DE2042881A1 - Wire elements and Zweiphasenma tenal, there. Such wire elements contain - Google Patents

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Patentanwälte Dipl. -Ing. F. Weickmann,Patent attorneys Dipl. -Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN8 MUNICH 86, DEN

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BSKAERT SoA., Zwevegem / BelgienBSKAERT SoA., Zwevegem / Belgium

Drahtelemente und Zweiphasenmaterial, das solche Drahtelemente enthält.Wire elements and two-phase material containing such wire elements.

Die Erfindung betrifft ein Drahtelement zum Untermischen in ein anschließend härtendes, weiches Material. Derartige Drahtelemente mit einem hohen Elastizitätsmodul und hoher Reißfestigkeit werden in großen Mengen zur Verstärkung von Kunstharzen, plastischen Kunststoffen, Gummi und anderen Materialien, speziell Mörtel und Beton, verwendet, die einer Zugbelastung nur einen geringen Widerstand bieten₀ Diese Elemente sind kurze Drahtstücke aus Stahl, Glasfaser oder einem ähnlichen Material hoher Zugfestigkeit, die, wenn sie in ein Material mit einem niedrigen Elastizitätsmodul untermischt werden, ein zweiphasiges Material beachtlicher Festigkeit ergeben*The invention relates to a wire element for mixing into a subsequently hardening, soft material. Such wire elements with a high modulus of elasticity and high tensile strength are used in large quantities to reinforce synthetic resins, plastic plastics, rubber and other materials, especially mortar and concrete, which offer only a low resistance to tensile load ₀ These elements are short pieces of wire made of steel, Glass fiber or a similar material of high tensile strength which, when mixed into a material with a low elastic modulus, results in a two-phase material of considerable strength *

Um für ein gegebenes Gewicht des Drahtmaterials die Pestigkeitseigenschaften zu verbessern, ist bereits vorgeschlagen worden, die Konzentration der Drähte in der Masse durch eine größere Aufteilung in feinere Drähte zu erhöhen,, Um eine befriedigende Bindung des Drahtes an dem Material zu erzielen, ist ein hinlänglicher Quotient der Drahtlänge zum Drahtdurchmesser notwendig« Auch sind verschiedene and erο DrahtformenTo determine the strength properties for a given weight of the wire material It has already been proposed to improve the concentration of the wires in the bulk by a greater division into finer wires to increase, to a satisfactory To achieve binding of the wire to the material, a sufficient quotient of the wire length to the wire diameter is sufficient necessary «Also different and erο wire shapes are necessary

109, l ·;/ 1 Γ, 1 1109, l; / 1 Γ, 1 1

vorgeschlagen worden, die diese Bindung verbessern sollen, etwa Riffelungen in dem Draht, schrauben- oder ringförmige Drähteοhave been proposed to improve this bond, such as corrugations in the wire, helical or annular Wires o

Leider mußte man beobachten, daß das Vorhandensein von Drahtelementen in dem Material einen schädlichen Einfluß auf die Mischbarkeit hate Die Elemente haben eine Neigung, sich in Kneuel zusammenzuballen und die Verteilung der Dräh- ^ te ist dann unzureichende Pur gestreckte Drähte nimmt diese Tendenz bekanntlich mit der Konzentration der Drähte in der Masse und mit dem Verhältnis Länge zu Durchmesser zu. Dies sind aber genau die Voraussetzungen für gute Festigkeiteeigenschafteno Daraus muß man schließen, daß bei einer vorgegebenen Drahtform eine Unverträglichkeit zwischen den Bedingungen für eine gute Festigkeit und für eine gute Mischbarkeit bestehtoUnfortunately, it has been observed that the presence of wire elements in the material has a deleterious effect on the miscibility hate The elements have a tendency to cluster together in pebbles and the distribution of the wires ^ te is then insufficient Pur stretched wires takes this As is well known, there is a tendency with the concentration of the wires in the mass and with the ratio of length to diameter. this but are precisely the prerequisites for good strength propertieso From this one must conclude that for a given wire shape, there is an incompatibility between the conditions for good strength and good miscibility consistso

