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B e s c h r e i b u n q
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Rundstab mit Außengewinde Die Erfindung betrifft einen Rundstab mit
Außengewinde.
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Unter den Begriff Rundstab fallen alle Stäbe, unabhängig von ihrem
Material und ihrem Herstellungsverfahren, die einen im wesentlichen Kreisquerschnitt
aufweisen. Neben Stäben mit reinem Kreisquerschnitt werden hierunter aber auch leicht
ovale Ausführungsformen ebenso wie Stäbe mit polygonalem Querschnitt verstanden,
deren Eckpunkte wiederum zueinander auf einer im wesentlichen Kreisfläche liegen.
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Rundstäbe der gattungsgemäßen Art werden beispielsweise in der besonderen
Ausbildung eines Betonrippenstahis für Zwecke des Stahlbetons, insbesondere des
Spannbetons, verwendet. Sie können aber auch als einfacher Bewehrungsstab in der
Betontechnologie Anwendung finden. Über den Anwendungsbereich der Bautechnik hinaus
sind die gattungsgemäßen Rundstäbe auch weiteren Anwendungsbereichen zugänglich.
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Aus der DE-AS 1 199 470 ist ein Betonbewehrungsstab, insbesondere
Spannstab, bekannt, der über einen Teil des Umfangs
ein Außengewinde
aufweist, das aus schraubenlinienförmig über den Stabkern vorstehenden Rippen gebildet
wird. Dabei ist vorgesehen, daß der Stabkern auf der Seite der schraubenlinienförmig
vorstehenden Rippen kreiszylindrisch und auf der gegenüberliegenden Seite so geformt
ist, daß die äußere Begrenzung der auf dieser Seite aufgewalzten Rippen auf der
Fortsetzung der KreiszylinderzFläche der anderen Stab seit liegt.
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Ein derartiger Bewehrungsstab weist eine Reihe von Nachteilen auf.
Zum einen sind die Rippen auf den Stabkern durch Warmwalzen aufgebracht, wodurch
nur eine sehr unbefriedigende Oberflächengüte erreicht werden kann. Werden derartige
Bewehrungsstäbe im Baubereich eingesetzt, wo sich Verunreinigungen nur schwer vermeiden
lassen, so führen diese dazu, daß sich Schmutz in das Gewinde setzt, wodurch die
Verspannung des Stabes durch Aufschrauben einer Muffe oder dergleichen erschwert
oder ganz unmöglich gemacht wird. Häufig sind die Folgen einer Zerstörung von Stabgewinde
und/oder Muffe (Mutter erst dann zu erkennen, wenn der Stab den geforderten Belastungen
nicht mehr standhält. Darüber hinaus weist der bekannte Bewehrungsstab den Nachteil
einer einseitigen Krafteinleitung bei der Verwendung von Verankerungs-oder Verbindungskörpe.rn
auf. Die unsymmetrische Querschnittsform erschwert überdies das Richten.
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Aus der DE-AS 1 784 630 ist gleichfalls ein Betonbewehrungsstab, insbesondere
Spannstab, bekannt, der, da er gleichfalls warmgewalzt hergestellt wird. die gleichen
Probleme hinsichtlich der Oberflächengüte und Verwendung im Bausektor aufweist.
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Darüber hinaus ist die Herstellung dieses Stabes, bei dem die Rippen
sich in voller Höhe nur je über etwa ein Drittel des Stabumfanges erstrecken jnd
deren, in die glatte Staboberfläche des Kernquerschnitts ibergehende Stirnflächen
gegeneinander geneigt sind, für einem Massenartikel zu kompliziert.
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Mit der Erfindung sollen die Nachteile bekannter Rundstäbe mit Außengewinde
beseitigt werden insbesondere unter dem
Gesichtspunkt einer leichten
und zuverlässigen Handhabbarkeit sowie möglichst großer Präzision bei gleichzeitig
einfacher Herstellung.
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Die Erfindung betrifft danach einen Rundstab mit Außengewinde, wobei
der Rundstab einen im wesentlichen Kreisquerschnitt aufweist und das Außengewinde
entlang des Gewindeweges mit Unstetigkeiten ausgebildet ist, die durch Zonen verminderten
Stabquerschnittes gebildet werden.
