DE2755454A1

DE2755454A1 - Haftanker fuer eine aus stahldraehten bestehende litze

Info

Publication number: DE2755454A1
Application number: DE19772755454
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Philipp Holzmann AG
Current assignee: Philipp Holzmann AG
Priority date: 1977-12-13
Filing date: 1977-12-13
Publication date: 1979-06-21
Also published as: FR2411934B1; DE2755454C2; FR2411934A1

Description

PATENTANWÄLTE ^ '

Dining. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK Dipl.-lng. <t. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 If 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON (φβΠ) Ι

287014 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

12. Dezember 1977
Da/f

Philipp Holzmann AG
^ooo Frankfurt 2
Taunusanlage 1

Haftanker für eine aus
Stahldrähten bestehende Litze

Ö09825/0QSA

Haftanker für eine aus Stahldrähten bestehende Litze

Die Erfindung betrifft einen an einer Litze aus mehreren Stahldrähten durch Spreizen unter plastischer Verformung der Drähte ausgebildeten Haftanker, mit dem die Litze in Beton oder dergl. erhärtbarem Material verankerbar ist. Die Erfindung betrifft veiter ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Haftankers sowie eine zum Durchführen des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Litzen aus mehreren hochwertigen, miteinander verseilten Stahldrähten werden wegen ihrer großen Tragkraft bei guter Handlichkeit häufig zur Vorspannung von Betonbauwerken verwendet. Die Verankerung der Litzen gegen den Beton erfolgt entweder mittels Rundkeilen in einer Ankerplatte oder durch Ausnutzung des Haftverbundes. Für die Übertragung der Spannkraft von der Litze auf den Beton durch Haftung wird eine größere Übertragungslänge benötigt. Bei Einbettung der unverformten Litze steht oft die erforderliche Eintragungslänge nicht zur Verfügung; die Verankerung muß dann durch aufwendige Ankerplatten und Rundkeile erfolgen. Eine kurze Übertragungslänge hat daneben auch den Vorteil, daß kostspielige Litze eingespart wird. Da häufig eine große Anzahl Litzen in einem Betonbauwerk verankert wird, müssen die Maßnahmen, die eine Verkürzung der Eintragungslänge bewirken, schnell und einfach auszuführen sein. Eine Verringerung der Eintragungslänge hat zwangsläufig eine Erhöhung der Spaltkrafte im Beton zur Folge. Die angewandten Verbundhilfen dürfen keine übermäßige Erhöhung der Spaltkräfte bewirken, da sonst zusätzliche Bewehrungsstähle erforderlich werden, um ein Aufreißen des Betons zu verhindern. Überdies dürfen die mechanischen Eigenschaften der Litze durch die Verankerung sma ßnahmen nicht wesentlich beeinträchtigt werden. «08825/0054

Es sind verschiedene Maßnahmen bekannt, die einen besseren Haftverbund der Litze bewirken sollen : In der Zeitschrift "Betonwerk + Fertigteil-Technik", Heft 6/76, ist eine sogenannte "Knollenverankerung¹¹ beschrieben. Hierbei wird die Litze durch Aufdrehen entfaltet und ein Aufsatzstück eingelegt, wodurch eine örtliche Verdickung der Litze unter elastischer Verformung der Drähte entsteht. Dieses Verfahren ist arbeitsintensiv. Zum Wirksamwerden der Knollenverankerung ist es überdies notwendig, daß hinter dor Knolle noch eine bestimmte Länge nicht aufgedrehte Litze vorhanden ist. Dieser Litzenüberstand vergrößert die Ankerlänge.

Das Anbringen von Wellen, Schlaufen, Haken, die zur Verankerung von Stabstählen üblich sind, ergibt keine zuverlässige und wirtschaftliche Verankerung der Litzen, da hier^3i die Kerndrähte der Litze nicht in direkten Kontakt mit dem Beton kommen. Bei Spannverfahren mit nachträglichem Verbund sind Schlaufenverankerungen bekannt, bei '.denen die Litzen aus dem Hüllrohr kommend, im Beton schlaufenförmig geführt, wieder in das Hüllrohr eingeführt werden. Diese Schlaufen lassen sich jedoch schwer herstellen . Oft ist es auch notwendig, den Leibungsdruck der Litzen auf den Beton durch eingelegte Bleche zu verringern.

