DE3131078C1 - "Verankerungs- oder Verbindungskörper für Stahlstäbe mit Oberflächenprofilierungen in Form von Rippen" - Google Patents

Description

• Der Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Außenkontur des Verankerungs- oder Verbindungskörpers in dem besonders gefährdeten Endbereich der durch die Oberflächenprofilierungen bestimmten Kontur des Bewehrungsstabes folgt, also neben den durch die Gewindegänge an der Innenseite vorgegebenen Querschnittsverringerungen weitere ähnliche Querschnittsverringerungen von der Außenseite her aufweist; der Längsschnitt des Verankerungs- oder Verbindungskörpers zeigt somit in diesem Bereich einen etwa wellenförmigen Verlauf. Dadurch wird der Verformungsmodul des Verankerungs- oder Verbindungskörpers auch bei gleichem oder annähernd gleichem Elastizitätsmodul wie der des Bewehrungsstabes reduziert. Der Verformungsmodul resultiert dann nicht mehr allein aus der reinen Längsverformung, die infolge der unterschiedlichen Querschnitte von Stab und Verankerungs- oder Verbindungskörper stark unterschiedlich sind, sondern zusätzlich aus der Biegeverformung im Bereich der Wellen. Dadurch wird eine größere Dehnungsmöglichkeit des Verankerungs- oder Verbindungskörpers im Endbereich geschaffen mit der Wirkung einer gleichmäßigeren Krafteintragung und einer deutlich verbesserten Dauerfestigkeit des Stabes Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Muffenstoß von zwei mit Gewinderippen versehenen Stahlstäben, F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie Il-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Verankerung eines Stahlstabes mittels einer Mutter, F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Preßmuffenstoß von zwei mit Querrippen versehenen Stahlstäben, Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig.4, F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Muffenstoßes und Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie Vll-VII in Fig. 6.
• In F i g. list im Längsschnitt eine Muffe 1 dargestellt, mittels der zwei Stahlstäbe 2 und 3 gestoßen sind. Die beiden Stahlstäbe 2 und 3 sind mit warngewalzten Rippen 4 versehen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Stabes- angeordnet sind und ein Teilgewinde bilden. Die Muffe 1 ist mit einem entsprechenden vollständigen Innengewinde versehen, dessen Gewindegänge von der Innenseite des Muffenkörpers her gesehen schraubenlinienförmig verlaufende Ausnehmungen 5 bilden.
• In den besonders gefährdeten Endbereichen 6 der Muffe 1 sind von der Außenfläche ausgehend Vertiefungen 7 angeordnet, die jeweils zwischen zwei inneren Ausnehmungen 5 liegen und ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufen. Die Vertiefungen 7 sind im Längsschnitt (Figl) so ausgebildet, daß die Muffe 1 im Endbereich 6 etwa konstante Wanddicke aufweist und etwa wellenförmig der durch die Rippen 4 vorgegebenen Kontur der Stahlstäbe 2 bzw. 3 folgt Die schraubenlinienförmigen Vertiefungen 7 gehen -gegen den Muffenkörper hin allmählich flacher werdend - über einen Zwischenbereich 8 mit zylindrischer Außenwand in einen sich konisch erweiternden Bereich 9 der Muffe 1 über, der dann seinerseits wieder in einen zentralen Bereich 10 mit zylindrischer Wandung übergeht In Fig.2 ist in einem dem schraubenlinienförmigen Verlauf der Rippen 4 folgenden Schnitt II-II nach F i g. 1 angedeutet, wie die Vertiefung 7 von der maximalen Tiefe t etwa entlang einer Windung allmählich flacher werdend in den an den Endbereich 6 anschließenden Bereich 8 der Muffe übergeht Dieser mit zylindrischer Außenfläche gestaltete Übergangsbereich 8 kann mehr oder weniger stark ausgeprägt sein; er kann auch ganz wegfallen, wobei dann der konische Bereich 9 der Muffe 1 unmittelbar an den mit Vertiefungen 7 versehenen Endbereich 6 anschließt In dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die schraubenlinienförmige Vertiefung 7 über etwa zwei volle Windungen, bevor sie über den Zwischenbereich 8 in den sich konisch erweiternden Bereich 9 der Muffe übergeht Die Länge der Vertiefung 7 wird in Abhängigkeit vom Durchmesser des Stabes sowie der Festigkeit des Materials des Stabes und der Muffe gewählt; sie soll mindestens über die Hälfte des Umfangs der Muffe reichen, sie kann aber auch mehrere Windungen umfassen.
• In Fig. 3 sind analoge Verhältnisse an einer Verankerungsmutter 11 dargestellt. Die Verankerungsmutter 11 weist einen zentralen Bund 12 auf, der mit einer etwa kegeligen Abstützfläche 13 zur Anlage an einem Ankerkörper ausgestattet ist Am äußeren Ende der Mutter ist ein Sechskant 14 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs vorgesehen. An dem dem Sechskant 14 gegenüberliegenden, vom Bund 12 aus sich konisch verjüngenden Ende 6' der Mutter sind, ähnlich wie bei der Muffe gemäß F i g. 1, Vertiefungen 7' angeordnet, die mit den durch die Gewindegänge im Inneren der Mutter 11 gebildeten Ausnehmungen 5' korrespondieren. Der auch in F i g. 3 angedeutete Querschnitt II-II entspricht der F i g. 2.
• Bei Belastung der Stäbe 2 und 3 gemäß Fig. 1 bzw.
• des Stabes 2' gemäß F i g. 3 und daraus folgender extremer Belastung des jeweils ersten Gewindeganges der Muffe 1 bzw. Mutter 11 können deren Endteile 6 bzw. 6' sich nicht nur infolge ihrer reinen Längsdehnung verformen, sondern zusätzlich infolge Biegeverformung im Bereich der Wellen, so daß die Verankerungskräfte weich eingetragen und die Schwingungsfestigkeit erhöht wird.
• Analoge Verhältnisse, wie sie im Zusammenhang mit den F i g 1 und 3 an sogenannten Gewindestäben geschildert wurden, sind auch bei einem Preßmuffenstoß gegeben. In F i g. 4 ist ein Längsschnitt durch eine Muffe 15 dargestellt, mit der zwei Stahlstäbe 16 und 17 miteinander verbunden sind. Die Muffe 15, die ursprünglich in den Endbereichen 18 und an ihrer Innenwand 19 glatt ausgebildet war, wurde durch entsprechende Verformungswerkzeuge in der dargestellten Weise verformt, in der die Querrippen 20 der Stäbe 16 bzw. t7 eng umschlossen und ringförmig verlaufende Vertiefungen 21 und 22 eingepreßt sind Wie insbesondere aus F i g. 5 ersichtlich ist, verlaufen die Vertiefungen 21 und 22 mit gleicher Tiefe trings um die Endteile 18 der Muffe 15 herum. Zur Erzielung eines allmählichen Übergangs können die Vertiefungen 21 und 22 unterschiedliche Tiefe t bzw. t2 aufweisen, wobei die Tiefe t1 der im Ende der Muffe benachbarten Verteifung 21 in jedem Fall größer ist als die Tiefe t2 der folgenden Vertiefung 22 bzw. weiterer Vertiefungen.
• In F i g. 6 ist schließlich noch eine Ausführungsform eines Muffenstoßes gezeigt, die im wesentlichen dem Muffenstoß gemäß Fig 1 entspricht Die Muffe 23 ist eine Schraubmuffe, die auf die Rippen 4" von Gewindestäben 2" und 3" aufgeschraubt ist Bei dieser Muffe 23 erstrecken sich die Vertiefungen 24 der Schraubenlinienform der Rippen 4" folgend ebenfalls schraubenlinienförmig vom Ende 25 der Muffe 23 bis zum Mittelteil 26, wobei die Wanddicke des im Querschnitt wellenförmigen und sich konisch verdickenden Teils 27 etwa stetig anwächst Die Tiefe der einzelnen Vertiefungen 24 ist dabei konstant, wie im einzelnen aus dem der Schraubenlinie folgenden Querschnitt VII-VII gemäß F i g. 7 hervorgeht - Leerseite-