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Das charakteristische Merkmal eines erfindungsgemäßen Rundstabes besteht
also darin, daß der Stabkern oberflächlich Vertiefungen (Täler) aufweist, in deren
Bereich das Außengewinde des Rundstabes unterbrochen ist. Folglich ist der Querschnitt
des St abke rnes, der als derjenige Querschnitt definiert wird, den der Stab ohne
Gewinde aufweist, niemals über die gesamte Längserstreckung des Stabes kreisrund,
vielmehr sind zumindest entlang der Längserstreckung des Stabes Zonen verminderten
Querschnittes vorhanden, die die Gewindeunterbrechungen bedingen.
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Diese Zonen verminderten Querschnitts können auf unterschiedliche
Weise ausgebildet sein.
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Eine besonders bevorzugte Variante besteht darin, den Rundstab mit
in axialer Richtung auf der Oberfläche verlaufenden Längsnuten auszubilden, wobei
mehrere dieser Längsnuten im Abstand zueinander über die Oberfläche verteilt angeordnet
sein können. Ein solches Profil ist besonders leicht herstellbar, wie weiter unten
noch näher erläutert wird und führt zu einem einheitlichen Querschnitt entlang der
Stablängserstreckung.
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Es können aber auch regelmäßig oder unregelmäßig verlaufende, rillenförmige
oder flächenförmige Vertiefungen auf der Ober-
fläche angeordnet
sein, oder anders ausgedrückt, die Oberfläcl des Stabkernes ist mit flächigen Erhebungen
oder Wülsten ausgc bildet. Je nach Tiefe (Höhe) der Vertiefungen (Erhebungen) isl
das Außengewinde völlig unterbrochen oder nur mit einer geringen Höhe ausgebildet,
wobei die erste Ausführungsform bevorzugt ist.
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Sowohl aus herstellungstechnischen, wie auch aus Gründen des späteren
Bedienungskomforts ist ein erfindungsgemäßer Rundstab erfindungsgemäß vorzugsweise
so gestaltet, daß die Oberflächen des Stabkernes miteinander auf einer (gedachte
Kreiszylinderfläche liegen und diese nur von den Gewindegängen des Außengewindes
überragt wird, wobei das Außengewinde jeweils an den Zonen verminderten Querschnittes
eine Unterbrechung aufweist.
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Wird ein erfindungsgemäßer Rundstab als Spannstab bei der Herstellung
von Spannbeton verwendet, so ist gewährleistet, daß selbst bei unter Umständen nicht
vermeidbaren Schmutzbelastungen die Spannmutter ohne weiteres auf das Gewinde aufgesetzt
und dort festgelegt werden kann, weil mögliche Schmutzpartikel an den Zonen verminderten
Querschnitts aus dem Gewindegang austreten können. Die Vertiefungen auf der Oberfläche
des Rundstabes dienen so praktisch als "Auffangkammer" oder auch "Abstreifer" für
Verunreinigungen, die dann, insbesondere bei kanalartigen Vertiefungen, ohne weiteres
an anderer Stelle austreten können.
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Soweit Schmutzpartikel also nicht verhindert werden können, stellen
diese bei einem erfindungsgemäßen Rundstab kein Hindernis mehr dar, die Funktionstüchtigkeit
der Einrichtung zu gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Gestaltung erlaubt überdies von dem im Stand
der Technik vorgeschlagenen Warmwalzen bei der Herstellung der Rundstäbe Abstand
zu nehmen und die Rundstäbe durch Kaltwalzen herzustellen. Dabei können sämtliche
Vorteile der Kaltumformung, wie nicht unterbrochener Faser-
verlauf,
Material- und Oberflächenverfestigung, preßblanke Oberfläche und erhebliche Materialeinsparung
bei kürzester Fertigungszeit genutzt werden. Die Toleranzen können dabei z. B. bei
einem SpannsLahl der genannten Art von +/- 0,2 bis 0,3 mm auf unter +/- 0,05 mm
gesenkt werden. Dadurch ist eine genaue Einhaltung der vorgeschriebenen Fertigkeit
und Verformungseigenschaften gewährleistet.
