SE501862C2

SE501862C2 - Process for adding reinforcing fibers in castings and apparatus for making and adding such fibers in castings, for example concrete pulp

Info

Publication number: SE501862C2
Application number: SE9303254A
Authority: SE
Inventors: Arne Nordin; Jukka Suomela
Original assignee: Confiber Ab
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-06-06
Also published as: JPH09503458A; WO1995009723A1; SE9303254L; CA2173501A1; SE9303254D0; EP0722381A1

Abstract

A method and a device for producing reinforcement fibres and adding them to concrete stuff. The fibres are produced from a continuous wire (6) by means of wire pieces, which form the fibres, being detached consecutively from the wire and then, in turn, by virtue of their kinetic energy, being flung into a mixer in which the concrete stuff is undergoing mixing. A device which is suitable for implementing the method comprises a wire spool which is mounted on a balance and from which the wire (6) runs to a wire-impelling unit (4), after which a fibre-detaching unit (8) is arranged which engages with the wire which has been fed forward by the impelling unit and consecutively detaches wire pieces from the wire. The fibres which have thus been detached pass through a nozzle tube (46) which is arranged downstream of the detaching unit (8) and which guides the fibres into a subsequent mixer which contains concrete stuff. The wire-impelling unit (4) and the fibre-detaching unit (8) each comprise a driven wheel (10 and 28, respectively), which engages with the wire, and a guide roller (12 and 30, respectively) which interacts with this wheel.

Description

15 20 25 30 35 501 862 2 ske med hjälp av exempelvis en blåsanordning eller ett trans- portband som leder från ett skakbord till blandartrummans inlopp. Fibrerna uthälles manuellt på skakbordet från säck eller annan förpackning. 15 20 25 30 35 501 862 2 by means of, for example, a blowing device or a conveyor belt leading from a shaking table to the inlet of the mixing drum. The fibers are poured manually on the shaking table from a sack or other packaging.

Ovannämnda, kända förfaringssätt är som sagt mer eller mindre manuella, mycket orationella och medger inte någon exakt dosering av fibrerna, än mindre någon effektiv fördelning av fibrerna i betongmassan. Detta har medfört att fiberarmerad betong hittills inte kommit att användas i den utsträckning som i och för sig vore motiverad. De nämnda nackdelarna har således hämmat utvecklingen av fiberbetongtekniken.The above-mentioned known methods are, as stated, more or less manual, very irrational and do not allow any exact dosing of the fibers, let alone any efficient distribution of the fibers in the concrete mass. This has meant that fiber-reinforced concrete has so far not been used to the extent that would in itself be justified. The mentioned disadvantages have thus hampered the development of the fiber concrete technology.

Uppfinningens ändamål Föreliggande uppfinning har till ändamål att undanröja ovan- nämnda nackdelar, som vidlåder den kända tekniken, och att erbjuda en vidareutvecklad och avsevärt förbättrad teknik (såväl förfarande som anordning) för framställning av arme- ringsfibrer och direkt därefter följande tillsättning av fibrerna i gjutmassa, företrädesvis betongmassa.OBJECTS OF THE INVENTION The object of the present invention is to obviate the above-mentioned disadvantages which pertain to the prior art, and to offer a further developed and considerably improved technique (both method and device) for the production of reinforcing fibers and immediately afterwards the addition of the fibers in casting compound. , preferably concrete mass.

Redogörelse för uppfinningen Det för förfarandet enligt uppfinningen nya och säregna är att de från tråden avskilda fibrerna bibringas en rörelse- energi som är så hög att fibrerna slungas direkt in i en, i drift varande, nedströms fiberavskiljningsstället placerad blandare vari fibrerna inblandas i gjutmassan som undergår blandning i blandaren.Disclosure of the invention What is new and peculiar to the method according to the invention is that the fibers separated from the wire are imparted with a kinetic energy which is so high that the fibers are thrown directly into a mixer, in operation, located downstream of the fiber separation point in which the fibers are mixed into the casting mass. mixture in the mixer.

Ytterligare, förfarandet vidareutvecklande särdrag framgår av de osjälvständiga kraven 2-6.Further, the process of further developing features is set out in the dependent claims 2-6.

Genom att de av den kontinuerligt tillförda tråden fram- ställda armeringsfibrerna (trådstyckena) slungas i en "stråle" direkt in i den aktuella blandaren uppnås en mycket god fördelning av de enskilda fibrerna i gjutmassan. Med detta förfaringssätt blir det också möjligt att använda en 10 15 20 25 30 35 501 862 3 avsevärt högre andel armeringsfibrer i gjutmassan än som varit möjligt med användande av hittills kända förfaranden.By throwing the reinforcing fibers (wire pieces) produced by the continuously supplied wire in a "jet" directly into the mixer in question, a very good distribution of the individual fibers in the casting mass is achieved. With this method it will also be possible to use a considerably higher proportion of reinforcing fibers in the casting mass than has been possible with the use of hitherto known methods.

Med det nya förfarandet enligt uppfinningen undviks också effektivt risken för s.k. bollbildning, d.v.s. sådan hop- klumpning av ett större antal enskilda fibrer som är mer eller mindre ofrånkomlig vid satsvis tillsättning av färdig- klippta fibrer från en säck eller annan förpackning.With the new method according to the invention, the risk of so-called ball formation, i.e. such agglomeration of a large number of individual fibers which is more or less inevitable when batchwise adding pre-cut fibers from a sack or other package.

