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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bewehrungsmatten für Stahlbetonkonstruktionen
Bewehrungsmatten aus einander kreuzenden und an den Kreuzungspunkten miteinander verschweissten Längs-und Querdrähten zur Armierung von Stahlbetonkonstruktionen aller Art sind in den verschiedensten Ausführungen bekannt.
Für die Herstellung solcher Bewehrungsmatten wurde bisher üblicherweise Walzdraht verwendet, welcher zur Erhöhung der Zerreissfestigkeit und der Streckgrenze kaltgezogen wurde. Das Kaltziehen des Walzdrahtes verursacht einen hohen Aufwand an Einrichtungen, Werkzeug-und Materialkosten.
Darüber hinaus wird diese Vorgangsweise bei grösseren Durchmessern (etwa über 10 mm) unverhältnismässig kostspielig, so dass bisher einem grösseren Anwendungsbereich der Bewehrungsmatten, bedingt durch die beherrschbaren Drahtdurchmesser, Grenzen gesetzt waren. Die Verbindung der Kreuzungspunkte erfolgte bisher, soweit eine elektrische Verschweissung in Frage kam, durch Punktschweissen. Dabei wird der Ort der Verschweissung jeweils durch die Lage und/oder Anordnung der Elektroden, welche mit den Gitterpunkten übereinstimmen müssen, bestimmt. Es ist daher bei jeder Änderung der Maschenweite der Matten eine zeitraubende und kostspielige Umrüstung der Schweissmaschine erforderlich.
Dieser Mangel wurde bisher durch verschiedene Mehr-und Vielpunktschweissmaschinen, durch spezielle An-und Zuordnung der Elektroden und durch die Doppelpunktschweissmethode nur zum Teil behoben.
Ebenso werden durch die Punktschweissmethode der Verschweissung grösserer Durchmesser Grenzen gesetzt.
Die Erfindung geht nun von der Verwendung üblichen Walzdrahtes ab und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bewehrungsmatten für Stahlbetonkonstruktionen aller Art durch Verbinden von einander kreuzenden Längs-und Querstäben aus Betonrippenstahl an ihren Kreuzungsstellen mittels Widerstandsschweissung. Bei einem Verfahren dieser Art wurde bereits vorgeschlagen (Schweizer Patentschrift Nr. 363781), durch einen Rollvorgang in kaltem Zustand gerippte Stäbe zu verwenden, d. h. es wurden durch Kaltverformung gerippte Stäbe eingesetzt, wobei die durch den Rollvorgang erzeugte Rippung gleichmässig über den Stabumfang verteilt ist.
Die Schwierigkeiten, die der Erzeugung von Bewehrungsmatten unter Verwendung derartiger durch Kaltverformung speziell gerippter Stäbe entgegenstehen, liegen vor allem in der Herstellung solcher Stäbe, weil diese schon aus Kostengründen lediglich zur Herstellung von Bewehrungsmatten eingesetzt werden würden und nebenher noch immer die üblichen, unter der Markenbezeichnung"Torstahl"bekannten Betonrippenstähle erzeugt werden müssten. Es wäre daher wünschenswert, die in üblicher Weise durch Verwinden und bzw. oder Verdrillen warmgewalzter Profilstähle zu Rippenstahl kaltverfestigten Profilstäbe für die Herstellung von Bewehrungsmatten einsetzen zu können.
Abgesehen davon, dass solche kaltverfestigten Rippenstähle handelsüblich und damit jederzeit greifbar sind, besitzen sie im Vergleich zu den obenerwähnten durch Kaltverformung, nämlich durch einen Rollvorgang gerippten Stähle eine grössere Gütesteigerung und ermöglichen während der Erzeugung schon eine automatische Materialprüfung. Darüber hinaus ist die Rippung von warmgewalzten und anschliessend kaltverfestigten Profilstäben wesentlich grösser als bei Profilstäben, deren Rippung durch Kaltverformung erzeugt wurde, wie dies gemäss der genannten schweizerischen Patentschrift vorgeschlagen wurde. Diese Druckschrift gibt bei einem Stabdurchmesser
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von 12 mm die Rippenhöhe mit etwa 0, 4 mm und bei einem Stabdurchmesser von 26 mm mit etwa
0, 5 mm an.
