DE4140407C2

DE4140407C2 - Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen wenigstens zwei Längen eines Betonstahls

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Publication number: DE4140407C2
Application number: DE19914140407
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-07
Filing date: 1991-12-07
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2011-12-08
Also published as: DE4140407A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt sind sogenannte "muffenlose Schraubverbindungen" zwischen Betonstählen unter Verwendung von konischen Gewindeabschnitten (DE-OS 40 00 971). Diese Verbindungen haben den grundsätzlichen Vorteil, daß die für die Herstellung der Verbindung notwendigen Arbeiten mit relativ einfachen Mitteln auch auf einer Baustelle durchgeführt werden können. Weiterhin sind diese Verbindungen trotz der Vermeidung von Muffen statisch und auch dynamisch hoch belastbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen wenigstens zwei Längen eines Betonstahls aufzuzeigen, mit dem trotz einer einfachen Durchführbarkeit auf der Baustelle eine weitere Verbesserung der Belastbarkeit der Verbindung erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das eine Ende der ersten Betonstahllänge durch Reibumformung des Materials dieser Betonstahllänge mit einem radial wegstehenden, durchgehenden ringförmigen Flansch versehen. Durch diesen Flansch wird erreicht, daß nach dem Verbinden der beiden Betonstahllängen auch im Bereich des größten Durchmessers der Gewindebohrung noch eine ausreichende Wandstärke vorhanden ist, so daß tatsächlich die gesamte Länge der Gewindebohrung gleichmäßig kraftübertragend wirkt. Hierdurch ergibt sich eine wesentliche Verbesserung der Belastbarkeit und dabei insbesondere der Belastbarkeit der Verbindung mit Zugkräften. Durch den Flansch ist es weiterhin auch möglich, bei hoher Belastbarkeit Betonstahllängen miteinander zu verbinden, die den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Die Reibumformung des Materials hat u. a. den Vorteil, daß dies mit relativ kleinen und handlichen Werkzeugen am Einsatzort, d. h. auf der Baustelle möglich ist, das Verfahren also am jeweiligen Verwendungsort auch tatsächlich praktiziert werden kann.

Die beiden miteinander zu verbindenden Betonstahllängen bilden vorzugsweise einen sogenannten "Bewehrungsanschluß" in der Form, daß die erste Betonstahllänge in den Beton eines zuerst erstellten Betonbauteils eingebettet, die zweite Betonstahllänge dann nach Fertigstellen und dem Entschalen des ersten Betonbauteils mit der ersten Betonstahllänge verbunden und anschließend in den Beton eines zweiten, anschließenden Betonbauteils eingebettet wird. Um hierbei das Innengewinde in der ersten Betonstahllänge gegen ein Ein dringen von Beton abzudichten und gleichzeitig auch das mit der Gewindebohrung versehene Ende der ersten Betonstahllänge ordnungsgemäß an der verwendeten Schalung zu fixieren, wird ein Halter verwendet, der mit einem Ansatz bzw. Vorsprung in die Gewindebohrung eingreift und beispielsweise mit einer angeformten Platte an der Innenfläche der verwendeten Schalung festlegbar ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung das eine Ende einer ersten Länge eines Betonstahles;

Fig. 2 in Seitenansicht und in schematischer Darstellung das in einer Reib-Vorrichtung eingespannte Ende der ersten Länge des Betonstahles zum Anformen eines ringförmigen Flansches;

Fig. 3 das Ende der ersten Länge des Betonstahles nach dem Einbringen einer konischen Gewindebohrung;

Fig. 4 die erste Betonstahllänge nach dem Verbinden mit einer zweiten Betonstahllänge;

Fig. 5 in schematischer Darstellung und im Schnitt eine Schalungswand einer Betonschalung sowie eine an der Innenfläche dieser Schalungswand befestigte und in das Gewinde der ersten Betonstahllänge eingreifende Halteplatte.

In den Figuren ist 1 eine erste Betonstahllänge, d. h. eine Länge eines Betonstahles, wie er für die Herstellung von Armierungen im Betonbau verwendet wird und zugelassen ist.

