Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Verfahren des Hauptpatentes zur kontinuierlichen Verarbeitung von zwei Metallbändern durch verformende Rollenpaare zu zwei profilierten Schienen und Zusammenfügung von deren seitlichen Längsrändern, unter Zwischenlage isolierender Materialstreifen, mittels Falzverbindungen zu einer Hohlschiene, welche Metallbänder gleichzeitig durch rotierende, verformende Rollenpaare hindurchgeführt und dabei zunächst in einzelnen Bereichen, im Bandquerschnitt gesehen, wellenförmig verformt werden zur Erleichterung der nachfolgenden Profilierungen.
Das Verfahren des Hauptpatentes ist dadurch gekennzeichnet, dass jede der wellenförmigen Verformungen vergrössert wird, bis ihre Umrandungslinie, quer zum Metallband, grösser als die Umrandungslinie der im betreffenden Bereich vorgesehenen Längsprofilierung wird, dass auf die Metallbänder, beim Durchlauf durch mindestens einige der Rollenpaare, ein Längszug von:dem in Bandlaufrichtung jeweils vorderen Rollenpaar ausgeübt wird und hierzu die massgeblichen Rollenoberflächen des vorderen Rollenpaares mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die entsprechenden Rollenoberflächen des hinteren Rollenpaares angetrieben werden.
Ein bei der Rollverformung auftretendes Problem besteht in der Notwendigkeit, die gewünschte Verformung der Metallbänder in einer Vielzahl einzelner aufeinanderfolgender Schritte durchzuführen, da erfahrungsgemäss zwischen aufeinanderfolgenden Schritten nur eine relativ geringfügige Verformung des Metallbandes zulässig ist, weil andernfalls die längs der Aussenränder des Metallbandes auftretenden Zugspannungen die Elastizitätsgrenze des Bandmaterials überschreiten und bleibende Dehnungen oder Querrisse im Metallband auftreten, was natürlich unzulässig ist. Wegen dieser allgemein bekannten Eigenschaft der Rollverformung müssen die bisher bekannten Rollformungs-Einrichtungen für die kontinuierliche Herstellung von profilierten Schienen eine sehr grosse Zahl hintereinander angeordneter Formungsstationen besitzen und dementsprechend eine grosse Länge aufweisen.
Für die Herstellung komplizierter profilierter Schienen sind beispielsweise Maschinen dieser Art mit 20-30 hintereinander angeordneten Verformungsstationen bekannt.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, das Verfahren des Hauptpatentes dahingehend weiterzuentwickeln, dass während der Rollverformung bei mindestens einem der Metallbänder eine Verminderung der am äusseren Rande des Metallbandes auftretenden Zugspannungen erreicht wird, so dass die Zahl der erforderlichen Verformungsschritte gegenüber den bisher bekannten Verfahren verringert werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens bei einem der Metallbänder in dessen Anfangslage eine Leitlinie bestimmt wird, die mit einer markanten Längskante der verformten Schiene übereinstimmt, dass der von der einen Aussenkante bis zur Leitlinie sich erstreckende zweite Bandbereich bei mindestens einem Verformungsschritt längs der Leitlinie in einem Drehsinn geschwenkt wird, während der von der anderen Aussenkante bis zur Leitlinie reichende erste Bandbereich gleichzeitig um die Leitlinie aus seiner Anfangslage im entgegengesetzten Drehsinn gegen den zweiten Bandbereich hin verdreht wird, so dass in der Aussenkante des zweiten Bandbereiches die dort herrschende Rand-Zugspannung vermindert wird.
Die Erfindung ist anhand der beiliegenden Zeichnung für ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der an einem Metallband aufeinanderfolgend durchgeführten Verformungsschritte zur Herstellung einer komplizierten Teilschiene,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die nach Fig. 1 hergestellte Teilschiene.
Fig. 3 die Verformung eines ebenen Metallbandes in eine rechtwinklige Schiene nach dem bekannten Verfahren zur Erläuterung der auftretenden Zugspannung,
Fig. 4 die Verformung des Metallbandes nach Fig. 3 nach dem erfindungsgemässen Verfahren.
