AT405491B - Verfahren zur herstellung von bündeln von stahldrahtstücken - Google Patents

Description

AT 405 491 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bündeln von Stahldrahtstücken zur Verstärkung von Bauelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Unter "länglich" sei hier verstanden, daß das Drahtstück nicht in der Art gebogen oder gerollt ist, daß keine allgemeine Längsrichtung mehr zu erkennen ist, in der das Drahtstück seine Verstärkungswirkung entfalten soll. Die Dicke des Drahtstücks wird für nichtkreisförmige Querschnitte als der Durchmesser des flächengleichen Kreises berechnet. Die Dicke der Drahtstücke soll dabei ca. 0,3 -1,5mm betragen.

Solche Stahldrahtstücke werden zur Verstärkung von Zementbeton verwendet und der nassen Mischung zugemischt, die anschließend geschüttet, verformt und verdichtete wird und dann in der gewünschten Forma aushärtet. Wenn diese Drahtstücke ohne weitere Vorkehrungen in die Mischung eingegeben werden, führt dies dazu, daß die Drahtstücke sich nicht gleichmäßig in dem Beton verteilen, sondern zusammenballen. Aus diesem Grund werden die Stahldrahtstücke in die nasse Mischung in Form von Bündein von derartigen Stahldrahtstücken eingegeben, die durch ein Bindemittel zusammengehalten werden, das während des Mischens seine Bindekraft verliert, indem es in dem Wasser des Zementmörtels oder -betons ganz oder teilweise gelöst wird. Solche Bündel enthalten vorzugsweise 5 - 40 Stahldraht-sütcke. Die Bündel müssen nicht notwendigerweise einen annähernden kreisförmigen Querschnitt haben, sondern können auch flache Bündel aus Drahtstücken sein, die Seite an Seite miteinander verklebt sind.

Ein Verfahren der eingangs erwähnten Art wurde durch die US 4 284 667 A bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren wird eine Anzahl von Drähten gebündelt und miteinander verklebt, indem man eine Emulsion oder eine Wasserlösung eines Bindemittels aufbringt, das später nach dem Trocknen in dem Beton wieder zerfallen und/oder emulgieren kann. Das so gebildete Bündel wird anschließend in einem Trockenofen getrocknet und schließtransversal in Stücke geschnitten.

Bei diesem bekannten Verfahren ergibt sich daher der Nachteil eines entsprechend hohen Energieaufwandes, der durch die Notwendigkeit des Austreibens, bzw. Verdampfen des als Lösungsmittel vorgesehenen Wassers gegeben ist, oder falls das Wasser verdunsten gelassen wird, so ergibt sich der Nachteil einer sehr langsamen Prozeßführung.

