DE2601104C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hochfesten Spann­ draht gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Spanndrahtes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.

Ein derartiger Spanndraht und ein derartiges Verfahren sind durch die CH 3 00 486 bekannt. Die Spann­ drähte werden am einen Ende mittels der kalt aufgestauchten Köpfe an einem Ankerkörper abgestützt. Neben dem Durchmesser des Drahtes spielt dabei selbstverständlich auch die Sitzfläche zwi­ schen Kopf und Draht eine wesentliche Rolle. Die bekannten Stauchköpfe weisen eine kugelige Form auf, wobei der größte Kopfdurch­ messer relativ weit von der Sitzfläche entfernt, dies be­ zogen auf die Höhe des Kopfes, liegt. Es hat sich nun gezeigt, daß diese Lage des größten Kopfdurchmessers bei kalt aufgestauchten Köpfen während des Verformungsvor­ ganges eine relativ schlechte Materialumformung bedingt, was wiederum zu Rissen, wenn auch feinen Rissen, an der Oberfläche und im Inneren des Kopfes führen kann. Dazu ist zu bemerken, daß die Kaltumformbarkeit eines Werk­ stoffes, neben seiner metallurgischen Zusammensetzung, in erster Linie von den Festigkeitseigenschaften und dem Gefüge abhängig ist. Im Vergleich zu normalen Kaltstauch­ stählen weisen gezogene Spanndrähte für den Spannbeton­ bau mehr als doppelt so hohe Festigkeiten, geringere Brucheinschnürungen und ein verschiedenes Gefüge auf.

Das Aufstauchen von Verankerungsköpfen erfordert daher sowohl bezüglich der Formgebung als bezüglich dem eigent­ lichen Stauchprozeß besondere Vorkehrungen.

Aus der Zeitschrift "Bauplanung-Bautechnik", 16. Jg., Heft 2, 1962, Seiten 57 bis 64 ist ferner ein Verfahren zum Anstauchen eines Drahtendes mit Hilfe eines Hohldornes bekannt, der eine zylindrische Formausnehmung hat. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Drahtenden jedoch nicht kalt aufgestaucht, sonderen vor dem Verformungsvor­ gang dunkelrot aufgeglüht.

Aus der Zeitschrift "Die Bautechnik", Heft 8, Seiten 263 bis 268, und Heft 9, Seiten 309 bis 315, 1969 ist ferner eine Ankerhülse einer bestimmten Ausbildung bekannt, in der Drähte mit aufgestauchten Köpfen verankert sind. Über die Form der aufgestauchten Köpfe, die in einer rein schematischen Darstellung als Dreiecke dargestellt sind, enthält die Zeitschrift keine Informationen, da sich die Veröffentlichung mit der besonderen Ausbildung der Ankerhülsen befaßt, wobei die Form der Spanndraht­ köpfe keine Rolle spielt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochfesten Spanndraht entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiter zu entwickeln, daß die Gefahr einer Rißbildung an der Kopfoberfläche beim Aufstauchen des Kopfes gering ist. Außer­ dem soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Spanndrahtes angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den kenn­ zeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des aufgestauchten Kopfes ist die Gefahr einer Rißbildung an der Kopfober­ fläche gering. Diese Kopfform erlaubt ferner die der Ab­ stützung dienende Sitzfläche zu vergrößern. Dies, weil die erfindungsgemäße Kopfform bei geringer Verformung erreichbar ist und die Kräfte des Formwerkzeugs in den Bereich der zu formenden Sitzfläche geführt und dort wirksam werden.

Beim Stauchvorgang läßt sich der Draht in dem Stauchwerk­ zeug gut zentrieren bzw. führen, weil der Kopf über einen wesentlichen Teil seiner Höhe erfaßt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Spanndrahtes wird der Draht in der Nähe seines Endes zwischen Spannbacken festgehalten, deren Randpartie ent­ sprechend der gewünschten Aufsitzfläche geformt ist, und das vorstehende Ende des Drahtes wird mittels eines Form­ werkzeuges durch Kaltstauchen zu einem Kopf verformt. Das Formwerkzeug hat eine kegelstumpfförmige Formausnehmung, wodurch der Draht bei sich bewegendem Werkzeug selbstzen­ triert wird. Der Durchmesser der Formausnehmung am unteren Ende ist größer als der Drahtdurchmesser, und das Werk­ zeug wird bis auf einen freien Spalt, der etwa einem Drittel der Höhe des fertigen Kopfes entspricht, gegen die Spannbacken bewegt.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erfordert eine geringe Materialumformung während des Stauch­ vorganges und damit geringe Materialumformungen im Inneren des Kopfes, die zu Strukturstörungen führen könnten.

