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Patent Searching and Data


Title:
PROFILED METAL FIBRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/091005
Kind Code:
A1
Abstract:
The profiled metal fibre with a substantially rectangular cross-section, also with bent fibre ends in the form of a clip, is used to stabilise, bond, attach or join materials and construction materials such as concrete, wood, paper and the like. The fibre edges of the fibre outer surfaces extending in the longitudinal direction of the fibre are designed as edge surfaces (2) oriented at an angle to the fibre outer surfaces in the manner of a bevel. The two wider fibre outer surfaces (3.1, 3.2) of the rectangular fibre are provided with V-shaped channels (4) extending in the longitudinal direction, wherein the edge surfaces (2) are provided with projections (6) and the V-shaped channels (4) are provided with end zones (5) that bound their longitudinal extent. The projections form anchoring heads and the end zones form anchor surfaces with respect to the material to be stabilised, bonded or attached.

Inventors:
STAHL KARL-HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/000364
Publication Date:
May 24, 2018
Filing Date:
November 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HACANOKA GMBH (DE)
International Classes:
E04C5/01; E04C5/03; E04C5/07
Foreign References:
GB882701A1961-11-15
US1400278A1921-12-13
DE102009037643A12011-02-17
US5548986A1996-08-27
JP2001220190A2001-08-14
DE102009048751A12011-04-14
DE102008034250A12010-01-28
Attorney, Agent or Firm:
DZIEWIOR, Joachim (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Profilierte Metallfaser mit im wesentlichen

rechteckigem Querschnitt, auch mit abgewinkelten

Faserenden in Form einer Klammer, zur Stabilisierung, Verfestigung, Befestigung oder Verbindung von

Materialien und Baustoffen wie Beton, Holz, Papier und dergleichen, insbesondere aus Stahl, bei welcher die in Faserlängsrichtung verlaufenden Faserkanten der Faseraußenflächen in der Art einer Fase als schräg zu den Faseraußenflächen ausgerichtete Kantflächen (2) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden breiteren Faseraußenflächen (3.1, 3.2) der rechteckigen Faser mit in Längsrichtung verlaufenden V-förmigen Rillen (4) versehen sind, wobei die

Kantflächen (2) mit Vorsprüngen (6) und die V-förmigen Rillen (4) mit ihre Längsausdehnung begrenzenden

Endzonen (5) versehen sind, und wobei die

Vorsprünge (6) Verankerungsköpfe und die Endzonen (5) Ankerflächen gegenüber den zu stabilisierenden, verfestigenden bzw. befestigenden Materialien bilden.

2. Metallfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der breiteren Faseraußenflächen (3.1) wenigstens eine V-förmige Rille (4) und die ihr gegenüberliegende Faseraußenfläche (3.2) wenigstens zwei V-förmige Rillen (4) gleicher Größe aufweist.

3. Metallfaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne V-förmige Rille (4) auf der breiten Faseraußenfläche (3.1) mittig zur Fläche angeordnet

4. Metallfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide breiteren Faseraußenflächen (3.1, 3.2) eine V-förmige Rille (4) aufweisen, die sich

gegenüberliegen und gleiche Größe besitzen sowie mittig zur Fläche angeordnet sind.

5. Metallfaser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, dass die zwei V-förmigen Rillen (4) auf der gegenüberliegenden breiten

Faseraussenfläche (3.2) symmetrisch bzw. mittig bezüglich der breiten Faseraußenfläche (3.2)

angeordnet sind und sich in der Mitte berühren bzw. nahe beieinander liegen.

6. Metallfaser nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, dass die Tiefe der V-förmigen

Rillen (4) im Bereich von 25 - 40% der

Metallfaserdicke liegt.

7. Metallfaser nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass die die V-förmigen Rillen (4) endseitig begrenzenden Ankerflächen eine feste, durch die Querschnittsform und Tiefe der V-förmigen

Rillen (4) bestimmte Größe aufweisen.

8. Metallfaser nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass das Breitenmaß zum Dickenmaß der Metallfaser im Bereich von 4 : 1 und 1,5 : 1 liegt.

9. Metallfaser nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet, dass das Breitenmaß zum Dickenmaß der Metallfaser bei etwa 2 : 1 liegt. Metallfaser nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Vorsprüngen (6) gebildeten Verankerungsköpfe und die von den

Endzonen (5) gebildeten Ankerflächen in einer

gemeinsamen, senkrecht zur Längsrichtung der Faser verlaufenden Ankerlinie (8) liegen.

Metallfaser nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Faser ein oder mehrere, bevorzugt endseitig angeordnete Ankerlinien (8) aufweist.

