Spannkopf für eine bleibende Befestigung der Enden eines Bündels von Spanndrähten, insbesondere Spannbetondrähten. Bei Spannbeton, bei dem bekanntlich l-;talilstä.be oder -drähte in der Weise in einem Betonkörper eingebettet sind, dass dieser im unbelasteten Zustand eine Druekvorspannung aufweist, ist. es bekannt, die Drähte an ihren Enden durch Keilwirkung an Spannköpfen zu befestigen, die sieh gegen den Betonkörper stützen.
Bei Drahtbündeln ist. es aber sehwie- rigr, wenn für jeden einzelnen Draht. ein Spannkopf vorgesehen wird, die Spannköpfe nebeneinander unterzubringen, da sie verhält- nismässig grosse Abmessungen erhalten müs sen, damit eine genügend feste Haftung der Drähte erzielt wird.
Es ist ferner bekannt, die Drähte eines Drahtbündels in der konischen Öffnung eines armierten Betoneinsatzes dadurch zu ver ankern, dass sie nebeneinander an die Wand der konischen Öffnung gelegt, vorgespannt und durch einen in die Öffnung eingetriebe nen Keil zwischen diese und der Wand der konisehen Öffnung eingeklemmt werden. Diese Art der Befestigung hat den Nachteil, dass die Drähte an der Stelle ihres Eintritts in die Einklemmung abgebogen werden und dass da her zu der hohen Vorspannung auf Zug noch eine zusätzliche Biegespannung hinzutritt, durch die die zulässige Höchstspannung leicht überschritten und der Bruch herbeigeführt wird.
Ausserdem kann diese Befestigungsart nur auf der Baustelle selbst vorgenommen werden, wo infolgedessen die zur Vorspan- nung erforderlichen maschinellen Einrichtun gen und die erforderlichen Fachkräfte zu ihrer einwandfreien Bedienung benötigt werden.
Die Erfindung schafft einen Spannkopf für eine bleibende Befestigung der Enden eines Bündels von Spanndrähten, ins besondere Spannbetondrähten, und be steht darin, dass die im -angespannten Zustand in Öffnungen des Spannkopfes eingesetzten Drahtenden durch Verformung des Spann kopfes wenigstens in Richtung seines Radius von seinem Material eingeklemmt und so an geordnet sind,
dass nach der Spannung des Drahtbündels die Achse der Drähte sieh wenigstens in den vordern Teil der Einklem- mung hinein geradlinig fortsetzt, und dass der Spannkopf mit Mitteln zur bleibenden Ab stützung an einem Widerlager versehen ist.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Spannkopf nach dem ersten Ausführungsbei spiel vor der Verformung des Spannkopfes, Fig.2 den Schnitt.
nach der Linie A -B in Fig.1. Fig. 3 einen Längsschnitt durch denselben Spannkopf nach seiner Verformung, Fig. 4 den Schnitt nach der Linie C-D in Fig. 3, Fig. 5 einen L äng.Ssehnitt durch einen Spannkopf nach dem zweiten AusfÜhrungs- beispiel, Fi--.6 den Schnitt nach der Linie E-F in Fig. 5,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Spannkopf nach dem dritten Ausführungsbei- spiel vor seiner Verformung, Fig. 8 den Schnitt nach der Linie G-II in Eil-. 7, Fig. 9 einen Länpselinitt. durch denselben Spannkopf nach seiner Verforinun @-,
Fig. 7.0 den Schnitt nach der Linie J-K in Fig. 9, Fig.11. einen Längsschnitt durch einen Spannkopf nach dem vierten Ausführungs beispiel, Fig. 12 den Schnitt nach der Linie L-lI in Fig.1-1 und Fig.13 die Anordnung eines Profildraht- paares in der Bohrung eines Spannkopfes.
