DE20110720U1

DE20110720U1 - Muffenverbindung für Betonstabstähle

Info

Publication number: DE20110720U1
Application number: DE20110720U
Authority: DE
Original assignee: SCHOECK ENTWICKLUNGSGMBH
Current assignee: Schoeck Bauteile GmbH
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2011-06-30

Description

LEMCKE · BROMMER & PARTNER

PATENTANWÄLTE

BISMARCKSTR. 16 ■ D-7B1 33 KARLSRUHE

29. Juni 2001 19 127 (A/gr)

Schock Entwicklungsgesellschaft mbH
Vimbucher Straße 2

76534 Baden-Baden

Muffenverbindung für Betonstabstähle

LEMCKE · BROMMER a PARTNER

PATENTANWÄLTE

BISMARCKSTB. 16 ■ D-761 33 KARLSRUHE

29. Juni 2001 19 127 (A/gr)

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Muffenverbindung für Betonstabstähle, wobei die Betonstabstähle an ihren zu verbindenden Enden jeweils mit dem einen Ende eines Male- oder Female-Muffenteils verbindbar sind, wobei das Male-Muffenteil an seinem anderen Ende einen Zapfen mit Außengewinde aufweist, während das Female-Muffenteil an seinem anderen Ende eine Bohrung mit entsprechendem Innengewinde aufweist, so dass beide Muffenteile miteinander verschraubbar sind.

Im Zuge eines optimierten Bauablaufs oder aus statisches Erfordernissen ist es oft notwendig, axial aufeinanderfolgende Betonstabstähle miteinander zu verbinden. Neben einem Übergreifen der Betonstabstähle, bei dem sich die Endabschnitte der Betonstabstähle überlappen und diese Überlappungsbereiche miteinander verschweißt werden, ist es auch bekannt, die Betonstabstähle mit Hilfe der obengenannten Schraubmuffen zu verbinden.

Dabei werden das Male- und das Female-Muffenteil entweder durch Aufpressen auf das entsprechende Stabende mit dem Betonstahlstab verbunden oder durch eine Schraubverbindung, bei der auf das Stabende zunächst ein Spezialgewinde aufgebracht wird, auf das dann das Muffenteil aufgeschraubt wird. Die Verbindung der beiden Muffenteile selbst erfolgt anschließend durch Verschrauben des zylindrischen Außengewindes des Male-Muffenteils mit dem zylindrischen Innengewinde des Female-Muffenteils.

Um eine bauaufsichtliche Zulassung einer derartigen Muffenverbindung zu erhalten, ist es notwendig, zur Vermeidung von Rissbildungen im Beton die Stoßstellen zwischen den Betonstabstählen in ihrem Schlupfverhalten zu beschränken, das heißt, die im Beton wirkenden Kräfte sollten möglichst keinen axialen Versatz

zwischen den Stäben bewirken. Zulässig ist ein Gesamtversatz aller beteiligten Stoßstellen, also der Stoßstelle zwischen dem ersten Betonstabstahl und dem Female-Muffenteil, zwischen dem Female-Muffenteil und dem Male-Muffenteil und zwischen dem Male-Muffenteil und dem zweiten Betonstabstahl von nicht mehr als insgesamt 0,1 mm.

Um den Schlupf zwischen dem Male-Muffenteil und dem Female-Muffenteil soweit wie möglich zu beschränken, ist es im Stand der Technik bekannt, das Male-/Female-Gewinde mit einer definierten Kraft, beispielsweise einem Drehmomentschlüssel anzuziehen, um eine axiale Vorspannkraft zu erzeugen, die dem Schlupfbestreben des Gewindes gegenüber entsprechend angreifenden Kräften entgegenwirkt. Allerdings sind auf Baustellen häufig keine Drehmomentschlüssel vorhanden; außerdem ist das Erzielen einer definierten Vorspannkraft häufig nicht gewährleistet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe dieser Erfindung, die bekannte Muffenverbindung für Betonstabstähle derart zu verbessern, dass der vorgeschriebenen maximale Versatz auch ohne Drehmomentschlüssel eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Außengewinde des Male-Muffenteils einen Endabschnitt aufweist, der gegenüber dem restlichen Gewinde einen größeren Durchmesser und/oder eine unterschiedliche Gewindesteigung aufweist, so dass er beim Einschrauben in das Innengewinde des Female-Muffenteils darin verklemmbar ist, indem das übliche Spiel zwischen den Gewindegängen des Male- und des Female-Muffenteils im Bereich dieses Endabschnitts eliminiert wird.

