DE2206537A1 - Durch Schweißen an einer Metallflache befestigbarer Stehbolzen, Stift und der gleichen Verankerungsmittel - Google Patents

Durch Schweißen an einer Metallflache befestigbarer Stehbolzen, Stift und der gleichen Verankerungsmittel

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DE2206537A1 DE19722206537 DE2206537A DE2206537A1 DE 2206537 A1 DE2206537 A1 DE 2206537A1 DE 19722206537 DE19722206537 DE 19722206537 DE 2206537 A DE2206537 A DE 2206537A DE 2206537 A1 DE2206537 A1 DE 2206537A1
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Description

PATENTAMWALT
E. S P E I D E L
WALDPROMENADE 26
M 647
Molyneux Engineering Company Limited s Gloucester Großbritannien
Durch Schweißen an einer Metallfläche befestigbarer Stehbolzen, Stift und dergleichen Verankerungemittel.
ssssssssssssssssssrssssssssisassssässsssssssassssssssss:::
Die Erfindung besieht sich auf einen durch Schweißen an einer Metallfläche befestigbaren Stehbolzen» Stift und dergleichen.
In vielen Fällen, beispielsweise zur Befestigung von Verankerungsbolzen an einem Metallflansch zur Festlegung der Halteklammer einer Schiene, die beispielsweise als Laufschiene für schwere Kräne dient, ist es wichtig, daß die Stehbolzen genau in ihrer richtigen Lage angeordnet werden, und es ist insbesondere wichtig, daß die Schweißverbindung gut und gegen Ermüdungsbrüche widerstandsfähig ist. In der Praxis ist es jedoch oftmals schwierig, für eine genaue Lage des Bolzens zu sorgen, ohne die Wirksamkeit der Schweißverbindung zu beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stehbolzen, Stift und dergleichen zu schaffen, der eine genaue Anbringung und eine zuverlässige Schweißnaht ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Stehbolzen, Stift oder dergleichen, der durch Schweißen am einen Ende an einer Metallunterlage befestigt werden soll, dadurch gelöst, daß die
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Stirnfläche des Bolzens im wesentlichen eben ist, jedoch einen zentralen Vorsprung aufweist, der in äne entsprechende Vertiefung in der Oberfläche der Metallunterlage eingreift.
Vorzugsweise ist der Vorsprung etwas kleiner als die Vertiefung in der Metalloberfläche, sodaß die Stirnfläche des Bolzens satt auf der Metalloberfläche aufliegt. Die Vertiefung wird normalerweise von einem üblichen Körner mit einer konischen Spitze erzeugt und bei dieser Methode entsteht ein etwas erhöhter "Kraterrand" um die Kante der Vertiefung. Um diesen Rand aufnehmen zu können, ist es zweckmäßig, die Stirnfläche des Bolzens mit einer den Vorsprung umgebenden Ringnut zu versehen.
Um eine gute Schweißnaht zu ermöglichen, ist vorzugsweise die Kante zwischen der Stirnfläche und der Mantelfläche des Bolzens weggeschnitten, sodaß eine Kehlnaht angebracht werden kann. Diese Kante kann beispielsweise abgefast sein oder eine Hinterschneidung in Form einer Nut aufweisen. Diese Nut kann eine konische Bodenfläche haben, die an der Stirnfläche des Bolzens ihren größten Durchmesser hat und in einer runden Schulter ausläuft.
Der Bolzen kann zumindest in seinem oberen Abschnitt ein Gewinde tragen oder mit einem Kopf versehen sein oder er kann als Steinschraube ausgebildet sein mit einer Mehrzahl von flachen, ringförmigen Nuten, die jeweils eins erste Oberfläche aufweisen, die sich schräg nach innen gegen das freie Ende des Bolzens hin erstreckt, aowie eine sweite Oberfläche, die im wesentlichen senkrecht ssur Längsachse des Bolzens ist. Das untere Ende des Bolzens ist in den meisten Fällen kreisförmig, es kann jedoch auch quadratisch sein.