Anhand der Fig. 1 sei zunächst die Anwendung des Verfahrens bei der Rollverformung des Metallbandes 80 in die profilierte Schiene gemäss Fig. 2 erläutert. Das Band 80 durchläuft hierbei nacheinander die strichpunktiert eingezeichneten Profilquerschnitte A, B, C . . . M, N, O.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bereits in der horizontalen Anfangslage A des Metallbandes 80 eine Leitlinie 81 bestimmt, die einer besonders markanten Längskante der fertigen profilierten Schiene entspricht, im vorliegenden Beispiel der Aussenkante 81 in Fig. 2. Durch die Leitlinie 81 wird das Metallband in einen ersten Bandbereich 81-82 zwischen der Aussenkante 82 und der Leitlinie 81, sowie in einen zweiten Bandbereich 81-83 zwischen der Aussenkante 83 und der Leitlinie unterteilt. Wie die Fig. 1, 2 zeigen, entsteht aus dem ersten Bandbereich 81-82 in der Folge der Längsrand 56, die Seitenwand 52 und die Umrandung 66 der Längsnut 54 der profilierten Schiene. Anderseits wird aus dem zweiten Bandbereich 81-83 die Oberseite 71, der doppelwandige Steg 53, die Seitenwand 51 und der Längsrand 55 der profilierten Schiene gemäss Fig. 2 geformt.
Obwohl das Verfahren erst bei späteren Verformungsschritten durchgeführt wird, hat es sich als zweckmässig erwiesen, im vorligenden Ausführungsbeispiel eine Leitlinie 81 bereits in der Anfangslage des Metallbandes 80 festzulegen. Wie Fig. 1 zeigt, werden während den ersten Verformungsschritten zu beiden Seiten der Leitlinie die Vorwellungen gemäss dem Hauptpatent vorgenommen. Der Abstand der Leitlinie 81 von der Aussenkante 82 kann nach den im Hauptpatent erläuterten Gesichtspunkten ermittelt werden, indem die Umrandungslinie des aus dem ersten Bandbereich 81-82 zu formenden Schienenteils bestimmt wird und dann ein für die vorgesehene Zusammenstauchung entsprechender Zuschlag gemacht wird.
Während den ersten Verformungsschritten wird zunächst von der Anfangslage A aus die Vorwellung entsprechend den Querschnitten B und C vorgenommen. Bei den Verformungsschritten bis zu den Querschnitten D, E, F, G und H wird im ersten Bereich 81-82 die spätere Längsnut 54 vorbereitet und der Längsrand 56 bezüglich der Seitenwand 52 aufgebogen. Im zweiten Bereich 81-83 erfolgt bei den Verformungsschritten D-H die Abkantung für die spätere 1800-Abbiegung des doppelwandigen Steges 53.
Nach Erreichen des Querschnittprofils H beginnt eine 90 bzw. 3600-Umbiegung des zweiten Bandbereiches 81-83 um die Leitlinie 81 zur Formung der Oberseite 71 und des doppelwandigen Stegs 53. Gleichzeitig beginnt die verfahrensgemässe gegensinnige Schwenkung des ersten Bandbereiches 81-82 um die Leitlinie 81. Diese Schwenkung des ersten Bandbereiches 81-82 bezweckt eine Reduktion der in der Aussenkante 83 des zweiten Bandbereiches 81-83 auftretenden Zugspannung.
Nach dem Querschnitt M besitzt die Profilschiene annähernd ihre gewünschte Form und wird nunmehr als ganzes in die Stellung 0 verdreht.
Anhand der Fig. 3 und 4 wird nachstehend der Nachweis erbracht, dass sich durch gegensinnige Schwenkung zweier Bandbereiche längs einer Leitlinie eine Reduktion der Zugspannung in einer der Aussenkanten erzielen lässt. Zunächst sei die bei einer Rollverformung eines ebenen Metallbandes zu einer profilierten Schiene unvermeidbar auftretende Zugspannung am äusseren Rande des Metallbandes anhand der schematischen Darstellung von Fig. 3 erläutert. Vorgegeben ist ein ebenes Metallband 100, das in eine rechtwinklige Schiene 101 mit zwei gleich langen Schenkeln verformt werden soll.
