DE4229958A1 - Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen - Google Patents
Koaxial verschraubte Stabverbindung für FachwerkkonstruktionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des in der Patentanmel
dung P 42 02 249 beschriebenen Erfindungsgegenstandes:
Eine koaxial verschraubte Stabverbindung für ebene und räumliche Fachwerkkonstruktionen, deren Gurt- und Diagonalstäbe aus Rund rohren bestehen.
Eine koaxial verschraubte Stabverbindung für ebene und räumliche Fachwerkkonstruktionen, deren Gurt- und Diagonalstäbe aus Rund rohren bestehen.
Mit den bereits in der Hauptanmeldung beschriebenen Mitteln wird
gegenüber dem Stand der Technik folgender technischer Fortschritt
erreicht:
Wesentliche Reduzierung des Reibmoments beim Anziehen des Spann bolzens;
Entlastung des Spannbolzens vom Anziehdrehmoment;
größere Dehnlänge und Möglichkeit zum Auswechseln des Spannbol zens;
Möglichkeit zur Korrektur der Stablänge auch im bereits einge bauten Zustand;
formschlüssige Einspannung des Rohrstabes mit den Verspannungs teilen.
Wesentliche Reduzierung des Reibmoments beim Anziehen des Spann bolzens;
Entlastung des Spannbolzens vom Anziehdrehmoment;
größere Dehnlänge und Möglichkeit zum Auswechseln des Spannbol zens;
Möglichkeit zur Korrektur der Stablänge auch im bereits einge bauten Zustand;
formschlüssige Einspannung des Rohrstabes mit den Verspannungs teilen.
Hier ist die Aufgabe zugrundegelegt, die Formschlußverbindung
zwischen Rohrstab und Spannteilen sowie den Verspannungsvorgang
selbst hinsichtlich des Arbeitsaufwandes günstiger zu gestalten.
Die Lösung der Aufgabe geht aus dem kennzeichnenden Teil der
Patentansprüche hervor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen beschrieben:
In Fig. 1 ist die Kopfseite eines Rohrstabes in der Einbauposi
tion dargestellt, wenn der Rohrstab zwischen Knotenkernen 1 mit
gegebenem Abstand L eingesetzt wird.
Fig. 2 zeigt den Rohrstab in fertig montiertem und verspannten
Zustand.
Die Wand des Rohrstabes 2 ist am Stabende zu einem Stirnwulst 3
verdickt. Dieser Stirnwulst wird in bekannter Weise a) durch An
stauchen, b) durch Anschweißen eines Rohrstückes mit größerer
Wanddicke oder c) durch Einlöten oder Einkleben eines bereits
mit den Formschlußprofilen bearbeiteten Stirnringes hergestellt.
Der Drahtdurchmesser des Stützringes 4 wird etwa gleich der Wand
dicke des Rohres 2 und die Tiefe der Rundnut wird etwa mit 35%
des Drahtdurchmessers ausgeführt. Unter Berücksichtigung einer aus
reichend großen Druckfläche in der Rundnut und einer möglichst klei
nen Radialkraftkomponente, welche aus der axialen Spannkraft resul
tiert, ist ein Druckwinkel am Stützring 4 zwischen 30° bis 45°
bezüglich Stabachse vorteilhaft. Dieser Druckwinkel wird durch den
Stirnflächenwinkel des inneren Spannkegels 8 bestimmt. Dessen
Axialverschiebung nach innen wird durch einen flachen Anschlag
bund begrenzt; alternativ wird dieser Grenzanschlag durch einen
dünnen Drahtring 3b oder durch Stemmkerben hergestellt.
Um für den Spannbolzen 10 eine möglichst große elastische Deh
nung zu erreichen, wird dessen Schaft über den größten Teil seiner
Länge mit kleinerem Durchmesser als der Gewindedurchmesser aus
geführt. Die Gewindelänge t markiert die Mindest-Einschraubtiefe.