Die OS 25 57 072 beschreibt einen Anker, bei dem das Litzenende so aufgestaucht wird, daß eine doppelkegelförmige Verbreiterung aus aufgefächerten Litzendrähten entsteht. Dieser Anker ähnelt der oben beschriebenen Knollenverankerung. Der erforderliche Überstand der Litze hinter der doppelkegelförmigen Verbreiterung wird durch das Anbringen einer Gegenbiegung an den aufgefächerten Litzendrähten verringert. Nachteilig ist bei dieser Verankerung, die verhältnismäßig große Länge der Aufbauchung und des Litzenüberstandes bei einem vorgegebenen

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Durchmesser der Verbreiterung. Auch besteht die Gefahr, daß am Beginn der Ausbauchung - wo noch die volle oder annähernd volle Spannkraft vorhanden ist - die plastische Verformung der Litzendrähte so stark ist, daß die Zugfestigkeit und die dynamische Festigkeit zu stark herabgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Haftanker an einer mehrdrähtigen Litze so auszubilden, daß bei einer geringen Eintragungslänge die plastische Verformung der Litzendrähte an den kritischen Stellen in zulässigen Grenzen gehalten wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Haftanker mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruch 1 gelöst.

Indem die Litze am Verankerungsende birnenförmig plastisch aufgestaucht wird, wobei die Krümmung der Litzendrähte am Beginn der Aufweitung begrenzt, z.B. durch eine Krümmungsmatrize vorgegeben wird, kann der Biegeradius in diesem kritischen Bereich hinreichend groß gehalten werden.

Durch den erhärteten Beton im Innern der Birne bleibt die Form des Ankers auch bei Belastung der Litze erhalten. Das Herausziehen der einzelnen Litzendrähte wird dadurch verhindert, daß die Drähte an der breitesten Stelle der Birne eine hakenartige Umlenkung erfahren, vorzugsweise derart, daß die einw^ärts gebogenen Endabschnitte der Drähte sich im wesentlichen in einer Querebene zur Achse der Litze befinden. Durch die Umlenkung werden Leibungsdruckkräfte verursacht, die ungefähr in Richtung der Winkelhalbierenden der hakenförmigen Umlenkung gerichtet sind und die gleichzeitig den für einen Reibungsschluß erforderlichen Anpreßdruck liefern. Die Verankerung des einzelnen Litzendrahtes erfolgt also in einer besonders vorteilhaften Kombination von Haft spannungen, Reibung und . . 909825/005*

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durch Umlenkkräfte. Dadurch wird eine kurze Entwicklungslänge bei geringen Spaltzugkräften ermöglicht. Der Beton innerhalb der Birne kann diese Beanspruchung aufnehmen, da die Leibungsdrücke zentrisch nach innen gerichtet sind und im Inneren der Betonbirne einen räumlichen Druckspannungszustand erzeugen. Da es möglich ist, den Biegeradius der Litzendrähte am Beginn der Verbreiterung, wo noch die volle oder annähernd volle Spannkraft in der Litze vorhanden ist, groß zu halten, wird die Tragkraft der Litze durch die Verformung der Drähte nur wenig beeinflußt. An der hakenartigen Biegung werden die Litzendrähte zwar stark verformt, aber an dieser Stelle ist schon ein Teil der Spannkraft infolge der am Beginn der Verbreiterung vorhandenen Umlenkung auf den Beton übertragen. Die Beanspruchung der Litzendrähte ist daher kleiner, so daß eine eventuelle Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften in diesem Bereich die Gesamttragkraft der Verankerung nicht beeinflußt. Durch den flachen Abschluß quer zur Litzenachse werden Überstände vermieden. Ein Haftanker nach der Erfindung ist kurz. Dai" durch kann auch die gesamte Übertragurigslänge kurz gehalten werden.

Die Erfindung schafft weiter ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Haftankers, das sich durch die Verfahrensschritte des Anspruch 3 kennzeichnet. Dadurch, daß zunächst das sichere Einspannen der Litze unter gleichzeitiger Begrenzung der Drahtbiegung auf einen Mindestradius erfolgt, wird sichergestellt, daß bei Beginn des Stauchdrucks zum Spreizen alle und auch innenliegende Drähte der Litze zuverlässig gehalten und anfänglich auf eine begrenzte Ausbiegung beschränkt sind. Vorteilhafte weitere Verfahrensschritte sowie Merkmale einer zu seiner Durchführung geeigneten Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis und der nachstehenden Beschreibung.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des Ankers besteht vorzugsweise aus einem Rahmen, der an einer &,eite eine Litzenhalterung mit einer Biegematrize· und an der anderen Seite eine Stauchvorfcichtung - vornehmlich eine hydraulische Presse - mit einer Stauchplatte besitzt. Die Litzenhalterung ist derart ausgebildet, daß der Klemmdruck unabhängig von der Stauchkraft aufgebracht wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Litze während des Stauchvorganges sicher gehalten wird. Die Klemmkraft kann so eingestellt werden, daß nicht nur die Außenkräfte, sondern auch der am meisten gefährdete Kerndraht sicher festgeklemmt wird.

