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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochstegiger Wabenträger
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Wabenträgern mit vergrösserter Steghohe aus l-Vollwandträgern, bei dem zunächst es l-Vollwandträger entlangeinersÅage- zahnartigen Linie zertrennt und eine der Trägerhälften gegenüber dei andern so weit versetzt wird, dass die Zähne beider Trägerhälften einander gegenüberliegen, worauf die Trägerhälìten an den Zähnen miteinander verschweisst werden.
Mit derartigen vorbekannten Trägern ist es möglich, Träger mit abnormalenDimensionen undFormen in kürzester Zeit zusammenzusetzen, ohne dass auf die in den Walzwerken benötigten langen Lieferfristen für gewalzte oder gezogene Träger Rücksicht genommen werden muss. Oftmals können nämlich nicht solche gewalzte r-träger verwendet werden, die in den Walzwerken bzw. im Handel auf Lager liegen.
Sonderanfertigungen benötigen lange Lieferfristen und werden nur bei grossen Stückzahlen vorgenommen. Anderseits besitzen die gewalzten oder gezogenen 1-Träger in vielen Fällen ein zu grosses Eigengewicht im Verhältnis zu ihrer Belastbarkeit.
Dennoch ergeben sich in zahlreichen Fällen Dimensionsschwierigkeiten, wobei es sich erweist, dass trotz der Wabenträgerbildung noch nicht die theoretisch gewünschten Kräfte aufnehmbar sind. Die Erfindung befasst sich daher mit der Aufgabe, die Wabenträger so. auszubilden, dass sie möglichst noch höher belastet werden können. Zum andern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung zur möglichst wirtschaftlichen Trägerherstellung vorzusehen.
Die Erfindung besteht darin, dass zur weiteren Vergrösserung der Steghöhe die Zähne der zertrennten und versetzten Trägerhälften unter Zwischenfügung von Formstücken, insbesondere Blechabschnitten, aneinandergeschweisst werden. Erst durch eine solche Massnahme ist es möglich, die für hohe Belastungen geeignete Steghöhe des Trägers zu bilden.
Es ist zwar bekannt, einzelne Trägerhälften mit sprossenartigen Profilen zu vernieten, um die Steghöhe zu vergrössern. Dabei ist aber nicht einzusehen, warum man die Trägerhälften zuerst entlang einer Sägezahnlinie zertrennen soll, um daraufhin die Streben anzunieten. Die vorbekannte Trägerform wäre viel einfacher zu erzielen, wenn lediglich T-Profile durch Streben miteinander verbunden werden, wobei der Arbeitsgang des Brennschneidens eingespart werden würde. Im übrigen kann durch eine solche vorbekannte Ausbildung nicht die Belastbarkeit des Trägers erhöht werden, da als Massstab für die Tragkraft die Abscherfestigkeit des einzelnen Niets massgeblich ist.
Die Erfindung bietet weiterhin die Möglichkeit, zur Bildung von Wabenträgem, die über ihre Länge hinweg unterschiedliche Steghöhen besitzen sollen, diesen Steghöhendifferenzen entsprechende, beispielsweise trapezförmige Formstücke, zwischen die Trägerstossstellen einzusetzen. Dadurch lassen sich zahlreiche unterschiedliche Trägerformen entwickeln, die im Walz- bzw. Ziehverfahren überhaupt nicht herstellbar sind. Bekannt ist lediglich, die Steghöhe von Vollwandträgem durch Zwischenschweissen von durchgehenden Blechen zu vergrössern.
Schliesslich sieht die Erfindung vor, dass jeweils eine gerade und eine gebogene Trägerhälfte unter Zwischenfügung von Formstücken zur Bildung von z. B. Tonnenträgem miteinander verbundenwerden.
Wenngleich ein wesentlicher Teil der Erfindung sich auf die Form besonderer Wabenträger bezieht, ist es aber von ganz besonderer Wichtigkeit, die Trägerhälften vor und nach dem Zerschneiden entlang der sägezahnartigen Linie festzuhalten und so zu zentrieren, dass die Blechabschnitte ohne besondere
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Richtarbeit zwischen die Zähne der Trägerhälften eingeschweisst werden können.
