DE2040085A1 - Apparatus and method for prestressed elements - Google Patents
Apparatus and method for prestressed elementsInfo
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANNDR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
HERBERT CORLISS B1ISGHER, Wellesley, Mass. / V. St. A. HERBERO? CORLISS FISCHER JR., Wellesley,Mass./V.St. A.HERBERT CORLISS B 1 ISGHER, Wellesley, Mass. / V. St. A. HERBERO? CORLISS FISCHER JR., Wellesley, Mass. / V.St. A.
Die Erfindung bezieht sich auf neue vorgespannte Elemente und Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to new prestressed elements and methods of making them.
Um ein Bauteil mit vorverdichteten Eigenschaften zu erhalten, ist es bereits seit langem bekannt, daß ein Vorspannen verwendet werden kann, um die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit des Teils zu vergrößern. Beispielsweise besitzt Beton oder ein gegossener Stein, die vorzugsweise aus Portlandzement, einem Zuschla-gstoff und Wasser hergestellt sind, eine große Festigkeit gegenüber Kompressionen. Leider ist jedoch Beton anfällig gegenüberTo obtain a component with pre-compressed properties, it has long been known that a pretensioning can be used to increase the tensile strength and flexural strength of the part. For example owns concrete or a cast stone, which is preferably made of Portland cement, an aggregate and Made of water, they have great resistance to compressions. Unfortunately, however, concrete is susceptible to this
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Zug, der bewirkt, daß er brüchig wird und einer Riß- und Bruchbildung unterliegt, wenn er unerwarteten Zugbelastungen ausgesetzt wird, wie sie beispielsweise häufig bei der Bearbeitung und dem Zusammensetzen von vorgegos^- senen Betonelementen vor und während der Errichtung eines Gebäudes auftreten.Tensile, which causes it to become brittle and subject to cracking and fracture formation when subjected to unexpected tensile loads, such as those often occurring during the processing and assembly of precast concrete elements before and during the construction of a building.
Es wurden bereits zwei Wege eingeschlagen, um die Anfälligkeit des Betons gegenüber Zug zu überwinden; der eine Weg sieht ein Armieren, der andere ein Vorverdichten durch Vorspannen vor.Two approaches have already been taken to overcome the susceptibility of concrete to tension; one way provides for reinforcement, the other for precompaction by prestressing.
Das Armieren besitzt jedoch den offensichtlichen Nachteil, daß es dem Beton noch erlaubt, bei Zugbelastung Risse zu bilden, obwohl im allgemeinen die Eiseneinlage dauernd die gebrochenen Stücke zusammenhält. Dies beruht darauf, daß die Eisenarmierung sich dehnen muß, wenn sie die Last aufnimmt, aber da die Dehnung größer ist, als daß ihr der umhüllende Beton widerstehen könnte, bricht er unter der Belastung.Reinforcement, however, has the obvious disadvantage that it still allows the concrete to crack under tensile loading, although generally the iron insert permanently holds the broken pieces together. This is because that the iron reinforcement must stretch when receiving the load, but the elongation is greater here than that it could withstand the enveloping concrete, it breaks under the load.
Das Vorspannen ist weitgehend eine Art Vorverdichtung des Betonelements in den Bereichen, in denen Zugbelastungen erwartet werden. Wenn eine ausreichende Vorverdichtung in dem Betonelement eingespeichert ist, werden bei der be*- rechneten Belastung keine Zugbeanspruchungen auftreten. Unter diesen Bedingungen verliert der Beton, der unter Kompression steht, seine Brüch-igkeit und wird ein flexibles und federndes Material. Ein vorgespanntes Betonelement verliert einiges von seiner Vorverdichtung, wenn es eine Belastung aufnimmt, so daß die tatsächlichen Kompressionsbeanspruchungen, wenn die Belastung größer wird, wenigstens bis zu der berechneten Belastung reaziert werden. Prestressing is largely a type of precompaction of the concrete element in areas where tensile loads are expected . If sufficient pre-compaction is stored in the concrete element, no tensile stresses will occur with the calculated load. Under these conditions, the concrete that is under compression loses its fragility and becomes a flexible and resilient material. A prestressed concrete element loses some of its precompaction when it receives a load, so that the actual compressive loads, as the load increases, are reacted to at least up to the calculated load.
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Mit anderen relativ festen, d.h. relativ inkompressiblen Materialien, wie beispielsweise Metall, synthetische Plastiken, einschließlich Fiber-Glas-Harzzusammensetzungen, ist ebenfalls ein Vorspannen bekannt, um die Zugfestigkeiten zu vergrößern; dies ist insbesondere anwendbar insoweit, als es die Biegebeanspruchung von Baueinzelteilen betrifft.With other relatively solid, i.e. relatively incompressible materials, such as metal, synthetic plastics, including fiber-glass resin compositions, toughening is also known to increase tensile strengths to enlarge; this is particularly applicable insofar as it is the bending stress of individual structural parts regards.
In der Praxis wird ein Vorspannen des Betons auf zwei Arten erreicht, nämlich durch ein nachträgliches Spannen und durch ein Vorspannen. In dem einen Fall wird ein Eisenstab oder Seil gespannt, um den Beton zu verdichten. Ein nachträgliches Spannen wird dadurch erreicht, daß in dem.Betonelement ein Hohlraum gegossen wird und, nachdem der Beton sich gesetzt hat, ein Eisenstab oder Seil durch die Öffnung eingebracht und gespannt wird, um den Beton zu verdichten? hierbei werden die Spannelemente freistehend an denEnden des Hohlraums belassen. Beim Vorspannen wird ein Stahlseil beispielsweise durch hydraulische Winden oder Endverankerungen gespannt und der Beton um das Eisen herumgegossen, während das Seil unter Spannung gehalten wird. Nach dem Trocknen verbindet sich der Beton mit dem Eisen wegen der Aussparungen in ihm, so daß die Endverankerungen abgetrennt werden können und das Eisen unter Spannung bleibt, um den umgebenden Beton unter Kompression zu halten und auf diese Weise vorzuspannen.In practice, the concrete is pre-tensioned in two ways, namely by subsequent tensioning and by pretensioning. In one case, an iron rod or rope is stretched to compact the concrete. An afterthought Tensioning is achieved in that a cavity is poured in the concrete element and after the concrete has sat down, an iron rod or rope through the opening is brought in and tensioned in order to compact the concrete? in doing so, the tensioning elements are left free standing at the ends of the cavity. When pretensioning, a The steel cable is tensioned, for example, by hydraulic winches or end anchors and the concrete is poured around the iron, while the rope is kept under tension. After drying, the concrete bonds with the iron because of the recesses in it so that the end anchors can be severed and the iron under tension remains to keep the surrounding concrete under compression and in this way prestressed.
Obwohl das letztgenannte Verfahren des Vorspannens mit beträchtlichem Erfolg über mehr als ein Jahrzehnt verwendet wurde, besitzt es doch eine Anzahl Nachteile.Although the latter method of biasing has been used with considerable success for over a decade it has a number of disadvantages.
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Vom St-andpunkt der Qualität aus, insbesondere um die Rißbildung bei vorgegossenen Betonelementen zu steuern, ist es meist schwierig, einen optimalen Grad der Vorspannung zu erreichen, da die Ausdehnung des Eisens gering ist (beispielsweise dehnt sich ein unbeschichtetes Seil von 1,25 cm Durchmesser und einer A.S.T.M. Güte 7 nur um 1,9 cm auf 3 m bei einem Zug von 1o 2oo kp). Einen optimalen Grad von Vorspannung zu erzielen, ist auch deshalb schwierig, weil das Eisen in dem Betonelement rutscht und sich daher schon bei niedrigeren Zugbeanspruchungen als vorausgesehen eine Rißbildung ergibt. Da es auch notwendig ist, Stahlseile in der Größenordnung von ungefähr 1,27 cm Durchmesser zu verwenden, um ein ausreichendes Haften an dem Beton zu erreichen und um die Spannung ir] dem Stahl im Hinblick auf die Druckfestigkeit des Betons auszugleichen, kann eine Verteilung der Vorspannung über der Querschnittsfläche des Elements bei Verwendung von Vielfachstahlseilen nicht erreicht werden, außer bei sehr großen Elementen. Obendrein liegen die Enden der vorgespannten Stahlelemente notwendigerweise offen an der Außenfläche des Elements.From the standpoint of quality, especially the To control cracking in precast concrete elements, it is usually difficult to achieve an optimal degree of prestressing because the expansion of the iron is small (for example, an uncoated one expands 1.25 cm diameter rope and an A.S.T.M. Grade 7 only by 1.9 cm by 3 m with a pull of 1o 2oo kp). A Achieving the optimum degree of prestressing is also difficult because of the iron in the concrete element slips and therefore results in cracking even at lower tensile loads than anticipated. Since it is also necessary to use steel cords on the order of about 1.27 cm in diameter in order to to achieve sufficient adhesion to the concrete and to reduce the tension in the steel in terms of compressive strength To compensate for the concrete, a distribution of the prestress over the cross-sectional area of the Elements not when using multiple steel ropes except for very large elements. On top of that are the ends of the prestressed steel elements necessarily open on the outer surface of the element.
Weiterhin ist vom Standpunkt der Verwendbarkeit ein derartiges Vorspannen nur auf Beton mit einer relativ hohen Festigkeit beschränkt; es kann beispielsweise nicht für einen Schaumbeton mit geringem Gewicht und niedriger Festigkeit verwendet werden, wie er im allgemeinen bei Elementen zur Gebäudeverkleidung verwendet wird. Dies beruht auf der geringen Ausdehnung des Stahls sogar bei hohen Zugbelastungen und darauf, daß der Schaumbeton unmög-Furthermore, from the standpoint of usability, such prestressing is only possible on concrete of a relatively high level Limited strength; it can not for example, for a foam concrete with light weight and lower Strength can be used, as it is generally used in elements for building cladding. This is based on the low expansion of the steel even with high tensile loads and on the fact that the foam concrete is impossible
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lieh mit einem Stahlstab oder Kabel geringen Durchmessers abbindet. Hierdurch wird es unmöglich, ein mit Siahl vorgespanntes Element geringen Zugs vorzusehen und es an Beton geringer Festigkeit anzugleichen.borrowed with a steel rod or small diameter cable sets. This makes it impossible to use a Siahl pre-tensioned Provide element of low tension and to adjust it to concrete of low strength.
