-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung für das Verbinden von
Elementen miteinander in einer stabilen Beziehung nach der Möglichkeit einer
anfänglichen seitlichen Einstellung.
-
Die Erfindung ist für strukturelle Anwendungen einsetzbar, bei denen z. B. zwei
Stahlelemente zusammengefügt und durch einen Schraubbolzen oder durch
mehrere Schraubbolzen an einer Verbindungsstelle oder an einem Trägerende oder
alternativ zwischen einem Träger und einem Betonelement verbunden werden.
-
Normalerweise werden bei strukturellen Anwendungen derartige Verbindungen für
zufriedenstellend angesehen, wenn der fragliche Schraubbolzen durch ein Loch
mit 2 mm Übergröße hindurchgeht, unter der Voraussetzung, dass das
Sich-Setzen von Verbindungen mit diesem Toleranzausmaß die Konstruktion selbst nicht
übermäßig formändern oder ihr Gesamtverhalten beeinträchtigen wird.
-
Jedoch ist es schwierig, "one-off"-Elemente, z. B. Träger, mit ausreichender
Genauigkeit zu bemessen und zu bohren, um solchen Kriterien zu genügen. Das
Vorsehen von bekannten Langlochverbindungen kann nicht verwendet werden,
wenn die Last zwischen zu verbindenden Elementen sich in der Richtung des
Langloches auswirkt wegen der Wahrscheinlichkeit einer übermäßigen Bewegung
zwischen den Elementen. Die DE-A-34 39 986, die den Oberbegriffen der
Ansprüche 1 und 7 zugrunde liegt, zeigt eine Anordnung, bei der ein Schraubbolzen
durch Bohren von axialen und radialen Löchern modifiziert ist, durch die ein
Spaltfüllmaterial gepumpt werden kann. Diese Anordnung schwächt den Schraubbolzen,
sie ist teuer herzustellen und sie ist unflexibel, wenn unterschiedliche
Befestigungseinrichtungen erforderlich sind.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Verbindung für Verbindungselemente vorgesehen,
aufweisend: ein erstes Element, wenigstens ein zweites Element zum Verbinden
mit dem ersten Element und eine Befestigungseinrichtung, die sich von einem
genannten Element durch wenigstens eine Öffnung in dem anderen genannten
Element erstreckt, wobei die Befestigungseinrichtung einen kleineren Querschnitt als
die Öffnung aufweist, wo sie durch die Öffnung hindurchgeht, um einen Spalt in
der Öffnung zu lassen, und wobei ein Spaltfüllmaterial in den Spalt gefüllt ist und
wobei die oder jede Öffnung eine Einstellung zwischen den Elementen vor dem
Eindringen des Spaltfüllmaterials erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen ist, das ein erstes Loch zur Aufnahme
der Befestigungseinrichtung und ein zweites Loch, angeordnet zum Befördern des
Spaltfüllmaterials von dem Äußeren der Verbindung in den Spalt, aufweist, wobei
das Verschlusselement so ausgebildet ist, um wenigstens einen Teil des Spalts zu
bedecken.
-
Das Spaltfüllmaterial kann irgendein aushärtendes Fluid, z. B. ein aushärtbares
Harz, oder ein Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt sein, beispielsweise ein
solches, das in den Spalt hineinfließen und hierin so aushärten wird, um
irgendwelchen vorberechneten, seitlichen Verschiebungskräften zwischen den
Elementen zu widerstehen.
-
Die Befestigungseinrichtung kann ein Stehbolzen, der an einem Element mit einer
zugeordneten Mutter befestigt ist, oder sonstwie ein Schraubbolzen sein, der sich
durch beide Elemente oder sogar durch ein weiteres Element erstreckt, wobei die
Elemente miteinander mittels einer Mutter an dem Schraubbolzen befestigt sind.
Alternativ hierzu kann die Befestigungseinrichtung einen Bolzen und Splint
aufweisen.
-
Das Verschlusselement ist vorzugsweise eine Platte oder eine Scheibe, die
wenigstens breit genug ist, um die Öffnung in dem anderen genannten Element in
irgendeiner eingestellten Position der Befestigungseinrichtung in der Öffnung
abzudecken.
-
In einem Fall, in dem es drei genannte Elemente gibt, die miteinander zu
verbinden sind, können entweder zwei der Elemente beidseits der Verbindung mit
Öffnungen versehen sein, mit einer Einrichtung zum Füllen des Spalts, oder es kann
alternativ ein Mittleres der Elemente genügend mit einer Öffnung versehen sein
zum Einstellen der Verbindung, wobei Raum in einem oder beiden Elementen
vorhanden ist, um Spaltfüllmaterial von einer oder von beiden Seiten der Verbindung
einzudrücken.