Die Erfindung geht von der Annahme aus, daß es Drahtformen geben muß, für die diese Unverträglichkeit weniger gravierend ist als für gestreckte DrähtenThe invention is based on the assumption that there must be wire shapes for which this incompatibility is less serious is than for stretched wires

k Es liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Typ von Drahtelementen zu schaffen, bei dem diese Unverträglichkeit wesentlich abgeschwächt ist und mit dem es möglich ist, für eine gegebene Festigkeit mit dem gleichen prozentualen Stahlanteil eine bessere Mischbarkeit zu erzielen«,k It is therefore the object of the invention to provide a type of wire elements, in which this incompatibility is substantially weakened and with which it is possible for a given strength with the same percentage Steel content to achieve better miscibility «,

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Drahtelement vor, das aus einem im wesentlichen gestreckten Drahtstück besteht, welches an beiden Enden eine Biegung in einer solchen Form hat, daß ein Ineinanderhaken zweier benachbarter Drahtelemente nicht möglich ist»To achieve this object, the invention provides a wire element which consists of a substantially elongated piece of wire consists, which at both ends has a bend in such a shape that a hooking of two adjacent Wire elements is not possible »

Zum besseren Verständnis der Gründe für die Vorzüge der erfindungsgemäßen Drahtelemente wird nachstehend erläutert, For a better understanding of the reasons for the advantages of the wire elements according to the invention, it is explained below:

1 0 P · 1 ? / 1 5 1 11 0 P 1? / 1 5 1 1

was vermutlich geschieht, wenn einerseits das verstärkte Material dem Fortschreiten eines Risses unter einer Belastung widersteht, und wenn andererseits die Drahtelemente in das weiche, anschließend härtende Material untermischt werden«»what will probably happen if on the one hand the reinforced material the advancement of a crack under load resists, and if on the other hand the wire elements are mixed into the soft, then hardening material «»

Unter einer Belastung wird das Fortschreiten eines beginnenden Risses durch dasjenige Drahtelement aufgehalten, das die Bruchkante auf ihrem Meg triffto Dort nimmt der Draht die konzentrierte örtliche Zugkraft, die das Fortschreiten des Risses verursacht, auf und diese Kraft wird vom Draht auf das umgebende Grundmaterial verteilt und zwar über die Kontaktfläche, wo Reaktionskräfte entstehen, die einer relativen Bewegung des Drahtes in dem Material entgegenwirken. Diese Erscheinung wird im füllenden als Bindung des Drahtes in dem Material bezeichnet. Ein gerades Drahteleraent zum Beispiel, das einen senkrecht auftreffenden Riß im Weg ist, übernimmt eine reine Zugkraft und die Reaktions-kräfte sind dann also parallel zur Dralitachse gerichtet und werden durch die Haftung des Drahtes an dem Material gelieferte Im Bereich der Krümmung eines nicht geradlinigen Drahtes gibt es unter Zug zusätzlich Reaktionskräfte, die senkrecht zur Kontaktfläche wirken, und diese tragen zur Bindung beiο Die Bindung hängt also von der Länge und der Form des Drahtes aboUnder a load progression of an incipient crack is stopped by the one wire element triffto the breaking edge on their Meg where the wire assumes the concentrated local tensile force that causes the progression of the crack, and this force is distributed from the wire to the surrounding base material, and over the contact surface, where reaction forces arise which counteract a relative movement of the wire in the material. This phenomenon is called the binding of the wire in the material. A straight wire element, for example, which is in the way of a perpendicular crack, takes on a pure tensile force and the reaction forces are then directed parallel to the twist axis and are delivered by the adhesion of the wire to the material there are additional reaction forces under tension that act perpendicular to the contact surface, and these contribute to the bond o The bond depends on the length and shape of the wire

Um eine gute Mischbarkeit zu erzielen, ist es erwünscht, Drahtelemente zu verwenden, die einen kleinen Quotienten Länge zu Durchmesser habeno Wenn aber ein Drahtelement mit einem bestimmten Durchmesser zu kurz ist, kann es keine genügende Bindung im Vergleich zur Zugkraft, die der Draht aushalten kann, bieten und es ist dann unnötig und unwirtschaftlich, einen solch großen Durchmesser zu verwenden* Der Stahl wird nicht rationell ausgenützt und für eine bestimmte prozentuale Armierung läßt die Festigkeit viel zu wünschen übrige Zwar verbessert sich für gestreckte Drähte bei Verwendung immerIn order to achieve good miscibility, it is desirable Use wire elements that have a small ratio of length to diameter o But if a wire element with a If a certain diameter is too short, it may not be sufficient Binding compared to the tensile force that the wire can withstand and it is then unnecessary and uneconomical to use such a large diameter * The steel is not used rationally and for a certain percentage Reinforcement leaves much to be desired in terms of strength

