DE1525129A1 - Druckspannungserzeuger - Google Patents

Description

• Druckspannungserzeuger Die Erfindung beinhaltet Drückspannungserzeuger und Stangen sehr hoher Festigkeit mit beispielsweise quasihomogenem 'aesamtquerscbnittg wobei neben -.,er Korrosionssicherheit durch die besondere Anordnung von beispielsweise materialmäßig und/oder querschnittmäßig gleichartigen oder unterschiedlichen Längselementen und Fülie.Lementen

  sowie eeggbenenfalls zusätzlich durch Einhülle-*Lemente ein

  u

  Optimum'an Verbundfestigkeit erzielt wird. Darüber hinaus

  ist gleichzeitig eine besonüers gute Ihaftung bei Einbettung des Erfindungsgegenstandes in erhärtende Massen gegeben.
• Außer bei mechanischen und hydraulischen Pressen sind ents-,)rechend verankerte massive oder ve2litzte Bauglieder bekannt zur Erzeugung von permanent wirkenden Druckspannungen; ihre Anwendun& bringt» erhebliche, bleibende Pormänderungen.
• Meist.eind auch Unlenkungen von Sp&nnkWton erwWW*bte so daß neben sehr groden Längekräften fast obenno bobe Querpreaaungen auftreten. Einzelne gezogene Längselemente sind gegen Spannungekorrosion sehr anfällig und in ihrer Anwendung auch kostspielig. Größere homogene Querschnitte sind nur mit begrenzter Festigkeit herstellbar, wären aber mit hoher Festigkeit konstruktiv erwünscht.
• DemL,egenüber ermöglichen die erfindungegemäßen DruckspannungBerzeuger, auch sehr hohe Spannungen zu über44rUcken, wobei Kriecherscheinungen nur noch unerheblich sind. Dar-.über hinaus ermöglicht die Erfindung auch Druckspannungeerzeuger sehr hoher Festigkeit mit großem Querschnitt und beliebiger Längserstrecxung. Ferner ist in a-Llen Fällen die Korrosionssicherheit gewährleistet.
• Es sind Bauglieder bekannt, wo eine Vielzahl durchlaufender Fasern in der Längsrichtuiig mit geeigneten Stoffen verkittet sind, wobei das innere Gefüge ähnlich auf*."ebaut iS-t wie gewisse Holzarten. Solche Bauglieder haben nur eine hohe Zugtentigkeit und können nicht gekrümmt werden, wohl Z aber durch entsprechende,- physikalische Einwirkung querschnittsgemäß zeitweise formbar gemacht werden. Eine V#;r-' kittung in der üblichen Form bedingt das Vorhandensein stärkerer Kittschichten, die neben sehr niedrigen'Zugacherfestigkeiten keinerlei Querfestigkeiten aufweiseng was eine Folge des holzähnlichen Gefügeaufbaues ist. zin Klemmen und Umlenken solcher Bauglieder ist nicht möglich. Der ökonomische Einsatz solcher.Bauglieder ist u.a. wegen der erwähnten Mängel und wegen c#es sehr beschränkten Fa-:zerfü-L--.un-csvermögens nicht möglich.
• Demgegenüber stellt die Erfindung eine neuartige, technidch fortschrittliche Vervollkommnung dar, die - waL die Erhöhung der Zugscherfestigkeit anlangt - theoretisch nicht naheliegend war, jedoch empirisch nachgewiesen ißt, wodurch eine'- praktische Anwendung des Erfindungsgegenstandes wirtschaftlich wird. Neben der Beseitigung aller oben anoefUhrten Mängel ist darüber hinaus auch die Ausbildung einerhaftaktiven überflädhe erfindungegemäß gegeben, womit-eine erweiterte Anwendung beispielsweise durch haftereblüesige nachträgliche Einbettung in später-erhärtende Maasen-Übglieb ist.
• Das Wesen der Erfindung besteht daring daß die einzelneni hoch- und/oder höchlstfesten, metallischen und/oder nichtitetalli schen oder aus Verbinaungen daraus oder aus Metallverbindungen bestehenden Li-£n,:s-eleiiente im Gesanitquerschnitt entweder dicht an dicht an,.eordnet werden und aie v-rb2eibenden Kont-airträume mit hochadhäsiv-en metallischen oder nicbtmetallischen Verbindern ausgefüllt werden, o-Uer daj# beiepielaweiEe durch Verwendung von IAingeelementen mit minde.-tens zwei unt,.-rechiedlichen Que.rechnittegrößen und gegebenenfälils wahlweiee auch unterschiedlichen Querschnittsformen (vgl. Fig. 1; 1 = Längselement; 2 - Verbinder; z a einhüllende Verbinderschicht) ein Minimum an Kontaktr:u en im Geeamtquerschnitt und üamit ein Optimum-an Festigkeit erre-l'cht wird.

