DE1752247B2 - Verwendung einer Vorrichtung zum Richten von Draht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Herstellen von Betondraht bestimmter Festigkeitseigenschaften.

Es sind zahlreiche Verfahren bekannt, mit denen aus warmgewalztem Draht durch Kaltwalzen mit Rippen und/oder Vertiefungen versehener Betondraht hergestellt werden kann. So wird in der schweizerischen Patentschrift 4 03 690 ein Verfahren beschrieben, bei dem warmgewalzter Draht durch Kaltwalzen profiliert wird. Das Kaltwalzen erfolgt mit mindestens zwei winklig gegeneinander versetzten Walzenpaaren, um bei Warmdraht nicht zu vermeidenden Durchmesserabweichungen dadurch Rechnung zu tragen, daß der Walzenangriff in zwei verschiedenen Richtungen erfolgt. Die winklig gegeneinander versetzten Walzenpaare sollen dabei möglichst dicht beieinanderliegen, um ein Verdrehen oder Verdrillen des Drahts zwischen den beiden Walzenpaaren zu vermeiden und auf diese Weise zu gewährleisten, daß der auf den Draht bezogene Winkel zwischen den beiden Verformungsrichtungen möglichst gleichbleibt.

Der nach dem bekannten Verfahren kaltprofilierte Draht kann abschließend noch gerichtet oder einer Wärmebehandlung unterworfen werden. Ein solches Richten dient dem Zweck, vom Walzen und/oder Haspeln herrührende Krümmungen zu beseitigen und einen nach Möglichkeit völlig geraden Draht bzw. Stab herzustellen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einem an sich fertigen, d.h. bereits kaltgewalzten profilierten Betonstahl bestimmte Festigkeitseigenschaften, d. h. eine bestimmte Zugfestigkeit und Dehnung, zu verleihen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in dem Vorschlag, im Zuge des Hersteilens von Betonstahl zum Erzeugen bestimmter Zugfestigkeitsund Dehnungswerte des Drahtes eine Vorrichtung zum Richten von Draht zu verwenden, mit der der Draht durch Hin- und Herbiegen und Drehen des aus der Förderrichtung ausgelenkten Drahtbogens gerichtet und dabei gleichzeitig durch die Richtwerkzeuge um seine Längsachse verdrillt wird.

Das Richten erfolgt hier mithin nicht im Hinblick aut einen bloß gestreckten bzw. glatten oder gerichteten Draht, sondern durch ein dementsprechend starkes Auslenken und Verdrillen zum Einstellen der Festigkeit und Dehnung. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Festigkeit mit zunehmender Richtverformung abnimmt, während die Dehnung zunimmt. Dies ergibt sich beispielsweise aus den Daten der nachfolgenden Tabelle, die auf Versuche mit Draht eines Durchmessers von 6,0 mm zurückgehen.

Vor dem Richten	°B	(5m	Schwach gerichtet	"B	<5lO	Stark gerichtet	°B	(%)
0S	(kp/min2)	(«/.)		(kp/mm2)	(°/o)	"S	(kp/mm2)	10,2
(kp/mm2)	67,2	6,5	(kp/mm2)	64,6	8,2	(kp/mm2)	62,0	9,2
65,5	67,9	6,3	60,0	64,3	8,0	58,3	61,8	9,2
66,5	68,0	7,0	60,6	65,0	7,5	59,4	61,5	8,8
65,9	67,6	7,0	60,7	63,7	8,3	58,6	61,6	9,7
65,9	67,6	6,0	61,6	64,7	8,3	58,8	62,5
67,3		60,4		59,0

Die Daten der Tabelle zeigen deutlich, daß mit zunehmendem Richtgrad die Festigkeit abnimmt und die Dehnung zunimmt. Dabei ging die Richtverformung so weit, daß die Richtbacken nicht stärker angestellt werden konnten und die stark gerichteten Drähte kurz vor dem Abreißen waren sowie gekrümmt aus der Vorrichtung austraten.

