NO320472B1

NO320472B1 - Fremgangsmate for fremstilling av en boyd armeringsstang, samt anordning for utovelse av fremgangsmaten

Info

Publication number: NO320472B1
Application number: NO20032874A
Authority: NO
Inventors: Kare Stafset
Original assignee: Spilka Ind As
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-12-12
Also published as: EP1636440A1; NO20032874L; US20060159919A1; CA2530470C; WO2004113638A1; US7513970B2; NO20032874D0; CA2530470A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av et armeringsemne i et komposittmateriale, hvor armeringsemnet fremstilles av langsgående fibre og et omviklet lag av spiralviklede fibre eller folie, eller annet egnet materiale, og hvor fibertråd fuktes med et bindemiddel.

Foreliggende oppfinnelse vedrører mer bestemt komposittstenger i bøyd utførelse for bruk i blant annet betong. Slike bøyer har en begrenset størrelse, og er gjerne utformet med en U-form, en vinkelform, eller en kombinasjon av disse. Betegnelsen på slik bøyde stenger er bøyler. Et problem med kjente komposittstenger er at det oppstår spenningsforskjeller i de bøyde områdene. Dette på grunn av ulik tilstramning av fibertrådene i de bøyde partiene. Ved bøying av kjente stenger vil dermed de ytre fibertrådene strekkes mer enn de indre fibertrådene. Utfordringen blir dermed å fremstille en komposittstang hvor fibertrådene har tilnærmet lik tilstramning så vel i innerdelen av bøylen som i ytterdelen, dvs. også i de bøyde partiene. Dette er svært viktig for styrken til komposittstangen.

Fra kjent teknikk skal blant annet US 5981630 trekkes frem. Dette dokumentet omhandler sinusformede små fiber for inn-blanding i betong. US 4620401 vedrører omvikling av en ordinær komposittstang, for etablering av forankring i betongen, med en bøyle som er produsert ved omvikling på en form og utherdet. EP 0308237 omhandler en produksjons-prosess for rette stenger, men med forskjellig tverrsnitt som blir etablert ved en forming av en stang med sirkulært tverrsnitt. Av dokumentene er det dette som er det mest nærliggende til foreliggende oppfinnelse, nemlig ved at profilen formes i uherdet tilstand. Imidlertid kan det vanskelig oppnås en lik fiberstramming etter forming i de rektangulære, L-, H-, eller I-tverrsnitt som vist i dokumentet. Dessuten vedrører EP 0308237 kun tverrsnittforming av rette stenger, og ikke bøyler som ved foreliggende oppfinnelse. Som videre eksempel på teknikkens stilling trekkes også US 4296060 frem, hvor det omtales en armeringsstang i et komposittmateriale som er sammensatt av langsgående fibre.

Uansett fasong som ønskes på en bøyle kan den lages med en hel, sluttet form. Det kan dermed brukes et sirkulært emne som formes til ønsket fasong. Dersom sluttproduktet ikke skal ha en sluttet fasong, kan to eller flere produkter kombineres og etter at den er ferdig formet og herdet kan den deles. Dersom kun en vinkelfasong ønskes, kan to eller fire vinkler kombineres til en firkantfasong som er en sluttet form. Deretter kan den kappes opp i to hjørner til to vinkelbøyler, eller på langsidene til fire vinkelbøyler. Dersom det ønskes en U-fasong, kan man gjøre det samme, dvs. lage en hel firkant og dele den i to etterpå.

Et sirkulært emne der for eksempel herdeplastbelagte fibrer er hespet opp, hvor fibrene er like stramme, til en bunt på en holdeinnretning, vil ha kortere fibrer nærmest senter og lengre ytterst. Ved etterfølgende forming av det sirkulære emnet til en hvilken som helst form, dvs. i et og samme plan, oppnås det alle fibrene blir like stramme. Forutset-ningen er at fibrene under utforming glir aksialt i forhold til hverandre for å til passe seg lokalt til tilformingen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å frembringe en bøyd armeringsstang i et komposittmateriale, som ikke har de overnevnte ulemper og som har like stramme fibrer i de bøyde partiene som i resten av stangen. Det oppnås dermed at uansett hvilken fasong komposittemnet tilbøyes, vil fibrene ligge hovedsakelig parallelt.

