DE102007047875A1

DE102007047875A1 - Profil

Info

Publication number: DE102007047875A1
Application number: DE102007047875A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hermann; Jürgen Gebhard; Thomas Merhar; Christoph Wiedner; Frank Jackel; Frank Bertram; Erwin Karle
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US20120210762A1; CA2639760A1; US20090133460A1; EP2065532A1

Abstract

Ein Profil (11) aus einem bandförmigen Walzgut mit einer Ausgangsmaterialstärke (W) weist eine Längsachse (15), Biegungen (17, 18) und dickenreduzierte Abschnitte (16) mit einer Materialstärke (D) auf, die kleiner als die Ausgangsmaterialstärke (W) ist. Im Bereich der Biegungen (17, 18) des Profils (11) sind jeweils verdickte Bereiche (21, 22) mit einer Materialstärke (H) vorgesehen, die größer als die Ausgangsmaterialstärke (W) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Profil aus einem bandförmigen Walzgut mit einer Ausgangsmaterialstärke, mit einer Längsachse sowie mit zumindest einer Biegung, wobei das Profil zumindest einen dickenreduzierten Abschnitt mit einer Materialstärke aufweist, die kleiner als die Ausgangsmaterialstärke ist.
Profile, wie sie beispielsweise in der Installationstechnik zur Anwendung kommen, werden z. B. aus bandförmigem Walzgut durch Umformen in einer Walzprofilieranlage gefertigt. Die Profile sind im Querschnitt beispielsweise rund, polygonal oder C-förmig.
Zur Reduktion der Materialkosten ist es beispielsweise aus der US 4,233,833 bekannt, zumindest einen Abschnitt des Walzgutes in der Dicke zu reduzieren, so dass die Materialstärke in diesem Bereich kleiner als die Ausgangsmaterialstärke des bandförmigen Walzgutes ist. Bei dieser im Kaltwalzverfahren durchgeführten Dickenreduktion wird das bandförmige Walzgut in Breitenrichtung gegenüber der Ausgangsbreite des bandförmigen Walzgutes verbreitert. Beim Profilieren des bereichsweise umgeformten Walzgutes in die gewünschte Profilform, wird der zumindest eine dickenreduzierte Abschnitt des Walzgutes derart angeordnet, dass dieser in einem statisch gering beanspruchten Bereich beziehungsweise nahe der neutralen Linie in den Hauptlastrichtungen des Profils zu liegen kommt. Der dickenreduzierte Abschnitt des Walzgutes verläuft entlang der Längsachse des erstellten Profils.
Nachteilig an der bekannten Lösung ist, dass zum optimalen Ausnutzen des materialsparenden Effekts eine möglichst grosse Dickenreduktion gewünscht ist. Diese lokale Ausdünnung des Walzgutes kann jedoch zu Steifigkeitsverlusten führen, womit die maximal mögliche Reduktion der Dicke begrenzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Profil aus einem bandförmigen Walzgut zu schaffen, das sowohl materialsparend als auch steifigkeitsoptimiert ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Gemäss der Erfindung ist zumindest ein verdickter Bereich im Bereich der zumindest einen Biegung des Profils mit einer Materialstärke vorgesehen, die grösser als die Ausgangsmaterialstärke ist.
Durch die Anordnung des zumindest einen verdickten Bereichs im Bereich, d. h. in oder bei der Biegung des Profils ist die Steifigkeit des Profils in einem hochbelasteten Bereich des materialoptimierten Profils verbessert. Dieses Profil weist bei vergleichbarer Kontur gegenüber einem Profil aus einem bandförmigen Walzgut mit konstanter Materialstärke einen geringen Materialeinsatz auf, wobei der Steifigkeitsverlust durch den zumindest einen verdickten Bereich beziehungsweise durch die daraus resultierende lokale Aussteifung des Profils zumindest teilweise kompensiert und gegebenenfalls sogar die Steifigkeit des Profils gegenüber einem Profil aus einem bandförmigen Walzgut konstanter Materialstärke erhöht wird. Der zumindest eine verdickte Bereich ist eine Materialanhäufung und wird beim Ausbilden der Dickenreduktion mit entsprechend ausgebildeten Walzen im Kaltwalzverfahren im gleichen Walzschritt ausgeformt.
Vorteilhaft sind zu beiden Seiten des zumindest einen dickenreduzierten Abschnitts verdickte Bereiche vorgesehen. Weist das Profil mehrere dickenreduzierte Abschnitte auf, so sind vorteilhaft bei jedem dickenreduzierten Abschnitt beidseitig verdickte Bereiche beziehungsweise Materialanhäufungen vorgesehen. Die Materialanhäufungen sind beispielsweise an einer Seite oder an beiden Seiten des bandförmigen Walzgutes und somit des daraus umgeformten Profils ausgebildet.
Vorzugsweise ist der zumindest eine verdickte Bereich benachbart zu der zumindest einen Biegung vorgesehen, was eine einfache Umformung des bandförmigen Walzgutes bei gleichzeitiger Verbesserung der Steifigkeit des Profils trotz der dickenreduzierten Abschnitte ermöglicht.
Bevorzugt weist das Profil einen von Seitenwänden zumindest teilweise umschlossenen Hohlraum auf und der zumindest eine verdickte Bereich ist diesem Hohlraum zugewandt. Der zumindest eine verdickte Bereich steht somit aussenseitig nicht am Profil vor, so dass die Funktion beziehungsweise die Anordnung des Profils durch die infolge des verdickten Bereichs vorhandene Materialanhäufung nicht eingeschränkt ist.
Vorzugsweise entspricht die Materialstärke des zumindest einen verdickten Bereichs dem 1.1- bis 2.0-fachen der Ausgangsmaterialstärke des bandförmigen Walzgutes, was eine vorteilhafte Verbesserung der Steifigkeit des materialoptimierten Profils gewährleistet.
Bevorzugt weist der zumindest eine verdickte Bereich eine Materialbreite senkrecht zur Längsachse des Profils auf, die dem 1.0- bis 5.0-fachen der Ausgangsmaterialstärke des bandförmigen Walzgutes entspricht, was ebenfalls eine vorteilhafte Verbesserung der Steifigkeit des materialoptimierten Profils gewährleistet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 Ein erfindungsgemässes Profil im Querschnitt; und
2 ein Detailauschnitt der Materialanhäufung in vergrösserter Darstellung.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in den 1 und 2 dargestellte Profil 11 weist einen C-förmigen Querschnitt mit zwei parallel zueinander verlaufenden Seitenwänden 12 und einem die beiden Seitenwände 12 verbindenden Verbindungsabschnitt 13 auf. Zwischen den Seitenwänden 12 und dem Verbindungsabschnitt 13 ist jeweils eine Biegung 17 vorgesehen. Die freien Enden 14 der Seitenwände 12 sind nach innen umgebogen und weisen somit jeweils eine Biegung 18 auf. Die Seitenwände 12 umschliessen teilweise einen Hohlraum 19. Das Profil 11 erstreckt sich entlang einer Längsachse 15.
Das Profil 11 ist aus einem bandförmigen Walzgut mit einer Ausgangsmaterialstärke W gefertigt und weist in den Seitenwänden 12 zwei dickenreduzierte Abschnitte 16 mit einer Materialstärke D auf, die kleiner als die Ausgangsmaterialstärke W ist. Beidseitig der dickenreduzierten Abschnitte 16 ist jeweils beidseitig ein verdickter Bereich 21 bzw. 22 beziehungsweise eine Materialanhäufung mit einer Materialstärke H und einer Materialbreite B vorgesehen, die sich quer zur Längsachse 15 des Profils 11 erstreckt. Die Materialstärke H der verdickten Bereiche 21 bzw. 22 ist grösser als die Ausgangsmaterialstärke W des bandförmigen Walzgutes. Die verdickten Bereiche 21 und 22 sind dem Hohlraum 19 zugewandt und erstrecken sich entlang der Längsachse 15 des Profils 11. Der verdickte Bereich 21 im Bereich der Biegung 17 des Profils 11 ist direkt in der Biegung 17 angeordnet. Der verdickte Bereich 22 im Bereich der Biegung 18 des Profils 11 ist direkt benachbart zu der Biegung 18 vorgesehen.
Die Materialstärke H der verdickten Bereiche 21 bzw. 22 entspricht dem 1.1- bis 2.0-fachen der Ausgangsmaterialstärke W des bandförmigen Walzgutes. Die Materialbreite B der verdickten Bereiche 21 bzw. 22 entspricht dem 1.0- bis 5.0-fachen der Ausgangsmaterialstärke W des bandförmigen Walzgutes. Die verdickten Bereiche 21 und 22 sind jeweils zwischen dem dickenreduzierten Abschnitt 16 und den Biegungen 17 bzw. 18 angeordnet, wobei die verdickten Bereiche 22 jeweils nahe neben der Biegung 18 vorgesehen sind.
In der 1 sind die verdickten Bereiche 21 und 22 jeweils symmetrisch an dem Profil 11 angeordnet. Dies ist jedoch für eine Verbesserung der Steifigkeit eines materialoptimierten Profils 11 nicht zwingend erforderlich. Die an einer Seitenwand 12 angeordneten und/oder die einander gegenüberliegenden verdickten Bereiche 21 und 22 können auch voneinander verschiedene Abmessungen aufweisen oder unsymmetrisch angeordnet sein. Des Weiteren müssen nicht alle verdickten Bereiche in die gleiche Richtung abragen. Wie mit den gestrichelten Linien schematisch dargestellt, können verdickte Bereiche 23 auch nach aussen, d. h. dem Hohlraum 19 abgewandt ausgerichtet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4233833 [0003]

