DE1609605C3

DE1609605C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Betonbewehrungsstabes

Info

Publication number: DE1609605C3
Application number: DE19671609605
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Baustahlgewebe GmbH
Current assignee: Baustahlgewebe GmbH
Priority date: 1967-01-03
Filing date: 1967-01-03
Publication date: 1976-02-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen im Gesamtquerschnitt etwa runder Betonbewehrungsstäbe, bei dem warmgewalzte Stäbe durch Kaltkalibrieren einen runden Querschnitt erhalten, in mehreren über den Stabumfang verteilten achsparallelen Bereichen durch Kaltverformen mit Anflachungen und sodann zwischen diesen Bereichen durch Kaltwalzen mit schräg zur Stabachse verlaufenden Rippen versehen werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit mehreren, vorzugsweise drei, in gleichem Abstand voneinander um den Stab angeordneten Walzen zum Anwalzen der Anflachungen und ebenso vielen Walzen zum Erzeugen der Rippen mit Flanken aufweisenden Ausnehmungen.

Bei einem bekannten Verfahren (OE-PS 2 13 363) dieser Art wird der kaltkalibrierte runde Stab einem Kaltzug unterworfen, durch den er einen ovalen Querschnitt erhält, dessen Umfangsabschnitte mit den größeren Krümmungsradien die vorerwähnten Anflachungen darstellen. Durch diese Umformung wird das gesamte Stabmaterial verformt und deshalb verfestigt.

Wenn auch bei dieser Verformung die Festigkeitserhöhung an den Schmalseiten des im Querschnitt ovalen Stabes geringer ist als an den Längsseiten, so hat sich jedoch beim anschließenden Walzen der Rippen in die Schmalseiten des Stabes gezeigt, daß bei einem normalen Walzdruck keine Rippen ausreichender Höhe erzeugt weiden konnten, wie dies der Fall ist bei den durch Warmwalzen erzeugten Rippen legierter Stähle. Würde man nun, um höhere Rippen zu erzeugen, den Walzdruck erhöhen, dann würde dies vor allem — abgesehen von einer notwendigen stärkeren Dimensionierung der Walzen — zu einer unerwünschten Versprödung der Rippen führen. Daraus ergibt sich, daß es bei diesem Stand der Technik schon als Folge zu großer Kaltverfestigung durch das Ovalverformen nicht möglich ist, Betonbewehrungsstäbe aus Massenstahl mit so hohen Rippen bei ausreichender Zugfestigkeit und Kerbunempfindlichkeit zu versehen, wie diese sonst durch Warmwalzen erzeugt werden können.

Im Fall der OE-PS 2 13 363 ist dies weiterhin deswegen nicht möglich, weil beim Erzeugen der Schrägrippen das an der Verformung beteiligte Material nicht unbehindert fließen kann. Dies einerseits deswegen, weil das Material, das den Rippenkopf bildet, gegen unbeschränktes Fließen in radialer Richtung gehalten wird, da ständig ein Druck auf den Rippenkopf ausgeübt wird, andererseits, weil auch der Materialfluß in im wesentlichen tangentialer Richtung nicht frei erfolgen kann, da die beiden Ebenen jeder Rippe jeweils in einer sich parallel zur Stablängsachse erstreckenden, durchlaufenden Rippe enden. Der erreichbaren Rippenhöhe ist auch insoweit eine zu tief liegende Grenze gesetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das hier in Rede stehende Verfahren so auszugestalten, daß genügend hohe Rippen bei ausreichender Zugfestigkeit sowie Kerbunempfindlichkeit hergestellt werden kön^nen·

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

vorgeschlagen, daß die Breite der Anflachungen jeweils 10 bis 30% des Durchmessers des runden Stabes beträgt und daß im Zuge des Kaltwalzens der Rippen einerseits in an sich bekannter Weise deren Kopf druckfrei bleibt und andererseits deren beide Enden in an sich bekannter Weise stetig in die Anflachungen auslaufend geformt werden.