Wegen der Schwierigkeiten bei der Herstellung der Elemente wird eine teure Einrichtung benötigt, um den bei Stahl benötigten hohen Zug zu erzeugen und während der Zeit zu erhalten, die notwendig ist, bis der Beton getrocknet ist, Aus diesem Grund können daher vorgespannte Betonelemente wirtschaftlich nur an zentralen Stellen hergestellt werden und an die Bausbeilen gebracht werden. Die Größen und Konfigurationen sind aber durch die Kosten und durch die verfügbare Einrichtung begrenzt, insbesondere wenn nur wenige spezielle Betonelemente möglich sind.Because of the difficulties in manufacturing the elements, expensive equipment is required to produce that of steel to generate the required high tension and to maintain it during the time it takes for the concrete to dry For this reason, prestressed concrete elements can only be produced economically at central locations and brought to the building hatchets. The sizes and configurations are, however, by the cost and by the limited facilities available, especially when only a few special concrete elements are possible.
Andere Materialien, wie beispielsweise synthetische, organische, plastische Materialien, sind in ähnlicher Weise durch Einschließen in gespannte, relativ undehnbare Elemente vorgespannt worden. Sie unterliegen aber alle den oben aufgeführtenSchwierigkeiten, nämlich der praktischen Schwierigkeit, ein optimales Vorspannen zu erreichen aufgrund der geringen Ausdehnung der vorzuspannenden Elemente, sogar wenn sie unter hohem Zug stehen. Hieraus ergibt sich auch, daß sie nicht verwendbar sind, insbesondere nicht mit Elementen geringer Festigkeit und speziell mit Materialien geringen Gewichts, wie beispielsweise Holz und Plastik.Other materials, such as synthetic, organic, plastic materials, are made in a similar manner by being enclosed in tensioned, relatively inextensible elements has been biased. However, they are all subject to the difficulties listed above, namely the practical one Difficulty in achieving optimal prestressing due to the small expansion of the elements to be prestressed, even when they are under high tension. It also follows from this that they cannot be used, in particular not with elements of low strength and especially with materials that are light in weight, such as wood and plastic.
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, neue vorgespannte Elemente und Verfahren zu ihrer Herstellung vorzusehen, die nicht den oben angeführten Schwierigkeiten unterliegen. Weiterhin ist es gemäß der Erfindung möglich, leichte Elemente geringer Festigkeit vorzuspannen ebenso wie die Zugbelastungen über den Querschnitt des Elements zu verteilen, und dies sogar bei Materialien geringer Festigkeit. Darüber hinaus ist es gemäß der Erfindung möglich, die armierten Seile in den Elementen zu verdecken, so daß sie nicht an der Oberfläche freiliegen.It is therefore a main object of the invention to provide new pre-stressed elements and methods for their manufacture, which are not subject to the difficulties listed above. Furthermore, according to the invention, it is possible to pretension light elements of low strength as well as the tensile loads over the cross-section of the Elements, even with low strength materials. In addition, it is according to the invention possible to hide the armored ropes in the elements so that they are not exposed on the surface.
Eine weitere Aufgabe gemäß der Erfindung besteht darin, den Gebrauch von mit Metall vorgespannten Elementen zu vermeiden, da bei derartigenElementen die bekannten Elektrolyt- und Korrosionsprobleme auftreten.Another object according to the invention is to allow the use of elements prestressed with metal Avoid, as such elements present the well-known electrolyte and corrosion problems.
Dies wird dadurch erreicht, daß als Vorspannele^nte Materialien einer Klasse einzigartig brauchbar sind, die seit langem für andere Verwendungszwecke bekannt sind, aber niemals praktisch als Vorspannelemente in Betracht gezogen wurden. Diese Materialien enthalten bekannte synthetische, organische, plastische Polymere, wie Nylon, Polypropylene und Polyester, vorzugsweise in Form von hochelastischen, vielfasrigen, gedrehten oder ungedrehten Seilen von mäßiger Zugfestigkeit, verglichen mit Stahl; sie sind aber einzigartig geeignet, um hohe Druckkräfte zu erzeugen, die auf ihrer wiedergewinnbaren Spannung oder Dehnung von 1o bis 2o % aufwärts beruhen, wobei sie für ein progressives Anwachsen des Zuges bis zu ihrer Zerreißspannung an der Elastizitätsgrenze vorgesehen sind.This is accomplished by having uniquely useful biasing elements with materials of a class which have long been known for other uses but have never been considered practical as biasing elements. These materials include known synthetic, organic, plastic polymers such as nylon, polypropylene and polyester, preferably in the form of highly elastic, multifilamentary, twisted or untwisted ropes of moderate tensile strength compared to steel; however, they are uniquely capable of generating high compressive forces based on their recoverable tension or elongation from 10 % to 20% upwards, and are designed for a progressive increase in tension up to their ultimate tensile stress.
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Es wurde herausgefunden, daß derartige vielfasrige Seile, wenn sie auf wenigstens 5 bis 1o % ihrer beständigen Länge im entspannten Zustand gespannt werden, was ebensoviel \\/ie 80 bis 9-O °/o ihrer Elastizitätsgrenze bei Bruch bedeutet, mit relativ festen Materialien, insbesondere leichten Materialien, wie Leichtmetall, Plastik, Holz etc., kombiniert werden können, die geeignet sind, um das gespannte Seil auf einer relativ festen Länge von mindestens 5 bis "Io % der Ausdehnung zu erhalten, insbesondere bei einer weiteren Ausdehnung, um nicht gebräuchliche, leichte, vorgespannte Elemente und Artikel zu liefern. Beispielsweise können Stränge solcher Seile verwendet werden, die in der Größenordnung von mindestens 7oo' bis 1o5o kg/cmIt has been found that such vielfasrige ropes when they are stretched to at least 5 to 1o% of their constant length in the relaxed state, as much \\ / ie 80-9-O ° / o of its elastic limit at break means a relatively solid materials , in particular light materials, such as light metal, plastic, wood, etc., can be combined that are suitable for maintaining the tensioned rope over a relatively fixed length of at least 5 to "Io % of the expansion, in particular with a further expansion to to supply uncommon, lightweight, pre-tensioned elements and articles, for example strands of such ropes may be used which are on the order of at least 700 to 1050 kg / cm
bis auf mehr als 35oo kg/cm (an der Basis des Strangquerschnitts)
belastet werden, wobei die Stränge selbst bei einer Reißfestigkeit von 4- bis 1o g pro Denier, ausgestattet
sein können, was äquivalent einem JFaserquersclinittz
her ist.up to more than 35oo kg / cm (at the base of the strand cross-section), whereby the strands can even be equipped with a tensile strength of 4 to 10 g per denier, which is equivalent to a fiber cross-section
is ago.
2 scliiiittzug von ungefähr 42oo bis 1o 5oo kg/cm oder holm Gegensatz zu der allgemeinen Meinung, daß Zugkräfte eines solchen gespannten Seils, das zur Erzeugung der erforderlichen Druckkräfte notwendig ist, so schnell mit der Zeit abnehmen., daß sie für relativ dauerhafte vorgespannte Elemente unbrauchbar sind, haben Versuche ergeben, daß nach einem anfänglichen Spannungsabfall von 5 bis 1o #, welcher innerhalb weniger Minuten auftritt, ein weiterer Abfall anscheinend annähernd konstant mit dem Logarithmus über der Zeit ist und sehr2 final pulls of about 42oo to 10 500 kg / cm or spar Contrary to the general opinion that tensile forces of such a taut rope, which are used to generate the required compressive forces decrease so quickly over time that they are relatively permanent Pretensioned elements are unusable, tests have shown that after an initial voltage drop from 5 to 1o #, which occurs within a few minutes, another drop is apparently approximately constant with the logarithm over time and very
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niedrig bleibt, so daß Nylon beispielsweise anscheinend mehr als zwei Drittel seines Anfangszugs zur Erzeugung der Druckkräfte noch nach 1oo Jahren behalten wird.Durch Vorspannen eines relativ festen Materials durch solch ein Seil, das bei wenigstens 5 bis 1o ^Ausdehnung und vorzugsweise unter einem Zug von wenigstens 1o bis 2o % seiner äußersten Reißfestigkeit, bei einer Spannung von wenigstens 55oo kg/cm (Faserbasis) und vorzugsweise höher gehalten wird, kann eine große Variationsmöglichkeit von vorgespannten Bauelementen gemäß der Erfindung vorgesehen werden.remains low, so that nylon, for example, appears to retain more than two-thirds of its initial pull to produce the compressive forces even after 100 years. By pretensioning a relatively strong material through such a rope, which is at least 5 to 10 ^ elongated and preferably under a pull of at least 10 to 20 % of its ultimate tensile strength is kept at a tension of at least 55oo kg / cm (fiber basis) and preferably higher, a great variety of prestressed structural elements according to the invention can be provided.
Der angegebene Abfallfaktor kann durch Teste bestimmt werden, in denen die Fasern des zu testenden Materials an den Klemmen eines Spannprüfgeräts befestigt werden, so daß die ungespannte, freie Länge des Versuchsstücks vor der Anlegung einer Kraft 25,4- cm beträgt. Das Versuchsstück wird dann um einen Betrag von 2,5 cm pro Minute gespannt, um entweder ein Anwachsen in der Länge auf 15 % zu erreichen oder eine Länge zu erreichen, die 1 % weniger ist als die Ausdehnung beim Reißen, was aber immer geringer ist. Eine Minute, nachdem die Fasern gespannt worden sind auf die gewünschte Länge, wird die gesamte Spannung an den Fasern aufgezeichnet. Die Fasern werden dann in dem Prüfgerät in dem gespannten Zustand etwa 4-000 Minuten ungestört gelassen. Der Spannwert nach dieser Zeitdauer wird dann gemessen und aufgezeichnet. The reported decay factor can be determined by tests in which the fibers of the material to be tested are attached to the clamps of a tension tester so that the untensioned, free length of the test piece before a force is applied is 10 inches. The test piece is then tensioned at an amount of 2.5 cm per minute in order to achieve either an increase in length to 15 % or a length which is 1 % less than the elongation at tearing, which is always less . One minute after the fibers are tensioned to the desired length, the total tension on the fibers is recorded. The fibers are then left undisturbed in the tester in the tensioned state for about 4,000 minutes. The tension value after this period is then measured and recorded.