Die Fig. 2 zeigt die Betonstahllänge 1 in einer Vorrichtung 2, mit der das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ende der Betonstahllänge 1 durch Reibumformung bleibend so verformt wird, daß nach dieser Behandlung die Betonstahllänge 1 an dem genannten Ende einen radial wegstehenden, die Betonstahllänge 1 bzw. deren Längsachse L konzentrisch umschließenden ringförmig sowie durchgehend ausgebildeten Flansch 3 auf weist.

Die Vorrichtung 2 besteht zu diesem Zweck im wesentlichen aus einer mehrere Spannbacken 4 aufweisenden Einspannhalterung für die Betonstahllänge 1 sowie aus einem um eine Drehachse D rotierend angetriebenen Reibwerkzeug 5, welches an einer in einer Ebene senkrecht zur Drehachse D liegenden Stirnfläche 6 eine aus einem geeigneten Material bestehende Arbeitsfläche 6 bildet. Mit Hilfe der Spannbacken 4 ist die Betonstahllänge 1 derart eingespannt, daß sie mit ihrer Achse in etwa achs gleich mit der Drehachse D liegt und mit dem einen Ende geringfügig über die von den Spannbacken 4 gebildete Halte rung vorsteht und mit diesem Ende der Arbeitsfläche 6 unmittelbar benachbart ist. Bei der dargestellten Ausfüh rungsform ist die Betonstahllänge 1 nach dem Einspannen durch die Spannbacken 4 gegen Drehen um die Längsachse der Beton stahllänge 1 sowie auch gegen axiales Verschieben in dieser Längsachse gesichert. Das um die Drehachse D rotierend angetriebene Reibwerkzeug 5 wird mit seiner Arbeitsfläche 6 mit einer vorgegebenen, in Richtung der Drehachse D verlau fenden Anpreßkraft A gegen das Ende der Betonstahllänge 1 angedrückt, so daß das Material der Betonstahllänge 1 durch die aus der Reibungswärme resultierende Erhitzung bei gleichzeitigem axialen Verformungsdruck (Kraft A) an dem Ende der Betonstahllänge 1 zur Bildung des Flansches 3 verformt wird.

Anschließend wird entsprechend der Fig. 3 in das mit dem Flansch 3 versehene Ende der Betonstahllänge 1 eine konische Gewindebohrung 7 eingebracht. Der Durchmesser dieser Gewinde bohrung 7 erweitert sich zu dem freien, mit dem Flansch 3 versehenen Ende der Betonstahllänge 1 derart, daß die Innenfläche der Gewindebohrung 7 mit der Längsachse L der Betonstahllänge 1 einen Winkel a einschließt, der etwa im Bereich zwischen 3° und 10°, vorzugsweise in der Größen ordnung von 3° liegt.

Zum Verbinden der Betonstahllänge 1 mit einer weiteren Betonstahllänge 8 ist in die Gewindebohrung 7 das mit einem Außengewinde versehene konische Ende 9 des Betonstahles 8 einschraubbar. Das konische Ende schließt mit der Längsachse L′ des Betonstahles 8 einen Winkel a′ ein, der gleich dem Winkel a ist. Grundsätzlich kann der Winkel a′ auch gering fügig vom Winkel a abweichen, und zwar derart, daß bei miteinander verbundenen Betonstahllängen 1 und 8 die Gewinde der Gewindebohrung 7 und des Endes 9 auf der gesamten axialen Länge der Verbindung gleichmäßig ineinander greifen, beim Einschrauben des Endes 9 in die Gewindebohrung 7 allerdings auch eine gewisse elastische, radiale Verformung des Mate rials der Betonstahllänge 1 erfolgt.

Durch den durchgehenden, ringförmigen Flansch 3 werden die statische und dynamische Festigkeit der Verbindung zwischen den beiden Betonstahllängen 1 und 8 wesentlich verbessert. Praktische Versuche haben eine Festigkeit über 500 N/mm² ergeben, und es wurden dabei Festigkeiten bis etwa 600 N/mm² erzielt. Die Herstellung des Flansches 3 durch Reibumformen hat den Vorteil, daß dieses Verfahren mit relativ einfachen und handlichen Vorrichtungen vor Ort, d. h. auf der Baustelle durchgeführt werden kann. So lassen sich auch die Gewinde bohrung 7 sowie das mit dem Außengewinde versehene kegel förmige Ende 9 mit einfachen, handlichen Werkzeugen auf der Baustelle realisieren.