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Vorzugsweise sind die ohprofile dabei durch Strangpressen und anschließendes
Ziehen hergestellt, bevor mittels zweier Walzen mit sehr viel größerem Durchmesser
als der Rundstab, das Außengewinde auf den Profilstab aufgepreßt beziehungsweise
herausgedrückt wird. Das Verfahren ist kontinuierlich und mit hoher Geschwindigkeit
durchführbar, da das Gewinde prinzipiell durchgehend aufgebracht wird und eine Unterbrechung
nur dadurch erfährt, daß das Profil des Stabkernes keinen Kreisringquerschnitt aufweis,
sondern, wie vorstehend im einzelnen beschrieben, versciliedene (verjüngte) Zonen
verminderten Querschnitts. Insbesolldere die hohe Oberflächengüte beim Kaltwalzen
sowie die dabei erzielte Werkstoffverfestigung tragen dazu bei, daß ein erfindungsgemäßer
Rundstab sehr viel betriebssicherer zu handhaben ist.
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Durch die Erfindung wird die Herstellung der genannten Rundstäbe nicht
nur vereinfacht und verbessert, sondern die möglichen Profilformen werden noch vielfältiger
und unterliegen praktisch keinen technischen Grenzen mehr.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen
sowie in den übrigen Anmeldungsunterlagen in ihrer Gesamtheit beschrieben.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Spannstabes für den Einsatz
im Stahlbeton näher beschrieben, wobei die Ausführungsform nur beispielhaft ist.
Insbesondere umfaßt die Erfindung auch Rundstäbe aus sämtlichen Eisenlegierungen
und übrigen Metallen, ebenso wie aus KunststoffenS Glas,
Keramik
oder anderen Materialien.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1: einen Teilabschnitt eines erfindungsgemäßen
Rundstabes in Seitenansicht, Figur 2: einen Rundstab gemäß Figur 1 in einer um 90
Grad verschobenen Seitenansicht, Figur 3: einen Querschnitt durch den Rundstab gemäß
Figuren 1 und 2, Figur 4: eine schematische Darstellung der Herstellung eines erfindungsgemäßen
Rundstabes im Eingriff zwischen zwei Walzen.
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In den Figuren ist ein Spannstahl-Rundstab zur Verwendung als Spannstab
in Spannbeton dargestellt.
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Das Verfahren zur Herstellung, insbesondere das Verfahren zum Aufbringen
des Außengewindes 10 ist in Figur 4 schematisch dargestellt.
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Nachdem das Rundstabprofil beispielsweise aus einem Stahl der Qualität
St 90/110 warmgewalzt, anschließend gereckt, angelassen und gebeizt worden ist,
wird das Außengewinde auf den Stabkern aufgewalzt (gepreßt). Das so erhaltene Profil
ist aus der schematischen Querschnittsdarstellung der Figur 4 ersichtlich. Das Rundstabprofil
weist im wesentlichen einen Kreisquerschnitt auf, der jedoch an vier, symmetrisch
zueinander angeordneten Stellen durch Wertiefungen in Form axial verlaufender Nuten
11,12,13,14 unterbrochen ist. Legt man durch den dargestellten Stabquerschnitt eine
horizontale und eine vertikale Symmetrieachse, so läßt sich das dargestellte Profil
wie folgt beschreiben.
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Im oberen Teil 15 weist der Rundstab symmetrisch zur vertikalen Symmetrieachse
einen kreisbogenförmig gestalteten Abschnitt 17 auf, von dessen seitlichem Endbereich
sich in gleichem Abstand zur vertikalen Symmetrieachse jeweils ein vertikaler Abschnitt
11 n, 12 a erstreckt, von dem aus jeweils ein nach außen gewölbter Viertelkreis
leib, 12b, verläuft, der auf der (gedachten) horizontalen Symmetrieachse endet.
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Der untere Teil 16 des Stabquerschnittes ist spiegelbildlich zur (gedachten)
horizontalen Symmetrieachse gestaltet.
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Die Abschnitte lla, 12a beziehungsweise 13a, 14a bilden jeweils zusammen
mit dem zugehörigen Viertelkreis llb, 12b beziehungsweise 13b, 14b die in axialer
Richtung verlaufenden Nuten 11, 12, 13, 14.
