DE2216368B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kaltverformtem Rippenstahl - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von kaltverformtem Rippenstahl

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Description

3 4
daß die Dehnungswerte erheblich ansteigen, so daß Hydraulikflüssigkeit angetrieben werden (F i g. 3).
die zur Verarbeitung anstehenden Drähte oder die Wie an sich bekannt, erfolgt der hydraulische An-
daraus hergestellten Matten einem Anlaßprozeß nicht trieb über einen unter Druck stehenden Ölstrom, der
mehr unterworfen werden müssen. über eine Kolben-ZyJinder-Anordnung das Walzen-
Das erfindungsgemäße Verfahren und Beispiele 5 rad antreibt. Dadurch, daß die einzelnen Antriebsvon Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durch- zylinder zum Strom des Drucköls einzeln parallel führung dieses Verfahrens werden im folgenden an geschaltet sind, gleichen sich vorhandene WiderHand von Zeichnungen näher erläutert. Standsunterschiede der einzelnen Walzenräder aus,
Es zeigt und diese sind über den Draht zum Gleichlauf ver-
F i g. 1 schematisch den Aufbau der Vorrichtung io bunden. Die Walzen, die mit großer Kraft auf den
zur Herstellung des Rippenstahls, Draht drücken, laufen auf diese Weise mit gleicher,
F i g. 2 die Kronenstöcke mit der Drahtleitrolle sich selbst regulierender Geschwindigkeit, so daß
in zwei Ansichten, keinerlei Schlupf auftritt und die drei Rippenreihea
F i g. 3 die Anordnung und hydraulische Schal- genau im einmal gewählten räumlichen Verhältnis
tung der profilierten Antriebswalzen, 15 über die Länge des Drahtes verlaufen.
F i g. 4 schematisch den Aufbau der Entspan- Die Walzensätze bei einer Reihe von angetriebenen
nungseinrichtung und Walzensätzen und/oder die Walzen der einzelnen
F i g. 5 ein Stück des profilierten Drahtes in An- Sätze können auch untereinander hydraulisch, mecha-
sicht und Schnitt. nisch oder elektromotorisch gekoppelt sein, so daß
Der Walzdraht (Durchmesser etwa 5 bis 35 mm) 20 der Lauf der Walzen untereinander ebenfalls rückwird in Bündeln 2 angeliefert und zum Abhaspeln gekoppelt ist. Bei Koppelung der Walzensätze wird auf Kronenstöcke 1 gehängt, von denen sie über damit vermieden, daß der Draht zwischen den Wal-Kopf abgezogen werden. zensätzen gezogen oder gestaucht wird. Die Verwen-
Die Kronenstöcke J sind paarig angeordnet und dung hydraulisch angetriebener Walzen hat den
können jeder für sich in die Horizontale gekippt 25 weiteren Vorteil, daß die Laufgeschwindigkeit der
werden, so daß ein neues Drahtbündel leicht und Walzensätze stufenlos regelbar bei synchronem Lauf
ohne Stockung aufgelegt werden kann. Bevor das der Walzen und/oder Walzensätze geändert werden
Bündel auf einem Kronenstock 1 aufgebracht ist, kann.
wird das Drahtende dieses Bündels mit dem Draht- Die mittels des vorgeschlagenen Walzverfahrens anfang des Bündels auf dem anderen Kronenstock 30 erhaltenen Drähte haben für den Fachmann überverschweißt. Dadurch ist es möglich, den Draht ohne raschende Eigenschaften, insbesondere für das Streck-Unterbrechung abzuziehen und die gesamte Anlage grenzenverhältnis (St reck grenze/Festigkeit) und die kontinuierlich zu betreiben. Dehnungswerte.
Der Draht 3 wird nach dem Abziehen vom Kronen- Tafel 1 enthält beispielhaft die bei der Kaltverstock 1 in einer Entzunderungsvorrichtung 4 ent- 35 formung eines Walzdrahtes von 7 mm Durchmesser zundert. Anschließend gelangt er in einen ersten zu einem Betonstahldraht von 6 mm Durchmesser Walzensatz 6, bestehend aus drei um 120° versetzte erreichten Werte für die Zugfestigkeit, die Streck-Walzen. Dort wird der Draht vorgeformt und be- grenze, das Streckgrenzenverhältnis und die Bruchkommt eine Form eines an den Spitzen abgeflachten dehnung.
gleichseitigen Dreiecks, des Polygons. Der Durch- 4.0 Tafel 2 gibt beispielhaft die Beeinflussung der
messer der Walzen beträgt etwa 60 bis 200 mm. Bruchdehnungswerte durch die Anstellung der Ent-
Nach der ersten Verformung im Walzensatz 6 spannungswalzensätze wieder.
