DE1784595A1

DE1784595A1 - Verstaerkungselement und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1784595A1
Application number: DE19681784595
Authority: DE
Inventors: Joris Moens
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1967-08-29
Filing date: 1968-08-22
Publication date: 1971-08-12
Also published as: SE342660B; GB1183215A; NO127251B; CA922119A; CH496154A; NL155328B; BE720035A; DE1784595B2; NL6811954A; DK119896B; LU56769A1; FR1581238A; AT295808B; US3936278A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, DIPL.-ING. H.WeICKMANN, DIPL.-PHYS. D1PL.-ING. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

« MÖNCHEN 27, DEN

MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 413921/22

5DREPIIiBRIES LEON BEKAERO? P.V.B.A., Zwevegem / Belgien

Verstärkungseleraent und Verfahren zu seiner Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verstärkungselement zur Einbettung in Bauteile wie Platten, Stäbe, o.a. «it einer spannbaren, schraubenähnlichen Struktur. »

Solche Verstärkungaeleiaente haben im allgemeinen die Eigenschaften von Verstärkungslitzen, welche während der Herstellung der Bauteile in den Bauteilwerkstoff eingebettet werden. Diese Einbettung geschieht z.B. bei einem GieöTorgang des Bauteiles oder durch Einbettung solcher Yerstärkungeelemente zwischen den einzelnen Schichten tines mehrschichtigen Bauteiles. Solche Teratärkungselemente können in Werkstoffe verschiedenster Art eingebettet werden, wie a.B. in Beton, lunst-

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stoff, Gummi, o.a., der sich entweder in Gußform oder als mehrschichtiges Material darstellt. Die so gebildeten B_aute'ls haben z.B. eine Plattenform oder Blattform, wie Hartfaserplatten, Spanplatten oder Sperrholzplatten.

Es ist bekannt, daß solche Bauteile durch Einlagen von Metalllitzen gegen Spannungen verstärkt werden. Die einfachste Form einer solchen Litze ist ein Metallband oder ein zylindrischer Draht. Die Verstärkungswirkung eines solchen Metallbandes wird in an sich bekannter Weise wesentlich dadurch erhöht, daß das Metallband um seine eigene Läng3mittelachse oder um einen imaginären Zylinder verdrillt oder verdreht wird, so daß die Kanten des Metallbandes jeweils einen schraubenlinigen Verlauf haben. Bei einem um seine eigene Längsmittelachse verdrillten Metallband liegen die von den Kanten definierten Schraubenlinien auf einem Zylinder konstanten Durchmessers. Bei einem um einen imaginären Zylinder verdrehten Metallband liegen die von den Kanten definierten Schraubenlinien z.B. auf zwei zylindrischen Körpern,deren Durchmesser sich etwa um die Breite dee Stahlbandes unterscheiden· Jedooh wird die durch das schraubenartig strukturierte Metallband erzielte höhere Veret&rkungswirkung dadurch beeinträchtigt, daß es zu einer Schraubwirkung komt, wenn ein Yeritärkungeelement auf Spannung beansprucht wird, so dai es an einer Ablösung zwischen de« Yeratärkungeeleaent und des dieses umgebenden Material kommen kann«

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-.Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein ■Verstärkungselement in Vorschlag zu "bringen, bei dem insbesondere dieser Schraubeffekt vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verstärkungselement eingangs genannter Art insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß es gebildet ist aus einem schraubenartig verdrehtem Metallband, dessen "ine Schraubenwendel definierenden Kanten mindestens teil '/eise aus einer von der Schraubenkonfiguration abweichenden 7eise verformt sind.

Vor dem Einlegen in ein Bauteil kann das Verstärkungselement oder eine Vielzahl von Verstärkungselementen vorgespannt vrerden. Wenn mehrere Verstärkungselemente vorgesehen sind, können diese nach einem vorgegebenen Muster oder wie zufällig in dem Bauteil verteilt sein. Die Länge der Verstärkungselemente kann sehr unterschiedlich sein, wie z.B. von einer Länge von weniger ale 2,54 cm bis zu einer Länge, die etwa den Ausmaßen eines Bauteiles entspricht.

