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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Metallelement mit zumindest einem
in einer Ebene liegenden flächigen
Abschnitt, in dem eine Vielzahl von Öffnungen ausgebildet ist, wobei
die Öffnungen
von einstückig
mit dem Metallelement ausgebildeten Stegen umrandet sind und wobei
die Öffnungen
als Aufweitungen von ursprünglich
in dem Metallelement vorgesehenen Schlitzen ausgebildet sind und
die Stege durch zwischen den Schlitzen vorhandene Metallbereiche
des Metallelements gebildet sind. Weiterhin ist die Erfindung auf
ein Profilelement sowie auf ein Verfahren zur Herstellung von Metallelementen
bzw. Profilelementen gerichtet.
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Metallelemente
dieser Art werden beispielsweise zum Herstellen von Profilen, wie
Trockenbauprofilen, Putzprofilen, Spachtelprofilen, Lüftungsprofilen
oder Estrichprofilen, aber auch beispielsweise als Schutzgitter,
Filter, Schallschutzelemente, Rankgerüste, Trittflächenelemente,
Bewehrungsmatten, Einlagen in Verbundwerkstoffe, Kabelkanäle, Lochbänder, Montageelemente
oder als Zierprofile verwendet. Insbesondere bei der Verwendung
als Putz- oder Spachtelprofile sind die Öffnungen in dem Metallelement
erforderlich, um ein Durchdringen des Profilelements mit Putzmaterial
oder Spachtelmaterial zu ermöglichen
und damit eine sichere Befestigung zu gewährleisten. Bei Trockenbauprofilen
wird durch die Öffnungen
eine Durchführung
oder Befestigung von Versorgungsleitungen ermöglicht.
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Es
ist dabei bekannt, die Metallelemente als Streckmetall oder Streckgitter
herzustellen. Dabei wird zunächst
das flache Metallelement mit einer Viel zahl von parallel zueinander
versetzt angeordneten Schnitten versehen. Zur Erzeugung der Öffnungen
wird anschließend
in einem ersten Verfahrensschritt jeweils das entlang einer Reihe
von in Längsrichtung
hintereinander liegenden Schlitzen angeordnete Material des Metallelements
durch ein stempelartiges Formwerkzeug senkrecht zur Ebene des Metallelements
verformt, wobei das Material entlang der Schlitze jeweils bereichsweise
gestreckt wird. Diese streckende Verformung wird für alle aufeinander
folgende, durch die in Längsrichtung
hintereinander liegenden Schnitte definierte Schnittlinien wiederholt, wobei
das Metallelement jeweils schrittweise quer zu diesen Schnittlinien
vorwärts
bewegt wird. Aufgrund der versetzt angeordneten Schnitte und entsprechend
versetzt zueinander angeordnete Formwerkzeuge bzw. durch alternierendes
Versetzen diese Formwerkzeuge entstehen üblicherweise rautenförmige Öffnungen,
die von Stegen umrandet sind, die durch das zwischen den Schlitzen
vorhandene Material gebildet werden.
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Da
die Metallbereiche jeweils durch Verformen senkrecht zu der Ebene
des Metallelements erzeugt werden, besitzt das erzeugte Streckgitter
eine dreidimensionale Struktur, wobei die die Öffnungen umrahmenden Stege
gegenüber
der von dem Streckgitter aufgespannten Fläche schräg aufgestellt sind. Produktionsbedingt
besitzt das Streckgitter somit keine glatte, sondern eine strukturierte
dreidimensionale Oberfläche.
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Insbesondere
bei der Verwendung als Putz- oder Trockenbauprofil kann eine solche
raue Oberfläche
nachteilig sein, da das Erzeugen einer glatten Putzoberfläche durch
die schräg
gestellten, aufstehenden Stege erschwert wird. Es ist daher bekannt, als
Streckmetall hergestellte Putzprofile in einem zweiten Verfahrensschritt
flach zu walzen, um eine glatte Oberfläche des Putzprofils zu erhalten.
Nachteilig daran ist jedoch, dass beim Herstellen des Profils zum
einen ein weiterer Herstellungsschritt erforder lich ist, so dass
die Herstellungskosten erhöht werden.
Zum anderen können
die beim Strecken des Metalls erzeugten Stege unterschiedlich schräg aufgestellt
sein, so dass beim anschließenden
Flachwalzen Stege mit unterschiedlichen Stegbreiten oder Stegdicken
erzeugt werden. Letztlich wird durch die zwei unterschiedlichen
Verformungsschritte (Strecken und anschließendes Flachwalzen) das Material des
Metallelements mehrfach und in unterschiedlichen Richtungen beansprucht,
was zu einer Schwächung
des Materials führen
kann.
