DE19753755C2

DE19753755C2 - Schlupfarme Schraubverbindung für Stäbe im Bauwesen mit geometrisch definierter Konterung

Info

Publication number: DE19753755C2
Application number: DE1997153755
Authority: DE
Original assignee: Deha Ankersysteme GmbH and Co KG
Current assignee: SCHIMPFF, FRITHJOF, 65193 WIESBADEN, DE
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: DE19753755A1

Description

Die Erfindung betrifft eine konterbare Schraubverbindung für Stäbe im Bauwesen, wie sie gattungsmäßig im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1-7 beschrieben sind. Bei diesen Schraubverbindungen werden die beiden zu verbindenden Stabenden geometrisch definiert verspannt.

Bei Stabverbindungen im Bauwesen darf unter Belastung nur ein geringer Schlupf entstehen, da sonst unzulässige Verformungen und damit Risse auftreten. Die Stabverbindung darf sich während des Bauvorgangs nicht lösen. Um dies zu erreichen, werden die Stäbe kraftschlüssig miteinander verspannt (Konterung).

Konterung kann durch kraftschlüssiges Gegeneinanderpressen der Stirnflächen einer Stabverbindung mit einem vorgeschriebenen Einschraubmoment geschehen. Konterung kann auch durch elastisch-plastische Verformung der Elemente der Stabverbindung erreicht werden. Weiter kann durch unvollständig geformte oder geschnittene Innen- oder Außengewinde eine Konterung der Stäbe herbeigeführt werden.

Stabverbindungen sollen wirtschaftlich auf der Baustelle mit baustellengerechten, einfachen Mitteln herstellbar und weitgehend unempfindlich gegen Herstellungsfehler sein. Die Benutzung von Momentenschlüsseln oder die Einhaltung genauer Einschraubtiefen zur Erreichung einer einwandfreien Stabverbindung mit Konterung erfordert Sorgfalt und Sachkenntnis des Baustellenpersonals. Dagegen sind Konterungen durch elastisch-plastische Verformung robust und einfach herzustellen.

Aus der DE 40 27 230 A1 ist bekannt, die Konterung der Stäbe dadurch zu erreichen, daß eine Muffe mit konstantem Innengewinde auf ein gegen das Gewindeende konisch auslaufendes Stabendgewinde unter elastisch-plastischer Verformung der Muffe aufgedreht wird. Das Muffengewinde drückt sich dabei in den Stabkern des konisch auslaufenden Stabendgewindes kraft- und formschlüssig ein und bewirkt so eine schlupffreie Verbindung. Sowohl Stabendgewinde als auch Muffen müssen sehr präzise gefertigt werden, was zumindest auf Auslandsbaustellen nicht immer gewährleistet ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, Konterverfahren zu entwickeln, die einfach in der Durchführung und auch bei geringer Arbeitssorgfalt zuverlässig herstellbar sind. Die Aufgabe wird gelöst durch Verfahren, deren kennzeichnende Merkmale in den Ansprüchen 1-7 beschrieben sind. Die Verfahren nach den Ansprüchen 1-7 sind selbständige Verfahren, nach denen eine Konterung durch unterschiedliche geometrisch definierte elastisch-plastische Verformungen erreicht wird. Sie lösen alle in gleicher Weise die gestellte Aufgabe durch ein Ineinanderdrehen der Verbindungselemente der beiden zu verbindenden Stäbe, bei dem sich mindestens eines der beiden Elemente geometrisch definiert so elastisch-plastisch verformt, daß auf einer ausreichend großen Strecke ein form- und kraftschlüssiger Kontaktbereich der Verbindungselemente entsteht. Durch geeignete Wahl der Materialkennwerte und der Formgebung der Elemente wird der Kontaktbereich so großzügig bemessen, daß die Verbindung unempfindlich gegen Ungenauigkeiten der Ausführung ist.

Bei Konterung durch unvollständig ausgebildete Gewinde kann zweckmäßig ein Element (Stab oder Muffe) deutlich weicher sein, um eine innige schlupfarme Verbindung zu erreichen.

Die erfindungsgemäßen Schraubverbindungen werden anhand der Fig. 1-5 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stabverbindung nach Anspruch 1

Fig. 2 eine Stabverbindung nach Anspruch 3

Fig. 3 eine Stabverbindung nach Anspruch 5

Fig. 4 eine Stabverbindung nach Anspruch 6

Fig. 5 eine Stabverbindung nach Anspruch 5

Die erfindungsgemäßen Schraubverbindungen 1 umfassen ein stabförmiges Element 2 mit Außengewinde und ein muffenförmiges Element 3 mit Innengewinde. Das stabförmige Element ist in den Beispielen der Fig. 1-5 als Stab dargestellt. Es kann jedoch ebenso ein - z. B. auf einer Platte verankerter - Bolzen sein, an den mit einem muffenförmigen Element angeschlossen wird. In gleicher Weise kann das muffenförmige Element unterschiedlich ausgebildet sein, z. B. als Muffe oder als verankerte Hülse, an die mit einem stabförmigen Element nach zwei Seiten bzw. nur nach einer Seite angeschlossen wird. Dementsprechend zeigen die Fig. 1-5 nur einzelne Beispiele aus der Vielzahl der für die erfindungsgemäßen Schraubverbindungen verwendbaren zu verbindenden Elemente 2 und 3.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schraubverbindung nach Anspruch 1. Der Stab 2 weist ein Endgewinde 5 auf, das in seinem vorderen Abschnitt 4 zum besseren Einspuren in die gewindelose Muffe 3 von der Spitze stetig bis zur vollen Zahnhöhe ansteigend unvollständig ausgebildet ist.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel nach Anspruch 3 mit einem Element 2 mit gewindelosem geschälten Stabende, das in das Gewinde eines muffenförmigen Elementes 3 eingedreht wird. In diesem Beispiel ist das Muffengewinde an den Enden auslaufend unvollständig ausgebildet.

