DE102017114558A1

DE102017114558A1 - Verfahren zur Herstellung eines Stahlprofils

Info

Publication number: DE102017114558A1
Application number: DE102017114558.3A
Authority: DE
Inventors: Hans Spelten; Karl Gosejacob
Original assignee: Spelten Consulting GmbH
Current assignee: Spelten Consulting GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03
Also published as: WO2019002443A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlprofils (1) mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Flanschen (2, 3) aus Flachmaterial und einem Steg (4), der zwischen den beiden Flanschen (2, 3) angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der Steg (4) von einem geradlinigen Verlauf abweichend, vorzugsweise trapezförmig profiliert ausgebildet ist, bei dem ein zuvor auf Maß zugeschnittenes Flachblech (10) mit seinen Flachseiten parallel zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet einer Profilierstation (14) zugeführt und zur Ausbildung eines von einem geradlinigen Verlauf abweichenden Steges (4) profiliert, vorzugsweise trapezprofiliert wird, bei dem der profilierte Steg (4) und zwei Flansche (2, 3), die mit ihren Flachseiten jeweils rechtwinklig zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet sind, einer Positionierstation (18) aufgegeben werden, wobei der Steg (4) zwischen den beiden Flanschen (2, 3) positioniert wird, und bei dem anschließend der Steg (4) entlang seiner einen Längskante (24) mit dem einen Flansch (2) und entlang seiner anderen Längskante (25) mit den anderen Flansch (3) jeweils über die gesamte Steglänge verschweißt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stahlprofils mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Flanschen aus Flachmaterial und einem Steg, der zwischen den beiden Flanschen angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der Steg von einem geradlinigen Verlauf abweichend, vorzugsweise trapezförmig profiliert ausgebildet ist.
Ein Stahlprofil der eingangs genannten Art, das heißt ein Stahlprofil mit einem trapezförmig profiliert ausgebildeten Steg ist aus der DE 86 00 280 bekannt.
Das aus der DE 86 00 280 vorbekannte Stahlprofil hat sich im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt. Es hat insbesondere gegenüber herkömmlichen Doppel-T-Trägern, auch I-Träger genannt, den Vorteil einer verbesserten statischen und dynamischen Belastbarkeit, das heißt höheren Tragfähigkeit bei gleichem Materialeinsatz bzw. den Vorteil eines verringerten Materialeinsatzes bei gleicher Tragfähigkeit.
Die profilierte Stegausgestaltung des gattungsgemäßen Stahlprofils sorgt für eine insgesamt verbesserte Tragfähigkeit des Stahlprofils. Verglichen mit einem Doppel-T-Träger, der die verbesserte Tragfähigkeit des gattungsgemäßen Stahlprofils gleichfalls aufweist, fällt der Materialeinsatz beim gattungsgemäßen Stahlprofil insgesamt geringer aus. Die Konstruktion des gattungsgemäßen Stahlprofils gestattet es mithin, verglichen mit einem herkömmlichen Doppel-T-Träger entweder bei gleichem Materialeinsatz eine gesteigerte Tragfähigkeit bereitzustellen oder bei gleicher Tragfähigkeit den hierfür erforderlichen Materialeinsatz zu verringern.