Verfahren zur Herstellung von profilierten

Metallfasern nach den Ansprüchen 1 bis 11, bei welchem zunächst ein Blechband zur Formung der Metallfasern beidseitig, gegenüberliegend gekerbt wird, wodurch Metallfaseradern ausgebildet werden, die zunächst noch durch Stege miteinander verbunden sind, wobei weiter zur anschließenden Umbildung der Stege zu dünnen, leicht voneinander trennbaren und beim Abtrennen gratarme und bruchrauhe Trennflächen (7) bildenden Trennstegen das Metallfaserband einem Walkprozess unterworfen wird, bei welchem jeder Steg einer mehrfachen Biegeverformung um seine Längsachse derart unterworfen wird, daß sich im Bereich der Stege

Anrisse durch Dauerbruch ausbilden und somit der Trennsteg entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Bildung rechteckiger Metallfasern, die Kerbabstände größer als die Dicke des Blechbandes sind und mit der Kerbung auf den beiden so gebildeten, breiteren

Aussenflächen (3.1, 3.2) der späteren Metallfaser V-förmige, jeweils endseitig begrenzte Rillen (4) eingewalzt werden, die beim Walzenprozess die

Axialführung von Ober- und Unterwalze unterstützen, wobei die endseitigen Begrenzungen der Rillen jeweils Ankerflächen der Metallfaser bilden.

Description:
Profilierte Metallfaser

Die Erfindung betrifft eine profilierte Metallfaser mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt, auch mit

abgewinkelten Faserenden in Form einer Klammer, zur

Stabilisierung, Verfestigung, Befestigung oder Verbindung von Materialien und Baustoffen wie Beton, Holz, Papier und dergleichen, insbesondere aus Stahl, bei welcher die in Faserlängsrichtung verlaufenden Faserkanten der

Faseraußenflächen in der Art einer Fase als schräg zu den Faseraußenflächen ausgerichtete Kantflächen ausgebildet sind.

Eine derartige Metallfaser ist beispielsweise bekannt geworden aus der DE 10 2009 048 751. Sie sind dank ihrer gegenüber dem damaligen Stand der Technik vergleichsweise wesentlich besseren Eigenschaften für vielfältige Anwendungen prädestiniert. Aufgrund der üblicherweise in Betracht kommenden geometrischen Abmessungen werden jedoch hohe Anforderungen insbesondere an die bei der Herstellung zur Anwendung kommenden Werkzeuge gestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe

zugrunde, eine Metallfaser der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu entwickeln, das sie bei unverändert guten oder sogar verbesserten Eigenschaften in der

Anwendung zugleich geringere Anforderungen an die bei der Herstellung benötigten maschinellen Vorrichtungen stellt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die beiden breiteren Faseraußenflächen der rechteckigen Faser mit in Längsrichtung verlaufenden V-förmigen Rillen versehen sind, wobei die Kantflächen mit Vorsprüngen und die V-förmigen Rillen mit ihre Längsausdehnung

begrenzenden Endzonen versehen sind, und wobei die

Vorsprünge Verankerungsköpfe und die Endzonen Ankerflächen gegenüber den zu stabilisierenden, verfestigenden bzw. befestigenden Materialien bilden.

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im

Wesentlichen darin, dass zunächst aufgrund der

rechteckigen Gestalt der Metallfasern die Bedingungen beim Kerben, Walken sowie beim anschließenden Längsttrennen der Metallfaseradern deutlich verbessert werden, wodurch geringere Anforderungen an die Werkzeuge gestellt werden können. Die in den Fasern angebrachten Kerben erleichtern bei richtiger Auslegung und Positionierung das Führen von Oberwalze zu Unterwalze, weil das Auftreten der

Axialkräfte, die auf die Führung der Werkzeuge wirken, reduziert werden. Schließlich schaffen die V-förmigen Rillen eine zusätzliche Verankerungsmöglichkeit, indem ihre Endzonen jeweils Ankerflächen bilden.

Inbesondere wird der Walkprozess wesentlich gleichmäßiger und sicherer, zusätzlich ergeben sich weitere Vorteile bezüglich der Werkzeugauslegung für die Längstteileinheit und die Produktionsstabilität. Eine Folge hiervon sind kurze Umbauzeiten, höhere Werkzeugstandzeiten sowie eine gleichmäßigere Faserqualität.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist

vorgesehen, dass die eine der breiteren Faseraußenflächen wenigstens eine V-förmige Rille und die ihr

gegenüberliegende Faseraußenfläche wenigstens zwei

V-förmige Rillen gleicher Größe aufweist. Diese

Kombination und Anordnung der Rillen hat sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.

Hierbei ist es weiter günstig, wenn die einzelne V-förmige Rille auf der breiten Faseraußenfläche mittig zur Fläche angeordnet ist .

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung besteht jedoch auch die ebenso vorteilhafte Möglichkeit, dass beide breiteren Faseraußenflächen eine V-förmige Rille

aufweisen, die sich gegenüberliegen und gleiche Größe besitzen sowie mittig zur Fläche angeordnet sind.