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verankerungs- oder Verbindungskörper für Stahlstäbe mit Oberflächenprofilierungen in Form von Rippen, insbesondere Betonbewehrungsstäbe, mit warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden und ein Teilgewinde bildenden Rippen, der an der Innenseite mit den Oberflächenprofilierungen der Stäbe korrespondierenden Ausnehmungen, insbesondere Gewindeeinschnitten, versehen ist und dessen Außendurchmesser -sich zu seinem Ende hin konisch verringert, dadurch gekennzeichn e t, daß der Verankerungs- bzw. Verbindungskörper (1) in seinem Endbereich (6) jeweils in den Bereichen zwischen den durch die Ausnehmungen an der Innenseite vorgegebenen Querschnittsverringerungen durch von der Außenseite her vorgesehene Vertiefungen (7) mit entsprechenden Querschnittsverringerungen versehen ist.
2. 2. Verankerungs- bzw. Verbindungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (7) in bezug auf die Ausnehmungen an der Innenseite so angeordnet und ausgebildet sind, daß der Verankerungs- bzw. Verbindungskörper (1) etwa konstante Wanddicke aufweist.
3. 3. Verankerungs- bzw. Verbindungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (7) in bezug auf die Ausnehmungen an der Innenseite so angeordnet und ausgebildet sind, daß der Verankerungs- bzw. Verbindungskörper (1) eine im wesentlichen stetig zunehmende Wanddicke aufweist.
4. 4. Verankerungs- bzw. Verbindungskörper nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Ausnehmungen an der Innenseite Gewindegänge bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (7) schraubenlinienförmig verlaufend angeordnet sind.
5. 5. Verankerungs- bzw. Verbindungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Vertiefungen (7) sich über mindestens die Hälfte des Umfangs des Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers (1) erstreckt.
6. 6. Verankerungs- bzw. Verbindungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (7) sich in-ihrer Tiefe stetig verringernd in die zylindrische bzw. konische Oberfläche des an den Endbereich (6) anschließenden Bereichs (8) des Verankerungs- bzw. Verbindungskörpers übergehen.

