NL1017853C2

NL1017853C2 - Systeem en werkwijze voor het verbinden van een betonijzer met een koppelstuk.

Info

Publication number: NL1017853C2
Application number: NL1017853A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Van De Riet
Original assignee: Barfix Bermuda Ltd
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2002-10-18
Also published as: WO2002084041A1

Description

b

SYSTEEM EN WERKWIJZE VOOR HET VERBINDEN VAN EEN 5 BETONIJZER MET EEN KOPPELSTUK

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het verbinden van een betonijzer met een koppelstuk, omvattende een betonijzer dat aan zijn uiteinde is 10 voorzien van uitwendig schroefdraad, en een koppelstuk voorzien van een gat met inwendige schroefdraad dat op het uiteinde van het betonijzer kan worden geschroefd.

Een dergelijk systeem is bekend en wordt in de 15 bouwsector veel gebruikt. Een betonijzer (Eng.: concrete reinforcing bar) is een metalen staaf die dient ter versteviging van een betonconstructie, alsmede voor het onderling verbinden van betonelementen, en waarvan er in het algemeen vele in een betonelement worden ingegoten. 20 Teneinde verschillende betonijzers onderling te verbinden, of om betonijzers aan een ander element te verbinden worden koppelstukken gebruikt, welke zijn voorzien van gaten met inwendig schroefdraad, waarin het uiteinde van een betonijzer kan worden geschroefd.

25

Het is van groot belang dat een dergelijke verbinding voldoende sterk is, waarbij in het algemeen als eis wordt gesteld dat de verbinding sterker moet zijn dan het betonijzer zelf, en dat de verbinding nagenoeg 30 slipvrij moet zijn, daar anders scheurtjes en/of breuken in het beton kunnen optreden, wat onder meer corrosie van de betonijzers, ook wel betonrot genoemd, tot gevolg kan hebben. Teneinde dergelijke slip te voorkomen is voorgeschreven dat de betonijzers bij het bevestigen in 35 de koppelstukken door middel van een momentsleutel worden aangedraaid, zodat daarbij verzekerd is dat ten minste een vooraf bepaald moment op de schroefverbinding wordt uitgeoefend. Door het uitgeoefende moment zal het d !) 17 8 5 3 ' r 2 schroefdraad van beide onderdelen enigszins vervormen, waardoor een stevige, althans nagenoeg slipvrije verbinding ontstaat.

5 Een nadeel van een dergelijke systeem is, dat deze een bepaalde minimale afstand tussen twee parallelle betonijzers vereisen, omdat de te gebruiken momentsleutel een relatief grote brede kop heeft, waarin het ratel- of slipmechanisme van de sleutel is 10 opgenomen. Dit beperkt het aantal betonijzers dat in de betonconstructie kan worden verwerkt, en daarmee wordt de sterkte van de constructie beperkt. Een doel van de uitvinding is derhalve een systeem waarbij de betonijzers dichter bij elkaar kunnen worden geplaatst. 15

Een ander nadeel van het bekende systeem is dat het gebruik van momentsleutels omslachtig en onhandig is, en relatief veel tijd kost. Bij het vervaardigen van betonconstructies worden grote hoeveelheden betonijzers 20 verwerkt en het is van groot belang dat deze snel verwerkt kunnen worden. Een doel van de uitvinding is derhalve een systeem waarbij het gebruik van momentsleutels overbodig is. Dit heeft als aanvullend voordeel dat dit sneller en goedkoper is.

25

Een ander nadeel van het bekende systeem is dat er geen andere manier is om te controleren of de verbinding onder gebruikmaking van het juiste moment tot stand is gekomen, dan middels de genoemde momentsleutel. Het is 30 derhalve niet mogelijk om snel een visuele controle uit te voeren om te zien of alle verbindingen in orde zijn, maar moet dit met een momentsleutel worden gecontroleerd. Een ander doel van de uitvinding is derhalve een systeem waarbij een dergelijke visuele 35 controle wel mogelijk is.

Daartoe zijn het betonijzer en het de wand van het gat

If '· · 7 - •f . ' ' 1 ƒ 3 voorzien van frictiedelen welke bij het monteren over elkaar kunnen schuiven, waarbij de diameter van het frictiedeel van het betonijzer in ongemonteerde toestand iets groter is dan de overeenkomstige diameter van het 5 frictiedeel van het gat, zodanig dat het betonijzer met minimaal een vooraf bepaald moment in het koppelstuk geschroefd moet worden onder vervorming van althans een van de frictiedelen. In het algemeen zal de vervorming een elastische vervorming zijn, welke bepalend is voor 10 het aandraaimoment dat moet worden overwonnen om het betonijzer in het koppelstuk te schroeven. Anders dan bij het bekende systeem is eenvoudig te constateren dat het juiste aandraaimoment is gebruikt, namelijk als het betonijzer volledig in het koppelstuk is geschroefd en 15 derhalve het frictiedeel zijn maximale vervorming heeft bereikt.