Entsprechend ist es von Vorteil, wenn die zwei V-förmigen Rillen auf der gegenüberliegenden breiten Faseraußenfläche symmetrisch bzw. mittig bezüglich der breiten

Faseraußenfläche angeordnet sind und sich in der Mitte berühren bzw. nahe beieinander liegen. In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tiefe der V-förmigen Rillen im

Bereich von 25 % bis 40 % der Metallfaserdicke liegt. Desweiteren ist es von Vorteil, wenn die die V-förmigen Rillen endseitig begrenzenden Ankerflächen eine feste, durch die Querschnittsform und Tiefe der V-förmigen Rille bestimmte Größe aufweisen. Das Seitenverhältnis der Metallfasern kann in relativ großem Rahmen variieren; als vorteilhaft hat sich jedoch herausgestellt, wenn das Breitenmaß zum Dickenmaß der Metallfaser im Bereich von 4:1 und 1,5:1 liegt. Hierbei hat sich inbesondere ein bevorzugtes Seitenverhältnis derart ergeben, dass das Breitenmaß zum Dickenmaß der Metallfaser bei etwa 2:1 liegt.

Weiter kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die von den Vorsprüngen gebildeten Verankerungsköpfe und die von den Endzonen gebildeten Ankerflächen in einer gemeinsamen, senkrecht zur Längsrichtung der Faser verlaufenden Ankerlinie liegen.

Dabei kann, je nach Anforderung an die gewünschten

Eigenschaften, jede Faser ein oder mehrere, bevorzugt endseitig angeordnete Ankerlinien aufweisen.

Desweiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur

Herstellung von profilierten Metallfasern nach den vorstehend genannten und im einzelnen in der

DE 10 2008 034 250 beschriebenen Merkmalen, bei welchen zunächst ein Blechband zur Formung der Metallfasern beidseitig gegenüberliegend gekerbt wird, wodurch Metallfaseradern ausgebildet werden, die zunächst noch durch Stege miteinander verbunden sind, wobei weiter zur anschließenden Umbildung der Stege zu dünnen, leicht voneinander trennbaren und beim Abtrennen gratarme und bruchraue Trennflächen bildenden Trennstegen das

Metallfaserband einem Walkprozess unterworfen wird, bei welchem jeder Steg einer mehrfachen BiegeVerformung um seine Längsachse derart unterworfen wird, dass sich im Bereich der Stege Anrisse durch Dauerbruch ausbilden und somit der Trennsteg entsteht.

Bei diesen Verfahrensschritten wird die Erfindung derart realisiert, dass, zur Bildung rechteckiger Metallfasern, die Kerbabstände größer als die Dicke des Blechbandes sind und mit der Kerbung auf den beiden so gebildeten,

breiteren Außenflächen der späteren Metallfaser V-förmige, jeweils endseitig begrenzte Rillen eingewalzt werden, die beim Kerbwalzprozess die Axialführung von Ober- und

Unterwalze unterstützen, wobei die endseitigen

Begrenzungen der Rillen jeweils Ankerflächen der

Metallfaser bilden.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine einzelne Metallfaser, in perspektivischer

Darstellung Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie A-A gemäß Figur

1, Fig. 3 einen Querschnitt längs einer Ankerlinie, nämlich der Linie B-B gemäß Figur 1,

Fig. 4 die Detaildarstellung Z gemäß Figur 1,

Fig. 5 bis 8 eine alternative Ausführungsform in den

Figuren 1 bis 4 entsprechender Darstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte profilierte

Metallfaser 1 besitzt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und dient zur Stabilisierung, Verfestigung, Befestigung oder Verbindung von Materialien und Baustoffen wie Beton, Holz, Papier und dergleichen. Sie besteht insbesondere aus Stahl und kann, je nach Anwendungszweck, in nicht näher dargestellter Weise auch mit abgewinkelten Faserenden in Form einer Klammer ausgebildet sein.

Die in Faserlängsrichtung verlaufenden Faserkanten der Faseraußenflächen sind in der Art einer Fase als schräg zu den Faseraußenflächen ausgerichtete Kantflächen 2

ausgebildet, wie sich insbesondere aus der Figur 2 ersehen lässt .