Gemäß der Erfindung ist ein Spannelement mit einem relativ festen, inkompressiblen Körper und einer Spannvorrichtung vorgesehen, die synthetische, organische,According to the invention is a tensioning element with a relatively rigid, incompressible body and a tensioning device intended, the synthetic, organic,
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plastische Pasern enthält, die eine wiederherstellbare Dehnung von wenigstens 5 % und eine Spannfestigkeit vonContains plastic fibers that have a recoverable elongation of at least 5 % and a tensile strength of
wenigstens 7°o kg/cm enthält, wobei die Spannvorrichtung bei einer relativ festen Länge in enger Verbindung mit dem Körper bei mindestens 5 $ Ausdehnung und unter einem Zug von wenigstens 1o % der äußersten Reißfestigkeit gehalten wird, um den Körper zu verdichten.contains at least 7 ° o kg / cm with the tensioning device being held at a relatively fixed length in close association with the body at least 5 % elongation and under a tension of at least 10% of the ultimate tensile strength to compress the body.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Lieferung eines Spannelements vorgesehen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch ein Spannendes Elements mit ™ einer synthetischen, organischen, plastischen Faser, die auf eine Länge von wenigstens 5 # mehr als die Ausgangslänge in entspanntem Zustand dehnbar ist und die Tendenz hat, einen wesentlichen Teil einer derartigen Ausdehnung wieder herzustellen, durch Anlegen einer Kraft an die Paser, um die Faser auf einen Betrag von wenigstens 5 % mehr als die Ausgangslänge in entspanntem Zustand auszudehnen, und durch Fixieren der Faser bei ihrer gedehnten Länge, -wobei die Faser unter Spannung gehalten wird, um das Element für eine Zeitdauer von mehr als einem Jahr mit einer bestimmten Kiaft zu spannen.Furthermore, according to the invention, a method for supplying a tensioning element is provided, the method being characterized by a tensioning element with a synthetic, organic, plastic fiber which is stretchable to a length of at least 5 # more than the initial length in the relaxed state and tends to restore a substantial portion of such expansion by applying a force to the fibers to expand the fiber to an amount of at least 5 % more than its original relaxed length and fixing the fiber at its expanded length, - where the fiber is kept under tension in order to tension the element with a certain kiaft for a period of more than a year.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung inVerbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:Further details emerge from the following description in conjunction with the attached drawings. Show it:
Fig. 1 und 2 eine Draufsicht und einen Querschnitt eines innen vorgespannten Bauelements gemäß der Erfindung;Figures 1 and 2 show a plan view and a cross section of an internally prestressed structural element according to the invention;
Fig. 3 und 4 eine Seitenansicht und einen Querschnitt eines außen vorgespannten Bauelements gemäß der Erfindung;Figures 3 and 4 are a side view and a cross section of a externally prestressed structural element according to the invention;
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Fig. 5 ein typisches Endprodukt, das das Bauelement gemäß Fig. 5 und 4 verwendet;Fig. 5 shows a typical end product that the component according to Figures 5 and 4 are used;
Fig. 6 ein innen vorgespanntes, rohrförmiges Bauelement^Fig. 6 shows an internally prestressed, tubular component ^
Fig. 7 und 8 eine isometrische und teilweise aufgebrochene Darstellung eines festen Bauelements, das außen in zwei Richtungen gemäß der Erfindung vorgespannt ist;Figures 7 and 8 are isometric and partially broken away Illustration of a solid structural element which is externally prestressed in two directions according to the invention;
Fig. 9 und 10 eine isometrische, teilweise aufgebrochene Darstellung und eine Endansicht eines Druckbehälters,der außen in zwei Richtungen gemäß der Erfindung vorgespannt ist;Figures 9 and 10 are isometric, partially broken away Illustration and end view of a pressure vessel that is externally biased in two directions according to the invention;
Fig. 11 einen Querschnitt eines außen vorgespannten Rohrs gemäß der Erfindung; undFigure 11 is a cross-section of an externally pre-stressed pipe according to the invention; and
Fig. 12 und 13 eine End- und Seitenansicht, die teilweise aufgebrochen ist, eines außen vorgespannten Schleifrades gemäß der Erfindung.Figures 12 and 13 are end and side views, partially broken away, of an externally biased grinding wheel according to the invention.
Gemäß den bevorzugten Ausführungsbeispielen nach cter Erfindung sind verdichtete Bauelemente vorgesehen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, wobei die Elemente aus herkömmlichem festen Material, wie beispielsweise Metall, Plastik, Beton, Holz etc·, mittels eines inneren oder äußeren Faserspannseils verdichtet sind; hierbei können sie sich, wie es bei hochelastischen Dehnungen möglich ist, in der Größenordnung von wenigstens 5 bis 1o % relativ zu dem Material, das vorgespannt wird, ändern und zwar mit einem Abfallbetrag von nicht mehr als According to the preferred exemplary embodiments according to the invention, compacted structural elements are provided as shown in the drawings, the elements made of conventional solid material, such as metal, plastic, concrete, wood, etc., being compacted by means of an inner or outer fiber tensioning cable; here, as is possible with highly elastic elongations, they can change in the order of at least 5 to 10 % relative to the material being prestressed , with a waste amount of no more than
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einem Drittel über eine Zeitdauer von Jahren, wobei derartige Seile eine Ausdehnung von ungefähr 5 his Ίο % gegenüber ihrer Grundlänge in entspanntem Zustand erhalten und vorzugsweise unter einemDruck von wenigstens 1o bis 2o % ihrer äußersten Reißfestigkeit bei einem Zug von we-a third over a period of years, with such ropes having an expansion of about 5 to Ίο % compared to their basic length in the relaxed state and preferably under a pressure of at least 1o to 2o % of their ultimate tensile strength with a tension of less than
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nigstens 55oo kg/cm (an der Faserbasis) und vorzugsweise
höher stellen. Das Material, das vorgespannt wird, ist in einem festen, nicht nachgebenden Zustand, d.h. es ist relaitiv
inkompressibel, wenn. Verdichtungskräfte durch das Spannseil angelegt werden; hierbei befindet sich das stark
angespannte Seil in engem Kontakt mit dem festen Körper und wird dadurch auf relativ bestimmter Länge gehalten,
so daß es dauernd seine Verdichtungskraft aufrecht erhält,
um das Element bei einem relativ niedrigeiiAbfallbetrag
vorzuspannen. Die Verwendung von nichtmetallischen Faserspannseilen gemäß der Erfindung vermeidet die Elektrolyt-
und Korrosionsprobleme bei Metall und besitzt noch weitere Vorteile, wie weiter unten ausgeführt.wird.- 2nd
Set at least 55oo kg / cm (at the fiber base) and preferably higher. The material that is pretensioned is in a solid, non-yielding state, ie it is relatively incompressible when. Compaction forces are applied by the tension rope; in this case the strongly tensioned rope is in close contact with the solid body and is thereby kept at a relatively certain length so that it continuously maintains its compressive force in order to pre-tension the element with a relatively small amount of waste. The use of non-metallic fiber tensioning cables according to the invention avoids the electrolyte and corrosion problems with metal and has other advantages, as will be explained below.
Eine Vielzahl elastischer, organischer, plastischer Seile kann gemäß der Erfindung verwendet werden einschließlich solcher organischer, plastischer Materialien, wie Nylon, Polypropylen und Polyester, ebenso wie andere, wobei sie vorzugsweise in vielfasrigen, ungedrehten oder verdrehten Konfigurationen wie beispielsweise in Verbindung mit Strängen oder Strähnen verwendet werden. Derartige Seile besitzen gewöhnlich eine hohe Spannfestigkeit mit einem hohen Betrag an elastisch wiederherstellbarer Dehnung, die wiederholt bleibt, nachdem das Seil genügend oft gespannt worden ist, um eine relativ stabile Länge in ent-A variety of elastic, organic, plastic ropes can be used according to the invention including such organic, plastic materials as nylon, Polypropylene and polyester, as well as others, preferably being multifilament, untwisted or twisted Configurations such as used in conjunction with strands or strands. Such ropes usually have high tensile strength with a high amount of elastically recoverable elongation, which remains repeated after the rope has been tensioned enough times to achieve a relatively stable length in
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Ί Ρ —Ί Ρ -
spanntein Zustand, zu erreichen. Beispielsweise besitzt ein rlylonstrang, ein bevorzup:tes Spannseil gemäß der Erfin-tense state to achieve. For example, owns a rlylon strand, a tension rope to be prepared according to the invention
2 dung, eine Reißfestigkeit von ungefähr 25oo kg/cm (an der Querschnxttsbasis des Stranges) bei ungefähr ^o fo Dehnung Jenseits seiner festen Länge; es kann ebenso auf So bis 9o % seiner äußersten Reißdehnung gedehnt werden, um eine Spannung zu liefern, die zur Erzeugung und Vorspannung von Druckkräften in einer Größe von ungefähr 21 oo kg/cm bei einer Ausdehnung von ungefähr 4-o c/o verwendbar ist. Aufgrund unserer Versuche und Berechnungen wird ein derartiger Hylonstrang, wenn er bei einer relativ festen Dehnung von 4-0 % durch ein festes Element,das vorgespannt wird, gehalten wird, sogar noch nach 1oo Jahren eine Vorspannverdichtungskraft von 14oo kg/cm'" besitzen. Als weiteres Beispiel ist ein Polyestervielfasergarn (DuPont "DACRON" Type 68) mit einer Reißfestigkeit von2 dung, a tensile strength of about 25oo kg / cm (at the Querschnxttsbasis of the strand) at about ^ o fo elongation beyond its fixed length; it can also be stretched to 50% of its ultimate elongation at break in order to provide a tension which can be used to generate and preload compressive forces of a magnitude of about 21,000 kg / cm at an elongation of about 4 ° c / o . On the basis of our tests and calculations, such a nylon cord, if it is held at a relatively firm elongation of 4-0 % by a rigid element which is pre-tensioned, will have a pre-tensioning compression force of 14oo kg / cm '"even after 100 years. Another example is a polyester multi-fiber yarn (DuPont "DACRON" Type 68) with a tear strength of
ο
9»5 g/den (11 7oo kg/cm ) bei 13,7 % Dehnung ebensogutο
9 »5 g / den (11,7oo kg / cm) at 13.7 % elongation as well
2 verwendbar, insbesondere bei Spannungen über 35°° kg/cm ; es bleibt wenigstens zwei Drittel der angelegten Spannung über eine Zeitdauer von Jahren erhalten. Derartige Materialien sind sehr brauchbar als Vorspannelemente, insbesondere zur Vorspannung relativ leichter, fester Elemente, wie beispielsweise Holz, Aluminium, Plastik, Glas etc., ebenso wie für hohle Elemente und Artikel, wie beispielsweise Schleifräder, Druckbehälter, Röhren etc., die sehr schwierig vorzuspannen sind mit einem Material, wie beispielsweise Stahl, da die hohe Spannfestigkeit des Stahls es notwendig macht, extrem schmale Vorspannelemente zu verwenden, die wiederum schwierig anzuordnen und zu kontrollieren sind. Mit den viel geringeren Spannfestigkeiten und den vergrößerten Dehnungen der Spannmaterialien gemäß2 can be used, especially with tensions above 35 °° kg / cm; at least two thirds of the applied voltage is retained over a period of years. Such materials are very useful as prestressing elements, especially for prestressing relatively light, solid elements, such as wood, aluminum, plastic, glass, etc., as well as for hollow elements and articles, such as grinding wheels, pressure vessels, pipes, etc., which are very difficult are to be prestressed with a material such as steel, since the high tensile strength of steel makes it necessary to use extremely narrow prestressing elements, which in turn are difficult to position and control. With the much lower tensile strengths and the increased elongations of the tensioning materials according to
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der Erfindung können.viel größere und sogar leichter zu
kontrollierende Spannelemente vorteilhaft verwendet werden; im Unterschied zu Stahl mit seiner Maximalausdehnung
von 1 Ms 2 % ergibt sich mit den Vorspannmaterialien gemäß
der Erfindung sogar eine 1o?&Lge Abnahme in ihrer festenSpannlänge
entweder durch einAbgleiten oder durch eine Deformation des Bauteils, wobei nur ungefähr ein 1obiger
Verlust bei der angelegten Verdichtungskraft auftritt.of the invention can. Much larger and even easier to
controlling clamping elements are advantageously used; In contrast to steel with its maximum expansion of 1 Ms 2 % , the prestressing materials according to the invention even result in a 10? & Lge decrease in their fixed clamping length either through sliding or through deformation of the component, with only an approximate loss of the applied compression force occurring .