Durch das Einschrauben des Endabschnittes wird also dort und in dem entsprechenden Abschnitt des Innengewindes eine Verspannung zwischen dem Male-Muffenteil und dem Female-Muffenteil geschaffen, die in diesem Bereich das übliche Spiel zwischen Female- und Male-Muffenteil ausschaltet. Dadurch kann die Relativbewegung zwischen dem Male- und dem Female-Muffenteil zuverlässig unter dem vorgeschriebenen Grenzwert gehalten werden.

Vorteilhafterweise ist der Endabschnitt des Male-Muffenteils in seiner Geometrie, insbesondere seiner Konizität derart ausgebildet, dass durch eine definierte Einschraubtiefe seines Zapfens in die Bohrung des Female-Muffenteils eine Reduktion des Spiels zwischen den Gewindegängen des Female-Muffenteils erreicht wird, aus der eine vorbestimmte Schlupfbeschränkung zwischen Male- und Female-Muffenteil resultiert. Dadurch wird es möglich, eine definierte Verspannkraft zu erzeugen, die derjenigen entspricht, die auf konventionelle Art beim Aufbringen eines bestimmten Anziehdrehmomentes mittels Drehmomentschlüssel erzeugt werden muss. Durch ein einfaches Verschrauben der beiden Muffenteile kann auf der Baustelle daher ohne Einsatz eines Drehmomentschlüssels ein bestimmtes Schlupfverhalten garantiert werden.

Sehr günstig ist es, wenn das Female-Muffenteil an seinem dem Male-Muffenteil zugeordneten Ende einen reduzierten Materialquerschnitt aufweist, so dass beim Einschrauben des konischen Endabschnitts des Zapfens eine Aufweitung der Bohrung stattfinden kann. Dies ist insbesondere beim Einsatz von Betonstabstählen mit vergleichsweise großem Durchmesser günstig, da dann Gewinde mit verhältnismäßig großen Gangweiten und Toleranzen eingesetzt werden. Denn bei diesen großen Gewinden ist es schwierig, während der Herstellung die Male-Muffe exakt so auszubilden, dass eine definierte Spielreduzierung und damit eine definierte Schlupfbeschränkung erzeugt wird. Durch die Reduktion des Materialquerschnitts des Female-Muffenteils ist es nun möglich, dass sich letzteres beim Zusammendrehen der beiden Muffenteile aufweitet, wobei die Ringzugfestigkeit des Female-Muffenteils in diesem reduzierten Materialquerschnitt den entsprechenden Erfordernissen angepasst wird. &igr;

Dabei kann der reduzierte Materialquerschnitt durch eine Reduktion des Außendurchmessers, durch Schlitze oder dergleichen gebildet sein. Entscheidend ist, dass insgesamt beim Zusammenschrauben der beiden Muffenteile eine Aufweitung der Bohrung möglich wird.

Zweckmäßigerweise wird der reduzierte Materialquerschnitt durch eine Durchmesser-Reduktion und zusätzlich durch Schlitze, insbesondere mehrere über den Umfang verteilte Längsschlitze gebildet.

Was die Konizität des konischen nach außen gezogenen Endabschnittes des Male-Muffenteils angeht, so sind viele Möglichkeiten denkbar. Versuche der Anmelderin haben ergeben, dass zweckmäßigerweise der konische Endabschnitt gegenüber dem restlichen zylindrischen oder konischen Abschnitt unter einem Winkel von etwa 1° nach außen gezogen wird. Auch muss der Außendurchmesser des konisehen Endabschnittes nicht linear zunehmen, sondern kann stattdessen degressiv oder progressiv zunehmen und gegebenenfalls mit einem zylindrischen Abschnitt größeren Durchmessers kombiniert sein, so dass eine Art Gewindestufe entsteht.

Um den Mitarbeitern auf der Baustelle das Einstellen des vorbestimmten Anziehdrehmomentes zu erleichtern, ist es besonders günstig, wenn die vorbestimmte Schlupfbeschränkung dann vorliegt, wenn der letzte Gewindegang des konischen Endabschnitts beim Einschrauben des Zapfens vollständig vom freien Ende der Bohrung verdeckt ist.