Zur Herstellung des gattungsgemäßen Stahlprofils wird der Steg zwischen den beiden Flanschen angeordnet und mit diesen verschweißt. Aufgrund der trapezförmig profilierten Ausgestaltung des Steges hat sich das bislang eingesetzte Herstellverfahren als aufwändig herausgestellt, insbesondere mit Blick auf die Ausgestaltung gleichförmiger Schweißnähte und der dafür erforderlichen Vorrichtungen.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines gattungsgemäßen Stahlprofils anzugeben, das vereinfacht und prozesssicher in der Durchführung ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gattungsgemäßen Stahlprofils vorgeschlagen, bei dem ein zuvor auf Maß zugeschnittenes Flachblech mit seinen Flachseiten parallel zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet einer Profilierstation zugeführt und zur Ausbildung eines von einem geradlinigen Verlauf abweichenden Steges profiliert, vorzugsweise trapezprofiliert wird, bei dem der profilierte, vorzugsweise trapezförmig profilierte Steg und zwei Flansche, die mit ihren Flachseiten jeweils rechtwinklig zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet sind, einer Positionierstation aufgegeben werden, wobei der Steg zwischen den beiden Flanschen positioniert wird, und bei dem anschließend der Steg entlang seiner einen Längskante mit dem einen Flansch und entlang seiner anderen Längskante mit dem anderen Flansch jeweils über die gesamte Steglänge verschweißt wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass es in seiner Schrittabfolge eine kontinuierliche Profilherstellung gestattet. Dabei ist der Steg stets in seiner Grundausrichtung parallel zur Horizontalen ausgerichtet, wird also im Wege der Verfahrensdurchführung nicht um seine Längsachse verdreht, insbesondere nicht aufgerichtet. Im Anschluss an eine Positionierung von Steg und Flanschen findet zur endfertigen Ausgestaltung des Stahlprofils ein Verschweißen statt. Dies erlaubt insgesamt eine vereinfachte und schnellere Verfahrensabwicklung, die zudem zu einem hohen Maße automatisierbar ist.
Weitere Vorteile entstehen dadurch, dass gemäß den durch eine Festigkeitsberechnung errechneten Lastdaten und Profilhöhen dazu geeignete unterschiedliche Profilierungen der Stege ohne Mehraufwand produziert werden können.
Gemäß dem vorbekannten Herstellverfahren wird auf einen zur Horizontalen ausgerichteten Flansch der profilierte Steg aufrechtstehend, das heißt zur Vertikalen ausgerichtet aufgesetzt. Es erfolgt dann eine Verschweißung des Steges mit dem Flansch entlang der dem Flansch zugewandten Längskante des Steges. Dieses aus Steg und Flansch gebildete Vorprodukt wird alsdann um die Längsrichtung des Steges um 180° verdreht und auf den zweiten ebenfalls horizontal ausgerichteten Flansch aufgesetzt. Es erfolgt alsdann in einem zweiten Schweißschritt ein Verschweißen des Steges mit diesem zweiten Flansch, und zwar entlang der diesem Flansch zugewandten Längskante des Steges. Das so ausgebildete Stahlprofil ist dann noch einmal um die Profillängsachse um 90° zu verdrehen, um eine liegende Ausrichtung zu erreichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht im Unterschied zum vorbekannten Verfahren einen anderen Weg. Ausgangspunkt für den profilierten Steg ist ein zuvor auf Maß zugeschnittenes Flachblech. Dabei meint „auf Maß zugeschnitten“ vorzugsweise nicht nur eine Ablängung, sondern auch die Ausbildung einer normgerechten Gerad- und Ebenheit. Dieses so vorbereitete Flachblech ist mit seinen Flachseiten parallel zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet. In dieser Ausrichtung verbleibt das Flachblech bzw. der daraus gebildete Steg die gesamte Verfahrensdurchführung über. Ein Verdrehen des Flachbleches und/oder des späteren Steges um die Längsachse des Flachbleches und/oder des Steges findet nicht statt.
Das horizontal ausgerichtete Flachblech wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt einer Profilierstation zugeführt. In dieser Profilierstation findet eine Profilierung zur Ausbildung des vorzugsweise trapezprofilierten Steges statt. Diese Profilierung erfolgt vorzugsweise abschnittsweise, vorzugsweise durch modulweises Biegen an vier Umlenkstellen. Hierdurch entstehen parallel zur Horizontalen verlaufende Abschnitte, die vertikal zueinander versetzt sind, wobei benachbarte Abschnitte durch schräg zur Horizontalen verlaufende Flankenabschnitte miteinander verbunden sind.