Bei der Bewegung des Metallbandes 100 in Pfeilrichtung 102 von der Stelle P bis zur Stelle Q bleibt hier der in Laufrichtung gesehen links von der Leitlinie 103 befindliche Bereich 98 des Metallbandes 100 ungeändert, da sich der obere Schenkel der Winkelschiene 101 in gleicher Lage befindet wie der betreffende Bereich des Metallbandes 100. Dagegen führt der in Laufrichtung 102 gesehen rechts von der Leitlinie 103 befindliche Bereich 99 des Metallbandes 100 eine Schwenkbewegung von seiner ursprünglichen waagrechten Lage in die senkrechte Lage des nach abwärts gerichteten Schenkels der Winkelschiene 101 aus. Hierbei bewegt sich der Punkt 104 am rechten äusseren Rand des Metallbandes 100 längs der Linie c bis zum Punkt 105 der Winkelschiene 101.
Verglichen mit dem Abstand b zwischen den Stellen P und Q besitzt die Linie c eine grössere Länge, was aber bedeutet, dass der rechte äussere Rand 97 des Metallbandes 100 sich in Längsrichtung ausdehnen muss und unter der Wirkung einer entsprechenden Zugspannung steht.
Anhand der schematischen Fig. 3 kann der Längenunterschied zwischen der Verbindungslinie c der Punkte 104 und 105 einerseits und dem Abstand b der Stellen P und Q anderseits abgeschätzt werden, da die Linie c die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks mit den Katheten d und e darstellt.
Die Kathete e ist ihrerseits die Hypotenuse des angedeuteten rechtwinkligen Dreiecks mit den beiden Katheten 1/2 a, wenn mit a die Breite des Metallbandes 100 bezeichnet wird. Beispielsweise würde sich bei der Verformung eines Metallbandes 100 von a = 10 cm Breite je nach dem Abstand b zwischen den Stellen P und Q ein Längenunterschied zwischen den Linien c und b gemäss der nachstehenden Tabelle ergeben:
Abstand b Verlängerung b-c
50 cm 4,95 mm oder ca. 1%
100 cm 2,49 mm oder ca. 0,25%
200 cm 1,25 mm oder ca. 0,07%
300 cm 0,84 mm oder ca. 0,03 %
Es ist offensichtlich, dass beispielsweise ein Aluminiumband von 10 cm Breite auf eine Länge von 50 cm keinesfalls um 1 %, also 5 mm, gereckt werden kann, ohne dass Risse oder bleibende Verformungen auftreten.
Also muss bei einer Verformung gemäss der schematischen Fig. 3 der Abstand b zwischen Stellen P und Q so lange vergrössert werden, bis die Dehnung der Aussenkante 97 des rechten Bereiches 99 des Metallbandes 100 einen Wert annimmt, der innerhalb des Elastizitätsbereiches des betreffenden Bandmaterials liegt. Beispielsweise dürfte bei einem Abstand der Stellen P und Q von 300 cm die dann erforderliche Dehnung von ungefähr 0,03 Nc bei einem geeigneten Bandmaterial zulässig sein. Dementsprechend müsste eine Verformungs-Einrichtung zur Herstellung der Winkelschiene 101 gemäss Fig. 3 eine entsprechende Länge besitzen und zwischen der Stelle P und Q eine entsprechende Anzahl von Verformungs-Stationen mit je einem Walzenpaar aufweisen.
Gemäss der Vorschrift des vorliegenden Verfahrens kann aber bei dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel die Verformung des Metallbandes 100 in eine Winkelschiene 101 dadurch verbessert werden, dass - wie in Fig. 4 schematisch wiedergegeben - bei der Verformung des Metallbandes 100 von der Stelle P zur Stelle Q um die angenommene Leitlinie 103 sowohl der rechts von der Leitlinie 103 gelegene Bereich 99 im einen Drehsinn geschwenkt wird, aber auch gleichzeitig der links von der Leitlinie 103 gelegene Bereich 98 im entgegengesetzten Drehsinn auf den Bereich 99 hin bewegt wird.
Der Punkt 104 des äusseren Randes 97 des rechten Bereiches 99 bewegt sich nunmehr längs der Linie f bis zum Punkt 105 und diese Linie f weist einen geringeren Längenunterschied zum Abstand b zwischen den Stellen P und Q auf als die in Fig. 3 angegebene Linie c, weil der entsprechende Schenkel des Winkelprofils 101 nicht eine Drehung um 90 , sondern nur um 450 beschrieben hat. Die Verminderung des Längenunterschiedes dürfte etwa 50% betragen, was eine entsprechende Verminderung der Zugspannungen längs des Aussenrandes 97 des rechten Bereiches 99 des Metallbandes 100 ergibt.