Während bei einer bekannten Litzenhalterung mit Klemmkeilen, wobei die Größe der Klemmkraft abhängig ist von der Stauchkraft, die Gefahr - insbesondere am Beginn des Stauchvorgangs - besteht, daß die Klemrakraft nicht ausreicht, die Litze zu halten, wird erfindungsgemäß das Durchrutschen dadurch verhindert, daß vor Beginn des Stauchvorgangs die notwendige Klemmkraft mittels einer hydraulischehetätigten Zange aufgebracht wird. Die Klemm- ' · backansind auf dem ankerseitigen Ende mit einer Biege-matrize zur Begrenzung des Krümmungsradius der Litzendrähte versehen.

Der Durchmesser der Stauchplatte ist mindestens so groß wie die beabsichtigte Litzenaufweitung. In der Mitte besitzt die Stauchplatte eine Bohrung, deren Durchmesser 2 bis 4 mal - vornehmlich 2mal - so groß wie der Litzendurchmesser ist. Die Bohrung ist nur etwa so tief, wie der Durchmesser eines einzelnen Litzendrahtes. Diese Bohrung dient zur Abstützung der Litze beim Stauchvorgang. Ist die Litze in der Halterung festgeklemmt und beginnt der Stauchvorgang, so beulen die einzelnen Litzendrähte aus. Die Litzendrähte laufen nicht mehr senkrecht zur Stauchplatte

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in die Bohrung ein. Dadurch treten an den Endpunkten der Litzendrähte Kräfte parallel zur Stauchplatte auf. Mit zunehmendem Ausbeulen werden schließlich die Reibungskräfte überwunden und die Litzendrähte rutschen gegen den Rand der Bohrung. Hier werden sie so lange abgestützt, , bis sie am gegenüberliegenden Rand der Bohrung aufliegen und bei weiterem'Zusammendrücken der Litze schließlich aus der Bohrung herausgehebelt werden. Solange die Litzendrähte gegen den Rand der Bohrung stoßen, können sie vergleichsweise große Kräfte parallel zur Stauchplatte aufnehmen. Diese Kräfte sind zur Vergrößerung der Aufweitung erforderlich. Erst wenn die Litzendrähte aus der Bohrung herausgedrückt sind, besteht zwischen den Litzendrähten und der Stauchplatte nur noch Reibungskontakt« Jetzt liegen die Drähte fast parallel zur Stauchplatte, so driß bei weiterem Zusammendrücken die Litzendrähte nicht mehr wegrutschen können. Durch das abgestimmte Verhältnis von Bohrungsdurchmesser, Bohrungstiefe und Plattengröße wird erreicht, daß die Litzendrähte geführt werden, nicht vorzeitig von der Stauchplatte abrutschen und keine Gegenbiegung erhalten. Das vorzeitige Abrutschen der Litzendrähte 2 würde die Ausbildung einer Birnenform . verhindern. Eine Gegenbiegung am Ende der Litzendrähte würde auch eine Verlängerung des Haftankers ergeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildung werden zwei konzentrische Bohrungen vorgesehen, wobei die Durchmesser der Bohrungen bei der kleineren ca. zweimal Litzendurchmesser und bei der größeren 3 bis 5mal Litzendurchmesser betragen. Jeder Absatz der beiden Bohrungen ist etwa so tief wie ein einzelner Litzendraht dick ist. Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine gleichmäßigere Biegeform der einzelnen Drähte.