Der in der Profilierstation ausgebildete Steg wird alsdann einer Positionierstation zugeführt. Dieser Positionierstation werden ferner zwei Flansche zugeführt. Die Flansche sind mit ihren breiten Flachseiten jeweils rechtwinklig zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet. Dabei wird der eine Flansch der einen Längskante des Steges und der andere Flansch der anderen Längskante des Steges zugeordnet. Im Ergebnis ist der Steg zwischen den beiden Flanschen angeordnet. In der Positionierstation findet die Positionierung des Steges zwischen den Flanschen statt, und zwar in vertikaler Richtung. Bevorzugt ist eine mittensymmetrische Ausrichtung des Steges in Relation zu den beiden Flanschen. Dabei meint „mittensymmetrisch“, dass die in Längsrichtung verlaufenden Symmetrieachsen des Steges und der Flansche in vertikaler Richtung gleich ausgerichtet sind.
In einem abschließenden Verfahrensschritt werden der Steg und die Flansche miteinander verschweißt. Zu diesem Zweck werden die zuvor in der Positionierstation positionierten Bauteile in ihrer positionierten Ausrichtung in eine Schweißstation übergeben, in der dann eine Verschweißung dadurch stattfindet, dass der Steg entlang seiner einen Längskante mit dem einen Flansch und entlang seiner anderen Längskante mit dem anderen Flansch jeweils über die gesamte Steglänge verschweißt wird.
Der Schweißstation kann das endfertig hergestellte Stahlprofil entnommen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung eines gattungsgemäßen Stahlprofils in einer Maschinenlinie. Dieser Linie wird zu Beginn das zum Steg umzuformende Flachblech aufgegeben und am Ende der Fertigungslinie steht das endfertig hergestellte Stahlprofil. Es ist so eine kontinuierliche Herstellung gestattet, die zudem wenig aufwändig ist, insbesondere mit Blick auf eine wünschenswerte Automatisierung.
Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass das den späteren Steg bildende Flachblech mit einer Positionierungsmarkierung versehen wird. Diese Positionierungsmarkierung wird bevorzugterweise in der Profilierstation vorgenommen, wobei es insbesondere bevorzugt ist, eine Profilierung des Flachblechs zur Ausbildung des Stegs gleichzeitig mit der Ausrüstung des Flachblechs mit einer Positionierungsmarkierung vorzusehen.
Die Ausbildung einer Positionierungsmarkierung hat den Vorteil, dass eine spätere Ausrichtung des Stegs in Relation zu den beiden Flanschen in vereinfachter Weise durchgeführt werden kann.
Es ist gemäß einem weiteren Merkmal des Verfahrens vorgesehen, dass der profilierte Steg symmetrisch ausgerichtet zwischen den beiden Flanschen positioniert wird. Dabei hat die symmetrisch ausgerichtete Anordnung des Steges zwischen den beiden Flanschen insbesondere den Vorteil einer gleich verteilten Krafteinleitung im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall. Bevorzugt ist indes eine mittensymmetrische Ausrichtung, dergemäß die in Längsrichtung des Stahlprofils verlaufenden Mittelsymmetrieachsen des Steges und der Flansche zusammenfallen. Die Ausrichtung des Stegs in Relation zu den beiden Flanschen wird durch die erfindungsgemäß in den Steg beziehungsweise in das den Steg bildende Fachblech eingebrachte Positionierungsmarkierung erleichtert. Zu diesem Zweck ist die Positionierungsmarkierung in geeigneter Weise ausgebildet, beispielsweise insofern, als dass sie von entsprechenden Positionserfassungseinrichtungen in einfacher Weise und insbesondere fehlerfrei erkannt werden kann. In diesem Sinne eignet sich beispielsweise eine als eine Einprägung ausgebildete Positionierungsmarkierung.