Den nya tekniken är lämplig för framställning och inblandning i gjutmassa (företrädesvis betongmassa) av armeringsfibrer (företrädesvis stålfibrer) med ett längd/diameter-förhållande upp till åtminstone 200. För att säkerställa erforderlig vidhäftning mellan fiber (trådstycke) och betongmassa bör fiberlängden vara så stor som möjligt. I praktiken kan det vara lämpligt med fiberlängder som är mellan säg 40 och 100 gånger så stora som tråddiametern. I sammanhanget lämpliga tråddiametrar kan ligga mellan säg 0,4 mm och 1,0 mm. Fiber- längder i intervallet 30 mm - 80 mm kan vara lämpliga. Ökad vidhäftningsförmåga kan också erhållas genom användning av präglad tråd.The new technique is suitable for the production and blending into casting mass (preferably concrete mass) of reinforcing fibers (preferably steel fibers) with a length / diameter ratio of up to at least 200. To ensure the required adhesion between fiber (piece of wire) and concrete mass, the fiber length should be as large as possible. In practice, fiber lengths that are between say 40 and 100 times as large as the wire diameter may be suitable. In this context, suitable wire diameters can be between say 0.4 mm and 1.0 mm. Fiber lengths in the range of 30 mm - 80 mm may be suitable. Increased adhesion can also be obtained by using embossed thread.

Den mycket goda fördelningen av fibrerna i gjutmassan (be- tongmassan) som uppnås med förfarandet enligt uppfinningen säkerställer att fibrerna väl fyller sin funktion och åstad- kommer effektiv armeringsverkan i betongen.The very good distribution of the fibers in the casting mass (concrete mass) which is achieved with the method according to the invention ensures that the fibers fulfill their function well and achieve an effective reinforcing effect in the concrete.

Förfarandet enligt uppfinningen är inte inskränkt till metal- liska fibrer, utan man kan också tänka sig fibrer av orga- niskt material under förutsättning att detsamma uppvisar en med hänsyn till betongens egenskaper lämplig E-modul. När gjutmassan är betongmassa torde det i allmänhet vara lämpligt att armeringsfibrerna utgörs av stålfibrer som framställs av en från förrådsspolen avlindad ståltråd. Gjutmassan är då en i blandaren befintlig betongmassa som är beredd eller till- blandas av cement, ballast, vatten och eventuella tillsats- medel.The process according to the invention is not limited to metallic fibers, but fibers of organic material are also conceivable, provided that the same has an E-modulus which is suitable with regard to the properties of the concrete. When the casting mass is concrete mass, it should generally be suitable for the reinforcing fibers to consist of steel fibers which are produced from a steel wire wound from the supply spool. The casting compound is then a concrete mass present in the mixer that is prepared or mixed with cement, aggregate, water and any additives.

Den från förrådsspolen avlindade tråden tillföres lämpligen kontinuerligt till fiberavskiljningsstället, där trådstyckena 10 15 20 25 30 35 501 862 4 avskiljes medelst en fiberavskiljningsenhet, med hjälp av en tråden framdrivande tråddrivenhet anordnad omedelbart före, d.v.s. uppströms, fiberavskiljningsenheten, varvid driv- enheten och avskiljningsenheten används till att bibringa fibrerna deras för utslungandet erforderliga rörelseenergi.The wire unwound from the supply spool is suitably fed continuously to the fiber separation point, where the wire pieces 10 are separated by means of a fiber separation unit, by means of a wire propulsion wire drive unit arranged immediately before, i.e. upstream, the fiber separation unit, whereby the drive unit and the separation unit are used to provide the fibers with the kinetic energy required for the ejection.

Tråden från vilken fibrerna (trådstyckena) avskiljes är alltså en från en förrådsspole kontinuerligt avlindad tråd _ från vars fria ändområde fibrerna kontinuerligt frånskiljes i fiberavskiljningsenheten varifrån fibrerna tack vare sin stora rörelseenergi slungas in i blandaren.The wire from which the fibers (wire pieces) are separated is thus a wire continuously unwound from a supply spool - from whose free end area the fibers are continuously separated in the fiber separation unit from which the fibers are thrown into the mixer due to their large kinetic energy.

Eftersom exempelvis golvgjutning med fiberbetong vanligen erfordrar en inblandning av 20-40 kg fibrer per kubikmeter betongmassa är det uppenbart att armeringstråden måste pas- sera genom drivenheten och avskiljningsenheten med relativt hög hastighet för att inblandningen inte skall ta orimligt lång tid. Drivenheten och avskiljningsenheten drivs därför lämpligen så att de från tråden avskilda fiberstyckena lämnar avskiljningsenheten med en translationshastighet av storleks- ordningen åtminstone 40-60 m/s. För att undvika alltför täta byten av förrådsspolar med tråd är det lämpligt att använda trådspolar med relativt mycket tråd, lämpliga spolstorlekar är spolar med 90 kg eller 500 kg tråd.Since, for example, floor casting with fiber concrete usually requires a mixture of 20-40 kg of fibers per cubic meter of concrete mass, it is obvious that the reinforcing wire must pass through the drive unit and the separation unit at a relatively high speed so that the mixture does not take unreasonably long time. The drive unit and the separating unit are therefore suitably driven so that the fiber pieces separated from the wire leave the separating unit with a translation speed of the order of at least 40-60 m / s. To avoid too frequent changes of supply spools with wire, it is advisable to use wire spools with a relatively large amount of wire, suitable spool sizes are spools with 90 kg or 500 kg of wire.