Polyester und Polypropylenstränge besitzen eine etwas geringere Reißfestigkeit bei Ausdehnungen, die"ungefähr die Hälfte von NyInn betragen; sie sind aber trotzdem in Verbindung mit der Erfindung gut verwendbar. Andere plastische Materialien mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften sind ebenfalls verwendbar.Polyester and polypropylene strands are slightly lower Tear strength at expansions that are "approximately the Half of NyInn; but they are still connected usable well with the invention. Other plastic materials with similar physical properties can also be used.
Der genaue Aufbau eines Spanrseils gemäß der Erfindung ist in der US-Patentschrift 3 208 838 beschrieben; das Spannseil kann sich mit einem nichtfesten Material, wie beispielsweise nicht abgebundenem Beton oder Plastik,' verbinden, solange der Beton oder das plastische Material in nicht abgebundenem, nachgebenden Zustand sich befindet,The exact structure of a tensioning rope according to the invention is described in U.S. Patent No. 3,208,838; the tension rope can bond to a non-rigid material such as uncured concrete or plastic ', as long as the concrete or plastic material is not set, yielding,
es .
wobei/gewöhnlich in eine geeignete Form gegossen wirdoder
sich in der Form verdichtet9 in der die Spannseile gehalten
sind. Danach geht der nicht feste Körper in festen
Zustand über und die Spannseile ziehen sich dann zusammen oder ermöglichen das Zusammenziehen, um das Element zu
verdichten. Oder aber das Spannseil wird in gespanntem
Zustand außen an ein festes Element angelegt^ damit esit.
usually being poured into a suitable mold or compacted in the mold 9 in which the tension ropes are held. After that, the non-solid body goes into solid
State over and the tension cords then contract or allow contraction to close the element
condense. Or the tension rope is in tension
State applied externally to a fixed element ^ so that it
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zusammen mit dem Spannseil in engeren Kontakt aufgrund der Verdichtung gespannt wird, so daß sich das gespannte Armierungselement größenmäßig ändert, um ein derartiges Element aufgrund der Verdichtung zu spannen.together with the tensioning rope in closer contact due to the compression is tensioned, so that the tensioned reinforcing element changes in size to such Tension element due to compression.
Die Spannung des Spannseils kann, nachdem der bisher nicht feste Körper sich ausreichend gesetzt hat, auf Temperaturbasis durchgeführt werden. Beispielsweise wird wie in der herkömmlichen Praxis das Trocknen von vorgegossenen Betonelementen durch Erwärmung der Form durchgeführt, die den Beton enthält. Durch Anwendung der Erfindung kann ein Spannseil ausgewählt werden, in welchem ein größerer Teil seiner Kontraktion bei einer passenden Temperatur auftritt , unter welcher das Betontrocknen anfangs für ein tatsächliches Setzen und Verbinden mit dem Spannseil ausgeführt werden kann und über welcher das Spannseil sich mit Spannung zusammenziehen und so das Betonelement verdichten wird.The tension of the tension cable can be increased after the previously not solid body has sufficiently settled Temperature base. For example, as in conventional practice, the drying of pre-cast Concrete elements carried out by heating the form that contains the concrete. Using the invention a tension rope can be selected in which a larger part of its contraction at a suitable Temperature occurs below which the concrete will initially dry for actual setting and bonding with the tensioning rope can be executed and over which the tensioning rope pull together with tension and so the concrete element will compact.
In Verbindung mit der Erfindung kann Beton verwendet werden, der aus Portlandzement hergestellt ist und zusammen mit einer Vielzahl der bekannten Zuschlagstoffe verwendet wird, nicht nur dem üblichen Sand, Kies oder Steinzuschlagstoffe, sondern auch leichte Zuschlagstoffe, wie gebrannter Ton, expandierte Hochofenschlacke, Bimsstein etc., ebenso wie Luft- und Schaumbeton.Concrete made from Portland cement and together can be used in connection with the invention used with a variety of known aggregates, not just the usual sand, gravel or gravel Stone aggregates, but also light aggregates such as burnt clay, expanded blast furnace slag, Pumice stone etc., as well as air and foam concrete.
In Fig. 1 und 2 ist ein Standardbetontestelement (A.S.T.M.) dargestellt, das im allgemeinen mit 1o bezeichnet ist und gemäß der Erfindung hergestellt ist. Insbesondere hat einIn Figs. 1 and 2, a standard concrete test element (A.S.T.M.) shown, generally designated 10 and made in accordance with the invention. In particular, one has
ρ solches Testmuster einen Querschnitt von 38,7 cm und eineρ such test pattern a cross section of 38.7 cm and one
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Länge von 5?»^ cm und ist durch Einschluß von Spannelementen 12, 14, 16, 18 in normalem Portlandzement hergestellt worden mit einer Verdichtungsfestigkeit im Bereich von j>5o bis 42o kg/cm , wie er allgemein bekannt ist und beispielsweise in Design and Control of Concrete Mixtures, 1Oth Ed., veröffentlicht durch die Portland Cement Association (1952) beschrieben ist.Length of 5? »^ Cm and is due to the inclusion of tensioning elements 12, 14, 16, 18 made in plain portland cement with a compaction strength in the range from j> 50 to 42o kg / cm, as he is generally known and, for example, in Design and Control of Concrete Mixtures, 1st Ed., published by Portland Cement Association (1952).
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spannelemente 12, 14, 16, 10 sind vielfasrige, aufschrumpfbare Polyesterfasern mit einer wiederherstellbaren Spannung von ungefähr 1o $, wobei ungefähr eine 1o#ige Schrumpfung bei ■Erhitzung auf eine Temperatur von ungefähr Joo0 auftritt. Dies kann durch Einlagern solcher -!Fasern in !Form von Strängen vorgenommen werden, die zv/eckmäßigerweise in nicht abgebundenen Zementkörpern angeordnet sind, wobei sich dann der Zement bei einer niedrigeren Temperatur setzt, als sie nötig ist, um eine tatsächliche Schrumpfung der Polyesterfasern zu bewirken. Danach wird der Betonkörper auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend hoch ist, um das Schrumpfen der Polyesterfasern zu bewirken. Ein auf diese Weise hergestelltes Testexemplar hatte eine Bruchfestigkeit, die annähernd zweimal so groß war v;ie die eines Kontrollexemplars ohne solche Fasern und hat eine sehr wünschenswerteRißkontrollcharakteri-■stik'aufgewiesen, ■ wobei die Risse, die vor dem Bruch erschienen sind, wieder beseitigt werden konnten durch eine Entlastung des Probestücks. Andere schrumpfbare Fasern als Polyester können ebensogut verwendet werden; derartige Fasern können dann in Form von Kabeh ebenso v/ie in Form von Strängen angeordnet sein.The tensioning elements 12, 14, 16, 10 shown in FIGS. 1 and 2 are multifilament, heat-shrinkable polyester fibers with a recoverable tension of approximately 1o $, with approximately 1o shrinkage occurring when heated to a temperature of approximately Joo 0 . This can be done by storing such -! Fibers! In! The form of strands, which are arranged zv / corner-wise in not set cement bodies, the cement then settling at a lower temperature than is necessary to actually shrink the polyester fibers cause. The concrete body is then heated to a temperature which is sufficiently high to cause the polyester fibers to shrink. A test specimen made in this way had a breaking strength approximately twice that of a control specimen without such fibers and exhibited very desirable crack control characteristics, eliminating the cracks that appeared prior to breakage could be achieved by relieving the sample. Shrinkable fibers other than polyester can be used as well; Such fibers can then be arranged in the form of cables as well as in the form of strands.