·» χ —
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Die Erfindung umfaßt auch eine Schweißkonstruktions die einen erfindtmgsgeraäßen Bolsen, Stift odes? dergleiehen aufweist, welcher durch Sehweißung an eir-.er Metalloberfläche angebracht wird, die eine geprägte Vertiefung aufweist s wobei der Vorsprung am Ende des Bolaeiis in dieser Vertiefung liegt. Bei einer solchen Konstruktion wird bei einem Bolzen, bei dem die Kante zwischen der Endfläche und der Umfangsfläche weggeschnitten ist, eine Kehlnaht angebracht, die die durch das Wegschneiden entstandene Nut füllt und sich auch ein kleines Stück oberhalb derselben erstreckt. Diese Konstruktion kann dazu benutzt werden, die Klammer für eine Laufschiene zu befestigen, welche entlang einem Metallträger angeordnet ist, der die genannte Oberfläche bildet, an welcher die Bolzen angeschweißt werden. Zu diesem Zweck können Bolzen mit quadratischer Grundfläche verwendet werden, in welchem Falle es vorzuziehen ist,, sie so anzuschweißenj, daß die Diagonalen des Quadrates parallel bzw. senkrecht zur Schiene stehen. Dies vermeidet ein Schweißen direkt quer zu den Spannungsebenen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindimg werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Gewinde-Stehbolzens ,
Fig. 2 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch den unteren Teil des Stehbolzens von Fig.l, wenn dieser auf eine Metallunterlage aufgeschweißt ist,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines anderen erfindimgsgemäßen Gewinde-Stehbolzens,
Fig. 4 einen Längsschnitt in vergrößertem Maßstab durch das untere Teil des in Fig.3 gezeigten Stehbolsenss wenn dieser auf esine MetaXlunterlag®- aufgeschweißt ist,
Fig. 5 eir..e Seitenansicht eines weiteren Get?inde-Stehbolzen3, der auf eine Metallplatte aufgeschweißt ist,
8ÄD
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Pig. (Sb5 6b und Sc Seitenansichten verschiedener weiterer erfindungsgeraäSer Stehbolzen«
Pig. T einen Querschnitt durch eine Laufschienen-Befestigung, wobei die Laufschiene an einer Metallplatte mittels VerankerungsklanMern befestigt ist, die ihrerseits Kittels angeschweißter Stehbolzen der in Pig.l und 2 oder 3 und H gezeigten Art gehalten sind, und
Fig. 8 einen sehematisehen Querschnitt einer Verbundkonstruktion. die einen gegossenen Betonträger aufweist, der an den Flansch eines Metallträger mit Hilfe einer Ansahl von Steinschrauben der in Fig.6a gezeigten Art befestigt ist.
In Pig. 1 ißt ein Gewindebolzen 1 geneigt, der durch Schweißen auf einer horizontalen, ebenen Metallfläche, beispielsweise dem Flansch eines Trägers befestigt werden kann, und einen Teil einer aufrechtstehenden Verankerung for eine horizontale Laufschiene bildet. Der Bolzen 1 besteht aus Baustahl, hat einen kreisförmigen Querschnitt und ist an seinem oberen Ab" schnitt 2 mit einem Gewinde versehen und in seinem unteren Bereich 5 glatt. An der unteren Kante ist eine Fase H vorgesehen, die ein© konische Fläche rait einem halben Konuswinksl von etwa 30° bildet. Diese Schrägfläche kann durch Schmieden hergestellt werden9 bevorzugt wird jedoch eine spanabhebende Bearbeitung, da hierbei eine saubere Fläche für die Schweißung erseugt wird.
Die ebene untere Stirnfläche des Bolsens, die aufgrund der Fase 4 einen etwas kleineren Durchmesser aufweist als der übrige Bereich des Bolaens, hat einen kleinen zentralen konischen Vorsprung 5> dessen Spitse in der Längsachse des Bolzens liegt und der von einer flachen Ringnut 6 umgeben ist. Die Höhe des Vorsprunges kann beispielsweise 0,25 bis 2,5 mm betragen und die Tiefe der Ringnut β kann in der gleichen Größenordnung liegen. Der Außendurchmesser der Nut 6 kann etwa 13 mm betragen.