För att underlätta doseringen av korrekt fibertillsats i betongmassan är det önskvärt att den summerade vikten av alla de fibrer som i ett visst ögonblick har hunnit tillföras betongmassan kan övervakas kontinuerligt. Detta kan exempel- vis ske genom att den totala vikten av de gjutmassan till- förda armeringsfibrerna bestäms genom företrädesvis konti- nuerlig vägning av den förrådsspole från vilken tråden av- lindas vid bildandet av fibrerna. Trådförrådsspolen uppstäl- les därför lämpligen på en våg som exempelvis digitalt visar hur mycket tråd som i varje ögonblick har hunnit avlindas från ifrågavarande spole. Vågen arbetar då med s.k. negativ vägning, d.v.s. fastställer hela tiden den viktminskning som spolen undergått från och med det att fiberavskiljandet igångsattes. 10 15 20 25 30 35 5 501 862 Med hänsyn till att tråden frammatas med stor hastighet (storleksordningen 50 m/s) är det lämpligt att sörja för styrning av tråden dels i området mellan förrådsspole och tråddrivenhet, dels mellan tråddrivenhet och fiberavskilj- ningsenhet. Detta kan exempelvis ske såsom anges i kravet 5.In order to facilitate the dosing of the correct fiber addition in the concrete mass, it is desirable that the summed weight of all the fibers which have been added to the concrete mass at a certain moment can be monitored continuously. This can be done, for example, by determining the total weight of the reinforcing fibers supplied to the casting compound by preferably continuous weighing of the supply spool from which the wire is unwound during the formation of the fibers. The wire spool is therefore suitably set up on a scale which, for example, digitally shows how much wire has been unwound from the spool in question at any given moment. Libra then works with so-called negative weighing, i.e. constantly determines the weight loss that the spool has undergone since the fiber separation was initiated. 10 15 20 25 30 35 5 501 862 In view of the fact that the wire is fed at high speed (of the order of 50 m / s), it is suitable to provide control of the wire partly in the area between the supply spool and wire drive unit, and partly between wire drive unit and fiber separation unit. This can be done, for example, as stated in claim 5.

För framställning av armeringsfibrer och tillsättning av fibrerna i gjutmassa, exempelvis betongmassa, som undergår blandning i en blandare, föreslås enligt uppfinningen en anordning som uppvisar de i patentkravet 7 angivna särdragen.For the production of reinforcing fibers and the addition of the fibers in casting pulp, for example concrete pulp, which undergoes mixing in a mixer, a device is proposed according to the invention which has the features stated in claim 7.

För en sådan anordning gäller att förrådsspolen är uppställd på en våg, att tråddrivenheten omfattar ett med drivning försett drivhjul och en därmed samverkande roterbar motrulle, varvid mellan drivhjulet och dess motrulle bildas ett driv- nyp, att avskiljningsenheten omfattar ett med drivning för- sett klipphjul och en därmed samverkande roterbar motrulle, varvid mellan klipphjulet och dess motrulle bildas ett driv- nyp, och att tråden är inrättad att löpa in mot tråddriv- enhetens drivnyp i en rätlinjig rörelsebana som sträcker sig genom tråddrivenhetens och avskiljningsenhetens drivnyp, och att drivningen av tråddrivenheten och avskiljningsenheten är så inrättad, att dessa enheter bibringar fibrerna en rörelse- energi som slungar fibrerna rakt ut från avskiljningsanord- ningens drivnyp i linje med trädens nämnda rörelsebana.For such a device, the supply spool is arranged on a scale, the wire drive unit comprises a drive wheel provided with a drive and a rotatable counter-roller cooperating therewith, a drive nip being formed between the drive wheel and its counter-roller, the separation unit comprising a drive-provided cutting wheel and a cooperating rotatable counter-roller, a drive nip being formed between the cutting wheel and its counter-roller, and that the wire is arranged to run towards the drive nip of the wire drive in a rectilinear path of movement extending through the drive nip of the wire drive unit and the separating unit, and and the separating unit is arranged so that these units impart to the fibers a kinetic energy which throws the fibers straight out of the drive nip of the separating device in line with the said path of movement of the trees.

Ytterligare, anordningen kännetecknande särdrag framgår av de osjälvständiga kraven 8-10.Further features of the device are set out in the dependent claims 8-10.

För att utrustningen för tillsättning av armeringsfibrer i gjutmassa skall få stor kapacitet är det lämpligt att utrust- ningen arbetar med två eller flera (exempelvis fyra) samti- digt gående trådtillförselbanor.In order for the equipment for the addition of reinforcing fibers in casting compound to have a large capacity, it is suitable for the equipment to work with two or more (for example four) simultaneously running wire supply paths.

Det är därför lämpligt att på vågen är uppställda åtminstone två förrådsspolar från vilka två åtskilda trådar tillföres tråddrivenheten och fiberavskiljningsenheten. Tråddrivenheten omfattar då ett med en roterbart lagrad motrulle samverkande drivhjul med cylindrisk trådingreppsyta som tillsammans med 10 15 20 25 30 35 501 862 6 motrullens periferiyta bildar ett drivnyp för de därigenom parallellt löpande trådarna. Avskiljningsenheten omfattar då ett drivet och med en roterbart lagrad motrulle samverkande, med de från drivhjulet tillförda trådarna ingripande klipp- hjul, som på sin cylindriska periferiyta är försett med två parallella kransar av klippstål, som vid hjulets rotation åstadkommer styckvis avskiljande av ett trådfiberstycke i taget från respektive tråd vid dennas passage genom drivnypet mellan klipphjulet och dess motrulle.It is therefore suitable that at least two supply coils are arranged on the scale from which two separate wires are supplied to the wire drive unit and the fiber separation unit. The wire drive unit then comprises a drive wheel cooperating with a rotatably mounted counter-roller with a cylindrical wire engagement surface which, together with the peripheral surface of the counter-roller, forms a drive nip for the wires running therethrough in parallel. The separating unit then comprises a driven and with a rotatably mounted counter-roller cooperating, engaging with the wires supplied from the drive wheel, cutting wheels, which on their cylindrical peripheral surface are provided with two parallel rings of cutting steel, which upon rotation of the wheel provides piece separation of one wire fiber piece at a time from the respective wire at its passage through the drive nip between the cutting wheel and its counter-roller.