  Fa.112 es die gewähilie-.'uursct.nittzform der einze-nen

  elemente nicht ge.-tattet, uni--r.-chieiliche 4uLrLchnitte-

  grözen zweckentsprec-hend im Ge--amtauerechnitt urit.rzubrin-

  gen, WErjen die Vertin,#erechichten in den Kontaxzräu:!-en te'i-

  erielswei.se mit festen Idole..cu.L'arelementen ('#1,) angL-re--:erert

  oder richtungeorientierte, bochieste Fein- oder Fein--tfasern

  ( 3

  3) oder Whigker meta.Lli#--,17,Lt-r oue'r Art eiii-

  gebettet, so aag einereei-.a enterrechvni cLem Ferziakt---#r für

  das Zusammenf » ügen Jer Lüngselemente eine maxima-e Zui---cher-

  featigkeit erzie-'t und anaererseite gleietzeitiE eine Stützuni-

  der bochadhäniven Verbinderschichten bei vorjiandener tuer-

  prossung berCestc--#t wira. Fig. 2 zeiL--t eine

  Anordnung Längsele-.nente, Vzr-binder und Füller, in diesem

  ?alle nichtorient.-Lerte Kolekularelen.ente bzw. kol#ekiz--,Rr-

  elementgrupper. Xie vc-r-ner erwähnt-, k

  wahlweine --.auch- Fe:#n- oder Feinr-tfasere# oder ih--;skv#r ver-

  wandt

  Die Füller (3) können erfindungsgemäß beispielsweise auf volle Länge des Druckspannungserzeugers oder auch nur abschnittweise begrenzt vorgesehen werden. Vielfach geni't-gt es, die Füllung des Verbinders nur partiell vorzunehmen.
• Die Herstellung ües Erfindungsgegenstandes, z.B. unter Verwendung von Ziehkanälen, ermög.Licht eine gleichmäßige Benetzung der endgültigen Gesamtquerschnittsform mit zuverlässiger korrosionsschützender Einhüllung des Erfindungs,gegenetandes.
• urtliche Querschnittvergrößerungen,können beispieloweise durch Stauchen des Gesamtquerschnittes in bestimmten Ab- schnitten, während die Verbindermasse noch formbar istt unter gleichzeitiger Auffüllung mit beisl)ie-Lewei-se pulverförmigen, metallischen oder nichtmetallischen Füllern oder unter gleichzeitiger Einführung'von Fast#rabschnittsfüllern (3 a) bergeste-i.it werden, -wie es beispielsweise in den Figuren 4, 5 und 6 dar"estel-Lt ist. D,--bei icann aer Erfindungsgegenstand beispielsweise vor-.eegi!.n der örtlichen Querschnittvergrößerung und nach ihrem Abschluß - einseitig oder beiderseits - auf eine gewisse Länge durch metalliscbe oder nicbtu:etallische Hülleiemente bandagiert werden, was der Übersichtlichkeit halber nicht besonders dargestellt wurde.
