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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.
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Method and device for the production of reinforcement mats for reinforced concrete structures
Reinforcement mats consisting of longitudinal and transverse wires that cross one another and are welded to one another at the crossing points for reinforcing reinforced concrete structures of all kinds are known in the most varied of designs.
For the production of such reinforcement meshes, wire rod has usually been used, which was cold-drawn to increase the tensile strength and the yield point. The cold drawing of the wire rod causes a high outlay in terms of equipment, tool and material costs.
In addition, this procedure becomes disproportionately expensive for larger diameters (approximately over 10 mm), so that until now there have been limits to a larger area of application of the reinforcement mesh, due to the controllable wire diameter. The connection of the intersection points has so far been carried out by spot welding, insofar as electrical welding was possible. The location of the weld is determined by the position and / or arrangement of the electrodes, which must correspond to the grid points. Therefore, each time the mesh size of the mats is changed, time-consuming and costly conversion of the welding machine is necessary.
This deficiency has hitherto only been partially remedied by various multi-point and multi-point welding machines, by special connection and assignment of electrodes and by the double-point welding method.
The spot welding method also sets limits to the welding of larger diameters.
The invention now starts from the use of conventional wire rod and relates to a method for the production of reinforcement mats for reinforced concrete structures of all kinds by connecting longitudinal and transverse bars made of rebar at their intersections by means of resistance welding. In a method of this type, it has already been proposed (Swiss Patent No. 363781) to use bars ribbed by a rolling process in the cold state; H. Ribbed bars by cold forming were used, with the ribbing produced by the rolling process being evenly distributed over the circumference of the bar.
The difficulties that stand in the way of producing reinforcement meshes using such bars, specially ribbed by cold forming, are primarily in the production of such bars, because for reasons of cost they would only be used to manufacture reinforcement mats and still the usual ones under the brand name "Torstahl" known rebar steels would have to be produced. It would therefore be desirable to be able to use the profile bars cold-hardened in the usual way by twisting and / or twisting hot-rolled profile steels to form ribbed steel for the production of reinforcement mats.
Apart from the fact that such work-hardened rib steels are commercially available and therefore available at any time, they have a greater quality increase compared to the above-mentioned steels ribbed by cold deformation, namely by a rolling process, and enable automatic material testing during production. In addition, the ribbing of hot-rolled and then work-hardened profile bars is significantly greater than that of profile bars whose ribs were produced by cold deformation, as proposed in accordance with the Swiss patent mentioned. This publication gives for a rod diameter
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of 12 mm the rib height with about 0.4 mm and with a rod diameter of 26 mm with about
0.5 mm.
In the case of ribbed gate steel, however, the ribs are at least 0.05 times the
Diameter; d. H. at least 0.6 mm for a 12 mm diameter and at least 1.5 mm for a 26 mm diameter. Since a greater rib height now results in a better bond effect in the concrete, the use of conventional, hot-rolled profiles, which are cold-hardened by twisting, is also for this reason
Rods desirable.
However, it is known in the specialist world (Swiss patent specification No. 363781) that the hot-rolled rib bars available on the market up to now for the production of welded
Reinforcement mats could not be used because at the crossing points of the bars there are different contact surfaces that are uncontrollable with regard to their contact surface, for example by notch after notch, notch on smooth surface or smooth surface on smooth
Area. This has hitherto prevented everyone from achieving a sufficiently strong connection
Crossing points of the nodes.
These disadvantages can, however, be avoided in a method of the type according to the invention in that, according to the invention, in the production of mats from longitudinal and transverse rods, which are cold-hardened in the usual way by twisting and / or twisting hot-rolled profile steels to rib steel and when they are placed on top of one another in any longitudinal and / or transverse division results at the intersection points in a statistical distribution, both rib to rib and rib to rod core (ribless rod point) and core to core, initially at all
Crossing points where rib on rib is and subsequently at all crossing points where
Rib lies on core, preheating current is supplied while pressing the rib material until the core lies on top of one another,
whereupon the welding is carried out at all intersection points without ribs by supplying welding current while pressing the
Rods and subsequent reheating is carried out, the individual phases of the respective heat supply preferably merging into one another.