In een eerste uitvoeringsvorm wordt het frictiedeel van het koppelstuk gevormd door een plaatselijke vernauwing. 20 Deze vernauwing kan zich bijvoorbeeld binnen in het koppelstuk bevinden, waarbij het frictiedeel van het betonijzer is aangebracht aan het uiterste einde van de staaf.

25 In een voorkeursuitvoering wordt het frictiedeel van het betonijzer gevormd door een plaatselijke verdikking, waarbij het overeenkomstige frictiedeel van het koppelstuk zich bijvoorbeeld nabij de uitgang van het gat bevindt.

30

Bij voorkeur is het betonijzer voorzien van een schroefaanslag welke in gemonteerde toestand tegen het koppelstuk ligt. Een dergelijke schroefaanslag heeft als voordeel dat eenvoudig is waar te nemen wanneer het 35 betonijzer ver genoeg in het koppelstuk is bevestigd en derhalve het juiste aandraaimoment is gebruikt. Eveneens bij voorkeur heeft de schroefaanslag in dwarsdoorsnede Ί Ö17 8 5 3

' I

4 een zeshoekige omtrek. Een dergelijk zeskant is eenvoudig met standaard sleutels aan te grijpen en te verdraaien. Ook is de schroefaanslag bij voorkeur door middel van stuiken op het betonijzer aangebracht zodat 5 een betonijzer uit een stuk wordt verkregen. In verband met de ruimte die nodig is bij de montage van het betonijzer, alsmede met het oog op een minimale vervorming bij het stuiken, is de minimale dwarsdoorsnede van het zeskant is daarbij bij voorkeur 10 gelijk of slechts iets groter dan de doorsnede van het betonijzer. Bij voorkeur is de doorsnede van het uiteinde van het betonijzer vergroot, zodanig dat de binnendiameter van het daarop aangebrachte uitwendige schroefdraad groter of gelijk is aan de oorspronkelijke 15 diameter van het betonijzer. Daarmee wordt de sterkte van het betonijzer en de verbinding niet verzwakt door het draadsnijden of rollen van het schroefdraad. Een betonijzer voorzien van de hier beschreven schroefaanslag kan worden beschouwd als een aparte 20 uitvinding, welke ook toepassing kan vinden zonder de hiervoor beschreven frictiedelen.

Bij voorkeur grenst de plaatselijke verdikking van het betonijzer aan de schroefaanslag. Op deze wijze heeft 25 het betonijzer vanaf het uiteinde gezien achtereenvolgens een schroefdraadgedeelte, een verdikt frictiegedeelte, een schroefaanslag en vervolgens het staafvormige gedeelte van het betonijzer. Daarmee wordt een compact systeem bereikt dat bovendien eenvoudig is 30 te produceren.

Het verdikte frictiedeel van het betonijzer kan een willekeurige vorm hebben, zoals een vorm met een gekromd oppervlak, maar bij voorkeur is het frictiedeel van het 35 betonijzer althans gedeeltelijk conisch, waarbij bij voorkeur het deel met de grootste dwarsdoorsnede grenst aan de schroefaanslag. Bij voorkeur is het frictiedeel 101785* 5 van het koppelstuk eveneens althans gedeeltelijk conisch, teneinde een eenvoudige montage te bevorderen. De lengte van het conische frictiedeel is bij voorkeur tussen 1,5 mm en 5 mm, meer bij voorkeur tussen 2 en 3,5 5 mm. In langsdoorsnede is de hoek tussen het conische oppervlak en de as van het systeem tussen 0.5° en 5°. Deze hoek bepaalt mede het moment dat moet worden uitgeoefend om de gewenste vervorming van de frictiedelen te bereiken. Indien zowel het frictiedeel 10 van het betonijzer als het frictiedeel van het koppelstuk conisch zijn, hoeven deze hoeken niet aan elkaar gelijk te zijn.

In een voorkeursuitvoering maakt het koppelstuk deel uit 15 van een ander betonijzer, zodat twee betonijzers direct aan elkaar gekoppeld kunnen worden. In een andere voorkeursuitvoering vertoont het koppelstuk ten minste twee openingen voor het verbinden van ten minste twee betonijzers.