Es ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die der Positionierstation zugeführten Flansche zuvor aus Flachblech auf Maß zugeschnitten werden. Es findet mithin im Vorfeld der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung ein Zuschneiden von Flachblech statt, wobei einerseits Flachbleche ausgebildet werden, die der späteren Verwendung als Flansche dienen, sowie solche Flachbleche, die im Zuge der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung zu profilierten Stegen umgeformt werden. Die Flachbleche können in vorteilhafter Weise im Vorfeld einer erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung vorbereitet und verwendungsfertig zwischengelagert werden, so dass eine kontinuierliche Bestückung der Produktionslinie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Ziel stattfinden kann, eine kontinuierliche Stahlprofilherstellung zu ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steg und die Flansche nach ihrer Positionierung in der Positionierstation und vor einem Verschweißen in einem Zwischenschritt schweißgeheftet werden. Die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung macht es dem Grunde nach nicht erforderlich, Flansche und Steg vor einem endgültigen Verschweißen durch Schweißheften lagezusichern. Gleichwohl kann dieser optionale Verfahrenszwischenschritt vorgesehen werden. Dies bevorzugterweise dann, wenn in der Zusammensetzung und/oder geometrischen Ausgestaltung niedrigere Stahlqualitäten zum Einsatz kommen. Insbesondere in einem solchen Fall kann es zur Erzielung der gewünschten Maßhaltigkeit des Endprodukts notwendig sein, den Steg in Relation zu den Flanschen nach seiner Positionierung lagezufixieren. Dies geschieht bevorzugterweise durch eine dafür geeignete Schweißheftung, wodurch das Aussehen der durchlaufenden Fertig-Schweißnähte während des anschließenden Fertig-Schweißprozesses nicht beeinträchtigt wird und keine nennenswerte Schweißnaht-Überhöhungen entstehen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steg ausschließlich auf einer seiner beiden Großseiten, vorzugsweise mit Bezug auf die liegende Ausrichtung des Steges von oben schweißgeheftet und/oder verschweißt wird. Zur Erzielung der gewünschten Tragfähigkeit ist es grundsätzlich ausreichend, den Steg nur auf einer seiner beiden Großseiten mit den Flanschen gemäß den Daten der Festigkeitsberechnung zu verschweißen. Die jeweilige Schweißnaht wird entlang der jeweiligen, fachgerecht vorbereiteten, geschnittenen Längskante des Steges ausgebildet, wodurch eine Kehlnaht zwischen der dieser Längskante des Steges zugeordneten Großseite des Steges und dem zugehörigen Flansch entsteht. Obgleich die Verschweißung auf nur einer der beiden Großseiten ausreichend ist, kann im Einzelfall natürlich auch eine Verschweißung auf beiden Großseiten vorgesehen sein.
Die Verschweißung findet bevorzugterweise mit Bezug auf die liegende Ausrichtung des Steges während der Verfahrensdurchführung von oben statt. Wenn also nach einer Positionierung des Steges relativ zu den Flanschen in der Positionierstation ein Verschweißen stattfindet, so fährt die diesbezügliche Schweißeinrichtung von oben zwischen die beiden Flansche an die zu schweißende Längskante des Stegs an und bildet in Steglängsrichtung die Schweißnaht aus. Dabei folgt die Schweißeinrichtung der Längskante in Entsprechung der profilierten Ausgestaltung des Stegs mit Bezug auf die Vertikale nach oben und unten.
Um zu verhindern, dass die Schweißnaht im Bereich der zur Horizontalen verlaufenden Flankenabschnitte des Stegs vor- bzw. nachläuft, was zu ungleichmäßig ausgebildeten Schweißnähten führen würde, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass eine Schweißnaht entlang der Längskante des Steges ausgebildet wird, wobei die Schweißenergie in Abhängigkeit des Stegprofilverlaufs in Steglängsrichtung eingestellt wird. Damit ist sichergestellt, dass stets nur eine solche Schweißenergie in die auszubildende Schweißstelle eingebracht wird, dass ausgeschlossen ist, dass erhitztes Schweißnaht-Material weder abwärts vorläuft noch aufwärts gestaut wird, insbesondere im Bereich der Flankenabschnitte des Stegs, so dass optisch gleiche Schweißnähte entstehen.