m* C «■
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Um einen derartigen Stehbolzen i auf eine ebene horizontale Metallfläche γ (Fig.2) zu befestigen, ist es lediglich notwendig, den gröbsten Schmutz, Walzzunder oder dergleichen von dieser Oberfläche zu entfernen und eine Ankörnung 8 an der richtigen Stelle auf der Metallfläche mittels eines üblichen Körners anzubringen. Die Tiefe dieser Körnung sollte zumindest gleich der Höhe des Vorsprungs 5 am Bolzen 1 sein, sodaß die ebene untere Stirnfläche des Bolzene auf der Metallfläche 7 satt aufliegt und der Kraterrand 9 um die Körnung herum in der Ringnut 6 liegt. Um zu gewährleisten, daß der zentrale Vorsprung 5 richtig in der Ankörnung 8 liegt und diese Lage von dem Krafferrand 9 nicht beeinträchtigt wird, ist die Tiefe dieser Ringnut 6 vorzugsweise etwas tiefer als die Höhe des Vorsprungs 5, aber in jedem Fall größer als die Höhe des Kraterrandes 9*
Der Bolzen 1 wird dann aufgesetzt, wobei der Vorsprung 5 in die Vertiefung 8 eingreift, und durch übliches Lichtbogen- und Autogenschweißen angeschweißt, wobei eine Kehlnaht 10 zwischen der konischen Fläche 4 und der Metalloberfläche 7 erzeugt wird. Das Schweißmaterial tritt auch teilweise in die Zwischenzone ein, wo die ebene Stirnfläche des Bolzens auf der Metall-Oberfläche 7 aufliegt. Dadurch wird eine wirksame Schweißung ohne übermäßige Sprödigkeit erzeugt, die auch widerstandsfähig gegen Ermüdungebruch ist.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Stehbolzen 11 dargestellt, der einen zylindrischen Schaft aufweist, dessen oberer Teil 12 mit einem Gewinde zur Aufnahme einer Mutter versehen ist, und der einen unteren Teil 13 aufweist, welcher mit einer Umfangsnut 14 versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie eine schräge, konische, hinterschnittene Fläche 15 bildet, die in einen Radius 16 ausläuft. In der unteren Stirnfläche des Bolzens ist ein kleiner konischer Vorsprung 17 angeordnet, der sich etwas
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über die Stirnfläche hinaus erstreckt und von einer flachen Ringnut 18 umgeben ist. Der Vorsprung 17 paßt in eine Vertiefung 19 in der Oberfläche einer Metallplatte 20, an der der Bolzen 11 angeschweißt werden soll. Beim Einschlagen der Vertiefung 19 bildet sich, wie im Zusammenhang mit Fig.2 beschrieben, ein kleiner Kraterrand 21, der in der Ringnut 18 zu liegen kommt, so daß die ebene Stirnfläche des Bolzens plan auf der Oberfläche der Platte 20 aufliegt und der Bolzen für die nachfolgende Schweißung genau auf der Platte festgelegt ist.
Beim Anschweißen des Bolzens 11 auf der Platte 20 wird die Ringnut 14 mit dem Schweißmaterial 22 gefüllt. Die Höhe der Schweißnaht ist vorzugsweise so, daß sie sich über die obere Kante der Nut 14 erstreckt, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. Beim Schweißen wird natürlich ein Teil des Materials des Bolzens und auch der Platte 20 mit dem Schweißmaterial verschmolzen und bildet einen Teil der Schweißnaht, jedoch ist dies aus Gründen der Klarheit in Fig.4 nicht gezeigt. Es hat sich herausgestellt, daß eine Schweißverbindung der beschriebenen Art erheblich stärker ist als eine Schweißnaht, die dadurch erzeugt wird, daß ein Schweißwerkzeug einfach um das untere Ende eines konventionellen glatten Bolzens herumgeführt wird.