Die Stützbunde 10a, 10b und 10c bewirken die Spannbolzenzentrie
rung, der Stützbund 10b hat die Aufgabe als Schaftverstärkung an
der Stelle des Mitnehmerstiftes 14. Über die Stützbunde 10a und
10b ist eine tangential offene Führungshülse 11 zum Zweck einer
exakten Bolzenführung eingelegt. Der Einschiebeweg des Spannbol
zens 10 nach innen wird durch einen elastischen Innenanschlag 15
zwischen dem inneren Spannkegel 8 und dem Mitnehmerstift 14 be
grenzt. Der Innenanschlag ist so eingestellt, daß der Spannbolzen
10 nur über die kleine Strecke f, etwa zwei bis vier Gewindegänge,
gegen elastischen Widerstand einzudrücken ist. Für die Drehmit
nahme des Spannbolzens sind im nach innen verlängerten Schaft der
Stellhülse 6 Längsschlitze 6a vorgesehen, in welche der Mitneh
merstift 14 eingreift. Diese Drehmitnahme ist nur für so kleine
Drehmomente ausgelegt, welche ausreichen, um den Spannbolzen 10
in die Gewindebohrung 1a einzudrehen, nicht zum Verspannen selbst.
Der Zusammenbau des Stabkopfes erfolgt in der Weise, daß zuerst
der innere Spannkegel 8 komplett mit Spannbolzen 10, Führungshül
se 11 und Innenanschlag 15 in den Stirnwulst 3 bis zum Grenz
anschlag 3b eingeschoben und danach der Stützring 4 eingelegt
wird. Dann werden der äußere Spannkegel 5 und die Stellhülse 6
mit Druckmuffe 17 eingesetzt. Als Verliersicherung für den äuße
ren Spannkegel 5 am Stirnwulst 3 wird vorgeschlagen a) ein lei
chter Preßsitz, b) ein Klebefilm, c) einige Stemmkerben.
Es wird die Bedingung zugrunde gelegt, daß der Spannbolzen 10 aus
wechselbar sein soll; dazu muß dann der äußere Spannkegel 5 zer
störungsfrei ausgebaut werden können.
Als Verliersicherung für die Stellhülse 6 ist auf dem Hülsenschaft
ein radial-elastischer Ring 6a vorgesehen.
Beim Einbau des Rohrstabes, Fig. 1, ist die Druckmuffe 17 bis zum
inneren Anschlag in der Stellhülse 6 zurückgedreht. Der Spannbol
zen 10 wird so weit gegen den elastischen Innenanschlag 15 ein
gedrückt, daß der Stabkopf zwischen die Knotenkernfläche 1b ein
geschoben werden kann. Durch die Federwirkung des Innenanschlages
15 wird der Spannbolzen gegen den Gewindeauslauf der Bohrung 1a
gedrückt. Durch Drehen der Stellhülse 6 wird der Spannbolzen so
weit in die Gewindebohrung 1a eingeschraubt - mindestens mit der
ganzen Gewindelänge t - bis der Spannbolzenkopf 9 am inneren
Spannkegel 8 anliegt. Die Stablänge ist konstruktiv so auf das
Knotenmaß L abgestimmt, daß zwischen der Knotenkernfläche 1b und
Druckmuffe 17 ein Toleranz- und Kontrollspalt c von etwa zwei
bis drei Gewindeganglängen frei bleibt. Das Verspannen erfolgt in
der Weise, daß die Stellhülse 6 festgehalten und die Druckmuffe
17 aus der Stellhülse heraus gegen die Knotenkernfläche 1b ge
dreht wird.
Der elastische Innenanschlag 15 erfüllt nur den Zweck einer Montage
erleichterung; in vereinfachter Alternativausführung wird auf diese
Anschlagfederung verzichtet.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung insbesondere für Rohr
stäbe mit sehr kleiner Wanddicke unter Bezugnahme auf Fig. 4 der
Hauptanmeldung. Hier ist zum Zweck der Kraftübertragung ein Stirn
ring 7 nur formschlüssig mittels des Bördelsteges 21 in den Rohr
stab 2 eingesetzt. Die vom Rohrstab auf die Schraubverbindung zu
übertragenden Kräfte werden nur über den Bördelsteg 21 in die Spann
kegel 5, 8 eingeleitet. Zur Axialfixierung im nichtverspannten Zu
stand ist am Stirnring 7 eine Umfangsnut 7a vorgesehen, in wel
che aus der Rohrwand einige Punktsicken eingedrückt werden. Die
Radialzentrierung des äußeren Spannkegels 5 wird dadurch erreicht,
daß der Bördelsteg 21 Z-förmig ausgebildet ist. Für die Drehmit
nahme sind im Schaft der Stellhülse 6 achsparallele Mitnehmer
stifte 13 eingesetzt und als Mitnehmerhebel ist auf dem Spannbol
zen eine Blechscheibe 14a formschlüssig befestigt, wozu am Bol
zenschaft Mitnehmerkerben eingeschliffen sind. Diese Ausführung
der Drehmitnahme ist für den Fall vorteilhaft, wenn der Spannbol
zen aus einem hochfesten Werkstoff hergestellt ist.
Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Alternativausführung insbesondere
für Rohrstäbe mit kleinerem Rohrdurchmesser und relativ großer
Wanddicke, Rohrdurchmesser/Spannbolzendurchmesser ca. 3 bis 4.
Dabei kann wegen des kleinen Durchmesserverhältnisses der äußere
Spannkegel 5 (Fig. 1 bis Fig. 3) entfallen, die Stellhülse 64 ist
kegelstumpfförmig ausgebildet und ist direkt an der Rohrstirnseite
drehbar abgestützt. Zur Axialfixierung ist eine Verstemmkante 65
vorgesehen. Wegen der größeren Rohrwanddicke wird hier auf einen
Stirnwulst verzichtet; die Nuttiefe zum Stützring 4 sollte aber
nicht größer sein als 0,4 × Wanddicke. Der innere Spannkegel ist als
im wesentlichen zylindrische innere Spannscheibe 81 ausgebildet.
Als Mitnehmerstifte 13, 14 werden vorteilhaft aus Federstahlblech
gerollte, radial federnde handelsübliche Spannstifte eingesetzt.
In Fig. 5 wird eine vereinfachte Ausführung vorgeschlagen, eben
falls für Rohrstäbe mit kleinerem Durchmesser, wobei mittels eines
an das Rohr 2 angeschweißten Stirnwulstes 36 eine so große Durch
messerreduzierung erzielt wird, daß Spannkegel 5, 8 (Fig. 1, Fig. 3)
nicht benötigt werden. Die Ausführung und Funktion der Stellhülse
66 sowie der inneren Spannscheibe 81 entsprechen dem Vorschlag
nach Fig. 4.
Claims (6)
1. Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen,
deren Stäbe aus Rundrohren bestehen, im wesentlichen nach dem er
sten Patentanspruch der Hauptanmeldung P 42 02 249, wobei ein
Rohrstab an jedem Stabende zwischen einem äußeren und einem inne
ren Spannteil durch die Wirkung eines zentralen Spannbolzens form
schlüssig eingespannt ist, wobei ein Verspannungsverfahren vorge
sehen ist von der Art, daß zuerst über den Spannbolzen eine form
schlüssige Axialverbindung zwischen Stab und Knotenkern hergestellt
und danach durch Gegendrehen einer Kontermuffe (=Druckmuffe) bei
ruhendem Spannbolzen die Spannkraft aufgebracht wird, gekennzeich
net durch die Merkmale
- a) als Formschlußprofil am verdickten Stirnwulst (3) des Rohrsta bes (2) ist für die Abstützung des äußeren Spannkegels (5) eine Anschlagfläche (3a) mit Radialzentrierung und für die Abstützung des inneren Spannkegels (8) ein in einer Rundnut eingerasteter Stützring (4) aus Runddraht vorgesehen,
- b) zwischen dem äußeren Spannkegel (5) und der Druckmuffe (17) ist eine Stellhülse (6) angeordnet, welche gegen den äußeren Spannke gel einen axial wirksamen Anschlagbund mit einem Drehmitnahmepro fil aufweist und über den Hülsenschaft im äußeren Spannkegel ra dial zentriert und frei drehbar ist und wobei die Druckmuffe (17) mittels Gewindeprofil in dieser Stellhülse (6) formschlüssig ge führt axial verstellbar ist,
- c) zwischen der Stellhülse (6) und dem Spannbolzen (10) sind Ele mente (13, 14) für eine formschlüssige Drehmitnahme zur Übertra gung von relativ zum Spanndrehmoment kleinen Drehmomenten vorge sehen,
- d) es ist ein Verspannungsverfahren von der Art vorgesehen, daß zuerst durch Drehen der Stellhülse (6) mittels der Drehkoppelung (13, 14) der Spannbolzen (10) in die Gewindebohrung (1a) eingedreht und danach durch Herausdrehen der Druckmuffe (17) bei festgehalte ner Stellhülse (6) und ruhendem Spannbolzen (10) die Spannkraft erzeugt wird.