1 Ü '11 BAD1 night '11 BATH

2Ü428812Ü42881

kürzerer Drahtelemente die Mischbarkeit, aber man kann nicht unter eine bestimmte Grenze des Länge-Durchmesser-Verhältnisses gehen, ohne zu viel Festigkeit einzubüßen.,shorter wire elements limit the miscibility, but you can't below a certain limit of the length-to-diameter ratio without losing too much strength.,

Es ist nun möglich, durch Verwendung gebogener Elemente, wie schraubenförmiger oder wellenförmiger Drähte, die Bindung des. Elementes in dem Material zu verbessern, so daß man einen niedrigeren Grenzwert für das Länge-Durchmesserverhältnis ^ erzielt und für die gleiche Festigkeit kürzere Drahtelemen— te verwenden kann, die eine bessere Mischbarkeit haben,, Hierbei können aber die Biegungen ihrerseits einen schädlichen Einfluß auf die Mischbarkeit haben, so daß das Gesamtergebnis negativ sein kann. Hier tritt nun ein erstes Problem auf: Nämlich einen Typ von Biegungen zu finden, die eine maximale atej^rung der Bindung erlauben, und damit die Verwendung kürzerer Drähte mit besserer Mischbarkeit ermöglichen, die aber andererseits eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Mischbarkeit unmittelbar durch die Biegungen selbst ergeben«, ■It is now possible to create the binding by using curved elements such as helical or wave-shaped wires Des. To improve the element in the material, so that one has a lower limit value for the length-to-diameter ratio ^ achieved and shorter wire elements for the same strength te that have better miscibility, here but the bends in turn can have a detrimental effect on the miscibility, so that the overall result can be negative. A first problem now arises here: namely to find a type of bend which has a maximum allow atej ^ ration of the binding, and thus the use enable shorter wires with better miscibility, but on the other hand, the least possible impairment the miscibility result directly from the bends themselves «, ■

Im Zusammenhang mit gekrümmten Drähten tritt noch ein zweites fc Problem auf: Ihre effektive Länge ist kleiner als diejenige eines gestreckten Drahtes der gleichen Länge$ das bedeutet, daß ein gerader Draht einen größeren Bereich überspannt, in dem das Fortschreiten der Bruchkante gestoppt werden kanne Eine fortschreitende Bruchkante hat mehr Chancen, auf ihrem Weg einen geraden Draht zu finden als einen gewellten der gleichen Drahtlänge, und dies ist für die resultierende Festigkeit des Materials ungünstig« Also stellt sich, das Problem, einen Typ von Biegungen zu finden, der eine maximale Steigerung der Bindung und zugleich einen minimalen Verlust an effektiver Länge bietet.There is a second fc problem associated with curved wires: their effective length is less than that of a straight wire of the same length $ that means that a straight wire spans a larger area, in the progression of the breakline can be stopped. A progressive breakline has more chances of getting on its Way to find a straight wire than a corrugated one of the same wire length and this is for the resulting strength of the material unfavorable «So the problem arises to find a type of bend that has a maximum increase in bond and at the same time a minimal loss of effectiveness Length offers.

Man kann in der Tat beobachten, daß für die erfindungsgemäs-In fact, it can be observed that for the

1 0 Γ ■' ■ \/ 1 '« 1 11 0 Γ ■ '■ \ / 1' «1 1

20Λ288120Λ2881

sen Drahtelemente eine gute effektive Länge erzielt wird: Das Drahtelement ist im wesentlichen ein gerades Elemente Dies heißt, daß der im wesentlichen gerade Mittelteil des Drahtes mindestens so lang ist wie derjenige Teil, der die Biegungen an beiden Enden formt. Eine mathematische Geradlinigkeit ist für den praktisch geraden Mittelteil nicht erforderlich und auch in der Praxis nicht mö'glioho Um diesen Mittelteil als "praktisch gerade" zu bezeichnen, genügt, daß das Integral über diesen geraden Teil des Absolutwertes der Krümmung pro Längeneinheit kleiner als 45 istoA good effective length is achieved with the wire elements: The wire element is essentially a straight element This means that the substantially straight central part of the wire is at least as long as that part which the Forms bends at both ends. A mathematical straightforwardness is not required for the practically straight middle section and is also not possible in practice To designate the middle section as "practically straight" suffices that the integral over this straight part of the absolute value of the curvature per unit length is less than 45

