DE2437199A1

DE2437199A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbinden der enden von bewehrungsstaeben

Info

Publication number: DE2437199A1
Application number: DE2437199A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Malcolm Bowmer
Original assignee: ZEITGEIST AG
Current assignee: ZEITGEIST AG
Priority date: 1973-08-06
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1975-02-20
Also published as: AR206402A1; FI54526C; FR2240336B1; AT342281B; ES428880A1; KE2714A; BR7406360D0; IT1019768B; MY7700252A; SE7410062L; CH586854A5; NO141879C; CA1017129A; FR2240336A1; ATA642174A; FI54526B; NO141879B; GB1432888A; SE417228B; FI232674A

Description

ZEITGEIST AG, c/o Trust Firm Ernst Hunter, Baarer Strasse 77, CH-6302 Zug (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden der Enden von Bewehrungsstäben

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von stählernen Bewehrungs-

stäben an ihr,en Enden miteinander·.

Beim Positionieren von stählernen Bewehrungsstäben vor ihrem Einbetten in die Betonmasse ist es vielfach üblich.,

V.

die^Enden benachbarter Stäbe gegenseitig so zu, überlappen, daß ihre Längsachsen im wesentÜphen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Auf diese Weise versucht man, das Risiko einer schwachen Verbindungszone zu verringern, verschwendet jedoch dabei Stahl. - .

Zur Vermeidung dieser Nachteile·ist bereits vorgeschlagen worden, die benachbarten Stabenden in eine Stahlmanschette . einzuschieben und anschließend diese Manschette mit den darin befindlichen Stabenden mittels einer hydraulichen Presse im Bereich mehrerer paralleler Quetschzonen

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zu verbinden. Der Hauptnachteil dieses Vorschlages liegt darin, daß die notwendige hydraulische Ausrüstung gewöhnlich sehr umfangreich ist und in vielen Fällen nicht in die erforderliche Position manövriert werden kann, weil andere Bewehrungsstäbe den Zugang versperren. Es leuchtet ein, daß die Ausrüstung quer zur Längsachse der Stäbe positioniert werden muß.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, die Stahlmanschette zwecks Herstellung einer Verbindung mit benachbarten Stabenden mittels einer Explosivladung zu komprimieren. Dieser Vorschlag hat den Nachteil, daß seine Durchführung mit Geräusch verbunden ist und die Gefahr der Zerstörung oder Verschiebung benachbarter Formelemente und Betonformationen in sich birgt.

Wenn man auf das Schweißen ausweicht, dann ist zu sagen, daß diese Operation relativ langsam abläuft und einen guten Schweißer benötigt, um eine gute Verbindung herzustellen. Ferner braucht man auch hierfür eine umfangreiche Ausrüstung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nebst Vorrichtung aufzuzeigen, mit dem bzw. der sich derartige Stahlmanschetten besser und unter Vermeidung der vorstehend aufgeführten Nachteile mit benachbarten Enden von Bewehrungsstäben verbinden lassen.

Bei einem Verfahren zum Befestigen einer Stahlmanschette mit über ihre Länge hinweg gleichmäßigem Außenquerschnitt an im wesentlichen koaxial verlaufenden benachbarten Enden von Bewehrungsstäben, die von dem entsprechend bemessenen Innenquerschnitt der Manschette umfaßt werden, wird diese

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Aufgabe dadurch gelöst, daß die Manschette so positioniert wird, daß sich beide Stabenden darin befinden, daß eine Längsbewegung der Manschette gegenüber den Stäben verhindert wird, und daß die Manschette progressiv von ihrem einen zu. ihrem anderen Ende s'o weit deformiert wird, daß sie fest an den beiden Stabenden haftet.

Vorzugsweise wird dabei die Manschette im Bereich einer Anzahl von über ihren Umfang in Abständen verteilten langgestreckten Zonen so deformiert, daß sie fest an den Stabenden haftet.

Es hat sich herausgestellt.^ daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Manschette die Stabenden nur im Bereich dieser separaten langgestreckten Zonen, die in Abständen voneinander über den Umfang verteilt sind, erfaßt. Daraus haben sich insbesondere die nachstehend aufgeführten Vorteile herausgestellt:

a) Die Verbindung besitzt angemessene mechanische Festigkeit. Bis zur Zerstörung führende Versuche haben gezeigt, daß bei geeigneter Dimensionierung der Manschette die Stäbe außerhalb der Manschettenzone brechen, die Verbindungsstelle selbst bleibt intakt. Das heißt, die Stäb_Ne werden nicht aus der Manschette herausgezogen.

