专利名称：钢纤维制造方法
钢纤维制造方法本发明涉及一种钢纤维制造方法，这种钢纤维优选用作混凝土添加物，以及用于 在制造钢纤维混凝土时供应混凝土添加物。在很多应用领域中已表明有利的是，代替于或 附加于通常的结构钢衬板，将钢纤维添加到混凝土中，由此特别是防止在新混凝土中产生 微小裂纹。此外，通过简单的处理便可实现显著地省工，并延长混凝土寿命。根据使用情况 还可以实现较高的抗拉和抗弯强度以及较高的承载能力。尽管如此，制造钢纤维仍然繁琐，因为钢纤维要么必须经过铣削、由钢板或带钢切 割、冲压和变形成为钢板纤维，要么必须单独地或者成组地变形、弯曲和截断成为线材纤维。本发明的目的在于，提出一种开头部分所述类型的方法，借此能实现简单且成本 低廉地制得钢纤维。根据本发明，该目的的实现方式为，首先要么在一侧要么在两侧给用于形成钢纤 维的带材开槽，由此得到钢纤维芯线，这些钢纤维芯线一开始仍由隔片相互连接，故为了接 下来进一步使得隔片形成薄的、易于相互分割的分隔片，且分隔片在断开时形成无毛刺的 断口粗糙的断裂面，使得钢纤维带经受辗压处理，在处理时，每个隔片都围绕其纵轴线多次 弯曲变形，由此在隔片的区域中由于疲劳断裂而形成裂纹，从而得到分隔片。通过本发明所实现的优点主要在于，作为钢纤维的原材料，使用带材，由此不仅提 供了低廉的原材料，而且可以形成多个钢纤维芯线。作为另一优点，在本发明的范围内，可以在开槽时给钢纤维芯线设有锚定部分，这 些锚定部分由开槽时的中断部分(Unterbruch)构成。锚定部分因而是在开槽时通过镦锻 以及相比于钢纤维的被开槽的横截面局部增大的横截面部分。可以在轧制工具中在槽凸缘 (Kerbnase)处设置这些中断部分，故在一道工步中即可给钢纤维芯线构造锚定部分，其中 将锚定部分置于钢纤维端部极为有效。根据本发明的第一种实施方式，实施所述方法，使得钢纤维芯线横向于带材的纵 向成形。在这种情况下，在本发明的另一种有利的设计中可行的是，利用切割刀具将钢纤 维芯线带分割成两个或多个钢纤维带，所述钢纤维芯线带在开槽之后设有锚定部分，且沿 着带材的整个宽度延伸。在此进一步有利的是，在辗压处理之前分割成多个钢纤维带。在所述方法的进一步实施中，推荐使得钢纤维带在经过辗压处理之后按照使用目 的经过用于给钢纤维造型的成型辊(端部弯头、端部镦锻、波浪形等)。在实施该方法时，最后可以在完全成型之后，将钢纤维带卷绕起来。大量有序布置 的可方便且快速地分割的钢纤维以盘状钢纤维带的形式节省空间地且便于运输地被提供 用于输送至其使用地点。因此本发明还规定，在混凝土制备现场将钢纤维带分割成钢纤维。 这样就能省去如今用以避免“形成刺猬状部分”(钢纤维在混凝土中产生扎堆)的装置和措 施。不言而喻，也可以在生产线上就已经进行分割，只要希望如此或要求如此。但根据本发明的一种替代的设计方案，也可以使得钢纤维芯线在带材的纵向上成形。在这种情况下，可以采用简单的方式，在辗压过程之后有选择地给带的顶面和/ 或底面压上粗糙的滚花痕迹，而在钢纤维芯线横向于带材纵向布置的前述变型设计中，此 点也可以采用类似的方式来实现。由此可以实现增强在混凝土中的把持能力(Haftimg)。在这些方法步骤之后，可以有选择地将钢纤维带一层一层地卷绕起来，然后在混 凝土制备现场利用合适的装置进行后续的方法步骤。该方法还规定，接下来将在带的纵向上对齐的钢纤维芯线彼此分割开。在该方法的后续过程中规定，利用成型工具按照使用目的给断开之后的钢纤维芯 线造型。这种造型可以是使得钢纤维端部产生弯头、形成纵向伸展的波浪形状或者诸多种 种造型。在该方法过程中，最后将经过造型的钢纤维芯线截断成所希望的尺寸，从而各个 钢纤维准备用于后续应用。带材被有利地开设V形槽，其中槽角度W应在30° 120°之间。在此已表明特别 有利的是，槽角度W约为60°。隔片的厚度有利地为带厚度的20% 95%。在本发明的范围内，V形槽的深度按照带材的强度和钢纤维的使用目的进行有利 的选择。在本发明的范围内，此外已表明有利的是，辗压处理包括，相对于钢纤维带的平面 在一侧进行多次弯曲变形，直至在隔片的区域中在槽底处出现疲劳断裂裂纹。替代地，辗压 处理也可以包括，相对于钢纤维带的平面在两侧进行多次弯曲变形，直至在隔片的区域中 在槽底处出现疲劳断裂裂纹。