Richtvorrichtungen, wie sie im Rahmen der Erfindung verwendet werden, sind bekannt. So wird in der deutschen Patentschrift 9 22 281 eine Richtvorrichtung mit einer sich drehenden und mit Gleitschuhen besetzten Richttrommel beschrieben. Die Gleitschuhe üben auf Grund des Reibungswiderstandes und ihrer Kröpfwirkung auf den durchlaufenden Draht ein Drehmoment aus, das der Zahl der Gleitschuhe proportional ist. Da es schwierig ist, diesem Drehmoment entgegenzuwirken und ein Verdrillen des Drahtes zu verhindern, geht das Bestreben dahin, möglichst wenige Gleitschuhe zu verwenden. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird in der deutschen Patentschrift vorgeschlagen, die Gleitschuhe in einem bestimmten Abstand voneinander anzuordnen. Die Folge davon sind gleiche Biegewinkel an den aktiven Gleitschuhen.

Während die Tendenz des in der deutschen Patentschrift 9 22 281 beschriebenen Richtens dahin geht, den Draht im wesentlichen nur zu begradigen und dabei nach Möglichkeit nicht zu verdrillen, basiert die Erfindung auf dem Gedanken, den Draht in der Richtvorrichtung so stark auszulenken und zu verdrillen, daß die Festigkeitseigenschaften beeinflußt und demzufolge die Festigkeit und Dehnung unab-

hängig von dem voraufgehenden Kaltwalzen bzw. -profilieren auf gewünschte Werte eingestellt werden kann. Auf diese Weise lassen sich ka'tverformter gerippter Betonstahl der Betonstahlgruppe III b und höherwertige Betonstähle aus warmgewalztem Rohdraht herstellen. Vorzugsweise wird dabei ein Rohdraht mit rundem Querschnitt zunächst durch Walzen ovaliert und anschließend in Richtung der großen Ov/üachse gerippt, um einen kreisförmigen Querschnitt zu erreichen. Der Draht kann dann angelassen werden und wird schließlich in der erfindungsgemäßen Weise gerichtet und verdrillt. Da dies an dem bereits gerippten Draht geschieht, können die umlaufenden Richtsteinpaare an dem Drahtprofil angreifen und den Draht je nach Anstellung in der erforderlichen Weise verdrillen.

Die erfindungsgemäße Verwendung einer Richtvorrichtung im Zuge des Herstellens von Betonstahl wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbcispiels des näheren erläutert. In den Figuren zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Drahtlaufes bis zur Aufhaspelung auf den Kronenstock,

F i g. 2 eine an F i g. 1 anschließende schematische Darstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Richtvorrichtung mit voraufgehender Vergütung und

F i g. 3 eine weitere an F i g. 1 anschließende schematische Darstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Richtvorrichtung.

In F i g. 1 liegt ein Rohdrahtring 10 über einer Ablaufvorrichtung 11. Das freie Ende 12 des Rohdrahtringes 10 kann während des Ablaufs des Rohdrahtes 13 von dem Rohdrahtring 10 mit dem Ablaufende eines anderen Rohdrahtringes in einer Schweißmaschine 14 verschweißt werden. Auf diese Weise ist ein endloser Ablauf des Rohdrahtes 13 und damit sein endloser Einlauf in die Walzstation 16 über einen Ständer 17 gewährleistet.

Die Walzstation 16 beherbergt in einem Gehäuse 18 ein aus zwei in einer Ebene angeordneten Ovalwalzen 20, 21 bestehendes Ovalwalzwerk 22 und ein ebenfalls aus _wei in einer Ebene angeordneten Ripp- oder Rundwalzen, z. B. 24, bestehendes Ripp- und Rundwalzwerk 25. Die Achsen der Ovalwalzen 20, 21 sind parallel und verstellbar zueinander angeordnet. Drs gleiche gilt für die beiden Rippwalzen, z. B. 24. Jedoch sind die Walzensätze um 90° gegenseitig verdreht, so daß das Ripp- und Rundwalzwerk 25 an der großen Ovalachse des ovalen Drahtes 27 angreift.

Der auf Nenndurchmesser ausgewalzte und gerippte Draht 28 wird nach Verlassen der Walzstation 16 auf eine Ziehtrommel 30 gezogen und dort zur Erzielung der nötigen Reibung in mehreren Gängen aufgewickelt, bevor er auf einen koaxial mit der Ziehtrommel angeordneten und mit der Ziehtrommel kuppelbaren Kronenstock 31 aufgewickelt wird. Der Antrieb für Ziehtrommel 30 bzw. Kronenstock 31 ist mit 32 bezeichnet. Die gesamte Vorrichtung ist in einem verwindungssteifen Rahmen 33 untergebracht.