Dadurch wird die Wirkung erreicht, daß einerseits die durch das Erzeugen der Anflachungen bewirkte Kaltverfestigung des Stabmaterials auf einem Ausmaß gehalten ist, bei dem sich noch genügend hohe Rippen formen lassen, und daß andererseits die Rippenhöhe nicht mehr durch Behindern des Fließens des den Rippenkopf bildenden und im Bereich der Rippenenden in Verformung befindlichen Materials begrenzt wird.

Demnach wird das Stabmaterial in den nicht angeflachten Bereichen weniger verfestigt als beim gattungsgleichen Vorgehen der OE-PS 2 13 363 in den Abschnitten mit den kleineren Krümmungsradien, den Schmalseiten des Ovals. Bei der Erfindung beschränken sich die Materialverformungen als Folge der Anflachungen auf einen bestimmten Querschnittsbereich und

erfassen nicht das gesamte Stabmaterial. Das hat zur Folge, daß eine größere Rippenhöhe als beim Stand der Technik erzielt werden kann, weil das noch weniger kaltverfestigte Material, aus dem die Rippen geformt werden, größere Umformungen erlaubt als die durch das bekannte Ovalziehen beanspruchten Querschnittsbereiche.

Die Breite der verhältnismäßig schmalen Anflachungen richtet sich nach dem Stabdurchmesser. Für kleine Stabdurchmesser, z. B. 4 mm, wählt man Bereiche mit einer Breite von etwa 10% des Stabdurchmessers und für große Stabdurchmesser von z.B. 12mm Bereiche mit einer Breite von z. B. 30% des Stabdurchmessers.

Die Erzielung größerer Rippenhöhen wird zusätzlich durch die erfindungsgemäße Maßnahme begünstigt, daß bei der Rippenformung deren Kopf druckfrei bleibt und das Material so ungehindert in Richtung des Rippenkopfes fließen kann. Dieser ungestörte Materialfluß, der neben geringer Vorverfestigung für die Ausformung genügend hoher Rippen bedeutsam ist, wird schließlich auch dadurch unterstützt, daß nach dem weiteren Merkmal der Erfindung die beiden Enden jeder Rippe stetig in die Anflachungen auslaufend geformt werden. Dadurch kann kein Materialstau an den Rippenenden auftreten, der die Ausformung der Rippen behindern würde.

Es ist zwar bei der Ausformung von Rippen, im bekannten Fall Längsrippen aus stabförmigem Material, bereits bekannt (FR-PS 11 92 488, vgl. insbesondere Fig. 9 und 10), daß im Zuge des Walzens deren Kopf druckfrei bleibt. Im übrigen besteht jedoch keine weitere Übereinstimmung zwischen der Erfindung und jenem Stand der Technik, und zwar weder im Rahmen der Gattung, noch in den weiteren als erfinderisch beanspruchten Merkmalen, bei denen insoweit, was die druckfreie Rippenformung betrifft, von etwas schlechthin Bekanntem Gebrauch gemacht wird, jedoch zur Unterstützung der Maßnahmen, die zur Lösung der hier vorliegenden, im Fall der FR-PS 11 92 488 jedoch nicht angesprochenen engeren Aufgabe beitragen.

Beispielsweise aus der US-PS 32 56 727 ist auch die die Lösung dieser Aufgabe unterstützende Maßnahme bekannt, die beiden Enden jeder Rippe stetig in die Anflachungen auslaufend anzuformen. Bei den Rippen handelt es sich dort um quer zur Stablängsachse verlaufende Rippen, und die Anflachungen werden dadurch erzeugt, daß ein kreisrunder Stab durch Walzen einen Querschnitt von etwa Kokonform erhält. Auch dort wird, wie im Fall der OE-PS 2 13 363, das gesamte Stabmaterial vorverformt und daher in unerwünschter Weise kaltverfestigt. Dieser Stand der Technik berührt den Erfindungsgegenstand nur insoweit, als die Anflachungen die Möglichkeit schaffen, von den Rippenenden verdrängtes Material teilweise und ungestört in diese Bereiche fließen lassen, so daß Rippen mit entsprechend größer Höhe geformt werden können, und zwar ohne Ausbildung von Längsrippen, wie sie sich im Fall der OE-PS 2 13 363 ergibt. Dagegen sind die nachteiligen Wirkungen, die sich aus der erheblichen Vorverformung des runden Stabes zum Zwecke der Erzielung von Anflachungen ergeben, bei diesem Stand der Technik ebensowenig erkannt oder beseitigt, wie die, die durch den dort herrschenden Druck auf den Rippenkopf bei der Ausformung der Rippen erzielt werden, oder wie die durch die Queranordnung der Rippen zur Stablängsachse bedingte Verschiebung der Rippen gegenüber dem Stabkern.