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Der Kerndraht, der zwischen den Außendrähten eingeklemmt ist, springt häufig vorzeitig aus der Bohrung. Er wird dann an dem Rand der größeren Bohrung aufgefangen. Die anderen Drähte rutschen früher aus der tieferen Bohrung als bei einer einstufigen Bohrung und werden ebenfalls am Rande der größeren Bohrung aufgefangen. Alle Drähte verbleiben sd>'lange am Rand der größeren Bohrung, bis sie ungefähr gleichzeitig aus der Bohrung gehebelt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben; es zeigen :

Fig. 1 einen Haftanker nach der Erfindung

an einer aus mehreren Drähten bestehenden Litze;

Fig. 2 schematisch eine Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Ankers nach Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt A-B der Fig. 2 mit Ansicht der geschlossenen hydraulischen Kleramzange;

Fig. 4 den Schnitt A-B der Fig. 2 bei geöffneter hydraulischer Klemmzange;

Fig. 5 vergrößert einen Axialschnitt durch die Klemmbacken der hydraulischen Zange und durch die Biegematrize

Flg. 6 eine hydraulische Schaltung für die Vorrichtung.

Fig." 1 zeigt eine Litze Λ_ί. die am Ende einen erfindungsgemäßen Anker aufweist. Die Vergrößerung des Litzendurchmessers wird so gewählt, daß die Litzendrähte 2 plastisch verbogen werden, so daß sie nicht wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgehen. Das Durchmesserverhältnis liegt zwischen etwa 4 : 1 .. -8*9825/04-54

und 10 : 1. Außerdem muß der gegenseitige Abstand der aufgebeulten Litzendrähte so groß sein, daß der Innenraum mit Beton gefüllt werden kann. Am Beginn des Ankers werden die Litzendrähte 2 mit einem großen Biegeradius gekrümmt. Der Biegeradius r wird durch eine an der Klemme befindliche Matrize festgelegt, wie es weiter unten beschrieben ist. An der breitesten Stelle des Ankers werden die Litzendrähte zwangsläufig mit scharfer Krümmung um mehr als 90 ° nach innen gebogen und bilden einen flachen Abschluß des Ankers quer

zur Achse der Litze 1.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Traversen 3 und 4, die durch Zugstangen 5 .miteinander verbunden sind. An einer Traverse 3 ist eine hydraulische Presse 6 befestigt, die zum Aufstauchen der Litze dient. Am Kolben der Stauchpresse 6 ist eine Stauchplatte 12 lösbar befestigt. In der Mitte der Stauchplatte befindet sich die vorher beschriebene doppelstufige Bohrung 7,7' zur Aufnahme der Drähte Die andere Traverse 4 dient als Auflager für die Litzenhalterung.

In Fig. 3 ist die Litzenhalterung dargestellt. Die Litze 1 wird durch eine Klemme gehalten."Zwei-Klemm-* zlangenhälften 8, 9 sind am Kolben bzw. am Zylinder einer hydraulischen Presse 10 befestigt. Fährt der Kolben der Presse 10 aus, so bewegen sich die Klemmbacken um die Achse 11 und klemmen die Litze 1 fest. Über den hydraulischen Druck kann die Klemmkraft gesteuert werden. Über eine Steckachse 11 ist die Litzenhalterung mit der Traverse 4 lösbar verbunden. Erst wenn die Litze 1 festgeklemmt ist, , fährt der Kolben der Stauchpresse 6 aus und staucht die Litze, so daß die Litzendrähte ausbeulen, während ihre Enden in der Bohrung 7,7* abge stützt sind.

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Fig. 4 zeigt die Klemmzange in geöffnetem Zustand. Der Kolben der Presse 10 ist eingefahren und hat die Klemmbacken 13 geöffnet. In Fig. 4 ist auch ein Schlitz in der Traverse 4 sichtbar. Dadurch kann die Vorrichtung über die Litze gestülpt werden und nach dem Aufstauchen der Birnenform auch wieder abgehoben werden. Der Schlitz 17 ist nur geringfügig breiter als die Litze dick ist, so daß die Klemmbacken 13 genügend Auflagerfläche an der Traverse 4 finden.

In Fig. 5 ist ein Schnitt durch die Klemmbacken 13 dargestellt. Es ist vorteilhaft, wenn die Flächen, die mit der Litze in Kotakt kommen, mit reibungserhöhenden Mitteln versehen werden. Da sich diese Mittel durch häufiges Klemmen der Litzen abnutzen, empfiehlt es sich, die Verschleißteile austauschbar zu machen, beispielsweise als besondere Klemmstücke 14 aus Einsatzstahl, gehärtet mit reibender Oberfläche, Die Klemmstücke 14 sind mit Schrauben 16 an den Klemmbacken 13 befestigt. Der derStauchpresse zugewandte Auslauf der Klemmbacken ist-trichterförmig ausgerundet. Die Ausrundung 15 dient als Biegematrize und verhindert einen zu kleinen Krümmungsradius der Litzendrähte.

