DE2451384A1

DE2451384A1 - Betonarmierungsstahlstab mit gewinde

Info

Publication number: DE2451384A1
Application number: DE19742451384
Authority: DE
Inventors: Haruo Fujiwara; Katsumaru Murasaki; Yoshio Tani
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1974-10-29
Publication date: 1975-05-22
Also published as: BE821687A; JPS5070374U; FR2249222A1; IT1025101B; FR2249222B1

Description

Dr. D. Thomsen PATENTANWALTSBÜRO

W. Weinkauff _7utefon _m) 530211

Dr. I. Ruch ^²¹² 2431384

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Dr. H. Agular

PATENTANWÄLTE Manchen: Frankfurt/M.:

Dr. rer. nat. D. Thomeen Dlpl.-lng. W. Weinkauff

Or. rer. nat. I. Ruch (FuchehoHI 71) Dipl.- Ing. Dr. H. Agular

8000 München 2 Kalser-Ludwlfl-Plafc6 29. Oktober 1974

Kobe Steel, Ltd. Kobe, Japan

' ' Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde

Die -Erfindung "bezieht sich, auf einen Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde, der mit einer Mehrzahl rhombischer odeT diamantförmigex, unabhängiger Vorsprünge ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung des Stahlstabes erstrecken und mit einer bestimmten Teilung oder Steigung in Axialrichtung und in Umfangsxichtung des S-tabes verteilt sind. Eine Gruppe dieser Vorsprünge kann in Rechtsgewinde oder Linksgewinde aufgenommen werden, die in der Bohrungswand einer Muffe ausgebildet sind.

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So ist ersichtlich, daß die Erfindung einen Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde und im besonderen einen Gewinde-Stahlstab betrifft, der an seinem Umfang über seine Länge Vorsprünge aufweist.

Zur Einsparung von Arbeitskraft auf den Gebieten des Bauingenieurwesens und des Baugewerbes bestand die Tendenz zur Verwendung von Betonarmierungsstahlstaben, PC-Stahlstäben mit großem Durchmesser, vorgefertigten Stahlstaben, fertigen Betonteilen usw.. Jedoch ergeben sich bei diesen Versuchen Sclwierigkeiten beim Verbinden von Stahlstäben.

Inzwischen gibt es zwei Verbindungsarten zur Verwendung bei solchen Stahlstaben, d.h. Verbindungen, die gemäß einem metallurgischem Verfahren hergestellt werden, das durch Gaspreßschweißen und hammerschweißen typisiert ist, und ein mechanisches Verfahren, wie ein Kleramverbindungsverfahren und ein Gewindeverbindungsverfahren.

Jedoch haben diese Verfahren Vor- und Nachteile und lassen die Ziele der Verringerung an Arbeitskraft und Kosten nicht erreichen, obgleich einige dieser Verbindungen eine einfache Konstruktion zu haben scheinen. Beispielsweise erfordern das Gaspreßschweißen und das Kammerschweißen Schweißer mit fachlichen Qualifikationen, so daß die Nachfrage

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mitunter das Angebot an Fachleuten übersteigt. Dies beeinflußt den Baufortschritt nachteilig. Andererseits müssen Verbindungen zur Verwendung mit vorgefertigten und zusammengebauten Stahlstäben sowie fertigen Betonteilen der Bedingung genügen, daß eine Mehrzahl Stahlstäbe gleichzeitig zusammengekUppelt wird. Daher ist das Gasschweißen auf diesem Gebiet nicht zweckmäßig.

Im Gegensatz dazu ist das Klemmverbindungsverfahren ' einfach durchführbar. Wenn jedoch Stahlstäbe mit großem Durchmesser verwendet werden sollen, ist eine größere Klemmoder Quetschmaschine erforderlich, so daß dieses Verfahren zur Verwendung an einer Baustelle nicht geeignet ist. Im allgemeinen lassen die Montagearbeitsgänge von Gewindeverbindungen kein Problem offen, wenn sie an einer Baustelle oder in einer Betriebsanlage durchgeführt werden. Jedoch müssen die Stahlstäbe auf eine gewünschte Länge geschnitten werden, wonach auf den Verbindungen Gewinde ausgebildet werden muß. Unter den Gesichtspunkten der Kosten und Arbeitskraft ist ein solches Verfahren nicht empfehlenswert.