Die beiden breiteren Faseraußenflächen 3.1, 3.2 sind mit in Längsrichtung verlaufenden V-förmigen Rillen 4

versehen, die ihre Längsausdehnung begrenzende Endzonen 5 aufweisen. Desweiteren sind die Kantflächen 2 mit

Vorsprüngen 6 versehen, wobei diese Vorsprünge 6

Verankerungsköpfe und die Endzonen 5 der V-förmigen

Rillen 4 Ankerflächen bilden, die gegenüber den zu

stabilisierenden, verfestigenden bzw. befestigenden

Materialien Wirkung entfalten. Die Vorsprünge 6, in Fig. 2 auch mit x bezeichnet, entstehen zunächst durch den Kerbprozess, können aber hinsichtlich ihrer Wirkfläche durch den Ritzprozess (y) verändert werden. Dies kann als "Feinverstellung" für die Verankerungswirkung der gesamten Faser angesehen werden. Die von den Endzonen 5 gebildeten Ankerflächen (in Fig. 2 mit z bezeichnet) , die ebenfalls durch den Kerbrozess gebildet werden und in ihrer Größe durch die Kerbtiefe bestimmt sind, sind nach dem

Kerbprozess nicht mehr veränderbar. Sie stellen eine gleichmäßigere Verankerung dar, da sie nur von dem mit höchster Präzision gefertigten Kerbwerkzeug bestimmt sind.

Die eine der breiteren Faseraußenflächen 3.1 weist, wie sich aus der Figur 2 ersehen lässt, wenigstens eine

V-förmige Rille 4 auf, während die ihr gegenüber liegende Faseraußenfläche 3.2 wenigstens zwei V-förmige Rillen 4 gleicher Größe aufweist. Hierbei ist die einzelne

V-förmige Rille 4 auf der breiten Faseraußenfläche 3 mittig zur Fläche angeordnet. Die zwei V-förmigen Rillen 4 auf der gegenüberliegenden breiten Faseraußenfläche 3.2 sind symmetrisch bzw. mittig bezüglich der breiten Faseraußenfläche 3.2 angeordnet und berühren sich in der Mitte bzw. können auch nahe

beieinander liegen. Hierbei ist die Tiefe der V-förmigen Rillen 4 in der Regel so gewählt, dass sie im Bereich von 25 % bis 40 % der Metallfaserdicke liegt.

In alternativer Ausgestaltung der Erfindung besteht, wie in den Fig. 5 - 8, insbesondere in Fig. 6 dargestellt, auch die ebenso vorteilhafte Möglichkeit, dass beide breiteren Faseraußenflächen 3.1, 3.2 je eine V-förmige Rille 4 aufweisen, die sich gegenüberliegen und gleiche Größe besitzen sowie mittig zur Fläche angeordnet sind. Die von den die V-förmigen Rillen 4 endseitig begrenzenden Endzonen 5 gebildeten Ankerflächen weisen eine feste, durch die Querschnittsform und Tiefe der V-förmigen

Rille 4 bestimmte Größe auf, wie dies insbesondere aus der Figur 4 ersichtlich ist.

Das Verhältnis des Breitenmaßes zum Dickenmaß der

Metallfaser 1 liegt vorteilhafterweise im Bereich zwischen 4:1 und 1,5:1; besonders hat sich hierbei ein Verhältnis bewährt, bei welchem das Breitenmaß und Dickenmaß der Metallfaser 1 bei etwa 2:1 liegt.

Wie sich insbesondere aus der Fig. 4 ergibt, liegen die von den Vorsprüngen 6 gebildeten Verankerungsköpfe und die von den Endzonen 5 gebildeten Ankerflächen in einer gemeinsamen, senkrecht zur Längsrichtung der Faser

verlaufenden Ankerlinie 8.

Dabei kann jede Metallfaser eine oder mehrere, bevorzugt endseitig angeordnete Ankerlinien 8 aufweisen.

Zur Herstellung dieser Metallfasern 1 empfiehlt sich insbesondere ein Verfahren, bei welchem zunächst ein

Blechband zur Formung der Metallfasern 1 beidseitig, gegenüberliegend gekerbt wird, wodurch Metallfaseradern ausgebildet werden. Diese sind zunächst noch durch Stege miteinander verbunden. Zur anschließenden Umbildung der Stege zu dünnen, leicht voneinander trennbaren und beim Abtrennen gratarme und bruchraue Trennflächen 7 bildenden Trennstegen wird das Metallfaserband einem Walkprozess unterworfen, bei welchem jeder Steg einer mehrfachen

Biegeverformung um seine Längsachse unterworfen wird.

Dadurch bilden sich im Bereich der Stege Anrisse durch Dauerbruch aus, so dass auf diese Weise ein Trennsteg entsteht. Zur Bildung rechteckiger Metallfasern 1 werden dann die Kerbabstände größer gewählt als die Dicke des Blechbandes . Mit der Kerbung werden auf den beiden so gebildeten, breiteren Außenflächen der späteren

Metallfaser 1 V-förmigen Rillen 4 eingewalzt, die jeweils endseitig begrenzt sind. Diese Rillen 4 unterstützen beim Walzenprozess die Axialführung von Ober- und Unterwalze, wobei die endseitigen Begrenzungen der Rillen 4 die späteren Ankerflächen der Metallfaser bilden.