• Ein besonders guter, auch nachträglicher T-rItund des Erfindungegegenstand,es mit spättzr erhärtenden 1-Cassen ist möglich, wenn man gemäß der Erfir-aung bei seint-r Herete-Ilung beispielswel-s«e Sch-raubenrippen (vergl Fig. 7 und Fig. d; 4 = Kernauerschnitt; 6 = -Längselement als SchrauLer.rit)1,e) ein' oder mehrlagig oder rechts- und/oder links-Lngig, crUer z.B. abzehnittweisse czer durchlaufende Banuagen -mit oder ohne Vorspannung aujbringt. Aufbringen mit Vers.,a-r.--eiur.,-- erhöht gleichzeitig die Zugscherfestigkeit des Druckspannungserzeugers nochmals beträchtlich. Vorteilhaft wird-bei Bandagen die Beigabe beispielsweise von Füllern in die Verbindermasse zur Stützung vorgesehen. Je nach gewünschter Eigenschaft des Gesamtquerschnitteß - abhängig von der Größe der im Bedarfsfaile auftretenden Querpressung - werden beispielsweise auch Verbinder mit elastischeren Eigenschaften vorgesehen.
• Ein besonders guter, nachträglicher Verbund des Druckspannungserzeugers bei Eintettung in später erhärtende Massen wird beis-Pielsweise auch durch eine Ausführung gemäß Fig. 3 erreicht (1 = Län---seiel#>ient; 3 = Füller; CD 4 = Kernauerschnitt; 5- auf 4 aufgewundenes Verbundlängselement).
• Wahllweise können laut Erfindung vorteilhafte Verbundeigenschaften des Erfindungsgegenstandes beispielsweise auch durch Einprägung oder Aufbringung verzahnender Elemente auf die Außenschichten der Druckspannun-,serzeuger. erzielt werden, ohne daß dabei eine Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften erfolgt. Die verzahnenden Elemente können beispielsweise die FDrm von Zickzack-Sternen (Fig. 10; 4 = Kernquerschnitt; 8 = Zickzack-Stern; 9 Längselement zu 8), Drahtschlaufen, die ähnlich wie Schraubenriopen aufgebracht und in den Verbundquerschnitt eingebettet sind, erzielt werden. Ferner können beispielsweise zum gleichen Zweck auch geeignete körnige Materialien CD in die einhüllende Verbinderschicht eingebettet werden. Ebenso ist zweckmäß ig beispielsweise möglich das Aufbringen von kraftschlüssigen Metall- oder Kunstatoffnocken (Fig. 9) oder beispielsweise Metall- oder Keramikwarzen sowie das Einpressen von geeigneten Haftmustern in die noch formbare Oberfläche des Druckspannungserzeuge'rs. In

  letzterem Falle werden vorteilhaft/für die äußere oder

  beis1fL-lsweise

  mehrere der äußeren Schichten des Erfindungegegenstandes Längselemente feineren Querschnitteä verwandt.

Claims (2)