When using the method according to the invention, the pressing pressure will initially concentrate on those points of the grid where two ribs touch one another. These contact points are already weak in themselves, so that under the influence of the pressure and the welding current, the ribs are pressed flat at these points. Subsequently, at those points where a rib is opposite the core, the intersecting rods will come into contact and the rib will be pressed flat at these points until finally core lies on core at all intersection points, which ensures that at all intersection points the rods a connection of substantially the same quality is achieved, u. without the need for the use of special bars profiled by cold forming.
This closes the gap that has existed up to now, which excluded commercially available rebars from the use for the production of reinforcement meshes. By using the method according to the invention, despite the difference in the type of intersection points (contact between two ribs, opposing cores or rib opposing a core), a perfectly uniform weld between the cores present at the intersection is achieved in preferably only one work process achieve. This is the only way to ensure the full static load-bearing capacity and safety of the reinforcement mat.
To carry out the method according to the invention, a device can be used with bar-shaped electrodes which simultaneously overlap several grid crossing points and which can be pressed against one another with the grid interposed, in which the electrodes are designed as bars extending over the entire grid width, so that the distances between the crossing points over the grid width are freely selectable, and in which a programming device is provided for electronic control of the electrode movement and the power supply.
By applying the measures according to the invention to a device that uses bar-shaped electrodes simultaneously covering several grid crossings in a known manner, a type of projection welding in a device with continuous bar electrodes and also a corresponding programming of the phases during connection are achieved when performing the method according to the invention to reach the bars.
In a further embodiment of the device according to the invention, the control can be adjusted to take into account different mutual attacks of the bars lying between the beams and crossing one another.
The invention is explained below with reference to the drawings, for example. FIGS. 1 to 3 show, on the basis of three characteristic crossing points between the transverse and longitudinal bars, the change in position between the transverse and longitudinal bars, each forming a crossing point
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the manufacture of the reinforcement mesh.
For the purpose of explanation it is assumed that at a crossbar-l-intersection with longitudinal bars --2,3 and 4-- occur, with the ribs --1a-- of the longitudinal bar --1- different with respect to the ribs --2a, 3a and 4a - the longitudinal bars - 2, 3 and 4 - are arranged.
Three characteristic positions are shown next to one another in the starting position shown in FIG. 1, namely
1. the rib-la-of the cross bar-l-touches the rib --2a-- of the longitudinal bar - -2--;
2. the rib --3a-- of the longitudinal rod --3-- is at a distance corresponding to the height of the rib --1a-- of the transverse rod - l - opposite the core of the transverse rod - l - and
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of the cross bar - l - and the rib --2a-- (or --3a or 4a--) corresponding to the distance from the core of the longitudinal bar --4--.
When practicing the method according to the invention, preheating flow is first supplied to the intersection of the longitudinal rod - 2 - with the transverse rod - 1, because there the rib - 2a - rests against the rib - 1a. As a result of the heat and the pressure applied, the rib --2a-- of the longitudinal bar --2-- will penetrate into the rib-la-of the transverse bar-l-resulting in the position shown in FIG. 2, in which the rib --3a - rests on the core of the longitudinal rod - l--.
Now preheating current is also supplied to this point and when pressure is applied, the rib --3a-- is flattened. The transverse rod --2-- penetrates further into the rib --1a-- of the longitudinal rod --1-- and finally the cores of the longitudinal rods --2 and 3-- touch the core of the transverse rod as shown in Fig. 3 can be seen. In this position, the core of the longitudinal rod finally also touches the core of the transverse rod. Now the welding takes place at all intersection points by supplying power and pressing on one another.
PATENT CLAIMS:
1. Process for the production of reinforcement mats for reinforced concrete structures of all kinds by connecting longitudinal and transverse bars made of rebar at their crossing
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Manufacture of mats from longitudinal and transverse bars, which are work-hardened in the usual way by twisting and / or twisting hot-rolled section steels to form ribbed steel and when they are laid one on top of the other in any longitudinal and / or transverse division at the intersection points in a statistical distribution as well as rib on rib as well as rib on rod core (rib-less rod point) as well as core on core, first at all intersection points where rib lies on rib and subsequently at all intersection points where rib lies on core,
Preheating current is supplied with simultaneous pressing of the rib material until the core lies on top of one another, whereupon the welding is carried out at all intersection points, including those without ribs, by supplying welding current while pressing the rods onto one another and then reheating, with the individual phases of the respective heat supply preferably being carried out smoothly merge into each other.