gelangt der Draht in einen zweiten Walzensatz 7, der Es ist daher wesentlicher Bestandteil der Erfindung, mit drei Profilierwalzen 8 bestückt ist. Die Profilier- den Draht durch einen weiteren Walzensatz 10 hinwalzen 8 verformen den Draht, der durch den Wal- 45 durchzuleiten, der aus einer Anzahl von in zwei zensatz 6 gelaufen ist, an den drei vorstehenden Be- Reihen angeordneten Walzen besteht, die, wie aus reichen des Polygons und drücken sichelförmige der F i g. 1 ersichtlich, so ineinander greifen, daß Rippen 9 aus dem Material, die jeweils in einem der Draht auf einer kurzen Strecke mehrfach entbestimmten Verhältnis zueinander versetzt stehen. gegengesetzt gebogen wird. Durch die wechselnden Die Rippen ragen etwa 6% des Durchmessers des 50 Druck- und Zugspannungen wird der durch den vorDrahtes aus dem Umriß des Drahtes heraus (F i g, 5). hergehenden Walzvorgang in den Profilierwalzen Die Rippen sind aus dem Material herausgedrückte erzeugte Spannungszustand weitgehend wieder auf-Einzelrippen, die in drei Reihen um 120° versetzt um gehoben, die Dehnungsgrenze steigt an und überden Umfang des Drahtes verteilt sind. Eine Reihe schreitet die geforderten 8% wesentlich. Vor allen enthält Rippen mit gegenläufiger Figuration. Der 55 Dingen wird damit überflüssig, daß die Drähte oder Drahtquerschnitt wird beim Durchlauf durch diese aus den Drähten hergestellten Matten noch einem Verformungswalzensätze um mindestens 15% ver- thermischen Anlaßprozeß ausgesetzt werden müssen, ringert. An die Biegewalzensätze schließen sich innerhalb
Die stufenlos regelbare Durchlauf geschwindigkeit derselben Einheit Richtwalzensätze an, die im elasti-
des Drahtes beträgt zu 20 m pro Sekunde und kann 60 sehen Bereich arbeiten und ein Richten des Drahtes
darüber hinaus gesteigert werden. bewirken.
Je nach den erforderlichen Materialeigenschaften Als besonders günstig hat es sich hier herausgestellt,
kann die Verformung bis zu 90% und mehr betragen. den Draht anschließend aufzuhaspeln und dabei die
Um zu vermeiden, daß sich die Rippenlage im Haspel zum Durchzug durch den Entspannungs-Laufe der Bearbeitung gegenseitig verschiebt, müssen 65 walzensatz zu benutzen.
die Profilierwalzen 8 genau synchron zueinander Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Walzen
laufen. Dieses Erfordernis wird erfüllt, indem die des Entspannungswalzensatzes anzutreiben. Dann
Profilierwalzen 8 hydraulisch parallel vom Strom der kann an Stelle einer Aufhaspelung der Vorrichtung zur
Herstellung von Betonstahlstäben eine Schere direkt nachgeschaltet werden, worauf der Draht direkt zu Baustahlmatten verarbeitet werden kann. Die aus dem Draht hergestellten Matten können unmittelbar der Verwendung zugeführt werden.
Die Haspel zum Aufhaspeln des Drahtes wird ebenfalls Über eine Kolben-Zylinder-Anordnung von einem Druckölstrom angetrieben. Um eine gleichmäßige Abzugskraft zu erreichen, wird der Haspelantrieb durch einen Druckmittelstrom vorgenommen, der einen konstanten Druck unabhängig von der Schluckmenge aufweist. Zum Abbremsen der Haspel kann beim Rücklauf des Druckmittelstromes dieser abgesperrt werden, so daß die Haspel schlagartig und ohne besondere Bremsmittel abgebremst werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich für den Fachmann besonders überraschend herausgestellt, daß die Streckgrenze und die Zugfestigkeit in einem sehr günstigen Verhältnis zueinander eingestellt werden. Es ist hierbei unwesentlich, ob Drähte mit rundem Querschnitt, mit Profilquerschnitt oder mit gerippter Oberfläche hergestellt werden.
Die technologischen Werte des Betonstahles gemäß der Erfindung erlauben es, die zulässigen Spannungen im Betonstahlbau zu erhöhen und somit zu einer besseren Materialausnutzung zu kommen.