Natürlich bleibt nunmehr, im Gegensatz zu der Verformung gemäss Fig. 3, der linke Bereich 98 des Metallbandes 100 nicht mehr in seiner ursprünglichen Lage liegen, sondern erfährt eine Schwenkbewegung in entgegengesetztem Drehsinn wie die Schwenkbewegung des rechten Bereiches 99, so dass die Aussenkante 96 längs der Linie g in Fig. 4 verläuft. Damit erfährt nunmehr auch die Aussenkante 96 eine gleichartige Verlängerung wie die Aussenkante 97 des rechten Bereiches und es tritt dort eine entsprechende Zugspannung auf.
Durch das vorliegende Verfahren wird also die bei einem bestimmten Verformungsschritt an der eine Schwenkbewegung durchführenden Aussenkante des betreffenden Bereiches auftretende Zugspannung vermindert, indem ein Teil der Zugspannung nunmehr an der Aussenkante des anderen Bereiches des Metallbandes zur Wirkung gebracht wird, die bei früheren Verfahren gänzlich unbelastet war. Diese Verminderung der maximal auftretenden Zugspannung durch Aufteilung auf die Aussenkanten beider Bereiche des Metallbandes ermöglicht es, wenn ein Metallband aus einem Material bestimmter mechanischer Eigenschaften vorgegeben ist, den Abstand zwischen den Stellen P und Q zu verringern, also die Zahl der erforderlichen Verformungsschritte zu vermindern.
Bei der kontinuierlichen Herstellung profilierter Schienen aus einem Metallband ist es vorteilhaft, die technische Vorschrift gemäss dem vorliegenden Verfahren bei jedem der aufeinanderfolgenden Verformungsschritte anzuwenden. Wie die Erfahrung gezeigt hat, lässt sich hierdurch eine entscheidende Verminderung der insgesamt erforderlichen Anzahl von aufeinanderfolgenden Verformungsschritten erreichen.
Bei einer Verformungs-Einrichtung, die nach dem vorliegenden Verfahren arbeitet, muss bei wenigstens einigen der aufeinanderfolgenden Walzenpaare zunächst eine zur Fortbewegungsrichtung des Metallbandes parallel verlaufende Leitlinie gewählt werden. Diese Leitlinie muss aber nicht bei allen Walzenpaaren an der gleichen Stelle verlaufen. Die einzelnen Walzenpaare sind in üblicher Weise derart geformt, dass zwischen je zwei zusammenwirkenden Walzen ein Spalt gebildet wird, der zum Durchlauf des Metallbandes vorgesehen ist.
Jene Spalte, die zum Durchlauf der zu schwenkenden Bandbereiche des Metallbandes bestimmt sind, müssen eine solche Ausbildung aufweisen, dass die durchlaufenden Bereiche beidseits der gewählten Leitlinie eine Schwenkung unter einem bestimmten Winkel gegenüber der Anfangslage des Metallbandes erfahren. Ferner müssen die Spalte an mindestens einigen der Walzenpaare so ausgebildet sein, dass die in Laufrichtung gesehen vorausgehenden Walzenpaare einen grösseren Winkel als die nachfolgenden Walzenpaare aufweisen. Zweckmässigerweise sollte diese in Laufrichtung gesehene Zunahme der Winkel zwischen den zu schwenkenden Bereichen und der Ausgangslage bei allen aufeinanderfolgenden Walzenpaaren berücksichtigt werden, damit die Zahl der insgesamt erforderlichen Walzenpaare möglichst verringert wird.
Jedoch können natürlich Fälle auftreten, bei denen die vorgesehene Verformung des Metallbandes eine Anwendung der genannten Regel nicht bei allen Verformungs-Stationen erforderlich machen.
Durch die Vergrösserung der beiden obengenannten Winkel wird erreicht, dass sich beim Durchlauf des Metallbandes durch die Spalte mindestens die beiden Aussenbereiche aufeinander zu bewegen, was eine Aufteilung der insgesamt durch die Verformung bedingten Zugspannungen auf die beiden Aussenränder bewirkt. In Fig. 1 beginnt die Schwenkung des ersten Bandbereiches 81-82 zur Verminderung der Zugspan nung in der Aussenkante 83 des zweiten Bereiches 81-83 erst nach dem Querschnitt H. In der Praxis würde diese Schwenkung allerdings bereits früher, etwa beim Querschnitt C, einsetzen.