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Darüber hinaus
sind die Längskanten
des Metallelements nach dem Strecken nicht als gerade Abschlusskanten
ausgebildet, sondern sie besitzen eine Vielzahl von beispielsweise
V-förmigen
Einkerbungen, die durch die Stege gebildet sind. Durch diese „offenen" Längskanten
ist zum einen die Steifigkeit des Metallelements verringert und
zum anderen wird aufgrund der schräg nach außen ragenden Stegenden die
Verletzungsgefahr beim Umgang mit den Metallelementen erhöht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Metallelement der
eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung
des Metallelements möglich
ist, wobei gleichzeitig eine glatte Oberfläche mit geringer Materialbeanspruchung
erzeugt, eine hohe Steifigkeit der Metallelemente erzielt und das
Verletzungsrisiko beim Umgang mit den Metallelement minimiert wird.
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Ausgehend
von einem Metallelement der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Ober- und Unterseiten der Stege zwei einander gegenüberliegende,
einheitliche, ebene, zueinander parallel verlaufende Oberflächenbereiche
des Metallelements bilden, durch die eine obere und eine untere
Begrenzungsebene des Metallelements gebildet werden, dass die Stege
aus ausschließlich
innerhalb des Bereichs zwischen den beiden Begrenzungsebenen sowie
in einer Richtung parallel zu den Begrenzungsebenen auseinander
gezogenen Materialbereichen des Metallelements bestehen und dass
sich an den die Öffnungen
umfassenden Abschnitt zumindest ein Abschnitt ohne aufgeweitete Öffnungen
anschließt. Erfindungsgemäß wird ein
entsprechendes Metallelement dadurch hergestellt, dass das Material
des Metallelements in einer Richtung quer zu den Schlitzen und parallel
zu den Begrenzungsebenen auseinander gezogen wird.
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Im
Gegensatz zu dem bekannten Streckmetall ist das erfindungsgemäße Metallelement
somit nicht dreidimensional, sondern nur zweidimensional ausgebildet,
da eine Umformung ausschließlich
innerhalb der Fläche
bzw. Dicke des Metallelements selbst erfolgt und beim Aufweiten
der Schlitze die Stege nicht über
die die Materialdicke begrenzenden Begrenzungsebenen hinausragen.
Dadurch ist zum einen ein einstufiges Herstellungsverfahren möglich und
zum anderen wird eine einheitliche glatte Oberfläche des auseinander gezogenen
Metallelements erzielt, wobei die Stege ausschließlich in
Zugrichtung durch Streckkräfte
beansprucht werden. Dadurch dass zumindest ein Abschnitt ohne Öffnungen
vorgesehen ist, wird die Steifigkeit eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Metallelements erhöht
und gleichzeitig kann das Verletzungsrisiko beim Umgang mit dem Metallelement
verringert werden.
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Vorteilhaft
können
beidseits eines Abschnitts, der erfindungsgemäße Öffnungen umfasst, jeweils keine Öffnungen
umfassende Randstreifen vorgesehen sein, so dass ein entsprechendes
Metallelement zwei glatte Längskanten
umfasst. Es ist auch möglich,
dass mehrere Öffnungen
umfassende Abschnitte vorgesehen sind, die beispielsweise durch
einen oder mehrere Abschnitte ohne Öffnungen voneinander getrennt
sind.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung sind die Öffnungen
mehreckig ausgebildet, wobei die unmittelbar an einen Abschnitt
ohne Öffnungen
angrenzenden Öffnungen
jeweils eine durch diesen Abschnitt gebildete, im Wesentlichen gerade
Kante besitzen. Bevorzugt verlaufen dabei die Kanten dieser Öffnungen
im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Metallelements,
während
zumindest ein Teil der übrigen
Kanten dieser Öffnungen
sowie zumindest ein Teil der Kanten der übrigen Öffnungen schräg zur der
Längsachse
des Metallelements verlaufen. Die unmittelbar an einen Abschnitt
ohne Öffnungen
angrenzenden Öffnungen können somit
dreiecksförmig
ausgebildet sein, während
die nicht unmittelbar an einen Abschnitt ohne Öffnungen angrenzenden Öffnungen
insbesondere rautenförmig
ausgebildet sein können.