Zum weiteren Stand der Technik gehört es (DT-PS 7 47 860), im Zuge der Stoßbankverarbeitung von Rohren den Ausgangsquerschnitt an auf dem Umfang verteilten achsparallelen Bereichen unter anderem durch Kaltverformen auf den Endquerschnitt zu verringern und dann auch die dazwischenliegenden Wandungsbereiche durch Walzen auf diesen Endquerschnitt abzustrecken. Hinsichtlich des Einformens der in entferntem Sinne mit den hier in Rede stehenden Anflachungen vergleichbaren Bereiche verringerten Querschnittes geht das danach Bekannte demnach nicht über die Lehre der OE-PS 2 13 363 hinaus.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die runden Stäbe mit drei Anflachungen versehen werden. Im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch ergibt sich als ein Vorteil, daß die Längsrippen auch dann vermieden werden können, wenn mehr als zwei Anflachungen vorgesehen sind. Derartiges ist weder im Fall der OE-PS 2 13 363 noch im Fall der US-PS 32 56 727 vorgesehen oder erzielbar.
Vorzugsweise werden die Anflachungen im Zuge des Kaltkalibierens erzeugt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit mehreren, vorzugsweise drei, in gleichem Abstand voneinander um den Stab angeordneten Walzen zum Anwalzen der Anflachungen und ebensolchen Walzen zum Erzeugen der Rippen mit schräg zur Achse gelegenen, Flanken aufweisenden Ausnehmungen bestimmter Tiefe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe wesentlich größer als die Höhe der zu formenden Rippen ist und die Flanken mit Abrundungen in die Walzoberfläche übergehen.

Beim Hauptanspruch ist nur für die Gesamtkombination Schutz begehrt, nicht für die Einzelelemente.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung laufen beide Enden der Ausnehmungen der Rippwalzen bis zum Ende des Umschließungsbereiches des zu verformenden Stabes durch und enden dort in der Walzenfläche, wobei die Tiefe der Ausnehmungen den Enden zu stetig bis auf Null abnimmt.

Schließlich ist von Vorteil, den Radius der Teile der

Rippwalzen, der dem Grund zwischen den Rippen entspricht, so zu wählen, daß er 10 bis 25%, vorzugsweise 15%, größer ist als der Radius der Ausnehmungen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand ein Ausführungsbeispiel darstellender Figuren näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Normalschnitt durch einen kalibrierten kreisförmigen Stab,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Stabes gemäß F i g. 1,
Fig.3 einen Normalschnitt durch einen Stab, der Aufladungen aufweist,

F i g. 4 eine Seitenansicht des Stabes gemäß F i g. 3,
Fig.5 einen Normalschnitt durch einen mit Rippen versehenen Stab,

F i g. 6 eine Seitenansicht des Stabes gemäß F i g. 5,
_: Fig. 7 einen Axialschnitt durch eine Walze zur ¹ Herstellung der Rippen entlang der Schnittlinie VII-VII der F i g. 8,

F i g. 8 eine Draufsicht auf eine Walze gemäß F i g. 7 aus der Sicht des Pfeils C,

F i g. 9 einen Schnitt durch die Walze gemäß F i g. 7 entlang der Schnittlinie IX-IX der F i g. 8,
F i g. 10 einen Schnitt durch die Walze gemäß F i g. 7 entlang der Schnittlinie X-X der Fig.8, wobei eine Rippe des Stabes mitgeschnitten ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Rundstab 1 hat beim

Warmwalzen den Durchmesser 2 erhalten. Von diesem Durchmesser 2 wird er anschließend auf den Durchmesser 3 kalibriert. Im Stab 1 sind gemäß Fig. 3 an auf seinem Umfang verteilt liegenden achsparallelen Bereichen drei Anflachungen 4,4a, 4b kalt eingewalzt.