Bei der Formgebung durch Stauchen von Verankerungsköpfen muß generell darauf geachtet werden, daß eine sichere Übertragung der im Stahldraht wirkenden Zugkraft auf den Ankerkörper gewährleistet ist. Dabei soll die Zugkraft bis zur effektiven Zugbruchlast des Drahtes gesteigert werden können. Um diese Kraftübertragung zu ermöglichen, muß der aufgestauchte Kopf mit der Berührungszone zu einem Ankerkopf eine ausreichende Aufsitzfläche auf­ weisen. Die Größe und Form der erforderlichen Aufsitz­ fläche hängen für einen bestimmten Stahldraht vom Bohr­ lochdurchmesser und selbstverständlich auch von den Festig­ keitseigenschaften des verwendeten Unterlagsmaterials, d. h. des Ankerkörpers ab.

Mit dem aufgestauchten Kopf des erfindungsgemäßen Spann­ drahts bzw. mit dem erfindungsgemäßen Stauchverfahren läßt sich erreichen, daß beim Stauchen des Kopfes der ge­ forderte Sitzdurchmesser bei geringer Materialumformung erzielt wird, wobei der Sitzdurchmesser nur unwesentlich kleiner ist als der Kopfdurchmesser. Bei dem bekannten Stauchkopf ist der größte Kopfdurchmesser wesentlich un­ günstiger bezüglich des Sitzdurchmessers.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert, wobei in dieser Zeichnung die neue, er­ finderische Form eines aufgestauchten Kopfes mit einer konventionellen Form verglichen wird. Aus dieser Zeichnung geht auch hervor, daß bei der konventionellen Form wesent­ lich mehr Material umgeformt werden muß, um einen bestimm­ ten Sitzdurchmesser 6 bzw. eine bestimmte Sitzfläche zu erreichen. Die kugeligen Köpfe haben natürlich noch den Nachteil, daß sie nur über einen relativ geringen Teil der Kopfhöhe 9 vom Werkzeug umfaßt werden können.

Die Zeichnung zeigt einen Draht 4 mit aufgestauchtem Kopf, wobei die Lage der Spannbacken 1, 2 und des Formwerkzeuges 3 am Ende des Stauchvorganges eingezeichnet sind. Dabei zeigt sich, daß bei etwa gleicher Kopfhöhe 9 für den kon­ ventionellen Kopf (strichpunktiert eingezeichnet) und bei gleichem Drahtdurchmesser 5 wesentlich mehr Material um­ geformt werden muß. Die schraffierten Zonen zeigen, wo eine größere Materialumformung stattfinden würde. Diese Materialumformung bringt im Inneren des Kopfes struktu­ relle Änderungen, welche sich nachteilig erweisen können. Es zeigt sich auch, wie durch die konische Ausnehmung im Formwerkzeug 3 der Draht 4 am Anfang des Stauchvorganges zentriert geführt wird. Die Zeichnung zeigt auch, daß der größte Kopfdurchmesser 7 nur unwesentlich größer als der Sitzdurchmesser 6 ist, was dank der günstigen Lage des größten Kopfdurchmessers 7 möglich ist.

Claims (5)

1. Hochfester Spanndraht mit einem darauf kalt aufge­ stauchten Kopf und einer angeformten Aufsitzfläche im Übergang zwischen dem Kopf und dem Schaft des Spann­ drahtes, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf über im wesentlichen seine ganze Höhe kegel­ stumpfförmig ausgebildet ist, daß der Kopfdurchmesser (8) am freien Kopfende gleich oder kleiner ist als der Draht­ durchmesser (5) und daß sich der größte Kopfdurchmesser (7) in dem der Aufsitzfläche am nächsten liegenden Drittelab­ schnitt der Kopfhöhe (9) befindet.

2. Spanndraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der größte Kopfdurchmesser (7) in dem der Aufsitz­ fläche am nächsten liegenden Viertelabschnitt der Kopf­ höhe (9) befindet.

3. Spanndraht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Drahtdurchmesser (5) zu Kopfhöhe (9) 1,2 bis 0,8 beträgt.

4. Spanndraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kegelstumpfförmigen Bereich und der Aufsitzfläche ein wulstförmiger Zwischenbereich ausge­ bildet ist, der sich etwa über ein Drittel der Kopfhöhe (9) erstreckt.

5. Verfahren zur Herstellung des Spanndrahtes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der Draht in der Nähe seines Endes zwischen Spannbacken festgehalten wird, deren Randpartie entsprechent der gewünschten Aufsitz­ fläche geformt ist, und das vorstehende Ende des Drahtes mittels eines Formwerkzeuges durch Kaltstauchen zu einem Kopf verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf mit Hilfe des Formwerkzeuges (3) mit einer ke­ gelstumpfförmigen Formausnehmung verformt wird, wobei der Draht (4) bei sich bewegendem Werkzeug (3) selbstzentriert wird und der Durchmesser der Formausnehmung am unteren Ende größer als der Drahtdurchmesser (5) ist, und daß das Werkzeug (3) beim Stauchvorgang bis auf einen freien Spalt (10), welcher etwa einem Drittel der Höhe (9) des fertigen Kopfes entspricht, gegen die Spannbacken (1, 2) bewegt wird.