Die vorliegende Erfindung betrifft das Fügen und Armieren von Bauteilen. Insbesondere betrifft sie das Fügen und Armieren von Bauteilen aus Beton. HINTERGRUND UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK

Im Stand der Technik ist es bekannt, Bauteile aus Beton miteinander zu fügen. Beispielsweise ist es bekannt, ein bestehendes Betonbauwerk mit Ergänzungs-Betonbauteilen zu versehen. Ein Beispiel hierfür ist eine Brücke, an der Brückenkappen befestigt werden sollen. In der DE 10 2000 90074421 ist eine Brücke mit Brückenkappen gezeigt. Hierbei werden die Brückenkappen auf ihrer Oberseite und zum Teil auch seitlich mittels Schrauben verankert, die in vorher eingebrachte Durchbrüche eingesetzt werden. Die Schrauben können hierbei selbstschneidend ausgebildet sein. Weiterhin ist es im Stand der Technik bekannt, Betonbauteile zu Armieren. Da Beton eine hohe Druckfestigkeit, aber nur eine geringe Zugfestigkeit hat, ist es üblich, Betonbauteile beispielsweise durch Bewehrungsstahlstäbe zu armieren, die geeignet sind, Zugkräfte aufzunehmen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zum Fügen von Bauteilen oder zum Armieren eines Bauteils anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 19 und ein Verfahren nach Anspruch 24 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße System umfasst eine erste und eine zweite Gewindehülse, die jeweils folgendes umfassen:

- ein Außengewinde, mit dessen Hilfe die Gewindehülse in das jeweilige Bauteil einschraubbar ist, und die geeignet ist, mit dem jeweiligen Bauteil einen Verbund zu bilden, und

einen Kraftantrieb, mit dem ein Drehmoment zum Einschrauben der Gewindehülse in das jeweilige Bauteil auf die Gewindehülse übertragbar ist. Ferner umfasst das System ein längliches Spannelement, welches geeignet ist, durch die zweite Gewindehülse hindurchgeführt und in die erste Gewindehülse eingeführt oder durch diese durchgeführt zu werden, und das geeignet ist, die erste und die zweite Gewindehülse axial derart zu verspannen, dass die erste und die zweite Gewindehülse gegensinnige Verbundspannungen in dem jeweiligen Bauteil bilden.

In einer vereinfachten Ausführungsform des Systems kann die zweite Gewindehülse auch entfallen. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform ist das längliche Spannelement dazu geeignet, durch ein Bohrloch im zu armierenden Bauteil bzw. in dem zweiten Bauteil von den zwei zu fügenden Bauteilen hindurchgeführt und an der ersten Gewindehülse festgelegt zu werden. In die- ser vereinfachten Ausführungsform wird die erste Gewindehülse mit dem zu armierenden Bauteil bzw. mit dem zweiten Bauteil von zwei zu armierenden Bauteilen verspannt, beispielsweise indem ein Kopf am nachlaufenden Ende des länglichen Spannelements, oder eine auf ein Gewinde am nachlaufenden Ende des länglichen Spannelements vorgesehene Mutter gegen das zu armierende Bauteil bzw. das zweite Bauteil von zwei zu fügenden Bauteilen geschraubt wird. In diesem Fall tritt die oben genannte Verbundspannung nur im Bereich der ersten Gewindehülse auf. Alle weiteren unten beschriebenen, vorteilhaften Ausführungsformen beziehen sich, soweit sie nicht die zweite Gewindehülse betreffen, auch auf diese vereinfachte Variante, ohne dass im Folgenden gesondert darauf hingewiesen wird. Insbesondere kann auch diese vereinfachte Variante eine Furchspitze nach einer der unten beschriebenen Ausführungsformen und ein elasti- sches Element, insbesondere eine Zugfeder oder Druckfeder umfassen.

Man beachte, dass die Angabe, dass das Spannelement geeignet ist, durch die erste und gegebenenfalls zweite Gewindehülse hindurchgeführt zu werden, nicht bedeutet, dass die erste und (falls vorhanden) die zweite Gewindehülse zuerst in das Bohrloch eingebracht werden müssen, und das Spannelement nachträglich durch die Gewindehülse(n) geführt wird. Stattdessen ist es in bestimmten Ausführungsformen möglich, das längliche Spannelement zuerst in das Bohrloch einzubringen, und dann die Gewindehülse(n) auf das Spannelement aufzusetzen bzw.„aufzufädeln" und über das Spannelement hinweggleitend in das Bohrloch einzuschrauben, wobei das Spannelement, obwohl es selbst in Ruhe ist, gleichfalls durch die erste und gegebenenfalls zweite Gewindehülse hindurchgeführt wird.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Systems lässt sich jeweils eine Gewindehülse auf jeder Seite einer Trennfuge in einem Bohrloch anordnen. Im Falle des Fügens von Bauteilen bezeich- net die„Trennfuge" in üblicher Weise die Grenze zwischen den aneinander anliegenden Bauteilen. Im Falle einer Armierung kann man sich die„Trennfuge" als hypothetischen Riss vorstellen, dessen Auftreten durch die Armierung verhindert werden soll. Durch das Spannelement werden die beiden Gewindehülsen axial verspannt, typischerweise auf Zug, sodass die Gewindehülsen über ihre jeweiligen Außengewinde eine gegensinnige Verbundspannung in dem jeweiligen Bau- teil bilden. Diese Verbundspannung kann über die gesamte Länge, jedenfalls aber über einen erheblichen Teil der Länge der jeweiligen Gewindehülse erzeugt werden. Dadurch wird im Falle des Fügens die Last über einen vergleichsweise großen Abschnitt in das jeweilige Bauteil eingebracht, und es lässt sich eine gleichförmige Lastverteilung beiderseits der Trennfuge erreichen, wodurch die Stabilität der Verbindung erhöht wird.

Im Falle der Armierung erzeugt die Verbundspannung innerhalb des Bauteils eine Eigenspan- nungsverteilung, die Kräften, die unter Belastung des Bauteils auftreten können, entgegenwirken soll. Wenn es sich bei dem Bauteil um Beton handelt, kann das System beispielsweise das Entstehen eines Risses infolge einer Zuglast dadurch verhindern, dass das Bauteil mithilfe des Sys- tems im Sinne einer Kompression vorgespannt wird, die der Zuglast entgegenwirkt. Der Unterschied zu einer herkömmlichen Armierung besteht darin, dass eine übliche Armierung, unabhängig davon, ob diese durch einen Bewehrungsstahl oder eine Betonschraube realisiert ist, erst dann ihre Wirkung entfaltet, wenn es zu einem Riss kommt. Eine übliche Armierung kann zwar eine Aufweitung eines solchen Risses verhindern, aber sie kann erst dann nennenswerte Kräfte aufnehmen, wenn es zu spürbaren Bewegungen im Bauteil kommt, d.h. wenn es beginnt zu reißen. Mit dem System der Erfindung hingegen wird die Verbundspannung bereits durch das vorgespannt System selbst, im vollständig intakten Bauteil erzeugt, sodass die Gewindegänge des Außengewindes der Hülsen schon Kräfte aufnehmen, bevor überhaupt ein Riss zu entstehen beginnt. Auf diese Weise kann eine wesentlich wirksamere Armierung erreicht werden, als im Stand der Technik bekannt ist.

