DE2321007A1

DE2321007A1 - Verfahren zum herstellen einer stumpfstossverbindung von metallstaeben und fuehrungselement zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2321007A1
Application number: DE19732321007
Authority: DE
Inventors: Kandid Baechler; Otto Lottenbach
Original assignee: MOOSSCHE EISENWERKE AG
Current assignee: MOOSSCHE EISENWERKE AG
Priority date: 1972-06-16
Filing date: 1973-04-26
Publication date: 1973-12-20
Also published as: FR2189163B1; AT328830B; CH553028A; IT984835B; ATA363473A; FR2189163A1

Description

P Ά T E N ΓΓ Ä N W Ä I! T E >

DIPL-CHEl·!. DR. RER. ΜΑΤ. BRANDES 2. April 1973 EB/ju

DF*.-!NG. HELD, DiPL.-FHYo. V/öLFF

STUTTGAFiT 1, LANGE STRASSE 51

Aktiengesellschaft der von Moos'sehen Eisenwerke, Kasernenplatz 1, 6002 Luzern (Schweiz)

Verfahren zum Herstellen einer Stumpfstossverbindung von Metallstaben und Führungselement zur Ausführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Stumpfstossverbindung von Metallstäben, insbesondere Bewehrungsstäben durch Schweissen und ein Führungselement zur Ausführung des Verfahrens.

Das Stumpfstossverbinden von Metallstäben, wie Bewehrungsstäben, wird häufig angewandt und gewinnt durch neue Verfahrenstechniken, z.B. im Stahlbetonbau, immer mehr an Bedeutung.

Es sind zahlreiche Möglichkeiten von Stumpfstossverbindungen bekannt geworden, die durch Schweissen, Kleben, Vergiessen von Epoxydhard, Aufpressen einer Metallhülse oder Verkeilen bewerkstelligt werden, die aber nicht für alle Beanspruchungsarten der zu stossenden Metallstäbe geeignet sind und sich ausserdem nicht in allen Situationen am Objekt ausführen lassen.

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Mittels Schweissen können die.Stäbe bei vorbereiteten Stabenden und idealer Zugänglichkeit durch eine sogenannte X- oder V-Naht in mehreren Lagen verbunden werden. Häufig ist die erforderliche Zugänglichkeit nicht gegeben, ferner ist diese Ausführungsart durch die Mehrlagenschweissung zeitraubend und kostspielig.

Auch die Thermitschweissung wurde bisher angewendet, erfordert aber ebenfalls gute Zugänglichkeit für das Anbringen der Hohlformen, sowie Einfüllstutzen der Thermitmasse und ergibt besonders bei hochwertigen Stahlstäben unbefriedigende Festigkeitsund Zähigkeitswerte der Stossverbindung.

Die Stumpfstossverbindungen mittels Widerstandsstumpfschweissung, Gaspressschweissung sowie Reibschweissung sind infolge der notwendigen sperrigen Maschinen nur in speziellen Fällen anwendbar.

Es ist ferner möglich, die Stäbe mit Verbindungselementen so zu stossen, dass diese Verbindungselemente beidseitig an die zu stossenden Stäbe in Längsrichtung angeschweisst werden.

Diese Verbindungselemente müssen dann an der Stossstelle die gesamte Tragkraft der zu stossenden Stäbe übertragen, was sich besonders bei hochwertigen Stählen ungünstig auswirkt, da diese Verbindungselemente in der Umgebung der Stossstelle viel Platz benötigen und aus hochwertigen Materialien bestehen müssen.

Das Verbinden von Stahlstäben durch Aufpressen einer Stahlhülse erfordert spezielle Einrichtungen, spezielle Verbindungselemente sowie genügend Platz für das Anbringen der Pressvorrichtung. Ausserdem ist die Qualität dieser Verbindungsart abhängig von der Masshaltigkeit der zu verbindenden Rippenstähle.^ Da es sich meistens um ein Massenprodukt handelt, ist eine bestimmte Streuung der Stabaussentnasse durch den Verschleiss der

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Walzen bei der Fabrikation dieser Stäbe unumgänglich.