进行辗压处理的方式可以为，使得隔片的多次弯曲变形的角度大小每次都相同。 但根据应用情况和材料特性，也可以替代地有利地使得隔片在一侧或两侧分别以增大或减 小的角度进行多次弯曲变形。隔片的多次弯曲变形的角度最好应小于槽角度。为了使得钢纤维芯线彻底地彼此断开，可以使得并排布置的钢纤维芯线相向地略 微偏摆，由此使得分隔片断裂。具体而言，针对横向于带方向布置的钢纤维，可以在切割装 置中采用拉链原理(Reifiverschlufiprinzip)将分隔片切断，进而将钢纤维分割开，而针对 沿带方向纵向布置的钢纤维芯线，可以使得并排布置的钢纤维芯线相向地略微偏摆，并利 用成型辊进行分割，然后将钢纤维成形和截断。作为预制材料，优选使用带状的金属半成品。采用一种按照前述方法权利要求中的至少一项制得的金属的钢纤维带，即可实现 本发明的有关装置的目的，这种钢纤维带由多个相互平行布置的、通过隔片相互连接的钢 纤维芯线构成，其特征在于用作预制材料的带状的半成品，这种半成品为了形成钢纤维芯 线而在一侧或两侧被开槽，且在开槽的情况下设置有锚定部分，其中这些隔片通过辗压处 理，经过多次弯曲变形，成型为薄的、易于彼此断开的分隔片，这些分隔片具有疲劳断裂部 分或疲劳断裂裂纹，且在断开时形成无毛刺且断口粗糙的断裂面，并使得钢纤维带或钢纤 维芯线带经受造型处理，其中在钢纤维带或钢纤维芯线带被分割开的情况下，产生适合作 为混凝土添加物的钢纤维。
通过辗压处理，在槽底上产生疲劳断裂裂纹，由此使得隔片弱化。留下来的隔片残 余一所谓的分隔片一可以变得很薄，因为它们处于弯曲过程的中间纤维(neutral Faser) 的区域中；因而以后可以轻易地将钢纤维芯线彼此断开和可靠地分割开。作为金属的材料，这里规定有在市面上常见的所有强度状态下基于特种钢或基于 铁的材料。只要使用目的需要，作为金属的材料，也可以规定有镀层的金属带，尤其是镀锌 或镀铜的钢带。这里特别值得推荐的是，作为金属的材料，规定有一种如下材料，借此针对 于相应的材料组也能通过轧制实现特别高的强度值。最后，本发明涉及一种按照前述方法制得的钢纤维。这种钢纤维的特征在于，它由 用作预制材料的带状半成品构成，为了形成一开始还由隔片相互连接的钢纤维芯线，所述 半成品在一侧或两侧被开槽，并在开槽时设置有锚定部分，其中这些隔片通过辗压处理，经 过多次弯曲变形，成型为薄的、易于彼此断开的分隔片，这些分隔片具有疲劳断裂部分，且 在断开时形成无毛刺且断口粗糙的断裂面。这种钢纤维由此形成一种全新类型的钢纤维。这里推荐钢纤维具有适合于添加到混凝土中的造型。下面通过附图中所示的实施例详细地介绍本发明；图中示出
图1为本发明的方法过程的第一实施方式的示意图，其中钢纤维芯线 (Stahlfaserader)处于带方向的横向上；
图2为方法过程的替代设计方案的与图1相应的视图，其中钢纤维芯线处于带方向的 纵向上；
图3为处于辗轧(Abrollung)中的开槽辊(Kerbralze)的详图； 图4为仅局部示出被设置用于制造钢纤维带或钢纤维芯线带的开槽的带的横剖视图， 其中已经进行开槽；
图5示出经受辗压处理(Walkprozess)的被设置用于制造钢纤维带或钢纤维芯线带的 开槽的带的弯曲变形状态，其中分图a)针对处于带纵向上的钢纤维芯线，分图b)针对处于 带横向上的钢纤维芯线；
图6示出用于切割(durchtrermen)钢纤维带或钢纤维芯线带的分隔片(Trermstege) 的装置；
图7为仅局部示出线带(Drahtband)的槽区域的剖视图； 图8示出用于分割钢纤维的切割装置； 图9为单个钢纤维的不同视图； 图10示出不同变形的各个钢纤维；