Vorzugsweise umfasst das System eine Furchspitze, die geeignet ist, ein Gewinde in das zugehörige Bauteil zu furchen, wobei die Furchspitze einen Kraftantrieb umfasst, mit dem ein Drehmoment zum Einschrauben der Furchspitze in das jeweilige Bauteil auf die Furchspitze über- tragbar ist. Als„Furchspitze" wird in der vorliegenden Offenbarung eine Komponente mit einem Außengewinde oder zumindest einem frontalen bzw. vorlaufenden Außengewindeabschnitt verstanden, das bzw. der speziell zum Schneiden eines Gewindes im Bauteil geeignet ist. Beispielsweise kann dieser Gewindeabschnitt speziell gehärtet sein, und zusätzlich oder alternativ Zähne oder dergleichen aufweisen, die das Schneiden des Gewindes erleichtern. Die Furchspitze kann als separate Komponente ausgebildet sein, sie kann aber auch als frontaler Abschnitt der ersten Gewindehülse ausgebildet sein. Die zweite Gewindehülse benötigt dann ihrerseits keine entsprechende Furchspitze, weil sie einfach in das durch die separate Furchspitze oder durch die Furchspitze als Teil der ersten Gewindehülse gefurchte Gewinde eingeschraubt werden kann.

Vorzugsweise besteht das zu armierende Bauteil oder bestehen die zu fügenden Bauteile aus Beton, Mauerwerk, einen Kompositwerkstoff oder einem Holzwerkstoff. In der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff„Beton" breit zu verstehen und gilt insbesondere als Oberbegriff für die zementgebundenen Verbundwerkstoffe Stahlbeton, Spannbeton, Faserbeton etc., aber auch für nicht zementgebundene Verbundwerkstoffe wie Mineralbeton, Porenbeton oder Kunstharzbeton, ohne auf diese beschränkt zu sein.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das längliche Spannelement durch eine Schraube oder eine Gewindestange gebildet, die mindestens ein Außengewinde, insbesondere ein metri- sches Außengewinde aufweist, wobei mindestens eine der Gewindehülsen oder die Furchspitze ein Innengewinde aufweist, in das die Schraube einschraubbar ist. Durch das Einschrauben des Gewindes der Schraube/Gewindestange in das Innengewinde der betreffenden Gewindehülse bzw. Furchspitze wird somit die Position der Gewindehülse direkt bzw. durch Schub durch die Furchspitze in Bezug auf die Schraube/Gewindestange verändert. Wenn dann die Schraube oder Gewindestange auf beliebige Art an der anderen Hülse festgelegt ist, können die beiden Hülsen auf diese Weise durch Drehen der Schraube bzw. Gewindestange axial verspannt werden.

Im Zusammenhang mit der vereinfachten Ausführungsform, die keine zweite Gewindehülse umfasst, kann die Schraube oder Gewindestange im Falle des Fügens am zweiten Bauteil festge- legt sein, beispielsweise indem ein Schraubenkopf an der der Trennfuge abgewandten Seite des zweiten Bauteils gegen das zweite Bauteil geschraubt wird, oder indem eine Mutter an der der Trennfuge abgewandten Seite gegen das zweite Bauteil geschraubt wird. Im Falle der Armierung mithilfe der vereinfachten Ausführungsform, die keine zweite Gewindehülse umfasst, kann die Schraube oder Gewindestange außen am zu armierenden Bauteil festgelegt sein, beispielsweise indem ein Schraübenkopf von außen gegen das Bauteil geschraubt wird, oder indem eine Mutter von außen gegen das zu armierende Bauteil geschraubt wird. Man beachte, dass die Angabe dass die Mutter bzw. der Schraubenkopf„gegen das Bauteil geschraubt wird" nicht notwendigerweise bedenkt, dass der Kopf bzw. die Mutter direkt am zweiten Bauteil anliegt. Stattdessen können weitere Komponenten, insbesondere eine Druckfeder, zwischen Schraubenkopf bzw. Mutter und dem Bauteil angeordnet sein.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Außengewinde zumindest im Bereich des führenden Endes der Schraube oder Gewindestange ausgebildet, und weist die Furchspitze oder die erste Gewin- dehülse das genannte Innengewinde auf. Vorzugsweise ist das Innengewinde zumindest teilweise in einem führenden Abschnitt der ersten Gewindehülse ausgebildet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das längliche Spannelement durch eine Schraube mit einem Kopf gebildet, der geeignet ist, an einem nachlaufenden Ende der zweiten Gewindehülse direkt oder über ein dazwischenliegendes Element anzugreifen, um infolge des Einschraubens des mindestens einen Außengewindes der Schraube in das mindestens eine Innengewinde der ersten Gewindehülse die zweite Gewindehülse in Richtung auf die erste Gewindehülse zu spannen. Über diesen Schraubenkopf ist die Schraube somit im Sinne der obigen Beschreibung an der zweiten Gewindehülse„festgelegt". In einer verwandten vorteilhaften Ausführungsform ist das längliche Spannelement durch eine Gewindestange gebildet und umfasst das System weiterhin eine Mutter, die an einem nachlaufenden Ende der Gewindestange auf diese aufschraubbar ist, um an einem nachlaufenden Ende der zweiten Gewindehülse direkt oder über ein dazwischenliegendes Element anzugreifen und die zweite Gewindehülse in Richtung auf die erste Gewindehülse zu spannen. Es wird aber betont, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungen beschränkt ist, sondern eine Vielzahl anderer Varianten denkbar sind, die Schraube oder Gewindestange an einer der Gewindehülsen festzulegen.

