Konstruktionsglied aus Metall. Vorliegende Erfindung betrifft ein Kon struktionsglied aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall, zum Beispiel aus Aluminium legierung hoher Festigkeit, für den Bau von Metallgerippen aller Art, zum Beispiel von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, wie auch von stationären Konstruktionen.
Bei der Verwendung von Leichtmetall im Fahrzeugbau geht das Bestreben dahin, die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge dadurch zu steigern, dass die Totlast bedeutend herab gemindert wird, um entweder die Nutzlast zu vergrössern oder die Maschine zu entlasten bezw. um grössere Fahrgeschwindigkeiten zu erzielen.
Die beim Fahren hin- und her schwingende Masse ruft in den einzelnen Konstruktionselementen wechselnde Bean spruchungen hervor, die den statischen und dynamischen Gesetzen entsprechend verteilt sind und zum Beispiel an den Einspannstellen zu einem Maximum werden. Auf Grund die ser Erkenntnis hat sich das Bedürfnis her ausgestellt, die Dimensionierung der Kon- struktionsglieder dem wirklichen Kräftever lauf anzupassen.
Die vorliegende Erfindung gestattet, dieses Problem sehr zweckmässig zu lösen, indem man erfindungsgemässe Kon- struktionsglieder verwendet, die sich dadurch auszeichnen, dass sie zwei mit ihren Stegen gegeneinandergerichtete Profile besitzen, von welchen mindestens das eine mit einem Dop pelsteg versehen ist und die mittelst wenig stens eines Teils, der zwischen die Stege :des Doppelsteges eingreift und hier befestigt ist, zu einem zusammengesetzten Träger, zum Beispiel Vollwand- oder Gitterträger, ver bunden sind.
Beim Erfindungsgegenstand ist es mög lich, seine Konstruktionshöhe beliebig zu variieren, entsprechend der Zu- und Ab nahme :der auftretenden Kräfte; mit andern Worten, die Konstruktionshöhe :des zusam mengesetzten Trägers kann so bemessen wer den, dass sein Querschnitt in jedem Punkt den auftretenden Kräften angepasst ist.
Als Verbindungsteil bezw. --teile verwen- -det man zweckmässig besondere Verbindungs bleche. Diese können in den Doppelsteg zum Beispiel durch Schrauben oder Nieten be festigt werden. Die Verbindungsbleche selbst können mit Aussteifungen, zum Beispiel Rip pen oder Aussparungen versehen oder .durch Verbindungsprofilteile ersetzt sein. Selbst verständlich können, wenn beide Profile einen Doppelsteg besitzen, die Doppelstege des einen Profils mit den Doppelstegen des andern anstossen, wobei der Verbindungsteil bezw. das Verbindungsblech nicht sichtbar ist.
Den Abstand zwischen den beiden Ste gen des Doppelsteges wird man zweckmässig derart bemessen, dass das bezw. die Verbin dungsglieder beidseitig von den Stegen pas send .eingefasst werden. Das Spiel, nachdem zum Beispiel das bezw. die Verbindungs bleche eingefasst sind, soll klein bezw. prak tisch nicht vorhanden sein.
Am meisten wird man T-Profile mit dop peltem Steg verwenden.
Das eine oder beide Profile, welche zur Herstellung des Konstruktionsgliedes nach vorliegender Erfindung dienen, können durch passende Formung aus Blechstreifen oder Hohlprofilen zu einem doppelstegigen, T-för- migen Profil hergestellt werden.
In manchen Fällen ist es angebracht, ein Konstruktionselement zu verwenden, bei wel chem nur das eine Profil mit einem Doppel steg versehen ist, während das andere und das Verbindungselement aus einem Stück be stehen. Zum Beispiel kann man den Steg eines einfachen, T-förmigen Profils im Dop pelsteg eines andern Profils befestigen. Statt eines massiven, einstegigen Profils, dessen Steg im Doppelsteg des andern Profils be festigt ist, kann man ein Profil benützen, welches aus zwei oder mehreren Elementen, zum Beispiel aus zwei Winkelprofilstücken bezw. Winkelblechen zusammengesetzt ist.