-
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung weist ein Verfahren zum
Verbinden von Elementen miteinander auf: Vorsehen von wenigstens Elementen,
die zu verbinden sind, und einer Befestigungseinrichtung, die sich von einem
Element durch wenigstens eine Öffnung in dem anderen Element erstreckt, wobei die
Befestigungseinrichtung einen kleineren Querschnitt als die Öffnung aufweist, wo
sie durch die Öffnung hindurchgeführt ist, so dass ein Spalt in der Öffnung
gelassen wird, Einstellen der Elemente in seitlicher Richtung und Füllen des Spalts mit
einem Spaltfüllmaterial, um die Einstellung zu stabilisieren, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen wird, das ein erstes Loch
zur Aufnahme der Befestigungseinrichtung und ein zweites Loch, angeordnet zum
Befördern des Spaltfüllmaterials von dem Äußeren der Verbindung in den Spalt,
aufweist, wobei das Verschlusselement so ausgebildet ist, um wenigstens einen
Teil des Spalts zu bedecken.
-
Es werden nunmehr Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen
beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in
welchen zeigen:
-
Fig. 1 eine teilweise in einem mittleren Schnitt, wie bei A-A in Fig. 3 angegeben,
dargestellte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Verbindung gemäß
der Erfindung;
-
Fig. 2 eine Vorderansicht der Verbindung nach Fig. 1, und zwar teilweise in einem
mittleren Schnitt, wie bei B-B in Fig. 3 angegeben, dargestellt;
-
Fig. 3 eine Draufsicht und einen Schnitt der Scheibe oder des Verschlusselements
der Verbindung nach Fig. 1, wobei der Schnitt bei C-C gemäß Fig. 1 genommen
ist;
-
Fig. 4 bis 6 zu den Fig. 1 bis 3 ähnliche Ansichten einer zweiten
Ausführungsform der Verbindung und der Scheibe oder des Verschlusselements, wobei
Fig. 4 gemäß D-D nach Fig. 6, Fig. 5 gemäß E-E nach Fig. 6 und Fig. 6 gemäß
F-F nach Fig. 4 genommen sind;
-
Fig. 7 bzw. 8 eine zu Fig. 1 bzw. 2 ähnliche Ansicht, jedoch für eine dritte
Ausführungsform der Verbindung, wobei Fig. 7 gemäß G-G nach Fig. 9 und Fig. 8
gemäß H-H nach Fig. 10 genommen sind;
-
Fig. 9 und 10 zur Fig. 3 ähnliche Ansichten, jedoch für die dritte
Ausführungsform, wobei Fig. 9 gemäß J-J nach Fig. 7 und Fig. 10 gemäß K-K nach Fig. 7
genommen sind;
-
Fig. 11 bis 14 zu Fig. 7 bis 10 ähnliche Ansichten, jedoch für eine vierte
Ausführungsform, wobei Fig. 11 gemäß L-L nach Fig. 13, Fig. 12 gemäß M-M
nach Fig. 13, Fig. 13 gemäß N-N nach Fig. 11 und Fig. 14 gemäß P-P nach Fig.
11 genommen sind;
-
Fig. 15 eine zu Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch für eine fünfte Ausführungsform,
welche die gleiche wie die erste Ausführungsform ist und die Scheibe nach Fig.
3
verwendet, bei der aber die Verbindung durch Schraubbolzen durch eine
Verbindung durch Stehbolzen ersetzt ist.
-
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 und die hierin gezeigte erste
Ausführungsform wird erläutert, dass die allgemein in den Fig. 1 und 2 dargestellte
Verbindung eine zweilagige Scherverbindung ist, die zwei Elemente 2 und 4
verbindet, die im allgemeinen Platten sind, die aber Flansche von Trägern sein
können. Eine Befestigungseinrichtung, in diesem Fall ein Schraubbolzen 6, erstreckt
sich von dem Element 4 durch eine Öffnung 8 in dem Element 2 und durch ein
Verschlusselement oder eine Scheibe 10 und ist durch eine Mutter 12 befestigt.
Der Schraubbolzen 6 weist einen Schaft 14 mit einer kleineren Querschnittsfläche
als diejenige der Öffnung auf, so dass ein Spalt 16 gelassen ist, der mit einem
Spaltfüllmaterial 18 gefüllt ist, wie dies weiter unten beschrieben wird.
-
Die Öffnung 8 ist länglich, um eine seitliche Einstellung des Elements 2 relativ zu
dem Schraubbolzen 6 zu ergeben, der in einem Loch 20 in dem Element 4 seitlich
unbeweglich ist, wobei das Loch 20 eine zu dem Schaft 14 des Schraubbolzens 6
entsprechende Größe aufweist.
