DE1947930A1 - Verfahren zum Armieren von Gegenstaenden aus Metall - Google Patents

Description

Nitro 30

Anmelderin: Nitro Nobel A3, Gyttorp, Schweden.

PATENTANV/ÄLTG

8181-B/We . DR.-I NG. Π. PI NCKE

Dl P L.-I NG. H. BOHR

Priorität: 23. Sept.1968 _r DIPL-ING. S. STAEGER

Schweden

12803/1968 MÖNCHEN 5

MDLLERSTR. 81

-....- 2 2. SEP. 1969

_Jv/_erfahren _zum ,^niiereii^von^ege^nstSnden _aus Metall.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur.

Armieren von Gegenständen aus Metall, wie Platten, Blechen, Rohren, mittelsdrahtförmiger Elemente, die vorzugsweise ebenfalls aus Metall sind, in gewissen Fällen jedoch wenigstens teilweise aus anderem Werkstoff, wie Quarz, Kieseldioxyd, Kohlenstoff oder Asbest bestehen können. Hierdurch werden dem Gegenstand in verschiedener Hinsicht verbesserte Eigenschaften über die hinaus erteilt, die dem in ihm enthaltenen Grundmetall oder Grundmetallen eiqen sind.

Bisher wurden für diesen Zweck Heisspressuntr-, Giessen, Elektrolyse, Plasmaspritzen, Pulvermetallurgie und Vaküumvercaxpfung benutzt. Von diesen Verfahren gibt die Heisspressung das beste Ergebnis, ist aber auf kleine Einzelteile begrenzt. Um eine Piatxe der.Grosse 30 χ 60 cm herzustellen, ist eine Presse von IGCC Tonnen Druckkraft, erforderlich. Ein Giessen des Grundmetalls übar die Armierung ist nicht in derselben Weise -mit Hinblick auf eis Grosse des Gegenstandes begrenzt, jedoch hat die Armierung ;:oringe Festigkeit und behält deswegen die vorgesehene Lage nicht genau.Fer_ner entstehen bei den hohen Giesstemperaturen Schwierigkeiten durch Ausbildung.spröder■-Legierungen. Elektrolyrischer Miederschlag des Grundmetalles auf die Armierung ist ο ir. ο 3 der ältesten Verfahren, hierbei entstehen jedoch leicht Hör*.!räume .· Plasmaspritzen und Vakuumverdampfung, werden in erster Linie für die Herstellung von Klebestreifen bzw. dünnem Material L-=nutzt. Pulververpressung ist ebenso wie die Heisspressung auf eine bestimmte Pressausrüstung begrenzt«

Q 0 9 8 U / 1 4 3 9 BAD ORIGINAL

' Die Erfindunr göht einer: anderen '/,'ci; und ist ir. wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass ":ie drahtförmigen Elemente zwischen Zviei. oder mehr Mctallelemente eingelegt■-. :' werden und dass cine Sprengstoffschicnt in an sich bekannter Weise auf die Aus.sen.seite- wenigstens eines der '-'etallelemente aufgetragen und derart zur Detonation gebracht wird, dass die drahtformigen Elemente in das Metall eingebettet werden und eine enge Verbindung zwischen den Elementen entsteht. . -"'

Gemäss der Erfindung lassen sreh Metallgegenstände bzw. Konstruktionselemente r.it hoher Festigkeit und geringem Gewicht herstellen. Somit kann das -Grund" et all ein "Leichtmetall, wie Aluminium oder Magnesium, sein, das durch Armierung mit Drähten aus Stahl o.dgl. eine ausserorder.tiiche verbesserte ψ Festigkeit erhalt. Man erhält sorr.it ein Material, das in sich hohe Festi^keitswerte nit geringem Gev/icht vereinigt, was in vielen Füllen besonders wertvoll ist. Diese Eigenschaft crüt auch in Bezug auf Beanspruchungen, die bei hohen Ternperarurer. und \-iac'aselnder Belastung auftreten. Gegenstände init verschredenarti~s.ten\ Aussehen, wie nit ebenen und gekrüir-r.ten Flächen, mit p-leichmässiger oder wechselnder Wandstärke, lassen sich gemäss der Erfindung mit einem· Geringstraass an .WerkZeugausr^stung herstellen. Man ist auch nicht an bestimmte Flächengrössen gebunden. Ferner kann man der Armierung ni~ einfachen Mitteln eine Vorspannung erteilen, gleichfalls*· ohne grcsseren Einsatz an Ausrüstung.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf in

