DE2359367B2 - Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern für ein vergießbares Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern für ein vergießbares Material mit einem geraden, einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisenden und mit Verformungen versehenen Schaftteil, bei dem die Verstärkungsfasern aus einem längsbewegten, länglichen Ausgangsmaterial geschnitten werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der AU-PS 4 42 751 bekannt

Ferner ist aus der AU-PS 2 90 468 bekannt, in Beton Stahldrähte mit kurzen Längsausdehnungen einzubringen, um die Eigenschaften des Betons dahingehend zu verbessern, daß ein Klammereffekt zwischen den Fasern und dem zu verstärkenden Einbettungsmaterial erzielt wird.

ίο Aus der eingangs erwähnten AU-PS 4 42 751 ist zwar ein durchlaufendes Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern bekannt, bei denen aus Drähten, die mit Einschnürungen versehen sind, zwischen denen etwa rechteckige Teile liegen, die Verstärkungsfasern durch Schneiden des Drahtes gewonnen werden. Bei diesem Verfahren lassen sich jedoch Verstärkungsfasern, die angedickte Enden zur Vergrößerung des Klammereffekts aufweisen, nicht herstellen. Aus der US-PS 33 84 395 sind zwar Verstärkungsfasern bekannt, die einen Schaftteil mit angedickten Enden aufweisen, jedoch werden diese Verstärkungsfasern dadurch gewonnen, daß zunächst ein Draht abgeschnitten und dann an seinen Enden angestaucht wird. Das bedeutet einen relativ hohen Aufwand bei der Massenherstellung der Verstärkungsfasern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern für ein vergießbares Material zu schaffen, bei dem in einem durchlaufenden Verformungsverfahren an einem im wesentlichen rechteckigen Schaftteil der Verstärkungsfasern angedickte Enden vorgesehen werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Band mit einer Breite größer als 0,6 cm durch Walzformen an seinen Randbereichen verdickt wird und das Band dann quer zu seiner Längsrichtung bzw. zu seiner Bet'örderungsrichtung zerschnitten wird. Die Verstärkungsfasern können insbesondere bei Beton, Mörtel, Glas, stabilisierten Werkstoffen, Kunststoffen oder keramischen Werkstoffen Verwendung

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Zur Durchführung der Erfindung können durch Walzformen die Kanten des Bandes auf die Oberfläche des Bandes gefaltet werden. Auch ist es möglich, das Band senkrecht zu den Kanten zu stauchen.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Verstärkungsfasern, welche Führungsmittel für das längliche Ausgangsmaterial und Verformungseinrichtungen zum Verändern des Querschnitts des Ausgangsmaterials und eine Schneideinrichtung zum Abschneiden der Verstärkungsfasern vom länglichen Ausgangsmaterial aufweist, kann zur Durchführung des verbindungsgemäßen Verfahrens so ausgebildet sein, daß Führungswalzen mit kleinerer Breite als das Band mittig vorgesehen sind, wobei die Verformungseinrichtungen senkrecht zu den Walzen angeordnet sind.

Vorteilhaft erweist es sich bei der Erfindung, daß in einem Durchlaufverfahren Verstärkungsfasern mit angedickten Enden ohne erheblichen Aufwand in großer Anzahl hergestellt werden können.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Ansicht eine Verstärkungsfaser;

F i g. 2 verschiedene Herstellungsschritte der Verstärkungsfaser in der F i g. 1;

F i g. 3 eine Seitenansicht einer doppelt gefalteten Verstärkungsfaser;

Fig.4 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Verstärkungsfasern aus einem Band;

F i g. 5 Verfahrensschritte zur Verdickung der Randbereiche des Bandes, welche mit der Vorrichtung der F i g. 4 durchgeführt werden;

F i g. 6 und 7 in gebrochener Darstellung zwei mögliche Ausführungsformen von verdickten Kanten des Bandes;

F i g. 8 eine Vorrichtung, mit der die in den F i g. 6 und iü 7 dargestellten Kantenverdickungen hergestellt werden können;

F i g. 9 eine vergrößerte Ansicht eines Walzenprofils, das zur Kantenverdickung verwendet werden kann;

Fig.9a eine vergrößerte Darstellung eines Endteils einer Verstärkungsfaser und

Fig. 10 bis 13 weitere Ausführungsformen von Kantenverdickungen.