   Die Erfindung betrifft einen Verankerungs- oder Verbindungskörper mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

   Es ist ein Betonbewehrungsstab, insbesondere Spannstab, der mit warmgewalzten, schraubenlinienförmig verlaufenden Rippen versehen ist, die an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Stabumfanges angeordnet sind und Teile eines Gewindes bilden (DE-PS 17 84 630). Dieser Bewehrungsstab kann sowohl als Betonrippenstahl für Stahlbeton eingesetzt werden, wo durch die normal zur Stabachse gerichteten Flächenanteile der Rippen der erforderliche Verbund erreicht wird, wie auch als Spannstab für Spannbeton, wo auf die Rippen mit einem entsprechenden Gegengewinde versehene Verankerungskörper, z.B. in Form von Muttern, oder Verbindungskörper, z. B. in Form von Muffen, aufgeschraubt werden können, Er kann aber auch ganz allgemein für alle Zugglieder verwendet werden, bei denen schraubbare Verankerungs- oder Verbindungskörper von Vorteil sind.

   Bei Gewindeverankerungen von Stahlstäben besteht das Problem, daß infolge von Formänderungen im Verankerungsbereich die Zugkraft nicht gleichmäßig auf alle Gewindegänge verteilt wird. Übliche Muttern stehen z. B. völlig unter Druckspannung, so daß bereits der erste Gewindegang ein Viertel bis ein Drittel der Gesamtkraft aufnimmt. Die Höhe der dadurch hervorgerufenen Spannungsspitzen begrenzt vor allem die Schwingweite und damit die Dauerfestigkeit der Verankerung. Die Dauerfestigkeit muß aber gerade bei Spanngliedverankerungen sehr hoch sein, weil durch die Verkehrslasten dauernde Wechselbeanspruchungen auftreten.

   Spannungsspitzen im Stahlstab am Anfang der Mutter oder Muffe entstehen vor allem dadurch, daß die Mutter bzw. Muffe mit einem relativ großen Querschnitt beginnt, der durch die Rippen des Stahlstabes belastet wird. Die Größe der an der ersten Rippe übertragenen Kraft hängt direkt von der Größe der Querschnittsfläche der Mutter oder Muffe am Anfang ab. Man hat diesen Nachteil schon dadurch zu verringern gesucht, daß die Mutter einen sich konisch verjüngenden Teil aufweist (DE-PS 25 37 649); ähnliche Ausbildungen sind auch für Muffen schon bekannt. Dennoch gelingt es durch diese Maßnahme allein noch nicht, die Schwingungsweite und die Dauerfestigkeit einer derartigen Gewindeverankerung entscheidend zu verbessern.

   Im Grunde das gleiche Problem stellt sich auch bei einem sogenannten Preßmuffenstoß, bei dem eine Muffe unter Anwendung hohen radialen Drucks auf die stumpf gestoßenen Enden von mit Oberflächenprofilierungen z. B. in Form von Rippen versehenen Bewehrungsstäben aufgepreßt wird.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verankerungs- oder Verbindungskörper der bezeichneten Art die Dauerfestigkeit der Verankerung bzw. den Stoß von Stahlstäben mit Oberflächenprofilierungen, wie z. B. Bewehrungs- oder Spannstäben, zu verbessern.

   Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

   Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.