20

De uitvinding heeft tevens betrekking op een betonijzer dat aan zijn uiteinde is voorzien van uitwendig schroefdraad dat in een gat van een koppelstuk geschroefd kan worden, waarbij het betonijzer is 25 voorzien van een frictiedeel welke bij het monteren in het gat schuift, en waarbij de diameter van het frictiedeel van het betonijzer groter is dan de buitendiameter van het uitwendige schroefdraad.

30 Voorst heeft de uitvinding betrekking op een koppelstuk dat is voorzien van een gat met inwendig schroefdraad dat op het uiteinde van een betonijzer kan worden geschroefd, waarbij de wand van het gat gedeeltelijk wordt gevormd door een althans gedeeltelijk conisch 35 frictiedeel.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor f: - .....· 6 het verbinden van een betonijzer met een koppelstuk, waarbij een betonijzer dat aan zijn uiteinde is voorzien van uitwendig schroefdraad in een koppelstuk dat is voorzien van een gat met inwendig schroefdraad wordt 5 geschroefd, waarbij het betonijzer en het gat zijn voorzien van frictiedelen, waarbij de diameter van het frictiedeel van het betonijzer voorafgaand aan het verbinden iets groter is dan de overeenkomstige diameter van het frictiedeel van het gat, en waarbij het 10 betonijzer met minimaal een vooraf bepaald moment in het koppelstuk wordt geschroefd onder vervorming van althans een van de frictiedelen.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand 15 van in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, waarin:

Figuren 1 en 2 doorsneden zijn van delen die tezamen een eerste uitvoeringsvorm van een systeem voor het 20 verbinden van een betonijzer met een koppelstuk vormen;

Figuren 3 en 4 gedeeltelijk opengewerkte perspectiefaanzichten zijn van de delen van de figuren 1 en 2 ; 25

Figuren 5 en 6 doorsneden zijn van delen die tezamen een tweede uitvoeringsvorm van een systeem voor het verbinden van een betonijzer met een koppelstuk vormen; 30 Figuren 7 en 8 gedeeltelijk opengewerkte perspectiefaanzichten zijn van de delen van de figuren 5 en 6 ;

Figuren 9 en 10 doorsneden zijn van delen die tezamen 35 een derde uitvoeringsvorm van een systeem voor het verbinden van een betonijzer met een koppelstuk vormen; en 0 017853 7

Figuur 11 een gedeeltelijk opengewerkt perspectiefaanzicht is van de delen van de figuren 9 en 10; 5 Figuren 1 en 3 tonen een uiteinde van een betonijzer 1, bestaande uit een metalen staaf 2 die door middel van draadsnijden of -rollen is voorzien van uitwendig schroefdraad 3. Voorts is het betonijzer 1 voorzien van een zeskantige schroefaanslag 4. Bij voorkeur is deze 10 schroefaanslag aangebracht door de doorsnede van staaf 2 door middel van koud of warm stuiken te vergroten, en in een (niet getoonde) alternatieve uitvoeringsvorm is daarbij eveneens het schroefdraadgedeelte 3 zodanig verbreedt dat de binnendiameter van het schroefdraad 3 15 ten minste even groot is als de diameter van de staaf 2, zodat dit gedeelte, en daardoor de verbinding, sterker is dan het betonijzer zelf. Tussen de schroefaanslag 4 en het schroefdraad 3 bevindt zich een frictiedeel 5.

20 Figuren 2 en 4 tonen een betonijzer 1 overeenkomstig figuren 1 en 3, welke aan een zijde in een koppelstuk 6 is geschroefd. Het koppelstuk 6 heeft een zeskantige dwarsdoorsnede en is voorzien van een doorlopende boring met inwendig schroefdraad 7. De betonijzers 1 kunnen in 25 het koppelstuk 6 worden gemonteerd door middels zeskantsleutels een moment op de schroefaanslag 4 en het koppelstuk 6 uit te oefenen en het betonijzer 1 in het koppelstuk 6 te schroeven tot de positie zoals in figuur 2 getoond. In deze positie stuit het inwendige 30 schroefdraad van het koppelstuk 6 tegen het frictiedeel 5 van het betonijzer 1, welk frictiedeel 5 niet is voorzien van schroefdraad. Vervolgens wordt middels een momentsleutel een volgens voorschrift minimaal vereist moment op de schroefaanslag 4 uitgeoefend, waarbij het 35 schroefdraad enigszins vervormt zodat een voldoende stevige, slipvrije verbinding kan ontstaan.

