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Verfahren zum Herstellen kalt gezogener Drähte mit geprägter
Oberfläche für Stahlbetonkonstruktionen
Die im Stahlbetonbau üblichen, vornehmlich für geschweisste Bewehrungsmatten verwendeten, aus gezogenen und durch Profilwalzen auf der Oberfläche geprägten Stahldrähte (z. B. nach der österr. Patentschrift Nr. 184711 oder der Schweizer Patentschrift Nr. 329649) werden in der Regel durch die beiden verschiedenartigen, aufeinanderfolgenden Bearbeitungsgänge des Ziehens und Walzens auf die gewünschten Festigkeitswerte gebracht und zugleich mit der gewünschten Oberflächenmusterung versehen. Diese Bearbeitung kann in ein und derselben Maschine und in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen. Dabei können sowohl die gewünschte Zerreissfestigkeit als auch die gewünschte Streckgrenze des Stahles ohne Schwierigkeit erreicht werden.
Bei der Herstellung der geprägten Stahldrähte ist zu beachten, dass die Tiefe der Prägung ein konstanter, meist durch die Zulassungsbedingungen behördlich festgelegter Wert ist (vgl. z. B. Betonkalender 1962, S. 734, Tafel 1). Diese Prägungstiefe, die durch Profilwalzen in Form einer Kaltwalzung aufgebracht wird, ergibt eine Strukturveränderung des Stahles, die sich in einer Steigerung der Zerreissfestigkeit und der Streckgrenze und in einer Abnahme der Bruchdehnung äussert. Die Grösse dieser Qualitätsänderungen ist durch die vorgeschriebene Norm in bezug auf die Prägungstiefe praktisch vorgegeben.
Die bekannten Herstellungsverfahren von geprägten Stahldrähten der hier betrachteten Art gehen nun davon aus, die Differenz der Festigkeit und Streckgrenze, die zwischen den Istwerten des Ausgangsmaterials und den Sollwerten des Endproduktes unter Abzug der Steigerung dieser Parameter durch die spätere Prägung übrigbleibt, durch Kaltziehen mit demjenigen Verfestigungsgrad auszugleichen, der eben dieser Differenz entspricht. Naturgemäss muss der Arbeitsvorgang inumgekehrterReihenfolge durchgeführt werden, damit die Oberflächengestaltung, d. h. das Prägen, den Abschluss bildet.
Dabei ergibt sich für die üblichen Eigenschaften der Drähte für normgemässes Baustahlgitter, nämlich Festigkeit 6000 bis 6500 kg/cm2, Streckgrenze 5000-5500 kg/cm2 und Bruchdehnung 81o, eine Verfestigung von etwa 251o durch das Kaltziehen und von etwa 10% durch die Prägung.
Während es nun bei diesen bekannten Verfahrensweisen, wie schon erwähnt, keine Schwierigkeiten bereitet, die gewünschten Werte von Zerreissfestigkeit und Streckgrenze des Stahles zu erreichen, ist es auf diesem Wege schwierig, mit Sicherheit und ohne zeitraubende Kontrollvorgänge die für Bewehrungdrähte vorgeschriebene Mindest-Bruchdehnung zu erhalten.
Die üblichen Bearbeitungsverfahren lassen nämlich bezüglich dererreichbaren Bruchdehnung einenso geringen Spielraum, dass es bei den unvermeidbaren bzw. tolerierten Schwankungen der Eigenschaften verschiedener Chargen des als Ausgangsmaterial
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len erfolgt, die eine nach entgegengesetzten Richtungen gekrümmte Führungsbahn vorschreiben, wobei Bewehrungsstäbe od. dgl. derart durch diese Führungsbahn gezogen werden, dass auf der Aussenseite der gekrümmten Stäbe jeweils hohe Zugspannungen herrschen, so dass eine Kaltvergütung eintritt. Wie bei
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den einleitend erwähnten Kaltvergütungsverfahren ist es auch hiebei schwierig, alle drei massgeblichen Grössen, nämlich Zugfestigkeit, Streckgrenze und Bruchdehnung, in vorgeschriebenen Grenzen zu halten.