Wenn sowohl ein reduzierter Materialquerschnitt des Female-Muffenteils als auch der konische Endäbschnitt des Zapfens des Male-Muffenteils vorgesehen sind, werden vorteilhafterweise dieser reduzierte Materialquerschnitt und der konische Endabschnitt derart aufeinander abgestimmt, dass durch eine definierte Einschraubtiefe des Zapfens in die Bohrung eine vorbestimmte Schlupfbeschränkung einstellbar ist. Das Female- und das Male-Muffenteil werden also bei der Herstellung so aneinander angepasst, dass beim Verschrauben dieser beiden Elemente auf der Baustelle eine Schlupfbeschränkung erzeugt wird, die sonst nur mit einem Drehmomentschlüssel über ein genau einstellbares Anziehdrehmoment einstellbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich nach der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den Zeichnungen zu diesem Ausführungsbeispiel.

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Dabei zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Male-Muffenteil im Längsschnitt entlang der

Mittelebene;

Figur 2(a) - (c) ein entsprechendes Female-Muffenteil im Längsschnitt entlang

der Mittelebene, in Schrägansicht und in Draufsicht von vorne.

Figur 1 zeigt ein Male-Muffenteil 1 einer Muffenverbindung für hier nicht dargestellte Betonstabstähle, das mit seinem freien Ende 2 auf einem zu verbindenden Betonstabstahl aufgepresst oder mittels eines Gewindes aufgeschraubt wird. Dazu weist das freie Ende 2 eine an den Außendurchmesser des Betonstabstahls angepasste konzentrische Bohrung 3 auf.

An dem anderen freien Ende des Male-Muffenteils 1 ist ein zylindrischer Zapfen 4 angeformt, der ein Außengewinde 5 aufweist. Mit diesem Außengewinde kann das Muffenteil 1 in eine in den Figuren 2(a)-2(c) dargestellte Bohrung 11 eines Female-Muffenteils 10 mit einem in dieser Bohrung 11 angeordneten Innengewinde 12 eingeschraubt werden.

Wesentlich ist nun, dass das Außengewinde 5 des Zapfens 4 zu einem Großteil aus einem zylindrischen Außengewinde 5a besteht, wogegen ein hinterer Endabschnitt 5b des Gewindes vorgesehen ist, der um etwa 1° konisch radial nach außen gezogen ist. Demgegenüber ist das Innengewinde 12 des Female-Muffenteils 10 über seine gesamte Länge als zylindrisches Gewinde ausgebildet. Wenn die beiden Muffenteile 1,10 miteinander verschraubt werden, greift zunächst der zylindrische Abschnitt 5a in üblicherweise in das Innengewinde 12 desjFemale-Muffenteils 10 ein. Ist der Zapfen 4 dann tief genug in das Innengewinde 12 eingeschraubt, greift allmählich der konisch auslaufende Endabschnitt 5b des Außengewindes 5 in das Innengewinde 12 ein und bewirkt eine Verklemmung zwischen diesem Gewindeabschnitt 5b und dem entsprechenden Abschnitt des Innengewindes 12. Dadurch entsteht eine Vorspannkraft zwischen den beiden Muffenteilen 1, 10, die sowohl in axialer als auch in radialer Richtung wirkt. Insbesondere die axiale Komponente wirkt Kräften entgegen, die die beiden Muffenteile 1, 10 in axialer Richtung auseinanderziehen würden.

Wie in der Figur 2a zu erkennen ist, weist das Female-Muffenteil 10 an seinem dem Male-Muffenteil 1 zugeordneten Ende einen reduzierten Materialquerschnitt 13 auf. Dieser reduzierte Materialquerschnitt 13 wird zum einen durch eine Reduktion des Außendurchmessers des Female-Muffenteils 10 erreicht, zum anderen durch in dem Bereich des reduzierten Durchmessers angeordnete Längsschlitze 14, die zweckmäßig eine etwas größere axiale Länge aufweisen als der konische Gewindeabschnitt 5b.

Beim Einschrauben des Zapfens 4 des Male-Muffenteils 1 in die Bohrung des Female-Muffenteils 10 wird der Bereich des reduzierten Materialquerschnittes 13 durch den konischen Endabschnitt 5b nach außen aufgeweitet. Bei der Herstellung der beiden Muffenteile 1,10 wurden dieser reduzierte Materialquerschnitt 13 und der konische Gewindeabschnitt 5b des Zapfens 4 derart aufeinander abgestimmt, dass durch eine definierte Einschraubtiefe des Zapfens 4 in die Bohrung 11 ein vorbestimmtes Anziehdrehmoment einstellbar ist. Das vorbestimmte Anziehdrehmoment ist dann erreicht, wenn der letzte Gewindegang des konischen Gewindeabschnittes 5b des Zapfens 4 vollständig von dem Bereich des reduzierten Materialquerschnittes 13 bzw. von der Bohrung 11 verdeckt ist.