Die F i g. 1 zeigt eine Verstärkungsfaser 1 aus Stahl, welche verdickte Endteile 2 aufweist. Diese Endteile 2 der Verstärkungsfaser 1 sind gefaltet und befinden sich an einem Schaftteil 3. Der Schaftteil 3 ist glatt ausgebildet und weist einen gleichförmigen, unveränderten Querschnitt auf. Dieser Querschnitt weist eine Dicke von etwa 0,013—0,076cm und eine Breite von 2; etwa 0,025-0,15 cm auf. Die Länge des Schaftes 3 beträgt etwa 1,27—5,08 cm. Sie kann auch länger bemessen sein. Jeder Endteil 2, der durch eine Faltung hergestellt ist, kann etwa die 2- bis 4fache Dicke des Schaftteils 3 aufweisen. Sie beträgt etwa 0,5—0,13 cm. Die im vorstehenden genannten Abmessungen sind hauptsächlich als Beispiele zu verstehen, und sie werden in Abhängigkeit vom Fasermaterial und dem Material, das verstärkt werden soll und auch in Abhängigkeit von dem gewünschten Verwendungszweck ausgewählt. y>

Die in F i g. 1 dargestellte Verstärkungsfaser 1 ist aus einem schmalen Stahlband 8 hergestellt, dessen Kanten auf die Bandoberfläche gefaltet worden sind. Die Verfahrensschriue a—d, welche bei einem einfachen Verfahren zum Falten der Kanten zur Anwendung kommen, sind in der F i g. 2 dargestellt. Ein schmales Band 8, dargestellt unter (a), wird in eine Walzformeinrichtung eingebracht, welche die Kanten des Bandes 8 in rechte Winkel umbiegt, wie das unter (b) gezeigt ist. Das Band 8 gelangt dann zwischen weitere Formwalzen, welche die Kanten noch weiter nach innen biegen, etwa um einen Winkel von 45°, wie das unter (c) dargestellt ist. Die umgebogenen Kanten werden dann durch weitere Formwalzen, wie das unter (d) gezeigt ist, abgeflacht.

Ein Band 8, das doppelt gefaltete Kanten, wie in F i g. 3 gezeigt, aufweist, kann durch Wiederholung dieser Verfahrensschriue bei einem unter (d) gezeigten Band 8 erzielt werden.

Nach dem Falten der Kanten wird das Band 8 in eine Schneidvorrichtung zum Abschneiden der Verstärkungsfasern 1 vom Band 8 weitergeleitet. Wenn mehrere Bänder 8 verwendet werden, können diese getrennten Schneidvorgängen zugeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, alle Bänder 8 gleichzeitig in einer ω Schneidvorrichtung zu schneiden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung der Kantenverformung an verschiedenen schmalen Bändern 8, welche durch Längsaufteilen aus einem breiteren Band 4 hergestellt sind, ist schematisch in den Fig.4 und 5 t>"> dargestellt. Das breite Ausgangsband 4 wird von einem Haspel 5, der in geeigneter Weise auf einem Gerüst angeordnet ist, abgezogen. Das Ausgangsband 4 gelangt über eine Führungsrolle 6 in eine Bandschlitzeinrichtung 7, die mehrere Bandschlitzrollen aufweist. Die Bandschlitzrollen zerteilen das Ausgangsband 4 in mehrere schmale Bänder 8, welche die gewünschten Breiten besitzen. Der Aufbau der Bandschlitzeinrichtung 7 soll hier nicht weiter beschrieben werden.

Jedes schmale Band 8 gelangt dann durch eine Walzenanordnung 9, welche ein Profil aufweist, so daß jedem Band 8 ein Zwischenknick 10 aufgeprägt wird, wie das in F i g. 5 dargestellt ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die benachbarten Kanten der schmalen Bänder 8 voneinander einen ausreichend großen Abstand aufweisen, damit nicht näher dargestellte Führungsmittel zum Führen der Bänder 8 in das erste Walzgerüst vorgesehen werden können. Der Zwischenknick 10 reicht aus, um zwischen benachbarten Bandkanten einen Abstand von etwa 0,04—0,05 cm vorzusehen. Dieser Abstand genügt für den angegebenen Zweck.

Das erste Walzgerüst zur Durchführung des Walzformschrittes (b) enthält obere und untere Walzen 11 und 12, von denen jede ein Profil aufweist, das Kantenteile 13 eines jeden Bandes 8 um 45° umbiegt und welche den Zwischenknick 10 wieder abflachen (siehe F i g. 5). Die Figur zeigt einen Teil des Profils der Walzen 11 und 12, welche eine derartige Walzverformung an einer Kante eines Bandes 8 durchführen kann. Die zweiten bis fünften Walzgerüste, welche zur Durchführung der Walzformschritte (e — h) dienen, besitzen ebenfalls mit Profilen versehene Walzen 43 und 14, 15 und 16, 17 und 18 und 19 und 20. Die entsprechenden Teile der Profile dieser Walzen sind in F i g. 5 dargestellt.

Beim zweiten Walzformschritt (e) werden die Kantenteile 13 um einen weiteren Winkel von 45° bis zu einem Winkel von 90° umgebogen. Beim dritten Walzformschritt (f) wird eine 45°-Umbiegung 21 am Kantenteil 13 des Bandes 8 durchgeführt, wodurch dieser Kantenteil nach innen gebogen wird. Bei dem vierten Walzformschritt (g) wird der Kantenteil 13 um weitere 45° gefaltet. Beim fünften Walzformschritt (h) wird die Umbiegung 21 abgeflacht, so daß der Kantenteil 13 in unmittelbare Berührung mit der Bandoberfläche gelangt. Das Band 22 mit den vollständig umgefalteten Kanten hat dann die gleiche Form wie in dem Verfahrensschritt (d) der F i g. 2.