Drivhjulets trådingreppsyta utformas lämpligen så att hög friktion mot tråden erhålles.The wire engagement surface of the drive wheel is suitably designed so that high friction against the wire is obtained.

För styrning av trådarna och drivning av drivhjul och klipp- hjul kan anordningen enligt uppfinningen lämpligen uppvisa de i kravet 9 angivna särdragen.For guiding the wires and driving the drive wheels and cutting wheels, the device according to the invention can suitably have the features specified in claim 9.

Som styrrör för trådarna mellan respektive förrådsspole och drivhjulets drivnyp inrättas lämpligen rostfria stålrör med en diameter av exempelvis 10 mm.Stainless steel pipes with a diameter of, for example, 10 mm are suitably arranged as guide tubes for the wires between the respective supply coil and the drive pinch of the drive wheel.

Avskiljningsenhetens klipphjul har klippelementkransar om- fattande klippelement vars antal blir beroende av klipphju- lets ytterdiameter och önskad fiberlängd. Dessa klippelement är lämpligen skärtänder med skäreggar av mycket hårt mate- rial.The cutting wheel of the cutting unit has cutting element rings comprising cutting elements, the number of which depends on the outer diameter of the cutting wheel and the desired fiber length. These cutting elements are suitably cutting teeth with cutting edges of very hard material.

Med en utrustning som arbetar med tillförsel av två parallel- la fibertrådar och avskiljer 60 mm långa fibrer är det lätt att uppnå ett "fiberflöde" av storleksordningen 1500 fibrer per sekund. De avskilda fibrerna fortsätter in i betongblan- darens roterande trumma med en hastighet motsvarande klipp- hjulets periferihastighet, som exempelvis kan vara 50 m/s.With equipment that works with the supply of two parallel fiber threads and separates 60 mm long fibers, it is easy to achieve a "fiber flow" of the order of 1500 fibers per second. The separated fibers continue into the rotating drum of the concrete mixer at a speed corresponding to the peripheral speed of the cutting wheel, which can be, for example, 50 m / s.

Vid en anordning med två förrådsspolar och därmed två in- gående, parallella trådar till tråddrivenheten och fiber- avskiljningsenheten är det lämpligt att klipphjulet har en krans av klippelement för vardera tråden, vid vardera om- kretskanten av klipphjulets cylindriska periferiyta. Klipp- 10 15 20 25 30 35 v 501 862 elementen i varje sådan krans är därvid lämpligen anordnade med jämn delning längs respektive omkretskant, och klippele- menten i den ena kransen är då placerade förskjutna i om- kretsled från klippelementen i den andra kransen. Klippele- menten, som företrädesvis är försedda med skäreggar av hårt material, kan vara infästa i ut mot klipphjulets cylindriska períferiyta riktade urtag vid respektive omkretskant av klipphjulet.In a device with two supply spools and thus two input, parallel wires to the wire drive unit and the fiber separation unit, it is suitable that the cutting wheel has a ring of cutting elements for each wire, at each circumferential edge of the cylindrical peripheral surface of the cutting wheel. The cutting elements of each such ring are then suitably arranged with even division along the respective circumferential edge, and the cutting elements in one ring are then placed offset in circumferential directions from the cutting elements in the other ring. The cutting elements, which are preferably provided with cutting edges of hard material, can be fastened in recesses directed towards the cylindrical peripheral surface of the cutting wheel at the respective circumferential edge of the cutting wheel.

Klipphjulet är företrädesvis så dimensionerat och/eller' drivet i förhållande till drivhjulet, att periferihastigheten för tråden vid klipphjulsnypet blir något större än trådens periferihastighet vid drivhjulsnypet. Härigenom säkerställes att avskiljandet av fiberstyckena vid klipphjulsnypet i realiteten sker genom att de fibrerna bildande trådstyckena slits loss från respektive tråd av klipphjulets klippelement när dessa ingriper i och i det närmaste skär igenom respek- tive tråd i dennas radiella led i klipphjulsnypet.The cutting wheel is preferably dimensioned and / or driven relative to the drive wheel that the peripheral speed of the wire at the cutting wheel pinch becomes slightly greater than the peripheral speed of the wire at the drive wheel pinch. This ensures that the separation of the fiber pieces at the cutting wheel nip actually takes place by the wire-forming wire pieces being detached from the respective wire of the cutting wheel cutting element when they engage in and almost cut through respective wire in its radial joint in the cutting wheel nip.

Tekniken enligt uppfinningen möjliggör hög koncentration av stålfibrer i betongmassa utan risk för s.k. bollbildning av hopklumpade fibrer. Utrustningen kan med fördel automatiseras helt eller delvis och samordnas med befintligt styrsystem och utrustning för framställning av betongmassa, exempelvis i en betongblandare på en betongstation. Utrustningen enligt uppfinningen kan också placeras helt skild från en sådan betongblandare och i stället anordnas för direkt dosering av fibrerna i en betongbils roterande transportkärl för färdig- beredd betongmassa.The technique according to the invention enables high concentration of steel fibers in concrete mass without risk of so-called ball formation of clumped fibers. The equipment can advantageously be fully or partially automated and coordinated with existing control systems and equipment for the production of concrete mass, for example in a concrete mixer at a concrete station. The equipment according to the invention can also be placed completely separate from such a concrete mixer and instead be arranged for direct dosing of the fibers in a rotating transport vessel of a concrete truck for finished concrete mass.