Als eine andere Möglichkeit sind Gewinde-Stahlstäbe mit GewindevorSprüngen an ihrem äußeren Umfang in dem Bemühen entwickelt worden, das Haftvermögen von Stahlstäben an Beton zu verbessern. Diese Gewinde-Stahlstäbe werden

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durch Warmwalzen oder durch Kaltverformen nach dem Warmwalzen auf eine Form erzeugt, die Gewindeverbindung ermöglicht. Jedoch wird bei der Anwendung solcher Gewinde-Stahlstäbe, wie in Fig. 1 gezeigt, ein Kupplungselement 3 auf einen Stahlstab 2 mit GewindevorSprüngen gepaßt. Dann wird ein anderer Stahlstab 2 auf den das Kupplungselement 3 tragenden Stahlstab 2 gebracht und das Kupplungselement 3 wird so gedreht, daß es den vorgenannten anderen Stahlstab 2 zwecks Kupplung aufnimmt. Ausführlicher dargestellt, wie in Fig. 2 (I und II) gezeigt, wird ein Kupplungselement 3 auf den Stahlstab 2 auf eine Tiefe der halben Länge des Kupplungselementes 3 gepaßt, und ein anderer Stahlstab 2 wird so gedreht, daß er in dem Kupplungselement zwecks Kupplungsverbindung aufgenommen wird. In diesem Fall jedoch sind gemäß dem in Fig. 2 veranschaulichten Verfahren solche Kupplungselemente nicht anwendbar auf vorgefertigte Elemente, wie Armierungsbecher oder fertige Platten, obgleich solche Stahlstäbe selbst miteinander dadurch verbunden werden können. Zusätzlich ist in dem Fall, daß vorgefertigte Elemente verbunden werden sollen, die Länge des Stahlstabes 2 begrenzt, die zur Herstellung der Kupplungsverbindung vortreten muß. Als Folge davon haben sich häufig Fälle ergeben, in denen eine solche vorspringende Länge, d.h. die durch das Kupplungselement verschiebbare Länge "T (mehr als die halbe Länge eines Kupplungselements), wie' in Fig. 1 gezeigt ist, für Stahlstäbe

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nicht erhalten werden kann. In einem solchen Fall ist es üblich geworden, eine Spannvorrichtung zu verwenden, die Bohrungen mit Rechts— und Linksgewinde hat. Jedoch bringt dies insofern ein weiteres Problem mit sich, als ein Stahlstab mit Rechtsgewinde und ein Stahlstab mit Linksgewinde in Kombination vorgesehen werden müssen. Jedoch sind Gewindevorsprünge 1 auf den herkömmlichen Gewinde-Stahlstäben mit nur einer Gewinderichtung vorhanden, so daß nunmehr zwei Arten Stahlstäbe hergestellt werden müßten. Mit den Gewindevorsprüngen sind TorSprünge gemeint, die auf der äußeren Umfangsflache eines StahlStabes ausgebildet und so angepaßt sind, daß sie in Gewinderillen aufgenommen werden, die in der Bohrungswand einer Muffe ausgebildet sind. Dies ergibt offensichtlich ein kompliziertes 'Warmwalζverfahren und damit verbundene Verwirrung in der Lagerkontrolle, der Anlage sowie der Baustelle zusätzlich zu der erhöhten Verlustmenge.

Jedoch versagen auch herkömmliche Stahlstäbe mit lediglich darauf befindlichen Gewinden hinsichtlich zufriedenstellender Haftfähigkeit an Beton.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines einfach aufgebauten Betonarmierungsstahlstabes mit Gewinde, der zur Verwendung "mit einer Kupplungsmuffe, wie einem