Um diese Halterung, die ein Verziehen der Trägerhälften beim Schneiden vermeidet, in wirksamer Weise vorzunehmen, ist erfindungsgemäss vorgesehen, die Flansche der Trägerhälften in Halterungsmitteln, z. B. Hilfsträgern, lösbar zu halten und mit ihnen gemeinsam für das Zusammenschweissen zu versetzen. Eine derartige Massnahme ist auch bei Wabenträgern beliebiger Form im Sinne der Erfindung anwendbar. Dabei empfiehlt es sich, zwecks gleichzeitiger Verarbeitung mehrerer Träger Zwischenhilfsträ- germit zweiFlanschen vorzusehen, an denen derFlansch je einerTrägerhälfte zweier Träger gehalten ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, als Halterungsmittel längenveränderliche Spannglieder, insbesondere hydraulisch oder pneumatisch betätigbare und ortsfest angeordnete Zylinder vorzusehen, mit denen Klemmelemente zur Befestigung der Trägerflansche der aufzutrennenden Vollwandträger an jeweils einem mit einem Flansch versehenen Kolben des Zylinders verbunden sein können.
Im besonderen empfiehlt es sich, mehrere Zylinder über die Länge des zu teilenden Vollwandträgers verteilt anzuordnen und jedem der Zylinderkolben eine unterschiedliche Hublänge zur Erzeugung gebo- gener Trägerhälften zuzuordnen. Die Zylinder können dabei erfindungsgemäss zwischen jeweils zwei par- allel zueinanderliegenden Vollwandträgern vorgesehen sein, wobei jeder Zylinder zwei in zueinander entgegengesetzter Richtung wirkende Kolben besitzen kann.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen. In ihnen ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt, und es zeigen ; Fig. l eine Seitenansicht eines I-Trägers, bevor dieser aufgetrennt wird, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Träger gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des aufgetrennten und quer zur Längsachse auseinandergezogenen Trägers gemäss Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht des nach einer seitlichen Verschiebung einer Trägerhälfte und nach dem in bekannter Weise direkt erfolgenden Verschweissen entstandenen neuen Wabenträgers, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V gemäss Fig. 4, die Fig. 6-9 verschiedene Varianten der erfindungsgemässen Verfahrensweise, Fig.
10 einen Querschnitt durch mehrere I-Träger mit Spannvorrichtungen und die Fig. 11 und 12 Draufsichten auf die Träger im geraden und gebogenen Zustand.
Der Träger l gemäss Fig. l ist der Ausgangsträger, der in bekannter Weise zerteilt und dessen Hälften nach der Zerteilung gegeneinander versetzt werden sollen, so dass aus den, ursprünglichen I-Träger gemäss Fig. 2 ein Wabenträger 4 gemäss den Fig. 4 und 5 entstehen soll. Der I-Träger 1 wird hiebei mit einer Trennvorrichtung, die aus einem Brennschneider oder einer mechanischen spanabhebenden Vorrichtung besteht, entlang der Linie 2 zerteilt, so dass zwei Trägerhälften la und 1b gemäss Fig. 3 entstehen.
Die Linie 2 ist im wesentlichen periodisch, und sie entspricht etwa dem Profil einer Zahnstange, bei der es erforderlich ist, dass die Streckenbereiche m und n parallel zueinander und parallel zu den Flanschen des 1-Trägers l liegen. Bei symmetrischer Ausbildung der Linie 2 sind auch die Längen der Streckenbereiche m und n gleich, und es besitzen auch die schräg ansteigenden und absteigenden Teile der Linie 2 die gleiche Länge s. Die Periode bzw. Teilung t setzt sich somit aus den Streckenabschnitten m + n + 2s zusammen. In Einzelfällen kann es auch vorteilhaft sein, die Linie 2 unsymmetrisch zu wählen. Es muss hiebei jedoch darauf Bedacht genommen werden, dass die Trägerhälften nach dem Versetzen wieder zusammenpassen.
Bei unperiodischerTeilungslinie 2sind daher vorwiegend die Hälften von unterschiedlichen 1-Trägern zusammenzusetzen.
Gemäss Fig. 3 werden die Trägerhälften la und 1b quer zur Trägerlängsachse auseinanderbewegt, u. zw. soweit, dass die Kopfflächen 2a und 2b der Trägerhälften 1a, 1b bei einer Bewegung einer Trägerhälfte la oder 1b parallel zur Trägerlängsrichtung nicht aneinanderstossen können.
Wie Fig. 4 zeigt, ist eine Trägerhälfte 1b um eine halbe Periodenlänge bzw. eine halbe Teilung t in Längsrichtung gegenübel der ändern Hälfte la bewegt worden, so dass nunmehr die Kopfflächen 2a, 2b stumpf aneinanderliegen und, wie es bisher bekannt war, anschliessend miteinander verschweisst werden können. Zwischen den Schweissnähten an den Stellen 2a, 2b bilden sich freie Räume 3, die die Form von Waben besitzen. Der Wabenträger 4 gemäss Fig. 4 besitzt eine wesentlich grössere Höhe h2 als der I-Träger 1 gemäss Fig. 2. Sie beträgt fast das Doppelte der Höhe hl des Trägers 1. Aus dem Beispiel der Fig. 4 sieht man, dass es unwesentlich ist, welche Form die Streckenabschnitte s gemäss Fig. 1 besitzen, da diese Streckenabschnitte s lediglich die Wabenausschnitte 3 begrenzen.