En utrustning uppbyggd enligt principerna för föreliggande uppfinning kan lätt förses med ett elektriskt styrsystem med automatisk mjukstart och stopp.An equipment constructed in accordance with the principles of the present invention can be easily provided with an electrical control system with automatic soft start and stop.

Kort beskrivning av ritningsfiqurerna Uppfinningen kommer nu att beskrivas och förklaras ytterliga- re nedan under hänvisning till ett på den bifogade ritningen visat utföringsexempel av en anordning enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 501 862 8 Därvid visar: fig. 1 i sidovy en trådframmatande och fiberalstrande uppfin- ningsmässig anordning för framställning av armeringsfibrer och tillsättande av dessa i exempelvis betongmassa; fig. 2 i perspektiv, ett klipphjul till en fiberavskiljnings- enhet enligt fig. 1; fig. 3 en sidovy av klipphjulet enligt fig. 2; fig. 4 en förstorad detalj från kantpartiet av klipphjulet enligt fig. 3; fig. 5 en kantvy av klipphjulet enligt fig. 3; fig. 6 en förstorad detaljvy av kantpartiet av klipphjulet enligt fig. 5; och fig. 7 i perspektiv hur en anordning enligt uppfinningen kan vara uppställd.Brief Description of the Drawing Figures The invention will now be further described and explained below with reference to an exemplary embodiment of a device according to the invention shown in the accompanying drawing. In this case: Fig. 1 shows in side view a wire-feeding and fiber-generating inventive device for producing reinforcing fibers and adding them in, for example, concrete mass; Fig. 2 is a perspective view of a cutting wheel of a fiber separation unit according to Fig. 1; Fig. 3 is a side view of the cutting wheel according to Fig. 2; Fig. 4 is an enlarged detail from the edge portion of the cutting wheel according to Fig. 3; Fig. 5 is an edge view of the cutting wheel according to Fig. 3; Fig. 6 is an enlarged detail view of the edge portion of the cutting wheel according to Fig. 5; and Fig. 7 in perspective how a device according to the invention can be set up.

Beskrivning av utföringsexempel I fig. 1 visas schematiskt en sidovy av de primära delarna av en anordning enligt uppfinningen. Anordningen är avsedd för framställning av armeringsfibrer och tillsättande av dessa fibrer i en gjutmassa som undergår blandning i en stationär blandare eller i ett roterbart transportkärl på ett fordon för transport av ifrågavarande gjutmassa. För den fortsatta beskrivningen av uppfinningen antas att gjutmassan är betong- massa och att tråden, varav armeringsfibrerna framställs, är metalltråd, såsom ståltråd.Description of exemplary embodiments Fig. 1 schematically shows a side view of the primary parts of a device according to the invention. The device is intended for the production of reinforcing fibers and the addition of these fibers in a casting mass which undergoes mixing in a stationary mixer or in a rotatable transport vessel on a vehicle for transporting the casting mass in question. For the further description of the invention, it is assumed that the casting mass is concrete mass and that the wire from which the reinforcing fibers are made is metal wire, such as steel wire.

Den i fig. 1 visade utrustningen är monterad på en bärplatta 2 som bärs upp av en här inte närmare visad ställning.The equipment shown in Fig. 1 is mounted on a support plate 2 which is supported by a position not shown in more detail here.

Anordningen enligt uppfinningen omfattar förutom den i fig. 1 visade utrustningen också ett par förrådsspolar med upplindad metalltråd. Dessa förrådsspolar kan vara av standardtyp och är lämpligen placerade i var sin cylindrisk eller konisk trådbehållare 3 (se fig. 7) med koniskt lock 5 vid vars cent- rum finns ett utgångshål för ståltråden som avlindas från spolen i trådbehållaren. Förrådsspolarna är vertikalt upp- ställda i de likaledes vertikala trådbehållarna 3. De för- rådsspolarna sålunda innehållande trådbehållarna är uppställ- 10 15 20 25 30 35 9 501 862 da på ett stativ 7 som fungerar såsom våg varmed vikten av de från förrådsspolarna avlindade trådarna enkelt kan bestämmas.The device according to the invention comprises, in addition to the equipment shown in Fig. 1, also a pair of supply coils with wound metal wire. These supply spools can be of the standard type and are suitably placed in a cylindrical or conical wire container 3 (see Fig. 7) with a conical lid 5 at the center of which there is an exit hole for the steel wire which is unwound from the spool in the wire container. The supply coils are arranged vertically in the likewise vertical wire containers 3. The storage coils thus containing the wire containers are arranged on a stand 7 which acts as a scale with which the weight of the wires unwound from the supply coils is easily can be determined.

Anordningens driv- och skärenhet är betecknad 9, och en tillhörande styrutrustning är inrymd i ett manöverskåp 1 (se fig. 7).The drive and cutting unit of the device is designated 9, and an associated control equipment is housed in a control cabinet 1 (see Fig. 7).

Den till anordningen enligt uppfinningen hörande utrustningen som visas på fig. 1 skall nu närmare beskrivas.The equipment belonging to the device according to the invention shown in Fig. 1 will now be described in more detail.