Beim Rippentorstahl hingegen sind die Rippen mindestens das 0, 05-fache des
Durchmessers ; d. h. bei 12 mm Durchmesser mindestens 0, 6 mm und bei 26 mm Durchmesser mindestens 1, 5 mm. Da nun eine grössere Rippenhöhe eine bessere Verbundwirkung im Beton ergibt, ist auch aus diesem Grund der Einsatz üblicher, durch Verwinden warmgewalzter Profile, kaltverfestigter
Stäbe wünschenswert.
Es ist jedoch in der Fachwelt bekannt (Schweizer Patentschrift Nr. 363781), dass die auf dem Markt befindlichen, warmgewalzten Rippenstäbe bis nun zur Herstellung geschweisster
Bewehrungsmatten nicht eingesetzt werden konnten, weil an den Kreuzungsstellen der Stäbe unterschiedliche und in bezug auf ihre Berührungsfläche unkontrollierbare Anlageflächen vorhanden sind, indem sich beispielsweise Kerbe auf Kerbe, Kerbe auf glatte Fläche oder glatte Fläche auf glatte
Fläche legt. Dies hinderte bisher das Erreichen einer ausreichend festen Verbindung an allen
Kreuzungsstellen der Knoten.
Diese Nachteile lassen sich jedoch bei einem Verfahren der erfindungsgemässen Art dadurch vermeiden, dass erfindungsgemäss bei Herstellung von Matten aus Längs-und Querstäben, die in üblicher Weise durch Verwindung und/oder Verdrillung warmgewalzter Profilstähle zu Rippenstahl kaltverfestigt sind und bei deren Aufeinanderlegen in beliebiger Längs-und/oder Querteilung sich an den Kreuzungspunkten in statistischer Verteilung sowohl Auflagen von Rippe auf Rippe als auch Rippe auf Stabkern (rippenlose Stabstelle) als auch Kern auf Kern ergeben, zunächst an allen
Kreuzungsstellen, an denen Rippe auf Rippe liegt und in der Folge an allen Kreuzungsstellen, an denen
Rippe auf Kern liegt, Vorwärmstrom zugeführt wird unter gleichzeitiger Pressung des Rippenmaterials bis zum satten Aufeinanderliegen von Kern auf Kern,
worauf an allen, also auch rippenlosen Kreuzungspunkten die Schweissung durch Zuführen von Schweissstrom unter Aufeinanderpressen der
Stäbe und darauffolgend ein Nachwärmen vorgenommen wird, wobei die einzelnen Phasen der jeweiligen Wärmezufuhr vorzugsweise stufenlos ineinander übergehen.
Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens wird sich der Pressdruck zunächst auf jene Stellen des Gitters konzentrieren, wo zwei Rippen einander berühren. Diese Berührungsstellen sind an sich schon schwach, so dass unter dem Einfluss des Druckes und des Schweissstromes eine Flachdrückung der Rippen an diesen Stellen eintritt. In weiterer Folge wird dann an jenen Stellen, wo eine Rippe dem Kern gegenüberliegt, eine Berührung der einander kreuzenden Stäbe erfolgen und die Rippe an diesen Stellen flachgedrückt werden, bis schliesslich an allen Kreuzungsstellen Kern auf Kern liegt, wodurch sichergestellt wird, dass an allen Kreuzungsstellen der Stäbe eine Verbindung von im wesentlichen gleicher Güte erzielt wird, u. zw. ohne dass es des Einsatzes besonderer, durch Kaltverformung profilierter Stäbe bedürfen würde.
Damit wird die bis nun bestandene Lücke geschlossen, die handelsüblichen Betonrippenstahl von der Verwendung zur Herstellung von Bewehrungsmatten ausschloss. Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt es nämlich, trotz der Verschiedenheit in der Art der Kreuzungsstellen (Anlage zwischen zwei Rippen, einander gegenüberliegende Kerne oder Rippe einem Kern gegenüberliegend), in bevorzugt nur einem Arbeitsvorgang eine vollkommen gleichmässige Verschweissung zwischen den an den Kreuzungsstellen vorhandenen Kernen zu erzielen. Erst hiedurch kann volle statische Belastbarkeit und Sicherheit der Bewehrungsmatte sichergestellt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann eine Vorrichtung mit balkenförmigen, mehrere Gitterkreuzungspunkte gleichzeitig überdeckenden, unter Zwischenlage des Gitters gegeneinander pressbaren Elektroden eingesetzt werden, bei der erfindungsgemäss die Elektroden als über die ganze Gitterbreite reichende Balken ausgebildet sind, so dass die Abstände der Kreuzungspunkte über die Gitterbreite frei wählbar sind, und bei der eine Programmiereinrichtung zur elektronischen Steuerung der Elektrodenbewegung und der Stromzufuhr vorgesehen ist.