Sie brauchen daher keine geraden Linien zu sein, sondern sie können auch bogenförmig, z.B. sinusförmig, gewählt werden. Infolge der grösseren Steghöhe h2 besitzt der Wabenträger 4 eine grössere Belastbarkeit als der ursprüngliche I-Träger l gemäss Fig. 2, wobei der wesentliche Vorteil darin besteht; dass das Gewicht des Wabenträgers 4 das gleiche ist wie-das des 1-Trägers l.
Derartige bekannte Wabenträger besitzen aber häufig noch nicht die erforderliche Tragkraft. Die Erfindung sieht daher vor, die Steghöhe bis auf das Mass ho zou erhöhen, indem zwischen die Trägerhälften
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reiche derStossstellen 2a, 2b verschweisst werden. Eine unter Umständen damit verbundene erhöhte Knickgefahr des Wabenträgers 4a kann sofort beseitigt werden, wenn zwischen die Flansche des Wabenträgers 4a die Versteifungen 6 eingesetzt und mit diesen verschweisst werden. Wenn der I-Träger aus Aluminium besteht, sollen die Versteifungen 6 entweder mit dem Steg des Wabenträgers 4a vernietet oder höchstens parallel zur Trägerlängsachse verschweisst werden.
Hingegen sollen querliegende Schweissnähte bei Aluminiumträgern vermieden werden.
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sichtlich seiner Steghöhe variablen Wabenträger 4b bilden kann. Die Dimension der Stegblechformstücke 5a-5c lassen sich theoretisch vorher festlegen und es bedeutet keine schwierige Arbeit, die richtige Form der Blechzuschnitte 5 auf Blechbearbeitungsmaschinen zu schneiden. Die Trägerhälften la und Ib können hiebei genauso hergestellt werden, wie es zu den Fig. 1 - 4 beschrieben worden ist.
In vielen Fällen ist es überdies erwünscht, dass die Wabenträger unterschiedliche Flanschbreiten be-
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ger die eine Flanschbreite und der andere Träger die andere Flanschbreite besitzt. Alsdann wird die obere Hälfte des einen Trägers jeweils mit der unteren Hälfte des andern Trägers verschweisst. Darüber hinaus sind zahlreiche Ausführungsformen noch dadurch möglich, dass die Steghöhe der einen Trägerhälfte ge-
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Der so gewonnene Wabenträger 4e besitzt somit eine Form, die der erwarteten Momentenlinie im Belastungsfalle angepasst ist.
Aus den Varianten der Fig. 6-9 ist zu erkennen, dass durch unterschiedlich grosse Ausgangsträger 1 sowie durchZwischenfügung von Stegblechausschnitten 5 wie auch durch Formänderung der Trägerhälften la, Lb zahlreiche weitere Ausführungsformen gebildet werden können, so dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Wabenträger beschränkt. Es ist z. B. auch möglich, im Sinne des Beispiels gemäss der Fig. 9 zwei gebogene Trägerhälften Ib"'miteinander zu verbinden, um durch Zwischenfügung entsprechender Stegblechausschnitte 5 eine tonnenförmige Wabenträgerkonsiruktion zu erzielen.
In den Beispielen der Fig. 10 - 12 wird gezeigt, wie der einzelne I-Träger 1 festgehalten und nach dem Zertrennen stabilisiert wird. Es ist hiebei gleichgültig, ob der Träger stationär oder auf einem fahrbaren Untergestell angeordnet ist. Fig. 10 zeigt, dass beliebig viele I-Träger 1 parallel nebeneinander aufgespannt sein können, so dass auch ebensqviele Trennvorrichtungen vorzusehen sind, damit alle Träger 1 in einem Arbeitsgang zertrennt werden können. Jeder zu zertrennende Träger 1 ist entweder durch einen Hilfsträger 7 oder durch längenveränderliche Spannvorrichtungen 9 festgespannt, so dass die einzelnen Trägerhälften la, lb (vgl. die Fig. 1-4) nach dem'Zertrennen nicht abkippen oder gar sich verziehen können.