Beispielsweise weist in einer alternativen Ausführungsform die erste Gewindehülse ein erstes Innengewinde und die zweite Gewindehülse ein zweites Innengewinde auf, wobei die Schraube oder Gewindestange ein erstes und ein zweites Außengewinde hat, die geeignet bemessen sind, um in das erste bzw. zweite Innengewinde eingeschraubt zu werden. Dabei ist der Innendurchmesser des zweiten Innengewindes größer ist als der Innendurchmesser des ersten Innengewindes, und die Steigung des ersten Innengewindes ist von der Steigung des zweiten Innengewindes verschieden, und insbesondere größer als die Steigerung des zweiten Innengewindes. Bei dieser Ausführungsform kann das erste Außengewinde der Schraube durch das zweite Innengewinde in der zweiten Gewindehülse durchgeführt und in das erste Innengewinde in der ersten Gewindehülse eingeschraubt werden. Dabei ist oder gerät das zweite Außengewinde der Schraube mit dem zweiten Innengewinde in der zweiten Gewindehülse in Eingriff. Wenn die Steigung des ers- ten Innengewindes größer ist als diejenige des zweiten Innengewindes, werden die beiden Gewindehülsen beim Einschrauben der Schraube aufeinander zubewegt und dadurch axial verspannt. Abweichend hiervon kann das erste Gewinde anstatt in der ersten Gewindehülse auch in der Furchspitze ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das System ferner ein elastisches Element, insbesondere eine Zugfeder oder eine Druckfeder, welches durch Betätigung des Spannelementes vorgespannt werden kann und so mit der ersten Gewindehülse, der zweiten Gewindehülse und dem Spannelement in Wirkverbindung steht, dass die Vorspannung des elastischen Elementes zur axialen Verspannung der beiden Gewindehülsen beiträgt oder diese bewirkt. Im Falle der vereinfachten Ausführungsform ohne zweite Gewindehülse bewirkt das elastische Element eine axiale Verspannung der ersten Gewindehülse gegen das zweite Bauteil von zwei zu armierenden Bauteilen bzw. mit dem zu armierenden Bauteil. Mithilfe eines solchen elastischen Elementes kann das Ausmaß der Verspannung der Hülsen gegeneinander, und in Folge dessen die Verbundspannung in dem jeweiligen Bauteil vergleichsweise präzise eingestellt und vor allem beibehalten werden, selbst wenn das Bauteil, das Außengewinde der Gewindehülsen, das Spannelement und/oder der Verbund nach der Montage etwas nachgeben sollte. Beispielsweise ist zu erwarten, dass bei einfacher Verspannung ohne elastisches Element die Spannung im Verbund infolge der Duktilität des Gewindematerials nachlassen wird, weil bereits ein geringfügiges Nachgeben des Außengewindes der Gewindehülsen zu einer erheblichen Abnahme der Verbundspannung führen kann. Dies ist aber nicht der Fall, wenn die Vorspannung durch ein elastisches Element erzeugt wird, weil sich die Vorspannung durch das elastische Element praktisch nicht ändert, wenn die Gewindegänge geringfügig nachgeben.

Vorzugweise wird das elastische Element durch eine Druckfeder gebildet, die geeignet ist, zwi- sehen dem Kopf der Schraube bzw. der Mutter und dem nachlaufenden Ende der zweiten Gewindehülse angeordnet zu werden, oder, im Falle der vereinfachten Ausführungsform ohne zweite Gewindehülse, zwischen dem Kopf der Schraube bzw. der Mutter und der der Trennfuge abgewandten Seite des zweiten Bauteils von zwei zu fügen den Bauteilen bzw. zwischen dem Kopf der Schraube bzw. der Mutter und der Außenseite des zu armierenden Bauteils angeordnet zu werden. Diese Variante gestattet eine einfache Montage und einen einfachen konstruktiven Aufbau.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Kraftantrieb einer oder beider Gewindehülsen durch ein Innenprofil oder einen Schlitz gebildet wird. Vorzugsweise wird der Kraftantrieb der Furchspitze durch ein Innenprofil gebildet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Innenprofil einen geringeren Durchmesser auf als das Innengewinde und ist das Innenprofil näher am führenden Ende der Furchspitze ange- ordnet, als das Innengewinde. Dies bedeutet, dass ein zugehöriges Antriebswerkzeug einen geringeren Außendurchmesser haben wird, als der Durchmesser des Innengewindes, und somit problemlos durch das Innengewinde hindurch bis zum Innenprofil geführt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform hat das Innenprofil einen größeren Durchmesser als das Innengewinde und ist das Innenprofil weiter vom führenden Ende der Furchspitze entfernt ange- ordnet, als das Innengewinde. In diesem Fall wird auch das Antriebswerkzeug einen größeren Durchmesser haben, als der Durchmesser des Innengewindes, sodass es nicht durch dieses hindurch geführt werden kann. Da aber in dieser Ausführungsform das Innenprofil weiter vom führenden Ende der Furchspitze entfernt angeordnet ist, muss das Antriebswerkzeug bei dieser Konstellation nicht durch das Innengewinde geführt werden, um mit dem Innenprofil in Eingriff gebracht zu werden.

In noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind das Innenprofil und das Innengewinde zumindest abschnittsweise in demselben axialen Abschnitt der Furchspitze ausgebildet. In diesem Fall sind das Innengewinde und das Innenprofil überlagert, was unten anhand eines Ausführungsbeispieles näher veranschaulicht wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich das Innenprofil über die gesamte Länge der jeweiligen Gewindehülse oder der Furchspitze. Diese Aufführungsform hat spezielle Vorteile im Hinblick auf die Fertigung, denn sie gestattet, dass die Hülse mit dem Innenprofü durch Zie- hen aus einem Rohr mit Innenkontur hergestellt wird, wobei die Innenkontur dem An- triebs-Innenprofil entspricht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Innenprofil als Innensechskant oder Innen- sechsrund ausgebildet. Vorzugsweise weist das Innenprofil eine Mehrzahl von keilförmigen, als Keilnut oder als Kalotte ausgebildete Ausnehmungen zur Aufnahme eines Werkzeuges auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die erste und/oder die zweite Gewindehülse aus einem gezogenen Rohr mit Innenprofil, auf bzw. in dem das Außengewinde und/oder ein Innengewinde durch Umformung oder spanend, insbesondere durch Wälzschälen ausgebildet ist. Diese Ausführungsform gestattet eine vergleichsweise kostengünstige Herstellung und bietet zudem aufgrund der massiven Ausgestaltung eine hohe Stabilität.

In einer alternativen Ausführungsform ist die erste und/oder die zweite Gewindehülse gewickelt. Eine gewickelte Hülse lässt sich ebenfalls vergleichsweise kostengünstig herstellen.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Armieren eines Bauteils un- ter Verwendung eines Systems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Dabei umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Bohren eines Bohrloches in das zu armierende Bauteil, Einschrauben der ersten Gewindehülse in das Bohrloch, sodass diese eine erste Position in dem Bauteil einnimmt,

Einschrauben der zweiten Gewindehülse in das Bohrloch, sodass diese eine zweite Position in dem Bauteil einnimmt,

Einführen des länglichen Spannelementes durch die zweite Gewindehülse hindurch und in oder durch die erste Gewindehülse und axiales Verspannen der ersten und der zweiten Gewindehülse derart, dass die erste und die zweite Gewindehülse gegensinnige Verbundspannungen in dem jeweiligen Bauteil bilden.

In diesem Verfahren kann das längliche Spannelement durch die zweite Gewindehülse hindurch und in oder durch die erste Gewindehülse geführt werden, nachdem die erste und die zweite Gewindehülse in das Bohrloch eingeschraubt wurden, und mit einem führenden Ende an der ersten Gewindehülse festgelegt werden. Alternativ ist es aber auch möglich, dass das längliche Spannelement zuerst in das Bohrloch eingeführt wird, und das längliche Spannelement durch die erste und die zweite Gewindehülse geführt wird, indem die erste und die zweite Gewindehülse auf das längliche Spannelement aufgefädelt und in das Bohrloch geschraubt werden, wobei ein führendes Ende des länglichen Spannelements an der ersten Gewindehülse festgelegt wird, indem die erste Gewindehülse an einem Anschlagselement am führenden Ende des länglichen Spannelements, insbesondere einem Schraubenkopf oder einer Mutter anstößt.