Claims

Profil aus einem bandförmigen Walzgut mit einer Ausgangsmaterialstärke (UV), mit einer Längsachse (15) sowie mit zumindest einer Biegung (17, 18), wobei das Profil (11) zumindest einen dickenreduzierten Abschnitt (16) mit einer Materialstärke (D) aufweist, die kleiner als die Ausgangsmaterialstärke (W) ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein verdickter Bereich (21, 22) im Bereich der zumindest einen Biegung (17, 18) des Profils (11) mit einer Materialstärke (H) vorgesehen ist, die grösser als die Ausgangsmaterialstärke (W) ist.
Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine verdickte Bereich (21, 22) benachbart zu der zumindest einen Biegung (18) vorgesehen ist.
Profil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (11) einen von Seitenwänden (12) zumindest teilweise umschlossenen Hohlraum (19) aufweist und die Erhebung des zumindest einen verdickten Bereichs (21, 22) diesem Hohlraum (19) zugewandt ist.
Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke (H) des verdickten Bereichs (21, 22) dem 1.1- bis 2.0-fachen der Ausgangsmaterialstärke (W) des bandförmigen Walzgutes entspricht.
Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der verdickte Bereich (21, 22) eine Materialbreite (B) senkrecht zur Längsachse (15) des Profils (11) aufweist, die dem 1.0- bis 5.0 fachen der Ausgangsmaterialstärke (W) des bandförmigen Walzgutes entspricht.