' ' s.· 8

Het schroefdraad 7 kan links of rechts schroefdraad zijn. In een (niet getoonde) alternatieve uitvoeringsvorm kan de ene helft van het koppelstuk 6 zijn voorzien van links schroefdraad en de andere helft 5 van rechts schroefdraad, waarbij de beid e uiteinden van de betonijzers 1 eveneens zijn voorzien van overeenkomstig verschillend schroefdraad 3. Dit heeft als voordeel dat twee betonijzers 1 aan elkaar kunnen worden gekoppeld door uitsluitend het koppelstuk 6 met 10 een zeskantsleutel te verdraaien, waarbij de betonijzers 1 rotatieloos in het koppelstuk 6 worden getrokken.

Figuren 5, 6, 7 en 8 tonen betonijzers 1 waarbij het frictiedeel 5 licht (frusto-)conisch is. De boring van 15 het koppelstuk 6 is aan beide uiteinden eveneens voorzien van een frictiedeel 8, welk deel niet is voorzien van inwendig schroefdraad, en eveneens licht conisch is. In een alternatieve uitvoeringsvorm kan het frictiedeel 8 echter ook cilindrisch zijn. Voorwaarde 20 voor een goede werking is dat het frictiedeel 5 van het betonijzer 1 meer conisch is dan het frictiedeel 8 van het koppelstuk 6.

Het betonijzer 1 kan in deze uitvoeringsvorm in het 25 koppelstuk worden bevestigd door middels zeskantsleutels een moment uit te oefenen op de schroefaanslag 4 en het koppelstuk 6 en het betonijzer 1 in het koppelstuk 6 te schroeven totdat de schroefaanslag 4 tegen het koppelstuk 6 rust. De dimensies van de frictiedelen 5, 8 30 zijn zodanig gekozen dat de doorsnede van het frictiedeel 5 dat grenst aan de aanslag 4 iets groter is dan de doorsnede van het frictiedeel 8 aan het uiteinde van het koppelstuk 6, zodanig dat een vooraf bepaald moment moet worden overwonnen om de schroefaanslag 4 35 tegen het koppelstuk 6 aan te schroeven, waarbij een of beide frictiedelen 5, 8 licht vervormen. Het moment is ten minste even groot gekozen als het hiervoor 9 beschreven voorgeschreven moment voor een stevige en slipvrije verbinding. Voordeel van het hier beschreven systeem is dat er geen momentsleutel nodig is om een dergelijke verbinding te bewerkstelligen.

5

Figuren 9, 10 en 11 tonen betonijzers 1 waarbij het frictiedeel 5 van het betonijzer 1 een plaatselijke ringvormige sferische verdikking vertoont. De boring van het koppelstuk 6 is voorzien van een bij voorkeur licht 10 conisch frictiedeel 8 dat niet is voorzien van inwendig schroefdraad. De diameter van het frictiedeel 8 is groter dan de buitendiameter van het schroefdraad 3, 7, zodat dit geen belemmering vormt bij het monteren. De diameter van de verdikking van het frictiedeel 5 van het 15 betonijzer is iets groter dan de diameter van het frictiedeel 8 van het koppelstuk 6 ter plaatse van de verdikking in gemonteerde toestand, zodanig dat net als bij de uitvoeringsvorm overeenkomstig figuren 5-8 een vooraf bepaald moment moet worden overwonnen om de 20 schroefaanslag 4 tegen het koppelstuk 6 aan te schroeven, waarbij een of beide frictiedelen 5, 8 licht vervormen. Het moment is weer ten minste even groot gekozen als het hiervoor beschreven voorgeschreven moment voor een stevige en slipvrije verbinding. Ook 25 hier is het voordeel dat er geen momentsleutel nodig is om een dergelijke verbinding te bewerkstelligen.

In een niet getoonde alternatieve uitvoeringsvorm is het frictiedeel 8 van het koppelstuk 6 ter plaats van de 30 verdikking van het frictiedeel 5 in gemonteerde toestand voorzien van een ringvormige uitholling waarvan de vorm overeenkomt met de sferische verbreding, zodat een "klikverbinding" (Eng.: "snap connection") ontstaat.

35 In een andere niet getoonde uitvoeringsvorm omvat het frictiedeel 8 van het koppelstuk een ringvormige vernauwing en is het frictiedeel 5 van het betonijzer 1 ^017853 10 cilindrisch of licht conisch.

Hoewel in de figuren steeds een koppelstuk 6 is getoond waarin twee uiteinden van een betonijzer 1 kunnen worden 5 gemonteerd, kan het koppelstuk 6 ook integraal onderdeel uitmaken van een uiteinde van een betonijzer 1, waarin een uiteinde van een ander betonijzer 1 geschroefd kan worden.

