DE20009708U1 - Socket connection for reinforcing bars - Google Patents
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29. Mai 2000 18 173 (B/gr)29 May 2000 18 173 (B/gr)
Die Erfindung betrifft eine Muffenverbindung für mit Rippen versehene Betonstabstähle, wobei die Betonstabstähle an ihren zu verbindenden Enden ein Gewinde aufweisen und jeweils in das eine Ende eines Muffenteiles einschraubbar sind, wobei das andere Ende des Muffenteiles im einen Fall eine Bohrung mit Innengewinde, im anderen Fall einen dazu passenden Zapfen mit Außengewinde aufweist, so dass beide Muffenteile miteinander verschraubbar sind. Dabei geht es insbesondere um die Verbindung von Betonstabstählen, die Längsrippen und schräge Rippen gemäß DIN 488 aufweisen.The invention relates to a socket connection for reinforcing steel bars provided with ribs, wherein the reinforcing steel bars have a thread at the ends to be connected and can each be screwed into one end of a socket part, wherein the other end of the socket part has a hole with an internal thread in one case, and a matching pin with an external thread in the other case, so that both socket parts can be screwed together. This particularly concerns the connection of reinforcing steel bars that have longitudinal ribs and oblique ribs in accordance with DIN 488.
Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass das Aufbringen der Gewinde an den Enden der Betonstabstähle problematisch ist, und zwar zum einen deshalb, weil diese genormten Betonstabstähle keinen kreisrunden Querschnitt haben, sondern zwei einander gegenüberliegende Reihen von Schrägrippen und zusätzlich auch noch Längsrippen aufweisen, wobei die Längsrippen meist weiter vorstehen als die Schrägrippen. Zum anderen auch deshalb, weil erhebliche Fertigungstoleranzen bestehen, wobei erschwerend hinzu kommt, dass die Toleranzen für die Längsrippen und für die Schrägrippen nicht identisch sind.Investigations by the applicant have shown that the application of threads to the ends of the reinforcing steel bars is problematic, firstly because these standardised reinforcing steel bars do not have a circular cross-section, but rather have two opposing rows of diagonal ribs and also longitudinal ribs, with the longitudinal ribs usually protruding further than the diagonal ribs. Secondly because there are considerable manufacturing tolerances, which is made more difficult by the fact that the tolerances for the longitudinal ribs and the diagonal ribs are not identical.
Aus den unterschiedlichen Höhen der Rippen ergeben sich beim Aufbringen eines Gewindes folgende Probleme: Wenn der Nenndurchmesser des Gewindes entsprechend dem Durchmesser der Längsrippen gewählt wird, wird das Gewinde eventuell nur in diese eingeschnitten, während die Schrägrippen weitgehend unbearbeitet bleiben. Im Belastungsfall kann dies dazu führen, dass die Längsrippen überlastet werden, wogegen die Schrägrippen nahezu keine Last aufnehmen.The different heights of the ribs give rise to the following problems when applying a thread: If the nominal diameter of the thread is selected according to the diameter of the longitudinal ribs, the thread may only be cut into these, while the diagonal ribs remain largely unmachined. In the event of a load, this can lead to the longitudinal ribs being overloaded, whereas the diagonal ribs bear almost no load.
Wird andererseits der Nenndurchmesser des Gewindes entsprechend dem Durchmesser der Schrägrippen gewählt, können die dann möglicherweise zu hohen Längsrippen die Gewindeschneidvorrichtung beschädigen oder zerstören.On the other hand, if the nominal diameter of the thread is selected according to the diameter of the inclined ribs, the longitudinal ribs may then be too high and may damage or destroy the thread cutting device.
Aus diesem Grund ist es auch bekannt, die Verbindung von Bewehrungsstäben mit ihren Muffen nicht über ein Gewinde vorzunehmen, sondern die Muffe unter hohem radialen Druck mit dem Stabende zu verpressen. Diese Fließpressmuffen verlangen aber den Einsatz kostspieliger Presswerkzeuge.For this reason, it is also known that reinforcement bars are not connected to their sockets using a thread, but rather that the socket is pressed onto the bar end under high radial pressure. However, these extruded sockets require the use of expensive pressing tools.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Muffenverbindung zu entwickeln, die einerseits keine kostspieligen Montagewerkzeuge benötigt, andererseits eine zuverlässige Kraftübertragung gewährleistet. Insbesondere soll sich die gesuchte Muffenverbindung durch problemlosen Einsatz auf der Baustelle auszeichnen.Based on this, the present invention is based on the task of developing a socket connection that, on the one hand, does not require expensive assembly tools, and, on the other hand, ensures reliable power transmission. In particular, the socket connection sought should be characterized by problem-free use on the construction site.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Betonstabstähle an ihren für das genannte Gewinde vorgesehenen Enden durch zumindest teilweises Kappen der Rippenscheitel auf einen vorgegebenen Maximaldurchmesser begrenzt sind und hierauf das Gewinde aufgebracht worden ist.This object is achieved according to the invention in that the reinforcing bars are limited to a predetermined maximum diameter at their ends intended for the said thread by at least partially cutting the rib crests and the thread is applied thereto.
Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Rippenhöhe auf einen vorgegebenen Maximalwert, bevor das Gewinde angebracht wird, ergeben sich zahlreiche Vorteile:The inventive reduction of the rib height to a predetermined maximum value before the thread is applied results in numerous advantages:
Zunächst wird sichergestellt, dass besonders hohe, an der oberen Toleranzgrenze liegenden Rippen die Gewindeschneid- oder Rollvorrichtung nicht beschädigen können.First, it is ensured that particularly high ribs at the upper tolerance limit cannot damage the thread cutting or rolling device.
Des weiteren ergibt sich eine wesentlich gleichmäßigere Lastaufnahme der Rippen, weil nunmehr alle Rippen ähnlich weit vorstehen und somit ähnlich stark an der Kraftübertragung beteiligt sind. Die bisher vorwiegend in den Längsrippen auftretenden Spitzenbelastungen werden eliminiert.Furthermore, the load is absorbed by the ribs much more evenly because all ribs now protrude to a similar extent and thus contribute to the force transmission to a similar extent. The peak loads that previously occurred mainly in the longitudinal ribs are eliminated.
Nicht zuletzt besteht ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin, dass das Kappen der Scheitel mit relativ einfachen Werkzeugen durchgeführt werden kann und dass danach auch das Anbringen des Gewindes mit geringerem Kraftaufwand als bisher - gegebenenfalls auch manuell - ermöglicht wird.Last but not least, a significant advantage of the invention is that the cutting of the crown can be carried out with relatively simple tools and that the thread can then be attached with less effort than before - if necessary also manually.
Was den vorgegebenen Maximaldurchmesser angeht, empfiehlt es sich, ihn so zu wählen, dass nur oder zumindest überwiegend die Rippenscheitel bei den Längsrippen gekappt werden, vorzugsweise auf einen Wert, der etwa dem Maximalwert der Schrägrippen entspricht. Dadurch werden die Belastungen nahezu gleichmäßig auf beide Rippenarten verteilt.As far as the specified maximum diameter is concerned, it is recommended to choose it so that only or at least predominantly the rib crests of the longitudinal ribs are cut, preferably to a value that corresponds approximately to the maximum value of the diagonal ribs. This distributes the loads almost evenly across both types of ribs.
Besonders günstig ist es aber, wenn die Rippenscheitel auf einen solchen Maximalwert gekappt werden können, der etwa dem Außendurchmesser eines Normgewindes entspricht, weil man in diesem Fall auf die im Handel befindlichen Schneid- oder Rollwerkzeuge für die Gewindeherstellung zurückgreifen kann.However, it is particularly advantageous if the rib crests can be cut to a maximum value that corresponds approximately to the outside diameter of a standard thread, because in this case one can resort to the commercially available cutting or rolling tools for thread production.
Die Höhe der auf die Enden der Betonstabstähle aufgebrachten Gewinde wird zweckmäßig etwas kleiner oder gleich der Höhe der gekappten Rippen gewählt, während man für die Gewindelänge mindestens das 1,5-fache, insbesondere mindestens das 2-fache des Nenndurchmessers vorsehen sollte.The height of the threads applied to the ends of the reinforcing bars is preferably chosen to be slightly less than or equal to the height of the capped ribs, while the thread length should be at least 1.5 times, in particular at least 2 times, the nominal diameter.
Damit die beiden Muffenteile mit ihren jeweils eingeschraubten Betonstabstählen besser zusammengeführt werden können, empfiehlt es sich, dass das Muffenteil mit Zapfen und Außengewinde einen konzentrischen, sich verjüngenden Vorsprung, also eine Art Spitze, aufweist. Dadurch wird das „Einfädeln" des Zapfens in die Gewindebohrung des anderen Muffenteiles erleichtert. Zu dem gleichen Zweck empfiehlt es sich auch, das andere Muffenteil mit einer trichterförmigen Einführöffnung zu versehen, hinter der die eigentliche Gewindebohrung beginnt.To make it easier to bring the two socket parts together with their screwed-in reinforcing steel bars, it is recommended that the socket part with the pin and external thread has a concentric, tapered projection, a kind of tip. This makes it easier to "thread" the pin into the threaded hole of the other socket part. For the same purpose, it is also recommended that the other socket part be provided with a funnel-shaped insertion opening, behind which the actual threaded hole begins.