Konstruktionsglieder nach vorliegender Erfindung werden vorteilhaft für den Bau von Fahrzeugkastengerippen benützt, wobei diese selbstverständlich auch noch andere Konstruktionsglieder aufweisen können. Sehr vorteilhaft .ebenfalls sind die neuen Kon- struktionsglieder für den Bau von Flugzeug gerippen. Sie finden aber auch Verwendung- für Bootskörpergerippe, sowie überhaupt für bewegliche oder stationäre Rahmen- oder Fachwerkbauten.
Die betreffenden Kon struktionen können sowohl teilweise, als auch ganz aus Konstruktionsgliedern nach der Er findung bestehen.
In den Zeichnungen sind Ausführungs beispiele wiedergegeben.
Fig. 1 stellt einen Querschnitt durch ein Konstruktionsglied dar, welches aus zwei doppelstegigen T-Profilen mit eingeschobe nem Steh- bezw. Knotenblech zusammen gesetzt ist. Um verschiedene Befestigungs- arten zu veranschaulichen, ist auf der einen Seite die Befestigung des Verbindungs bleches. durch Vernietung, auf der andern Seite durch Verschraubung dargestellt.
Nor malerweise wird man natürlich entweder die eine oder die andere Befestigungsart ver wenden; Fig. 2. ist eine Ansicht des Konstruk tionsgliedes nach Fig. 1. Links ist ein langes Verbindungsblech angedeutet, rechts ein kür zerer Steg; Fig. 3 zeigt eine andere Ansicht eines Konstruktionsgliedes, bei welchem die dop pelgtegigen Profile von links nach rechts aus einandergehen, indem zum Beispiel das Widerstandsmoment entsprechend,dem Wach sen des Biegemomentes nach rechts zunimmt.
In dieser Figur sind ferner die Verbindungs bleche als Diagonalverstrebungen gezeichnet; Fig. 4 zeigt ein doppelstetiges T-Profil; der Flansch ist links und rechts in der Rich tung des Steges zwecks Versteifung etwas eingebogen.
Selbstverständlich kann der Flansch eine beliebige andere zweckmässige Form haben.; Fig. 5 stellt ein doppelstegiges T-Profil dar, welches aus einem Rohr gezogen oder ge walzt worden ist;
Fig. 6 und 7 veranschaulichen doppel- stegige Profile, die aus einem Blechstreifen hergestellt worden sind; Fig. 8 zeigt ,den Schnitt durch ein Kon struktionsglied, welches aus einem doppel- stegigen T-Profil mit eingeschobenem, nor malem T-Profil hergestellt ist.
In diesem Falle ist also nur ein doppelstegiges Profil benützt; Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbei spiel, bei welchem zwei beliebig geformte Winkelprofile bezw. Winkelbleche mit einem doppelstegigen Profil verbunden sind; Fig. 10 zeigt die Anwendung von Kon struktionsgliedern nach der Erfindung bei einem Strassenfahrzeugkastengerippe. Sie stellt einen Rahmen dar. Vom Knotenpunkt a bis zum Knotenpunkt<I>b</I> verjüngt sich der Pfosten des Konstruktionsgliedes, da unten grössere Kräfte auftreten als oben.
Vom Kno tenpunkt b weg gehen dann die doppelstegi- gen Profile wieder auseinander, ,da. dort wie der grössere Kräfte wirken. Um eine Erleich terung zu erzielen und an Material zu sparen, ist dieser Pfosten mit einer Reihe von kür zeren Stehblechen -statt. mit einem langen Blech als Verbindungselement zwischen den doppelstegigen Profilen versehen. c stellt einen profilierten Gurt dar, welcher durch den Pfosten durchgezogen ist. Die darge stellte Ausbildung des Konstruktionsgliedes erlaubt das Anbringen von Gurten und an dern quer zur Trägerebene gerichteten.