Bei der Herstellung von Betonstählen mit gerippter Oberfläche tritt beim Durchlauf durch die Entspannungswalzen weiterhin eine einseitige und kleinere Biegung des durchlaufenden Drahtes dadurch auf, daß bei Berührung einer Rippe an einer der Walzen der Draht eine größere Biegung erfährt als bei Durchlauf einer glatten Stelle. Die zusätzliche überlagernde Biegungsfrequenz verbessert vorteilhaft den erfindungsgemäßen Entspannungseffekt.
Tafel 1
Technologische Werte kaltgewalzter
Betonstahl drähte
Ausgangsprodukt ist Walzdraht mit 7,0 mm Durchmesser, kaltgewalzt zu Betonstahldraht mit 6,0 mm Durchmesser
Zug- Streck Streck- Bruch
Probe festig- grenze grenzen- dehnung
Keii AS verhaltnis ^10
Nr. ÖB
kg/mma 		kg/mm2 dS-.SB %
1 61,5 59,2 0,96 9,0
2 61,0 57,9 0,95 8,3
3 60,5 58,2 0,96 9,7
4 56,5 54,3 0,96 10,3
5 59,5 56,8 0,95 10,0
6 60,0 57,0 0,95 9,7
7 59,0 56,4 0,96 10,8
8 61,5 59,7 0,97 9,3
9 61,0 59,0 0,97 8,8
10 59,5 57,1 0,96 11,0
11 61,5 60,0 0,98 9,2
12 62,0 59,7 0,96 10,0
13 57,5 55,1 0,96 10,3
14 62,5 60,2 0,96 10,0
15 59,5 58,0 0,97 9,2
16 60,5 59,5 0,98 8,3
17 59,5 58,0 0,97 8,7
18 66,5 65,5 0,98 8,2
19 60,0 58,0 0,97 8,8
20 60,5 59,0 0,98 9,0
21 61,0 59,0 0,97 8,3
22 61,5 60,0 0,98 8,7
Tafel 2
Abhängigkeit der Bruchdehnung dw von der Anstellung*) der Entspannungswalzen
Probe
Nr.		 Anstellung*)
0 bis 10		 Bruchdehnung
^io in %		 Anstieg der
Bruchdehnung
1 0 6,1 0
2 2 7,0 15
3 4 8,2 35
4 6 9,5 56
5 8 9,6 57
6 10 10,2 67
*) Von der Nullage (die Walzen berühren den Draht, ohne nennenswerten Druck auszuüben) bis zur Anstellung 10 verstärkt sich die Durchbiegung des Drahfes (s. auch Skizze 3).
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 der Stahl nicht mehr verwendbar wäre. Nachteilig Patentansprüche: hat sich bei diesen bekannten Verfahren aber gezeigt, daß die Dehnungswerte nicht hoch genug sind, um
1. Verfahren zur Herstellung von kaltverform- den Normen entsprechend zu sein und daß daher die tem Rippenstahl für Betonbewehrungsmatten, bei 5 Verwendung des Rippenstahls beschränkt ist.
dem ein durch Kaltwalzen polygon vorgeformter Es ist weiterhin aus der österreichischen Patent-Walzdraht anschließend in ein oder mehreren schrift 248 368 bekannt, eine Verformung eines WaIz-Walzschritten mit einem gleichmäßig auf den drahtes vorzunehmen, wobei die Festigkeitserhöhung Umfang verteilten Rippenprofil versehen wird, durch den Grad des aufgewendeten Zugs gesteuert wobei die Profilier-Walzschritte ohne Anwendung io werden soll. Bei diesen bekannten Verfahren ist nachvon Zugkräften durchgeführt werden, dadurch teilig, daß nicht ohne die bekannten, komplizierten, gekennzeichnet, daß die polygone Ver- störanfälligen und aufwendigen Zugvorrichtungen formung mit einer Querschnittsreduzierung von gearbeitet werden kann, und weiterhin ist ein nachmindestens 15% erfolgt und der vorgeformte folgendes Anlassen ebenfalls nicht auszuschließen.