Wenn das Verfahren mit dem vereinfachten System ausgeführt wird, welches lediglich eine Gewindehülse umfasst, wird diese erste Gewindehülse in das Bohrloch eingeschraubt, sodass diese eine erste Position in dem Bauteil einnimmt, das längliche Spannelement vor oder nach dem Einschrauben der ersten Gewindehülse in das Bohrloch geführt, ein führendes Ende des länglichen Spannelementes an der ersten Gewindehülse festgelegt und die erste Gewindehülse mit dem Bauteil derart axial verspannt, dass die zweite Gewindehülse in Richtung auf den Eingang des Bohrlochs gespannt wird.

Vorzugsweise wird das Verfahren in einem Betonbauteil, insbesondere einer Betondecke ausgeführt. Besonders vorzugsweise wird das Armierungsverfahren in der Nähe von tragenden Säulen, Wänden, Unterzügen und Auflagern der Betondecke durchgeführt. Im Stand der Technik besteht ein großes Problem in der Festigkeit von Betondecken in der Nähe von tragenden Strukturen wie Säulen, Wänden, Unterzügen und Auflagern. Die Erfinder haben festgestellt, dass sich das erfindungsgemäße System zur Armierung ideal einsetzen lässt, um Risse in Betondecken in der Nähe von derartigen tragenden Strukturen zu vermeiden und die Tragfähigkeit des zu armierenden Bauteils zu erhöhen. Von entscheidender Bedeutung ist dabei, dass das System der Erfindung eine vorgespannte Armierung ermöglicht, die bereits Wirkung entfaltet, bevor Risse im Beton auftreten.

In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform wird die Höhe der Verbundspannung auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, insbesondere durch Anwenden eines vorbestimmten Ein- schraub-Drehmoments einer das längliche Spannelement bildenden Schraube, oder durch kon- trollierte Vorspannung des genannten elastischen Elementes. Geeignete Vorspannungen können, ebenso wie die geeignete Platzierung der Armierung, durch statische Untersuchungen oder Berechnungen mit der Finite-Elemente-Methode ermittelt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die Höhe der Verbundspannung nach der Einbringung der Armierung kontrolliert, und gegebenenfalls nachgestellt, insbesondere in regelmäßigen Wartungsintervallen. Es ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Systems, dass die Verbundspannung in den jeweiligen Bauteilen durch Betätigung des Spannelements nachjustiert werden kann, um Veränderungen im Bauteil, oder in den Komponenten des Systems z. B. aufgrund der Duktilität des Materials entgegenzuwirken.

Wenn das Verfahren mit einem vereinfachten System ausgeführt wird, welches lediglich eine Gewindehülse umfasst, kann das längliche Spannelement an seinem führenden Ende ebenfalls ein Anschlagselement, insbesondere einen Schraubenkopf oder eine aufgeschraubte Mutter ha- ben, und das längliche Spannelement kann zuerst in das Bohrloch eingeführt werden, die erste Gewindehülse auf das längliche Spannelement aufgefädelt und in das Bohrloch geschraubt werden, und das führende Ende des länglichen Spannelements kann an der ersten Gewindehülse festgelegt werden, indem die erste Gewindehülse an dem Anschlagselement am führenden Ende des länglichen Spannelements anstößt.

Ein weiterer Aspekt Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten und eines zweiten Bauteils unter Verwendung eines Systems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, mit den folgenden Schritten: Bohren eines Bohrloches in das erste und das zweite Bauteil, Einschrauben der ersten Gewindehülse in das Bohrloch, sodass diese eine Position im ersten Bauteil einnimmt, Einschrauben der zweiten Gewindehülse in das Bohrloch, sodass diese eine Position im zweiten Bauteil einnimmt, die von der ersten Position beabstandet ist, Einführen des länglichen Spannelementes durch die zweite Gewindehülse hindurch und in oder durch die erste Gewindehülse und axiales Verspannen der ersten und der zweiten Gewindehülse derart, dass die erste und die zweite Gewindehülse gegensinnige Verbundspannungen in dem jewei- ligen Bauteil bilden.

In diesem Verfahren kann das längliche Spannelement, ebenso wie im Falle der Armierung, durch die zweite Gewindehülse hindurch und in oder durch die erste Gewindehülse geführt werden, nachdem die erste und die zweite Gewindehülse in das Bohrloch eingeschraubt wurden, und mit einem führenden Ende an der ersten Gewindehülse festgelegt werden. Alternativ ist aber auch hier möglich, dass das längliche Spannelement zuerst in das Bohrloch eingeführt wird, und das längliche Spannelement durch die erste und die zweite Gewindehülse geführt wird, indem die erste und die zweite Gewindehülse auf das längliche Spannelement aufgefädelt und in das Bohrloch geschraubt werden, wobei ein führendes Ende des länglichen Spannelements an der ersten Gewindehülse festgelegt wird, indem die erste Gewindehülse an einem Anschlagselement am führenden Ende des länglichen Spannelements, insbesondere einem Schraubenkopf oder einer Mutter anstößt. Alternativ kann das Verfahren zum Fügen eines ersten und eines zweiten Bauteils auch unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen vereinfachten Systems durchgeführt werden, welches lediglich eine (erste) Gewindehülse umfasst. Ein solches Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bohren eines Bohrloches in das erste und das zweite Bauteil, Einschrauben der ersten Gewindehülse in das Bohrloch, sodass diese eine Position im ersten Bauteil einnimmt, Einführen des länglichen Spannelementes in das Bohrloch vor oder nach dem Einschrauben der ersten Gewindehülse, Festlegen eines führenden Endes des länglichen Spannelementes an der ersten Gewindehülse und axiales Verspannen der ersten Gewindehülse mit dem zweiten Bauteil.

Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Fügen eines ersten und eines zweiten Bauteils, wobei zumindest das erste Bauteil aus Beton ist, und wobei der Anschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil im bestimmungsgemäßen Gebrauch sowohl eine Querbelastung Q als auch eine Zugbelastung N erfährt, wobei gilt Q/N > 0,25, vorzugsweise Q/N > 0,5 und besonders vorzugsweise Q/N > 1. Wenn es sich beispielsweise bei den Bauteilen um Bauteile eines Bauwerks handelt, sind die Lasten im„bestimmungsgemäßen Gebrauch" die Las- ten, die auf den Anschluss beim fertigestellten Bauwerk in der Praxis tatsächlich auftreten oder auftreten können, und die bei der Planung des Bauwerks berücksichtigt werden. In diesem Fall wird ein Bohrloch in das erste und das zweite Bauteil unter einem Winkel α von zwischen 20 ⁰ und 8o°, vorzugsweise zwischen 30 ⁰ und 75 ⁰ zur Trennfuge zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil eingebracht.