An dieser Stelle rindet eine Trennung der Verfahrensschritte in diejenigen gemäß F i g. 2 und diejenigen gemäß F i g. 3 statt.

In F i g. 2 ist ein vollgezogener Kronenstock 35 während des Vergütens im Anlaßofen 36 dargestellt. Nach Beendigung des Vergütens wird der Kronenstock 31 auf einen Ablaufteller 37 einer Richtmaschine 38 gesetzt. Von dort läuft der vergütete Draht 39 durch Führungs- und Antriebsrollen 40, eine umlaufende Richtwalze 4J und weitere Führungs- und Antriebsrollen 42 der Richtmaschine 38. Die Richtwalze 41 ist mit Richtsteinpaaren, z. B. 43, versehen, die bezüglich der Richtwalzenachse radial einstellbar sind. Dadurch läßt sich der Walkgrad des vergüteten Drahtes 39 beeinflussen. Außerdem bewirkt die Verstellung der Richtsteinpaare 43 einen unterschiedlichen Angriff der Richtsteine an der profilierten

ίο Drahtoberfläche und damit eine unterschiedliche Verdrillung des Drahtes um seine Längsachse. Befriedigende Ergebnisse wurden mit einer Richtwalze 41 erzielt, in der, wie dargestellt, fünf Richtsteinpaare 43 eingesetzt sind.

Nach dem Verlassen der Richtmaschine 38 wird der fertige Draht 45 durch eine selbsttätige Ablängvorrichtung 46 auf Länge geschnitten. Die dadurch erzeugten Stäbe fallen in ein Magazin 47 und werden von dort z. B. gebündelt abtransportiert.

In F i g. 3 ist ein gegenüber der F i g. 2 abgewandelter Verfahrenszug dargestellt. Der gemäß F i g. 1 vollgezogene Kronenstock 31 wird in Fig. 3 ohne Zwischenvergütung auf den Ablaufteller 37 der Richtmaschine 38 gebracht. Der Draht 28 auf dem Kronenstock 31 befindet sich also noch in dem Zustand, in dem er die Walzstation 16 verlassen hat. Dieser Draht 28 wird in der gleichen Weise, wie bei F i g. 2 beschrieben, durch die Richtmaschine 38 hindurchgeführt. Beim Verlassen der Richtmaschine 38 wird der gerichtete und mehr oder weniger verdrillte Draht durch die selbsttätige Ablängvorrichtung 46 auf Länge geschnitten. Die Stäbe fallen wiederum in das Magazin 47 und können, falls erforderlich, vor ihrer Weiterverwendung vergütet werden.

Die Stäbe können auch zu Matten verschweißt werden. Diese Matten können insbesondere bei verhältnismäßig dünnen Einzelstäben erforderlichenfalls noch künstlich gealtert werden. Dadurch kann einmal Einfluß auf die Werkstoffkennwerte, ζ. B. die Bruchdehnung, genommen und zum anderen können durch das Schweißen entstandene Eigenspannungen in der Matte beseitigt werden. Ein solcher Anlaßoder Vergütungsvorgang ist in F i g. 3 schematisch bei 51 dargestellt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf F i g. 1 und 2 ein Beispiel für die Herstellung von Betonstahl IHb unter erfindungsgemäßer Verwendung einer Richtmaschine beschrieben.

Als Rohdraht 13 findet in dem Beispiel ein Stahl mit einer Zugfestigkeit von etwa 40 kg/mm² und einer Bruchdehnung von etwa 27% Verwendung. Der gerippte Draht 28 hat beim Verlassen des Ripp- und Rundwalzwerks 25 eine Zugfestigkeitssteigerung auf 60 kg/mm² erfahren. Gleichzeitig hat die Bruchdehnung auf 6 bis 8°/o abgenommen. Es folgt das Vergüten des vollgezogenen Kronenstocks 35 im Anlaßofen 36 bei Temperaturen zwischen 300 und 400" C. Der vergütete Draht 39 weist schließlich eine Zugfestigkeit von ungefähr 56 kg/mm² bei einer Bruchdehnung von etwa 12 % auf. Dieser Draht durchläuft dann die Richtmaschine 38, in der je nach dem durch die Einstellung der Richtsteinpaare 43 bedingten Walk- und Verdrillungsgrad eine geringfügige Zunahme der Zugfestigkeit auf etwa 57 kg/mm² bei einer Bruchdehnung von etwa 12 bis 14% bei dem fertigen Draht 45 stattfindet.