2. Koaxial verschraubte Stabverbindung nach Anspruch 1, wobei als
Spannbolzen eine Kopfschraube verwendet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anschlagfläche des Spannbolzenkopfes (9) gegen
den inneren Spannkegel (8) gerichtet ist und daß der Spannbolzen
schaft (10) im inneren Spannkegel (8) radial zentriert, frei dreh
bar und über einen begrenzten Weg axial verschiebbar ist.
3. Koaxial verschraubte Stabverbindung nach Anspruch 1 und 2
mit einer formschlüssigen Drehmitnahme zwischen einem äußeren Ver
spannungselement und dem Spannbolzen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zentrierschaft der Stellhülse (6) innerhalb des äußeren
Spannkegels (5) verlängert ist und wenigstens einen Längsschlitz
(6b) aufweist und daß im Spannbolzenschaft ein Mitnehmerstift (14)
vorgesehen ist, welcher in den Längsschlitz (6b) eingreift, wobei
der Durchmesser dieses Mitnehmerstiftes höchstens 20% des Schaft
durchmessers beträgt.
4. Koaxial verschraubte Stabverbindung nach Anspruch 1 und 2
mit einer formschlüssigen Drehmitnahme zwischen einem äußeren Ver
spannungselement und dem Spannbolzen, insbesondere für Spannbolzen
aus hochfestem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrier
schaft der Spannhülse (6) mindestens ein Längsstift (13) eingesetzt
ist, daß am Spannbolzenschaft Kerben eingeschliffen sind, auf wel
che ein Mitnehmerhebel (14a) aufgepreßt ist, welcher mit dem Längs
stift (13) in Eingriff steht (Fig. 3, Fig. 4).
5. Koaxial verschraubte Stabverbindung nach Anspruch 1 bis 4 mit
einem Bördelprofil an der Stabstirnseite entsprechend Fig. 4 der
Hauptanmeldung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der
Einspannkräfte am Rohrende ein Stirnring (7) eingesetzt ist, wel
cher axial nach außen am Bördelrand (21) abgestützt ist und wobei
die Abstützung des inneren Spannkegels (8) mittels Stützring (4)
am Stirnring (7) vorgesehen ist (Fig. 3).
6. Koaxial verschraubte Stabverbindung nach Anspruch 1 bis 4,
vorzugsweise für Rohrstäbe mit kleinerem Durchmesser, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellhülse (64) unmittelbar an der Stirn
seite des Rohrstabes (2) axial abgestützt und radial zentriert ist,
daß für die innere Gegenspannung eine im wesentlichen zylindrische
Spannscheibe (81) vorgesehen ist, welche eine konische Druckfläche
gegen den Stützring (4) aufweist, wobei die Richtung der Spannkraft
wirkung durch den Winkel dieser Druckfläche bestimmt ist (Fig. 4).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924202249 DE4202249C2 (de) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
DE19924229958 DE4229958A1 (de) | 1992-01-28 | 1992-09-08 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
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DE19924229958 DE4229958A1 (de) | 1992-01-28 | 1992-09-08 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4229958A1 true DE4229958A1 (de) | 1994-03-10 |
Family
ID=25911299
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924202249 Expired - Lifetime DE4202249C2 (de) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
DE19924229958 Withdrawn DE4229958A1 (de) | 1992-01-28 | 1992-09-08 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924202249 Expired - Lifetime DE4202249C2 (de) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | Koaxial verschraubte Stabverbindung für Fachwerkkonstruktionen |
Country Status (1)
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DE (2) | DE4202249C2 (de) |
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- 1992-01-28 DE DE19924202249 patent/DE4202249C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-08 DE DE19924229958 patent/DE4229958A1/de not_active Withdrawn
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DE4202249C2 (de) | 1998-10-29 |
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