Die Verbindung der beiden Muffenteile kann auch dadurch erleichtert werden, dass das Gewinde auf dem Zapfen und in der Gewindebohrung als konisches Gewinde ausgeführt wird. Dadurch kommt man mit weniger Umdrehungen beim Einschrauben aus, um die beiden Muffenteile miteinander zu verschrauben. Alternativ kann aber selbstverständlich auch mit zylindrischen Gewinden gearbeitet werden. In beiden Fällen empfiehlt es sich, die Verschraubung mit einem Drehmomentschlüssel durchzuführen, damit ein vorgegebenes Anzugsmoment sichergestellt wird.The connection of the two socket parts can also be made easier by making the thread on the pin and in the threaded hole a conical thread. This means that fewer turns are required when screwing in to screw the two socket parts together. Alternatively, cylindrical threads can of course also be used. In both cases, it is advisable to use a torque wrench for the screw connection to ensure a specified tightening torque.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; dabei zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing, in which
Figur 1 einen Axialschnitt durch das eine Muffenteil mit dem eingeschraubten Ende seines zugehörigen Betonstabstahles;Figure 1 shows an axial section through one socket part with the screwed-in end of its associated reinforcing steel bar;
Figur 2 einen Axialschnitt durch das andere Muffenteil mit dem eingeschraubten Ende seines zugehörigen Betonstabstahles; Figur 3 eine stirnseitige Ansicht auf einen Betonstabstahl ohne Muffenteil und Figur 4 eine radiale Draufsicht auf den Betonstabstahl nach dem Kappen der Rippenscheitel und dem Anbringen des Gewindes.Figure 2 shows an axial section through the other socket part with the screwed-in end of its associated reinforcing steel bar; Figure 3 shows a front view of a reinforcing steel bar without socket part and Figure 4 shows a radial plan view of the reinforcing steel bar after the rib crests have been cut and the thread has been applied.
In den Figuren 1 und 2 erkennt man die beiden zu verbindenden Betonstabstähle 1 und 2. Sie sind entsprechend DIN 448 durch zwei einander gegenüberliegende Längsrippen 3 und durch zwei dazwischen angeordnete Reihen parallel zueinander angeordneter Schrägrippen 4 profiliert. Bezüglich der Position, Form und Maße dieser Rippen wird vollinhaltlich auf die genannte DIN 488 Bezug genommen.Figures 1 and 2 show the two reinforcing steel bars 1 and 2 to be connected. They are profiled in accordance with DIN 448 by two opposing longitudinal ribs 3 and by two rows of diagonal ribs 4 arranged parallel to one another. With regard to the position, shape and dimensions of these ribs, reference is made in full to the aforementioned DIN 488.
Beide Stäbe weisen an ihrem Ende ein zylindrisches Gewinde 5 auf und sind damit in eine entsprechende Gewindebohrung 6 eines Muffenteiles 7 bzw. 8 eingeschraubt. Both rods have a cylindrical thread 5 at their end and are thus screwed into a corresponding threaded hole 6 of a socket part 7 or 8.
Die Muffenteile 7 und 8 sind an ihrem äußeren Umfang zumindest lokal mehrkantig, insbesondere als Sechskant ausgebildet, damit sie fest - vorzugsweise mit einem Drehmomentschlüssel - mit ihrem entsprechenden Stab 1 oder 2 verschraubt werden können. Dabei kann am inneren Ende der Gewindebohrung 6 ein Anschlag vorgesehen sein, an dem die Stäbe 1 und 2 beim Einschrauben anstoßen müssen, um eine definierte Eingriffslänge sicherzustellen.The sleeve parts 7 and 8 are at least locally polygonal on their outer circumference, in particular designed as a hexagon, so that they can be firmly screwed - preferably with a torque wrench - to their corresponding rod 1 or 2. A stop can be provided at the inner end of the threaded hole 6, against which the rods 1 and 2 must abut when screwed in in order to ensure a defined engagement length.
An ihren beiden freien Enden sind die Muffen 7 und 8 unterschiedlich gestaltet: Während die Muffe 7 einen konzentrisch vorstehenden, im Durchmesser reduzierten Zapfen 7a mit einem zylindrischen Außengewinde aufweist, hat das andere Muffenteil 8 eine zu diesem Gewindezapfen passende konzentrische Bohrung 8a mit einem zylindrischen Innengewinde, so dass beide Muffenteile miteinander verschraubt werden können, wobei die beiden Betonstabstähle 1 und 2 jeweils mitgedreht werden.The sleeves 7 and 8 are designed differently at their two free ends: While the sleeve 7 has a concentrically protruding, reduced-diameter pin 7a with a cylindrical external thread, the other sleeve part 8 has a concentric bore 8a with a cylindrical internal thread that matches this threaded pin, so that both sleeve parts can be screwed together, with the two reinforcing steel bars 1 and 2 each being rotated at the same time.