Durch Biegungen an beiden Enden erhält man eine gute Verankerung der Elemente in dem Grundmaterial, wobei eine maximale effektive Länge erhalten bleibt₀ Unter einem solchen mit einer Biegung versehenen Ende versteht man, daß der Teil des Drahtes auf jeder Seite des praktisch geraden Mittelteils eine Länge von mindestens dem Fünffachen des Durohmessers hat und daß das Integral über diese Länge des Absolutwertes der Krümmung pro Längeneinheit mindestens 60° beträgto Ein Drahten** de, das diese Bedingungen nicht erfüllt, kann kaum als ein verankerndes Ende angesehen werden«By bends at both ends to obtain a good anchoring of elements in the base material, wherein a maximum effective length remains ₀ Under such provided with a bent end, it is understood that the portion of wire on each side of the virtually straight middle portion have a length of at least five times the durometer and that the integral over this length of the absolute value of the curvature per unit of length is at least 60 ° o A wire ** de that does not meet these conditions can hardly be regarded as an anchoring end «

Schließlich hat man beobachtet, daß der Mechanismus des Zusammenballens während des Mischvorganges von der Art des Drahtelementes abhängt. Lange, gestreckte Drähte sind bieg« earn und können sich miteinander verflechten. Kurze Drahtstüoke neigen mehr dazu, mit einem Ende einzudringen und in dem sioh bildenden Kneuel steckenzubleiben, um dann während des weiteren Misohens sioh zu falten und ein Teil des Kneuels zu werden* für im wesentlichen gestreckte, kurze Drahtelemente mit Biegungen an beiden Enden scheint dieser Meohanismus des Steokenbleibens nioht möglich zu sein, und trotzdem gibt es auoh da ein Phänomen des Zusammenballens_o Der Erfinder hat beobachtet, daß dies besonders mit Biegungen in HakenformFinally, it has been observed that the mechanism of agglomeration during the mixing process depends on the type of wire element. Long, stretched wires are easy to bend and can intertwine with one another. Short pieces of wire have more of a tendency to penetrate one end and get stuck in the cone forming the sioh, only to fold sioh and become part of the cone during the further misohing It is not possible to stay steered, and yet there is also a phenomenon of agglomeration _o The inventor has observed that this is particularly the case with hook-shaped bends

1 0 9 H1Z/15 1 11 0 9 H1 Z / 15 1 1

passierte, und eine weitere Untersuchung "brachte zu Tage, daß die Kneuelbildung von Drahtenden verursacht v/ird, die sich ineinanderhaken. Daraus kann man folgern, daß die Biegung an den Enden eines gestreckten Drahtes in einer Form, die das Ineinanderhaken zweier benachbarter Elemente unmöglich macht, nicht nur den Einhakmechanismus verhindert, sondern auch den Mechanismus des Steckenbleibens. Damit ist ein Biegungstyp eines Drahtelementes gefunden, der eine bessere Bindung und die Verwendung kürzerer Drahtstücke mit besserer Mischbarkeit ermöglicht und der außerdem eine weitere Verbesserung dieser Mischbarkeit erzielt. Wie schon oben erklärt wurde, gibt dieser Biegungstyp sowohl eine gute Verankerung in dem Material als auch einen minimalen Verlust an effektiver Länge. Somit sind also die beiden Probleme, die einen guten Biegungstyp eines Drahtelementes betreffen, gelöste Dies ist wohl auch die Erklärung für die Verträglichkeit zwischen der Materialfestigkeit und der Mischbarkeit für die erfindungsgemäßen Drahtelemente ο Es folgt somit, daß das Verhältnis Länge zu Durchmesser, für das die besten Resultate eraielt werden, zwisohen 50s1 und 200:1 liegt₀ happened, and further investigation "revealed that the balling is caused by wire ends that hook into one another. It can be concluded that the bend at the ends of a stretched wire in a shape that makes the hooking of two adjacent elements impossible makes, not only prevents the hooking mechanism, but also the mechanism of getting stuck. Thus, a type of bending of a wire element has been found, which enables better binding and the use of shorter pieces of wire with better miscibility and which also achieves a further improvement in this miscibility. As already explained above this type of bend gives both good anchoring in the material and a minimal loss of effective length. Thus, the two problems that concern a good type of bend of a wire element are solved the miscibility fü r wire elements of the invention ο It therefore follows that the ratio of length to diameter, for which the best results are eraielt zwisohen, 50S1 and 200: 1 ₀

