DE102021202378A1

DE102021202378A1 - Verfahren zur Herstellung eines Innenrohres für eine Stützvorrichtung sowie Stützvorrichtung mit einem solchen Innenrohr

Info

Publication number: DE102021202378A1
Application number: DE102021202378.9A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Häberle
Original assignee: Peri SE
Current assignee: Peri SE
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2022-09-15
Also published as: CN116981522A; EP4304791A1; WO2022189502A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrohres (4) für eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung (1) oder dergleichen verursachten Baulasten (F), umfassend: Umformen eines Flachblechs zur Erzeugung einer mehrere Außengewindesektionen (8a - 8c) umfassenden Gewindegangstruktur; Profilieren des mit der Gewindegangstruktur versehenen Flachblechs zu einer im Hüllquerschnitt runden Rohrgeometrie; Form- oder stoffschlüssiges Verbinden der einander zugewandten Stoßkanten zur Bildung eines geschlossenen Profilrohres. Außerdem betrifft die Erfindung auch eine Stützvorrichtung mit einem derart hergestellten Innenrohr.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Innenrohres für eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung oder dergleichen verursachten Baulasten auf eine stabile Bodenfläche, umfassend mindestens ein solches teleskopierbar in einem Außenrohr angeordnetes Innenrohr mit einem Außengewinde, welches mit einem Innengewinde einer verdrehbar am Außenrohr angeordneten Stellmutter zur Längenverstellung zusammenwirkt.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf bautechnische Anwendungen, bei denen von einer Deckenschalung, einem Fertigbetonteil, einer über Kopf zu montierenden Installationseinheit oder dergleichen verursachte Baulasten gegenüber einer stabilen Aufstandsfläche eines Bauwerks abzustützen sind, bis diese fest verbaut sind. Anschließend kann die Stützvorrichtung wieder entfernt werden.
In der Regel kommt für beispielsweise eine Deckenabstützung für den Einbau einer Zwischendecke eines Gebäudes eine Vielzahl von benachbart zueinander aufgestellten Stützvorrichtungen der hier interessierenden Art zum Einsatz. Diese werden auch als Deckenstützen bezeichnet und sind gewöhnlich längenverstellbar, um je nach Bauplanung unterschiedliche Geschosshöhen abstützen zu können.
Stand der Technik
Aus der DE 195 03 296 A1 geht eine teleskopierbare Stützvorrichtung der hier interessierenden Art hervor. Eine Längenverstellung erfolgt hier mithilfe eines ein Außengewinde und eine hierzu korrespondierende Mutter aufweisenden Gewindetriebes. Dabei ist das Außengewinde auf das Innenrohr der teleskopierbaren Stützvorrichtung aufgebracht und die Gewindemutter ist am Außenrohr drehbar gelagert. Durch Drehen der Gewindemutter wird somit ein Ein- oder Ausfahren des Innenrohres bezüglich des Außenrohres zwecks Längenverstellung bewirkt.
Der Gewindetrieb dieser vorbekannten Stützvorrichtung weist einen Steigungswinkel außerhalb der Selbsthemmung auf. Durch die Baulast wird auf die Gewindemutter ein Drehmoment ausgeübt, welches jedoch durch einen auf die Gewindemutter außerhalb des Gewindes wirkenden Reibschluss aufgenommen wird. Der Reibschluss wird dabei zwischen einer Kegelfläche an der Gewindemutter und einem trichterförmigen Bereich des Außenrohres gebildet.
Dank des Gewindetriebes ist eine stufenlose Längenverstellung der Stützvorrichtung möglich, so dass auf zusätzliche Distanzblöcke und -keile zur Längenanpassung verzichtet werden kann. Dies ermöglicht eine recht zügige Montage oder Demontage solcher Stützvorrichtungen.
Allerdings ist dieser Vorteil einer stufenlosen Verstellbarkeit mit der fertigungstechnischen Problematik behaftet, das Innenrohr über seine gesamte Längserstreckung mit einem Außengewinde zum Zusammenwirken mit der Gewindemutter zu versehen, was in der Regel einer aufwendigen spanenden Bearbeitung bedarf. Als Halbzeug kommt bislang gewöhnlich ein stranggepresstes Leichtmetallrohr zum Einsatz.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines statisch stabilen Innenrohrs für eine hier interessierende Stützvorrichtung bereitzustellen, dessen Außengewinde in fertigungstechnisch einfacher Weise herstellbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens zur effizienten Fertigung eines mit einem Außengewinde versehenen Innenrohrs durch Anspruch 1 gelöst. Anspruch 6 gibt ein hierdurch hergestelltes Innenrohr an, Anspruch 7 bezieht sich auf eine das Innenrohr umfassende Stützvorrichtung und Anspruch 17 zielt auf die Verwendung eines Innenrohres für die Stützvorrichtung ab. Die jeweils rückbezogenen abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass die umformtechnische Herstellung des Innenrohrs für eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung oder dergleichen verursachten Baulasten, die folgenden Fertigungsschritte umfasst:

- Umformen eines Flachblechs zur Erzeugung einer mehrere Außengewindesektionen umfassenden Gewindegangstruktur,
- Profilieren des mit der Gewindegangstruktur versehenen Flachblechs zu einer im Hüllquerschnitt runden Rohrgeometrie,
- Form- oder stoffschlüssiges Verbinden der einander zugewandten Stoßkanten zur Bildung eines geschlossenen Profilrohres.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Innenrohr bietet den fertigungstechnischen Vorteil, dass sich das Außengewinde am Innenrohr spanlos fertigen lässt, indem dieses vor der eigentlichen Rohrprofilierung im Rahmen eines vorausgehenden Umformschritts erzeugt wird. Da hierbei von einem Blechmaterial ausgegangen wird, lässt sich das Innenrohr dabei auch besonders leichtbauend ausführen, was eine schnelle und komfortable Handhabung gewährleistet. So wiegt eine Stützvorrichtung von beispielsweise 4 m Stützlänge im maximal teleskopierten Zustand unter 20 kg. Die erfindungsgemäß ausgebildete Stützvorrichtung lässt sich vorzugsweise in Längenbereichen zwischen 3 bis 5 m stufenlos verstellen und kann Baulasten einer B und D-Stütze nach DIN EN 1065 tragen.
Vorzugsweise werden durch das Umformen der Außengewindesektionen per Biegeumformen vorgekrümmte Gewindebögen im Flachblech erzeugt. Dies erleichtert die anschließende Rohrbiegung und die so vorgefertigten Außengewindesektionen ergänzen sich präzise zu einem umlaufenden Gesamtgewinde. Denn hierfür müssen dann lediglich die Bereiche zwischen den Gewindesektionen gebogen werden, um die angestrebte runde Rohrgeometrie zu erhalten. Als runde Rohrgeometrie wird im Rahmen dieser Anmeldung eine Geometrie verstanden, welche im Hüllquerschnitt im Wesentlichen rund ist. Somit können auch segmentweise Abweichungen von der Kreisform miteingeschlossen sein. Die Gewindegangstruktur ist hinsichtlich der Gewindeform vorzugsweise als Rundgewinde, Trapezgewinde oder Kombinationen hiervon ausgebildet. Hierdurch lässt sich sowohl eine hohe Tragzahl als auch ein verschleißbeständiger Gewindetrieb erzielen.
Die Gewindesektionen sollten jedoch in Längsrichtung durchgängig sein, da die Werkzeuge während des Umformens, insbesondere Biegeumformens, nicht vom Werkstück abgesetzt werden können. Mit einem solchen Umformverfahren lässt sich eine vorteilhaft starke Kaltverfestigung der umgeformten Materialbereiche erzielen, so dass dem hiermit hergestellten Innenrohr eine hohe Stabilität verliehen wird. Ein Längsschweißen oder -löten oder auch Umbördeln der Stoßkanten kann nach dem Profilieren erfolgen, wobei vorzugsweise eine Längsschweißnaht durch HF-Schweißen oder Laserschweißen erzeugt wird. Hierfür sind die Mindestvorschubgeschwindigkeiten auf den Gesamtprozess abzustimmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Innenrohr und/oder das Außenrohr in einem kontinuierlichen Umform- und Schweißprozess aus einem Bandstahlmaterial hergestellt wird, wobei einzelne Rohrstücken durch Ablängen erzeugt werden. Die insoweit vorzugsweise aus einem Stahlmaterial bestehende Stützvorrichtung ist in der Lage höhere Lasten als vergleichbare stufenlos verstellbare Leichtmetall-Stützvorrichtungen aufzunehmen. Hierzu trägt auch die durch das Kaltumformen erzielte Materialverfestigung - insbesondere im Gewindebereich - bei. Das Gewinde kann außerdem endlos produziert werden, ohne dass eine spanende Fertigung erforderlich ist. Durch Nutzung von Kaltumformverfahren für die Gewindeerzeugung und auch für die Rohrprofilierung lässt sich eine besonders zeiteffiziente Fertigung von Stützvorrichtungen realisieren.
Das erfindungsgemäße Innenrohr wird vorzugsweise eingesetzt bei einer Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung oder dergleichen verursachten Baulasten auf eine Bodenfläche, umfassend ein teleskopierbar in einem Außenrohr angeordnetes Innenrohr mit einem Außengewinde, welches mit einem Innengewinde einer verdrehbar am Außenrohr angeordneten Stellmutter zur stufenlosen Längenverstellung zusammenwirkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Längen von Innen- und Außenrohr derart aufeinander abgestimmt, dass die teleskopierte Gesamtlänge zwischen 1,5 bis 6 Metern, vorzugsweise zwischen 3 bis 5 Metern liegt.
Vorzugsweise ist das aus einem Blechmaterial umgeformte Innenrohr mit einer die Stoßkanten miteinander verbindenden Längsschweißnaht, Lötnaht oder Bördelung versehen ist, um ein geschlossenes Profilrohr zu bilden.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass auch das aus einem Blechmaterial umgeformte Außenrohr mit einer die Stoßkanten miteinander verbindenden Längsschweißnaht oder Bördelung versehen ist, um in einfacher Weise ein zuverlässig geschlossenes Profilrohr zu bilden.
Als Ausgangsmaterial für die umformtechnische Herstellung des Innenrohres und/oder des Außenrohres kommt vorzugsweise vorverzinkter Bandstahl mit einer Blechdicke zwischen 1,5 bis 5 Millimetern, insbesondere zwischen 2 und 4 Millimetern als Optimum zwischen Stabilität, Herstellbarkeit und Leichtigkeit, zur Anwendung.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass stirnseitig des Außenrohrs eine im Bereich der Stellmutter angeordnete Schleifringscheibe zum Einsatz kommt, welche mit mehreren sich in Axialrichtung hiervon weg erstreckenden Führungszapfen versehen ist. Diese Führungszapfen kommen in Profilabschnitte des Außenrohres zum Eingriff und realisieren auf diese Weise eine Verdrehsicherung der Schleifringscheibe. Die Schleifringscheibe dient als Auflage für die Stellmutter und wirkt als am Außenrohr befestigtes Endbauteil.
Zum Zusammenwirken der Schleifringscheibe mit der Stellmutter besteht letztere aus einem Gewindeabschnitt und einem sich hieran axial anschließenden Nutabschnitt zur drehbaren Anordnung an der Schleifringscheibe und damit am Außenrohr. Die Stellmutter verfügt über mehrere sich nach außen erstreckende Nocken, welche eine Betätigung per Hand oder mit einem zusätzlichen Schlüsselwerkzeug gestattet.
Figurenliste
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäß teleskopierbaren Stützvorrichtung im montierten Zustand,
2 eine perspektivische Ansicht des Blechmaterials des Innenrohrs vor dem Profilieren,
3 eine perspektivische Ansicht des Innenrohrs nach dem Profilieren,
4 eine Querschnittsansicht des dem Innenrohr zugeordneten Außenrohr,
5 eine perspektivische Ansicht einer Schleifringscheibe zur Verdrehsicherung,
6 eine perspektivische Ansicht einer Stellmutter .