Ferner zeigen in je einem Längsschnitt durch einen den Spannkopf aufnehmenden Kanal des vorzuspannenden Betons: Fig.14 und 1.5 einen Spannkopf nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vor bzw. nach dem Spannen der Drähte, Fig. 16 und 17 einen Spannkopf nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vor bzw. nach dem Spannen der Drähte, Fig.18 und 19 einen Spannkopf nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vor bzw. nach dem Spannen der Drähte, Fig. 20 und 21 einen Spannkopf nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vor bzw.
nach dem Spannen der Drähte und Fig.22 einen Spannkopf ähnlich dem des Ausführungsbeispiels nach Fig. 16 und 17 in einer besonderen Anordnung in dem Beton, Fig.23 und 25 zeigen je einen Lä.ngs- mittelschnit.t durch einen Spannkopf nach zwei weiteren Ausführungsbeispielen und Fig. 24 den Schnitt nach der Linie KI bis XI in Fig. 23.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 bis 4 ist jeder Draht 1 in eine besondere Bohrung des Spannkopfes \' eingelassen. Die Bohrungen sind so angeordnet, dass eine Boh- rung zti dem Spannkopf aelismittilie-t und die andern darum leeruni längs z-,veier kon zentrischer Kreise verteilt. Sind.
Der Spann zopf ? ist vor dein Verformen (Fig.1. und \?) so gestaltet, dass der die Drähte aufnehmende Teil verdickt ist und finit einem schlanken Kegel 3 in den das Befestigungsgewinde 4 tragenden Teil übergeht. Der ,Spannkopf wird nach dem Einsetzen der Drähte durch eine Matrize 5 gezogen, -wobei das Material des Spannkopfes derart fliesst, dass er glatt. z-,-lin- drisch wird (Feg. 3 und 4).
Dabei umsehliel')t das -Material die Drähte allseitig mit einer solchen Pressung, dass die erforderliche feste Haftung der Drähte in dein Spannkopf er zielt wird.
Infolge des starken Flie1-.lens des -Materials wölbt sieh die freie Endfläelie des Spann kopfes, die bis dahin eben war, konkav, wie Fig.3 erkennen lässt.
Um dies zii vermeiden, kann man der Endfläche des Spannkopfes von vornherein eine konvex gewölbte Gestalt geben (vergleiche Fig. <B>5),</B> so dass durch das Fliessen des -Materials eine ebene Endfläelie entsteht, wodurch vermieden wird, dass die Drähte aus dem Spannkopf schräg zu dessen Achse austreten.
Bei dem Spannkopf nach Fig. 5 und. 6 ist zur Aufnahme der Drähte eine ringförmige Ausnehmung 6 eingefräst, in der die Drähte dicht nebeneinandergereiht angeordnet wer den. Falls eine Verformung\ des Kernes zur Erzielung genügender Berühi-tinggfläeher mit den Drähten nicht erforderlich ist, kann es nveekmässig sein, den von der Nut 6 um schlossenen Kern 7 zu härten.
Die zu dieser Härtung erforderliche Erhitzung kann erzielt werden,\ indem man einen elektrischen Strom durch den Kern hindurehleitet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 bis 10 wird zur Schaffung einer ringförmigen Nut- ein Bolzen 8 als Kern in eine entspre- ehend weite BohrLing 9 des Spannkopfes ein(,esehraubt. Dieser Bolzen besteht zweck mässig aus einem vergüteten, besonders harten Werkstoff. Wie Fig. S und 10 erkennen las sen, liegen die Drähte 1 in der Ringnut dicht nebeneinander,
und nach dem Durchziehen Kle: Spannkopfes 2 durch die Matrize 5 steht jeder Draht unter einer in radialer Richtung wirkenden Pressung, die von den einander regenüberliegenden Flächen des Bolzens 8 einerseits und des äussern Mantels des Spann- l:opfes '? anderseits herrührt. Dabei dringt das Material des Spannkopfes in die äussern Buchten zwischen den Drähten ein, wo durch eine feste Haftung erzielt wird.