Gemäß einer besonders günstigen Ausftthruagsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kanten des schraubenartig verdrehten Metallbandes in regelmäßigen Abständen über Ihre Länge von der Schraubenlinie abweichend verformt sind.

Durch eine solche regelmäßige Verformung mindestens einer Kante des Metallbandes wird der oben erwähnte Schraubeffekt

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zunichte gemacht, so daß es nicht zu einer Ablösung des Verstärkungselemcntes von dem umgebenden Material kommen kann.

Die gewünschte, von der Schraubenstruktur abweichende Verformung geschieht gemäß der Erfindung vorteilhaft dadurch, daß man das hfclikal verformte Metallband zwischen einem Preßrollenpaar hindurchfUhrt, bevor man es in den zu verstärkenden Artikel einbettet, so daß mindestens eine Kante des Metallbandes in regelmäßigen Abständen einmal in jeder vollständigen Schraubenwendel abgeflacht wird.

Bei einem um seine Längsmittelachse verdrillten Metallband werden bei der Druchftthrung durch die Preßrollen beide, die Schraubenlinien definierenden Kanten in regelmäßigen Abständen verformt. Bei einem um einen imaginären Zylinder verdrehten Metallband, welche Struktur* durch Aufwickeln auf einen zylindrischen Tom erzielt wird, wird das so strukturierte Metallband, durch die Preßrollen hindurchgeführt, während es noch auf dem Dorn aufgewickelt ist. Dadurch wird nur die äußere Kante des Metallbandes in regelmäßigen Abständen abgeflacht.

Um zu vermeiden, daß das schraubenartig verdrillte Metallband bei seiner Hindruchführung durch die Preßrollen unkontrolliert verbogen und nicht abgeflacht wird, ist auf ein besonderes Verhältnis von Stärke zu Breite des Metallbandes zu achten.

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'leraäß einer Aus führ ungs form der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Stärke zur Breite des Metallbandes in seinen nicht verformten Abschnitten etwa 1:4 beträgt.

Die Möglichkeit einer unkontrollierten Verbiegung des Metallbandes kann auch dadurch ausgeschaltet werden, daß man das Metallband mit seiner schraubenartigen Struktur in zwei aufeinanderfolgenden Stufen verformt, indem man es beispielsweise durch zwei aufeinanderfolgende Preßrollenpaare hindurchführt.

Der Verformungsgrad des verdrillten Metallbandes ist ferner durch andere'Paktoren begrenzt, weil eine solche Verformung neben den oben genannten Vorteilen auch die Helikalstruktur des Verstärkungselementes stört, weiche im Vergleich zu Metallbändern gleichen Ausmaßes aber ohne Helikalstruktur die genannten erwünschten Vorteile bringt. Gemäß der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die von der Schraubenform abweichenden Verformungen um etwa 2/5 der ursprünglichen Bandbreite gestaucht sind. Wenn das Metallband mit der Helikalstruktur verformt wird durch Indurchführen durch ein oder mehrere Rollenpaare» dann können die Umfangsflachen dieser Rollen vorzugsweise zylindrisch geformt sein, oder eine außen konkave Form aufweisen.

Die bei der Verdrillung und Verformung in dem Metallband auftretenden Spannungen können durch eine entsprechende Wärmebehandlung des Metallbandes aufgehoben werden. ..

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Abweichend von einer Verformung der Helikalstruktur des Metairbandes durch Preßrollen können die Kanten des Metallbandes auch auf andere V/eise verformt werden, solange durch diese Verformung eine Unterbrechung der von den Kanten des Metallbandes definierten Helikalstruktur erzielt wird und somit die damit verbundenen oben genannten Vorteile. So kann das verdrillte Metallband z.B. durch eine Presse hindurchgeführt werden, welche eine oder beide Kanten jeder Schraubenwendel an einer Stelle oder gruppenv/eise intermittierend mehrere Schraubenwendel an ihren Kanten abflacht, so daß z.B. jede zweite oder dritte Schraubenwendel abweichend von der Helikalstruktur verformt wird. Es können auch in einer oder in beiden Kanten des Metallbandes in regelmäßigen Abständen Einkerbungen oder Einschnitte vorgesehen sein.