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Zeichnungen noch näher erläuterte Es zeigentThe invention is explained in more detail below with reference to a few drawings

Fig.1 ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Drahtele— mentes mit vollständig eingebogenen Drahtenden;1 shows a first example of a wire element according to the invention mentes with completely bent wire ends;

Figo2 ein zweites Beispiel eines erfindungsgemäßen Draht« elementes mit gestreckten Drahtenden;Figo2 a second example of a wire according to the invention « element with stretched wire ends;

Figo3 ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtelementes nach Figo 2;Figo3 shows a method for producing a wire element according to Figo 2;

Figg4 ein Beispiel für ein Drahtelement, das dem Kriterium der Erfindung nicht entsprioht; *Figg4 shows an example of a wire element that meets the criterion does not correspond to the invention; *

Figo5 eine Abwandlung dee Beispiels der Figo4, die jedoch dem Kriterium der Erfindung entspriohteFIG. 5 shows a modification of the example of FIG. 4, which, however, corresponded to the criterion of the invention

^i: " "■"' 109812/1511 ^i: "" ■ "'109812/1511

In dem Beispiel der Fig.i ist jedes Ende 1 des Drahtelementes 2 zu einem geschlossenen Kreis umgebogen«, Diese Form erlaubt nicht, daß benachbarte Drahtelemente sich ineinanderhaken« Ein Drahtelement gemäß Fig.1 ist jedoch schwierig herzustellen«, Einfacher läßt sich ein Drahtelement 3 mit geraden Enden 4 herstellen, wie es in Figo2 gezeigt ist. Ein gerader Draht 5 kann zwischen zwei Zahnrädern 6 spezieller Form zu einer Dreieckswellenform 7 (Figo3) verformt und danach in kurze Drahtstücke 8 zerschnitten werden. Bei diesen Drahtelementen 8 können die Enden sich nicht ineinanäerhaken, wenn die Biegungswinkel nicht spitze Winkel sind© In dem Beispiel der Figo4 jedoch, v/o beide Drahtenden ebenfalls als ein gerader Drahtteil ausgebildet sind, müssen die Biegungswinkel stumpf sein (Figo5). Man kann als Kriterium für diese Drahtelemente mit gestreckten Drahtenden nehmen, daß an mindestens dem einen Drahtende die Normale in jedem Punkt der Oberfläche nicht durch das andere Ende gelito In diesem Fall können die Drahtelemente sich nicht mit den Enden aneinanderhängen, weil es keine Gleichgewichtslage gibtοIn the example of Fig.i, each end is 1 of the wire element 2 bent into a closed circle «, This form allows not that neighboring wire elements hook into one another " However, a wire element according to FIG. 1 is difficult to manufacture «, A wire element 3 with straight ends 4, as shown in FIG. 2, can be produced more easily. A straight one Wire 5 can have a special shape between two gears 6 deformed a triangular waveform 7 (Figo3) and then into short pieces of wire 8 are cut. With these wire elements 8, the ends cannot hook into one another, if the bending angles are not acute angles © In the example of Figo4, however, v / o both wire ends also as a straight wire part are formed, the bending angles must be obtuse (Figo5). One can use as a criterion for this Wire elements with stretched wire ends assume that at least one end of the wire the normal in any point of the surface not gelito through the other end in this one In case the wire elements cannot hang together with the ends, because there is no equilibrium