Walzdraht anschließend mehrfach rasch aufein- 15 Nachteilig arbeiten die bekannten Verfahren also anderfolgend in wechselnder Richtung unter mit einem Ziehvorgang und/oder einem nachfolgen-Erhöhung der während der Verformung abge- den Anlassen, falls Rippendraht mit hohen Festigfallenen Dehnungswerte und Verringerung der keits- und den Normen entsprechenden Bruchdeh-Streckgrenzen sowie der Zugfestigkeit des Drah- nungswerten erzeugt werden soll,
tes gebogen wird und an die verformenden Walz- 20 Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren schritte ein Richtvorgang anschließt. zu schaffen, bei dem aus Walzdraht in einem Arbeits-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gang kalt Rippenstähle mit allen geforderten technozeichnet, daß bei den aufeinanderfolgenden Bie- logischen oder besseren als den geforderten Eigengungen zumindest die äußeren Drahtphasen über schäften (z. B. Festigkeit, Streckgrenze, Dehnung, den elastischen Bereich hinaus im plastischen 25 Maßhaltigkeit, bezogene Rippenfläche) in wirtschaft-Bereich verformt werden. licher Weise kontinuierlich hergestellt werden können.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Ver- Dabei soll die Vorrichtung zu diesem Verfahren besonfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem oder ders einfach, störungsunanfällig und betriebssicher mehreren angetriebenen Verformungs- und Rip- sein und bei geringerem spezifischen Energieverbrauch penwalzensätzen, gekennzeichnet durch einen nach- 30 hohe Arbeitsgeschwindigkeiten ermöglichen,
geschalteten Entspannungs- und Richtrollensatz. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeich- gelöst, daß die polygone Verformung mit einer Quernet durch eine Haspel zur Aufbringung der Zug- Schnittsreduzierung von mindestens 15% erfolgt kraft zum Hindurchziehen des Drahtes durch den und der vorgeformte Walzdraht anschließend mehr-Entspannungs- und Richtwalzensatz, die von 35 fach rasch aufeinanderfolgend in wechselnder Richeinem Druckölstrom konstanten Drucks ange- tung unter Erhöhung der während der Verformung trieben ist. abgefallenen Dehnungswerte und Verringerung der
Streckgrenzen sowie der Zugfestigkeit des Drahtes gebogen wird und an die verformenden Walzschritte
40 ein Richtvorgang anschließt.
Vorteilhaft können bei den aufeinanderfolgenden Biegungen zumindest die äußeren Drahtphasen über
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- den elastischen Bereich hinaus im plastischen Bereich richtung zur Herstellung von kaltverformtem Rippen- verformt werden.
stahl für Betonbewehrungsmatten, bei dem ein durch 45 Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs-Kaltwalzen polygon vorgeformter Walzdraht an- gemäßen Verfahrens weist einen oder mehrere angeschließend in ein oder mehreren Walzschritten mit triebene Verformungs- und Rippenwalzensätze auf einem gleichmäßig auf den Umfang verteilten Rip- und kennzeichnet sich vorteilhaft durch einen nachpenprofil versehen wird, wobei die Profilier-Walz- geschalteten Entspannungs- und Richtrollensatz,
schritte ohne Anwendung von Zugkräften durch- 50 Vorteilhaft weist die erfindungsgemäße Vorrichgeführt werden. tung weiterhin eine Haspel zur Aufbringung der Zug-
Es ist bereits bekannt (deutsche Patentschrift kraft zum Hindurchziehen des Drahtes durch den 025), Rippenstahl durch Kaltwalzen herzu- Entspannungs- und Richtwalzensatz auf, die von stellen, wobei beim Kaltwalzen Querschnittsreduk- einem Druckölstrom konstanten Drucks angetrieben tionen von mindestens 15% auftreten und die ab- 55 ist.
gesunkenen Zähigkeits- und Dehnungswerte durch Beim Durchgang durch die Entspannungswalzen
einen anschließenden Anlaßvorgang wieder herge- wird der Draht zur Entspannung aufeinanderfolgend stellt werden. so starken Biegungen ausgesetzt, daß die äußersten
Nachteilig ist bei diesen bekannten Verfahren aber, Phasen des Drahtes jeweils im plastischen Bereich daß beim Anlassen ein diskontinuierlicher Verfah- 60 verformt werden. Durch nachfolgende Biegungen im rensschritt eingesetzt wird, daß der Energieverbrauch elastischen Bereich wird der Draht anschließend in dem Anlaßofen hoch ist und weiterhin eine Ober- gerichtet.
flächenverzunderung auftreten kann. Insgesamt ist Durch die wechselnden Druck- und Zugspannungen
das bekannte Verfahren kostenintensiv. wird der durch den vorhergehenden Verformungs-
Es ist weiterhin das eingangs genannte Verfahren 65 Vorgang in den Verformungs- und Profilierwalzen bekannt, nach welchem ein Anlaßvorgang nach der erzeugte Spannungszustand, der die beabsichtigte Querschnittsreduktion nicht mehr notwendig ist, da Zugfestigkeitserhöhung zur Folge hatte, weitgehend für die Bruchdehnungswerte nicht so stark absinken, daß den Fachmann überraschend so wieder aufgehoben.
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