Dette formålet oppnås med en fremgangsmåte som definert i det selvstendige krav 1, ved at den fuktede fibertråden hespes på en dreibar plate med et antall holdeinnretninger for fibertråd, til en emnebunt med sluttet, tilnærmet sirkulær form, bestående av et lag med ønsket tykkelse av langsgående, parallelle fibre, hvorved alle langsgående, parallelle fibre i laget oppnår tilnærmet lik aksial tilstramning, og at et ytre lag av fibertråder, og/eller folie/bånd, vikles i spiralform om laget av langsgående fibre, og å sluttforme det fremstilte emnet i en andre tilformingsprosess.

Alternative utførelser av fremgangsmåten er kjennetegnet ved de uselvstendige fremgangsmåtekravene 2-6. Sluttforming av den hespede bunten utføres foretrukket ved stram oppspenning i en gigg til ønsket fasong, og ved etter-følgende oppvarming til herdetemperatur for bindemiddelet, hvorpå det sluttformede emnet kan deles i to eller flere deler. Foretrukket anvendes fibertråd som velges fra en gruppe bestående av glass, basalt, karbon, termoplast eller lignende, og som bindemiddel benyttes foretrukket herdeplast eller termoplast.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning for utførelse av fremgangsmåten i følge oppfinnelsen, og er kjennetegnet ved det selvstendige krav 7, ved at en dreibar plate omfatter et antall holdeinnretninger for fibertråd, hvor holdeinnretningene er anordnet med innbyrdes avstand tilstøtende platens ytre kant, for hesping av et tilnærmet sirkulært emne med langsgående fibertråder.

Alternative utførelser av anordningen er kjennetegnet ved kravene 8-10, ved at holdeinnretningene er hjul omfattende egnete spor for fibertrådene, og at anordningen omfatter minst en vikleinnretning innrettet til å vikle fibertråd, og/eller folie, eller annet egnet materiale, i spiralform rundt de langsgående fibertrådene. Anordningen kan også omfatte en strammeinnretning innrettet til å stramme og å regulere påføring av fibertråden til den roterbare platens holdeinnretninger.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med hjelp av de ved-lagte tegninger, hvori: Figur 1 viser en utførelse av en anordning, i følge oppfinnelsen, for hesping av fibertråder. Figur 2 viser en omviklingsprosess av spiralvikling av'et ytre lag av fibertråder og/eller folie.

Prinsippet med foreliggende oppfinnelse er at fuktede fiber anordnes i en sirkulær bunt. Disse blir holdt i buntform ved hjelp av et omviklet materiale, fiber, folie, bånd eller annet, egnet til å holde fibrene i den sirkulære bunten sammen. Omviklingsmaterialet kan også velges ut fra hensyn til overflaten på det ferdige produktet, som over-flate godt egnet til å gi god heft mellom armeringen (bøylen) og betong. Bunten er foretrukket sirkulær for å få lik stramming på alle fibrene, etter at bunten har fått sin endelige fasong og skal herdes.

Ved forming av den preproduserte bøylen (bunten) til ende-lig fasong, vil .fibrene gli lengdeveis i forhold til hverandre, for å tilpasse seg den fasongen bøylen blir gitt, men det er lokalt, og den endelige strammingen vil bli lik for de indre og ytre fibrene, så lenge den ferdige bøylen har en sammenhengende, omsluttende form i ett plan.

Fordelen med denne produksjonsprosessen er at en ikke trenger noen spesiell form der bøylen blir produsert og herdet. Den kan lages klar i emner, som så formes i enkle gigger og herdes ut. Der er kun krav til at emnet må ha omtrent riktig lengde (omkrets) og at tverrsnittet er riktig (materialdiameter). Fasong bestemmes kun av opp-spenningsgigg ved herdingen. Denne sluttformingen og herdingen kan foregå dager til uker etter at emnet er produsert .