Weiters wurde durch die DE-OS 35 29 198 ein Verfahren zur Herstellung von zusammenhängenden Befestigungselementen bekannt, bei dem ebenfalls eine Verklebung von Drähten erfolgt, wobei diese Bündel zur Herstellung von Heftklammern vorgesehen sind. Die nach diesem Verfahren hergestellten Bündel sind daher darauf ausgerichtet, daß deren einzelne Drähte bei intakter Klebeverbindung durch gezieltes mechanisches Einwirken Stück für Stück vereinzelt werden, wobei aber die Einwirkung auf den Verbund der Befestigungselemente ausschließlich entlang der jeweiligen Klebefuge erfolgt. Außerdem sind nach diesem Verfahren die einzelnen Drähte vollkommen gerade und sind parallel zueinander miteinander verklebt. Derartige Bündel wären daher für die Verstärkung von Bauelementen nicht geeignet, bzw. deren Verwendung und einzelweise Trennung der Drahtstücke wären mit einem unzumutbaren Aufwand verbunden.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der die dem eingangs erwähnten Verfahren innewohnenden Nachteile vermieden sind, und das sich mit geringem Energieaufwand durchführen läßt und ein rasche Herstellung der Drahtbündel ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Klebstoff, der zwar als eine Substanz bekannt ist, die in Wasser ganz oder teilweise löslich sein soll, zu dem angestrebten Zweck nicht notwendigerweise in Form einer Emulsion oder eine Lösung in Wasser aufgebracht werden muß, sondern auch in Form einer durch Wärmeeinwirkung geschmolzenen flüssigen Substanz aufgebracht werden kann. Dies kann sogar für Substanzen anwendbar sein, die überhaupt nicht wasserlöslich sind, jedoch durch Schmelzen verflüssigt werden können. Dies ist für Anwendungsfälle von Interesse, in denen die Stahldrahtstücke in heiße Mischungen, z. B. heißen Bitumenbeton, eingemischt werden müssen, und in denen die Bündel bei der Temperatur der Mischung zerfallen. Das Aufbringen des Klebers in geschmolzener Form hat den Vorteil, daß er nicht mehr in einem Trockenofen getrocknet werden muß, sondern einfach durch rasches Abkühlen verfestigt werden kann, bevor das Bündel transversal in Stücke geschnitten wird. Dadurch läßt sich die Produktionsgeschwindigkeit erhöhen und Trocknungsenergie einsparen. Das Verfahren, bei dem ein geschmolzener Kleber aufgebracht wird, verhindert nicht die Verwendung eines Klebers, der außerdem noch ganz oder teilweise wasserlöslich ist, dadurch lassen sich die Bündel von Drahtstücken sowohl in kaltem Zementmörtel oder -beton als auch in heißem Bitumenbeton verwenden. Ein weiterer Vorteil bei der Herstellung besteht darin, daß ein Kleber, der durch Schmelzen aufgebracht wird, sehr viel weniger Lagerungsraum benötigt und zeitlich unbegrenzt aufbewahrt werden kann.

Kleber in "geschmolzenem Zustand" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Kleber unter Temperatureinfluß seine Festigkeit verloren hat. Er muß seine Festigkeit nicht notwendigerweise vollständig 2

AT 405 491 B verloren haben, indem er über einen möglicherweise vorhandenen fest definierten Punkt erhitzt wurde, es genügt vielmehr, wenn er soviel von seiner Festigkeit verloren hat, daß er auf das Drahtbündel aufgetragen werden kann. Für Substanzen, die aus verschiedenartigen Molekülen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bestehen, beispielsweise für Kunstharze, erfolgt der Festigkeitsverlust durch allmähliches Erweichen über einen Erweichungstemperaturbereich, und es genügt, daß die Substanz genügend weich ist, um als Kleber aufgetragen werden zu können. Für solche Substanzen wird der Temperaturpegel für die Erweichungstemperaturbereich, und es genügt, daß die Substanz genügend weich ist, um als Kleber aufgetragen werden zu können. Für solche Substanzen wird der Temperaturpegel für die Erweichung hier durch den Erweichungspunkt nach dem Ring- und Kugeltest bestimmt. Für Sunbstanzen mit scharf definiertem Schmelzpunkt erfolgt das "Erweichen" bei dem Schmelzpunkt. Dies ist die Bedeutung des im folgenden verwendeten Begriffs "Erweichungspunkt".

Wenn die Faserbündel zur Verwendung in Bitumenbeton bestimmt sind, wähle man einen Kleber, der sich durch Schmelzen auflöst, wenn er in einen solchen heißen Bitumenbeton eingemischt wird. Dies bedeutet dann, daß der Kleber durch Temperatureinfluß genügend an Festigkeit verliert, so daß die Bündel yon Drahtstücken durch die Mischungsbewegung, bei der dieser Festigkeitsverlust auftritt, weil die Substanz ganz oder teilweise aus dem festen in den geschmolzenen Zustand übergeht, in einzelne Drahtstücke zerfallen. Da die Mischungstemperatur von Bitumenbeton von 80 *C - 200 *C liegt und vorzugsweise 30 • C - 50 * C über dem Erweichungspunkt liegen soll, wird ein Kleber gewählt, dessen Erweichungspunkt im Bereich zwischen 50 *C und 170*C liegt. Unter 50 *C wächst die Gefahr, daß die Bündel aneinander zu kleben beginnen, wenn sie der Sonne oder einem warmen Klima ausgesetzt sind.