På bärplattan 2 är monterad dels en tråddrivenhet 4 genom vilken de från förrådsspolarna avlindade trådarna 6, 6' passerar, dels en bredvid drivenheten 4 anordnad fiberav- skiljningsenhet 8. Tråddrivenheten 4 omfattar ett motordrivet drivhjul 10 och en med detta drivhjul samverkande motrulle 12 som är roterbart lagrad i en rullhållare 14 som i sin tur är inställbart monterad på bärplattan 2 och i förhållande till en därmed förbunden fästplåt 16. Drívhjulet 10 har vid sin periferi en cylindrisk trådingreppsyta 18 som tillsammans med motrullens 12 periferiyta bildar ett drivnyp 20 för de däri- Drivhjulets 10 trådingreppsyta 18 är lämpligen försedd med en friktions- alstrande ytbeläggning, exempelvis ett elektropläterat yt- skikt innehållande diamantkorn. Från drivnypet 20 löper de båda trådarna 6, 6' vidare genom ett par parallellt anordnade genom parallellt löpande trådarna 6, 6'. horisontellt riktade raka styrrör 22, 22' som är monterade på bärplattan 2 medelst en hållare 24. Från styrrörens 22, 22' utloppsändar fortsätter trådarna 6, 6' in i ett drivnyp 26 hos fiberavskiljningsenheten 8.Mounted on the support plate 2 is a wire drive unit 4 through which the wires 6, 6 'unwound from the supply coils pass, and a fiber separation unit 8 arranged next to the drive unit 4. rotatably mounted in a roller holder 14 which in turn is adjustably mounted on the support plate 2 and in relation to a connecting mounting plate 16 connected thereto. The wire engaging surface 18 of the drive wheel 10 is suitably provided with a friction-generating surface coating, for example an electroplated surface layer containing diamond grains. From the drive nip 20 the two wires 6, 6 'run further through a pair of parallel arranged through parallel running wires 6, 6'. horizontally directed straight guide tubes 22, 22 'mounted on the support plate 2 by means of a holder 24. From the outlet ends of the guide tubes 22, 22', the wires 6, 6 'continue into a drive nip 26 of the fiber separation unit 8.

Fiberavskiljningsenheten 8 omfattar ett motordrivet klipphjul 28 och en därmed samverkande motrulle 30 som är roterbart lagrad i en hållare 32 vilken liksom rullhållaren 14 är inställbart monterad på bärplattan 2. Hållarna 14 och 32 är inställbara i riktning mot hjulaxlarna 58 och 60. Rullhålla- ren 14 är inställbar i förhållande till sitt fäste 38 genom en skruvmekanism omfattande en inställningsskruv 19 med låsmutter 21 och vridmutter 23. Hållaren 14 (och därmed mot- rullen 12) är elastiskt förspänd i riktning mot drivhjulet 10 medelst en gummibuffert 36. Rullhållaren 32 är inställbar i 10 15 20 25 30 35 501 862 10 vertikalled på samma sätt som hållaren 14 och har därtill en skruvmekanism av samma slag som hållarens 14. Hållaren 32 saknar dock elastiskt förspänningsorgan.The fiber separation unit 8 comprises a motor-driven cutting wheel 28 and a cooperating counter-roller 30 which is rotatably mounted in a holder 32 which, like the roller holder 14, is adjustably mounted on the support plate 2. The holders 14 and 32 are adjustable in the direction of wheel shafts 58 and 60. is adjustable relative to its bracket 38 by a screw mechanism comprising an adjusting screw 19 with lock nut 21 and rotary nut 23. The holder 14 (and thus the counter roller 12) is elastically biased towards the drive wheel 10 by means of a rubber buffer 36. The roller holder 32 is adjustable in 10 15 20 25 30 35 501 862 10 in the same way as the holder 14 and in addition has a screw mechanism of the same kind as the holder 14. However, the holder 32 lacks an elastic biasing member.

Det med de av tråddrivenheten 4 tillförda trådarna 6, 6' ingripande klipphjulet 28 har på sin cylindriska periferiyta 40 två parallella kransar av klippelement 42 respektive 44, såsom också framgår av fig. 2. Vid klipphjulets 28 rotation åstadkommer dessa klippelement 42, 44 styckvis avskiljande av ett trådfiberstycke i taget från tråden 6 respektive 6' vid dennas passage genom drivnypet 26 mellan klipphjulet 28 och motrullen 30. I fiberavskiljningsenheten 8 åstadkommer alltså klipphjulet 28 med sina klippelement 42 respektive 44 ett kontinuerligt och konsekutivt avskiljande av trådstycken från trådarna 6, 6'. Dessa avskilda trådstycken utgör armerings- fibrer vilka genom sin från drivenheten 4 och avskiljnings- enheten 8 erhållna rörelseenergi slungas vidare in i ett munstycksrör 46 vars inloppsände är så utformad att den skjuter in till en punkt omedelbart nedströms drivnypet 26.The cutting wheel 28 engaging with the wires 6, 6 'provided by the wire drive unit 4 has on its cylindrical peripheral surface 40 two parallel rings of cutting elements 42 and 44, respectively, as also shown in Fig. 2. Upon rotation of the cutting wheel 28, these cutting elements 42, 44 provide piece separation. of a wire fiber piece at a time from the wire 6 and 6 ', respectively, during its passage through the drive nip 26 between the cutting wheel 28 and the counter roll 30. In the fiber separation unit 8, the cutting wheel 28 with its cutting elements 42 and 44, respectively, provides a continuous and consecutive separation of wire pieces from the wires 6, 6' . These separated wire pieces constitute reinforcing fibers which, through their kinetic energy obtained from the drive unit 4 and the separating unit 8, are thrown further into a nozzle tube 46 whose inlet end is designed so that it projects to a point immediately downstream of the drive nip 26.

De i munstycksröret 46 inslungade fibrerna fortsätter från rörets 46 motsatta här icke visade ände in i en nedströms munstycksröret 46 placerad blandare.The fibers thrown into the nozzle tube 46 continue from the opposite end of the tube 46, not shown here, into a mixer located downstream of the nozzle tube 46.