Die Länge des Kernes 8 wird zweckmässig so gewählt, dass sein freies Ende nach dem Ziehen (Fig.9) noch etwas gegenüber dem Ende des Spannkopfkörpers vorsteht.
Zur Erzielung einer möglichst grossen Rei bung können sowohl die Innenfläche der Boh rung 9 als auch die Oberfläche des Bolzens 8 mit Erhebungen, zum Beispiel Rippen, Wel len oder Aufrauhungen, versehen sein. Das letzte Ende der Bohrung 9 bzw. des Bolzens 8 wird glatt gelassen, um eine Ablenkung der Drähte beim Austritt aus dem Spannkopf zu vermeiden.
Der Spannkopf 2 wird vorteilhaft mit einer axialen Bohrung 10 versehen, die sich durch den Bolzen 8 hindurch fortsetzt und es crmöglicht, nach Beendigung des Betonierens und nach Herstellung der Vorspannung Zementmasse zur Herstellung eines Ver bundes zwischen Drahtbündel und Beton so wie zum Rostschutz einzubringen. Auch füllt man in die die Drähte aufnehmenden Bohrun gen oder Xuten zweckmässig vorher Bitumen oder dergleichen ein.
Die Drähte können auch einen andern als einen kreisförmigen Querschnitt haben, zum Beispiel können sie vierkantig sein, so da.ss sie bei der Anordnung in einer Ringnut von vorn herein mit je einer Fläche an dem Kern und an dem Mantel des Spannkopfes anliegen.
Es ist auch möglich, je zwei Drähte in eine Bohrung einzusetzen, wobei das Material des Spannkopfes beim Durchziehen des Spann kopfes durch die Matrize in die zwischen den beiden Drähten gebildeten Buchten einge- presst wird. Infolgedessen wirken auch in diesem Falle auf jeden der Drähte Reibungs kräfte, die von zwei einander gegenüberliegen den Flächen des Spannkopfes herrühren. Da- bei kann man die Bohrung von vornherein der Form der beiden aneinander anliegenden Drähte anpassen, indem man der Bohrung statt eines kreisrunden ein längliches, zum Beispiel ovales, Profil gibt.
Man kann aber auch dadurch, dass man die beiden Drähte mit je einer Abflachung aneinanderliegen lässt, wobei also ihre Durchmesser grösser ah der Halbmesser der Bohrung sind, dafür sor gen, dass sie von vornherein einen grösseren Teil des Volumens der Bohrung ausfüllen, als wenn sieh die beiden Drähte nur in einer Linie berührten (vergleiche Fig. 13). Es können auch verwundene Drähte oder ver drillte Doppeldrähte in die Bohrungen ein gesteckt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.11 und 12 werden die die Drähte 1 haltenden Haftkräfte nicht durch eine bleibende Ver formung des Spannkopfes, sondern durch eine Zusammenpressung elastischer Teile des Spannkopfes erzeugt. Der Spannkopf besteht bei diesem Aus führungsbeispiel aus einem Schaft 11, einer auf diesen geschraubten überwurfmutter 12 und zwischen diesen eingespannten Anker teilen, die zusammen drei konzentrisehe, die Drähte 1. aufnehmende .Ringnuten ergeben.
Den Kern der innern Ringnut bildet ein Bolzen 13, der mit. seinem verdickten Kopf ende 14 in eine Gewindebohrung des Kopf endes 15 einer Hülse 16 eingeschraubt ist, die den Bolzen 13 mit. Abstand umgibt und mit Längsschlitzen versehen ist. Das Kopfende 15 ist wiederum in eine Gewindebohrung eines Kopfteils 17 einer Hülse 18 eingeschraubt, die die Hülse 16 mit Abstand umgibt und ebenfalls mit Längsschlitzen versehen ist. Die Hülse 18 wird ihrerseits von einer geschlitz ten Hülse 19 mit Abstand umgeben, die sich in der Längsrichtung gegen das Kopfende 17 stützt und mit ihrem Rücken an der Innen fläche der Überwurfmutter 12 anliegt.