Die Erfindung befasst sich deshalb mit der Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen kalt gezogener, für Stahlbetonkonstruktionen geeigneter Drähte mit geprägten Oberfläche zu schaffen, bei dem unter Einhaltung der vorgeschriebenen Prägungstiefe alle drei erforderlichen Eigenschaften solcher Drähte (d. h. die gewünschten Werte der Zerreissfestigkeit, der Streckgrenze und der Bruchdehnung) mit relativ weitem Spielraum erhalten werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem in üblicher Weise ein Kaltziehen und nachfolgend ein Prägewalzen angewendet wird, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der Draht zunächst durch das Kaltziehen um über 300/0 verfestigt wird, so dass der Summenwert aus der gewählten Verfestigung durch Kaltziehen und der durch nachfolgende Prägewalzen bis zur vorgeschriebenen das Prägungstiefe entstehenden Verfestigung den für den fertigen Draht erforderlichen Wert erheblich überschreitet, also die Festigkeit und die Streckgrenze nach der Prägung zunächst erheblich über den Sollwerten des fertigenDrahtes liegen, wogegen die Bruchdehnung noch unter dem Sollwert liegt, und dass im Anschluss hieran der kalt gezogene und geprägte Draht mehrfach in mindestens zwei einander schneidenden Ebenen gebogen wird,
indem er durch mindestens zwei in einander schneidenden Ebenen zentralsymmetrisch angeordnete, ruhende Richtrollensätze geführt wird, wobei höchstens eine geringfügige Zugkraft auf den Draht ausgeübt wird, wodurch unter beschränkter Herabsetzung der Festigkeit und der Streckgrenze die Bruchdehnung auf bzw. über den vorgeschriebenen Mindestwert erhöht wird.
Zum Unterschied von den bekannten Verfahren wird also bei dem erfindungsgemässen Verfahren erst auf eine sehr hohe Verfestigung (Streckgrenze, Zugfestigkeit) hingearbeitet. In einem zweiten Arbeitsgang, der unmittelbar auf den ersten folgt, wird dann der Draht mit Hilfe der RichtroI1ensätze so nach verschiedenen Richtungen gebogen, dass jeweils auf der Aussenseite der gekrümmten Drahtteile nur sehr kleine Zugkräfte auftreten, während auf der Innenseite Druckkräfte herrschen. Der Draht kann insbesondere auch durch dieRichtrollensätze hindurchgeschoben werden, wobei dann über den ganzenQuerschnitt Druckkräfte veränderlicher Grösse wirken.
Die Grösse der herrschenden Kräfte hängt dabei in jedem Falle von der Einstellung des Rollensatzes ab und wird so gewählt, dass die Streckgrenze und Zugfestigkeit etwas abnehmen, wogegen die Bruchdehnung auf das gewünschte Mass ansteigt. Wesentlich ist dabei, dass bei diesem Arbeitsvorgang im Querschnitt vornehmlich Druckkräfte herrschen.
Die Richtrollensätze können dabei je drei bis sieben Richtrollen aufweisen. Hinter den Richtrollensätzen kann der Draht aufgewickelt werden. Es ist zu beachten, dass dieser zusätzliche Arbeitsvorgang nur eine geringfügige Zugleistung erfordert und daher auch im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens, bei dem in den Richtrollensätzen kein Kaltziehen, sondern ein reines Biegen erfolgen soll, angewendet werden kann.
Durch das Durchführen des Drahtes durch die Richtrollen wird der Draht um diese Richtrollen in mindestens zwei Ebenen gebogen, wobei die durch die beiden vorhergehenden Arbeitsgänge in die Länge gezogenen Kristalle auf der Druckseite der Biegung wieder zusammengestaucht werden. Da dies in mindestens zwei einander schneidenden Ebenen geschieht, werden die Kristalle entlang des ganzen Umfanges in einer durch geeignete gegenseitige Versetzung der Richtrollen frei wählbaren Tiefe wieder zusammengestaucht. Daher tritt für den Gesamtdraht ein Rückgang der Festigkeit und der Streckgrenze - auf die für das Endprodukt gewünschten Werte - ein und gleichzeitig erhöht sich die Bruchdehnung sehr wesentlich, u. zw. in solchem Masse, dass die vorgeschriebene Mindest-Bruchdehnung nicht nur mit Leichtigkeit eingehalten, sondern sogar leicht überschritten werden kann.