fc den anliegenden Zeichnungen beispielsvzeise schaubildlich dargestellte, auf Laboratoriumversuche gegründete. Ausführungsformen■■ näher beschrieben v?erden. Es -zeigen:

Fig. 1 und 2'eine- erste Ausführungsform, Fig. 5-5 je eine weitere A.usfuhrungsform und Fig. 7 und 8 schliesslich noch eine abgewandelte Ausführung.

In den verschiedenen Figuren sind für gleichwertige Teile dieselben Bezugszeichen benutzt worden. .

In der Fig. 1 bezeichnet 10 eine Platte aus Aluminium, die dicker ist als dünne Aluminiumplatten 12, IM-, die. auf je einer ihrer Flachseiten vorgesehen sind. Zwischen die. Plattenwerden Drähte oder Stangen 16 eines Werkstoffes von grösserer Härte bzw. Festigkeit als Aluminium, wie etwa Silberstahl, eingelegt. Die Drähte oder Stangen 16 sind in Abstand voneinander .%■■■ parallel zueinander angeordnet. Die Aluminiumplatten 10, 12, 14·

0098 1 kl 1439

'.-.'erden voneinander nit einer. Abstand getrennt, der der Stärke bzw. den Durchmesser der Drähte oder Starter. IB entspricht. Auf der Oberseite der beiden iiusseren Aluml'nlunvplatten 1? , 14 wird eine Schicht 18 bzw, 2 0 eines Sprengstoffes, wie Ammoniumnitrat, in der ^rorm eines Pulvers aufgebracht. Andere in der Sprengstofftechnik benutzte Sprengstoffe, wie Pentaerythritol- -Tetranitrat (P"T") können zur Anwendung kommen. Der Sprengstoff kann mit einem Füllmittel vermischt und mittels eines Bindestoffs zu einer Scheibe o.dgl, zusammengefügt sein.

Die beiden Sprengstcffschichter. werden ir.it Hilfe eines Initiators oder einer elektrischen Sprengkapsel in derselben Weise wie bei gewöhnlichen Sprengungen gezündet, und zwar so, dass die Schichten zu gleichzeitiger Detonation gebracht werden. Die elektrischen Zündkapseln können an der Kurzseite der Sprengstoffschichten 18 und 2 0 angebracht werden,- so dass sich die Detonationsdruckwelle von dort über die Schicht zu deren entregengesetzten Kante ausbreitet. Die hohe Detonatlonsreschwlndir:keit des Sprengstoffes wird auf die Platte 12 bzw-, IA 'ibertrafren, die dadurch mit der >Mttelplatte 14 2usarr.en{refi>i werden, während die härteren Armierdrähte oder -stangen 16 in die Platten, insbesondere die äusseren 12 und I^, eingebacken werden. Hierdurch wer Cor. die Aluminiunplatten. 10, 12, lh er.tlar.r den in der Fig. 2 angedeuteten Linien 22, 24 eng miteinander verbünden, während gleichzeitig die Drähte oder Stangen 16 ganz in die Platten eingebettet und mit diesen somit auch fest verbunden werden.

Wie' aus der Fig. 2 ersichtlich, ist die Armierung IC in die Beanspruchungen ausgesetzten äusseren Zonen der zusammengesetzten Platte, wenn diese ζ.Ξ. einer Biegebeanspruchung ausgesetzt wird, verlegt. Aus diesem Srunde Ist die Mittelplatte 10 stärker als die Platten 12, 2Λ." .