Gemäß der Erfindung iet es ferner vorteilhaft, wenn es mit einem oder mehreren gleichgearteten Yersibärku|igseleraenten verflochten ist. ·

Bei einem verdrillten aber nicht verformten Metallband ist die Haftung «wischen diesem Metallband und de» umgebenden Material etwa viermal größer als "bei einen* nicht verdrillten Metallband* Die Haftung »wischen einem verdrillten und verformten Metallband gemäß der Erfindung und dem umgebenden Material ist jedoch nahezu fünfmal größe* ale die Haftung zwischen dem Material and eines verdrillten aber nicht verformten Metallband.

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_λ einem Bauteil oben genannter Art können selbstverständlich "beliebig viele Verstärkungselemente gemäß der Erfindung nach, einem beliebigen Muster oder zufällig verteilt eingebettet sein, wie z.B. in einer parallelen Anordnung oder in einer anderen gewünschten Anordnung.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Die Zeichnungen stellen dar:

Fifr. 1 und 2 stellen jeweils in Seitenansicht und In Draufsicht ein Verstärkungselement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dar.

Fig. 3 und 4 zeigen zwei mögliche Vorrichtungen zur Ausgestaltung der Verstärkungselemente nach Fig. 1 und 2,

Fig. 5 und 6 zeigen zwei weitere Vorrichtungen zur Ausgestaltung dreier weitererAusführungsformen des Verstärkungselementes gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 und 2 ist ein Abschnitt eines schraubenförmig um seine eigene Achse gedrehten Stahlbandes 1 gezeigt. Dieses schraubenförmig gedrehte Stahlband 1 ist in regelmäßigen Abständen über seine länge, d.h. jeweils einmal in einer vollständigen Schraubenwendel, mit sich jeweils einem in gegenüberstehenden Abflachungen 2 im Bereich der Kanten des

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schraubenartig gedrehten Stahlbandes 1 versehen.

Das in Fig. 1 und 2 gezeigte Stahlband 1 wird durch Hindurchführen durch eine in Pig. 3 gezeigte Torrichtung mit einem Pightfalzenpaar 3 und 4 abgeflacht. Line andere Möglichkeit zum Abflachen des gedrehten Stahlbandes 1 ist in Fig. A. gezeigt, wo das Stahlband 1 schrittweise durch eine Presse mit Preßbacken 5 und 6 hindurchgeführt wird, wobei voneinander regelmäßig beabstandete Bereiche des gedrehten Stahlbandes 1 abgeflacht werden.

Fig. 5 zeigt eine andere Pressenform, bei der die Preßfläch^n 7 und 8 der Preßbacken 9 und IO je mit einer konkaven Auswölbung 11 versehen sind. Bei diesem Verfahren werden jeweils zwei aufeinanderfolgende Schraubenwendel abgeflacht, zwei nächstfolgende unabgeflacht belassen und zwei nächstfolgende Schraubenwendel wieder abgeflacht usw. Dadurch entsteht ein etwas abgewandeltes Verstärkungselement.

Fig. 6 zeigt ein anderes Verfahren zur Abflachung des schraubenförmig gedrehten Stahlbandes 1. Bei dieser Ausfuhrungsform sind zwei Walzenkörper 12 und 13 mit an ihrem Umfang regelmäßig beabstandeten Preßzähnen 14 und 15 vorgesehen. Bei einer Drehbewegung der Walzenkörper wird jeweils jede zweite Schraubenwendel durch die Preßzähne abgeflacht. Bei dieser speziellen AusfUhTungsform wird zwar nur jede zweite Schraubenwendel abgeflacht, bei einer entsprechenden Anordnung der Preßzähae