Såsom framgår av fig. 1 drivs i detta fall drivhjulet 10 och klipphjulet 28 av en gemensam motor 48 anordnad på baksidan av bärplattan 2. Drivkraften från motorns drivhjul 50 över- förs lämpligen till drivhjulet 10 och klipphjulet 28 medelst en drivkedja eller kuggrem 52. Hjulens 10, 28 med remmen/ked- jan 52 samverkande drev 54 och 56 är självfallet placerade på hjulens axlar 58 respektive 60 på den i fig. 1 icke visade baksidan av bärplattan 2.As shown in Fig. 1, in this case the drive wheel 10 and the cutting wheel 28 are driven by a common motor 48 arranged on the back of the support plate 2. The driving force from the motor drive wheel 50 is suitably transmitted to the drive wheel 10 and the cutting wheel 28 by means of a drive chain or timing belt 52. 10, 28 with the belt / chain 52 cooperating gears 54 and 56 are of course placed on the axles 58 and 60 of the wheels on the rear side of the support plate 2, not shown in Fig. 1.

Från de båda här icke visade, på en våg uppställda trådbehål- larna leds trådarna 6, 6' till drivnypet 20 mellan drivhjulet 10 och dess motrulle 12 genom var sitt mellan respektive trådbehållare och nypet anordnat tilledningsrör 62 respektive 62'. I praktiken torde det vara att föredra att dessa båda tilledningsrör genom ett par snabbkopplingar 64 och 64' är uppdelade i vardera två delar, nämligen en till respektive 10 15 20 25 30 35 11 501 862 trådbehållare ansluten första ledningsdel, och en med den- samma genom respektive snabbkoppling hopkopplingsbar andra ledningsdel som är fixerad vid bärplattan 2 medelst ett par vid bärplattan fästa hållare 66 och 68.From the two wire containers (not shown on a scale) shown here, the wires 6, 6 'are led to the drive nip 20 between the drive wheel 10 and its counter-roller 12 through feed pipes 62 and 62', respectively arranged separately between the respective wire container and the nip. In practice, it would be preferable for these two conduits to be divided by a pair of quick connectors 64 and 64 'into two parts each, namely a first conductor part connected to respective 15 15 25 25 25 35 11 501 862 wire containers, and one with the same second cable part which can be connected to the support plate 2 by means of a pair of holders 66 and 68 attached to the support plate by means of a quick coupling.

Utformningen av fiberavskiljningsenhetens 8 klipphjul 28 skall nu beskrivas mer i detalj under hänvisning till fig. 2-6.The design of the cutting wheel 28 of the fiber separation unit 8 will now be described in more detail with reference to Figs. 2-6.

Såsom framgår av fig. 2, 5 och 6 har klipphjulet 28 en krans av klippelement 42, 44 vid vardera omkretskanten av sin cylindriska periferiyta 40. Klippelementen 42 respektive 44 i varje krans är anordnad med jämn delning längs respektive omkretskant. Därvid är klippelementen (exempelvis 42) i den ena kransen placerade förskjutna en halv delning i omkretsled från klippelementen 44 i den andra kransen. Såsom tydligt framgår av fig. 3 och 4 är klippelementen 42, 44 infästa i ut mot den cylindriska periferiytan 40 riktade urtag 70 vid respektive omkretskant av klipphjulet 28. Såsom tydligt framgår av den i fig. 4 visade detaljförstoringen av ett av klippelementen 42, 44 har detta vid sin snedskurna verkans- kant en skäregg 72 av syntetisk diamant.As shown in Figs. 2, 5 and 6, the cutting wheel 28 has a ring of cutting elements 42, 44 at each circumferential edge of its cylindrical peripheral surface 40. The cutting elements 42 and 44, respectively, in each ring are arranged with even pitch along the respective circumferential edge. In this case, the cutting elements (for example 42) placed in one ring are offset by half a circumferential pitch from the cutting elements 44 in the other ring. As can be clearly seen from Figs. 3 and 4, the cutting elements 42, 44 are fixed in recesses 70 directed towards the cylindrical peripheral surface 40 at the respective circumferential edge of the cutting wheel 28. As is clear from the detailed enlargement of one of the cutting elements 42, 44 shown in Fig. 4. This has a cutting edge 72 of synthetic diamond at its oblique edge of action.

Ovan har beskrivits en lämplig anordning för utförande av förfarandet enligt föreliggande uppfinning. Det utmärkande för detta förfarande är således att fibrer, som skall inblan- das i exempelvis betongmassa, framställes utgående från trådar 6, 6' som avlindas från här icke visade förrådsspolar uppställda inuti dem omslutande trådbehållare. Trådstycken som bildar armeringsfibrerna och har förutbestämd längd (lika med båglängden mellan ett par efter varandra följande klipp- element i samma klippelementkrans) avskiljes kontinuerligt och konsekutivt från respektive tråd i området av dennas fria ände omedelbart nedströms utloppsändarna av de raka styrrören 22, 22'. De på detta sätt avskilda trådstyckena slungas sedan tack vare sin rörelseenergi i följd efter varandra direkt in i en i drift varande blandare placerad nedströms munstycks- rörets 46 utloppsände.A suitable device for carrying out the method according to the present invention has been described above. The characteristic of this method is thus that fibers which are to be mixed into, for example, concrete mass, are produced on the basis of wires 6, 6 'which are unwound from storage coils (not shown here) arranged inside the wire containers enclosing them. Pieces of wire forming the reinforcing fibers and having a predetermined length (equal to the arc length between a pair of successive cutting elements in the same cutting element ring) are separated continuously and consecutively from each wire in the region of its free end immediately downstream of the outlet ends of the straight guide tubes 22, 22 '. The wire pieces separated in this way are then thrown successively in succession directly into a mixer located downstream of the outlet end of the nozzle tube 46 due to their kinetic energy.