Nach dem Walzen der Bereiche 4, 4a, 4b werden in den dazwischenliegenden Bereichen durch Walzen schräge, z. B. unter etwa 45° zur Stabachse liegende Rippen 9 geformt. Die Rippenenden 12 laufen stetig in die Anflachungen 4, 4a, 4b aus, wie das in Fig.5 beispielsweise gezeigt ist.

Das Anbringen der Anflachungen 4,4a, 4b kann auch zusammen mit dem Kalibrieren vorgenommen werden. In der Regel wird aber das Anbringen der vorgenannten Bereiche in einem besonderen Verfahrensschritt nach dem Kalibrieren erfolgen.

Das Formen der Rippen 9 erfolgt durch die Walzen 5, die den Umfang des Stabes 1 annähernd umschließen und sich nach der Anzahl der Rippenreihen richten. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Walzen 5 vorgesehen. Diese Walzen 5 weisen eine umlaufende Nut 6 auf, die dem Kern 7 des Stabes 1 seine Form gibt, wie aus den Fig.5 und 6 ersichtlich ist. In der Nut 6 sind Ausnehmungen 8 eingearbeitet, welche die eigentliche Form der Rippen 9 bestimmen. Die den Rippenfuß 10 formenden Übergänge der Ausnehmungen 8 sind abgerundet, so daß auch ein Zwängen des beim Walzen verdrängten Materials in die schräg zur Walzenachse verlaufenden Ausnehmungen 8 während des Walzens verhindert wird. Der Grund der Ausnehmungen 8 an den Kanten 11 liegt so tief, daß beim Formen der Rippen 9 ein freier Raum zwischen dem Rippenkopf und dem Grund auf jeden Fall verbleibt. Das trägt wesentlich zur hohen Ausbildung der Rippen 9 bei. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, kann sich das Material auf dem Rippenkopf nach außen wölben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen im Gesamtquerschnitt etwa runder Betonbewehrungsstäbe, bei dem warmgewalzte Stäbe durch Kaltkalibrieren einen runden Querschnitt erhalten, in mehreren über dem Stabumfang verteilten achsparallelen Bereichen durch Kaltverformen mit Anflachungen und sodann zwischen diesen Bereichen durch Kaltwalzen mit schräg zur Stabachse verlaufenden Rippen versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Anflachungen (4, 4a, 4b) jeweils 10 bis 30% des Durchmessers (3) des runden Stabes beträgt und daß im Zuge des Kaltwalzens der Rippen (9) einerseits in an sich bekannter Weise deren Kopf druckfrei bleibt und andererseits deren beide Enden (12) in an sich bekannter Weise stetig in die Anflachungen (4, 4a, 4b) auslaufend geformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die runden Stäbe mit drei Anflachungen (4,4a, 4b) versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflachungen (4, 4a, 4b) im Zuge des Kaltkalibrierens erzeugt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit mehreren, vorzugsweise drei, in gleichem Abstand voneinander um den Stab angeordneten Walzen zum Anwalzen der Anflachungen und ebensolchen Walzen zum Erzeugen der Rippen mit schräg zur Achse gelegenen, Flanken aufweisenden Ausnehmungen bestimmter Tiefe, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe wesentlich größer als die Höhe der zu formenden Rippen ist und die Flanken mit Abrundungen.in die Walzoberfläche übergehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden der Ausnehmungen (8) der Rippwalzen (5) bis zum Ende des Umschließungsbereiches des zu verformenden Stabes (1) durchlaufen und dort in der Walzenoberfläche enden, wobei die Tiefe der Ausnehmungen (8) den Enden zu stetig bis auf Null abnimmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Teile der Rippwalzen (5), der dem Grund (7) zwischen den Rippen (9) entspricht, 10 bis 25%, vorzugsweise 15%, größer ist als der Radius der Ausnehmungen (8).