Im Detail wird das Verfahren yorteilhafterweise so durchgeführt, daß der eine Stab außerhalb des von der Manschette eingenommenen Bereiches von einer Anzahl miteinander verbindbarer komplementärer Gesenksegmente umschlossen wird, die im zusammengefügten Zustand gemeinsam einen Durchbruch bilden, dessen Querschnittsdimensionen zumindest teilweise kleiner als die .AußenquerSchnittsdimensionen der Manschette

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sind, und daß die Gesenksegmente als eine Einheit mit Kraft in Längsrichtung über die Manschette hinweg bewegt werden, sie dabei deformieren und fest mit den beiden Stabenden verbinden. Vorzugsweise erfolgt die feste Verbindung mit den beiden Stabenden im Bereich einer Anzahl von längsgerichteten Zonen, die in Abständen voneinander über den Umfang verteilt sind.

Aus diesen Verfahrensmerkmalen ergeben sich folgende Vorteile:

b) Man braucht weniger Kraft, um das Gesenk über die Manschette zu drücken.

c) Das Gesenk ist einer geringeren Berstkraft ausgesetzt.

d) Die Manschette erfährt eine geringere Längung.

e) Man braucht weniger Metall für die Manschette als notwendig wäre, um nach der Deformation die gleiche Querschnittsfläche zu erzielen, wenn die Manschette die Stabenden am gesamten Umfang erfassen müßte.

f) Das Gesenk erfährt wahrscheinlich weniger Abnutzung .

Die Gesenksegmente können mittels einer geeigneten Einrichtung über die Manschette hinweggedrückt werden. Zu diesem Zwecke kann man beispielsweise eine mechanische Einrichtung einsetzen, bei der symmetrisch verteilte Schrauben und Muttern eingesetzt werden.

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Erfindungsgemäß wird jedoch vorzugsweise ein Druckmedium angewendet, beispielsweise Luf.t oder insbesondere eine Druckflüssigkeit, um die Gesenksegmente zu bewegen.

Es kann günstig sein, ein Paar komplementärer Gesenksegmente zu verwenden. Es liegt jedoch durchaus im !Rahmen der Erfindung,' mehr als 'zwei., beispielsweise drei oder vier Segmente zu verwenden. ■ '

Eine zur Durchführung des vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich aus durch mindestens zwei komplementäre Gesenksegmente, eine die Gesenksegmente zeitweise so miteinander verbindende Verschlußeinrichtung, daß diese gemeinsam einen Axialdurchbruch bilden, dessen Dimensionen "zumindest teilweise kleiner im Querschnitt sind als die Aüßenquerschnittsdimensionen der Manschette, und durch je eine jedem Gesenksegment zugeordnete separate Einrichtung zum Bewegen der Segmente als eine einzige Einheit in eine zur Längsrichtung des Durchbrüchs parallele ^ Richtung.

Wie bereits bei der Erläuterung des Verfahrens erwähnt, kann man die Segmente mittels einer mechanischen Einrichtung oder mit Hilfe eines Druckmediums bewegen. Erfindungsgemäß werden hydraulische Arbeitszylinder für diesen Zweck verwendet. ■ ■

In einer weiteren -Ausgestaltung der Erfindung ist jedem Gesenksegment mindestens ein hydraulischer Arbeitszylinder zugeordnet, und ferner können vorteilhafterweise Einrichtungen zum Positionieren der Arbeitszylinder relativ zu den Stäben vorhanden sein.. ■

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Im Betrieb werden dann entweder die Zylinder oder deren Kolbenstangen verschoben, wenn Druckflüssigkeit angelegt wird, um die Gesenksegmente über die Manschette hinwegzupressen .

Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der bzw. können die jedem Gesenksegment zugeordneten Arbeitszylinder an einer in einem parallelen Abstandsverhältnis zu dem betreffenden Gesenksegment befindlichen Montageplatte befestigt sein, wobei die Montageplatten gemeinsam den einen der Stäbe umgeben.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Montageplattenmit einem angeformten oder angebrachten Anschlag versehen sind, der an einem Ende der Manschette angreift und deren axiale Relativbewegung zu den Stäben verhindert.