图11示出一种钢纤维，其端部横截面相比于钢纤维横截面增大。图中特别是图1和2中示意性地示出的方法用于制造优选用作混凝土添加物 的钢纤维2。为此，首先要么在一侧要么在两侧在辊3之间将用于形成钢纤维2的带材 (Blechband)I开槽，由此给钢纤维芯线4构造有锚定部分7。在这里，钢纤维芯线4 一开始 仍由隔片5相互连接，此点如由图4可见。为了接下来使得隔片5形成薄的、易于相互断开的分隔片，且这种分隔片在断开 时形成无毛刺且断口粗糙(bruchrauh)的断裂面，使得由钢纤维芯线4构成的钢纤维带经 受辗压处理，在处理时，每个隔片5都围绕其纵轴线多次弯曲变形，此点如在该图中用标号 6示出。由此在隔片5的区域中由于疲劳断裂而形成裂纹，从而得到分隔片。在槽之间还对表面进行刻划，以便也在此引起疲劳断裂，用于延长槽底。钢纤维芯线4在其开槽时还可以设有锚定部分7，锚定部分的形式为相比于钢纤 维横截面增大的横截面部分，此点如在图3和9中可以看到。这些锚定部分用于便于将钢 纤维2锚定在混凝土中，且可以一根据使用目的一置于合适的位置。在图9中还用15标出 了 辗压断裂表面(Walkbruchoberf Ikhe )。就图1所示的发明设计而言，钢纤维芯线4横向于带材1的纵向成形 (ausformen)0可以根据钢纤维2的所希望的长度使其要么沿着带材1的整个宽度延伸，但 也可以设置有切割刀具8，利用它将钢纤维芯线带1分割成两个或多个钢纤维带。最好在辗 压处理之前对钢纤维芯线带进行这种分割。在辗压处理之后，一个或多个钢纤维带经过成型辊9，通过该成型辊使得钢纤维4 得到符合以后的使用目的的造型。根据图10，可以将钢纤维2的端部例如构造成弯头；也 可以使得钢纤维2呈波浪形，或者以其它合适的方式变形。特别是可以将钢纤维端部改型， 更确切地说，按照展宽的方式来设计，此点如在图11中示出。这种展宽或增厚导致特别有 效地锚定在混凝土中。在完全成型(Konfektionierimg)之后，将钢纤维带一层一层地卷绕，由此能将方 便且节省空间地将钢纤维带运至以后的使用地点。因而在混凝土制备现场才将钢纤维带分割成钢纤维2，为此可以使用根据图8的 分割装置。该分割装置在此是快速运转的带齿的轮10，其将各个钢纤维2割断。由此还得 到如下优点当在混凝土制备现场进行分割时，各个钢纤维2能均勻地埋入到混凝土中，而 在其它情况下一当钢纤维2已经分割开地被提供时一所述钢纤维则倾向于“形成刺猬状部 分(Igelbildung)”，进而可能不均勻地分布在混凝土中。但也可以使得钢纤维芯线在带材1的纵向上成形，此点如在示意图2中所示。这 里的方法过程基本上是类似的，这里补充地设置有另一辊对11，经过辗压过程之后，该辊对 可选择地给带1的顶面和/或底面压上粗糙的滚花痕迹。而在方法过程的第一种变型设计 中，此点原则上也可以采用类似的方式来实现。而这里是在辗压过程之后紧接着就使得在带的纵向上对齐的钢纤维芯线4在12 处彼此断开。这样断开之后，然后利用专用的成型工具13再次进行造型，该成型工具使得 钢纤维2带上对于以后的使用目的所需要的造型。在这种造型之后，例如利用旋转剪切机14将钢纤维芯线4切断成所希望的尺寸， 从而钢纤维2已经在分割开的状态下被包装起来，并可以被运至以后的使用地点。也可以 在辗压处理之后将钢纤维芯线带一层一层地卷绕起来，然后可以利用合适的装置，在混凝 土制备现场对钢纤维进行分割、割断、变型和切断。带材1被开设V形槽，其中槽角度W可以在30° 120°之间；优选槽角度W约为 60°。一开始留下来的隔片5的厚度通常为带1的厚度的209Γ95%。在本发明的范围内，V形槽的深度按照强度和钢纤维的使用目的进行有利的选择。可以采用各种不同的方式进行辗压处理；故首先可考虑，相对于钢纤维带1的平 面仅在一侧进行多次弯曲变形，直至在隔片5的区域出现疲劳断裂。但也可以相对于钢纤 维带1的平面在两侧进行多次弯曲变形，由此进行辗压处理，其中隔片5的多次弯曲变形的
7角度大小要么每次都相同，但也可以分别增大或减小。相关细节特别是还可由图如和恥 得知。在任何情况下，隔片5的多次弯曲变形的角度都应小于槽角度W。于是，使得并排布置的钢纤维芯线相向地略微偏摆，就能使得纵向对齐的钢纤维 的分隔片横向于带1发生局部断裂，此点可利用相应的成型辊来实现，且在图6中示出。若 钢纤维横向对齐，则在分割装置(图8)中作为最后的方法步骤进行分割。作为预制材料，通常使用带状的金属半成品，这里特别推荐在市面上常见的所有 强度状态下基于特种钢或基于铁的材料。只要特殊的使用目的需要，也可以为此使用镀层 的金属带，尤其是镀锌或镀铜的钢带。在任何情况下都有益的是，作为金属的材料，规定有 一种如下材料，借此针对于相应的材料组也能通过轧制(Walzen)实现特别高的强度值。最后，按照前述方法制得的钢纤维也是本发明的主题。