Diese Fläche, die über -den grössten Teil ihrer Länge glatt zylindrisch ist, verjüngt sich nach dem freien Ende des Spannkopfes hin kegel artig. Vermöge dieser Kegelfläche 20 werden durch Anziehen der fiberwurfniutter 12 die Hülsen 16, 18 und 19, die infolge ihrer LTnter- teilung durch die Schlitze elastisch nach giebig sind, in radialer Richtung nach innen gedrückt, so dass die in den Ringnuten anein- ander-ereihten Drähte 1 fest. eingespannt wer den.
Die Schlitze der einzelnen Hülsen sind zweckmässig gegeneinander versetzt angeord net. Die Flächen der Hülsen 16, 1.8, 19 und des Bolzens 13, die zur Anlage an den Dräh ten kommen, sind zweckmässig wenigstens teilweise gewellt, um die Reibung zu erhöhen. Die Hülsen sowie der Bolzen werden zweck mässig gehärtet.
Die Drähte 1 üben infolge ihrer Span nun- auf den Bolzen 13 und die Hülsen 16, 18 und 19 eine Zugwirkung aus, wobei die auf den Bolzen 13 und die Hülsen 16 und 18 wirkenden Zugluäfte unter Vermittlung der Kopfenden 14, 15 und 17 auf die äussere Hülse 19 übertragen werden.
Infolgedessen wird der ke-elige Teil dieser Hülse mit. erhöh ter Kraft \gegen die Kegelflächen '?0 der Lberwurfmutter 12 gepresst, so da.ss der in radialer Richtung auf die Drähte wirkende Anpressdruck entsprechend vergrössert wird. Die Spannung der Drähte wirkt sonach im Sinne einer Vergrösserung der Haftkräfte.
Wenn bisher Drahtbündel in je einem Spannkopf vereinigt -irden, lagen diese Spannköpfe ausserhalb des vorzuspannenden Betons; dabei wurden sie gewöhnlich von einer auf diesen. Beton aufgetragenen Schicht Beton eingehüllt, der dann jedoch ohne Vor spannung blieb.
Bei der vorliegenden Draht bündelbefestigung ergeben sieh aber so kleine Abmessungen für die Spannköpfe, deren Durchmesser nur wenig grösser ist als der Durchmesser der Drahtbündel, dass sie, wie die folgenden Ausführungsbeispiele erkennen lassen, mit nur geringem Spiel in Kanäle 21, die in dem vorzuspannenden Beton 22 Erwei terungen der die Drahtbündel aufnehmenden Aussparungen bilden, eingesetzt und an ihrem äussern Ende an dem bleibendenZVider- lager abgestützt werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.14 und 15 besitzt der Spannkopf 2 eine aus einem Stück mit ihin bestehende Ver- iängerun- '?3. die auf ihrer ;amen Län oe mit Gewinde versehen ist, dessen Aussendurch- messer gleich dein Durchmesser des Spann kopfes ist.
Die Verlängerung 23 ist so lang, dass sie, wenn die Drähte 1 noch ungespannt sind, au,,, dein. Kanal :.'1 herausragt (ver gleiche Fig. 14).
Dabei ist sie durch eine Öffnung in einer an der Aul,lenseite des Betons ?\? in diesen eingelassenen Anker platte \?4 hindurchgeführt. Auf das aus dein Beton Herausragende Ende der Verlängerung 23 ist eine Mutter 25 und hinter dieser das Kopfende eines Zugliedes 26 geschraubt, das mit einer Zugvorrichtung, zum Beispiel einer hydraulischen Presse, verbunden ist..