Die entstehenden Öffnungen
sind dabei von der Anordnung der Schlitze im Ursprungsmetall abhängig. Insbesondere können die
durch einen Abschnitt ohne Öffnungen gebildeten
Kanten parallel zu einer Außenkante
des Metallelements verlaufen.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung werden die Außenkanten
des Metallelements durch Abschnitte gebildet, in denen keine Öffnungen
ausgebildet sind, so dass beide Außenkanten als geschlossene,
insbesondere gerade Kanten ausgebildet sind.
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Vorteilhaft
sind die Öffnungen
mit einem einstufigen Verfahren aus den Schlitzen erzeugt. Insbesondere
kann dabei das Auseinanderziehen des Metallelements im Durchlaufverfahren
erfolgen, wobei die seitlichen Längskanten
des Metallelements beispielsweise von Halteelementen eingeklemmt
und quer zur Transportrichtung auseinander gezogen werden.
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Im
Gegensatz zur Herstellung von Streckmetall wird bei der Herstellung
des erfindungsgemäßen Metallelements
im Bereich der Schlitze keine Kraft quer, insbesondere senkrecht
zu den Begrenzungsebenen aufgebracht. Das Auseinanderziehen des
Metallelements erfolgt ausschließlich innerhalb der Fläche bzw.
der Materialdicke des Metallelements, so dass nach erfolgter Aufweitung
keine weiteren Verfahrensschritte mehr erforderlich sind, um eine
glatte Ober- und Unterseite des Metallelements zu erhalten.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
beschrieben. In diesen zeigen:
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1 ein
erfindungsgemäß ausgebildetes Metallelement
mit Schlitzen vor dem Aufweitvorgang,
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2 das
Metallelement nach 1 nach dem Aufweitvorgang,
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3 einen
Querschnitt durch das Metallelement nach 1 entlang
der Linie A-A,
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4 einen
Querschnitt durch das Metallelement aus 2 entlang
der Linie B-B,
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5 einen
Querschnitt durch ein aus dem Metallelement gemäß 2 hergestelltes
Profilelement,
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6 ein
U-Profil gemäß der vorliegenden Erfindung
und
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7 eine
weiteres erfindungsgemäßes Metallelement
zur Herstellung eines C-Profils.
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1 zeigt
ein längliches
Metallelement 1, das symmetrisch zu seiner Längsachse 2 fünf Abschnitte 3 bis 7 umfasst.
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In
den Abschnitten 4 und 6 ist eine Vielzahl von
parallel zu der Längsachse 2 verlaufenden Schlitzen 8 ausgebildet,
die das Metallelement 1 vollständig durchdringen und die jeweils
alternierend versetzt zueinander angeordnet sind. Die Schlitze 8 besitzen
dabei jeweils im Wesentlichen die gleiche Länge, wobei jeweils in Längsrichtung
hintereinander angeordnete Schlitze 8 sowie quer zur Längsrichtung nebeneinander
angeordnet liegende Schlitze 8 durch Materialbereiche 9 des
Metallelements voneinander beabstandet sind. Parallel nebeneinander
angeordnete Schlitze 8 sind jeweils ca. um die halbe Länge der
Schlitze 8 in Längsrichtung
gegeneinander versetzt.
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In
den Abschnitten 3, 5 und 7 des Metallelements 1 sind
keine Schlitze 8 ausgebildet, so dass in diesen Abschnitten
das Metallelement 1 aus Vollmaterial besteht. Die beiden
außen
liegenden Abschnitte 3 und 7 besitzen dabei jeweils
eine gerade Außenkante 10,
die parallel zu der Längsachse 2 und
den Schlitzen 8 verläuft.
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In 2 ist
das Metallelement 1 dargestellt, nachdem es senkrecht zur
Langsachse 2 in der Ebene des Metallelements 1 auseinander
gezogen wurde, wie es durch zwei Pfeile 11 angedeutet ist.
Das Auseinanderziehen kann dabei beispielsweise dadurch erfolgen,
dass die Abschnitte 3 und 7 durch eine entsprechende
Aufweitvorrichtung gehalten, beispielsweise in dieser eingeklemmt
werden, und durch die Aufweitvorrichtung ein Auseinanderziehen des
Metallelements 1 in Richtung der Pfeile 11 erfolgt.