Der auf diese Weise hergestellte Stahl hat also die für den Betonstahl III b geforderte Zugfestigkeit und

Bruchdehnung und genügt auch allen sonstigen Anforderungen an Stahl dieser Güte. Dazu sind insbesonderee die Biegefestigkeit und Schweißbarkeit zu rechnen.

Vergegenwärtigt man sich den Verfahrensablauf gemäß den Fig. 1 und 3, so läge es nahe, den die Ziehtrommel 30 verlassenden gerippten Draht 28 unmittelbar in die Richtmaschine 38 einzuführen, also die Zwischenstufe der Kronenstöcke 31 einzusparen Dies begegnet jedoch praktischen Schwierigkeiten. Zum einen bewegt sich die Ziehgeschwindigkeit an der Ziehtrommel 30 in dem Bereich von etwa 1,2 m/s bei verhältnismäßig dicken Drähten bis etwa 3,6 m/s bei verhältnismäßig dünnen Drähten, während die Richtgeschwindigkeit in der Richtmaschine 38 durchweg etwas geringer ist und sich zwischen etwa 1,3 und 2 m/s bewegt. Zum anderen müßte bei einer unmittelbaren Kupplung für einen strengen Synchronlauf der Ziehtrommel und der Richtmaschine gesorgt werden. Dies ist jedoch aus verschiedenen fertigungstechnischen Gründen nur sehr schwer zu erreichen. Diesen Schwierigkeiten wird durch die Einschaltung der als Puffer wirkenden Kronenstücke 31 begegnet.

Im folgenden wird ein Beispiel für die Herstellung von Betonstahl IV b in der Anlage gemäß den F i g. 1 und 3 beschrieben. Der Rohdraht kann die gleichen Kennwerte wie bei dem obigen Beispiel für Betonstahl III b haben. Auch der Rohdrahtdurchmesser kann mit 9,0 mm gleich dem Rohdrahtdurchmesser bei dem obigen Beispiel sein. Der Nenndurchmesser des Fertigdrahtes ist in beiden Fällen 8,0 mm.

Bei dem Beispiel für Betonstahl IV b wird die Einstellung in der Walzenstation 16 derart vorgenommen, daß der gerippte Draht 28 auf eine Zugfestigkeit von etwa 60 bis 62 kg/mm² bei einer Bruchdehnung von etwa 6 bis 7 % gebracht wird. Je nach Einstellung der Richtsleinpaare 43 in der Richtmaschine 38 und dem dadurch erzielten Walk- und Verdrillungsgrad hat der gerichtete und mehr oder weniger verdrillte Fertigdraht 50 am Ausgang der Richtmaschine eine Zugfestigkeit von etwa 61 bis 63 kg/mm² bei nur geringfügig geänderter Bruchdehnung. Schon dieser Ferligdraht SO erfüllt also die Bedingungen, die an die Kennwerte des Betonformstahls der Betonstahlgruppe IV b gestellt werden. Nach dem Verschweißen der aus diesem Fertigdraht 50 hergestellten Bewehrungsmatten können deren Kennwerte bei Bedarf in dem Anlaßvorgang 51 noch in den zulässigen Grenzen abgeglichen werden. In jedem Fall gestattet die Erfindung die Herstellung von Endprodukten, die voll im Rahmen der zulässigen Werte liegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung einer Vorrichtung zum Richten von Draht, mit der der Draht durch Hin- und Herbiegen und Drehen des aus der Förderrichtung ausgelenkten Drahtbogens gerichtet und dabei gleichzeitig durch die Richtwerkzeuge um seine Längsachse verdrillt wird, im Zuge des Herstellens von Betonstahl zum Erzeugen bestimmter Zugfestigkeits- und Dehnungswerte des Drahtes.