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Vorverdichtete Bauteile können ebenso hergestellt werden durch Verwendung von organischen, plastischen Vielfaserseilen in Form von Kabeln, wie sie oben beschrieben worden sind, welche wenigstens eine 5- bis 1o#ige Dehnung und eine Elastizität unter Zug von wenigstens 1o bis 2o# ihrer äußerstenBruchfestigkeit besitzen. Diese kann durch Einspannen eines oder mehrerer solcher Kabel beispielswetse aus liylon durchgeführt werden. Jedes dieser Kabel ist dann durch geeignete Einspannköpfe 2o gehalten, wie sie in Fig. 6 dargestellt und zusammen mit dieser Figur beschrieben werden; die gespannten Kabel werden dann mit Beton oder einem anderen nicht abgebundenen, plastischen Körper vergossen, wobei die Kabel während des Abbindens des Materials unter Zug gehalten sind. Nachdem der Beton abgebunden hat, kann die Spannung auf den Kabeln freigegeben werden, um den Beton zu verdichten; hierzu können dann die Enden der Kabel abgetrennt werden. Nylonkabel sind für eine derartige Anwendung besonders geeignet, und zwar nicht nur wegen ihrer großen Dehnbarkeit und der hohen Verdichtungskräfte, die durch sie erzeugt werden können, sondern auch weil sie chemisch mit dem Beton reagieren, was eine besonders feste Bindung ergibt.Pre-compressed components can also be produced using organic, plastic multi-fiber ropes in the form of cables as described above, which have at least a 5- to 10 # stretch and an elasticity under tension of at least 1o to 2o # their ultimate breaking strength. This can be done, for example, by clamping one or more such cables to be carried out from liylon. Each of these cables is then held by suitable clamping heads 2o, as shown in Fig. 6 and described together with this figure will; the tensioned cables are then tied with concrete or some other plastic that is not tied Body potted, the cables being held under tension while the material is setting. After the concrete has set, the tension on the cables can be released to compact the concrete; can do this then the ends of the cables are severed. Nylon cables are particularly suitable for such an application, and not only because of their great extensibility and the high compression forces that can be generated by them, but also because they react chemically with the concrete, which results in a particularly strong bond.
Als weitere Modifikation eines innen verspannten, verdichteten Bauelements gemäß den Fig. 1 und 2 kann ein Körper 1o, der ohne Rücksicht auf das feste Material, aus dem er besteht, gemäß der Erfindung dadurch gespannt ■werden, daß die Kabel 12, 14-, 16, 18 durch geeignete Öffnungen eingeführt sind und daß die Kabel auf eine Spannung gebracht sind, die wenigstens gleich 5 bis 1o# über ihrer Grundlänge in entspanntem Zustand liegt und die sichAs a further modification of an internally braced, compressed component according to FIGS. 1 and 2, a Body 1o, regardless of the solid material from which it is made, thereby tensioned according to the invention ■ Be that the cables 12, 14, 16, 18 are inserted through suitable openings and that the cables are tensioned that are at least equal to 5 to 1o # across its basic length lies in the relaxed state and which is
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unter einem Druck von wenigstens 5 bis Io % ihrer äußersten Bruchfestigkeit befinden. Die Kabel können dann auf einer bestimmten Länge relativ zu dem Körper 1 ο durch Einklemmstücke 2 ο gehalten werden.are under a pressure of at least 5 to 10 % of their ultimate breaking strength. The cables can then be held at a certain length relative to the body 1 o by clamping pieces 2 o.
In H1Ig. 3 und 4- ist ein außen verspanntes Bauelement gemäß der Erfindung dargestellt, in dem ein fester Körper 25, beispielsweise aus Metall, Holz oder Plastik, durch ein gespanntes Seil 27 gespannt ist, das herumgewunden ist und beispielsweise die Form eines endlosen Kabels, eines Stranges oder eines vielfach gewundenen "Vielfaserseils besitzt. Wie bereits vorher beschrieben, wird das Seil 27 aus einem dehnbaren Material um mindestens 5 bis 1o % über seine Grundlänge im entspannten Zustand hinaus vorgespannt und befindet sich unter einem Zug von mindestens 1o bis 2o % seiner Bruchspannung» Wenn es für eine Anwendung erforderlich ist, braucht das Seil 27 nicht um den Körper 25 herumgeschlungen zu sein, sondern es kann auch auf einer oder beiden Seiten hinausragen, wobei dann die benachbarten Enden durch geeignete Mittel, beispielsweise durch Einklemmstücke 2o„ befestigt sind.In H 1 Ig. 3 and 4- an externally tensioned structural element according to the invention is shown in which a solid body 25, for example made of metal, wood or plastic, is tensioned by a tensioned rope 27 which is wound around and, for example, in the form of an endless cable, a strand or a multi-twisted "multi-fiber rope. As already described, the rope 27 made of a stretchable material is pretensioned at least 5 to 1o % beyond its basic length in the relaxed state and is under a tension of at least 1o to 2o % of its breaking stress" If it is required for an application, the rope 27 need not be looped around the body 25, but it can also protrude on one or both sides, the adjacent ends then being fastened by suitable means, for example by clamping pieces 20 ".
In Fig. 5 ist ein typisches Endprodukt dargestellt, bei dem die Bauteile der Fig. 3 und 4 verwendbar sind als Seitenschienen 2^9 25 einer herkömmlichen Leiter mit Sprossen 26. Das Leitermaterial ist Hartholz, obwohl es ebensogut auch Aluminium sein könnte«, Das Seil 27 ist ein Nylonstrang von of64 cm Durchmesser, das auf 4-O % seiner Grundlänge in entspanntem Zustand ausgedehnt ist, um eine zurückbleibende ¥erdichtungskraftIn Fig. 5 a typical end product is shown in which the components of Figs. 3 and 4 can be used as side rails 2 ^ 9 25 of a conventional ladder with rungs 26. The conductor material is hardwood, although it could just as well be aluminum rope 27 is a strand of nylon o f 64 cm diameter, which is extended to 4-O% of its basic length in the relaxed state, erdichtungskraft a residual ¥
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—'ΊΟ——'ΊΟ—
von ungefähr i>2o kg zu bilden, wobei es auf ein Drittel seiner äußersten Bruchfestigkeit belastet ist und in einer Einkerbung rings um die Seitenschienen untergebracht ist. Bei einer Vorspannung mit ungefähr 56,7 g (2 Unzen) Nylon auf jeder Seitenschiene brach eine Leiter von ^, 6m Länge, wenn sie horizontal an ihren Enden unterstützt und in der Mitte belastet v/orden ist, bei einer Belastung mit 53° kp, während hiermit verglichen eine ähnliche Leiter ohne ein Verdichtungsseil 27 schon bei einer Belastung mit 26o kp brach.of about i> 20 kg, taking it to a third its ultimate breaking strength is loaded and housed in a notch around the side rails is. At a preload of approximately 56.7 g (2 ounces) Nylon on each side rail broke a 6 foot ladder Length when it is supported horizontally at its ends and loaded in the middle, with a load with 53 ° kp, while compared with this a similar one Ladder without a compaction rope 27 already broke under a load of 26o kp.
In Fig. 6 ist ein weiteres Bauteil in Form einer Aluminiumröhre 3o dargestellt, die einen Strang 32 enthält, der gemäß der Erfindung gedehnt und verspannt ist. Dieser Strang ist durch das Innere der Röhre hindurchgeführt und an seinen Enden durch bekannte Einspannelemente 2o gehalten; er besitzt ein konisches Teil 22 zur Aufnahme des offenen Endes des Vielfaserstrangs 32 und ist durch Zusammenwirken mit einer konischen Abschlußvorrichtung25 eingespannt, wobei die Abschlußvorrichtung in einer bestimmten Stellung innerhalb des Körpers 22 durch Schraubengewinde 24 gehalten ist. Das innerlich verspannte, röhrenförmige Bauteil der Fig. 6 ist auf die verschiedenste Weise als Endprodukt verwendbar, beispielsweise als Tragmasten verschiedenster Art, als Schiffsmasten und Skistöcke ebenso wie für stark verspannte und flexible Elemente, wie beispielsweise Helikopterrotorflügel.In Fig. 6, a further component is shown in the form of an aluminum tube 3o, which contains a strand 32, which according to the invention is stretched and strained. This strand is passed through the inside of the tube and attached to his Ends held by known clamping elements 2o; it has a conical part 22 for receiving the open end of the multifilament strand 32 and is clamped in by cooperation with a conical closure device 25, wherein the locking device is held in a certain position within the body 22 by screw threads 24 is. The internally tensioned, tubular component 6 can be used in the most varied of ways as an end product, for example as a wide variety of supporting masts Art, as ship masts and ski poles as well as for highly tensioned and flexible elements, such as Helicopter rotor blades.