Bei einer bewährten Ausführung wurde ein Bolzen mit 25,4 mm Durchmesser verwendet, wobei die axiale Erstreckung der Nut etwa 4,8 mm und die Höhe der Schweißnaht etwa 6,3 mm betrug. Die Länge des Bolzens richtet sich nach den Erfordernissen,jedoch liegen die üblichen Längen zwischen 5 und 10 cm.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, wobei ein Bolzen 23 über seine ganze Länge mit einem Gewinde versehen ist, so daß das Gewinde sich bis zur ebenen unteren Stirnfläche erstreckt, die wiederum mit einem konischen Vorsprung 24
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ty
und einer diesen umgebenden Ringnut 25 entsprechend den vorhergehenden Beispielen versehen ist. Das Sctofeißmaterial wird um das untere Ende dieses Boiaens angebracht., so daß es mindestens einen Gewindegang auf der einszi Seite und mindestens zwei Gewindegänge auf der anderen Seite ausfüllt. Bei dieser Ausführung erstreckt sieh eine hintersehnittene Fläche am untersten Ende des Bolzens nur über einen Teil des Umfanges aufgrund des Steigungswinkels des Gewindes. Wenn sich jedoch die Schweißnaht über mindestens den doppelten Wert der Steigung des Gewindes nach oben erstreckts ist mindestens eine hinterschnittene Fläche um den ganzen Umfang herum vorhanden.
Fig. 6a zeigt eine Steinschraube, deren unteres Ende ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ausgebildet ist, jedoch ist der Schaft erheblieh länger und an seinem oberen Ende mit drei Nuten 26 versehen, die jeweils eine flache Schrägfläche 27 aufweisen, die sich radial nach innen und nach oben asu erstreckt und an einer Schulter 28 endet, deren Unterseite senkrecht zur Längsachse der Sehraube liegt. Die Übergangsstelle zwischen den Flächen 27 und 28 kann abgerundet sein, um die Bruchgefahr zu verringern. Diese Steinschraube ist dazu bestimmt, in Beton eingegossen zu werden, welches? in die Nuten 26 eindringt9 sodaß der Betonkörper starr mit der Schraube verbunden i3t und damit mit der Metallplatte, an welche die Schraube angeschweißt ist.
In Fig.6b ist das untere Ende des Bolzens in der gleichen Weise wie in Fig. 3 und 4 ausgebildet, jedoch ist anstelle des Gewindes ein glatter Bolzen vorgesehen, der an seinem oberen Ende einen Kopf trägt, der angeschweißt, angeschmiedet oder angenietet sein kann. Der Kopf kann kreisförmig oder quadratisch sein oder jede andere beliebige Form haben.
In Fig.6c ist das untere Ende 29 des Zapfens im Querschnitt
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quadratisch und die untere Kante dieses quadratischen Fußes 29 ist angefast, um die Kehlnaht aufnehmen zu können. Wie bei den vorhergehenden Beispielen ist die untere Stirnfläche des Bolzene mit einem Vorsprung und einer diesen umgebenden Ringnut versehen.
Die in Pig.7 gezeigte Konstruktion weist eine Laufschien© 30 mit starkem Querschnitt auf, die dazu bestimmt ist, eine sehr schwere, sich bewegende Last, wie beispielsweise ein Krangerüst zu tragen. Diese Laufschiene 30 ist auf dem oberen horizontalen Flansch 31 eines Metallträger 32 befestigt, der in Beton eingebettet oder über Kopf aufgehängt sein kann. Die Laufschiene 30 ist am Flansch 31 durch eine Anzahl von Klammern 33 befestigt, die entlang der Schiene 30 auf beiden Seiten angeordnet sind, wobei jede Klammer 33 am Flansch 31 mittels eines Verankerungsbolzens 34 befestigt ist, der in der aus Fig. 1 und 2, 3 und 4, 5 oder 6 ersichtlichen Weise ausgebildet und am Flansch 31 angeschweißt ist. Wenn die Bolzen gemäß Fig.6c mit quadratischem Fuß verwendet werden, werden sie so auf den Flansch 31 aufgesetzt, daß die Diagonalen parallel bzw. senkrecht zum Verlauf der Schiene 30 liegen. Dadurch wird vermieden, daß die Schweißung quer zu den Belastungsebenen erfolgen muß, die längs der Schiene verlaufen. Die Klammern sind vorzugsweise solche, wie sie in der Offenlegungsschrift 2 107 37t beschrieben sind.
Bei der in Fig.8 gezeigten Konstruktion ist ein Betonbalken 40, meistens mit einer inneren, nicht gezeigten Verstärkung, auf dem oberen Flansch 41 eines Metallträgers 42 mittels einer Anzahl von Steinschrauben 43 befestigt, die entsprechend Fig.6a ausgebildet und in der beschriebenen Weise am Flansch 41 angeschweißt sind.