Figur 2 (c) zeigt das Female-Muffenteil 10 zur weiteren Verdeutlichung in Draufsicht vom Ende des reduzierten Materialquerschnittes 13 aus gesehen.

Es wird darauf hingewiesen, dass der Zapfen 4 des Male-Muffenteils 1 auch konisch mit konischem Außengewinde und die entsprechende Bohrung 11 des Female-Muffenteils 10 dann ebenfalls konisch mit konischem Innengewinde ausgebildet sein kann. Entscheidend ist auch in diesem Fall wieder, dass das Außengewinde des Zapfen 4 über einen konischen Endabschnitt verfügt, der gegenüber dem restlichen Gewinde nach außen gezogen ist, d.h. über eine größere Konizität verfügt als das restliche Gewinde.

Auch eine kinematische Umkehr liegt im Rahmen der Erfindung, d.h., dass das Innengewinde 12 einen innen liegenden Endabschnitt mit kleinerem Durchmesser und/oder unterschiedlicher Gewindesteigung aufweist.

Claims

1. Muffenverbindung für Betonstabstähle, wobei die Betonstabstähle an ihren zu verbindenden Enden jeweils mit dem einen Ende eines Male- (1) oder Female- Muffenteils (10) verbindbar sind, wobei das Male-Muffenteil (1) an seinem anderen Ende einen Zapfen (4) mit Außengewinde (5, 5a) aufweist, während das Female- Muffenteil (10) an seinem anderen Ende eine Bohrung (11) mit Innengewinde (12) aufweist, so dass beide Muffenteile (1, 10) miteinander verschraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (5) des Male-Muffenteils (1) einen Endabschnit (5b) aufweist, der durch einen größeren Durchmesser und/oder eine unterschiedliche Gewindesteigung beim Einschrauben in das Female-Muffenteil (10) in dessen Innengewinde (12) verklemmbar ist, indem das übliche Spiel zwischen den in Eingriff gelangenden Gewindegängen eliminiert wird.

2. Muffenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Endabschnitt (5b) des Male-Muffenteils (1) in seiner Geometrie, vorzugsweise in seiner Konizität derart ausgebildet ist, dass durch eine definierte Einschraubtiefe seines Zapfens (4) in die Bohrung (11) des Female-Muffenteils (10) eine Verspannung zwischen beiden Gewinden erreicht wird, aus der eine definierte Schlupfbegrenzung zwischen Male- und Female-Muffenteil resultiert.

3. Muffenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Female-Muffenteil (10) an seinem dem Male-Muffenteil (1) zugeordneten Ende einen reduzierten Materialquerschnitt (13) aufweist, so dass beim Einschrauben des vorzugsweise konischen Endabschnittes (5b) des Zapfens (4) eine Aufweitung der Bohrung (11) ermöglicht ist.

4. Muffenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der reduzierte Materialquerschnitt (13) durch eine Durchmesser-Reduktion, durch Schlitze (14) oder dergleichen gebildet ist.

5. Muffenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der reduzierte Materialquerschnitt (13) durch eine Durchmesser-Reduktion und zusätzlich durch Schlitze (14), insbesondere Längsschlitze (14) gebildet ist.

6. Muffenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der reduzierte Materialquerschnitt (13) des Female-Muffenteiles (10) und der Endabschnitt (5b) des Zapfens (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass durch eine definierte Einschraubtiefe des Zapfens (4) in die Bohrung (11) eine vorbestimmte Schlupfbeschränkung einstellbar ist.

7. Muffenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (5b) des Male-Muffenteils (1) gegenüber dem restlichen Gewinde (5a) etwa konisch unter einem Winkel von etwa 1° nach außen gezogen ist.

8. Muffenverbindung nach zumindest Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Schlupfbegrenzung dann eingestellt ist, wenn der letzte Gewindegang des Endabschnitts (5b) beim Einschrauben des Zapfens (4) vollständig vom freien Ende der Bohrung (11) verdeckt ist.