Zum Spannen der Drähte 1 wird die Ver längerung 23 aus dem Kanal 21 in die in hig.1.5 dargestellte Lage herausgezogen, wo bei der Spannkopf selbst noch innerhalb des Kanals 21 bleibt. Alsdann schraubt inan die Mutter 25 auf der Verlängerung '?3 entlang, bis sie an der Ankerplatte 24 anliegt und so ein ZViderlager bildet, das den Spannkopf 2 in der Spannstellung hält. Dabei wird die Mutter durch die Zugkräfte der gespannten Drähte fest gegen die Ankerplatte -gedrückt, wodurch die Druckvorspannung des Betons 22 erzeugt wird.
Der über die Mutter ?5 hin ausragende Teil der Verlängerung 23 wird alsdann etwa längs der mit 27 bezeichneten Linie, zum Beispiel mit Hilfe eines Schneid brenners, abgetrennt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 und 17 hat der Spannkopf ? eine Verlänge rung 28, deren Durchmesser kleiner ist als der des Spannkopfe. Sie kann durch Ab drehen, Aussehmieden oder Anschweissen einer Stange an den Spannkopf hergestellt sein. Dabei erstreckt sieh das Gewinde nicht über die ganze Länge der Verlängerung; diese besitzt zielmehr mir an ihren beiden Enden zwei Stücke 29, 30 gleichen Gewindes; der Durchmesser des dazwischenliegenden glatten Teils ist höchstens gleich dem Kern durchmesser des Gewindes.
Die Durehtritts- öffnung in der Ankerplatte 24 ist nur wenig aröl,ter als der Aussendurchmesser des Gewin des.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Mutter 25 zunächst über das Gewindestück 29 liinweggeschraubt, an dem dann der Kopf der Zugstange angreift, und nach denn Span nen der Drähte auf das dann aus der Anker platte 24 herausragende Gewindestück 30 ge schraubt, wobei die Mutter ohne langwieriges Schrauben bis zu diesem Gewindestück ge schoben wird. Der über das Gewindestück 30 Hinausragende Teil der Verlängerung wird abgetrennt..
Die Verlängerung kann auch lösbar mit dem Spannkopf verbunden sein. Bei dem Aus- führungsbeispiel nach Fig.18 und 19 besteht die Verlängerung aus einer in den Spannkopf '' eingeschraubten Stange 31. Hierbei tritt beim Spannen der Drähte 1 das mit Gewinde versehene Ende des Spannkopfes 2 durch die entsprechend weite Öffnung der Ankerplatte 24 hindurch, und auf das Gewinde wird die Sich gegen die Ankerplatte stützende Mutter geschraubt.. Alsdann schraubt man die Zugstange 31 aus dem Spannkopf heraus.
Es wird sonach der Materialverlust vermieden, der bei den beiden vorhergehenden Beispielen durch das Abtrennen des grössten Teils der Verlängerung entsteht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 20 und 21 befindet sich die als Spannwiderlager dienende Mutter 25 vor dem Spannen der Drähte 1 innerhalb des Kanals 21. Sie sitzt nä.nilich auf einem in den Spannkopf 2 ein- geschraubten Gewindebolzen 32, auf dessen freies Ende der Kopf einer mit der Zugvor richtung verbundenen, in den Kanal 21 ein führten Zugstange 26 geschraubt ist.
Beim Spannen der Drähte 1 tritt die Mutter 25 durch die in der Ankerplatte 24 befindliche Öffnung hindurch, deren Durchmesser etwas :;rösser ist als das Eekenmass der Mutter und als der Durchmesser des Kopfes der Zug stange 26. Zwischen die Mutter 25 und die :lnkei-platte 24 wird dann eine Unterlage, zum Beispiel ein geteilter Ring 33, eingefügt, mittels dessen sieh die Mutter gegen die .lnlzei platte stützt.
Um zu verhüten, dass die beiden Teile des Ringes<B>23</B> seitlich unter der Mutter wegrutschen, was zur.Polge hätte, dass die Mutter wieder in den Kanal 21 hinein gezogen würde, ist die Ankerplatte 24 auf ihrer Oberseite mit einer Ausnehmung 34 versehen, in welche die beiden Ringhälften, wenn sie aneinander anliegen, gerade hinein passen, so dass sie sich nicht voneinander weg bewegen können. Nach dem Spannen schraubt man den Kopf der Zugstange 26 von dem Bolzen 32 ab.