Eine weitere Art, Stahlstäbe zu stossen, kann durch Ausgiessen von Epoxydharz oder von einem Reaktionsprodukt eines exothermen Gemenges in der Umgebung der Stossstelle erreicht werden. Die Tragfähigkeit solcher Stösse ist besonders bei hochwertigen Stählen begrenzt und geht bei Ueberhitzung, wie z.B. durch Brand, grösstenteils verloren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile der bekannten Stumpfstossverbindungen zu beheben und eine Stumpfverbindung zu entwickeln, bei der eine sichere Verbindungsstelle entsteht, welche für hohe Zug- und Druck beanspruchungen geeignet ist, in allen Lagen anwendbar ist und sogar in Zwangslage hergestellt werden kann; die nur geringen Raum beansprucht und in kurzer Zeit und auf billige Art und Weise bewerkstelligt werden kann.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Stabenden in ein metallisches Führungselement eingeführt werden, das in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich einseitig eine Oeffnung enthält, und dass die Stabenden durch kontinuierliches Aufschweissen der Oeffnung miteinander verbunden werden.

Das Fuhrungslement zur Ausführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass es als metallische Hülse ausgebildet ist, deren Querschnitt mindestens annähernd dem Querschnitt der Metallstäbe angepasst ist, und dass die Hülse in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich eine Deffnung aufweist.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, die in den Zeichnungen dargestellt sind, werden im folgenden näher er-

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läutert. Es zeigen: ^ ·

Fig. 1 einen Grundriss auf eine für das Schweissen vprbe-■ reitete Stumpfstossverbindung,

Fig. 2 einen Grundriss auf eine vorbereitete Stumpfstossverbindung, ähnlich wie in Fig. 1, jedoch mit rechteckiger Oeffnung des Führungselementes und mit einer Unterlage,

Fig. 3 einen Grundriss auf ein Führungselement, welches oben in der Mitte längs mit Schlitzen versehen ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Stumpfstossverbindung
nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Stossverbindung nach
Fig. 2 mit Unterlage und.

Fig. B einen Querschnitt durch das Führungselement nach Fig.

In den Fig. 1 und 2 sind vorbereitete Stumpfstassverbindungen dargestellt. Die zu verbindenden Stäbe 1 und 2 werden in ein
Führungselement in Form einer Metallhülse 3 mit einer einseitigen mittleren Oeffnung 4 so eingeführt, dass ein Zwischenraum χ übrig bleibt, welcher die Zugänglichkeit der Schweisselektrode ermöglicht.

Die Stabenden müssen nicht speziell zubereitet werden, sondern können im Anlieferungszustand, d.h. mit normal geschärften
Enden, eingebaut und verschweisst werden,

Vorerst sind die Stäbe in der richtigen Lage an das Führungselement anzuheften, damit der sichere Abstand χ gewährleistet

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bleibt und eine zuverlässige Schweissung resultiert. Das Anheften der Stäbe an das Führungselement kann durch Anschweissen geschehen, indem dieses gemäss Fig. 1 und' 4 an beiden Stabseiten örtlich durchgebrannt wird, oder dass im Bereich des Schlitzes 5 beim Führungselement 3 nach Fig. 3 und 6 die Stäbe beidseits mittels Schweisspunkten fixiert werden*

Ansehliessend wird die Stumpfstossverbindung hergestellt durch Aufschweissen des Zwischenraumes x.. Zweckmässigerweise wird dabei die Elektrode entlang den Stabstirnseiten abwechslungsweise hin- .und hergeführt, bis der ganze Zwischenraum aufgefüllt ist. Bei Schlackenführung mit ummantelter Elektrode ist zu beachten, dass die Schlacke immer obenauf schwimmt. Hat sich reichlich Schlacke angesammelt, wird mit dem Lichtbogen eine Oeffnung in die Seitenwand des Führungselementes gebrannt, durch welche die Schlacke seitlich abfliessen kann*

Dieser Schweissvorgang kann ohne Abkühlungspause in einem Arbeitsgang erfolgen. Dies gestattet eine rasche und rationelle Schweissverbindung. Das Führungselement 3 hat dabei folgende Aufgaben zu erfülleru