Zum leichteren Zusammenführen der beiden Muffenteile 7 und 8 weist der Gewindezapfen 7a einen konzentrischen, sich vorzugsweise verjüngenden Vorsprung 7b auf, während die Gewindebohrung 8a des anderen Muffenteiles in einer sich trichterartig erweiternden Öffnung 8b ausläuft.To facilitate joining of the two sleeve parts 7 and 8, the threaded pin 7a has a concentric, preferably tapered projection 7b, while the threaded bore 8a of the other sleeve part ends in a funnel-like opening 8b.
Wesentlich ist nun die Bearbeitung der beiden für das Gewinde vorgesehenen Enden der Stäbe 1 und 2. Hierzu wird auf die Figuren 3 und 4 verwiesen. Man erkennt dort zunächst die Längsrippen 3, die in üblicher Weise - geradlinig oder schraubengangförmig - durchlaufen und einander diametral gegenüberliegen. Zwisehen den beiden Längsrippen 3 sind zwei Reihen von Schrägrippen 4 angeordnet. Aus der stirnseitigen Ansicht in Figur 3 erkennt man, dass die Längsrippen 3 radial meist stärker vorstehen als die Schrägrippen 4. Dies ist aufgrund der vorgegebenen Toleranzbereiche zulässig.The machining of the two ends of the rods 1 and 2 intended for the thread is now essential. For this, reference is made to Figures 3 and 4. There you can first see the longitudinal ribs 3, which run in the usual way - straight or helical - and are diametrically opposite each other. Two rows of diagonal ribs 4 are arranged between the two longitudinal ribs 3. From the front view in Figure 3 you can see that the longitudinal ribs 3 usually protrude radially more than the diagonal ribs 4. This is permissible due to the specified tolerance ranges.
Durch eine Schneidvorrichtung werden nun an den für das Gewinde vorgesehenen Enden der Betonstabstähle 1 und 2 die Rippen auf einen vorgegebenen Maximaldurchmesser gestutzt, indem die Rippenscheitel mehr oder weniger stark gekappt werden. Dieses Kappen vollzieht sich überwiegend an den Längsrippen 3, kann durchaus aber auch bei den Schrägrippen 4 stattfinden. Dabei wird auf einen Maximaldurchmesser gekappt, der etwa der mittleren Scheitelhöhe der Schrägrippen 4 entspricht. Man kann die Kappung aber auch in dem Maße vornehmen, dass die verbleibenden Rippenüberstände einen Außendurchmesser ergeben, der dem Außendurchmesser eines Normgewindes entspricht; dabei sollte aber beachtet werden, dass die Rippenhöhe zumindest gleich der Tiefe des gewünschten Gewindes ist, damit beim anschließenden Einschneiden des Gewindes der Stabkern nicht geschwächt wird.A cutting device is then used to trim the ribs to a predetermined maximum diameter at the ends of the reinforcing bars 1 and 2 intended for the thread, by cutting the rib crests to a greater or lesser extent. This cutting takes place primarily on the longitudinal ribs 3, but can also take place on the diagonal ribs 4. The maximum diameter is cut to approximately the average crest height of the diagonal ribs 4. The cutting can also be carried out to such an extent that the remaining rib projections result in an outer diameter that corresponds to the outer diameter of a standard thread; however, it should be ensured that the rib height is at least equal to the depth of the desired thread, so that the bar core is not weakened when the thread is subsequently cut.
Der Endzustand, nämlich nach Kappung der Rippenscheitel und Aufbringen des Gewindes geht deutlich aus Figur 4 hervor. Man erkennt den im Außendurchmesser reduzierten Endbereich der Stäbe 1 bzw. 2 mit den gekappten Längsrippen 3a und auch teilweise gekappten Schrägrippen 4a mit den darin jeweils eingebrachten Gewindegängen 5. Auch wird deutlich, dass sich die Gewindegänge auf die Längsrippen und Schrägrippen beschränken, also nicht in den Stabkern hineinerstrecken. The final state, namely after cutting off the rib crests and applying the thread, is clearly evident from Figure 4. One can see the end region of the rods 1 and 2 with the reduced outer diameter with the cut longitudinal ribs 3a and also partially cut oblique ribs 4a with the threads 5 introduced into each of them. It is also clear that the threads are limited to the longitudinal ribs and oblique ribs, i.e. do not extend into the rod core.
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Zusammenfassend besteht der Vorteil der Erfindung darin, dass man mit einfachen und kostengünstigen Maßnahmen eine hochfeste Gewindeverbindung zwischen den Betonstabstählen und ihrem zugehörigen Muffenteil erhält.In summary, the advantage of the invention is that a high-strength threaded connection between the reinforcing bars and their associated socket part can be obtained using simple and cost-effective measures.
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