DE2537649B2

DE2537649B2 - Vorrichtung zur Verankerung eines Spannstabes für Spannbeton

Info

Publication number: DE2537649B2
Application number: DE19752537649
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1975-08-23
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1978-03-16
Also published as: IT1071411B; DE2537649A1; AT357314B; FR2322291B1; ATA615576A; FR2322291A1; DE2537649C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verankerung eines mit einem Gewinde, vorzugsweise mit einem aus warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen bestehenden Teilgewinde, versehenen Spannstabes für Spannbeton, mit einer Mutter, die mit einem gegenüber dem Mutternkopf verdickten, eine zur Stabachse geneigte Abstützflache aufweisenden Teil versehen ist.

Bei Gewindeverankerungen besteht das Problem, daß infolge von Formänderungen im Verankerungsbereich die Zugkraft nich' gleichmäßig auf alle Gewindegänge verteilt wird. Übliche Muttern stehen völlig unter Druckspannung, so daß bereits der erste Gewindegang -to ein Vierteil bis ein Drittel der Gesamtkraft aufnimmt. Die Höhe der Spannungsspitzen begrenzt somit vor allem die Schwingweite und damit die Dauerfestigkeit der Verankerung. Die Dauerfestigkeit muß aber gerade bei Spanngliedverankerungen sehr hoch sein, weil durch die Verkehrslasten dauernde Wechselbeanspruchungen auftreten.

Bei einer bekannten Verankerung der eingangs angegebenen Art weist die Mutter eine kegelige Abstützfläche auf und ist im Bereich der dadurch entstandenen Verdickung mit von unten in die Mutter hineinreichenden Längsschlitzen versehen (DT-PS 12 60 752). Die Schlitze bewirken das Ausräumen etwa dem Gewinde des Stabes anhaftenden Schmutzes. Sie sollen außerdem ein festes Anpressen der in ihrem Bereich befindlichen Gewindegänge der Mutter an das Gewinde des Stabes und damit eine günstige Kraftübertragung gewährleisten. Bei dieser Mutter ist aber die Kraftübertragung im Bereich des Mutternkopfes unbefriedigend.

Bei einer weiteren bekannten Spanngliedverankerung ist die Mutter als Bundmutter mit einer mittleren Verdickung ausgebildet, die sich mit ihrem unteren Rand auf eine Ankerplatte auflegt (DE-PS 8 97 321). Hierdurch soll eine gleichmäßigere Verteilung der ^ Ankerkraft über die einzelnen Gewindegänge erreicht werden, da zumindest ein Teil der Mutter in ähnlichem Maß unter Zugspannung versetzt wird wie der Stab. Da die Krafteinleitung parallel zum Stab erfolgt, muß die Ankerkraft zum Gewinde hin umgelenkt werden, was zu einer ungleichmäßigen Kraftverteilung mit Spynnungsspitzen in den unteren Gewindegängen führt.

Im Maschinenbau ist eine Zugmulier bekannt, die um Kopf einen Kragen aufweist, mit dem sie sich auf eine den unteren Teil der Mutter umgebende Hülse abstützt (Niemann »Maschinenelemente«, 1958, Seite 16b, Bild 10/14 b). Dadurch soll eine Krafteinleitung im oberen Teil der Mutter erzwungen v/erden. Auch hier erfolgt die Krafteinlei'ung parallel zum Stab, se daß die Zugkraft in der Mutler u;ngelenkt werden muß.

Schließlich ist, ebenfalls im Maschinenbau, im Rahmen einer theoretischen Untersuchung der Kraftverteilung in axial belasteten Gewindeverbindungen eine in Richtung der Zugkraft verjüngte Zugmutter bekanntgeworden (»Technische Rundschau«, Nr. 44, 21.10.1966, S. 49, 53 und 55). In diesem Zusammenhang sind auch Kraftverteilungskurven bei linear veränderlichem Gewindespiel zwischen Schraube und Mutter sowie bei plastischer Deformation des Gewindes der Zugmutter angegeben worden, was zu einem Abbau von Spannungsspitzen führen soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine für eine Spanngliedverankerung geeignete Form für eine Mutter zu finden, die eine optimale Einleitung der Ankerkraft mit möglichst gleichmäßiger Beanspruchung der Gewindegänge über die gesamte Länge der Mutter zur Erzielung hoher Dauerschwingfestigkeiten ermöglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Mutter einen über den verdickten Teil hinaus verlängerten Teil aufweist, der schlanker als der Mutternkopf und sich zum Ende hin verjüngend ausgebildet ist und daß im Mutternkopf mindestens zwei einander diametral gegenüberliegende Längsschlitze angeordne¹ sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht vor allem darin, daß die durch die zur Stabachse geneigte Abstützfläche der Mutter schräg gerichteten Auflagerkräfte weitgehend im Mutternkopf eingetragen werden, während die demgegenüber schlanke Ausbildung der Mutter in ihrem untereren Bereich eine Dehnung dieses Teils ermöglicht, wodurch eine Überbelas'.ung der unteren Gewindegänge vermieden wird. Durch die Anordnung der Längsschlitze im Mutternkopf wird ein Zusammendrücken der Mutter ermöglicht; dadurch wird das Gewindetpiel weitgehend beseitigt, so daß das Gewinde dort eine größere Kraft übertragen kann. Dadurch wird erreicht, daß die volle Belastung der Stabgewinde erst im oberen Bereich der Mutter eintritt, d. h. die Krafteinleitung in die Mutter wird weicher. Wesentlich dabei ist, daß die Schwingweite der Mutter um so größer wird, je länger der untere Hängeteil der Mutter im Verhältnis zum verdickten Teil der Mutter wird. Diese Wirkung der Verankerung kann noch dadurch unterstützt werden, daß die Mutter aus einem Material geringerer Festigkeit besteht als der Spannstab, so daß unter Last Verquetschungen im Mutternmaterial entstehen können.