Bei herkömmlichen Verfahren zum Fügen von Bauelementen werden sekundär eingebrachte Verbindungselemente, also insbesondere Spannelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung, immer senkrecht zur Bauteiloberfläche bzw. Trennfuge angeordnet. Insbesondere wird dies durch die gegenwärtig in der Bautechnik geltenden internationalen Regelungen für Veranke- rungssysteme in Beton manifestiert, die alle gemäß Vorschrift senkrecht zur Betonoberfläche zu verankern sind. Werden Anbauteile (entsprechend einem„zweiten Bauteil" im Sinne der vorliegende Erfindung) an Beton befestigt, müssen sowohl Zug-, als auch Querbelastungen sicher übertragen werden, wobei die Querbelastung zu einer hohen Biegebeanspruchung im Spannelement führen kann. Mit steigendem Abstand der Lasteinleitung in das Spannelement im An- bauteil (zweiten Bauteil) zur Trennfuge zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil steigt bei gleicher Lasteinwirkung auf das zweite Bauteil die Biegebeanspruchung. Typische Spannelemente im Sinne der vorliegende Erfindung, d.h. insbesondere Schrauben oder Gewindestangen, sind stabförmige, biegeweiche Verbindungsmittel und daher zu Übertragung von Querbelastun- gen nur bedingt geeignet. Um das Spannelement in einer Fügeverbindung von Bauteilen effektiv auszulasten, sollte es daher möglichst auf Zug belastet werden. Aus diesem Grund sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass für den Fall, dass neben einer Zugbelastung N senkrecht zur Trennfuge auch eine nennenswerte Querbelastung Q auftritt, die mindestens 25 , vorzugsweise mindestens 50 % und besonders vorzugsweise 100% der Zugbelastung N beträgt, das Bohrloch nicht senkrecht zur Trennfuge ausgebildet wird, sondern um einen Winkel a, der gegenüber dem Bohrloch geneigt ist. Diese Neigungswinkel a liegen stets zwischen 20 ⁰ und 8o°, in bevorzugten Ausführungsformen zwischen 30 ⁰ und 75 ⁰ .

Der spezielle Neigungswinkel a ist dabei so gewählt, dass der Anteil der Zugbelastung im geneigt eingebrachten Spannelement zumindest größer ist als wenn dasselbe Spannelement bei derselben Belastung des Anschlusses senkrecht zur Trennfuge eingebracht wäre.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Schritt des Verspannens das Spannen einer Druckfeder, die zwischen dem zweiten Bauteil und dem Kopf oder der Mutter am nachlaufenden Ende des länglichen Spannelements angeordnet ist, oder dass Spannen einer dem Spannelement zugehörigen Zugfeder umfasst. Der Begriff„führendes" und„nachlaufendes Ende" bezieht sich auf die Orientierung beim Einsetzen des Spannelementes in das Bohrloch.

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Verfahren unter Verwendung eines Systems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt. Ein derartiges System kann auch das oben genannte vereinfachte System umfassen, welches keine zweite Gewindehülse umfasst.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 zeigt eine Ansicht von zwei Bauteilen, die mit einem System nach einer Ausführungsform der Erfindung verbunden sind.

Fig. la zeigt dieselbe Ansicht wie in Fig. 1 im Querschnitt. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. l, bei der abweichend von Fig. l eine Druckfeder und eine Gewindestange zur Anwendung kommen.

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittsansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer Furchspitze.

Fig. 4 zeigt eine Längsschnittsansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer Furchspitze in einer alternativen Ausführungsform.

Fig. 5 zeigt eine Längsschnittsansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer Furchspitze in noch einer alternativen Ausführungsform.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Längsschnittsansicht einer massiven Gewindehülse.

Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Längsschnittsansicht einer gewickelten Gewindehülse.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Längsansicht einer gewickelten Gewindehülse mit zur Längsachse geneigten Kontaktflächen.

Fig. 9 zeigt vier perspektivische Ansichten einer Gewindehülse und eines Werkzeugs zum Wälzfräsen.

Fig. IO zeigt eine Ansicht von zwei Bauteilen, die mit einem System nach einer Ausführungsform der Erfindung verbunden sind, wobei das Bohrloch schräg geneigt zu einer Trennfuge zwischen den Bauteilen angeordnet ist.

Fig. Ii zeigt eine Ausführungsform eines vereinfachten Systems, welches lediglich eine (erste) Gewindehülse umfasst.

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform eines vereinfachten Systems mit lediglich einer (ersten) Gewindehülse, bei der das Spannelement durch eine Schraube gebildet wird, mit einem Schraubenkopf, der als Anschlagselement für die erste Gewindehülse dient. Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform eines vereinfachten Systems mit lediglich einer (ersten) Gewindehülse, hei der das Spannelement durch eine Gewindestange gebildet wird, an deren führenden Ende eine Mutter aufgeschraubt ist, die als Anschlagselement für die erste Gewindehülse dient.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wird.

Fig. 1 zeigt ein erstes Bauteil 10 und ein zweites Bauteil 12 aus Beton, die an einer Trennfuge 14 aneinanderstoßen. Fig. la zeigt dieselbe Ansicht als Schnittdarstellung. Durch die beiden Bau- teile 10 und 12 erstreckt sich ein Bohrloch 16, in dem ein System 18 angeordnet ist, welches zum Verbinden bzw. Fügen der beiden Bauteile 10, 12 bestimmt ist. Das System 18 umfasst eine erste Gewindehülse 20 und eine zweite Gewindehülse 22, sowie ein längliches Spannelement 24, das in der gezeigten Außenform durch eine Schraube gebildet wird. Dabei ist die erste Gewindehülse 20 im ersten Bauteil 10 und die zweite Gewindehülse 22 im zweiten Bauteil 12 angeordnet.

Das System 18 umfasst ferner eine Furchspitze 26, die im Bereich des führenden Endes der ersten Gewindehülse 20 angeordnet ist und die in Fig. 3 mehr im Detail gezeigt ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Furchspitze 26 eine separate Komponente, in anderen Ausführungsformen kann sie jedoch auch als Teil der ersten Gewindehülse 20 ausgebildet sein. Die Furch- spitze 26 hat ein metrisches Innengewinde 28 und ein Innenprofil 30, welches einen Kraftantrieb bildet, mit dem ein Drehmoment zum Einschrauben der Furchspitze 26 in das erste Bauteil 10 auf die Furchspitze 26 übertragbar ist. Die erste und die zweite Gewindehülse 20, 22 verfügen ebenfalls über einen Kraftantrieb, der durch Schlitze 29 im nachlaufenden Ende der jeweiligen Gewindehülse 20, 22 gebildet ist. Ferner haben beide Gewindehülsen 20, 22 ein Außengewinde 31.

Die Schraube 24 hat an ihrem führenden Ende ein metrisches Außengewinde 32 und an ihrem nachlaufenden Ende einen Schraubenkopf 34, in dem ein Kraftantrieb 36 ausgebildet ist. Als nächstes wird die Funktion des Systems 18 beschrieben: Um die Bauteile 10 und 12 miteinander zu verbinden, wird zunächst das Bohrloch 16 ausgebildet. Danach wird die Furchspitze 26 in das Bohrloch 16 eingeschraubt, und zwar durch das zweite Bauteil 12 hindurch bis in das erste Bauteil 10 hinein. Dazu wird ein Antriebswerkzeug (nicht gezeigt) verwendet, welches mit dem Innenprofil 30 in der Furchspitze 26 in Eingriff gebracht wird. Die Furchspitze 26 ist dazu geeignet, ein Gewinde in die Bauteile 10, 12 zu furchen. Als nächstes wird die erste Gewindehülse 20 in das Bohrloch 16 geschraubt, bis sie im ersten Bauteil 10 am nachlaufenden Ende der Furchspitze 26 anstößt. Schließlich wird die zweite Gewindehülse 22 in das Bohrloch eingeschraubt, verbleibt aber im zweiten Bauteil 12. Da durch die Furchspitze 26 bereits ein Gewinde in das Bohrloch 16 gefurcht ist, können die Gewindehülsen 20, 22 vergleichsweise leicht eingeschraubt werden.