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auf dem Walzenkörper ist jedoch auch möglich, jede einzelne Hchraubenwendel abzuflachen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verstärkungselement gebildet von einem Stahlband mit einer Breite von 0,5 mm und einer Stärke von 0,12? mm. Dieses Stahlband ist schraubenförmig um seine eigene Längsachse mit einer Steigung von etwa 1,25 mm schraubenartig verdreht. Das gedrehte Stahlband wird dann zwischen einem Preßwalzenpaar hindurchgeführt, bei dem zwischen dem Walzenumfang der beiden !'Walzenkörper ein Abstand von etwa 0,3 mm besteht, so daß jede Schraubenwendel des Stahlbandes durch Kompression und Abflachung ihrer sich jeweils gegenüberstehenden Kanten auf eine sichtbare Breite von etwa 0,3 mm gestaucht wird. Auf diese /eise werden zwei ähnliche Schraubenwendel mit jeweils aufeinanderfolgenden Kanten intermittierend unterbrochen durch einen abgeflachten Abschnitt einer solchen Kante mit einer länge von etwa 0,5 mm. Bei dieser schraubenMhnllchen Konfiguration des Ctahlbandes wird das Material, welches das Stahlband umgibt, aufgrund seines GjöJens oder Zusammenpressen um das Stahlband genau den Kantenlinien des Stahlbandes folgen, so daß das Material und das Stahlband fest und sicher ineinandergreifen.

Wenn gewünscht, kann das verdrehte und verformte Stahlband mit einem korrosionsfesten Nicht-Eisen-Material oder aus einem Nicht-Metall-Material beschichtet sein.

- Patentansprüche 109833/0885 _lft

Claims

Patentansprüche

erstärkungselernent zur Einbettung in Bauteile wie Platten, Stäbe o.a. mit einer spannbaren, schraubenähnlichen Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß es gebildet ist aus einem schraubenartig verdrehtem Metallband (1),'dessen seine Schraubenwendel definierenden Kanten mindestens teilweise in einer von der Schraubenkonfiguration abweichenden Weise verformt sind.

I, Verstärkungeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des schraubenartig verdrehten Metallbandes (1) in regelmäßigen Abständen über ihre Länge von der Schraubenlinie abweichend verformt sind.

3. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 und 2_f dadurch gekennzeichnet, daß die Saaten des schraubenartig verdrehten Metallbandes (1) in regelmäßig über seine Länge verteilten Stellen abgeflacht (2) sind.

4. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalband (l) um seine LMngsmittelachse schraubenartig verdreht ist und daß die von der Schraubenfora abweichenden Verformungen (2) an zwei sich jeweils gegenüberliegenden Kantenabschnitten ausgebildet sind.

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5. Yerstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schraubenform abweichenden Verformungen (2) der Kanten des Metallbandes (l) ^n jeder vollständigen '.'chraubenwendel vorgesehen sind,

6. Verstnrkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schraubenform abweichenden Verformungen (2) des schraubenartig verdrehten Metallbandes (1) an jeder zweiten Schraubenwendel ausgebildet sind.

7. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schraubenform abweichenden Verformungen (2) der Kanten des Metallbandes (l) intermittierend paarweise jeweils an Paaren oder Gruppen aufeinanderfolgender Schraubenwendeln ausgebildet sind,

8. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schraubenform abweichenden Verformungen (2) um etwa 2/5 der ursprünglichen Bandbreite gestaucht sind.

9· Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Stärke zur Breite des Metallbandes (l) in seinen nicht verformten Abschnitten etwa 1:4 beträgt.

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10. Yerstörlrungs element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das Metallband (l) um einen imaginären Zylinder gewunden ist und daß nur seine am Außenumfang dieser &₀nfiguration erscheinende Kante stellenweise verformt ist. -

11. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) mit einem korrorsionsfesten Material beschichte+ ist.

12. Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem oder mehreren gleichgearteten V_erstärkungselementen verflochten ist.

13. Verfahren zur Ausbildung von von einer reinen Schraubenkonfiguration abweichenden Verformung an einem Verstärkungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das schraubenartig strukturierte Metallband (1) durch eine Preßeinrichtung hindurchführt und einzelne Schraubenwendel beim Durchgang durch die Preßeinrichtung auf einen sichtbaren Durchmesser kleiner als die ursprüngliche Bandbreite in Querrichtung staucht.

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