- Führung und Fixieren der zu stossenden Stäbe in der richtigen Lage,

- Hilfsmittel zur Erstellung der Verbindungsschweissung,

- Kühlelement zur Ableitung der Sehweisswarme, da örtlich über eine längere Zeit in einem Arbeitsgang gesdhweisst wird. Dies bringt eine Verbesserung der Qualität der Schweissverbindung mit sich, indem das Schweissgefüge ausgeglichener ist. Auch bei kaltverfestigten Stäben 1 und 2 wird ausserdem durch die Abfuhr der Sehweisswarme über das Führungselement

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die Entfestigung der zu stossenden Stäbe überbrückt«

- Aufnahme- eines zusätzlichen Anteils der Belastung, wodurch die Sicherheit der Verbindung noch erhöht wird und eventuell auftretende Schweissfehler überbrückt werden können.

Verwendet man eine dünnwandige Führungshülse 3, so besteht die Gefahr, dass diese Hülse beim Schweissen durchgebrannt wird, Um dies zu vermeiden, kann an der Hülse 3 ein Blech B aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Kupferblech, angebracht werden.

Damit die Schlacke beim Schweissen seitlich abfliessen kann, soll das Blech 6 im Bereich der Schweissstelle nur die untere Partie des Führungselementes 3 bedecken* Dieses Blech kann unmittelbar nach dem Schweissen entfernt und am neu zu erstellenden Stumpfstoss ohne Hilfsmittel durch Festklemmen am Führungselement angebracht werden.

Für besonders hoch beanspruchte Stossverbindungen ist es zweckmässig, den oben beschriebenen Schweissstoss zu vergüten. Dies kann auf einfache Weise erreicht werden, wenn nach genügender Abkühlung der Stabe auf beiden Seiten der Stossstelle in Achsrichtung der Stäbe eine Sehweissraupe aufgesßhweisst wird. Die Führungshülse 3 nach den Fig. 1 und 2 ■ kann dabei durchgebrannt und mit den Stäben 1 und 2 verbunden werden. Bei der Führungshülse 3 nach Fig. 3 können die Stäbe 1 und 2 im Bereich des Schlitzes S mit dem Führungselement verbunden werden.

Die Erfindung ist nicht allein auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr kann sie zahlreiche Abänderungen erfahren. Die Länge und Dicke der Führungshülsen 3, die Art und Form der Öeffnung 4, mit oder ohne Schlitz 5, so-

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wie Material und Qualität der zur Verwendung gelangenden Führungselemente und Schweisswerkstoffe können beliebig gewählt werden.

Ausserdern können Stäbe mit beliebigen Ouerschnittsformen mit entsprechend angepasster Form des Führungselementes auf diese Weise verbunden werden.

Die beschriebene Stumpfstossverbindung erlaubt eine qualitativ sichere Verbindung zur Uebertragung hoher Druck- und Zugbeanspruchungen. Die Verbindung ist einfach, rasch und in allen praktisch vorkommenden Lagen, auch unter Zwangslage, herstellbar. Mit der Benutzung eines Führungselementes in beschriebener Weise sind neben den dadurch erreichten qualitativen Verbesserungen viele praktische Vorteile verbunden.

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Claims

Pa t en ta η s ρ rü c he

Verfahren zum Herstellen einer Stumpfstossverbindung von Metallstäben, insbesondere Bewehrungsstäben, durch Schweissen, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stabenden in ein metallisches Führungselement eingeführt werden, das in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich einseitig eine Oeffnung enthält, und dass die Stabenden durch kontinuierliches Aufschweissen der Oeffnung miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

zur Vergütung der Stossverbindung von der Stossstelle aus nach beiden Seiten in Längsrichtung des Führungselementes eine Schweissraupe aufgebracht wird.
3. Führungselement zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass es als metallische Hülse (3) ausgebildet ist, deren Querschnitt mindestens annähernd dem Querschnitt der Metallstäbe angepasst ist, und dass die Hülse (3) in Längsrichtung gesehen im mittleren Bereich eine Oeffnung (4) aufweist.
4. Führungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung des Durchbrandes der Hülse (3) an einem Teil der Oberfläche der Hülse (3) ein Blech aus gut wärmeleitendem Material, z.B. Kupfer, angebracht wird.

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5. Führungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (3) beidseits der Oeffnung (4) Längsschlitze C5) aufweist.

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