Vorzugsweise besiait das Drahtelement aus Stahldraht, der gemäß Figo2 umgebogen wird. In diesem Fall ist eine Biegung von 90 möglich und man erhält eine bessere Verankerung des Drahtendes. Für diese Drahtelemente mit geraden Drahtenden wurden einige Versuche angestellt, um den Einfluß der Länge der Drahtenden, des Biegungswinkels und des Krümmungsradius auf den Bindungseffekt im Material zu untersuchen«, Für jeden Test wurden fünf Drahtelemente mit der einen Hälfte in einen ungesättigten Polyester-Kunststoff eingebettet, der danach bei Raumtemperatur erhärtete. Die Drahtelemente waren blanker Stahl von 0,35 mm und der gestreckte Mittelteil wurde rechtwinkelig auf einer Länge von 15 mm in den Polyester-Kunststoff eingetauchte Die zum Herausziehen der Drahtelemente nötige Kraft wurde gemessen und aus den fünf DrahtelementenThe wire element preferably comprises steel wire according to Figo2 is bent. In this case a bend of 90 is possible and you get a better anchoring of the Wire end. For these wire elements with straight wire ends, a few attempts have been made to determine the influence of the length the wire ends, the bending angle and the radius of curvature to examine the binding effect in the material «, for everyone In the test, five wire elements were embedded with one half in an unsaturated polyester plastic Room temperature hardened. The wire elements were 0.35 mm bare steel and the stretched central portion became rectangular The necessary to pull out the wire elements dipped into the polyester plastic for a length of 15 mm Force was measured and taken from the five wire elements

1 0 £- / 1 i... 1 11 0 £ - / 1 i ... 1 1

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

20Λ288120Λ2881

-s--s-

wurde ein Mittelwert berechnet ο Die Ergebnisse sind nachstehend tabellarisch zusammengefaßt, wobei ß der Winkel ist, um den das gerade Drahtende zum geraden Kittelteil abgebogen isto L/d ist das Verhältnis der länge des geraden Drahtendes zum Durchmesser und R/d ist das Verhältnis des Krümmungsradius der Biegung zum Drahtdurchmesser ■» Die Werte für die Ziehkraft sind in kg angegebenean average was calculated ο The results are below summarized in a table, where ß is the angle by which the straight end of the wire is bent to the straight smock part isto L / d is the ratio of the length of the straight end of the wire to the diameter and R / d is the ratio of the radius of curvature the bend to the wire diameter ■ »The values for the pulling force is given in kg

Tabelle 1Table 1

Einfluß von ρ und L/d bei konstantem Krümmungsradius=^,5dInfluence of ρ and L / d with constant radius of curvature = ^, 5d

45^l 45 ^l

6060

4,34.3 4,14.1 7,97.9 10,410.4 11,411.4 1010 44th 7,57.5 10,210.2 11,911.9 14,314.3 4,14.1 7,87.8 10,710.7 12,912.9

Tabelle 2 Table 2

Einfluß von L/d und R/d bei konstantem BiegungswinkelInfluence of L / d and R / d at constant bending angle

ß = 60°β = 60 °

\\ R/dR / d 0,50.5 11 22 22 ,3, 3 L/ä>L / ä> XX ,3, 3 4,34.3 10,410.4 8,8th, 66th 77th ,7, 7 1010 10,210.2 88th 77th 14,314.3 10,710.7 8,8th, 77th

1010

1 11 1

Aus diesen Ergebnissen kann man schließen, daß der Schärfe des Winkels große Bedeutung zukommt und daß die Länge L des geraden Drahtendes nur wenig Einfluß auf die Bruchfestigkeit des Materials hat. Aber es wurde beobachtet, daß die Gesamtenergie zum Herausziehen des Drahtelementes annähernd proportional dieser Länge isto Dies ist in Tabelle 3 bestätigt, in der die Energie in kg»mm angegeben istoFrom these results it can be concluded that the sharpness of the angle is of great importance and that the length L of the straight wire end has little effect on the breaking strength of the material. But it was observed that the Total energy for pulling out the wire element is approximately proportional to this length iso This is confirmed in Table 3, in which the energy is given in kg »mmo

Tabelle 3Table 3

Energie als Punktion von P und L/d mit konstantem Krümmungsradius Energy as puncture of P and L / d with constant radius of curvature

45° 60° 80°45 ° 60 ° 80 °

14,314.3

9,5 12,5 13,7 24,4 29,6 36,8 32,6 44,9 53,09.5 12.5 13.7 24.4 29.6 36.8 32.6 44.9 53.0

Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, daß das Drahtelement durch den "Tunnel", in dem es eingebettet war, herausgezogen wird. Jedes Stück des geraden Drahtendes muß dabei die Krümmung in diesem Tunnel durchlaufen und wird dabei gebogen, um dann wieder in dem geraden Teil des Tunnels gestreckt zu werden. Die gesamte Länge L des geraden Drahtendes wird dem unterzogen und dieser Vorgang macht während der ganzen Zeit, solange das Drahtende nicht vollständig die Krümmung des Tunnels passiert hat, eine konstante Ziehkraft erforderlich« Daraus erklärt sioh, daß die Gesamtenergie zum Herausziehen proportional zu L ist_e This can be explained by the fact that the wire element is pulled out through the "tunnel" in which it was embedded. Each piece of the straight wire end has to go through the curve in this tunnel and is bent in the process, in order to then be stretched again in the straight part of the tunnel. The entire length L of the straight end of the wire is subjected to this and this process requires a constant pulling force all the time as long as the end of the wire has not completely passed the curve of the tunnel. This explains that the total pulling energy is proportional to L _e

Bb ist also leicht einzusehen, daß ZweiphaBenmaterialien mit Elementen, <3ie eine große Energie zum Herausziehen benötigen, selbst eine große Energie zum Brechen braucheno Der ersteBb is therefore easy to see that two-phase materials with Elements that need great energy to pull out, even great energy to break o The first

10.9 M V/151110.9 M V / 1511

1Ü U 7 8 8 1 Ü U 7 8 8

Eiß kann bei der gleichen Belastung erfolgen, aber dann ist eine weitere Kraft notwendig, um die Deformation bis zu einem vollständigen Bruch fortzusetzen» Dies ist für Materialien bedeutsam, die eine hohe Stoßfestigkeit brauchen, beispielsweise Beton für Bunker, oder für Materialien, bei denen man vor dem Brechen eine Art von plastischem Fließen haben will«Eating can occur with the same load, but then another force is necessary to deform the deformation up to one to continue complete rupture »This is important for materials that need high impact resistance, for example Concrete for bunkers, or for materials that you want to have a kind of plastic flow before breaking «

Auf jeden Fall läßt sich das Ausmaß des plastischen Fließens durch die Länge L steuern und die Ziehkraft durch den Winkel r und den Krümmungsradius R. So kann man die Kurve für die Kraft als Funktion der Verlängerung modulieren_o In any case, the extent of the plastic flow can be controlled by the length L and the pulling force by the angle r and the radius of curvature R. So you can modulate the curve for the force as a function of the extension, _etc.

Es ist auch möglich, Drahtenden mit mehr als einer scharfen Biegung zu verwenden Diese Drahtenden können aus mindestens zwei geraden Teilen bestehen, die von dem angrenzenden geraden Teil durch eine Biegung von mindestens 45 getrennt sind β Diese Kombination von zwei Biegungen über einen Winkel ß und zwei Längen L bietet eine zusätzliche Möglichkeit, die Kurvenform für die Abhängigkeit der Verlängerung von der Kraft zu modulieren_o Dabei bleibt aber die Bedingung bestehen, daß die Drahtelemente sich nicht ineinanderhaken dürfen, und dies bedeutet, daß für mindestens eines der Enden die normale in jedem Punkt der Oberfläche nicht durch das andere Ende gehen darf*It is also possible to use wire ends with more than one sharp bend.These wire ends can consist of at least two straight parts separated from the adjacent straight part by a bend of at least 45 β This combination of two bends over an angle β and two lengths L provides an additional possibility, the curve shape for the dependence of the extension _o to modulate the power case but the condition persists that the wire elements are not allowed to hook into one another, and this means that the normal to at least one of the ends in each point the surface must not go through the other end *

Es hat sich gezeigt, daß mit den erfindungsgemäßen Drahtelementen eine gute Mischbarkeit erzielt wird. Bei einem Längezu-Durchmesser-Verhältnis im Bereich von 50 bis 200 lassen sich die Drahtelemente in einer Konzentration mischen, bei der der mittlere Abstand zwischen den Massenzentren benachbarter Elemente weniger als den vierten Teil der Länge 1 jedes Elementes beträgt. Unter dem mittleren Abstand versteht manIt has been shown that with the wire elements according to the invention good miscibility is achieved. At a length to diameter ratio in the range from 50 to 200, the wire elements can be mixed in one concentration, at which is the mean distance between the centers of mass of neighboring elements less than the fourth part of length 1 each Element is. The mean distance is understood to mean