Der Anschlag kann an seinem äußeren Querschnitt so dimensioniert sein, daß er durch den .Durchbruch des zusammengesetzten Gesenkes hindurchpaßt und dadurch gewährleistet, daß die Manschette über ihre ganze Länge hinweg deformiert wird,

Der Durchbruch in dem zusammengesetzten Gesenk kann beliebige Konturen aufweisen, um die Manschette für den genannten Zweck zu deformieren. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die komplementären Gesenksegmente, welche im Betrieb zu einem Gesenk zusammengesetzt sind, im Innern ihres gemeinsam gebildeten Durchbruches mit axial verlaufenden nach innen ragenden Rippen und in den zwischen den Rippen befindlichen Umfangszonen mit Vertiefungen bzw. Taschen versehen, in die das verdrängte Material der Manschette hineinfließen kann,

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während die Segmente über die Länge der Manschette hinwegbewegt werden.

Normalerweise werden diese Rippen und Ausnehmungen symmetrisch angeordnet sein, und vorzugsweise werden die Querschnittsdimensionen der die Stirnflächen bildenden Umfangszone enger sein als die normale Außenquerschnittsdxmension der Manschette, während .demgegenüber die Umfangsquerschnittsdimensionen der Basen der dazwischenliegenden Vertiefungen größer sind.

Bei Verwendung der oben beschriebenen'Segmente haftet die Manschette lediglich im Bereich von mehreren in Abständen über den Umfang verteilten länglichen Zonen fest an den Stabenden. Beispielsweise wird eine ursprünglich außen kreisrunde Manschette auf diese Weise so deformiert, daß ein im wesentlichen quadratischer Querschnitt mit abgerundeten Ecken gebildet wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachfolgend

ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung und die Art und Weise seiner Anwendung näher erläutert. In der dazugehörenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zum Befestigen einer Manschette an benachbarten Stabenden im geöffneten Zustand;

Fig. 2 einen Längsschnitt der geschlossenen . Vorrichtung von Fig. 1 mit eingesetzten Stabenden und Manschette;

Fig. 3 eine Draufsicht auf zwei komplementäre Gesenksegmente in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Gesenksegmente von Fig. 3 im Verlauf einer Linie IV-IV;

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Fig. 5 und 6

je eine perspektivische Darstellung der Stabenden mit der sie verbindenden Manschette, und zwar vor und nach der Deformation der Manschette; und

Fig. 7 und 8

je einen Querschnitt im Verlauf einer Linie VII-VII von Fig. 5 bzw. VIII-VIII von Fig. 6.

Die als Ausführungsbeispiel für die Beschreibung gewählte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus zwei separaten Hälften, die um zwei Stäbe 2 und 3 und eine die Enden dieser Stäbe umfassende Manschette 4 herum geschlossen werden können, indem man Riegel 1 schließt (Fig. T, 2 und 3).

Jede Hälfte besteht aus einem Gesenksegment 5, das an den freien Enden von zwei Kolbenstangen 6 von hydraulischen Arbeitszylindern 7 befestigt ist, die ihrerseits fest an einer parallel zum Gesenksegment 5 verlaufenden Montageplatte 8 angebracht sind. Die Kolbenstangen 6 ragen jeweils durch ihre zugeordnete Montageplatte 8 hindurch, und beide Montageplatten besitzen je einen nach unten hervorstehenden Kragenabschnitt 9, der im Betrieb als Anschlag für die Manschette 4 dient und diese an einer Längsbewegung in bezug auf die Stabenden hindert. Andererseits sind die beiden Kragenabschnitte 9 so bemessen, daß sie sich in den Gesenkdurchbruch einführen lassen und eine Verformung der Manschette über ihre Gesamtlänge ermöglichen.