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Kupplungselement oder einer Spannvorrichtung, geeignet ist. Zur Aufgabe der Erfindung gehört die Schaffung eines Betonarmierungsstahl stabes mit Gewinde» der in einer Muffe aufgenommen werden kann, die eine Gewinderille mit Rechts- und Linksgewinde in ihrer Umfangsflache hat. Zur Aufgabe der Erfindung gehört auch die Schaffung eines Betonarmie-rungsstahlstabes, der festes Anhaften an Beton gewährleistet.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Betonarmierungsstahlstab geschaffen, der eine Mehrzahl rhombischer oder diamantförmiger, unabhängiger Vorsprünge hat, die sich über die Länge eines Stahlstabes an seinem äußeren Umfang erstrecken, wobei diese Vorsprünge mit einer bestimmten Teilung oder Steigung in Axialrichtung und in Umfangsrichtung des Stabes verteilt sind und eine Gruppe dieser Vorsprünge so angepaßt ist, daß sie in Rechtsgewinde oder Linksgewinde aufgenommen werden, die in der inneren Umfangsfläche der Muffe ausgebildet sind.

Als zweite Ausführungsform der Erfindung wird ein Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde geschaffen, bei dem die erwähnten Vorsprünge im Grundriß Rhombus- oder Diamantform haben und in einer Winkelstellung von 180° in der Umfangsrichtung des Stabes angeordnet, jedoch in der Axialrichtung des Stabes ausgerichtet sind.

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Als dritte Ausführungsform der Erfindung wird ein Betonarmierungsstahlstab geschaffen, der mit Hilfsvorsprüngen ausgebildet ist, die sich in Bereichen zwischen je zwei HauptvorSprüngen oder zuerst erwähnten Vorsprüngen, jedoch zwischen zwei Reihen der.Hauptvorsprünge befinden.

Als vierte Ausführungsform der Erfindung wird ein Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde geschaffen, bei dem Vorsprünge mit einer bestimmten Teilung oder Steigung in der Axialrichtung ausgebildet sind, wobei Vorsprünge in jeder Vorsprungreihe in der Umfangsrichtung des Stabes ausgerichtet sind. .

Als fünfte Ausführungsform der Erfindung wird ein Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde geschaffen, bei dem Vorsprünge bei wenigstens jeder zweiten Teilung oder Steigung in der Axialrichtung des Stabes angeordnet sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung als Beispiele'veranschaulicht. Es zeigen:

Pig. 1 und 2 Seitenansichten der herkömmlichen Gewinde-Stahlstäbe, die mit Kupplungselementen verbunden sind;

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Fig. 3 bis 8 Grundrisse, Seitenansichten und Querschnitte nach der Linie A-A der Betonarmierungsstahlstäbe nach der Erfindung; und

Fig. 9 "bis 12 Ansichten der Gewinde-Stahl stäbe nach der Erfindung, die mit Betonarmierungsverbindungen gekuppelt sind..

Fig, 3 his 8 zeigen die bevorzugten Ausführungsformen von Betonarmierungsstahlstäben nach der Erfindung. Rhombische oder diamantförmige, unabhängige Vorsprünge 5 sind mit einer bestimmten Teilung oder Steigung auf der äußeren Umfangsflache des Stahlstabkörpers 4 in Axialrichtung oder in Umfangsrichtung verteilt. Fig. 3 und 4 beziehen sich auf diö Vorsprimge 5» die zur Verwendung mit einer Muffe mit eingängigem Gewinde geeignet sind, während sich die Fig. 5 und 6 auf Vorsprünge beziehen, die zur Verwendung mit einer Muffe mit zweigängigem Gewinde geeignet sind. Fig. 7 zeigt Vorsprünge, die dadurch erhalten werden, daß Vorsprünge bei jeder zweiten Teilung oder Steigung von den bei 5 dargestellten Vorsprüngen entfernt werden. Fig. 8 zeigt Vorsprünge, die dadurch erhalten werden, daß jeder zweite und dritte Vorsprung von den bei 5 dargestellten Vorsprüngen entfernt werden. In dieser Beziehung müssen die Vorsprünge im wesentlichen rhombische Form oder Diamantform haben, wie in Fig. 3 gezeigt