-
Die Scheibe 10 weist ein Loch 22 in ihrer oberen Seite auf, das mit einer
seitlichen, radialen Nut 24 in Verbindung steht, die ihrerseits mit einer ringförmigen
Kammer 26 in Verbindung steht, die in der Unterseite der Scheibe gebildet ist. Die
Kammer 26 steht in Verbindung mit dem Spalt 16 der Öffnung 8, so dass das
Spaltfüllmaterial, wenn es durch das Loch 22 in der Richtung X gedrückt wird, den
Spalt 16 füllt und aus einer Nut 28 heraustritt, die einen Entlastungsweg in der
Scheibe 10 bildet.
-
Das Spaltfüllmaterial ist vorzugsweise ein Harz, das in einer
Zweikomponentenform zugeführt wird, so dass es in dem Spalt 16 und in anderen Räumen innerhalb
der Verbindung aushärtet. Das Harz wird durch das Loch 22 eingeführt, nachdem
die Elemente 2 und 4 genau ausgerichtet worden sind und nachdem der
Schraubbolzen 6 und die Mutter 12 festgezogen worden sind, um die relative seitliche
Position
der Elemente 2 und 4 zu fixieren. Wenn das Harz ausgehärtet ist, gibt es
keine Möglichkeit für irgendeine wesentliche relative seitliche Bewegung der
Elemente.
-
Bei der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten zweiten Ausführungsform verbindet die
Verbindung drei Elemente 32, 33 und 34. Die Befestigungseinrichtung ist
wiederum ein Schraubbolzen 36, der sich durch ein Verschlusselement oder eine
Scheibe 41, eine Öffnung 39 in dem Element 34, das Element 33, ein Loch 50 in dem
Element 33, eine Öffnung 38 in dem Element 32 und ein Verschlusselement oder
eine Scheibe 40 erstreckt, um durch eine Mutter 42 befestigt zu werden. Das
Verschlusselement 40 ist kreisförmig, wie in Fig. 6 gezeigt, und ist das Gleiche wie
das Verschlusselement 41, wie in den Fig. 4 und 5 im Schnitt gezeigt. Der
Schraubbolzen 36 weist einen Schaft 44 mit einer kleineren Querschnittsfläche als
diejenige der Öffnungen 38 und 39 auf, welche kreisförmig sind, um eine seitliche
Einstellung der Elemente 32 und 34 relativ zu dem Schraubbolzen 36 zu ergeben,
der in dem Loch 50 in dem Element 33 seitlich unbeweglich ist.
-
Das Verschlusselement 40 bzw. 41 weist in seiner jeweiligen oberen Seite bzw.
unteren Seite ein Loch 52 bzw. 53 auf, wobei das Loch 52 mit einer
entsprechenden radialen Nut 54 und das Loch 53 mit einer entsprechenden radialen Nut 55 in
Verbindung stehen, wobei die radiale Nut 54 ihrerseits mit einer entsprechenden
ringförmigen Kammer 56 und die radiale Nut 55 ihrerseits mit einer
entsprechenden ringförmigen Kammer 57 in Verbindung stehen und wobei die ringförmige
Kammer 56 in der entsprechenden unteren Seite des Elements 40 und die
ringförmige Kammer 57 in der entsprechenden oberen Seite des Elements 41 gebildet
sind. Die Kammer 56 bzw. 57 steht mit einem entsprechenden ringförmigen Spalt
46 bzw. 46' der Öffnung 38 bzw. 39 in Verbindung, so dass das Spaltfüllmaterial,
wenn es durch das Loch 52 in der zugeordneten Richtung X und das Loch 53 in
der zugeordneten Richtung Y gedrückt wird, den Spalt 46 bzw. 46' füllt und jeweils
aus einer Entlastungsnut 58 bzw. 59 im Element 40 bzw. 41 heraustritt.
-
Die Funktionsweise der zweiten Ausführungsform ist zu derjenigen der ersten
Ausführungsform ähnlich, ausgenommen, dass eine relative seitliche Ausrichtung
zwischen den Elementen in einer beliebigen Richtung möglich ist.