Claims

10 15 20 25 30 35 501 862 12 Patent claims

A method for adding reinforcing fibers to already prepared casting compound or to casting compound which is mixed, wherein the fibers to be mixed into the casting compound are made from wire (6) continuously wound from a supply spool by the reinforcing fibers forming wire pieces having predetermined continuous length. and consecutively separated from the wire in the region of its free end, characterized in that the fibers separated from the wire are imparted to a kinetic energy so high that the fibers are thrown directly into a mixer located in operation, downstream of the fiber separation point in which the fibers are mixed into casting mass which undergoes mixing in the mixer.

Method according to Claim 1, characterized in that the reinforcing fibers are steel fibers made from a steel wire wound from the supply coil, and the casting mass is a concrete mass present in the mixer which is prepared or mixed with cement, aggregate, water and any additives.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the wire (6) unwound from the supply spool is fed continuously to the fiber separation point, where the wire pieces are separated by means of a fiber separation unit (8), arranged by means of a wire propulsion wire drive unit (4). immediately before, ie upstream, the fiber separation unit, and that the drive unit (4) and the separation unit (8) are used to provide the fibers with the kinetic energy required for the ejection.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the total weight of the reinforcing fibers applied to the casting compound is determined by weighing, preferably continuous weighing, the supply spool from which the wire (6) is unwound in the production of the fibers. 10 15 20 25 30 35 ”i 501 ssz

Method according to claim 3 or 4, characterized in that in the area between the supply spool and the wire drive unit (4) the wire (6) is guided through an at least sectionally bent supply pipe (62), and between the wire drive unit (4) and the fiber separation unit (8). ) the wire is guided through a straight guide tube (22), and downstream of the separating unit the fibers are thrown in through one end of a nozzle tube (46) from the other end of which the fibers are thrown further into the mixer.

Method according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the drive unit (4) and the separating unit (8) are driven so that the fibers separated from the wire (6) leave the separating unit with a translation speed of the order of 40-70 m / s.

Device for producing reinforcing fibers and adding the fibers in casting mass, eg concrete mass, which undergoes mixing in a mixer, which device includes at least one supply spool with wound wire (6), eg metal wire, a wire propulsion wire drive unit ( 4) through which the wire passes from the supply spool, a fiber separation unit (8) arranged after the drive unit (4) which engages with the wire supplied from the drive unit and serves to continuously and consecutively separate from the wire pieces of wire which form the fibers, characterized in that the supply spool is arranged on a scale (7), that the wire drive unit (4) comprises a drive wheel (10) provided with a drive and a rotatable counter-roller (12) cooperating therewith, a drive nip (20) being formed between the drive wheel and its counter-roller. the separating unit (8) comprises a driven cutting wheel (28) and a rotatable counter-roller (30) cooperating therewith, a drive nip being formed between the cutting wheel and its counter-roller (26), and that the wire is arranged to run towards the drive nip (20) of the wire drive unit (4) in a rectilinear path of movement extending through the drive nip (20 and 26, respectively) of the wire drive unit (4) and the separating unit (8), and that the drive of the wire drive unit and the separating unit is arranged so that these units (4, 8) impart to the fibers a kinetic energy which throws the fibers straight out of the drive pinch (26) of the separating device in line with the said path of movement of the trees. 10 15 20 25 30 35 501 862 14

Device according to claim 7, characterized in that at least two supply coils are arranged on the scale from which two separate wires (6, 6 ') are supplied to the wire drive unit (4) and the fiber separation unit (8), and that the drive wheels (10) of the wire drive unit (4) ) has a cylindrical wire engaging surface (18) which together with the peripheral surface of the counter-roller (12) forms a drive nip (20) for the wires (6, 6 ') running parallel thereto, and that the separating unit (8) with those provided from the drive wheel (10) engaging cutting wheels (6, 6 ') engaging cutting wheels (28) have a cylindrical peripheral surface (40) provided with two parallel rings of cutting elements (42 and 44, respectively) which, upon rotation of the wheel, provide piece-by-piece separation of one wire fiber piece at a time from each wire (6). , 6 ') during its passage through the drive nip (26) between the cutting wheel (28) and its counter roller (30).

Device according to Claim 8, characterized in that the drive wheel (10) and the cutting wheel (28) are drive-connected to a common drive motor (48), in that the respective counter roller (12 and 30, respectively) of the drive wheel and the cutting wheel are mounted on a slidably adjustable roller holder (14 and 15, respectively). 32), and the counter roller (12) of the drive wheel (10) is elastically prestressed via its roller holder (14) in the direction of the drive wheel (10), that the wires (6, 6 ') are guided from the supply coils to the drive nip (20) between the drive wheel ( 10) and its counter roller (12) through a supply pipe (62, 62 ') arranged separately between the respective supply coil and the nip (20), and in the area between this drive nip (20) and the nip (26) between the cutting wheel (28) and its counter-roller (30), a straight guide tube (22, 22 ') is provided for each thread (6 and 6', respectively), and that downstream of the separating unit (8) is arranged in line with the throwing path of the ejected thread fiber pieces a nozzle tube (46) through one of which end the fibers are thrown in and from whose opposite end the fibers are guided further into the mixer located downstream of the nozzle tube.

Device according to claim 9, characterized in that the cutting wheel (28) has a ring of cutting elements (42, 44) at each circumferential edge of its cylindrical peripheral surface (40) and the cutting elements in each ring are arranged with even division along 15 501 862 and the circumferential edge, the cutting elements (42) in one ring being located offset circumferentially from the cutting elements (44) in the other ring, and that the cutting elements (42, 44) are fastened in recesses directed towards the cylindrical peripheral surface ( 70) at the respective circumferential edge of the cutting wheel (28) and has a cutting edge (72) of hard material, for example synthetic diamond.