Die Fig. 5 zeigt eine Wand 10 einer Betonschalung. An der Innenfläche dieser Wand 10 ist mittels eines plattenförmigen Halters 11 das mit der Gewindebohrung 7 und mit dem Flansch 3 versehene Ende der Betonstahllänge 1 gehalten. Der Halter 11 besteht hierzu aus einer Platte 12, die an einer Seite eines über diese Seite wegstehenden Vorsprung 13 aufweist, der hinsichtlich seiner Formgebung dem Ende 9 entspricht, d. h. kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

Der Halter 11 ist mit seinen Elementen, d. h. mit der Platte 12 und dem Vorsprung 13 aus einem geeigneten, preiswerten Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus PVC, PE oder PU. Der Vorsprung 13 ist in die Gewindebohrung 7 eingedrückt bzw. eingedreht, und zwar derart, daß über den Vorsprung 13 nicht nur eine sichere Verbindung zwischen dem Halter 11 und der Betonstahllänge 1 besteht, sondern die Gewindebohrung 7 nach außen hin vollständig und dicht abgeschlossen ist. Die mit dem Flansch 3 versehene Stirnseite der Betonstahllänge 1 liegt gegen die dem Vorsprung 13 zugewandte Seite der Platte 12 an. Der Durchmesser der vorzugsweise kreisscheibenförmig ausgebildeten Platte 12 ist so gewählt, daß letztere radial über den Flansch 3 wegsteht. Mit Hilfe von die Platte 12 durchgreifenden Nägeln 14 ist der Halter 11 an der Innen fläche der Wand 10 befestigt.

Nach dem Fertigstellen des Betonbauteils, in dessen Beton die Betonstahllänge 1 eingebettet ist und nach dem Entschalen dieses Betonbauteils, d. h. nach dem Entfernen der Wand 10, kann auch der Halter 11 entfernt werden, so daß die Gewinde bohrung 7 für das Einschrauben der Betonstahllänge 8 zugäng lich ist, die dann nach dem Verbinden mit der Betonstahllänge 1 in den Beton eines anschließenden Betonbauteils eingebettet ist; d. h. die Betonstahllänge 1 mit dem Halter 11 und die weitere Betonstahllänge 8 bilden einen sogenannten "Beweh rungsanschluß", der eine Anschlußbewehrung im Anschluß bereich zwischen zwei aneinander anschließenden Betonbau teilen ermöglicht, und zwar ohne daß Betonstähle durch die zum Herstellen des ersten Betonbauteils verwendete Schalung hindurch nach außen geführt werden müssen.

Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die Beton stahllängen 1 und 8 den gleichen Außendurchmesser. Grund sätzlich ist es aber auch möglich, daß die Betonstahllänge 8 einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die Betonstahl länge 1.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen wenigstens zwei Längen (1, 8) eines Betonstahles, wobei die Verbindung als muffenlose Schraubverbindung aus gebildet ist und hierfür in die erste Betonstahllänge (1) zumindest an einem Ende eine axiale konische Gewinde bohrung (7) eingebracht wird, in die ein mit einem Außengewinde versehener konischer Gewindeabschnitt (9) an einem Ende der zweiten Betonstahllänge (8) einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ende der ersten Betonstahllänge (1) durch Reibumformung des Materials ein ringförmiger, radial wegstehender Flansch (3) gebildet wird, wobei das Reibumformen mittels eines Werkzeuges (5) erfolgt, welches eine in einer Ebene liegende Arbeitsfläche bildet, gegen die zum Reibumformen das Ende der ersten Betonstahllänge (1) angepreßt anliegt, und zwar bei einer relativen Rotationsbewegung zwischen der ersten Betonstahllänge (1) und dem Werkzeug (5) um eine senkrecht zur Ebene der Arbeitsfläche (6) verlaufenden Achse (D, L).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (5) um eine senkrecht zur Arbeitsfläche (6) verlaufende Drehachse (D) gedreht wird, und zwar bei eingespannter erster Betonstahllänge (1).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (D) achsgleich oder in etwa achsgleich mit der Längsachse (L) der ersten Betonstahllänge (1) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Einspannhalterung (4) eingespannte erste Betonstahllänge (1) um eine Achse senkrecht zur Arbeits fläche (6) gedreht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betonstahllänge um ihre Längsachse (L) gedreht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen der Gewindebohrung nach dem Formen des Flansches (3) erfolgt.