Figur 1 og 2 viser en anordning for fremstilling av emner av kompositt, som skal formes til armeringsbøyler til bruk i for eksempel betong. Som vist omfatter anordningen 10 en roterbar platelignende del 12 omfattende et antall holdeinnretninger 14 for fibertrådene. Holdeinnretningene kan være utformet som hjul med egnete spor for fibertrådene. Hjulene kan dersom ønskelig være roterbare. Den roterbare platen 12 roteres ved hjelp av en drivinnretning, så som en vanlig elektromotor eller lignende.

Fibertrådene hespes til en bunt ved at den platelignende delen roter. For å styre tilstramning av fibertrådene kan dette utføres ved en strammeinnretning 16, anordnet til-støtende den platelignende delen 12. Strammeinnretningen kan omfatte et hjul 18 som også styrer påføring av fibertråden, og eventuelt kan hjulet være fjærbelastet for ytterligere å regulere tilstramning av fibertråden.

Forut for hesping av fibertråden tilføres den et bindemiddel, foretrukket i form av herdeplast, ved at fibertråden føres gjennom bindemiddelet eller på annen måte bringes i kontakt med bindemiddelet.

Etter at de langsgående, parallelle fibertrådene er hespet til en bunt kan de holdes sammen ved at det omvikles en ytre fibertråd, og/eller en folie, eller annet egnet materiale, i spiralform ved hjelp av en eller flere vikle-innretninger 18, 20 for henholdsvis fibertråd og folie/- bånd.

I utgangspunktet anvendes herdeplast som bindemiddel, men også termoplast som bindemiddel er mulig å bruke. Prosessen vil bli den samme, men arbeidsoperasjonene hesping/vikling og sluttforming vil måtte foregå ved en temperatur der termoplasten er flytende i tilstrekklig grad. Selve herdingen blir da unødvendig, bare en kjøling må gjøres.

Claims

1. Fremgangmåte for fremstilling av et armeringsemne i et komposittmateriale, hvor armeringsemnet fremstilles av langsgående fibre og et omviklet lag av spiralviklede fibre eller folie, eller annet egnet materiale, og hvor fibertråd fuktes med et bindemiddel, karakterisert ved at den fuktede fibertråden hespes på en dreibar plate (12) med et antall holdeinnretninger (14) for fibertråd, til en emnebunt med sluttet, tilnærmet sirkulær form, bestående av et lag med ønsket tykkelse av langsgående, parallelle fibre, hvorved alle langsgående, parallelle fibre i laget oppnår tilnærmet lik aksial tilstramning, at et ytre lag av fibertråder, og/eller folie/bånd, vikles i spiralform om laget av langsgående fibre, og å sluttforme det fremstilte emnet i en andre tilformingsprosess.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sluttforming av den hespede bunten utføres ved stram oppspenning i en gigg til ønsket fasong, og ved etterfølgende oppvarming til herdetemperatur for bindemiddelet.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2; karakterisert ved at det sluttformede emnet kan deles i to eller flere deler.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at fibertråden som benyttes velges fra en gruppe bestående av glass, basalt, karbon, termoplast eller lignende.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at det benyttes herdeplast som bindemiddel.

6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved at det benyttes termoplast som bindemiddel.

7. Anordning (10} for hesping og vikling av fibertråd til bruk i armeringstenger av kompositt, karakterisert ved en dreibar plate (12) omfattende et antall holdeinnretninger (14) for fibertråd, hvor holdeinnretningene (14) er anordnet med innbyrdes avstand tilstøtende platens (12) ytre kant, for hesping av et tilnærmet sirkulært emne med langsgående fibertråder.

8. Anordning i samsvar med krav 7, karakterisert ved at holdeinnretningene (14) består av hjul omfattende egnete spor for fibertrådene .

9. Anordning i samsvar med krav 7, karakterisert ved at anordningen (10) omfatter minst en vikleinnretning (18,20) innrettet til å vikle fibertråd, og/eller folie, eller annet egnet materiale, i spiralform rundt de langsgående fibertrådene.

10. Anordning i samsvar med krav 7, karakterisert ved at anordningen (10) omfatter en strammeinnretning (16) innrettet til å stramme og å regulere påføring av fibertråden til den roterbare platens (12) holdeinnretninger (14).