Ele menten, ohne dass der Träger an der Kreu zungsstelle durch eine Unterbrechung in seiner Festigkeit beeinträchtigt. werden müsste. Der angedeutete Gurt c hat beispiels weise ein U-Profil. Damit auch ein Beispiel eines vollwandigen zusammengesetzten Kou- ätruktionsgIiedes nach der Erfindung veran schaulicht ist, ist der obere Querträger des Beispiels nach Fig. 10 mit einem einzigen Blechstreifen als Verbindungsglied zwischen beiden doppelstegigen Profilen gezeichnet worden.
Am Knotenpunkt a geht,das innere doppelstegige Profil des Pfostens ohne Un terbrechung in .den untern Querträger über, bei welchem es dann das obere doppelstegige Profil bildet. Man kann .das äussere doppel- stegige Profil des Pfostens ebenfalls derart anordnen, dass es ohne Unterbrechung am Knotenpunkt a in den untern Querträger übergeht. Am Knotenpunkt a sind die dop- pelstegigen Profile mit einem Knotenblech d verbunden.
Der untere Querträger zeigt wie beispielsweise ein Fachwerkträger entwickelt werden kann. Als verbindende Füllstäbe zwi schen den doppelstegigen Profilen sind Pro filstücke eingezeichnet; Fig. 11 stellt einen Schnitt nach s-s der Fig. 10 in grösserem Massstab dar.
Leichtmetalle dürfen in der Regel nur kalt gebogen werden, was sehr oft ge wünschte Formgebungsarbeiten verunmög- licht oder sehr verteuert. Beim Konstruk tionsglied gemäss der Erfindung kann die Formgebung ohne weiteres durch Kaltbie gung erreicht werden, indem die beiden Pro file, denen man ein relativ kleines Wider standsmoment geben kann, leicht einzeln ge bogen und erst dann zusammengefasst wer den.
Ein einzelnes gepresstes oder gewalztes Profil von gleichem Trägheits.moment wie der zusammengesetzte Träger könnte niemals dieselbe Biegearbeit erleiden.
Die vorliegende Erfindung erlaubt, ohne Mehrarbeit und ohne Einbusse an Wirtschaft lichkeit ein Grundprinzip aller Metallkon struktionen zu erfüllen, nämlich symme trische Träger und Knotenpunkte herzustel len und für gute Anschlussmöglichkeit zu sorgen.
Für Leichtmetallbauten ist bemerkens wert, da.ss Nieten im doppelstegigen Profil doppelschnittig und einwandfrei nur auf Ab- scherung,beansprucht werden.
Der Zusammenbau des profilartigen Kon struktionsgliedes mit Hilfe eines oder zweier doppelstegigen Spezialprofile und in sie hin eingeschobenen Steh- oder Knotenblechen bie tet,den folgenden. grossen Vorteil, dass Wider stands- und Trägheitsmomente weitgehend dem Momentverlauf angepasst werden kön nen, was eine sehr wirtschaftliche Konstruk tion ermöglicht.
Bei den verschiedensten Konstruktionen kann man mit einem einzigen Spezialprofil auskommen, was für die Fabrikation und Lagerhaltung ein Vorteil ist. Es können ohne weiteres die geeigneten Massnahmen getroffen werden, um Verbin dungsarbeiten zwischen einem erfindungs gemässen Konstruktionselement und irgend einem andern Konstruktionsglied möglichst zu vereinfachen und zu verbessern. Längs träger in einer Karosserie zum Beispiel kön nen in einem Stück durchgestossen werden, ohne dass einzelne Verbindungsstellen ge schwächt werden müssten.
Die Konstruktionsglieder nach der Erfin dung werden vorzugsweise aus Leichtmetall, zum Beispiel Aluminiumlegierung hoher Festigkeit, hergestellt; in Betracht kommen aber auch andere geeignete Metalle, zum Bei spiel hochwertiger Stahl.