-
Bei der in den Fig. 7 bis 10 gezeigten dritten Ausführungsformen verbindet die
Verbindung wiederum drei Elemente 62, 2 und 64. Das Element 2 ist genauso wie
bei der ersten Ausführungsform mit einer länglichen Öffnung 8 versehen. Das
Element 62 weist eine kreisförmige Öffnung 68 und das Element 64 eine kreisförmige
Öffnung 69 auf, wobei die kreisförmige Öffnung 68 bzw. 69 größer als der Schaft
44 des Schraubbolzens 36, jedoch kleiner als die Öffnung 38 bzw. 39 gemäß der
zweiten Ausführungsform ist, so dass das Spaltfüllmaterial 18 von einem Loch 82
des Verschlusselements 70 durch eine Nut 84 in eine ringförmige Kammer 86 und
von da an durch Öffnungen 68, 8 und 69 zur ringförmigen Kammer 87 des
Verschlusselements 71 gedrückt werden kann. Das Material 18 tritt schließlich aus
Entlastungsnuten 89 heraus, wodurch angezeigt wird, dass die Öffnungen gefüllt
sind. Das Verschlusselement 70 ist ähnlich zu demjenigen gemäß der zweiten
Ausführungsform, jedoch ohne eine Entlastungsnut. Das Element 71 ist ähnlich,
jedoch mit vier Entlastungsnuten 89 versehen.
-
Bei der in den Fig. 11 bis 14 gezeigten vierten Ausführungsform verbindet die
Verbindung wiederum drei Elemente 92, 2 und 64. Das Element 2 ist wiederum
genauso wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet. Das Element 64 ist
genauso wie bei der dritten Ausführungsform ausgebildet. Das Element 92 ist
durchbohrt, um eine kreisförmige Öffnung 98 zu bilden, die etwas kleiner als die Öffnung
38 der zweiten Öffnung ist, um eine ringförmige Verlängerung 101 eines
Verschlusselements 100 aufzunehmen, welches ansonsten mit einem Loch 112 und
einer Nut 114 das Gleiche wie das Verschlusselement 70 der dritten
Ausführungsform ist. Das Verschlusselement 71 ist dasselbe wie bei der dritten
Ausführungsform. Die ringförmige Verlängerung 101 des Elements 100 unterstützt das
Eindringen des Materials 18 in die Öffnungen 98, 16 und 69, wenn es von dem Loch 112
durch die Öffnungen zu den Entlastungsnuten 89 gedrückt wird.
-
Die in Fig. 15 gezeigte fünfte Ausführungsform ist die Gleiche wie die erste
Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass das Element 2 mit einem Element 125, das
aus Beton ist, durch einen Selbstverankerungsbolzen oder Stehbolzen 126
verbunden ist, dessen Schaft 134 der Gleiche wie der Schaft 14 des Schraubbolzens
2 ist.
-
Die Verschlusselemente oder Scheiben 10, 40, 41, 70, 71 und 100 können aus
einem widerstandsfähigen Kunststoffmaterial gebildet sein, obwohl Stahl oder
Aluminium verwendet werden können. Obwohl vorzugsweise Füllöffnungen 22 usw.
vorgesehen sind, so dass die Verbindung in einer eingestellten Position
festgezogen werden kann, bevor jene Position durch Einbringen des Spaltfüllmaterials
fixiert wird, ist es möglich, aber nicht so vorteilhaft, ein Loch nicht vorzusehen und,
wenn es nur zwei Elemente für die Verbindung gibt, das Spaltfüllmaterial in den
Spalt 16 einzubringen, bevor die Scheibe 10 auf dem Schraubbolzen 6 platziert
wird. Das Spaltfüllmaterial 18, obwohl es vorzugsweise aus einem geeigneten
Harz besteht, kann möglicherweise aus einem einen niedrigen Schmelzpunkt
aufweisenden Metall oder einer einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisenden
Metalllegierung bestehen.
-
Die Verschlusselemente, soweit sie beschrieben sind, sind aus einem im
Wesentlichen ebenen Material. Die Fig. 16 bis 18 zeigen eine weitere
Ausführungsform eines Verschlusselements 150 mit einer leicht gewölbten Ausgestaltung. Das
Verschlusselement 150 weist eine Öffnung 152 auf, durch welche ein
Spaltfüllmaterial in der Richtung X gedrückt werden kann, nachdem das Verschlusselement
150 in der Position in Beziehung zu den anderen Elementen der Verbindung fixiert
worden ist, z. B. den Elementen 2, 4, dem Schraubbolzen 6 und der Mutter 12 in
dem Fall der ersten Ausführungsform.
-
Das Element 150 kann ferner mit einer Nut 154 in seiner unteren Umfangseite
(gemäß der Zeichnung) versehen sein, so dass das durch die Öffnung 152
gedrückte Material den Spalt füllen kann, wie oben erläutert, und einiges aus der Nut
154 heraustreten kann.
-
Der Vorteil der gezeigten Ausführungsformen besteht darin, dass die Einstellung
zwischen den Elementen genau erreicht werden kann, bevor diese durch das
Eindrücken des verfestigenden Spaltfüllmaterials in die Öffnungen an Ort und Stelle
befestigt werden.