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Bei
diesem Aufweitvorgang werden die zwischen den Schlitzen 8 vorhandenen
Materialbereiche 9 so aufgeweitet und aufgespreizt, dass
rautenförmige Öffnungen 12 entstehen,
die von Stegen 13 umrandet werden, welche durch die auseinander
gezogenen Materialbereiche 9 gebildet werden. Die Öffnungen 12 besitzen
dabei schräg
zur Langsachse 2 des Metallelements 1 verlaufende
Kanten 36. Dabei sind alle Öffnungen 12 vollständig umschlossen
ausgebildet, außer
die an den stirnseitigen Enden 14, 15 des Metallelements
angeordneten Öffnungen 12'. Auch an den
Längsseiten
der Abschnitte 4 und 6 angeordneten Öffnungen 12'' sind jeweils vollständig umschlossen.
Während
die Öffnungen 12 nur
von den Stegen 13 umschlossen sind, ist eine Seite der Öffnungen 12'' jeweils von den Stegen 13 und
die andere Seite von dem Material der Abschnitte 3 und 7 begrenzt.
Auf diese Weise besitzt auch das aufgeweitete Metallelement 1 nach 2 jeweils
gerade, glatte Außenkanten 10.
Außerdem
ist die Steifigkeit des Metallelements 1 gegenüber einem
Metallelement ohne entsprechende Abschnitte 3, 7 deutlich
erhöht.
Durch den zusätzlichen
mittleren Abschnitt 5 ohne Öffnungen 12, 12', 12'' ist die Steifigkeit weiter erhöht. Die
Stege 13 bilden Kanten 35, die schräg zur Längsachse 2 des
Metallelements 1 verlaufen, während die Abschnitte 3 und 7 jeweils
Kanten 34 bilden, die parallel zu der Längsachse 2 verlaufen.
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Durch
den Aufweitvorgang besitzt das aufgeweitete Metallelement 1 eine
Breite b2, die deutlich größer ist
als die Breite b1 des Metallelements 1 vor dem
Aufweitvorgang. Der Materialbedarf des breiteren, aufgeweiteten
Metallelements 1 ist dabei jedoch gleich dem Materialbedarf
des schmäleren
Metallelements 1 vor dem Aufweitvorgang.
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Aus 3 ist
zu erkennen, dass die Ober- und Unterseite des Metallelements 1 Oberflächenbereiche 16, 17 bilden,
die parallel zueinander ver laufen. Wie durch gestrichelte Linien
angedeutet ist, bilden die Oberflächenbereiche 16, 17 eine
obere bzw. eine untere Begrenzungsebene 18, 19 des
Metallelements 1, wobei der Abstand zwischen der oberen
Begrenzungsebene 18 und der unteren Begrenzungsebene 19 durch
die Materialdicke d des Metallelements definiert ist.
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Aus
dem Querschnitt des aufgeweiteten Metallelements 1 in 4 ist
ersichtlich, dass beim Aufweiten des Metallelements alle Materialbereiche 9, durch
die die Stege 13 gebildet werden, ausschließlich innerhalb
des Bereichs zwischen den Begrenzungsebenen 18, 19 angeordnet
sind. Weder erfolgt ein Verkippen der Stege 13, durch die
das Material der Stege 13 über die obere Begrenzungsebene 18 oder
unter die untere Begrenzungsebene 19 hinausragen würden, noch
tritt ein sonstiger Materialbereich des Metallelements 1 über bzw.
unter die Begrenzungsebenen 18, 19 hinaus. Gleichzeitig
bleiben auch sowohl die Oberseiten 20 als auch die Unterseiten 21 der
Stege 13 parallel zu den Begrenzungsebenen 18, 19,
da die Materialbereiche 9 zur Erzeugung der Stege 13 ausschließlich in
einer Richtung parallel zu den Begrenzungsebenen 18, 19 auseinander
gezogen sind, wie es durch Pfeile 22 angedeutet ist.
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In 5 ist
ein Querschnitt durch ein Winkelprofil 23 dargestellt,
das aus dem Metallelement 1 nach 2 hergestellt
ist. Das Winkelprofil 23 bildet beispielsweise ein Kantenprofil
eines Putzprofils, bei dem der mittlere Abschnitt 5 als
Anputzkante 24 U-förmig
umgeformt wurde. Die die Öffnungen 12, 12', 12'' sowie die Stege 13 umfassenden
Abschnitte 4, 6 sind dabei vorgesehen, um beim
Verputzen ein Durchdringen des Winkelprofils 23 mit Putz
zu erreichen und damit eine sichere Befestigung des Winkelprofils 23 zu
gewährleisten.