Es erfolgt also beim Betrieb einer derartigen Rollformungs-Einrichtung jeweils zwischen aufeinanderfolgenden Walzenstationen eine Aufteilung der Randzugspannung auf die beiden Aussenkanten des Metallbandes bzw. der herzustellenden Schiene. Beispielsweise ist es auf diese Weise möglich, die Formung der Schiene bis zum Profilquerschnitt K gemäss Fig. 1 in 7 bis 8 vorausgehenden Walzenpaaren durchzuführen, deren Abstände jeweils ungefähr 50-60 cm betragen. Eine Rollformungs-Einrichtung, die nach den obengenannten Gesichtspunkten aufgebaut ist, besitzt also eine wesentlich geringere Länge und weist weniger als die Hälfte der üblicherweise erforderlichen Walzenpaare auf.
Zur Herstellung einer aus zwei profilierten Schienen zusammengefügten Hohlschiene ist, wenn die eine hergestellte Schiene eine Verdrehung gegenüber der Anfangslage des betreffenden Metallbandes aufweist, auch eine entsprechende Verdrehung des anderen Metallbandes bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten erforderlich, damit die fertig profilierte andere Schiene vor dem Zusammenfügen mit der erstgenannten Schiene eine entsprechende Lage ihrer Längsränder gegenüber denjenigen der ersten Schiene besitzt.
Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens für die Herstellung von Hohlschienen mit komplizierten Profilierungen der einen Schiene hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die zur Herstellung der komplizierteren Schiene dienenden Rollenpaare gemeinsam angetrieben werden, aber die zur Verformung des anderen Metallbandes zu der weniger stark profilierten zweiten Schiene erforderlichen Rollenpaare einen getrennten Antrieb erhalten. Natürlich betrifft dieser getrennte Antrieb nur jene Rollenpaare des zweiten Bandes, die zu dessen Verformung bis zur Zusammenfügung der beiden Schienen erforderlich sind.
Dieser getrennte Antrieb ist aber derart gestaltet, dass eine elastisch arbeitende Kupplung zwischen den Rollenpaaren und dem Antrieb vorgesehen ist, damit sich die Durchlaufsgeschwindigkeit des zweiten Bandes bzw. der zweiten Schiene automatisch an die Durchlaufgeschwindigkeit der ersten Schiene anpassen kann. Dies ist erforderlich, weil natürlich nach der Zusammenfügung der beiden Schienen die erste Schiene mit ihrem starren Antrieb die Durchlaufgeschwindigkeit bestimmen muss und der Antrieb der zweiten Schiene sich dieser Durchlaufgeschwindigkeit automatisch anzupassen hat.
Geeignete elastische Kupplungen, beispielsweise Hydrostatik Getriebe, die sich für den vorliegenden Zweck eignen, sind allgemein bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass die starke Beanspruchung der Längsränder durch die auftretenden Rand-Zugspannungen bei der Verformung besonders der Schiene mit komplizierten Profilierungen es zweckmässig erscheinen lässt, jede Bearbeitung dieser Längsränder für die nachfolgende falzartige Verbindung erst nach weitgehender Fertigstellung der betreffenden profilierten Schiene vorzunehmen. Werden also, wie im Hauptpatent beschrieben, die Längsränder vor dem Zusammenfügen einerseits mit Ausnehmungen und anderseits mit zinkenartigen Fortsätzen versehen, so ist es zweckmässig, die entsprechende Bearbeitung der betreffenden Längsränder erst unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Längsränder zu den beidseitigen Falzverbindungen vorzunehmen.
Natürlich ist diese Massnahme nur dann erforderlich, wenn die auftretenden Rand-Zugspannungen gross sind und nach erfolgter Bearbeitung der Längsränder bei eventuellen weiteren Verformungsschritten durch solche Bearbeitungen irgendwelche Nachteile zu befürchten sind.
The present invention relates to the method of the main patent for the continuous processing of two metal strips by deforming pairs of rollers to form two profiled rails and joining of their lateral longitudinal edges, with the interposition of insulating strips of material, by means of folded connections to form a hollow rail, which metal strips are passed simultaneously through rotating, deforming pairs of rollers and initially in individual areas, seen in the strip cross-section, are deformed in a wave shape to facilitate the subsequent profiling.