Als Klebesubstanz kann ein Bitumen gewählt werden, das vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung hat wie das in dem Bitumenbeton verwendete Bitumen, falls die Faserbündei in einen solchen Bitumenbeton eingemischt werden sollen. Bekanntlich ist Bitumen eine Mischung, die hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen mit Restverunreinigungen besteht, wie sie bei der Raffinerie von Kohle oder Erdöl anfallen, beispielsweise als Pech, Teer oder Asphalt. Sie sind bei Raumtemperatur fest und bei der Mischungstemperatur hinreichend flüssig, um zwischen die anderen Komponenten des Bitumenbetons fließen zu können (der außerdem eine Mischung aus Füllstoffen, wie Sand, Kalk und/oder Steinstücken mit Abmessungen von 2 mm bis zu 20 mm enthält), um nach dem Aushärten die Bindekomponente für den Bitumenbeton bilden zu können.

Es ist auch möglich, als Klebesubstanz ein thermoplastisches Polymer oder Copolymer zu verwenden, vorzugsweise in Form eines herkömmlichen heißschmelzenden Klebers, der, je nach Hersteller, zusätzlich Harze, Wachse, Weichmacher, Stabilisieret und möglicherweise Füllstoffe enthält. So läßt sich beispielsweise ein Polyestef-Polyurethan-Kleber gemäß US-PS 2,801,648 verwenden, dessen Erweichungspunkt durch Zusatz von mehr oder weniger großen Mengen an Di-isocyanat bei der Herstellung des Klebers eingestellt werden kann. Es kann auch ein EVA-Kleber (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer) verwendet werden, dessen Erweichungspunkt durch das Verhältnis Ethylen/Vinylacetat angepaßt werden kann. Wenn ein Heißschmelzkleber benötigt wird, der in Wasser gelöst wird oder emulgieren kann, kann ein typischer Heißschmelzkleber verwendet werden, der sich in geschmolzenem Zustand auf Papier oder Karton auftragen läßt, und der anschließend durch Befeuchtung mit Wasser wieder klebrig wird. In der Praxis kann man zwischen den verschiedenen Heißschmelzklebern wählen, die auf dem Markt erhältlich sind und beispielsweise in dem Buch von L. D. BATEMAN "Hot melt adhesives", 3. Auflage (Noyes Data Corporation) beschrieben sind.

Der Kleber kann auf verschiedene Art aufgebracht werden. Es ist möglich, ein Bündel von Drähten kontinuierlich durch ein Bad aus geschmolzenem Kleber hindurchzuführen und den überschüssigen Kleber am Ausgang des Bades abzustreifen, bevor das Bündel, beispielsweise in einem Luftstrom oder - falls es sich um einen in Wasser nicht löslichen Kleber handelt * in Wasser, abgekühlt wird. Wenn der Kleber in Pulverform vorliegt, besteht ein anderes Verfahren darin, daß ein zusammenhängendes Bündel von Drähten erhitzt wird und das Bündel durch ein Wirbelbett aus derartigem Pulver geführt wird. Das Pulver schmilzt dann bei der Berührung mit dem Drahtbündel, und der Kleber verfestigt sich wieder beim Austritt aus dem Wirbelbett. Es ist auch möglich, herkömmliche Auftragsvorrichtungen mit einer Düse, die den geschmolzenen Klebstoff unter Druck auf das oder um das Bündel geben, und einem Abstreifteil zu verwenden. Es ist auch möglich, den Kleber zunächst auf die einzelnen Drähte aufzutragen und die Drähte anschließend zu bündeln, wobei die Drähte, z. B. durch Aufheizen und Wiederabkühlen, zusammengeklebt werden können.