Die "usammer.f'":gung von zvrei Metallplatten durch Detcr.aticn von Sprengstoff wird auch Sprer-^verschweissung genannt und ist z. 3. durch das schwedische Pater.t !Ic. 183.172 bekannt.

3ei der Ausführungsfcrm nach der -?lc\ 3 sind zwei Rohre aus Aluminium, ein inneres dickeres Rohr 26 und ein ausseres dünneres Rohr 2 5 gleichxittir: Ineinander mit einem einer. Zwischenraum bildenden Abstand angeordnet, der den Durchmessern von Armierstangen oder -ö?ähten 15 entspricht, die sich in der

0098U/U39

BAD ORIGINAL

Längsrichtung des Rohres in einem Abstand voneinander erstrecken. Eine hülsenfö'rmige Schicht 30 von Sprengstoff ist χάπι das äüssere Rohr 28 herum vorgesehen. Diese Schicht wird gleichzeitig um

her unf ^r
ihren Umfang/an'"dem einen -Ende des Rohres gezündet, und man erhäl.t ".wie bei der vorherbeschriebenen Ausfuhrungsform, eine enge metallische Verbindung zwischen den beiden Rohren 26, 28, wobei das Aluminiunmetall die Armierung 16 umschliesst und sich mit- dieser fest verbindet. Es-leuchtet ein, dass das äussere dünnere.Metallrohr bei der Detonation des Sprengstoffes so verformt wird, dass es sich dem inneren Rohr ^:26 und den Armierstangen 16 anschliesst. Das äussere Rohr 28 kann gefaltet werden, wenn sein Werkstoff zwischen die Armierstangen eingepresst wird, so dass es dann auf der Auss^enseite längsverlaufende Faltungen aufweist. - 3ei der Ausführung nach der Fig. 4 ist zwischen das innere Aluminiümrohr 26 und das äussere 2 8 eine Schraubenfeder 32 _;aus hartenv Werkstoff, wie z. 3. Stahl, , eingelegt. Das äussere Rohr wird mit der.Sprengstoffschicht 30 .umgeben und diese zur Detonation gebracht, wie im Zusammenhang mit der Fig. 3 angegeben. Zwischen den nach der Detonierung des Sprengstoffes eng miteinander verbundenen Aluminiumrohren 26, 28.erhält man somit in diesem Fall eine schraubenförmige Armierung.

Die Ausführung nach der Fig. 5 unterscheidet sich von der nach der'Fig. 1 dadurch, dass die Armierung aus einem Netz 34 aus rostfreiem Stahl oder anderem Werkstoff mit höherer Festigkeit als der der z.B. aus Aluminium bestehenden Platten 10, 12, 14 besteht. Dieses Netz ist aus über Kreuz gelegten Drähten zusammengesetzt, die wie bei einem Tuch ineinander verwebt sein können. !lach der Detonierung der Sprengstoff schicht 20 erhält die zusammengesetzte Platte dasselbe. Aussehen wie gemäss der Fig. 2 mit; dem. Unterschied, dass die Armierunprsdrähte in zueinander senkrechten.. Richtungen verlaufen.

Qemäss der Fig. 6 sind zwischen fünf dünne, wie etwa 1 mm 'starke Aluminiumbleche 35—40 vier Lagen von Stahlnetzen 34 eingelegt* Nach der durch die Schicht 18 herbeigefügten Spreng- , verschweissung; erhält man eine kompakte zusammenhängende Schicht ^ platte mit vier Armierüngslägen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig» 7-8 wird ein bandförmiges Blech 42 aus z.B. Aluminium mit aufgelegtem Netz 44 aus voat Sesichtswinkel der Festigkeit hochwertigem Werkstoffs wie

;\" 00981^/1433 "

• · ■

^v * t

Stahl, spiralförmig in mehreren Wicklungen auf eine Walze 46 aufgewickelt .Nachdem, die hierdurch entstehende Rolle aus Armiernetz und Blech gewünschte Dicke erhalten hat, wird sie von der Walze 45 abgenommen und als eine Einheit 48 in eine kräftige Stahlform SO mit zylindrischer Innenoberfläche ingelegt. Auf der Innenseite der Rolle 48 wird dann eine Schicht 18 eines Sprengstoffes angebracht. Bei der Sprengstoffdetonation wird die Rolle 46 zu einem Rohr mit homogenem, kompaktem Querschnitt verschweisst, das sich dann aus der Form 50 herausnehmen lässt.