Zweckmäßig kann die Ganghöhe des Gewindes der Mutter etwas größer sein als die Ganghöhe des Gewindes des Spannstabes.

Durch diese Maßnahme kann die Einleitung der Ankerkraft in den Spannstab noch verbessert werden. Bei Zugbelastung des Spannstabes werden sich zunächst die obersten, d. h. die der Stabkraft abgewandten Gewindegänge von Stab und Mutter berühren, während die folgenden Gewindegänge erst dann zur Anlage

aneinander gelangen und Kräfte übertragen, wenn durch elastische oder plastische Verformung der oberen Gewindegänge biw. der Mutter selbst eine Verschiebung n.'ch unten, also in Richtung zur Zugkraft hin, eintritt. Mit diesen Maßnahmen gemeinsam kann insbesondere dann, wenn die Mutter uüs einem Material geringerer Festigkeit besteht als der Stab, bei geringerer Mutternhöhe eine relativ große .Schwingweite erreicht werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung mit einer Mutter teils im Schnitt, teils in Arsicnt,

Fig. 2 schematisch die Krafteinleitung und Spannungsverteilung entlang des Gewindes und

Fig. 3 in vergrößerter Schniltdarstellung die unterschiedliche Ganghöhe zwischen den Gewinden der Mutter und eines Spannstabs.

Die Mutter 1 besteht aus dem Mutternkopf 2 und einem mittleren verdickten Teil 3, der eine zur Stabachse geneigte Abstützfläche 4 bildet. Die Abstützfläche 4 ist etwas gekrümmt ausgebildet, um in einer kegelförmigen, ebenen Einsenkung einer Ankerplatte od. dgl. ein kreisringförmiges Widerlager zu finden. Die Mutter 1 kann sich dadurch gegenüber der Ankerplatte in geringen Grenzen gelenkartig verdrehen, wodurch Zwängungskräfte im Bereich der Mutter 1 vermieden werden. Die Mutter setzt sich unterhalb des verdickten Teils 3 in einen unteren verlängerten Teil 5 fort, der schlanker ausgebildet ist und der sich zum unteren Ende der Mutter 1 hin verjüngt. Im Bereich des Mutternkopfes 2 sind Längsschlitze 6 vorgesehen. Die Mutter 1 ist auf einen Spannstab 7 aufgeschraubt.

Die durch die besondere Formgebung der Mutter 1 erreichte Kraftverteilung is! in Fig. 2 dargestellt. Im linken Teil der Darstellung ist in einen schematisierten Teilquerschnitt der Mutter die Krafteinleitung über die Abstützfläche 4 eingezeichnet, die erkennen läßt, wie die Kräfte im wesentlichen in den oberen Teil der Mutter eingetragen werden. Durch die Schlitzung der Mutter im Bereich des Mutternkopfes 2 und durch den schlankeren verlängerten Teil 5 wird bewirkt, daß auch in den Randbereichen der Mutter, also am oberen und am unteren Rand beachtliche Kräfie eingetragen werden, so daß die im rechten Teil der Darstellung der Fig. 2 wiedergegebene, verhältnismäßig gleichmäßige Krafiverteilung entsteht.

In den F i g. 1 und 2 ist das Gewinde 8 der Mutter schematisiert dargestellt. Es kann grundsätzlich jedes Gewinde Verwendung finden. Vorteile lassen sich allerdings erzielen, wenn zwischen dem Gewinde des Spannstabes 7 und demjenigen der Mutter 1 ein geringerer Ganghöhenunterschied besteht. Das ist in Fig. 3 in starker Vergrößerung dargestellt. Hier ist ein Gewinde im Längsschnitt gezeigt, das, jedenfalls soweit es den Spannstab 7 anlangt, durch Aufwalzen von auf einer Schraubenlinie liegenden Rippen auf warmem Wege erzeugt wurde. Das Gewinde 8 im Bereich der Mutter 1, das in der Form dem Gewinde des Spannstabes 7 entspricht, hat eine etwas größere Ganghöhe.

Dadurch wird bewirkt, daß beim Aufbringen der Kraft auf den Spannstab 7 in Richtung des Pfeils 10 zunächst der oberste Gewindegang 8' zum Tragen kommt, während die folgenden Gewimdegänge als nächster der Gewindegang 8", erst dann an der Kraftübertragung beteiligt werden, wenn durch elastische und/oder plastische Verformung der oberen Gewinderippen eine Verschiebung nach unten auftritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verankerung eines mit einem Gewinde, vorzugsweise mit einem aus warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen bestehenden Teilgewinde, versehenen Spannstabes für Spannbeton, mit einer Mutler, die mit einem gegenüber dem Mutternkopf verdickten, eine zur Stabachse geneigte Abstützfläche aufweisenden Teil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (1) einen über den verdickien Teil (3) hinaus verlängerten Teil (5) aufweist, der schlanker als der Multernkopf (2) und sich zum Ende hin verjügend ausgebildet ist und daß im Mutternkopf (2) mindestens zwei einander diametral gegenüberliegende Längsschlitze (6) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (1) aus einem Material geringerer Festigkeit besteh! als der Spannstab (7).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhe des Gewindes (8) der Mutter (1) etwas größer ist als die Ganghöhe des Gewindes des Spannstabes (7).

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