Um die Drahtstücke leicht zusammenkleben zu können, und zwar so, daß sie anschließend wieder leicht voneinander getrennt werden können, empfiehlt es sich, die Drähte Seite an Seite zu einem flachen Bündel zusammenzukleben. Es ist jedoch auch möglich, ein rundes Bündel herzustellen, in dem der Klebstoff nicht vollständig in den Kern des Bündels eindringt, sondern alle Drähte zusammenhält, indem er eine dichte Hülse um das Bündel bildet. Das Zusammenkleben der Drähte bedeutet infolgedessen nicht notwenigerweise, daß alle Drahtstücke mit dem Kleber in Kontakt gebracht werden, sondern lediglich, daß 3

Claims (2)

1. AT 40S 491 B die Drähte nach der Verfestigung des Klebers in einem Bündel zusammengehalten werden. Wenn die Drähte seitlich nebeneinander geführt werden, um in einer Ebene zu einem flachen Bündel zusammengepreßt zu werden, und wenn die Drahtstücke an ihren Enden mit Wellen oder Verformungen und/oder Haken oder Abwinklungen versehen werden sollen, werden solche Verformungen vorzugsweise an dem durchgehenden Bündel angebracht, bevor dieses zerschnitten wird. Dies geschieht vorzugsweise in der Weise, daß das flache Bündel kontinuierlich zwischen zwei rotierenden Rollen mit wellenförmigem Umfangsquerschnitt oder einem anderen Profil hindurchgeführt wird, wobei die Vorsprünge des einen Profils an die Vertiefungen des anderen Profils angepaßt sind. Auf diese Weise werden die Verformungen in einer Ebene erzeugt, die die Längsrichtung des Bündels enthält und senkrecht zur Ebene des Bündels verläuft. Es ist klar erkennbar, daß das Verfahren sehr gut für einen kontinuierlichen Prozeß geeignet ist, in dem eine Anzahl von Drähten von ihren jeweiligen Spulen abgewickelt werden und in dem diese Drähte nach dem Abwickeln in Richtung auf den Eingang der Maschine, in der sie gebündelt und verklebt werden, zusammengeführt werden. In dieser Maschine läuft das Bündel zunächst durch eine Klebestation, in der der Klebstoff aufgebracht wird, und dann durch eine Kühlstation, in der der Klebstoff zur Verfestigung abgekühlt wird, und schließlich ggf. durch eine Verformungsstation, in der das Bündel zwischen zwei rotierenden Rädern verformt wird. Schließlich durchläuft das Bündel eine Schneidstation, in der es in Stücke geschnitten wird. Die Bündel von Drahtstücken werden in einem Behälter gesammelt. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Bündeln von Stahldrahtstücken zur Verstärkung von Bauelementen bei dem die Stahldrähte zu Bündeln zusammengefaßt und mit einem sich in einer Betonmischung lösenden Kleber verklebt werden, wonach das Bündel in transversaler Richtung in Stücke geschnitten wird, wobei die Drahtstücke eine Form aufweisen, bei der das Verhältnis von scheinbarer Länge, d.h. der Abstand seiner beiden Enden in der Projektion, zur Gesamtlänge mindestens 0,7 und das Länge-Dickeverhältnis zwischen 40 und 120 beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Kleber vor dem Aufbringen auf ein Bündel von zusammengefaßten Stahldrähten über seinen Schmelz- oder Erweichungspunkt erhitzt und in diesem Zustand auf ein Bündel von Stahldrähten aufgebracht wird, wonach der Kleber durch Abkühlen zur Erstarrung gebracht wird, und daß ein Kleber, der sich bei der Verarbeitungstemperatur der heißen Bitumenbetonmischung auflöst, bzw. seine Klebekraft verliert, oder ein wasserlöslicher, durch Wärme schmelz- oder erweichbarer Kleber verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte in an sich bekannter Weise Seite an Seite liegend zu einem flachen Bündel zusammengefaßt werden und gegebenenfalls in einer Ebene verformt werden, die die Längsrichtung des Bündels enthält und senkrecht zur eben des flachen Bündels verläuft. 4