Nachdem die beiden Gewindehülsen 20, 22 ihre in Figuren 1 und la gezeigten Positionen in dem ersten bzw. zweiten Bauteil 10, 12 eingenommen haben, wird die Schraube 14 durch die zweite Gewindehülse 22 und die erste Gewindehülse 20 hindurch in die Furchspitze 26 geführt und mit ihrem metrischen Außengewinde 32 in das metrische Innengewinde am führenden Ende der Furchspitze 26 geschraubt, bis der Kopf 34 der Schraube 14 am nachlaufenden Ende der zweiten Gewindehülse 22 anstößt, wie dies in Figuren 1 und la gezeigt ist. Durch weiteres Einschrauben der Schraube 14 werden die erste und die zweite Gewindehülse 20, 22 axial verspannt, wobei die Gewindehülsen 20, 22 über ihre Außengewinde 31 eine entsprechende gegensinnige Verbundspannung im Verbund mit den Bauteilen 10, 12 erzeugen. Man beachte, dass auch ein vereinfachtes System zur Anwendung kommen kann, welches die zweite Gewindehülse 22 nicht enthält. In diesem Fall wäre der Kopf 34 der Schraube 24 breiter ausgebildet, als das Bohrloch 16, und er würde sich an der der Trennfuge 14 abgewandten Seite des zweiten Bauteils 12 abstützen. Auf diese Weise können die Bauteile 10 und 12 ebenfalls miteinander verspannt werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass auf die zusätzliche zweite Hülse 22 verzichtet werden kann. Anstatt über die Verbundspannung in der zweiten Hülse 22 wird die Kraft, mit der das erste das zweite Bauteil 10, 12 verspannt sind, in diesem Fall lediglich über den Kopf 34 der Schraube 14 aufgebracht.

Diese Verbundspannung kann über die gesamte Länge, jedenfalls über einen erheblichen Teil der Länge der jeweiligen Gewindehülse 20, 22 erzeugt werden. Dadurch wird die aufgebrachte Vorspannung über einen vergleichweise großen Abschnitt in das jeweilige Bauteil 10,12 eingebracht. Zudem lässt sich eine gleichförmige Lastverteilung beiderseits der Trennfuge 14 errei- chen, wodurch die Tragfähigkeit der Struktur erhöht wird. Idealerweise ist die jeweilige Länge der Gewindehülsen 20, 22 so zu wählen, dass die unter Belastung auftretenden Formänderungen beiderseits der Trennfuge näherungsweise gleich sind. Vorzugsweise sind die Lasteinleitungs- flächen in den beiden zu verbindenden Bauteilen 10, 12 näherungsweise gleich, wodurch unter Last eine vergleichbare Formänderung auf beiden Seiten der Trennfuge 14 erreicht wird, was für die rechnerische Vorwegnahme der relativen Bauteilbewegungen vorteilhaft ist. Diese Wirkungsweise ist grundsätzlich unabhängig von der Ausrichtung innerhalb der zu fügenden Bauteile, zumindest solange es sich um einen homogenen Werkstoff handelt. Eine Ausnahme hiervon bildet der Werkstoff Holz, der aufgrund seiner Faserrichtung ein anisotropes Verhalten zeigt. Das System 18 und seine Verwendung sind nicht auf Anwendungen beschränkt, bei denen das Bohrloch 16 wie in Figuren 1, la und 2 gezeigt senkrecht zur Trennfuge 14 zwischen den Bauteilen 10, 12 verläuft. Stattdessen sind auch Anwendungen vorgesehen, bei denen das System 18 unter einem Winkel zur Trennfuge 14 eingesetzt wird, wie unten unter Bezugnahme Fig. 11 näher erläutert wird.

Obwohl in Fig. 1 und la das Fügen von zwei Bauteilen 10 und 12 gezeigt ist, lässt sich anhand der Figuren auch verstehen, wie das System 18 zur Armierung eines Bauteils eingesetzt werden kann. Dabei stelle man sich vor, dass das Bezugszeichen 14 anstelle einer Trennfuge eine Position markiert, an der unter Zugbelastung des Bauteils ein Riss im Bauteil auftreten könnte, der durch die Armierung verhindert werden soll. Mit anderen Worten wird im Falle der Armierung die Position des Systems 18 so gewählt, dass es quer zu befürchtenden Rissen angeordnet ist. Das System 18 erzeugt durch die Verbundspannung innerhalb des Bauteils eine Eigenspan- nungsverteilung, die Zugkräften, die zu einem Riss 14 führen könnten, entgegenwirkt. Konkret wird der Entstehung eines Risses 14 infolge einer Zuglast dadurch entgegengewirkt, dass das Bauteil mithilfe des Systems 18 im Bereich um den befürchteten Riss 14 komprimiert wird, und somit einer externen Zuglast, die möglicherweise den Riss 14 verursachen könnte, entgegenwirkt wird. Ein wesentlicher Unterschied zu einer herkömmlichen„schlaffen" Armierung besteht darin, dass eine übliche Armierung erst dann ihre Wirkung entfaltet, wenn es zu einem Riss kommt, weil die Armierung überhaupt erst dann nennenswerte Kräfte auf das Bauteil ausüben kann. Mit dem System 18 der Erfindung hingegen wird die Verbundspannung bereits durch das vorgespannte System 18 selbst im vollständig intakten Bauteil erzeugt, sodass die Gewindegänge des Außengewindes 31 der Hülsen 20, 22 schon Kräfte aufnehmen, bevor ein Riss 14 überhaupt zu entstehen beginnt. Auch für die Zwecke der Armierung kann ein vereinfachtes System mit lediglich einer (ersten) Gewindehülse Anwendung finden. Diese einzige Gewindehülse kann dann auch länger ausgebildet sein, als dies in Fig. l gezeigt ist, und sich insbesondere über den befürchteten Riss 14 hinweg erstrecken.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, bei der jedoch anstelle einer Schraube 24 eine Ge- windestange 23 verwendet wird, auf die eine Mutter 25 aufgeschraubt wird, um die erste und die zweite Gewindehülse 20, 22 gegeneinander zu verspannen. Zwischen der Mutter 25 und dem nachlaufenden Ende der zweiten Gewindehülse 22 ist in dieser Ausführungsform eine Druckfeder 27 angeordnet, die durch das Aufschrauben der Mutter 25 auf die Gewindestange 23 mit einer vorbestimmten Kraft vorgespannt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Spannung selbst dann aufrechterhalten bleibt, wenn das Außengewinde 31 der Furchspitze 26 bzw. der ersten und der zweiten Gewindehülse 20, 22 unter Belastung, beispielsweise infolge der Duktili- tät des Materials, etwas nachgibt.

