht, so daß die aus dem Kern des Drahtes herausragenden Erhöhungen dem Abrieb besonders ausgesetzt sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, einen Bewegungestab zu schaffen, der die Nachteile bekannter Betonbewehrungsstäbe nicht aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Betonbewehrungsstab vorgeschlagen, der auf dem Stabumfang angeordnete, in axialer Richtung des Stabes verlaufende, mäanderförmige Rippen besitzt. Der erfindungsgemäße Bewehrungsstab weist im Gegensatz zu der großen Rippenzahl bekannter Stäbe nur wenige kontinuierliche Rippen auf. Dadurch erhält der Stab einen über seine ganze Länge gleichförmigen Querschnitt, so daß sich eine gleichmäßige Lastverteilung im Stab ergibt. Schließlich

1098Ö4/0S62

ist bei dem erfindungsgemäßen Betonbewehrungsstab der zwischen der inneren und äußeren Umfangsfläche' des Stabes befindliche Beton von den hervorstehenden Rippen weitestgehend umfaßt, so daß ein nahezu idealer Verankerungseffekt erzielt wird.

Die bekannten Stäbe besitzen aufgrund der vielen Einzelrippen eine große Anzahl von Rippenanfangs- und Endpunkten, die schwache Stellen des Stabes darstellen und außerdem eine Treibwirkung im Beton hervorrufen, die noch durch die vorgeschriebenen flachen Anstiege der Rippen verstärkt wird. Die Rippen des erfindungsgemäßen Stabes besitzen dagegen wegen ihres kontinuierlichen Verlaufs, vom Anfang und Ende des Stabes abgesehen, keine Rippenanfänge und -enden, so daß bei ihnen weder schwache Stellen noch eine Treibwirkung im Beton auftritt.

Eine vorteilhafte Ausführung besteht erfindungsgemäß darin, daß der Betonbewehrungsstab parallel zueinander verlaufende Rippen aufweist. Nach einer weiteren Variante besitzt der erfindungsgemäße Betonbewehrungsstab vier in gleichen Abständen auf dem Stabumfang angeordnete Rippen.

Der über die ganze Länge symmetrische bzw. gleichbleibende Querschnitt befähigt den Stab, größere statische und dynamische Belastungen als die herkömmlichen Stäbe aufzunehmen. Bei der Herstellung weist der erfindungsgemäße Bewehrungsstab ebenfalls erhebliche Vorteile auf; denn wegen des kontinuierlichen Verlaufs der Rippen können diese stetig aus dem Kernmaterial herausge- ' W₃JLzt werden. Das erlaubt, insbesondere bei größeren

109884/0662

Stabdurchmessern und dementsprechend höheren Rippen, ein mehrstufiges Walzen unter jeweils geringem Druck, so daß durch die geringe, stufenweise Verformung bis zum Endzustand eine schädliche Versprödung im Stab vermieden wird. Durch das mehrstufige Verformen ist es außerdem möglich, dem Übergang vom Kern zu den Rippen einen verhältnismäßig flachen Verlauf zu geben, so daß die dort bevorzugt auftretenden Kerbspannungen weitgehend gemildert werden. So kann aufgrund der einfachen Verformung die Flankenneigung der Rippen steiler als bisher gehalten werden, wodurch der Verankerungseffekt höher und die Treibwirkung weiter vermindert wird.

Eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Betonbewehrungsstabes besteht darin, daß je zwei benachbarte Rippen gegeneinander um eine halbe Ganghöhe versetzt verlaufen.

Die erfindungsgemäße Rippung ergibt einen symmetrischen Stab. Auch die bisher bekannten Stäbe könnten theoretisch symmetrisch ausgeführt werdenj sie müßten dann aber vier Rippenreihen besitzen. Dies ist in der Praxis aber nur schwer zu verwirklichen, da dann vier Walzen am Stabumfang angeordnet werden müßten, wodurch das Kaltwalzen noch mehr erschwert werden würde, als es ohnehin schon ist. Zudem wäre die Staboberfläche zu klein, um vier Rippenreihen, entsprechend den bisherigen Zulassungsbestimmungen unterzubringen, da nämlich aufgrund der Vorschriften für die Abstände der einzelnen Rippen untereinander und den zügigen Anlauf der Rippen bei vier Rippenreihen wesentlich weniger Platz für die "bezogene Rippenfläche¹¹ verbleiben würde, was

109884/0662 __ _η _

nur durch eine erheblich vergrößerte Rippenhöhe kompensiert werden könnte. Dies würde aber wiederum wesentlich höhere Walzverformungen erfordern und damit eine noch stärkere Versprödung hervorrufen. Außerdem würden die üblichen Richtmasehinen solche überhöhten Rippen mindestens teilweise wieder abreiben. Da die umhüllende Mantelfläche des erfindungsgemäßen gerippten Stabes kreisrund ist und keine vorstehenden Einzelrippen vorhanden sind, entsteht beim Richten des Stabes und beim sonstigen Verarbeiten nur ein geringer Abrieb, worin ein weiterer Vorzug gegenüber den bekannten Stählen liegt.