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Die jeweils korrespondierenden Viertelkreise llb, 13b und 12b, 14b
bilden zusammen jeweils einen Halbkreis, deren Scheitelpunkte auf einer gedachten
Kreisfläche unter Einschluß der kreisbogenförmigen Abschnitte 17 liegen.
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Im Abstand zueinander sind beidseitig des Rundstabprofils zwei Walzen
20, 21 angeordnet, deren Abstand zueinander geringer ist als der Durchmesser des
zu walzenden Rundstabes, damit das Gewindeprofil von den Walzen 20, 21 auf den Rundstab
übertragen werden kann.
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Die beiden Walzen 20, 21 sind gegenläufig angetrieben (in Figur 4
schematisch durch Pfeile A,B dargestellt). Aufgrund des starken Anpreßdruckes wird
der kaltgewalzte Rundstab, der auf entsprechenden (nicht dargestellten) Führungen
gelagert ist, drehend mit- und vorgeführt,
Trotz der Ausbildung
der Nuten 11 bis 14 bleibt der Rundstab stets im Eingriff zwischen den Walzen 20,21,
da er entweder über die kreisbogenförmigen Abschnitte 17 oder die sich gegenüberliegenden
halbkreisförmigen Wülste 22, 23 in kraftschlüssigem Eingriff mit den Walzen 20,
21 steht.
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Der nach dem Kaltwalz-Vorgang fertige abgelängte Rundstab ist in den
Figuren 1 bis 3 dargestellt.
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Es ist deutlich zu erkennen, daß das Außengewinde 10 nicht gleichmäßig
auf der Umfangs Fläche 24 des Rundstabes verläuft, sondern Unstetigkeite, hiei in
in Form von Unterbrechungen 25 aufweist. Diese Unterbrechungen sind an den Stellen
vorhanden, an denen der Stabkern Vertir!fungen, hier in Form der axial verlaufenden
Nuten 11, 12, 13, 14, aufweist.
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Diese Nuten 11, 12, 13, 14 sind nämlich so tief ausgebildet, daß die
Oberflächen der Walzen 20, 21 beim Walzvorgang nicht den Grund der Nuten 11, 12,
13, 14 erfassen und mit verpressen (verquetschen) können. Diese Bereiche bleiben
vielmehr gewinde frei und das Gewinde ist nur auf den kreisbogenförmigen Abschnitten
17 sowie den halbkreisförmigen Wülsten 22, 23 aufgebracht.
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Im Bereich des Außengewindes 10 ist der Werkstoff des Rundstabes,
wie bei allen Verfahren der Kaltverformung, verfestigt, so daß das Außengewinde
10 trotz der Unstetigkeiten (Unterbrechungen) 25 eine höhere Festigkeit aufweist,
als dies bei den eingangs beschriebenen Rundstäben mit Außengewinden nach dem Stand
der Technik der Fall ist.
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Wie insbesondere aus Figur 1 deutlich zu erkennen, sind beidseitig
der halbkreisförmigen Wülste 22, 23 Unterbrechungen 25 vorhanden, die somit beim
Aufschrauben einer Spannmutter gleich zweimal auf einem relativ kurzen Gewinde-
abschnitt
den Materialaustritt etwaiger Verschmutzungen ermöglichen.
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Die Erfindung bietet snmit einen Rundstab an, der sich nicht nur durch
eine höhere f festigkeit und Oberflächengüte auszeichnet, sondern darüber hinaus
auch in seiner Handhabung sehr zuverlässig ist, weil i 1 Verunreinigungen, die bisher
stets zu Problemen geführt hauben, nicht mehr im Gewinde mitgeführt werden und dieses
nach und nach verstopfen, sondern an den beschriebenen Unterbrechungen 25 austreten
können.
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Hierdurch bleibt das Gewinde selbst stets verschmutzungsfrei und leichtgängig
bedienbar.
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Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Ausführungsvarianten möglich,
die sich beispielsweise hinsichtlich der Anordnung und Gestaltung der Unterbrechungen
25 unterscheiden.
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Ein erfindungsgemäßer Rundstab kann aus Metall, beispielsweise Stahl
oder Aluminium ebenso hergestellt werden, wie aus einem Kunststoff, vorzugsweise
Hartkunststoff.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den
Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in
beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen
Ausführungsformen wesentlich sein.
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Zusammenfassung