Bevorzugterweise anzuwendende Schweißverfahren im Rahmen der erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung sind das Laserschweißen und das Metall-Schutzgasschweißen. Insbesondere das Metall-Schutzgasschweißen hat sich als besonders geeignet herausgestellt, da mit hoher Präzision und hinreichend schneller Geschwindigkeit gleichförmige Schweißnähte ausgebildet werden können, wobei unerwünschte vor- und/oder nachlaufende Schweißnähte dadurch vermieden werden können, dass der Schweißstrom in Abhängigkeit der Stegprofilierung eingestellt wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steg entlang seiner beiden Längskanten gleichzeitig mit den Flanschen verschweißt wird. Es werden mithin in nur einem Schweißvorgang zwei Schweißnähte ausgebildet, und zwar entlang der einen Längskante des Stegs als auch entlang der anderen Längskante des Stegs. Dies erbringt eine beschleunigte Verfahrensdurchführung.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Profilierstation eine Taktstation nachgeschaltet ist, mit der die profilierten Stege zur Positionierstation weitergeleitet werden. Die Weiterleitung der profilierten Stege zur Positionierstation erfolgt bevorzugter Weise unter Verwendung der in die Stege zuvor eingebrachten Positionierungsmarkierungen. Denn die Positionierungsmarkierungen ermöglichen es, die Stege mit definierten Abständen zueinander modulweise zur Positionierstation weiterzuleiten. Auch insofern erweisen sich die Positionierungsmarkierungen als vorteilhaft.
Die Taktstation dient der vergleichmäßigten Verfahrensdurchführung. So kann es je nach Länge der herzustellenden Stahlprofile zu unterschiedlichen Verfahrenszeiten in der Profilierstation im Vergleich zur Positionierstation und/oder der Schweißstation kommen. Um hier zwecks kontinuierlicher Verfahrensdurchführung zeitlich ausgleichen zu können, ist der Profilstation eine Taktstation nachgeschaltet. Diese gibt den Takt für die weitere Verfahrensdurchführung insbesondere in der Positionierstation und der Schweißstation vor.
Mit der Erfindung wird vorrichtungsseitig des Weiteren ein Stahlprofil vorgeschlagen, dass nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt ist. Ein solches Stahlprofil verfügt über zwei parallel zueinander ausgerichtete Flansche aus Flachmaterial und über einen Steg. Der Steg ist zwischen den beiden Flanschen angeordnet, wodurch diese miteinander verbunden sind. Der Steg ist von einem geradlinigen Verlauf abweichend, vorzugsweise trapezförmig profiliert ausgebildet.
Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der trapezförmig profilierte Steg in Stegquerrichtung versetzt zueinander angeordnete Abschnitte aufweist, die parallel zu den Längskanten der am Steg angeordneten Flansche verlaufen und die unter jeweiliger Zwischenordnung eines zur Stegquerrichtung schräg verlaufenden Flankenabschnitts miteinander verbunden sind. Es ergibt sich so eine Art Zick-Zack-Anordnung der einzelnen Abschnitte, wobei aufeinander nachfolgende Abschnitte mittels eines gemeinsamen Flankenabschnitts miteinander verbunden sind. Dieser Flankenabschnitt ist zu den Längskanten der am Steg angeordneten Flansche schräg verlaufend ausgebildet, was die in Profilquerrichtung versetzt ausgebildete Anordnung der Abschnitte gestattet.
Der Biegewinkel zwischen einem Abschnitt und einem dazu benachbarten Flankenabschnitt liegt bevorzugterweise zwischen 30° und 45°.
Herkömmliche Stahlprofile, wie sie beispielsweise aus der eingangs genannten DE 86 00 280 bekannt sind, weisen typischerweise eine Modultiefe von 104 mm auf, wobei der Biegewinkel 45° beträgt. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Stahlprofil ist dahingehend optimiert, dass, abhängig von der Profilhöhe und bei gleicher Tragfähigkeit Modultiefen zwischen 60 mm und 200 mm ausreichend sind, wobei die Biegewinkel bevorzugterweise zwischen 30° und 45° betragen.