The method of the main patent is characterized in that each of the wave-shaped deformations is enlarged until its border line, transverse to the metal strip, is larger than the border line of the longitudinal profiling provided in the relevant area, that on the metal strips, when passing through at least some of the roller pairs Longitudinal pull is exerted by: the respective front pair of rollers in the direction of tape travel and for this purpose the relevant roller surfaces of the front roller pair are driven at a higher peripheral speed than the corresponding roller surfaces of the rear roller pair.
A problem that occurs with roll deformation is the need to perform the desired deformation of the metal strips in a large number of individual successive steps, since experience has shown that only a relatively slight deformation of the metal strip is permitted between successive steps, because otherwise the tensile stresses occurring along the outer edges of the metal strip will Exceed the elastic limit of the strip material and permanent elongation or transverse cracks occur in the metal strip, which of course is not permitted. Because of this generally known property of roll forming, the previously known roll forming devices for the continuous production of profiled rails must have a very large number of forming stations arranged one behind the other and accordingly have a great length.
For example, machines of this type with 20-30 deformation stations arranged one behind the other are known for the production of complex profiled rails.
The invention has set itself the task of further developing the method of the main patent in such a way that the tensile stresses occurring on the outer edge of the metal strip are reduced during roll deformation in at least one of the metal strips, so that the number of deformation steps required is reduced compared to the previously known methods can be.
The method according to the invention is characterized in that a guideline is determined in at least one of the metal strips in its initial position, which corresponds to a distinctive longitudinal edge of the deformed rail, that the second band area extending from the one outer edge to the guideline is in at least one deformation step along the Guideline is pivoted in one direction of rotation, while the first band area reaching from the other outer edge to the guideline is simultaneously rotated around the guideline from its initial position in the opposite direction of rotation towards the second band area, so that in the outer edge of the second band area the edge Tensile stress is reduced.
The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing for an exemplary embodiment. Show it:
1 shows a schematic representation of the deformation steps carried out one after the other on a metal strip for the production of a complicated partial rail,
FIG. 2 shows a cross section through the partial rail produced according to FIG. 1.
3 shows the deformation of a flat metal strip into a right-angled rail according to the known method to explain the tensile stress that occurs,
4 shows the deformation of the metal strip according to FIG. 3 according to the method according to the invention.
With reference to FIG. 1, the application of the method for the roll forming of the metal strip 80 into the profiled rail according to FIG. 2 will first be explained. The belt 80 runs through the profile cross-sections A, B, C shown in dash-dotted lines one after the other. . . M, N, O.
In the present embodiment, a guideline 81 is already determined in the horizontal starting position A of the metal strip 80, which corresponds to a particularly distinctive longitudinal edge of the finished profiled rail, in the present example the outer edge 81 in FIG. 2. The guideline 81 turns the metal strip into a first Band area 81-82 between the outer edge 82 and the guideline 81, and divided into a second band area 81-83 between the outer edge 83 and the guideline. As FIGS. 1 and 2 show, the longitudinal edge 56, the side wall 52 and the border 66 of the longitudinal groove 54 of the profiled rail subsequently arise from the first band region 81-82. On the other hand, the upper side 71, the double-walled web 53, the side wall 51 and the longitudinal edge 55 of the profiled rail according to FIG. 2 are formed from the second band area 81-83.
Although the method is not carried out until later deformation steps, it has proven to be expedient to define a guideline 81 already in the initial position of the metal strip 80 in the present exemplary embodiment. As FIG. 1 shows, during the first deformation steps on both sides of the guideline, the pre-corrugations according to the main patent are made. The distance of the guideline 81 from the outer edge 82 can be determined according to the aspects explained in the main patent, in that the border line of the rail part to be formed from the first band area 81-82 is determined and then an allowance appropriate for the intended compression is made.
During the first deformation steps, the pre-corrugation according to cross-sections B and C is carried out from the initial position A. In the deformation steps up to the cross-sections D, E, F, G and H, the later longitudinal groove 54 is prepared in the first area 81-82 and the longitudinal edge 56 is bent open with respect to the side wall 52. In the second area 81-83, the bending for the later 1800 bend of the double-walled web 53 takes place in the deformation steps D-H.
After the cross-sectional profile H has been reached, a 90 or 3600 bend of the second band area 81-83 begins around the guideline 81 to form the top 71 and the double-walled web 53. At the same time, the process according to the opposite pivoting of the first band area 81-82 about the guideline 81 begins This pivoting of the first band area 81-82 is intended to reduce the tensile stress occurring in the outer edge 83 of the second band area 81-83.