Sobald die Zertrennung der I-Träger herbeigeführt worden ist, kann die vorderste Trägerhälfte mit Hilfe des mit ihr verbundenen Hilfsträgers 7-um den halben Teilungsschritt in Längsrichtung verschoben werden, woraufhin in der gleichen Vorrichtung an den Stossstellen 2a, 2b lediglich eine Punktverschweissung (Heften) bewirkt wird, so dass die einzelnen Trägerhälften la, lb zumindest während des Trans- portes unverrückbar miteinander verbunden sind, Alsdannwerden diese Trägerhälften zum endgültigen Verschweissen abtransportiert, damit die nächsten I-Träger zerteilt werden können. Gemäss dem Beispiel der Fig. 10 ist also die einzelne abgetrennte Trägerhälfte la, lb zu keinem Zeitpunkt sich selbst überlassen.
Fig. 10 veranschaulicht weiterhin, dass als Spannvorrichtung hydraulisch oder pneumatisch wirkende Zylinder 9 verwendbar sind, deren Kolben 10 mit Manschen 10'versehen sind, an denen Hilfsirä- ger oder kurze Formstücke 11 befestigt sind. In diesen Z-förmigen Formstücken 11 sind die Träger 1 mit Hilfe der Spannpratzen 12 und der Knebel 13 eingespannt.
Die Anwendung derartiger Spannvorric : bt1lDgen 9 geht im besonderen aus dem Beispiel der Fig. 11 und 12 hervor. wo gezeigt wird, dass gegenüber geraden Hilfsträgern 7 die zertrennten Hälften der Träger 1 mit Hilfe der Spannvorrichtungen 9 verformt werden, so dass anschliessend beispielsweise gebogene Trägerformen mit leichter Überhöhung hergestellt werden können. Jede dieser Spannvorrichtungen 9 kann individuell gesteuert werden, so dass beliebige Formen der Trägerhälften erzielbar sind. Die Spannpratzen 12 sowie die Flansche 10'der Spannvorrichtungen 9 sind hiebei ballig ausgeführt, so dass die Verformung der Trägerhälften keinen Einfluss auf die einwandfreie Festspannung dieser Trägerhälften ausübt.
In Fig. 11 sind die I-Träger bereits im zertrennten Zustand angenommen, so dass jede Trägerhälfte
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jederordneten Hubweg aus, wodurch zunächst die Trägerhälften B, C und F aus den festgehaltenen Trägerhälften A, D und E um das Mass der Zahnhöhe der Trennlinle 2 herausgezogen und alsdann alle Trägerhälften A - F 1m Slnne der Fig. 12 gebogen werden. Der Vergleich zwischen den Fig. 11 und 12 zeigt, welchen Hub die einzelnen Spannzylinder 9 ausführen müssen, um in einem Arbeitsgang die Trägerhälften sowohl zu distanzieren als auch zu biegen.
Alsdann werden die Spannglieder 9 zwischen den Trägerhälften B und C sowie zwischen der Trägerhälfte F und dem Hilfsträger 7 mit ihren fahrbaren Unterlagen um eine
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der Formstücke miteinander verschweisst werden. Die durch das Verbiegen entstandene Überhöhung ist in der Zeichnung stark übertrieben dargestellt. In Wirklichkeit ist sie so gering, dass der Tellungsfehler Infolge Dehnung kaum merkbar Ist. In diesem Falle können also die Trägerhälften la, lb desselben I-Trägers miteinander verbunden werden.
Nachdem die Trägerhälften durch Punkt- oder Heftschweissung miteinander fest zusammenhängen, können sie mit Kran zum Schweissen abtansportiert werden. Es ist. auch möglich, die Spannzylinder 9 heb-und senkbar auszubilden, damit die gehefteten und gekrümmten Träger auf Rollgängen abtransportiert werden können. Wenn dabei die Spannzylinder 9 unter den Rollgang gesenkt werden, so wirkt die
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ssen nicht. alle vorteilhaften Varianten, die sich dem Fachmann in Kenntnis der erfindungsgemässen Offenbarung ergeben. Die Erfindung beschränkt sich daher nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Wabenträgern mit vergrösserter Steghöhe aus I-Vollwandträgern, bei dem zunächst ein I-Vollwandträger entlang einer sägezahnartigen Linie zertrennt und eine der Trägerhälften gegenüber der andern so weit versetzt wird, dass die Zähne beider Trägerhälften einander gegen- überliegen, worauf die Trägerhälften an den Zähnen miteinander verschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur weiteren Vergrösserung der Steghöhe die Zähne (2a, 2b) der zertrennten und versetzten Trägerhälften unter Zwischenfügung von Formstücken (5), insbesondere Blechabschnitten, aneinanderge- schweisst werden.
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