- Patentansprüche -
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Stehbolzen, Stift oder dergleichen5 der an seinem einen Ende durch Schweißen an eine Metallfläche befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Bolzens (I3Il) im wesentlichen eben ist, jedoch einen zentralen Vorsprung (5517?24) aufweist3 der in eine entsprechende Vertiefung (8S19) in der Metallfläche (7) eingreifen kann.
    2. Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (S917s2*0 von einer Ringnut (6,18,25) umgeben ist.
    3· Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante zwischen der.Stirnfläche und der Umfangsflache des Bolzens abgeschnitten ist, um eine Kehlnaht (10,22) aufnehmen zu können
    4. Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante mit einer Fase (4) versehen ist.
    5· Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine hinterschnittene Nut (14) im Bereich der Umfangskante.
    6. Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Endabschnitt über sumindest den größten Teil seines Umfanges eine nach außen abgeschrägte Schulter (16) aufweist.
    7> Bolzen oder dergleichen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (16; von einer Nut W) gebildet ist, die in dem Bolzen unterhalb der Schulter (16) angeordnet ist, und daß der Außendurchmesser der Schulter(16)
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    JO
    nicht größer is« als der Durchmesser dae Bolzens (11) oberhalb der Nv.b (1'J)-
    Bolzon oder dergleichen nach Anspruch 6 oder 7S dadurch gekennzeichnet j daß das untere Ende des Bolzens aine TJafariganut (1'4) aufweist, die in air)© allmählich 3chräg nach außen sich erstreckende Fläche (15) übergeht.
    9. Bolzen oder dergleichen nach einem o&sr mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest sein oberer Abschnitt (2,12) mit einem Gewinde versehen ist.
    10. Bolzen oder dergleichen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Endabschnitt nach Art einer 3teinschraube (Fig.6a) ausgebildet ist und eine Mehrzahl von flachen Umfangsnuten (26) aufweist, die von Schrägflächen (27) begrenzt werden, welche schräg radial nach innen zu in Richtung auf das freie Ende des Bolzens verlaufen, sowie von zweiten Begrenzungsflächen (28), die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Bolzens liegen.
    11. Bolzen oder dergleichen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende dea Bolzens im Querschnitt viereckig ist.
    12. Bolzen oder dergleichen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des BolKens ein Kopf (Fig.6b) angeordnet ist.
    13. Schweißkonstruktion mit einem Bolzen oder dergleichen gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet·, daß der Balaen durch Schweißen auf
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    einer MetalXoberflächs (?) befestigt ist, die eine Vertiefung (8) aufweists in welch® des1 Vorsprung C5) am unteren Ende des Bolzens eingreift.
    14. Schweißkonstruktion nach Anspruch 13 a soweit dieser von Anspruch 2 abhängig ista dadurch gekennseichnst, daß ein Kraterrand (9) um diese Vertief mig (8) herum in der den Vorsprung (5) umgebenden Ringnut (6) in der Stirnfläche des Bolzens liegt.
    15. Schweißkonstruktion nach Anspruch 13 oder 14, soweit diese von einem der Ansprüche 3 bis 8 abhängig sind, gekennseichnet durch eine Kehlnaht (10), die den abgeschnittenen Teil am unteren Ende des Bolzens oder den Raum sswischen der Schulter (16) und der Metalloberfläche (20) weitgehend ausfüllt.
    16. Schweißkonstruktion nach Anspruch 15, soweit dieser von einem der Ansprüche 6 bis 3 abhängig ist-, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kehlnaht (22) über die Schulter (16) hinauserstreckt.
    17. Laufschienen-Befestigungsvorrichtung, wobei die Laufschiene mit einem unteren Flansch auf einer metallischen Grundplatte oder auf dem horizontalen Flansch eines Metallträgers befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (30) mit der Platte mittels Klammern (33) verbunden ist, welche den unteren Flansch der Schiene (30) übergreifen und welche an der Platte oder dem Träger mittels Bolzen (34) entsprechend einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 befestigt Bind.
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