According to the cross section M, the profile rail has approximately its desired shape and is now rotated as a whole into the 0 position.
On the basis of FIGS. 3 and 4, it is demonstrated below that a reduction in the tensile stress in one of the outer edges can be achieved by pivoting two belt areas in opposite directions along a guide line. First of all, the tensile stress that inevitably occurs when a flat metal strip is rolled to form a profiled rail on the outer edge of the metal strip is explained with the aid of the schematic illustration of FIG. A flat metal strip 100 is specified, which is to be deformed into a right-angled rail 101 with two legs of equal length.
During the movement of the metal strip 100 in the direction of the arrow 102 from the point P to the point Q, the area 98 of the metal strip 100 located to the left of the guideline 103 in the direction of travel remains unchanged, since the upper leg of the angle rail 101 is in the same position as the relevant area of the metal strip 100. In contrast, the area 99 of the metal strip 100 to the right of the guide line 103 as seen in the running direction 102 executes a pivoting movement from its original horizontal position into the vertical position of the downwardly directed leg of the angle rail 101. Here, the point 104 on the right outer edge of the metal strip 100 moves along the line c to the point 105 of the angle rail 101.
Compared with the distance b between the points P and Q, the line c has a greater length, but this means that the right outer edge 97 of the metal strip 100 must expand in the longitudinal direction and is under the effect of a corresponding tensile stress.
The difference in length between the connecting line c of points 104 and 105 on the one hand and the distance b of points P and Q on the other hand can be estimated using the schematic FIG. 3, since line c represents the hypotenuse of the right triangle with the legs d and e.
The side e is in turn the hypotenuse of the indicated right-angled triangle with the two sides 1/2 a, when the width of the metal strip 100 is denoted by a. For example, when a metal strip 100 of a = 10 cm width is deformed, depending on the distance b between points P and Q, there would be a difference in length between lines c and b according to the following table:
Distance b extension b-c
50 cm 4.95 mm or approx. 1%
100 cm 2.49 mm or approx. 0.25%
200 cm 1.25 mm or approx. 0.07%
300 cm 0.84 mm or approx. 0.03%
It is obvious that, for example, an aluminum strip 10 cm wide over a length of 50 cm cannot be stretched by 1%, i.e. 5 mm, without cracks or permanent deformations occurring.
Thus, with a deformation according to the schematic FIG. 3, the distance b between points P and Q must be increased until the expansion of the outer edge 97 of the right area 99 of the metal strip 100 assumes a value that is within the elasticity range of the strip material in question. For example, with a distance between points P and Q of 300 cm, the then required expansion of approximately 0.03 Nc should be permissible with a suitable strip material. Accordingly, a deformation device for producing the angle rail 101 according to FIG. 3 would have to have a corresponding length and between points P and Q would have a corresponding number of deformation stations, each with a pair of rollers.
According to the specification of the present method, however, in the example shown in FIG. 3, the deformation of the metal strip 100 into an angle rail 101 can be improved in that - as shown schematically in FIG. 4 - when the metal strip 100 is deformed from point P to Point Q around the assumed guideline 103 both the area 99 located to the right of the guideline 103 is pivoted in one direction of rotation, but at the same time the area 98 located to the left of the guideline 103 is moved in the opposite direction of rotation towards the area 99.
The point 104 of the outer edge 97 of the right area 99 now moves along the line f to the point 105 and this line f has a smaller difference in length to the distance b between the points P and Q than the line c indicated in FIG. because the corresponding leg of the angle profile 101 has not described a rotation by 90, but only by 450. The reduction in the difference in length should be approximately 50%, which results in a corresponding reduction in the tensile stresses along the outer edge 97 of the right-hand area 99 of the metal strip 100.
Of course, in contrast to the deformation according to FIG. 3, the left area 98 of the metal strip 100 no longer remains in its original position, but experiences a pivoting movement in the opposite direction of rotation to the pivoting movement of the right area 99, so that the outer edge 96 is longitudinal the line g in FIG. Thus, the outer edge 96 now also experiences an elongation similar to that of the outer edge 97 of the right-hand area and a corresponding tensile stress occurs there.