Die beiden Montageplatten 8 sind mit radial verlaufenden Gewindebohrungen 10 zur Aufnahme von Schrauben 11 versehen, mit deren Hilfe sich die beiden Hälften der Vorrichtung gegenüber dem Stab 2 ausrichten lassen. Das

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heißt, die beiden Schrauben 11 dienen lediglich der Positionierung der Vorrichtung, sie brauchen nicht dem angelegten hydraulischen Druck zu widerstehen. Beide Gesenksegmente 5 bilden gemeinsam einen Durchbruch 12, dessen Innenabmessungen zumindest teilweise, einen kleineren Querschnitt aufweisen als die Manschette 4 in ihren ursprünglichen äußeren Abmessungen.

Aus Fig. 2 läßt sich entnehmen, wie die beiden Vorrichtungshälften gegenüber den Stäben 2 und 3 zusammengesetzt sind. Wird die den Kolbenstangen zugekehrte Seite der ■ Kolben 13 mit einem Strömungsmitteldruck beaufschlagt, dann verschieben sich die Segmente 5 in Richtung auf ihre zugehörigen Montageplatten 8„ Im Verlauf dieser Bewegung verformt das zusammengesetzte Gesenk die Manschette 4 über ihre Gesamtlänge hinweg in der Weise, daß sie fest am Umfang der beiden Stäbe 2 und 3 haftet und deren zugekehrte Enden miteinander verbindet.

Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Gesenk für die Vorrichtung zeigen die Figuren 3 und 4, es besteht aus zwei komplementären Gesenksegmenten 14 und 15, die im zusammengesetzten Zustand gemeinsam einen axialen Durchbruch bilden, in welchem sich vier axial und symmetrisch angeordnete, nach innen ragende Rippen 17 befinden. Die gemessene lichte Weite zwischen jeweils zwei sich gegenüberliegenden Rippen 17 ist kleiner als der Außendurchmesser der rohen Manschette 4. Die zwischen den benachbarten Rippen 17 gelegenen Umfangszoneri des Gesenkes bilden axial verlaufende Ausnehmungen bzw. Taschen 18. Der Abstand zwischen der Basis zweier gegenüberliegender Taschen 18 ist größer als der Durchmesser der rohen Manschette 4.

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Wenn man das Gesenk wie beschrieben anwendet, dann wird die Manschette 4 so verformt, daß sie in den durch die Rippen 17 definierten Längszonen fest mit den Enden der Stäbe 2 und 3 verbunden wird. Gleichzeitig wird überschüssiges Material der Manschette 4 in die Taschen 18 hineingedrängt. Daraus ergibt sich, daß die ursprünglich zylindrische Manschette einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweist, nachdem sie das Gesenk passiert hat.

Die Art und Weise ^der Verformung durch das Gesenk geht aus den Figuren 5-8 hervor. Gemäß Fig. 5 und 7 besitzt die rohe Manschette 4 vor ihrer Verformung innen und außen einen kreisförmigen Querschnitt. Falls erwünscht, kann die Manschette innenseitig mit einer einen hohen Reibungswiderstand aufweisenden Verbindung beschichtet sein, beispielsweise mit Tonerde-Gries (alumina grit). Die Manschette umfaßt die benachbarten Enden der Stäbe 2 und 3, die im vorliegenden Falle außen mit Rippen besetzt sind. Bei Verwendung zylindrischer Stäbe kann beispielsweise ein Einsatz in Form einer gehärteten Stahlfeder (nicht dargestellt) zwischen Manschette und Stangenenden eingelegt werden, um den Reibungskoeffizienten zu erhöhen.

Nach ihrer Deformierung gemäß Fig. 6 und 8 haftet die Manschette 4 fest an den Enden der Stäbe 2 und 3, und zwar nur im Bereich von über den Umfang verteilten Umfangszonen 19,. welche durch Einwirkung der Rippen 17 des Gesenks entstanden sind« Verdrängtes Manschettenmaterial wurde dabei in Zwischenzonen 2o verdrängt, deren räumliche Lage mit den Taschen 18 des Gesenks übereinstimmt. Wie Fig. 8 erkennen läßt, befinden sich zwischen Manschette und Stäben Zonen 21, wo die Innenwandung der verformten Manschette einen Abstand gegenüber der Außenoberfläche

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des benachbarten Stabes aufweist.