In Fig. 6 ist eine vorteilhafte hydraulische Schaltung für die Vorrichtung gezeigt. Durch Betätigen eines Umschal tventils 18 baut sich vor einem Ventil 19 ein Druck auf. Der Kolben des Zangenzylinders 10 fährt aus und schließt die Klemmbacken 13. Nach Erreichen des am Ventil 19 eingestellten Klemmdrucks strömt öl in den Stauchzylinder 6. Der Kolben fährt aus und staucht die Birnenform an die Litze. Dabei bleibt der Öldruck im Zangenzylinder 10 konstant. Der Kolben im Stauchzylinder 6 wird mit dem Differenzdruck aus Druck an einer Pumpe 17 und Druck im Zangenzylinder 10 beaufschlagt. Damit ist gewährleistet, daß die Litze während

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des gesamten Stauchvorgangs mit konstanter Klemmkraft festgehalten wird. Die Klemmkraft kann so eingestellt werden, daß einerseits die Litze sicher gehalten wird und andererseits die Litze durch die Klemmbacken nicht beschädigt wird. 1st der Stauchvorgang abgeschlossen, so wird das Ventil 18^umge~ steuert, und Öl wird in die Rücklauf kammern der Zylinder 6 und 10 gefördert. Die Kolben laufen wieder in Ausgangsstellung zurück, die Klemmzange wird geöffnet. Hierbei tritt im Ventil 19 keine Druckvorspannung ein, da das rückfließende Öl drucklos abfließen kann.

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Claims

12.12.1977 -<?- 27 5 5 A 54

Da/f/Kt Philipp Holzmann AG

Ansprüche:

An einer Litze aus mehreren Stahldrähten durch Spreizen unter plastischer Verformung der Drähte ausgebildeter Ilaftanker, mit dem die Litze in Beton oder dergleichen erhärtbarem Material verankerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftanker eine etwa birnenförmige Gestalt aufweist, bei der in dem an die ungespreizte Litze anschließenden Anfangsteil des Ankers der Biegeradius der einzelnen Drähte (2) auf ein vorbestimmbares Mindestmaß begrenzt und der Endteil von einer hakenartigen Einwärtsbiegung (2·) der Drähte gebildet ist.

2. Haftanker nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die einwärts gebogenen Endabschnitte (2") der Drähte (2) sich im wesentlichen in einer Querebene zur Achse der Litze (1) befinden.

Verfahren zum Herstellen eines Haftankers nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Litze zunächst an der Stelle, wo der Haftanker ausgebildet werden soll, mit vorbestimmtem Klemmdruck eingespannt wird und daß der Einspannstelle benachbart Vorkehrungen getroffen werden, die gewährleisten, daß dort beim Spreizen ein vorbestimmter Biegeradius nicht unterschritten wird, worauf durch Stauchdruck auf die Drahtenden die Drähte gespreizt und die Drahtenden einwärts gebogen werden.

- Anspruch k -

ORIQINAL INSPECTED

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden zu Beginn des Stauchvorgangs geführt werden.

Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3 oder Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß einer Klemmbacken (13) aufweisenden Litzenhalterung austrittsseitig Begrenzungsprofile (15) für den Biegeradius der Drähte (2) zugeordnet sind, daß mit axialem Abstand von diesen Profilen eine gegen die Litzenhalterung bewegbare Stauchplatte (12) vorgesehen ist, und daß für die Klemmbacken einerseits und für die Stauchplatte andererseits je eine hydraulische Presse (10 bzw. 6) vorgesehen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Steuerung für die beiden Pressen vorgesehen ist, über welche die Presse (6) für die Stauchplatte (12) in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorbestimmten Drucks der Presse (10) für die Klemmbacken (13) betätigbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchplatte (12) auf der der Litze zugekehrten Seite eine Vertiefung (7¹) aufweist, in der die Enden der Drähte (2) anfänglich abstützbar sind.

- Anspruch 8 -

-M-

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als Bohrung (7¹) mit etwa 2- bis 4-fächern Durchmesser der Litze (1) und mit einer Tiefe etwa gleich dem Durchmesser eines einzelnen Drahtes (2) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (7|7') zweistufig ausgebildet ist, wobei jede Stufe ungefähr die Tiefe von einem Drahtdurchmesser und der äußere Teil eine Breite vom 3- bis 5-iachen, der innere dagegen nur etwa vom 2-fachen des Durchmessers der Litze (1) hat.