Die reduzierte Modultiefe, das heißt der Abstand zwischen zwei benachbarten Stegabschnitten in Stegquerrichtung erbringt insbesondere Vorteile bei der Stegprofilierung in der Profilierstation. Typischerweise erfolgt in der Profilierstation eine Umformung des der Profilierstation aufgegebenen Flachblechs mittels Umformen durch Pressen. Bei im Vergleich zum Stand der Technik reduzierter Modultiefe erbringt dies zur bestimmungsgemäßen Profilierung einen verkleinerten Pressweg bei gleichzeitig verringerter Presskraft. Dies macht es in vorteilhafter Weise möglich, die Produktionsgeschwindigkeit der Profilierstation zu erhöhen und auch die Profilierstation als solche kleiner auszulegen. Dies verringert die Investitions- und Wartungskosten und vereinfacht damit auch die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen

1 ausschnittsweise in schematisch perspektivischer Darstellung ein Stahlprofil nach der Erfindung;
2 ausschnittsweise in schematischer Schnittdarstellung das Stahlprofil nach 1 gemäß Schnittlinie II-II;
3 in schematischer Perspektivansicht das erfindungsgemäße Stahlprofil zu unterschiedlichen Verfahrenszeitpunkten und
4 in schematischer Draufsicht von oben eine Produktionslinie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 lässt in rein schematisch perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Stahlprofil 1 erkennen. Dies verfügt über zwei Flansche 2 und 3 und einen Steg 4. Der Steg 4 ist zwischen den beiden Flanschen 2 und 3 angeordnet und verbindet diese miteinander. Wie eine Zusammenschau insbesondere der 1 und 2 erkennen lässt, ist der Steg 4 trapezförmig profiliert ausgebildet. Er verfügt über Abschnitte 5 - auch Steg-Abschnitte außen genannt -, die in Profil- und Stegquerrichtung 8 versetzt zueinander angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Abschnitten 5 ist jeweils ein Flankenabschnitt 6 - auch Steg-Abschnitt schräg genannt - angeordnet, der zur Profil- und Stegquerrichtung 8 bzw. zur Profil- und Steglängsrichtung 7 schräg verlaufend ausgebildet ist. Insgesamt ergibt sich so in Profil- und Steglängsrichtung 7 eine Anordnung, dergemäß ein erster Abschnitt 5 vorgesehen ist, gefolgt von einem Flankenabschnitt 6, gefolgt von einem Abschnitt 5, gefolgt von einem Flankenabschnitt 6 und so weiter. Dabei sind zwei aufeinander nachfolgende Abschnitte 5 in Profil- und Stegquerrichtung 8 versetzt zueinander angeordnet, wodurch sich die trapezförmige Profilierung des Steges 4 ergibt.
Zur Herstellung des in den 1 und 2 ausschnittsweise gezeigten Stahlprofils 1 kommt ein Verfahren zur Anwendung, wie es sich aus den 3 und 4 ergibt.
Ausgangspunkt für die erfindungsgemäße Verfahrensdurchführung ist gemäß 3 ein auf Maß zugeschnittenes Flachblech 10. Dieses Flachblech 10 wird in Entsprechung des Pfeils 11 einer in 3 nicht näher dargestellten Profilierstation 14 zugeführt. Dabei ist das Flachblech 10 mit seinen Flachseiten parallel zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 3 ergibt.
In der Profilierstation 14 erfolgt eine Umformung des Flachbleches 10 durch wiederholtes Abkanten, wodurch der Steg 4 mit seinen schon vorerläuterten Abschnitten 5 und 6 entsteht.
Der trapezprofilierte Steg 4 wird sodann in Entsprechung des Pfeils 12 einer ebenfalls in 3 nicht näher dargestellten Positionierstation 18 zugeführt, in welcher der Steg 4 in Relation zu zwei der Positionierstation 18 ebenfalls aufgegebenen Flanschen 2 und 3 positioniert wird.
Nach einer Positionierung des Steges 4 findet gemäß einem weiteren in 3 nicht dargestellten Verfahrensschritt eine Verbindung von Steg 4 und Flanschen 2 und 3 statt. Diese Verbindung wird mittels Schweißen ausgebildet, wobei in einer entsprechenden Schweißstation 20 entlang der Längskanten 24 und 25 des Steges 4 Schweißnähte 9 ausgebildet werden, die den Steg 4 mit dem jeweils zugehörigen Flansch 2 bzw. 3 stoffschlüssig und kraftschlüssig verbinden.