这种钢纤维由用作预制材 料的带状半成品构成，为了形成一开始还由隔片5相互连接的钢纤维芯线4，在一侧或两侧 给所述半成品开槽。在开槽时，给这种钢纤维设置有锚定部分。锚定部分是钢纤维的在开 槽时由相应的工具造型留下来的较大的横截面区域，这些横截面区域在开槽时甚至还被略 微镦锻(aufstauchen)。锚定部分优选置于钢纤维端部，针对钢纤维，横向于所述钢纤维端 部还可行的是，横向地进一步给钢纤维端部开槽，在这种情况下将其进一步略微镦锻。通过辗压处理使得隔片5在两侧多次弯曲变形，并由于疲劳断裂而产生裂纹，而 隔片残余一分隔片一在以后实际上无需变形即可断开，致使断裂面无毛刺，且断口粗糙。还可以给钢纤维的顶面和底面压上滚花，此外可以使得钢纤维具有适合于添加到 混凝土中且符合使用目的的形状。
权利要求
1.一种钢纤维制造方法，这种钢纤维优选用作混凝土添加物，以及用于在制造钢纤维 混凝土时供应混凝土添加物，其特征在于，首先要么在一侧要么在两侧给用于形成钢纤维 (2)的带材(1)开槽，由此得到钢纤维芯线(4)，这些钢纤维芯线一开始仍由隔片(5)相互连 接，为了接下来进一步使得隔片(5)形成薄的、易于相互分割的分隔片，且分隔片在断开时 形成无毛刺的断口粗糙的断裂面，使得钢纤维带经受辗压处理，在处理时，每个隔片(5)都 围绕其纵轴线多次弯曲变形，由此在隔片(5)的区域中由于疲劳断裂而形成裂纹，从而得到 分隔片。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在开槽时给钢纤维芯线(4)设有锚定部分 (7)，这些锚定部分由开槽时的中断部分构成。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使得钢纤维芯线(4)横向于带材(1)的 纵向成形。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用切割刀具(8)将钢纤维 芯线带(4)分割成两个或多个钢纤维带，所述钢纤维芯线带在开槽之后沿着带材(1)的整 个宽度延伸。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在辗压处理(6)之前分割钢纤维芯线带(4)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，使得钢纤维带在经过辗压处 理之后按照使用目的经过用于给钢纤维芯线(4)造型的成型辊(8)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在完全成型之后，将钢纤维带 一层一层地卷绕起来。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在混凝土制备现场将钢纤维 带分割成钢纤维(2)。
9.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，使得钢纤维芯线(4)在带材 (1)的纵向上成形。
10.如权利要求1、2或9中任一项所述的方法，其特征在于，在辗压过程之后有选择地 使得带(1)的顶面和/或底面按照滚花的方式粗糙化。
11.如权利要求1、2、9或10中任一项所述的方法，其特征在于，接下来将在带(1)的 纵向上对齐的钢纤维芯线(4)彼此分割开。
12.如权利要求1、2、9、10或11中任一项所述的方法，其特征在于，利用成型工具(13) 按照使用目的给断开之后的钢纤维芯线(4)造型。
13.如权利要求1、2、9、10、11或12中任一项所述的方法，其特征在于，将经过造型的 钢纤维芯线(4)截断成钢纤维(2)的所希望的尺寸。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述开槽呈V形地进行。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，槽角度W在30° 120°之间。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，槽角度W约为60°。