Die Bänder 22 werden dann mittels Zuführungsrollen 23 zwischen Führungsplatten 24 in eine umlaufende bzw. drehbare Schneidvorrichtung 25 eingebracht. Diese besitzt einen geringen Abstand von einem feststehenden Prallstock 26, gegen welchen sie umläuft. Hierbei werden die Verstärkungsfasern 1 von den Bändern 8 in gewünschten Breiten abgeschnitten. Eine Rutsche 27 sammelt die fertigen Fasern 1.

Zwei weitere verdickte Kantenprofile des Bandes sind in den F i g. 6 und 7 dargestellt. Diese können, wie in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist, durch eine Warm- oder Kaltwalzformung eines Stahlbandes erzielt werden. Das Band wird dabei zwischen zwei in vertikaler Richtung voneinander einen Abstand aufweisenden Walzen 30 zwangsgeführt, während zwei einen seitlichen Abstand voneinander aufweisende Walzen 31 auf die schmalen Kantenteile des Bandes, welche seitlich aus den Walzen 30 hervorstehen, einwirken. Die Kanten 32 der Walzen 30 können abgerundet sein oder sonstwie geformt sein, während die Walzen 31 mittig angeordnete Rinnen 33 mit gewünschter Querschnittsgestalt aufweisen. Diese Rinnen 33 nehmen die Kanten des Bandes auf. Dieses

Verfahren zur Kantenverdickung bringt den Vorteil, daß die Gestalt der Kantenverdickung beliebig unterschiedlich sein kann. Anschließend wird das Band geschnitten.

Die gewonnene Verstärkungsfaser 1, von der ein Ende in Fig.9a dargestellt ist, besitzt einen glatten, rechtwinkligen Schaftteil 34 sowie Vorsprünge 35, welche im wesentlichen eine parabolische Form aufweisen. Diese Vorsprünge stehen an entgegengesetzten Flächen der Faser 1 weg. Die Seitenflächen 36 der Faser 1 sind eben und sind senkrecht zu den Vorsprungsflächen. Dies ergibt sich durch den Schneidvorgang.

Weitere Kantenprofile sind in den Fig. 10 bis 13 dargestellt.

Die Bandprofile, welche in den Fig. 10 und 11 dargestellt sind, können durch Längswalzen des Bandes mittels Walzen, die geeignete Profile aufweisen, erzielt werden.

Das Kantenprofil in Fig. 12 wird durch eine ähnliche Walzverformung wie bei den beiden ersten Ausführungsbeispielen erzielt.

Das Profil, welches in Fig. 13 dargestellt ist, wird durch entsprechende Walzverformung der gefalteten Kanten des Bandes, wie es bei den Verfahrensstufen (d) oder (h) der vorbeschriebenen Ausführungsformen vorliegt, gewonnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern für ein vergießbares Material mit einem geraden, einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisenden und mit Verformungen versehenen Schaftteil, bei dem die Verstärkungsfasern aus einem längsbewegten, länglichen Ausgangsmaterial geschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Band mit einer Breite größer als 0,6 cm durch Walzformen an seinen Randbereichen verdickt wird und das Band dann quer zu seiner Längsrichtung bzw. zu seiner Beförderungsrichtung zerschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Bandes auf die Oberfläche des Bandes gefaltet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzformen aus den folgenden Verfahrensschritten besteht:

(a) Umbiegen der Kantenbereiche des Bandes um einen Winkel von etwa 90",

(b) weiteres Umbiegen der Kantenbereiche um einen weiteren spitzen Winkel in Richtung auf den übrigen Bandteil zu und

(c) Abflachen der Kantenbereiche.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzformen in der Weise durchgeführt wird,

(a) daß während eines ersten Walzformschrittes die Kantenbereiche der Bänder um etwa einen Winkel von 45° gebogen werden,

(b) daß die Kantenbereiche um einen weiteren Winkel zwischen 45° und 90° weitergebogen werden,

(c) daß daraufhin das Band an Stellen innerhalb der Kantenteile um einen Winkel von etwa 45° gebogen wird,

(d) daß hierauf die Kantenteile um einen weiteren Winkel von 45° umgebogen werden und

(e) daraufhin die Biegung, welche durch den Verfahrensschritt(c) aufgeprägt worden ist, bis zum Restband abgeflacht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band senkrecht zu den Kanten gestaucht wird.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Verstärkungsfasern mit Führungsmitteln für das längliche Ausgangsmaterial und Verformungseinrichtungen zum Verändern des Querschnittes des Ausgangsmaterials und einer Schneideinrichtung zum Abschneiden der Verstärkungsfasern vom länglichen Ausgangsmaterial zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Führungswalzen (30) mit kleinerer Breite als das Band mittig vorgesehen sind, und die Verformungseinrichtungen (33) senkrecht zu den Walzen (30) angeordnet sind.