4 lässt in schematischer Draufsicht von oben eine Prozesslinie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erkennen.
Die Prozesslinie beginnt im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Zufuhrrollgang 13. Dieser transportiert vorzugsweise mit einem Kran aufgelegte Flachbleche 10 in die dem Zuführrollgang 13 nachgeschaltete Profilierstation 14. Hier findet in schon vorbeschriebener Weise die Trapezprofilierung des Flachbleches 10 statt, und zwar modulweise, das heißt je zu fertigendem Stahlprofil 1 ein profiliertes Flachblech 10. Das endfertig trapezprofilierte Flachblech 10 bildet den späteren Steg 4 des Stahlprofils 1. In der Profilierstation 14 wird das Flachblech 10 nicht nur profiliert, sondern auch mit einer Positionierungsmarkierung versehen. Eine solche Positionierungsmarkierung vereinfacht die weitere Handhabung des Steges 4, ermöglicht also eine vereinfachte Verfahrenssteuerung, und dies insbesondere in einer nachgeschalteten Taktstation 15 und/oder in einer nachgeschalteten Positionierstation 18.
Der Profilierstation 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Taktstation 15 nachgeschaltet, von der die trapezprofilierten Flachbleche 10 aus der Profilierstation 14 modulweise herausgezogen werden.
An die Taktstation 15 schließt sich ein Ausfuhrrollgang 16 an, mit dem die aus der Taktstation 15 kommenden profilierten Flachbleche 10 liegend in Entsprechung des Pfeils 17 in die Positionierstation 18 weitertransportiert werden. In der Positionierstation 18 werden die Flansche 2 und 3 an das als Steg 4 dienende, profilierte Flachblech 10 symmetrisch positioniert und die so positionierten Bauteile werden alsdann vom Rollgang 19 übernommen und weitertransportiert.
Die zum Einsatz kommenden Flansche 2 und 3 haben beispielsweise eine Dicke von 10 bis 30 mm. Das Flachblech 10 hat beispielsweise eine Dicke von 3 mm bis 12 mm.
Gemäß der in 4 gezeigten Produktionslinie ist optional vorgesehen, dass in der Positionierstation 18 eine Schweißheftung von Steg 4 und Flanschen 2 und 3 stattfinden kann. Zu diesem Zweck sind Schweißeinrichtungen 22 vorgesehen, die entlang von Schienen 23 in Längsrichtung der Flansche 2 und 3 bzw. des Steges 4 verfahren können.
Vom Rollgang 19 werden die positionierten Bauteile in Entsprechung des Pfeils 27 in die Schweißstation 20 übergeben. Hier werden der Steg 4 und die Flansche 2 und 3 auf der gesamten Profillänge miteinander verschweißt, und zwar gleichzeitig entlang der beiden Längskanten 24 und 25 des Steges 4. Zu diesem Zweck sind Schweißeinrichtungen 22 vorgesehen, die auf Schienen 23 in Profillängsrichtung verfahrbar angeordnet sind. Dabei erfolgt der Zugriff der Schweißeinrichtungen 22 in Entsprechung des Pfeils 26 (vgl. 2) von oben auf das Stahlprofil 1, was zur Ausbildung der Schweißnaht 9 führt. Dabei verfährt die Schweißeinrichtung 22 im Zuge der Ausbildung der Schweißnaht 9 nicht nur in Profil- und Steglängsrichtung 7, sondern auch in Profil- und Stegquerrichtung 8, mithin in Entsprechung der Ausrichtung der Flanschabschnitte 6 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 2 auch nach oben und unten. Dabei wird die Schweißenergie in Abhängigkeit der Profilierung des Steges 4 eingestellt, so dass insbesondere in den Bereichen der Flankenabschnitte 6, das heißt im Bereich der mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 2 nach oben und unten verlaufenden Schweißnähte 9 kein Schweißnahtvorlauf und/oder -rücklauf entsteht. Eine kontinuierliche und gleichmäßige Schweißnahtausbildung ist so sichergestellt.