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ist, so daß sie zur "Verwendung für Rechts- oder de geeignet sind, das in der inneren TJmfangsflache einer Kupplungsmuffe oder einer Kupplungsspannvorrichtung ausgebildet ist. Somit liefert infolge der rhombischen oder diamantförmigen Vorsprüiige ein Paar parallele Seiten 5'» 5* der entsprechenden zwei benachbarten Vorsprünge 5» 5 Oberflächen, die in Rechts- oder Linksgewinden aufgenommen werden. Fig. 4-zeigt eine abgeänderte Form des "Vorsprungs einer rhombischen oder Diamantform. Die Form des "Vorsprunges 5 muß nicht notwendigerweise auf eine rhombische oder Diamantform begrenzt sein, sondern es kann auch als Form im Grundriß eine Ellipse oder ein langgestreckter Kreis verwendet werden. Fig. 5 und zeigen Zweiganggewinde-Stahlstäbe einer rhombischen oder Diamantform, die in einem Rechts- oder Linksgewinde aufgenommen werden können, das in der inneren Umfangsfläche einer Muffe ausgebildet ist. In Fig. 6 sind Hilfsvorsprünge 6, 6 dargestellt. Die Anordnung, in der Vorsprünge bei jeder zweiten bzw. dritten Teilung oder Steigung angeordnet sind, können das Haftvermögen des Gewinde-Stahlstabes an Beton verbessern.

Bei dem Gewinde-Stahlstab nach der Erfindung ermöglicht die Schaffung solcher Vorsprünge die Verwendung mit Rechts- oder Linksgewinden, die in der inneren Umfangsfläche eines in Fig. 1 und .2 gezeigten Kupplungselementes 3 ausge-

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bildet sind. Zusätzlich können die Stahlstäbe,, wie in Fig.9 und 10 gezeigt ist, mit einer Spannvorrichtung oder Spannschloß 8 verwendet werden, die bzw. das mit Gewinderillen 7 ausgebildet ist, die einen Winkel haben, der gleich dem Winkel der Seiten 5'? 5* eines Vorsprungs 5 ist, so daß die beiden Stahlstäbe infolge der Drehung der Spannvorrichtung zur Einstellung der Länge der Stahlstäbe zusammengezogen-werden können. Im allgemeinen ist die Genauigkeit von an dem Gewinde-Stahlstab ausgebildeten Gewindevorsprüngen nicht so hoch wie die Genauigkeit der mechanisch hergestellten Gewinde, weil solche Gewindevorsprünge durch Warmwalzen hergestellt werden. Daher wird das Kupplungselement 3» wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, geringfügig grobgepaßt oder mit übermäßiger Bemessungstoleranz hergestellt. Infolgedessen ergibt das Verbindungsverfahren, das in einer Richtung verlaufende Gewinde gemäß Fig; 1 und 2 verwendet, große Fehlausrichtung in den Gewindeteilen. In den Fällen, in denen Stahlstäbe nach der Erfindung als Betonarmierungsstahlstäbe verwendet werden oder Zugbeanspruchung auf Kupplungsteile ausgeübt wird, würde die erwähnte Fehlausrichtung die Ursache für vorzeitige Rißbildung in dem Beton sein. Im Gegensatz dazu können bei Kombination mit einer Spannvorrichtung oder einem Spannschloß die Gewinderillen und Vorsprünge fest zusammengezogen werden, so daß eine solche Rißbildung verhindert wird. Wenn zusätzlich Gegenmuttern 9» 9 gemäß Fig. 10 in Kombination verwendet

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werden, kann eine viel festere Konstruktion erreicht werden.

Falls eine noch festere Verbindungskonstruktion gewünscht wird, können 'Gewinde-Stahlstabe nach der Erfindung gemäß Fig. 11 verwendet werden, in denen Innengewinde in dem Kupplungselement 8 in.das auf dem Gewinde-Stahlstab 4· ausgebildete Außengewinde zwecks Kupplung eingreift, während Muttern 11a, 11b auf die Stahlstäbe 4, 4· an den entgegengesetzten Enden des Kupplungseiementes 8 geschraubt sind, wobei ringförmige Elemente 12a, 12b zwischen dem Kupplungselement 8 und" den Muttern 11a, 11b angeordnet sind. Dann werden die ringförmigen Elemente 12a, 12b zur Verformung oder Zusammenziehung des Durchmessers mittels Quetschklauen 13a, 13b in der dargestellten Richtung gequetscht, so daß die ringförmigen Elemente 12a, 12b in Axialrichtung ausgedehnt oder'verformt werden, wodurch das Kupplungselement 8 und die Muttern 11a, 11b so gepreßt werden, daß sie auseinandergestoßen werden. Gemäß dieser Art des Kuppeins oder Verbindens werden Belastungen durch das Kupplungselement 8 hindurch übertragen, während die auf die ringförmigen Elemente 12a, 12b auszuübende Quetschkraft derart sein muß, daß eine geeignete Streuungs- oder Stoßkraft zwischen dem Kupplungselement 8 und den Muttern 11a, 11b entsteht. Zusätzlich hat eine Klemm- oder Quetschvorrichtung zur Verwendung für einen solchen Zweck einfache Konstruktion und ist daher handlich.