In Fig. 7 und 8 ist ein festes Bauteil 4o dargestellt, welches in zwei Richtungen verspannt ist, nämlich in Richtung der Längsachse und senkrecht dazu in Umfang-In Fig. 7 and 8, a solid component 4o is shown, which is braced in two directions, namely in the direction of the longitudinal axis and perpendicular to it in the circumferential
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richtung,um eine verbesserte Festigkeitscharakteristik mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen eine Biegeverformung vorzusehen, wobei speziell leichtes Material verwendet ist. Der feste Körper 42, welcher aus Holz, Metall, Plastik einschließlich aus Fiberglas-Harz zusammengesetzten Materialien, Beton und Glas etc., bestehen kann, besitzt eine Vielzahl verspannter, in Längsrichtung verlaiifender Stränge 44 hoher Festigkeit aus organischem, plastischen Material, vorzugsweise aus ITylon oder Polyester, die an einer oder mehreren Seiten angebracht sind und bei einer Deliming von wenigstens 5 # unter einer Spannung von mehr als 25oo kp/cm gehalten sind; hierbei sind über das Teil 42 und die Stränge verspannte, in Umfangsrichtung verlaufende Stränge 46 gewickelt, die ebenfalls bei einer Dehnung von wenig— ο tens 5 # und einer Spannung von mehr als 35o"Q kp/cnl·^ vorzugsweise in Streifenform in schraubenförmiger Konfiguration gehalten sind. Nachdem die Stränge 46 herumgewickelt und durch geeignete Kitt-el befestigt sind, können die darunterliegenden, in Längsrichtung verlaufenden Stränge 44 freigegeben und je nach Wunsch ausgetrimmt werden, wobei ihre Spannung durch die darübergewickelten Stränge 46 erhalten bleibt. DieWicklung der in umfangsrichtung verlaufenden Stränge kann am besten durch eine gleichzeitige Wicklung einer Vielzahl von Strängen bewerkstelligt werden, vorzugsweise in einer einzigen Lage in Streifenform und zwar unter einem ziem— lieh hohen Zug, um eine Spannung von über 35oo kp/cm in den fertigen Schnüren zu erzeugen.direction to improve strength characteristics with improved resistance to bending deformation to be provided, whereby specially light material is used. The solid body 42, which is made of wood, Metal, plastic including those composed of fiberglass resin Materials, concrete and glass, etc., can consist, has a multitude of tensioned, longitudinally running strands 44 of high strength made of organic, plastic material, preferably made of ITylon or polyester, attached to one or more sides and with a deliming of at least 5 # below a tension of more than 25oo kp / cm held are; here are strands 46 that are tensioned over the part 42 and the strands and run in the circumferential direction wrapped, which also with an elongation of at least 5 # and a tension of more than 35o "Q kp / cnl · ^ are preferably held in a strip shape in a helical configuration. After the strands 46 are wrapped around and attached by suitable putty, the underlying, longitudinal Strands 44 released and trimmed as desired be, with their tension through the wrapped over it Strands 46 are retained. The winding of the circumferential strands can do best be accomplished by a simultaneous winding of a plurality of strands, preferably in one single layer in the form of a strip, under a fairly high tension, in order to achieve a tension of over 35oo kgf / cm in to produce the finished cords.
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BADQBiSiNALBADQBiSiNAL
Bauteile dieser Art besitzen ebenfalls einen großen Anwendungsbereich; beispielsweise sind derartige Teile, wenn sie auf diese Weise armiert sind, als Leiterseitenscliienen geeignet; weiterbin sind sie insbesondere für stark beanspruchte Gegenstände geeignet, wie beispielsweise Hockeystecken oder Baseballschläger, bei denen der Griffteil in der geschilderten V/eise vorteilhaft armiert sein kann.Components of this type also have a wide range of applications; for example, such parts, if they are reinforced in this way, are used as conductor side clips suitable; Furthermore, they are particularly suitable for heavily used objects, such as Hockey sticks or baseball bats, in which the handle part is advantageous in the described manner can be armored.
Eine weitere Art von Gegenständen, die gemäß der Erfindung vorteilhaft so armiert sein kann, betreffen im Inneren unter Druck stehende Gegenstände, wie beispielsweise Druckbehälter, Tanks, Rohrleitungen etc.Another type of object which according to the invention can advantageously be armored in this way relate to the interior objects under pressure, such as pressure vessels, tanks, pipelines, etc.
In Fig. 9 und 1o ist ein derartiger Druckbehälter 5° dargestellt, der aus einem hohlen, zylindrischen, festen Körper 52 mit halbkugelförmigen Enden besteht, der mit einer Vielzahl darüberliegender, in Längsrichtung verlaufender Stränge an den Enden umwickelt ist; der mittlere zentrale Längsteil ist ebenfalls mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung verlaufender Stränge 56 umwickelt, ebenso wie der rechtwinkelige feste Aufbau der Fig. 7 und 8. Bei dem Druckbehälter der Fig. und 1o sind die in Längsrichtung verlaufenden Stränge vorzugsweise entlang dem Umfang und quer zu dem Kittelpunkt der halbkugelförmigen Enden verteilt, was am besten in Fig. 1o zu erkennen ist, um für eine sehr gute Armierung der Enden zu sorgen. Der Körper 5° kann aus irgendeinem gewünschten Material, v/ie beispielsweise Metall, Plastik, Beton, Glas etc., bestehen.In Fig. 9 and 1o such a pressure vessel is 5 ° shown, which consists of a hollow, cylindrical, solid body 52 with hemispherical ends, which is wrapped at the ends with a multitude of overlying, longitudinally extending strands is; the middle central longitudinal part is also provided with a multiplicity of strands running in the circumferential direction 56 wrapped around it, just like the right-angled solid structure of FIGS. 7 and 8. In the pressure vessel of FIG. and 1o are the longitudinal strands preferably distributed along the circumference and transversely to the center point of the hemispherical ends, which is the can best be seen in Fig. 1o to ensure a very good reinforcement of the ends. The body can 5 ° of any desired material, v / ie for example metal, plastic, concrete, glass, etc. consist.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn gedehnte Stränge aus synthetischem, organischen,Fasermaterial um den axialen Bereich der äußeren Oberfläche eines hohlen, zylindrischen Teils gewickelt werden, wie beispielsweise einer Röhre, wobei jeder Strang eine Vielzahl von Fäden enthält und kommerziell als Garn abgesetzt wird. Wie bereits oben beschrieben, werden bedeutende Vorteile, beispielsweise eine vergrößerte Bruch- und Stoßfestigkeit sowie eine zusätzliche Widerstandsfähigkeit gegen Stoß, hierdurch erhalten. Diese Vorteile werden bei einem röhrenförmigen Körper aus irgendeinem Material erhalten, vorausgesetzt, daß es die oben erwähnten charakteristischen Eigenschaften besitzt, um widerstehen zu können, obwohl es durch die Kräfte stark deformiert ist, die auf die Wand des Rohrs durch die gedehnten Stränge ausgeübt werden. Hierdurch werden insbesondere unerwartete Ergebnisse mit Röhren aus Materialien erreicht, die aus einem flüssigen Brei bestehen, d.h. aus Mischungen von festen Partikeln oder faserförmigen Materialien und Flüssigkeiten, die, nachdem sie verarbeitet worden sind,, trocknen oder abbinden, wie beispielsweise Beton, Ton-, Asbestzement oder sogar ein Holζzellstoff» Wie bereits früher beschrieben, können die synthetischen Stränge organische j plastische, faserige Materialien enthalten,wie beispielsweise Nylon, Propylen, Polyester,, ebensogut wie andere Stoffe, vorzugsweise in Form eines Fadens oder in Form vieler Fäden von unverdrehter oder verdrehter Konfiguration«, wie beispielsweise bei den Artikeln der Fig» 7 bis 1o® Ebenso müssen die vorher aufgestellten Angaben^ daß derartige Stränge bei einer Unterbringung um ein Rohr wenigstens 5 0P meiir, als es ih-Particularly beneficial results are obtained when stretched strands of synthetic organic fiber material are wrapped around the axial portion of the outer surface of a hollow cylindrical member such as a tube, each strand containing a plurality of filaments and sold commercially as yarn. As already described above, significant advantages, for example increased resistance to breakage and impact, as well as additional resistance to impact, are obtained as a result. These advantages are obtained from a tubular body made of any material, provided that it has the characteristics mentioned above so as to be able to withstand despite being severely deformed by the forces exerted on the wall of the tube by the stretched strands. In this way, unexpected results are achieved in particular with tubes made of materials which consist of a liquid slurry, ie mixtures of solid particles or fibrous materials and liquids which, after they have been processed, dry or set, such as concrete, clay, Asbestos cement or even a wood pulp »As described earlier, the synthetic strands can contain organic plastic, fibrous materials such as nylon, propylene, polyester, as well as other substances, preferably in the form of a thread or in the form of many threads of untwisted or twisted configuration, "as for example in the articles of Figure" 7 to 1o® also need to pre-established specifications ^ that such strands meiir at a placement around a pipe at least 5 0 P than it IH
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rer Grundlänge in entspannten Zustand entspricht, bei οίο
nem Zug von wenigstens ^5oo kp/cmL (Faserbasis) gedehnt
v/erden, vorhanden sein,um diese vorteilhaften Ergebniese
zu erhalten.rer basic length in the relaxed state corresponds to οίο
A tension of at least 500 kgf / cm L (fiber base) must be present in order to obtain these advantageous results.
In Fig. 11 ist ein zusammengesetzter Aufbau dargestellt, der mit dem Bezugszeichen 60 versehen ist und einen Rohrkörper 62 enthält mit einem Strang oder Garn 64, das in Richtung des Umfangs um seine Außenfläche gewickelt ist. Selbstverständlich enthält das Material, das um das Rohr gewickelt ist, einen einzelnen Strang oder viele Stränge. In Jedem Fall enthält jeder Strang plastisches Material mit einer wiederherstellbaren Dehnung von wenigstens 5 bis 1o % und mit einer Zugfestigkeit von über 7000 kp/cmc (an der Faserbasis); das Material war auch einem ausreichenden Zug unterworfen, wenn es auf dem Umfang um den Rohrkörper gewickelt war, so daß es bei einer Unterbringung um das Rohr herum auf eine Länge von 8 % mehr, als es der Grundlänge in entspanntem Zustand entspricht,gedehnt worden war. In der speziellen Darstellung sind zwei Lagen Stränge 64 übereinandergewickelt; es ist selbstverständlich, daß die Zahl der Lagen von Strängen, die übereinandergewickelt sind, nur von den endgültig gewünschten Werten des Rohres und von der Menge des synthetischen Materials in den Lagen abhängt. Während in Fig. 11 nur ein Teil eines Rohres dargestellt ist, geht es natürlich nicht über den Rahmen derErfindung hinaus, wenn die vorteilhaften Ergebnisse auch bei ähnlichen Gegenständen durch ein Überwickeln erhalten werden, die in Verbindung mit dem Rohr ver- Referring to Fig. 11, there is shown an assembled structure, designated by the numeral 60, which includes a tubular body 62 with a strand or yarn 64 circumferentially wrapped around its outer surface. Of course, the material wrapped around the tube will contain a single strand or many strands. In any event, each strand contains plastic material with a recoverable elongation of at least 5 to 10 % and with a tensile strength of over 7000 kgf / cm c (at the fiber base); the material was also subjected to sufficient tension when circumferentially wrapped around the tube body such that when placed around the tube it was stretched 8% longer than the basic length when relaxed . In the particular illustration, two layers of strands 64 are wound one on top of the other; it goes without saying that the number of layers of strands which are wound one on top of the other depends only on the ultimate desired values of the tube and on the amount of synthetic material in the layers. While only a part of a tube is shown in FIG. 11, it is of course not beyond the scope of the invention if the advantageous results are also obtained with similar objects by overwinding which is connected in connection with the tube.