.! .J

Claims

1. Systeem voor het verbinden van een betonijzer (1) met een koppelstuk (6) , omvattende een betonijzer 5 (1) dat aan zijn uiteinde is voorzien van uitwendig schroefdraad (3), en een koppelstuk (6) voorzien van een gat met inwendige schroefdraad (7) dat op het uiteinde van het betonijzer (1) kan worden geschroefd, met het kenmerk, dat het betonijzer (1) 10 en de wand van het gat zijn voorzien van frictiedelen (5, 8) welke bij het monteren over elkaar kunnen schuiven, waarbij de diameter van het frictiedeel (5) van het betonijzer (1) in ongemonteerde toestand iets groter is dan de 15 overeenkomstige diameter van het frictiedeel (8) van het gat, zodanig dat het betonijzer (1) met minimaal een vooraf bepaald moment in het koppelstuk (6) geschroefd moet worden onder vervorming van althans een van de frictiedelen (5, 20 8) .

2. Systeem volgens conclusie 1, waarbij het frictiedeel (8) van het koppelstuk (6) wordt gevormd door een plaatselijke vernauwing. 25

3. Systeem volgens conclusie 2, waarbij het frictiedeel (5) van het betonijzer (1) wordt gevormd door een plaatselijke verdikking.

4. Systeem volgens conclusie 3, waarbij het betonijzer (1) is voorzien van een schroefaanslag (4) welke in gemonteerde toestand tegen het koppelstuk (6) ligt.

5. Systeem volgens conclusie 4, waarbij de 35 plaatselijke verdikking van het betonijzer (1) grenst aan de schroefaanslag (4). «

6. Systeem volgens een van de voorgaande conclusie 4 of 5, waarbij de schroefaanslag (4) in dwarsdoorsnede een zeshoekige buitenomtrek heeft.

7. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 4-6, waarbij de schroefaanslag (4) door middel van stuiken op het betonijzer (1) is aangebracht.

8. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 10 1-7, waarbij het uiteinde van het betonijzer (l) is verbreedt, zodanig dat de binnendiameter van het daarop aangebrachte uitwendige schroefdraad (3) groter of gelijk is aan de oorspronkelijke diameter van het betonijzer (1). 15

9. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1-8, waarbij het frietiedeel (5) van het betonijzer (1) althans gedeeltelijk conisch is.

10. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1-9, waarbij het frietiedeel (8) van het koppelstuk (6) althans gedeeltelijk conisch is.

11. Systeem volgens conclusie 9 of 10, waarbij de 25 lengte van het conische frictiedeel (5, 8) tussen 1,5 mm en 5 mm, bij voorkeur tussen 2 en 3,5 mm is.

12. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 9-11, waarbij in langsdoorsnede de hoek tussen 30 het conische oppervlak en de as van het systeem tussen 0.5° en 5° is.

13. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1-12, waarbij het koppelstuk (6) deel uitmaakt 35 van een ander betonijzer (1).

14. Systeem volgens een van de voorgaande conclusies 1. j j ^ w « 1-12, waarbij het koppelstuk (6) ten minste twee openingen vertoont voor het verbinden van ten minste twee betonijzers (1) .

15. Betonijzer (1) dat aan zijn uiteinde is voorzien van uitwendig schroefdraad (3) dat in een gat van een koppelstuk (3) geschroefd kan worden, met het kenmerk, dat het betonijzer (1) is voorzien van een frictiedeel (5) welke bij het monteren in het gat 10 schuift, waarbij de diameter van het frictiedeel (5) van het betonijzer (1) groter is dan de buitendiameter van het uitwendige schroefdraad (3).

16. Koppelstuk (6) dat is voorzien van een gat met 15 inwendig schroefdraad (7) dat op het uiteinde van een betonijzer (1) kan worden geschroefd, met het kenmerk, dat de wand van het gat gedeeltelijk wordt gevormd door een althans gedeeltelijk conisch frictiedeel (8) . 20

17. Werkwijze voor het verbinden van een betonijzer (1) met een koppelstuk (6), waarbij een betonijzer (1) dat aan zijn uiteinde is voorzien van uitwendig schroefdraad (3) in een koppelstuk (6) dat is 25 voorzien van een gat met inwendig schroefdraad (7) wordt geschroefd, met het kenmerk, dat het betonijzer (1) en de wand van het gat zijn voorzien van frictiedelen (5, 8), waarbij de diameter van het frictiedeel (5) van het betonijzer (1) 30 voorafgaand aan het verbinden iets groter is dan de overeenkomstige diameter van het frictiedeel (8) van het gat, en waarbij het betonijzer (1) met minimaal een vooraf bepaald moment in het koppelstuk (6) wordt geschroefd onder vervorming 35 van althans een van de frictiedelen (5, 8). 1017853