Bezugszeichenliste

1: Stahlprofil
2: Flansch
3: Flansch
4: Steg
5: Abschnitt (Steg-Abschnitt außen)
6: Flankenabschnitt (Steg-Abschnittschräg)
7: Profil- und Steglängsrichtung
8: Profil- und Stegquerrichtung
9: Schweißnaht
10: Flachblech
11: Pfeil
12: Pfeil
13: Zuführrollgang
14: Profilierstation
15: Taktstation
16: Ausfuhrrollgang
17: Pfeil
18: Positionierstation
19: Rollgang
20: Schweißstation
21: Rollgang
22: Schweißeinrichtung
23: Schiene
24: Längskante
25: Längskante
26: Pfeil
27: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 8600280 [0002, 0003, 0032]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Stahlprofils (1) mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Flanschen (2, 3) aus Flachmaterial und einem Steg (4), der zwischen den beiden Flanschen (2, 3) angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der Steg (4) von einem geradlinigen Verlauf abweichend, vorzugsweise trapezförmig profiliert ausgebildet ist, bei dem ein zuvor auf Maß zugeschnittenes Flachblech (10) mit seinen Flachseiten parallel zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet einer Profilierstation (14) zugeführt und zur Ausbildung eines von einem geradlinigen Verlauf abweichenden Steges (4) profiliert, vorzugsweise trapezprofiliert wird, bei dem der profilierte Steg (4) und zwei Flansche (2, 3), die mit ihren Flachseiten jeweils rechtwinklig zur Horizontalen verlaufend ausgerichtet sind, einer Positionierstation (18) aufgegeben werden, wobei der Steg (4) zwischen den beiden Flanschen (2, 3) positioniert wird, und bei dem anschließend der Steg (4) entlang seiner einen Längskante (24) mit dem einen Flansch (2) und entlang seiner anderen Längskante (25) mit den anderen Flansch (3) jeweils über die gesamte Steglänge verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachblech (10) vorzugsweise in der Profilierstation (14) mit einer Positionierungsmarkierung versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) zu den beiden Flanschen (2, 3) symmetrisch ausgerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Positionierstation (18) zugeführten Flansche (2, 3) zuvor aus Flachblech auf Maß zugeschnitten werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) und die Flansche (2, 3) nach ihrer Positionierung in der Positionierstation (18) und vor einem Verschweißen in einem Zwischenschritt schweißgeheftet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) ausschließlich auf einer seiner beiden Großseiten, vorzugweise mit Bezug auf die liegende Ausrichtung des Stegs (4) von oben schweißgeheftet und/oder verschweißt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilierstation (14) eine Taktstation (15) nachgeschaltet ist, in der profilierte Stege (4) zwischengelagert und weitergetaktet werden, bevor sie der Positionierstation (18) aufgegeben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (4) entlang seiner beiden Längskanten (24, 25) gleichzeitig mit den Flanschen (2, 3) verschweißt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schweißnaht entlang einer der Längskanten (24, 25) des Stegs (4) ausgebildet wird, wobei die Schweißenergie in Abhängigkeit des Stegprofilverlaufs in Steglängsrichtung (7) eingestellt wird.
Stahlprofil, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Flanschen (2, 3) aus Flachmaterial und einem Steg (4), der zwischen den beiden Flanschen (2, 3) angeordnet ist und diese miteinander verbindet, wobei der Steg (4) von einem geradlinigen Verlauf abweichend, vorzugsweise trapezförmig profiliert ausgebildet ist.
Stahlprofil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der trapezförmig profilierte Steg (4) in Stegquerrichtung (8) versetzt zueinander angeordnete Abschnitte (5) aufweist, die parallel zu den Längskanten der am Steg (4) angeordneten Flansche (2, 3) verlaufen und die unter jeweiliger Zwischenordnung eines zur Stegquerrichtung (8) schräg verlaufenden Flankenabschnitts (6) miteinander verbunden sind.
Stahlprofil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegewinkel zwischen einem Abschnitt (5) und einem dazu benachbarten Flankenabschnitt (6) zwischen 30° und 45° beträgt.