Durch Anwendung der erfindungsgemässen Massnahmen bei einer Einrichtung, die in bekannter Weise balkenförmige, mehrere Gitterkreuzungen gleichzeitig überdeckende Elektroden verwendet, gelingt es, bei Anwendung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine Art Buckelschweissung in einer Vorrichtung mit durchlaufenden Balkenelektroden sowie auch eine entsprechende Programmierung der Phasen beim Verbinden der Stäbe zu erreichen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Steuerung zur Berücksichtigung verschiedenen gegenseitigen Angriffes der zwischen den Balken liegenden, einander kreuzenden Stäbe einstellbar.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Die Fig. l bis 3 zeigen hiebei an Hand von drei charakteristischen Kreuzungsstellen zwischen Quer-und Längsstab die Lageänderung zwischen dem jeweils eine Kreuzungsstelle bildenden Quer- und Längsstab im Laufe
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der Herstellung der Bewehrungsmatte.
Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, dass an einem Querstab-l-Kreuzungen mit Längsstäben --2,3 und 4-- auftreten, wobei die Rippen --1a-- des Längsstabes --1-unterschiedlich bezüglich der Rippen --2a, 3a und 4a-der Längsstäbe-2, 3 und 4-angeordnet sind.
Es sind nebeneinander drei charakteristische Lagen in der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage gezeigt, nämlich
1. die Rippe-la-des Querstabes-l-berührt die Rippe --2a-- des Längsstabes - -2-- ;
2. die Rippe --3a-- des Längsstabes --3-- liegt in einem der Höhe der Rippe --1a-- des Querstabes--l--entsprechenden Abstand dem Kern des Querstabes--l--gegenüber und
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des Querstabes--l--und der Rippe --2a-- (bzw. --3a bzw. 4a--) entsprechenden Abstand dem Kern des Längsstabes --4-- gegenüber.
Bei Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens wird zunächst an der Kreuzungsstelle des Längsstabes--2--mit dem Querstab--l--Vorwärmstrom zugeführt, weil dort die Rippe --2a-- an der Rippe--la--anliegt. Durch die Hitze und den angewendeten Druck wird die Rippe --2a-- des Längsstabes --2-- in die Rippe-la-des Querstabes-l-eindringen, wodurch sich die in Fig. 2 dargestellte Lage ergibt, in der die Rippe--3a--am Kern des Längsstabes--l-- aufliegt.
Nun wird auch dieser Stelle Vorwärmstrom zugeführt und unter Anwendung von Druck tritt eine Abflachung der Rippe --3a-- ein. Der Querstab --2-- dringt hiebei weiter in die Rippe --1a-- des Längsstabes --1-- ein und schliesslich berühren die Kerne der Längsstäbe --2 und 3-- den Kern des Querstabes wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. In dieser Stellung berührt dann schliesslich auch der Kern des Längsstabes-4-den Kern des Querstabes Nun erfolgt die Schweissung an allen Kreuzungspunkten durch Stromzufuhr und Aufeinanderpressen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bewehrungsmatten für Stahlbetonkonstruktionen aller Art durch Verbinden von einander kreuzenden Längs-und Querstäben aus Betonrippenstahl an ihren
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Herstellung von Matten aus Längs-und Querstäben, die in üblicher Weise durch Verwindung und/oder Verdrillung warmgewalzter Profilstähle zu Rippenstahl kaltverfestigt sind und bei deren Aufeinanderlegen in beliebiger Längs-und/oder Querteilung sich an den Kreuzungspunkten in statistischer Verteilung sowohl Auflagen von Rippe auf Rippe als auch Rippe auf Stabkern (rippenlose Stabstelle) als auch Kern auf Kern ergeben, zunächst an allen Kreuzungsstellen, an denen Rippe auf Rippe liegt und in der Folge an allen Kreuzungsstellen, an denen Rippe auf Kern liegt,
Vorwärmstrom zugeführt wird unter gleichzeitiger Pressung des Rippenmaterials bis zum satten Aufeinanderliegen von Kern auf Kern, worauf an allen, also auch rippenlosen Kreuzungspunkten die Schweissung durch Zuführen von Schweissstrom unter Aufeinanderpressen der Stäbe und darauffolgend ein Nachwärmen vorgenommen wird, wobei die einzelnen Phasen der jeweiligen Wärmezufuhr vorzugsweise stufenlos ineinander übergehen.