10 9 8 12/151110 9 8 12/1511

worin V das Gesamtvolumen des Materials und Έ' die Anzahl der Drahtelemente bedeutet«" Für ein Länge-Durchmesser-Verhältnis von 100 entspricht der Ansatz, daß D < -r , einem prozentualen Volumenanteil von Draht von mindestens 0,5?£_e where V is the total volume of the material and Έ ' the number of wire elements «" For a length-diameter ratio of 100, the assumption that D <-r , corresponds to a percentage by volume of wire of at least 0.5? £ _e

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die erwähnten Materialien und nicht auf die gezeigten Drahtformen. So ist es beispielsweise möglich, Drahtelemente der gleichen Form als Kabelstücke aus G-lasfasern, die mit einem Überzug aus einem harten Kunststoff versehen sind, herzustellend Unter Anwendung der Lehre der Erfindung ist es für den Fachmann möglich, für jede Verwendungsart eine geeignete Grundmasse und das passende Drahtmaterial, sowie eine zweckmäßige Form und Konzentration der Drahtelemente zu finden.The invention is not limited to the materials mentioned and not on the wire shapes shown. For example, it is possible to use wire elements of the same shape as pieces of cable made of glass fibers with a coating are provided with a hard plastic, to be produced Using the teaching of the invention, it is for the person skilled in the art possible, a suitable base material for every type of use and to find the right wire material, as well as a suitable shape and concentration of the wire elements.

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Claims (1)

AnsprücheExpectations 1· Drahtelement zum Untermischen in ein weiches, anschlies— ^ send härtendes ri&terial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem im wesentlichen geraden Drahtstück (2, 3> 9) besteht, das an beiden Enden (1, 4, 10) eine Biegung solcher form hat, die das Ineinanderhaken zweier benachbarter Drahtelemente verhinderte1 · Wire element to mix in a soft, then ^ send hardening ri & terial, characterized in that it consists of a substantially straight piece of wire (2, 3> 9) which has a bend at both ends (1, 4, 10) shape that prevented the hooking of two adjacent wire elements Drahtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drahtenden (4, 10) als ein gerades Drahtotück ausgebildet sind, das derart umgebogen ist, daß für mindestens das eine Drahtende die normale in jedem Punkt der Oberfläche nicht durch das andere Drahtende geht.Wire element according to Claim 1, characterized in that both wire ends (4, 10) are made as a straight piece of wire are formed, which is bent so that for at least one end of the wire the normal in each point the surface does not go through the other end of the wire. 3β Drahtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drahtenden von mindestens zwei geraden Teilen geformt sind, die von dem benachbarten geraden Teil durch eine Biegung um mindestens 45° über einen Krümmungsradius, der kleiner als der Drahtdurchmesser ist, getrennt sind, und daß für mindestens eines der Drahtenden die Normale in jedem Punkt der Oberfläche nicht durch das andere Drahtende geht.3β wire element according to claim 1, characterized in that both wire ends are formed by at least two straight parts, which are separated from the adjacent straight part by a bend of at least 45 ° over a radius of curvature which is smaller than the wire diameter, and that for at least one of the wire ends the normal at any point on the surface does not go through the other wire end. 4. Zweiphasenmaterial, bestehend aus einer gehärteten Substanz, in der Drahtelemente gleichmäßig verteilt und willkürlich orientiert enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtelemente im wesentlich gerade Drahtstücke mit Drahtenden gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 sind.4. Two-phase material consisting of a hardened substance in which wire elements are evenly distributed and random oriented are included, characterized in that the wire elements are substantially straight pieces of wire with wire ends according to any one of claims 1 to 3. Zweiphasenmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abstand zwischen den Nassenzentren der Elemente kleiner als der vierte Teil der Drahtlänge jedes Drahtelementes ist₀ Two-phase material according to claim 4, characterized in that the average distance between the centers of the wet elements smaller than the fourth part of the wire length of each element wire is ₀ 1 0 9 ": 1 ) ! ι 5 1 1 °°^ΡΫ 1 0 9 ": 1 )! Ι 5 1 1 °° ^ΡΫ