The present method thus reduces the tensile stress that occurs during a certain deformation step on the outer edge of the area in question performing a pivoting movement, in that part of the tensile stress is now brought into effect on the outer edge of the other area of the metal strip, which was completely unloaded in earlier methods . This reduction in the maximum tensile stress that occurs by dividing the outer edges of both areas of the metal strip makes it possible, if a metal strip is made of a material with certain mechanical properties, to reduce the distance between points P and Q, i.e. to reduce the number of deformation steps required.
In the continuous production of profiled rails from a metal strip, it is advantageous to use the technical specification according to the present method for each of the successive deformation steps. As experience has shown, this enables a decisive reduction in the total number of successive deformation steps required.
In a deformation device that works according to the present method, a guideline running parallel to the direction of movement of the metal strip must first be selected for at least some of the successive pairs of rollers. However, this guideline does not have to run in the same place for all pairs of rollers. The individual roller pairs are shaped in the usual way in such a way that a gap is formed between each two interacting rollers, which gap is provided for the metal strip to pass through.
Those gaps which are intended for the passage of the band areas of the metal band to be swiveled must be designed in such a way that the areas passing through on both sides of the selected guideline are pivoted at a certain angle with respect to the starting position of the metal band. Furthermore, the gaps on at least some of the roller pairs must be designed in such a way that the preceding roller pairs, viewed in the running direction, have a larger angle than the following roller pairs. Expediently, this increase in the angles between the areas to be pivoted and the starting position, seen in the running direction, should be taken into account for all successive pairs of rollers so that the number of overall pairs of rollers required is reduced as much as possible.
However, cases can of course arise in which the intended deformation of the metal strip does not make it necessary to apply the rule mentioned at all deformation stations.
By enlarging the two angles mentioned above, at least the two outer areas move towards each other when the metal strip passes through the gaps, which causes the tensile stresses caused overall by the deformation to be divided between the two outer edges. In Fig. 1, the pivoting of the first band area 81-82 begins to reduce the tension in the outer edge 83 of the second area 81-83 only after the cross-section H. In practice, however, this pivoting would start earlier, for example at cross-section C. .
During the operation of such a roll-forming device, there is a division of the edge tensile stress between successive roll stations between the two outer edges of the metal strip or the rail to be produced. For example, it is possible in this way to shape the rail up to the profile cross section K according to FIG. 1 in 7 to 8 preceding pairs of rollers, the spacing of which is approximately 50-60 cm. A roll-forming device which is constructed according to the above-mentioned aspects has a significantly shorter length and has less than half of the roller pairs usually required.
To produce a hollow rail assembled from two profiled rails, if the one produced rail is twisted with respect to the initial position of the metal strip in question, a corresponding twisting of the other metal strip is also required during the successive deformation steps so that the finished profiled other rail is necessary before being joined to the the first-mentioned rail has a corresponding position of its longitudinal edges relative to that of the first rail.
When carrying out the present method for the production of hollow rails with complex profiles of one rail, it has proven to be expedient that the pairs of rollers used to produce the more complex rail are driven together, but those for deforming the other metal strip to the less strongly profiled second Rail required pairs of rollers get a separate drive. Of course, this separate drive only affects those pairs of rollers of the second belt that are required to deform it until the two rails are joined.
This separate drive is designed in such a way that an elastically working coupling is provided between the roller pairs and the drive so that the throughput speed of the second belt or the second rail can automatically adapt to the throughput speed of the first rail. This is necessary because, of course, after the two rails have been joined, the first rail with its rigid drive must determine the passage speed and the drive of the second rail has to automatically adapt to this passage speed.
Suitable elastic couplings, for example hydrostatic transmissions, which are suitable for the present purpose, are generally known and do not require any further explanation.
It should also be pointed out that the high stress on the longitudinal edges due to the edge tensile stresses occurring during the deformation, especially of the rail with complex profiles, makes it appropriate to only process these longitudinal edges for the subsequent fold-like connection after the relevant profiled rail has been largely completed to undertake. If, as described in the main patent, the longitudinal edges are provided with recesses on the one hand and prong-like extensions on the other, it is advisable to carry out the corresponding processing of the longitudinal edges in question only immediately before the longitudinal edges are joined to form the double-sided folded joints.
Of course, this measure is only necessary if the edge tensile stresses that occur are high and, after the longitudinal edges have been processed, any disadvantages are to be feared during any further deformation steps caused by such processing.