Durch die vollflächigen, Endstreifen
bildende Abschnitte 3 und 7 ist ein gerader und
glatter Abschluss des Winkelprofils 23 gegeben. Die beiden
die Abschnitte 4, 6 und 3, 7 umfassenden
Schen kel 25, 26 schließen zwischen sich einen Winkel α ein, der
abhängig
von der durch das Winkelprofil 23 zu erzeugenden Kante
gewählt
ist.
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In 6 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung gezeigt. In diesem Fall ist das erfindungsgemäße Metallelement
zu einem U-Profil 27 umgeformt, wie es beispielsweise für den Aufbau
von Trockenbauwänden
Verwendung findet. In dem mittleren Abschnitt 5 sind Bohrungen 28 ausgebildet, durch
die beispielsweise Schrauben zur Befestigung des U-Profils am Boden
hindurch gesteckt werden können.
Die Abschnitte 3, 7 sind gegenüber den Abschnitten 4, 6 senkrecht
nach oben gebogen, um als Aufnahme für ein C-Profil zu dienen.
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7 zeigt
ein Metallelement 1',
das zur Herstellung eines entsprechenden C-Profils dient. Gegenüber dem
Metallelement 1 besitzt das Metallelement 1' lediglich einen
Abschnitt 29 mit Öffnungen 12, 12', 12'', während sich jeweils an den beiden Längsseiten
des Abschnitts 29 ein Abschnitt 30, 31 ohne Öffnungen 12, 12', 12'' anschließt. Grundsätzlich können auch bei einem C-Profil
ein mittlerer Abschnitt 5 sowie ggf. weitere Abschnitte
ohne Öffnungen
vorgesehen werden.
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Die
Abschnitte 30, 31 können entlang von gestrichelten
Linien 32 jeweils um 90° abgewinkelt werden,
wobei die seitlichen Längskanten
der Abschnitte 30, 31 entlang von gestrichelten
Linien 33 nochmals um weitere 90° abgewinkelt werden können, so
dass letztlich ein C-Profil entsteht.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Metallelement können Profile
unterschiedlichster Form, beispielsweise C-Profile, U-Profile, Z-Profile,
L-Profile oder dergleichen hergestellt werden. Neben diesen offenen
Profilen ist auch die Erzeugung von geschlossenen Profilen, beispielsweise
rohrförmige
Profile mit unterschiedlichen Querschnittsformen (kreisförmig, oval,
rechteckig, dreieckig usw.) möglich.
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Allen
Ausführungsformen
ist gemeinsam, dass beim Erzeugen der Stege 13 durch Aufweiten der
Materialbereiche 9 sich das gesamte Material des Metallelements 1, 1' ausschließlich innerhalb
des durch die Begrenzungsebenen 18, 19, d. h.
die Ober- und Unterseiten des Metallelements 1, 1' begrenzten Volumenbereichs
befindet. Dadurch ist gewährleistet,
dass in einem einzigen Aufweitvorgang das Metallelement 1, 1' so hergestellt
werden kann, dass es über
seine gesamte Fläche
eine einheitliche, ebene und glatte Oberfläche besitzt. Darüber hinaus
werden durch die Abschnitte ohne Öffnungen die Steifigkeit des
Metallelements erhöht
und gleichzeitig glatte Längskanten
des Metallelements erzeugt.
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- 1,
1'
- Metallelement
- 2
- Längsachse
- 3
- Abschnitt
- 4
- Abschnitt
- 5
- Abschnitt
- 6
- Abschnitt
- 7
- Abschnitt
- 8
- Schlitze
- 9
- Materialbereiche
- 10
- Außenkanten
- 11
- Pfeile
- 12,
12', 12''
- Öffnungen
- 13
- Stege
- 14
- stirnseitiges
Ende
- 15
- stirnseitiges
Ende
- 16
- Oberflächenbereich
- 17
- Oberflächenbereich
- 18
- obere
Begrenzungsebene
- 19
- untere
Begrenzungsebene
- 20
- Oberseiten
- 21
- Unterseiten
- 22
- Pfeile
- 23
- Winkelprofil
- 24
- Anputzkante
- 25
- Schenkel
- 26
- Schenkel
- 27
- U-Profil
- 28
- Bohrungen
- 29
- Abschnitt
- 30
- Abschnitt
- 31
- Abschnitt
- 32
- gestrichelte
Linie
- 33
- gestrichelte
Linie
- 34
- Kanten
- 35
- Kanten
- 36
- Kanten