Gemäß 1 besteht eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung verursachten Baulasten F auf einer Bodenfläche 2 im Wesentlichen aus einem teleskopierbar mit einem Außenrohr 3 angeordneten Innenrohr 4, welches per Gewindetrieb mittels einer verdrehbar am Außenrohr 3 angeordneten Stellmutter 5 stufenlos längenverstellbar ist.
Die Stützvorrichtung umfasst zur Anlage gegen die Deckenschalung 1 eine seitens des distalen Endes am Innenrohr 4 befestigte Kopfplatte 6 sowie eine seitens des distalen Endes des Außenrohrs 3 angeordnete Fußplatte 7.
Gemäß 2 wird das Innenrohr 4 aus einem in der Ausgangsform flachen Blechmaterial hergestellt, in dem hierin eine mehrere Außengewindesektionen 8a - 8c umfassende Gewindegangstruktur per Biegeumformen erzeugt wird.
Nach 3 wird das vorbearbeitete Blechmaterial anschließend zu einer runden Rohrgeometrie umgeformt. Die aneinander zur Anlage kommenden Stoßkanten werden schließlich per Längsschweißnaht 9 stoffschlüssig zur Bildung eines geschlossenen Rohrprofils verbunden. Da die Gewindesektion 8a bis 8c im vorausgegangenen Herstellungsschritt vorgekrümmt umgeformt worden sind, wird beim Profilieren zur runden Rohrgeometrie im Wesentlichen der zwischen den Gewindesektionen liegende unprofilierte Rohrbereich verrundet. Infolgedessen weicht der Profilquerschnitt von einer kreisrunden Geometrie etwas ab.
In 4 ist der Querschnitt des ebenfalls nicht kreisrunden Außenrohres 3 illustriert, welches ebenfalls durch Biegeumformen ausgehend von einem flachen Blechmaterial profiliert ist und anschließend längsgeschweißt ist.
Die in 5 dargestellte Schleifringscheibe 10 greift mit ihren sich axial hiervon weg erstreckenden Führungszapfen 11a bis 11c in die durch im Profilquerschnitt des Außenrohres 3 (hier nicht gezeigt) gebildeten Absatztaschen ein, um eine Verdrehsicherung für die Schleifringscheibe zu schaffen. Die Verdrehsicherung des Außenrohres 3 gegenüber dem Innenrohr 4 wird durch jeweils einen von der Kreisform abweichenden Profilquerschnitt realisiert, der beispielsweise im weitesten Sinne kleeblattförmig oder dergleichen gestaltet sein kann.
Die in 6 dargestellte Stellmutter 12 besteht aus einem Gewindeabschnitt 13, dem sich in Axialrichtung ein Nutabschnitt 14 anschließt. Der Nutabschnitt 14 wirkt mit der vorstehend beschriebenen Schleifringscheibe 10 zusammen.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfassen. So ist es beispielsweise auch möglich, dass mehr oder weniger als drei Gewindesektionen über den Umfang des Innenrohrs verteilt angeordnet sind, je nach Belastungsgrad und Gewindetriebübersetzung.
Bezugszeichenliste