Zwar ist das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel der Vorrichtung aus zwei Gesenksegmenten zusammengesetzt; selbstverständlich können■auch mehr als zwei Segmente verwendet werden, falls erwünscht. Beispielsweise kann man drei Segmente von je l20° des 'Durchbruchs, oder vier Segmente von je 90° des Durchbruchs benutzen. Im allgemeinen wird es jedoch nicht notwendig .sein, mehr als zwei Gesenksegmente zu verwenden, von denen jedes 180 des Durchbruch-Umfangs bildet.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Befestigen einer Stahlmanschette mit über ihre Länge hinweg gleichmäßigem Außenquerschnitt an im wesentlichen koaxial verlaufenden benachbarten Enden von Bewehrungsstäben, die von dem entsprechend bemessenen Innenquerschnitt der Manschette umfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette so positioniert wird, daß sich beide Stabenden darin befinden, daß eine Längsbewegung der Manschette gegenüber den «Stäben verhindert wird, und daß die Manschette progressiv von ihrem einen zu ihrem anderen Ende so weit deformiert wird, daß sie fest an den beiden Stabenden haftet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette so deformiert wird, daß sie innerhalb einer Anzahl von über ihren Umfang in Abständen verteilten langgestreckten Zonen fest an den Stabenden haftet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Stab außerhalb des von der Manschette eingenommenen Bereiches von einer Anzahl miteinander verbindbarer komplementärer Gesenksegmente umschlossen wird, die im zusammengefügten Zustand gemeinsam einen Durchbruch bilden, dessen Querschnitts-Dimensionen zumindest teilweise kleiner als die Außenquerschnitts-Dimensionen der Manschette sind, und daß die Gesenksegmente als eine Einheit mit Kraft in Längsrichtung über die Manschette

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hinweg bewegt werden, sie dabei deformieren und fest mit den beiden Stabenden verbinden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch·gekennzeichnet,

daß die feste Verbindung mit den beiden Stabenden in einer Anzahl von längsgerichteten Zonen erfolgt, die in Abständen voneinander über den Umfang verteilt sind.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesenksegmente mittels einer mechanischen. Einrichtung mit Kraft in Längsrichtung ' über die Manschette hinweg bewegt werden.

6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet·, daß ^!die Gesenksegmente mittels einer druckmittelbetätigten Einrichtung mit Kraft in Längsrichtung über die Manschette 'hinweg bewegt werden.

7. Verfahren"nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung eine hydraulische ist.

Vorrichtung zum Befestigen einer Stahlmanschette mit er ihre Länge hinweg- gleichmäßigem Außenquerschnitt kn im wesentlichen koaxial verlaufenden-benachbarten Enden von Bewehrungsstäben, die von dem entsprechend bemessenen Innenquerschnitt der Manschette umfaßt werden,, in Verbindung mit dem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7, gekennzeichnet durch mindestens zwei komplementäre .Gesenksegmente (5, 5; .14$ 15), eine die Gesenksegmente zeitweise so miteinander verbindende Verschlußeinrichtung (1), daß diese gemeinsam einen Axialdurchbruch (16) bilden, dessen Dimensionen'zumindest teilweise kleiner im Querschnitt sind als die Außenquer-

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schnitts-dimensionen der Manschette (4), und durch je eine jedem Gesenksegment zugeordnete separate Einrichtung (6, 7 ...) zum Bewegen der Segmente als eine einzige Einheit in eine zur Längsachse des Durchbruchs parallele Richtung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bewegungseinrichtung eine mechanische ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bewegungseinrichtung durch ein Druckmedium betätigbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Bewegungseinrichtung für die Gesenksegmente hydraulische Arbeitszylinder (7) gehören.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gesenksegment (z.B. 5) mindestens ein hydraulischer Arbeitszylinder (7) zugeordnet ist, und daß Einrichtungen (11) zum Positionieren der Arbeitszylinder relativ zu den Stäben (2, 3) vorhanden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die jedem Gesenksegment (5) zugeordneten Arbeitszylinder (7) an einer in einem parallelen Abstandsverhältnis zu dem betreffenden Gesenksegment befindlichen Montageplatte (8) befestigt ist bzw. sind, und daß die Montageplatten gemeinsam den einen der Stäbe (z.B. 2) umgeben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageplatten mit einem angeformten oder angebrachten Anschlag (9)· versehen sind, der an einem Ende

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der Manschette (4) angreift und deren axiale Relativbewegung zu den Stäben (2, 3) verhindert.

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