Gemäss der Erfindung kann die Armierung ohne Schwierigkeiten eine Vorspannung entweder auf mechanischem Weg erhalten oder dadurch, dass sie z.B. elektrisch unmittelbar vor der Zündung des Sprengstoffes erwärmt wird. Da in dem letzteren Fall das Grundmetall nur unbedeutend hat erwärmt werden können, werden die Armierdrähte einer Zugkraft ausgesetzt, wenn sie nach der Sprengverschweissung auf die Temperatur des Grundmetalles abgekühlt werden· ■

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigten Ausführungen begrenzt, sondern lässt sich im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zu Grunde liegenden Leitgedankens abwandeln. Die Armierdrähte können im Schnitt jeden Umriss haben, wie einen kreisrunden, viereckigen, ovanlen o.dgl. Desgleichen kennen die gemäss der Erfindung armierte Rohre anstelle der zylindrischen z.B. viereckige oder quadratische Querschnittsform haben. Die Verschweissungswirkung lässt sich dadurch steigern,, dass man auf der Sprengstoffschicht eine Verdammung anbringt. . - ;

0098 U/U39

Claims (1)

1. yatentan's_iprücheV 1 9 Λ 7 9 3 O

   l.IVerfahren zum Armieren von Hegenständen aus Metall, wie Platte^ Blechen, oder Rohren nit drahtförmigen Elementen, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtförmigen Elemente zwischen zwei oder mehr Metallelemente eingelegt werden und dass eine Sprengstoffschicht in an sich bekannter Weise auf die Aussenseite wenigstens eines der Metallelemente aufgetragen und derart zu Detonation gebracht wird, dass die drahtförnigen Elemente in das Metall eingebettet werden und eine enge Verbindung zwischen den Elenenten entsteht.

   ; 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Metallelementen DraTitelemente angebracht werden, die zueinander parallel und gegenbenenfalls zu einem Netz über Kreuz gelegt sind.

   ^ 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtelemente zwischen zwei Ketallelemente aus demselben Metall, wie Aluminium oder Magnesium, eingelegt werden.

   4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Metallelerr.ente Drahtelemente mit höherer Festigkeit als der der Metallelemente eingelegt werden.

   5. Verfahren nach einem der Voransprüche, dadurch σ G k e η η ζ e i c h n-.e t, dass die Drahtelemente zwischen zwei gleichmittige, rohrförmige Metallelementc eingelegt worden

   : und dass cine Sprengstoffschicht aussen auf dem äusseren Metall-

   element angebracht wird. . " ■
   ψ 6. Verfahren nach einem der Voransprüche, dadurch

   gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl dünner Metallbleche mit zwischenliegenden Armierdrähten durch Detonierur.g einer Sprengstoffschicht zu einer Schichtplatte durch Sprengverschweissung verbunden wird.

   7.Verfahren zur Herstellung von Rohren aus Metali, dadurch gekennzeichnet, dass e-in Band des Metalls spiralförmig zu der vorgesehenen Rohrstärke gewickelt und dass die Wicklungen zusammen mit einer gegebenenfalls zwischen diese eingelegten Drahtarmierung durch Sprengschweissung miteinander verbunden werden.

   8. Gegenstand, hergestellt nach dem -\in einem der Vor-, ansprüche angegebenen Verfahren,

   0 0 981 U/ 1£3Q PkWKtMmKm

   UU3O I tf / l*ja ——β R FlMCKf DlPl-INeRiOHt