17.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，隔片(5)的厚度为带(1)的 厚度的20% 95%。
18.如权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，V形槽的深度按照预制材 料的强度和钢纤维的使用目的进行选择。
19.如权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，辗压处理包括相对于钢纤 维带(1)的平面在一侧进行多次弯曲变形，直至在隔片(5)的区域中出现疲劳断裂。
20.如权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，辗压处理包括相对于钢纤 维带(1)的平面在两侧进行多次弯曲变形，直至在隔片(5)的区域中出现疲劳断裂裂纹。
21.如权利要求1至20中任一项所述的方法，其特征在于，隔片(5)的多次弯曲变形 每次都以相同大小的角度进行。
22.如权利要求1至20中任一项所述的方法，其特征在于，隔片(5)的多次弯曲变形 分别以增大或减小的角度进行。
23.如权利要求1至22中任一项所述的方法，其特征在于，隔片(5)的多次弯曲变形 以小于槽角度W的角度进行。
24.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其特征在于，使得并排布置的钢纤维芯 线(4)相向地略微偏摆，由此使得分隔片局部断裂。
25.如权利要求1至M中任一项所述的方法，其特征在于，作为预制材料，使用带状的 金属半成品。
26.一种按照前述方法权利要求中的至少一项制得的金属的钢纤维带或钢纤维芯线 带，这种钢纤维带由多个相互平行布置的、通过隔片相互连接的钢纤维芯线构成，其特征在 于用作预制材料的带状的半成品，这种半成品为了形成一开始仍由隔片(5)相互连接的钢 纤维芯线(4)而在一侧或两侧被开槽，且在开槽的情况下设置有锚定部分，其中这些隔片 (5)通过辗压处理，经过多次弯曲变形，成型为薄的、易于彼此断开的分隔片，这些分隔片具 有疲劳断裂部分，且在断开时形成无毛刺且断口粗糙的断裂面，并使得钢纤维芯线(4)和钢 纤维带经受造型处理，由此在从钢纤维带(4)或钢纤维芯线带分割出钢纤维的过程中，产生 适合作为混凝土添加物的钢纤维(2 )。
27.如权利要求沈所述的钢纤维带或钢纤维芯线带，其特征在于，作为金属的材料， 规定有基于特种钢或基于铁的材料。
28.如权利要求沈所述的钢纤维带或钢纤维芯线带，其特征在于，作为金属的材料， 规定有镀层的金属带，尤其是镀锌或镀铜的钢带。
29.如权利要求沈所述的钢纤维带或钢纤维芯线带，其特征在于，作为金属的材料， 规定有一种如下材料借此针对于相应的材料组也能通过轧制实现特别高的强度值。
30.一种按照前述方法权利要求中的至少一项制得的钢纤维，其特征在于，它由用作 预制材料的带状半成品构成，为了形成一开始还由隔片(5)相互连接的钢纤维芯线(4)，所 述半成品在一侧或两侧被开槽，并在开槽时设置有锚定部分，其中这些隔片(5)通过辗压处 理，经过多次弯曲变形，成型为薄的、易于彼此断开的分隔片，这些分隔片具有疲劳断裂部 分，且在断开时形成无毛刺且断口粗糙的断裂面。
31.如权利要求30所述的钢纤维，其特征在于，它具有适合于添加到混凝土中的造型。
全文摘要
一种钢纤维制造方法，这种钢纤维优选用作混凝土添加物，以及用于在制造钢纤维混凝土时供应混凝土添加物，其特征在于，首先要么在一侧要么在两侧给用于形成钢纤维(2)的带材(1)开槽，由此得到钢纤维芯线(4)，这些钢纤维芯线一开始仍由隔片(5)相互连接，为了接下来进一步使得隔片(5)形成薄的、易于相互分割的分隔片，且分隔片在断开时形成光滑且无毛刺的断裂面，使得钢纤维带经受辗压处理，在处理时，每个隔片(5)都围绕其纵轴线多次弯曲变形，由此在隔片的区域中由于疲劳断裂而形成裂纹，从而得到分隔片。
文档编号B23D31/00GK102105262SQ200980128593
公开日2011年6月22日 申请日期2009年5月23日 优先权日2008年7月23日
发明者斯塔尔 K-H. 申请人:森特和森特有限责任两合公司