Die Erfindung sei nun anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen?

eine Aufsicht auf einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Betonbewehrungsstabes,

einen Schnitt nach der linie H-II in Fig. 1,

eine Abwicklung der Umfangsflache des Betonbewehrungsstabes gemäß Fig. 1,

eine Abwicklung der Umfangsflache eines Betonbewehrungsstabes mit um eine halbe Ganghöhe gegeneinander versetzten Rippen.

Der erfindungsgemäße Betonbewehrungsstab 1 besitzt einen kreisförmigen Kern 2, auf dem in Abständen voneinander die Rippen 3 am Kernumfang angeordnet sind. Die Rippen 3 verlaufen mäanderförmig in axialer Richtung des Stabes. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind die Rippen

109884/0862

— 8 —

Fiß.	1
	2
Fifit	3
FiR.	4

3 so zueinander angeordnet, daß ihre Steigung in jedem einzelnen Punkt ihres Verlaufs im Betrag und Richtung untereinander gleich sind. Die Rippen 3 haben vorzugsweise einen trapezförmigen Querschnitt > wobei die Seitenflanken 5 einen Neigungswinkel von vorzugsweise über 45° gegen die Kernumfängsfläche besitzen.

Eine bevorzugte Ausführung der Rippung besteht darin, daß vier Rippen 3, 4 in gleichen Abständen voneinander auf dem Kernumfang angeordnet sind, so daß die Querschnitts fläche an jeder Stelle des Stabes gleich und in sich symmetrisch ist. Eine weitere vorteilhafte Anordnung der Rippung besteht darin, daß je zwei benachbarte Rippen 4 um eine halbe Ganghöhe gegeneinander versetzt sind und eine halbe Ganghöhe dem Maximalabstand zweier mäanderförmiger Rippen entspricht (Fig. 4).

Die erfindungsgemäße Rippung ermöglicht es, daß bei gleicher Rippenhöhe wie bei bekannten gerippten Betonbewehrungsstäben eine größere bezogene Rippenfläche bei gleichzeitig weitaus geringerer Walzbeanspruchung des Materials erzielt wird, wodurch eine stärkere Verankerung des Stabes und damit auch einer Baustahlmatte im Beton bewirkt wird. Weiterhin sind bei gleicher bezogener Rippenfläche geringere Rippenhöhen möglich, so daß aufgrund der dadurch noch stärker redüzierbaren Walzendrücke ein Betonbewehrungsstab gefertigt werden kann, der frei von Versprödungen und inneren Kerbspannungen ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Stabes liegt darin, daß aufgrund der geringeren Walzdrücke einfachere Walzvorrichtungen verwendet werden können, die insbesondere einem wesentlich

109884/0682

geringeren Werkzeugverschleiß unterliegen, so daß sich für die Fertigung eine wesentliche Kostensenkung ergibt.

Eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betonbewehrungsstabes besteht darin, daß mehrere längere Einzelrippen mäanderförmig hintereinanderliegen. Ein derartig geformter Betonbewehrungsstab besitzt 2war nicht alle Vorteile des mit kontinuierlichen Rippen versehenen Stabes, er stellt aber eine alternative lösung zu den bekannten Betonstählen dar, wobei er mindestens gleich gute, wenn nicht bessere Eigenschaften als diese besitzt.

- 10 109884/0662

Claims

Herr Wilhelm Schwarz, 8602 Schlusselfeld/Oberfranken,

Hauptstraße 28

Patentansprüche:

Durch Kaltwalzen mit Rippen versehener Betonbewehrungsstab, gekennzeichnet durch mehrere auf dem Stabumfang angeordnete, in axialer Richtung des Stabes verlaufende, mäanderförmige Rippen (3).
2. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch parallel zueinander verlaufende Rippen (3).
3. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vier in gleichen Abständen auf dem Stabumfang angeordnete Rippen (3).
4. Betonbewehrungsstab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß je zwei benachbarte Rippen (3) gegeneinander um eine halbe Ganghöhe versetzt angeordnet sind·
5. Betonbewehrungsstab nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflanken der Rippen einen Neigungswinkel von über 45° besitzen.

109884/0682