Fig. 3 und 5 zeigen Beispiele nach Anspruch 5. Das mit Stabendgewinde versehene Element 2 wird in ein im Endbereich 7, 11 vollständig, im Mittelbereich 8, 12 unvollständig bzw. nicht ausgebildetes komplementäres Muffengewinde eingedreht.

Fig. 4 ist ein auf einen Stab aufgepreßtes muffenförmiges Element 3 mit Gewinde, bei dem nach Anspruch 5 das Gewinde im inneren Bereich 10 - entweder im gleichen Vorgang mit dem Aufpressen der Muffe auf den Stab oder in einem gesondereten Preßvorgang - zusammengepreßt wird. In diesem verengten Bereich wird das Stabendgewinde des Elements 2 unter plastisch/elastischer Verformung mindestens eines der beiden Elemente eingedreht. Bei diesem Beispiel ist das Stabendgewinde außerdem im Endbereich mit steigender Kontur bzw. mit unvollständiger Ausformung dargestellt. Damit kann die Konterung durch Vergrößerung des Verformungsbereichs noch verbessert werden.

Claims

1. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Innenfläche (6) des muffenförmigen Elements (3) profillos ist,
- daß das stabförmige Element (2) ein Gewinde mit einem größeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des muffenförmigen Elements (3) aufweist, das in einem vorderen Abschnitt (4) unvollständig ausgeformt ist,
- daß der vordere Abschnitt (4) eine vom Gewindebeginn gegen das Ende des vorderen Abschnitts (4) wachsende Kontur aufweist, deren Außendurch messer vom Maß des Innendurchmessers des Elements (3) auf das Maß des Außendurchmessers des Stabgewindes in seinem rückwärtigen voll ausgeformten Abschnitt (5) anwächst oder daß die Muffe eine zum Einspuren des Stabes geeignet flache Fase aufweist, und
- daß das stabförmige Element (2) unter elastisch/plastischer Verformung mindestens des muffenförmigen Elements (3) in das Element (3) eingedreht ist.

2. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet,

- daß zum besseren Einspuren das ansonsten innen glatte muffenförmige Element (3) am Ende ein Teilgewinde aufweist
- daß das stabförmige Element (2) ein Gewinde mit einem größeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des muffenförmigen Elements (3) aufweist, das in einem vorderen Abschnitt (4) unvollständig ausgeformt ist,
- daß der vordere Abschnitt (4) eine vom Gewindebeginn gegen das Ende des vorderen Abschnitts (4) wachsende Kontur aufweist, deren Außendurchmesser vom Maß des Innendurchmessers des Elements (3) auf das Maß des Außendurchmessers des Stabgewindes in seinem rückwärtigen voll ausgeformten Abschnitt (5) anwächst oder daß die Muffe eine zum Einspuren des Stabes geeignete flache Fase aufweist, und
- daß das stabförmige Element (2) unter elastisch-plastischer Verformung mindestens des muffenförmigen Elements (3) in das Element (3) eingedreht ist.

3. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe ein Innengewinde und das Stabende kein Gewinde aufweist, jedoch eine geeignet flache Fase zum Einspuren aufweist.

4. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe ein Innengewinde und zum besseren Einspuren das ansonsten glatte stabförmige Element (2) am Stabende ein Teilgewinde aufweist.

5. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das muffenförmige Element(3)meinem äußeren vorderen Abschnitt (7) ein ausgeformtes Gewinde aufweist und in einem inneren rückwärtigen Abschnitt (8) das ausgeformte Gewinde - stetig oder sprunghaft-unvollkommener oder wahlweise bis zum völligen Verschwinden ausgeformt ist, und daß das stabförmige Element (2) ein dem Gewinde des Elements (3) im vorderen Abschnitt (7) entsprechendes Außengewinde aufweist und mit ihm in die Muffe des Elements (3) bis in den rückwärtigen Abschnitt (8) unter Verformung dieses unvollständig ausgeformten Bereiches eingedreht ist.

6. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Muffengewinde im rückwärtigen inneren Abschnitt (10) des muffenförmigen Elements (3) auf eine definierte Länge auf einen definierten, gegenüber dem äußeren Abschnitt (9) geringeren Durchmesser zusammengedrückt und das Stabendgewinde (4) des zu verbindenden stabförmigen Elements (2) in den zusammengedrückten Abschnitt (10) des Muffengewindes unter elastisch-plastischer Verformung mindestens eines der beiden Elemente eingedreht ist.

7. Schlupfarme Stabverbindung (1), bei der zwei Bauteile (2, 3) verbunden werden, von denen das eine ein stabförmiges Element (2) ist, und das andere ein muffenförmiges Element (3), in das das Element (2) eindrehbar ist, und bei dem mindestens bei einem Element die in der Verbindung dem anderen zugekehrte Kontur Gewindeform aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Muffeninnengewinde zumindest in einem Teilbereich eine Steigungsänderung aufweist, die zum Verspannen der Teile führt.