Fig. 3 zeigt eine Längsschnittsansicht, eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine perspektivi- sehe Ansicht der Furchspitze 26. Wie darin zu sehen ist, fällt die Höhe des Gewindegangs des Außengewindes 31 innerhalb der letzten etwa eineinhalb Umdrehungen in Richtung auf das führende Ende auf null ab, um das Eindrehen zu erleichtern. In diesem Bereich ist das Gewinde 31 speziell gehärtet. Obwohl dies in der Darstellung nicht gezeigt ist, kann das Gewinde im Bereich der Furchspitze 26 Zähne aufweisen, die die Schneidwirkung erhöhen und das Eindrehen und Furchen weiter erleichtern. Zudem ist der Kern der Furchspitze 26 an seinem vorderen Ende leicht konisch ausgebildet. Wie besonders der Längsschnittsansicht zu entnehmen ist, befindet sich bei der Furchspitze 26 von Fig. 3 das metrische Innengewinde 28 am führenden Ende der Furchspitze 26. Auf der dem führenden Ende abgewandten Seite schließt das Innenprofil 30 an, welches in der gezeigten Ausführungsform eine Sternform hat, mit einer Vielzahl von nach radial außen weisenden keilförmigen Ausnehmungen 38, in die ein zugehöriges Werkzeug (nicht gezeigt) eingreifen kann, um ein Drehmoment auf die Furchspitze 26 und dadurch auf die Gewindehülse 20 als Ganzes auszuüben. Man beachte, dass der Durchmesser des Innenprofils 30 ausreichend groß ist, dass die Schraube 24 ungehindert durch das Innenprofil 30 hindurchgeführt werden kann, um dann mit ihrem metrischen Außengewinde 32 in das metrische Innen- gewinde 28 der Furchspitze 26 eingeschraubt zu werden.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform gezeigt, bei der die Anordnung des metrischen Innengewindes 28 und des Innenprofils 30 vertauscht sind, d.h. in dieser Ausführungsform befindet sich das Innenprofil 30 am führenden Ende der Furchspitze 28, und das Innengewinde 28 schließt auf der dem führende Ende abgewandten Seite daran an. In dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser des metrischen Innengewindes 28 größer als der Innendurchmesser des Innenprofils 30, damit ein Antriebswerkzeug (nicht gezeigt) ungehindert durch das Innengewinde 28 hindurchgeführt werden kann, um über das Innenprofil 30 ein Drehmoment auszu- üben. Welche der beiden Ausführungen gewählt wird, hängt von praktischen Erwägungen und dem Anwendungsfall ab. Die Ausführungsform von Fig. 3 gestattet bei sonst gleichen Abmessungen die Verwendung eines Antriebswerkzeugs mit größerem Durchmesser, sodass höhere Drehmomente ausgeübt werden können. Die Ausführungsform von Fig. 4 gestattet bei sonst gleichen Abmessungen eine stärkere Wanddicke der Furchspitze 26, was eine höhere Stabilität verspricht.

Schließlich zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der das Innenprofil 30 und das metrische Innengewinde 28 in demselben axialen Abschnitt innerhalb der Furchspitze 26 ausgebildet sind. Hier sind also das Innenprofil 30 und das Innengewinde 28 überlagert. Diese Ausführungsform kann insbesondere im Hinblick auf die Fertigung von Bedeutung sein, nämlich wenn die Furchspitze 26 oder die Gewindehülse 20, 22 aus einem gezogenen Rohr mit Innenprofil 30 hergestellt werden soll, welches sich dann notwendigerweise über die gesamte Länge der Furchspitze 26 bzw. der Gewindehülse 20, 22 erstreckt. Bei geeigneter Bemessung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, kann zusätzlich das Innengewinde 28 in das Innenprofil 30 geschnitten werden, in welches die Schraube 24 mit ihrem metrischen Außengewinde 32 eingeschraubt werden kann.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform einer„massiven" Gewindehülse 20, d.h. einer Gewindehülse 20, die als durchgängiges Rohr gefertigt ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch besondere Stabilität aus. Vorzugsweise wird die Gewindehülse 20 aus einem gezogenen Rohr mit einer Innenkontur hergestellt, die dem Innenprofil 30 (in Fig. 6 nicht gezeigt) entspricht. Das Außengewinde 31 kann dann durch Umformung, insbesondere durch„Furchen" hergestellt werden. Alternativ ist es aber auch möglich, das Außengewinde 31 durch Spanen, insbesondere durch Wälzschälen auszubilden. Falls das Innengewinde 28 in der Gewindehülse 20 ausgebildet ist (in der Fig. nicht gezeigt), kann auch dieses durch Umformung oder spanende Verfahren herge- stellt werden.

Fig. 9 zeigt vier perspektivische Ansichten zur Illustration eines Wälzschälprozesses. Darin ist eine Gewindehülse 20 gezeigt, die um ihre Längsachse 40 gedreht wird, wobei die Richtung der Drehung durch den Pfeil 42 angezeigt ist. Ferner ist in Fig. 9 ein Werkzeug 44 gezeigt, welches sich um eine Werkzeugachse 46 (s. Fig. 9c) dreht (s. Pfeil 48) und außerdem in Richtung des Pfeils 50 parallel zur Hülsenachse 40 bewegt wird. Bezugszeichen 52 kennzeichnet den Bereich, in dem das Material noch nicht durch das Werkzeug 44 abgeschält ist. Durch das Wälzschälen lässt sich das Außengewinde 30 der Hülse 20 vergleichsweise schnell und kostengünstig herstellen.

Fig. 7 zeigt eine Alternative Ausführungsform einer Gewindehülse 20, bei der die Hülse 20 aus einem Band 54 gewickelt ist. Das Band ist dicht gewickelt, sodass die Ränder des Bandes 54 an Kontaktflächen 56 aneinander stoßen und sich eine geschlossene Hülse 20 ergibt. Wie insbesondere der Längsschnittsansicht zu entnehmen ist sind diese Kontaktflächen 56 im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Hülse 20 angeordnet. Der Gewindegang des Außengewindes 31 kann vor dem Wickeln auf dem Band beispielsweise durch Walzen ausgebildet werden. Auch das metrische Innengewinde 28 (in Fig. 7 nicht gezeigt) kann vor dem Wickeln auf der anderen Seite des Bandes 54 ausgebildet werden. Eine derartige gewickelte Gewindehülse 20 lässt sich vergleichsweise kostengünstig herstellen.

Schließlich zeigt Fig. 8 eine abgewandelte Form der gewickelten Gewindehülse 20, die sich von der Ausführungsform von Fig. 7 darin unterscheidet, dass die Kontaktflächen 56 nicht mehr im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Hülse 20 stehen, sondern zur Längsachse um einen Winkel geneigt sind, der mehr als io°, vorzugsweise mehr als 25 ⁰ und besonders vorzugsweise mehr als 45 ⁰ beträgt. Dies hat zur Folge, dass die Gewindehülse 22 sich unter starkem axialen Zug aufspreizen kann, indem die Kontaktflächen 56 infolge einer zugbedingten Stauchung aneinander entlanggleiten. Dadurch kann die Verankerungswirkung speziell in gerissenem Beton verstärkt werden.