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Im Falle von Verbindungen zur Verwendung mit Betonamierungsstahlstäben oder im Falle eines Verbindungsteiles, auf das nur die Druckkraft ausgeübt wird, kann das Kupplungselement 8 gemäß Fig.- 12 mi"t im Querschnitt in Fig. 12 dargestellten Gewindeteilen verwendet werden, so daß die Vorsprünge auf den Stahlstäben 4, 4 in den ausgesparten Teil eingesetzt werden, in dem Gewindegänge in dem Kupplungselement 8 entfernt sind, und dann werden die Stahlstäbe 4, 4 oder das Kupplungselement 8 relativ dazu um einen Winkel von etwa 90 zum Verbinden der Stahlstäbe 4, 4 mit dem Kupplungselement gedreht. Fig. 12a zeigt einen Längsquerschnitt von an das Kupplungselement gekuppelten Stahlstäben, und Fig. 12b ist ein Querschnitt nach, der Linie A-A der Fig. 12a.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist, können die Gewinde-Stahlstäbe nach der Erfindung die erwähnten Probleme lösen, mit denen herkömmliche Gewinde-Stahlstäbe konfrontiert sind, und bieten beträchtliche Erleichterung für das Verbinden von Stahlstäben mit einer Kupplungsmuffe, wie einem Kupplungselement oder einer Vorspannvorrichtung. Außerdem ermöglichen die Gewinde-Stahlstäbe nach der Erfindung die Anwendung in Kombination mit einer Muffe, in deren inneren Umfangsflache Rechts- und Linksgewinde ausgebildet sind. Infolgedessen bringen die Gewinde-Stahlstäbe nach der Erfindung ausgezeichnete Vorteile in

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jeder Beziehung hinsichtlich Herstellung, Konstruktion und· Kontrolle.

Lediglich zur Veranschaulichung sind bevorzugte Beispiele der Erfindung beschrieben worden. Zusätzliche Abänderungen und Verbesserungen, welche die Erkenntnisse der Erfindung ausnutzen, können aus der vorliegenden Offenbarung von den Fachleuten leicht vorgenommen werden, und solche Abänderungen und Verbesserungen liegen im Rahmen und im Bereich der Erfindung, die durch die Patentansprüche definiert ist.

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Claims

Patentansprüche

/ Λ J Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl rhombischer oder diamantförmiger, unabhängiger Vorsprünge, die an der äußeren Umfangsfläche des Stabes ausgebildet und mit einer bestimmten Teilung oder Steigung in Axialrichtung und in Umfangsrichtung des Stabes darauf verteilt sind, wobei die Vorsprünge eine solche Anordnung und Konstruktion haben, daß eine Gruppe dieser Vorsprünge entweder in Rechtsgewinde oder in Linksgewinde aufgenommen werden kann, die in der inneren Umfangsfläche einer Muffe ausgebildet sind.
2. Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe der genannten Vorsprünge bei jeder Teilung oder Steigung auf der äußeren Umfangsfläche des Stabes' in einer Winkelstellung von 180° in ihrem Querschnitt vorgesehen ist.
3. Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge bei wenigstens jeder zweiten Teilung oder Steigung auf der äußeren Umfangsfläche des Stabes in Axialrichtung vorgesehen sind,

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4. Betonarmierungsstahlstab rait Gewinde nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung eine Rhombus- oder Diamantform im Grundriß hat.
5. Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß Hilfsvorsprünge zusätzlich zu der genannten Vorsprunggruppe vorgesehen sind.
6. Betonarmierungsstahlstab mit Gewinde nach den Ansprüchen 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge in jeder axialen Reihe in der Umfangsrichtung des Stabes ausgerichtet sind.

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