1. P a t e n t a n a p r ü c h e 11. Druckspannungserzeuger mitiezogen auf den Gesamtquerschnitttgroßer Iängeerstreckung und von beliebiger Querschnittoformg bestehend aus. vorzugsweise parallel.orientierten, hochfesten Längselementen, dadurch gekennzeichnet, jaß die einzelnen hoch-und/oder höchstfeaten Längealemente von gleicher oder unterschiedlicher Querschnittegrößeg von gleicher und/oder unterschiedlicher Querschnitteform sowie aus gleichem und/oder unterscbienlichem hoch- oder höchstfestem, metallischem oder nichtmetallischem Material oder Verbindungen daraus oder aus Betallverbindungen, allseits dicht an dicht angeordnet, zusammen mit einem adhäsiven, korrosionsschützenden Stoff, der die Kontakträume und den Rast des Gesamtquerschnittes des Druckspannungserzeugers auefüllt, einen quaeihomogenen Gesamtquerschnitt bilden.
2. 2, Druckspannungserzeuger hoher Festigkeit nach Anspruchl) da d u. r c h g e k e n n z e i c h n e t daL sowohl die eirteInen LängBelemente als auch der gesamt.e Verbundquerschnitt vom hochadhäsiven, korrosionsschützenden, metallischen oder niertmetalli-schen Vurbinder umhüllt und dem Verbinder partie11. oder kontinuierlich festeNolekularelemente in geeigneter Menge beigegeben und/oder Pein- oder Feinstfasern -:)z;c-r Whisk,--.r richtungsorientiert in geeigneter Menge eingebettet sInd. 3. Druckspannungserzeuger, nach den Ansprüchen 1) und 2) d a d u r c h g.- e k e n n z e i c h n e t , daß bei'durchlaufenden, einzelnen längselementen konstanter Anzahl örtlich Querschnittsvergrößerungen angeordnet sind, wobei an jenen Steilen den stärkeren VLrbinuerschichten neben schon einCebrachten, festen Molekularelementen zusätzliche Leimen#"ungen von feink#,rnigen ltl!etail.- oaer Keramikpulver beigegeben.sind und/oder zusi#tzliche Fein-oder Fei,nstfasern oder .Whiskcr richtungsorientiert eingebettet werdeno' 4. Drucks-arnungserzeuger nach den Ansprüchen 1) bis 3) dadurch g e k e n n z e i c li n e t , daß um die vorzugsweiLeparallelorientierten, hochfesten, bereits zusammengefügten L.ung.selemente schraubena LD rtig rechts- oder linksgängig, oder sowohl rechts-und darauf linksgäiii#iü mit oder ohne Vorspannung ein oder me.brere L; .-n----p,-tc-rr(2nte kleinc-ren QuerE:chnittes aufgebracht sind, wobei ein Film aus Verbinderma,#-:se auch diese Schraubenrippen umhU21t. Druckscai.nuni-serzeul..c--#r von hoher Festig.Keit nach den Ansprüchen 1) bis 4)# d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n "- t , daL, um eine gewisse Anzahl von vorhochleSten, bereits .'i#zt'en LänG.selenenten Bendagen mit 17lüschzusamr.enEeL fasern as einlache oder mehrfaene L'ichretubenrippen mit oaer ohne Vcr---paiinung auf#-c--bracht si.nd und daß diese schrau'u#-,r.,#eri.u"ten, zusammengesetz-t-en Läng"selemente mit ouaeiho7,oLrenem Q".erc,zehr..-L»tt einzeln in der Ge2amtkonEtruy,tic)r.# ar..-eordr("t, sind oaer zu L-rößeren Verbundzusammengefügt s-Jn,i, wobei dem V(z-,rbinler ,-artie-1 c,',.-zr kont--nuierlich EeeiEnete Füller E:ind. 6. DrucKsciannun ##,--erzeu#,-er nach den Ans.Drüchen 1) bis 5) d a d ur c h g e k e n n z e i o h n e -t daij in ge-,##i ssen AbstäncLen -an c#uren Oberfläche v.--.rz,--iiinen"IP, Elemente angeordnet sind. 7. Druci,1-s-,arinunc,#serzeu#,#-er nach den Ai-is#-,r*L"Lc'rlen 1) bis 4) und 6) d a a u r c li g e k e n n z e i c h n a t daß in gewilssen Abstanden in der einhüllen,#en. -i#2rbi.11-der.iicn.t.-;oe an Leer Oberfläcbe Sana--, ##uarz-, 8;,-Li-t- octer Metallstaub oLter l,.,letallsuäne eini#ebunae-ii sind. 8. Drii.3kspannuncserzeuger nach Anspruch 6) d a d u r c h Cg e i# e n ii z e i c h n e t , daß in gewLssen Abstl:#nden fiietall- oI-te-,-- Kunststoffnocken krartschlUssig auggebracht sind. Druckspannungs#erzeuker nach den b'Lnsprüchen l) Lis ä) d#adurch -z#-ekeiinzeiolinet,#laß an -ler -mittels VErbin-'erma##-se zebildeten OberfläLche nach bestimmtek blustern Metall- oger Keramikwarzen kraftschlübsig eingebettet sind. L') W - 10, Druci--spanriun-serzeu"2;er nach den Ansprüchen -1) b is 9) d a d u r c b g e Ic e n n z e i c h n e t , aaß in der aus Verbindermasse gebilaeten Oberfläche ein-Haf ein.;#epreßt ist, wobei dile obersten behichten des Lrucxs annun-serzeugers vorzugsweise aus L##4ngselementen feineren i--,Zuerschnit-bes bestehen.