Man beachte, dass die Gewindehülsen 20, 22 in der vorliegenden Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen nur als Teil des Systems 18 der Erfindung offenbart sind. Gleichwohl können die hier beschriebenen und beanspruchten Gewindehülsen 20, 22 auch außerhalb des Sys- tems 18 verwendet werden und haben somit eigenständige Bedeutung und erfinderische Qualität. Die Gewindehülsen 20, 22 könnten beispielsweise mit einem Innengewinde, insbesondere metrischen Innengewinde 28 versehen sein, welches sich über die gesamte oder den überwiegenden Teil ihrer Länge erstreckt, und zur Befestigung von Komponenten mithälfe einer Schraube dient. Speziell die massive Gewindehülse, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, kann aus C-Stahl oder nichtrostendem Stahl gefertigt sein. Das Innenprofil 30, welches der Kraftantriebsübertragung des Ein- schraub-Drehmoments dient, kann sich über einen Teil oder über die gesamte Länge der Innen- kontur erstrecken. Schließlich können die Gewindehülsen 20, 22 je nach Einsatzzweck mindestens partiell wärmebehandelt werden, insbesondere im Bereich des führenden Endes bzw. der Furchspitze 26.

Während in Figuren 1,1a und 2 das System 18 senkrecht zu Trennfuge 14 ausgerichtet ist, sehen bevorzugte Verwendungen des Systems 18 und bevorzugte Verfahren zum Fügen von Bauteilen 10, 12 vor, das System 18 in einem Winkel α zu Trennfuge 14 anzuordnen, der von 90 ⁰ verschieden ist. Dies ist beispielhaft in Fig. 10 gezeigt. Dieser Winkel α kann beispielsweise zwischen 20 ⁰ und 8o°, vorzugsweise zwischen 30 ⁰ und 75 ⁰ betragen. Eine nicht-senkrechte Anordnung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bauteilbelastung parallel zur Trennfuge 14 wenigstens so groß wie die Belastung senkrecht zur Trennfuge 14 ist. Bei derartigen Lastkollektiven würde ein senkrecht zu Trennfuge 14 angeordnetes System 18 sehr stark auf Biegung belastet. Ein geneigtes System, d.h. ein System, bei dem α von 90 ⁰ verschieden ist, kann unter diesen Umständen auf Zug beansprucht werden, mit einem deutlich höheren Versagenswiderstand im Vergleich zu dem Versagenswiderstand auf Biegung.

Fig. 11 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht eines vereinfachten Systems, welches wie in der Fig. gezeigt zum Fügen von einem ersten einem zweiten Bauteil 10, 12 verwendet werden kann, aber auch zum Zwecke der Armierung (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann. Der wesentliche Unterschied dieses Systems 18 zu den vorstehend beschriebenen Systemen besteht darin, dass das System 18 lediglich eine (erste) Gewindehülse 20 umfasst. Diese erste Gewindehülse 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel länger ausgebildet als die erste Gewindehülse 20 in den vorstehend beschriebenen Systemen 18, die jeweils zwei Gewindehülsen 20, 22 enthielten, dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall. Die Gewindehülse 20 hat ein Innengewinde, in welches eine Gewindestange 23 eingeschraubt ist. Auf die Gewindestange 23 ist eine Unterlegscheibe 58 auf- gesetzt, die mithilfe einer Mutter gegen das zweite Bauteil 12 gespannt ist. Auf diese Weise wird die Gewindehülse 20 mit dem zweiten Bauteil 12 verspannt. Man beachte, dass auch in der Darstellung von Fig. 11 das Bohrloch 16 unter einem Winkel zu der Trennfuge 14 zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil 10, 12 gesetzt ist, der von 90 ⁰ abweicht. Figur 12 zeigt eine Seitenansicht und eine Schnittansicht eines vereinfachten Systems, welches lediglich eine (erste) Gewindehülse 20 umfasst. Bei diesem System wird das Spannelement 24 durch eine Schraube mit einem Schraubenkopf 34 gebildet, der aber in diesem Fall das führende Ende beim Einführen in das Bohrloch 16 bildet. Dieses System wird so montiert, dass zuerst das Spannelement 24 mit dem Kopf 34 voraus in das Bohrloch eingeführt wird, und nachfolgend die Gewindehülse 20 über den Schaft der Schraube geführt (bzw. auf den Schaft„aufgefädelt") und in das Bauteil (in Figur 12 nicht gezeigt) eingeschraubt wird. Der Schraubenkopf 34 bildet dabei ein Anschlagselement für die erste Gewindehülse 20. Wenn nämlich das Spannelement 24 durch Festziehen der Mutter 25 am nachlaufenden Ende gegen das zu armierende Bauteil 10, oder - im Falle des Fügens - gegen das zweite Bauteil 12 in Richtung auf den Eingang des Bohrloch 16 gespannt wird, stößt die Gewindehülse 20 am Kopf 34 an und wird in Richtung auf den Eingang des Bohrloch (das heißt in der Darstellung von Figur 12 nach rechts) gespannt. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass das Spannelement 24 an der ersten Gewindehülse 20 festgelegt werden kann, ohne dass ein Innengewinde darin aus gebildet werden müsste. Dadurch wird die Herstellung der Gewindehülse 20 wesentlich vereinfacht.

Man beachte, dass das Anschlagselement am führenden Ende des Spannelements 24 auf beliebige Weise gebildet werden kann, wobei der Schraubenkopf 34 nur ein Beispiel darstellt. Eine Alternative ist in Figur 13 gezeigt, bei der das Spannelement 24 durch eine Gewindestange 23 gebildet wird, an dessen führenden Ende eine Mutter 25 als Anschlagselement aufgeschraubt ist.

Es wird darauf hingewiesen, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend anzusehen sind und dass die beschriebenen Merkmale in beliebiger Kombination von Bedeutung sein können.

Bezugszeichen

10 erstes Bauteil

12 zweites Bauteil

14 Trennfuge/Position eines befürchteten Risses

16 Bohrloch

i8 System zum Fügen oder Armieren von Bauteilen

20 erste Gewindehülse

22 zweite Gewindehülse

23 Gewindestange

24 Schraube

25 Mutter

26 Furchspitze

27 Druckfeder

28 metrisches Innengewinde

29 Schlitz (Kraftantrieb)

30 Innenprofil (Kraftantrieb)

31 Außengewinde

3 metrisches Außengewinde der Schraube 24

34 Schraubenkopf

36 Kraftangriff der Schraube 24

38 Ausnehmung im Innenprofil 30

40 Längsachse der Gewindehülse 20

42 Drehrichtung der Gewindehülse 20

44 Werkzeug zum Wälzschälen

46 Achse des Werkzeugs 44

48 Drehrichtung des Werkzeugs 44

50 Richtung der Translationsbewegung des Werkzeugs 44

52 angedeutete Außenform des Rohlings zur Fertigung der Gewindehülse 20

54 Band zum Wickeln einer Gewindehülse 20

56 Kontaktfläche zwischen benachbarten Windungen des Bandes 54