Bei den bisher beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen stehen die Teile, die nach dem Spannen der Drähte zur Verankerung des Spannkopfes dienen, über den Beton 22 vor. Dies kann man aber auch, wie Fig. 22 zeigt, vermeiden, indem man die Ankerplatte 24 ein Stück in das Innere des Betons 22 hinein verlegt. Der an dem Spannkopf 2 sitzende Gewindebolzen 35 und die auf diesem sitzende Mutter 25 befinden sich dann nach dem Span nen der Drähte noch innerhalb des Kanals 21 und werden zum Schutz gegen Korrosion von Mörtel oder dergleichen eingehüllt, mit dem der sie aufnehmende Teil des Kanals 21 aus gefüllt wird. Der Beton 22 erhält daher eine glatte Aussenfläche ohne vorstehende Teile.
Bei dieser Ausführungsform ist der Spann kopf ursprünglich mit einer langen Verlänge rung, zum Beispiel gemäss Fig.16, 17 oder 18, 19, versehen, an welcher die Zugvorrichtung angreift. Der aus dem Beton herausragende Teil dieser Verlängerung wird nach Beendi gung des Spannens abgeschnitten. Man kann aber auch eine Ausführung nach Fig. 20 und 21 vorsehen, bei welcher die Mutter 25 durch eine entsprechend weite Öffnung der Anker platte hindurchgezogen und alsdann eine ge teilte Unterlage untergeschoben wird. Um dies zii ermöglichen, müsste allerdings der Kanal 21 in seinem äussern Teil entsprechend er weitert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 bis 10 sind die Drähte des Drahtbündels in einer ringförmigen Ausnehmung des Spann kopfes aneinandergereiht, und als Kern der ringförmigen Ausnehmung ist in dem Spann kopf ein Bolzen verankert. Dieser Bolzen kann auch durch die Verlängerung des Spannkopfes gebildet werden. t in Ausfüli- riuigsbeispiel hierfür zeigen die Fig.23 und 24.
Bei diesem wird die Verlängerung 36, die entweder eine Stange gemäss Fig.18 und 19 oder ein Gewindebolzen gemäss Fig. 20 und 21 sein kann, in den Spannkopf 2 eingeschraubt. Das eingeschraubte Ende der Verlängerung 36 trägt einen bolzenförmigen Ansatz 37, der als Kern in eine zylindrische Bohrung des Spannkopfes hineinragt, so dass eine ring förmige Ausnehmung entsteht, in welche die Drähte 1 eingesetzt sind.
Diese Konstruktion gewährleistet mit ausserordentlich einfachen Mitteln, dass der Kernbolzen der grossen, von den gespannten Drähten herrührenden Zugs kraft standzuhalten vermag.
Ein weiteres, besonders einfaches Aus führungsbeispiel zeigt Fig. 25. Bei diesem ist. die Verlängerung 36 auch auf dein Teil. 38, der den Kern der ringförmigen Ausnehmun,: bildet, mit Gewinde versehen, und zwar durchlaufend mit dem gleichen Durchmesser. Dieses Gewinde hat dieselbe Wirkung wie die wellige Gestaltung des Kernes nach Fig. " 3, nämlich die Erzielung einer festeren Haftung der Drähte in dem Spannkopf.
Um aber zu vermeiden, dass die Drähte unter dem Eilifluss der Gewindesteigung aus ihrer axialen Rich tung herausgedrängt werden, ist das letzte Stück 39 des Kernes, das aus dem Spannkopf herausragt, glatt zylindrisch ausgeführt.
Bei allen Ausführungsbeispielen setzt sieh nach der Spannung des Drahtbündels die Achse der Drähte wenigstens in den vordern Teil der Einklemmung hinein geradlinig fort.