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wendet werden, wie beispielsweise Kupplungen, T-Stücke und Krümmer.such as couplings, T-pieces and elbow.
Die folgende Tabelle gibt die vorteilhaften Ergebnisse an, die in Verbindung mit der Erfindung gewonnen werden können, wie sie bei dem Rohr angewendet worden sind. Obwohl spezielle Materialien, Rohrgrößen und gedehnte Stränge in diesen Beispielen hervorgehoben worden sind, dienen die angegebenen "Vorteile nur der Illustration und stellen keineswegs eine Beschränkung' der Ansprüche dai"".The following table gives the advantageous results which can be obtained in connection with the invention as applied to the pipe. Even though special materials, pipe sizes and stretched strands have been highlighted in these examples, the stated "advantages are for illustration purposes only and in no way place a limitation on the claims dai "".
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tisch
nach dem
StoßHydrosta
table
after this
Push
statisch
kein
StoßHydro
static
no
Push
kein
Stoßfracture
no
Push
(1 Lage)
A-C Kanal-Röhre
(3 Lagen)AC duct tube
(1 layer)
AC duct tube
(3 layers)
18,118.1
18.1
9551.3
95
1o852, o
1o8
CZ> Lagen)AC socket
CZ> layers)
(1 Lage)PVC pipe
(1 layer)
(3 Lagen)PVC pipe
(3 layers)
(5 Lagen)Concrete pipe
(5 layers)
(1 Lage)Clay pipe
(1 layer)
+ Bruch nicht anv/endbar
++ Rohr reißt nicht+ Fraction not anv / endable
++ Pipe does not tear
In dem Beispiel A der obigen Tabelle besteht die A-C Kanal-Röhre aus einer 2o,5 cm Asbestzementröhre eines Typs, der von Johns-Man viii e unter der Markenbezeichnung 2o,;;2 cm Klasse I500 Kanalröhre vertrieben wird.In Example A of the table above, the AC Duct tube consists of a 2o, 5 cm asbestos-cement pipe of the type sold by Johns-Man viii e under the trademark 2o; ; 2 cm class I500 sewer pipe is marketed.
1 098 1 2/11BO1 098 1 2 / 11BO
In Beispiel B enthält die A-C Muffe eine 15*24- cm Asbestzementrohrmuffe eines Typs, der durch Johns-Manville unter der Markenbezeichnung 15»24- cm Klasse I50 Druckrohrmuffe vertrieben wird.In example B, the A-C socket contains a 15 * 24- cm asbestos-cement pipe socket of a type sold by Johns-Manville under the brand name 15 »24- cm Class I50 pressure pipe socket is distributed.
Die PVC-Röhre in Beispiel C enthält ein Polyvinylchloridrohr des !Typs, der durch Johns-Manville unter der Markenbezeichnung 11,2 kp/cm 15,24- cm PVC-Rohr vertrieben wird.The PVC tube in Example C contains a polyvinyl chloride tube of the! type made by Johns-Manville under the brand name 11.2 kgf / cm 15.24 cm PVC pipe is sold.
Die Betonröhre in Beispiel D stellt einen Typ dar, der durch IT. E. Concrete Pipe Co. unter der Markenbezeichnung 2o,52 cm Typ C-14--6S vertrieben wird.The concrete pipe in Example D is of a type that through IT. E. Concrete Pipe Co. is sold under the brand name 2o, 52 cm Type C-14-6S.
Die Tonröhre in Beispiel E stellt einen Typ dar, der durch Broekway Pipe Co. unter der Markenbezeichnung 2o,52 cm C-2oo ES vertrieben wird.The clay pipe in Example E is of the type sold by Broekway Pipe Co. under the trademark 20, 52 cm C-2oo ES.
In den beweglichen Beispielen der Fig. 11 ebenso wie bei den Gegenständen der Fig» ? bis 1o war dieRöhre,, die Muffe oder die anderen Gegenstände mit einem Polyesterstranggarn des Typs umwickelt, der von E. I. Du Pont De Nemours & Company als DACRON Fadengarn für industriellen Gebrauch als Typ 68, 13oo Denier, 192 Fäden hoher Festigkeits mitIn the movable examples in FIG. 11 as well as in the objects in FIG. to 10 the tube, sleeve or other item was wrapped with a polyester hank yarn of the type sold by EI Du Pont De Nemours & Company as DACRON filamentary yarn for industrial use as 68, 1300 denier, 192 high tenacity s
2 einer Bruchfestigkeit von 9j5 g/den gleich 11 7oo kp/cm (an der Fadenbasis) mit einer Bruchdehnung von ungefähr 14 °ß> vertrieben wird., In den Beispielen, in denen die Zahl der Garnlagen bezeichnet ist, war jede Garnlage durch Wik» kelfasern des Garns Typ 68 um den gesamten axialen Bereich der Höhre ausgeführt, so daß etwa 13 Stränge pro Zentimeter in axialer Richtung in jeder Lage mit einer radialen 2 with a breaking strength of 9j5 g / den equal to 11,7oo kp / cm (at the thread base) with an elongation at break of approximately 14 ° β> . In the examples in which the number of yarn layers is indicated, each yarn layer was represented by Wik »Kefibers of the type 68 yarn run around the entire axial area of the hollow, so that about 13 strands per centimeter in the axial direction in each layer with a radial one
1 0 8 8 1 2 / 1 1 E 01 0 8 8 1 2/1 1 E 0
sindare
Dicke von ungefähr o,o25 cm ausgebildet/.Jeder Garnstrang bestand aus ungefähr 192 Fäden Polyesterfaser. Ein Zug von 8,16 kp (67 cJo der Bruchfestigkeit von 12,2 kp) war an Jeden Garnstrang angelegt worden, wenn er in Umfangsrichtung um die Außenfläche Jedes Rohrstücks oder Jeder Muffe herumgewickelt war, so daß Jeder Strang um etwa 1o # mehr, als es seiner Grundlänge in entspanntem Zustand entspricht, gedehnt war.Thickness of approximately 0.025 cm /. Each strand of yarn consisted of approximately 192 threads of polyester fiber. A pull of 8.16 kp (67 c Jo of breaking strength of 12.2 kp) had been applied to each strand of yarn as it was wrapped in the circumferential direction around the outer surface of each pipe or sleeve so that each strand was about 10 # more when it was stretched equal to its basic length in a relaxed state.
In dem Ausführungsbeispiel ist Jede Lage durch eine drehbare Halterung der Röhre in einer Drehbank gebildet worden. Wenn das Rohr gedreht worden ist, war eine Mehrzahl der Garnstränge einem geeigneten Zug unterworfen, so daß die Stränge auf den gewünschten Betrag gedehnt worden sind. Die Stränge sind um das Rohr in schraubenförmigen Linien herumgewickelt worden und reichen von dem einen äußeren Ende bis zu dem anderen Ende. Wenn mehrere Lagen um das Rohr herumgewickelt waren, waren sie vorteilhafterweise so ausgebildet, daß die Richtung der schraubenförmigen Ausbildung in den folgenden Lagen geändert war. Die Rohre müssen eine ausreichende strukturelle Festigkeit besitzen, damit sie geeignet sind, den Kräften zu widerstehen, die durch die Stränge erzeugt werden, die um sie herumgewickelt sind. In den oben angeführten Beispielen war Jeder Strang Kräften von über 7ooo kp/cm^ (an der Faserbasis) unterworfen, wenn sie um das Bohr herumgelegt worden sind. Obwohl die Zugkraft, die bei dem Garn angewendet wurde, relativ verschieden ist bei den einzelnen synthetischen Materialien, die verwendet werden9 und Je nach Größe der gewünschten Dehnung, hat sich ergeben, daß, um die oben angeführten vorteilhaften Ergebnisse zu erhalten, die Zugkraft über kp/cm betragen muß.In the exemplary embodiment, each layer has been formed by a rotatable mounting of the tube in a lathe. When the tube was rotated, a majority of the strands of yarn had been subjected to appropriate tension so that the strands were stretched to the desired amount. The strands have been wrapped around the tube in helical lines and extend from one outer end to the other. When several layers were wrapped around the pipe, they were advantageously designed so that the direction of the helical formation was changed in the following layers. The tubes must have sufficient structural strength to withstand the forces created by the strands wrapped around them. In the examples given above, each strand was subjected to forces in excess of 7,000 kgf / cm ^ (at the fiber base) when wrapped around the bore. Although the tensile force that has been applied to the yarn is relatively different for the individual synthetic materials that are used 9 and Depending on the amount of elongation desired, it has been found that in order to obtain the advantageous results outlined above, the tensile force is greater than or equal to kp / cm must be.
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3 Vergrößern der Rohrfestigkeit ebenso wie des inneren hydrostatischen Drucks und der Bruchfestigkeit sind ausschlaggebend und beruhen auf dem Spannungsübergang, der durch das Umwickeln stark gespannter und gedehnter Fasern gemäß der Erfindung in einem Bereich vorges-ehen ist, wo kleine schmale Bereiche des Rohrkörpers, welche normalerweise geprüft würden, besonders gut gemäß der Erfindung verfestigt sind/ so daß solche Fehlerstellen nicht mehr auftreten. Aus diesem Grund kann ein Rohr mit Mängeln, das normalerweise als Ausschuß betrachtet werden müßte, durch Anwendung der Erfindung verwendungsfähig sein.3 Increasing the pipe strength as well as the internal one hydrostatic pressure and breaking strength are crucial and are based on the tension transition caused by the wrapping of strongly tensioned and stretched fibers is provided according to the invention in an area where small narrow areas of the tubular body which would normally be tested particularly well according to the invention are solidified / so that such flaws are no longer appear. For this reason, a pipe with defects, which would normally be considered scrap, can be used by applying the invention.
Eine andere Art Gegenstände, welche besonders vorteilhaft gemäß der Erfindung vorgespannt werden kann, enthält Schmirgelschleifscheiben nach Art eines Hohlzylinders oder eines Bechers, welcher äußerlich gemäß der Erfindung vorgespannt sein kann, um für eine verbesserte Festigkeit zu sorgen, so daß die Scheiben bei höheren Geschwindigkeiten noch dazu mit einer vergrößerten Sicherheit gedreht werden können.Another type of article which can be particularly advantageously prestressed according to the invention contains Emery grinding wheels in the manner of a hollow cylinder or a mug which externally according to the invention may be biased to provide improved strength so that the disks at higher speeds can also be rotated with increased security.
Bei Schleifscheiben ist es bekannt, daß die"Schleifleistungen im allgemeinen proportional zu der Geschwindigkeit der Scheibenoberfläche vergrößert wird, so daß es wichtig ist, eine Schleifscheibe mit höherer Geschwindigkeit für maximale Schleifleistungen zu drehen. Die maximale Scheibengeschwindigkeit ist aber durch die Scheibenfestigkeit beschränkt, da die Zentrifugalkräfte,die das Rad ohne Bruch aushalten muß, sich mit zunehmender Scheibeiigeschwindigkeit schnell vergrößern.In the case of grinding wheels, it is known that the "grinding performance is increased in general proportionally to the speed of the disc surface, so that it it is important to turn a grinding wheel at a higher speed for maximum grinding performance. the maximum disc speed is due to the disc strength limited, since the centrifugal forces that the wheel has to withstand without breaking, increase with increasing speed of the pulley enlarge quickly.
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In dem älteren US-Patent 3 14-1 271 sind Schleifscheibenarmierungen in Form von vorgespannten undehnbaren Glasfasern dargestellt und beschrieben, bei denen effektiv ein Vergrößern der Schleifscheibengeschwindigkeit bis zu einer gewissen Grenze möglich war; hierbei war es aber sehr vorteilhaft, zusätzliche Eigenschaften der Scheiben vorzusehen, so daß Stücke der Schleifscheiben zusammenhalten, wenn teilweise Fehler und Brüche in der Scheibe aufgetreten sind, so daß die Scheibe nicht brechen kann und Teile von ihr herumgeschleudert werden, da sich hierdurch ernsthafte Verletzungen des Bedienungspersonals ergeben können.In earlier U.S. Patent 3,14-1,271, there are grinding wheel reinforcements in the form of pre-stressed inextensible glass fibers shown and described, in which effectively increasing the grinding wheel speed up to was possible to a certain limit; In this case, however, it was very advantageous to have additional properties of the panes provide so that pieces of the grinding wheels stick together when partial defects and breaks in the wheel have occurred so that the pane cannot break and parts of it are thrown around, as this could result in serious injuries to the operating personnel.
Wenn die vorliegende Erfindung auf Schleifscheiben nach Art eines Zylinders oder Bechers angewendet wird, stellt es nicht nur eine Verbesserung aufgrund der vergrößerten Vorspannung dar, um dadurch viel höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, sondern es stellt auch eine Verbesserung in einer vereinfachten Anordnung bei bestehenden hohlen Schleificheiben dar. In Verbindung mit anderen Materialien, die beispielsweise aus breiähnlichen Mischungen hergestellt sind, werden die Schleifscheiben gemäß der Erfindung sehr verfestigt, insoweit hiervon die Mängel betroffen sind.When the present invention is applied to cylinder or cup type grinding wheels, it not only represents an improvement due to the increased preload, which results in much higher speeds to achieve, it also represents an improvement in a simplified arrangement in existing hollow Abrasive discs. In connection with other materials, made for example from pulp-like mixtures, the grinding wheels according to the invention become very good solidified, insofar as the defects are affected.
In Fig. 12 und 13 ist eine Schleifscheibe 7° in Form eines Hohlzylinders oder eines Bechers dargestellt, die aus einem herkömmlichen festen Körper 72 besteht, der aus Schmirgelkörnern oder Partikeln in Verbindung mit einem Harzbindemittel zusammen mit einem Strang oder einem Garn 74· zu~In FIGS. 12 and 13, a grinding wheel 7 ° in the form of a hollow cylinder or a cup is shown, which consists of a conventional solid body 72, which consists of emery grains or particles in connection with a resin binder together with a strand or a yarn 74 · to ~
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sammengesetzt ist, der in Richtung des Umfangs um die äußere Oberfläche herumgewickelt ist. Wie die Röhre in Pig. 11 enthält der Strang plastisches Material mit einer wiederherstellbaren Dehnung von mindestens 5 bisis composed, which is in the direction of the perimeter around the outer surface is wrapped around. Like the tube in Pig. 11 the strand contains plastic material a recoverable elongation of at least 5 to
2 1o % und mit einer Zugfestigkeit von über 7ooo kp/cm ; wenn der Strang in tlmfangsrichtung um den Körper 72 herumgewickelt war, war er einem ausreichenden Zug unterworfen, so daß er bei der Unterbringung auf dem Körper auf eine Länge von ungefähr 5 "bis 1o % mehr gedehnt war, als es der Grundlänge in entspanntem Zustand entspricht. In dem speziellen Ausführungsbeispiel sind die darübergewickelten Stränge 74- dieselben, wie sie bereits in Verbindung mit Pig. 11 beschrieben sind. ·2 1o % and with a tensile strength of over 7,000 kgf / cm; when the strand was circumferentially wrapped around body 72, it was subjected to sufficient tension that when placed on the body it was stretched about 5 "to 10% more than the basic length when relaxed In the particular embodiment, the strands 74 wound over them are the same as those already described in connection with Pig.
Wenn die Vorteile, die aufgrund der Erfindung zu erreichen sind, auf hohlzylindrische oder becherförmige Schleifscheiben angewendet werden, die zylindrische oder kegelstumpfförmige - konische Außenflächen besitzen, mit einer einzigen Schicht Polyestergarn gewickelt sind und auf diese Weise, wie sie bereits in Verbindung mit den Röhren beschrieben wurde, besonders sicher sind, sind überraschend hohe Oberflächengeschwindigkeiten möglich, die doppelt so hoch sind als die bei Scheiben, die nicht gemäß der Erfindung armiert sind.If the advantages that can be achieved due to the invention, on hollow cylindrical or cup-shaped Grinding wheels are used that have cylindrical or frustoconical - conical outer surfaces, are wrapped with a single layer of polyester yarn and that way, as they are already in Connection to the tubes was described, especially are certain, surprisingly high surface speeds are possible, which are twice as high as those at Discs that are not reinforced according to the invention.
Die große Festigkeit und wiedergewinnbare Dehnung von Strängen und Seilen aus synthetischen, organischen, plastischen Fasern, die über 5° % gegenüber der Reißfestigkeit für Nylon und über 2o % für Propylen und für Polyester, wie beispielsweise DAORON, liegen, ihre große Verkürzungsfähigkeit sogar bei relativ geringen Dehnungen vonThe great strength and recoverable elongation of strands and ropes made of synthetic, organic, plastic fibers, which are over 5 % compared to the tensile strength for nylon and over 2o % for propylene and for polyester, such as DAORON, their great ability to shorten even relatively low elongations of
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ungefähr 1o % gegenüber der Länge in entspanntem Zustand (was auch bewiesen worden ist durch ihre unerwartet niedrige Abfallrate von nicht mehr als ungefähr einem Drittel ihrer gespannten Druckkräfte und zwar über einen Zeitraum von mehreren Jahren) haben sie sehr geeignet für eine Verwendung als vorgespannte Elemente gemacht, da ihre besonders hohen Dehnungen bei weit niedrigeren Spannungsbelastungen als bei Stahl- oder Glasfasersträngen erreicht werden. Beispielsweise kann ein 1,27 cm Nylon- oder DACRON-Seil um ungefähr 1o % gegenüber der Länge in entspanntemabout 10 % of their relaxed length (which has also been proven by their unexpectedly low rate of decay of no more than about a third of their compressed compressive forces over a period of several years) have made them very suitable for use as prestressed elements , because their particularly high elongations are achieved with far lower stress loads than with steel or glass fiber strands. For example, a 1.27 cm nylon or DACRON rope can stretch about 10 % of its length when relaxed
α Zustand mit ungefähr 18o bis 23o kp gedehnt werden, während bei einem 1,27 cm Stahlseil eine 5-mal höhere Kraft benötigt würde, um das Stahlseil um 1 % zu dehnen. Dies macht es nicht nur möglich, einfachere und billigere Vorspannmaschinen zu verwenden, sondern gleichzeitig auch gleichmäßiger gespannte Produkte sogar bei leichtem Beton, Holz oder Aluminium zu erzeugen und die Spannung über den Elementenquerschnitt durch Verwendung von Vielfachsträngen gleichmäßig zu verteilen. In Verbindung mit dem hohen Dehnungsgrad, der bei solchen organischen, plastischen Faserseilen vorgesehen ist, stellt ein viel geringerer Schlupfgrad des Spannelementes relativ zu dem festen Körper kein. Problem dar im Unterschied zu geringen Dehnungen bei Stahl,α state with about 18o to 23o kp, while a 1.27 cm steel cable would require 5 times more force to stretch the steel cable by 1%. This not only makes it possible to use simpler and cheaper pre-tensioning machines, but at the same time also to produce more evenly tensioned products even with light concrete, wood or aluminum and to distribute the tension evenly over the element cross-section by using multiple strands. In connection with the high degree of elongation that is provided in such organic, plastic fiber ropes, a much lower degree of slippage of the tensioning element relative to the solid body does not represent. Problem is in contrast to low elongations in steel,
W WQ^ogar ein geringerer Schlupf die SpanmHftwirkung des Stahls zerstören wird. Jeder erforderliche Betrag von Vorspannung kann gemäß der Erfindung durch ein Vergrößern der Anzahl der organischen, plastischen Faserstränge erreicht werden; der Schlupf kann virtuell beseitigt werden, indem die Stränge mit einem geeigneten Klebemittel, wie beispielsweise Epoxydharz bestrichen sind, um jeden gewünschten Grad von Haftung zu liefern, um die Spannstränge in engem Kontakt mit dem Körper zu halten.W WQ ^ even less slip the clamping effect of the steel will destroy. Any required amount of preload can be achieved according to the invention by increasing the number of organic, plastic fiber strands can be achieved; the slip can be virtually eliminated by removing the strands coated with a suitable adhesive such as epoxy resin to achieve any desired degree of adhesion to keep the tendons in close contact with the body.
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