1: Deckenschalung
2: Bodenfläche
3: Außenrohr
4: Innenrohr
5: Stellmutter
6: Kopfplatte
7: Fußplatte
8: Außengewinde (-sektionen)
9: Längsschweißnaht
10: Schleifringscheibe
11: Führungszapfen
12: Betätigungsnocken
13: Innengewinde
14: Nutabschnitt
F: Baulast

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19503296 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Innenrohres (4) für eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung (1) oder dergleichen verursachten Baulasten (F), umfassend die folgenden Fertigungsschritte: - Umformen eines Flachblechs zur Erzeugung einer mehrere Außengewindesektionen (8a - 8c) umfassenden Gewindegangstruktur, - Profilieren des mit der Gewindegangstruktur versehenen Flachblechs zu einer im Hüllquerschnitt runden Rohrgeometrie, - Form- oder stoffschlüssiges Verbinden der einander zugewandten Stoßkanten zur Bildung eines geschlossenen Profilrohres.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Folge des Umformens vorgekrümmte Gewindebögen im Flachblech erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen per Kaltverformung durch Biegeumformen realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilieren zur Rohrgeometrie ebenfalls per Kaltverformung mittels Biegeumformen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) und/oder das Außenrohr (3) in einem kontinuierlichen Umform- und Verbindungsprozess ausgehend von einem Bandstahlmaterial hergestellt wird, wobei einzelne Rohrstücke durch Ablängen erzeugt werden.
Innenrohr für eine Stützvorrichtung, hergestellt nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in Umfangsrichtung mehrfach unterbrochenes Außengewinde (8), das aus mehreren in Längsrichtung des Innenrohres (4) beanstandet zueinander verlaufend angeordneten umgeformten Außengewindesektionen (8a - 8c) besteht.
Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung (1) oder dergleichen verursachten Baulasten (F) auf eine Bodenfläche (2), umfassend ein teleskopierbar in einem Außenrohr (3) angeordnetes Innenrohr (4) mit einem Außengewinde (8), welches mit einem Innengewinde (13) einer verdrehbar am Außenrohr (3) angeordneten Stellmutter (5) zur stufenlosen Längenverstellung zusammenwirkt, wobei das Innenrohr (4) nach einem umformtechnischen Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) eine im Hüllquerschnitt runde Rohrgeometrie aufweist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen von Innen- und Außenrohr (3, 4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die teleskopierte Gesamtlänge zwischen 1,5 bis 6 Metern, vorzugsweise zwischen 3 bis 5 Metern liegt.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) mindestens zwei äquidistant in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnete Außengewindesektionen (8a - 8c) aufweist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Blechmaterial umgeformte Innenrohr (4) mit einer die Stoßkanten miteinander verbindenden Längsschweißnaht oder Lötnaht (9) oder Bördelung versehen ist, um ein geschlossenes Profilrohr zu bilden.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Blechmaterial umgeformte Außenrohr (3) mit einer die Stoßkanten miteinander verbindenden Längsschweißnaht oder Lötnaht (9) oder Bördelung versehen ist, um ein geschlossenes Profilrohr zu bilden.
Stützvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) und/oder das Außenrohr (3) aus einem vorverzinkten Bandstahl mit einer Blechdicke zwischen 1,5 bis 5 Millimetern, vorzugsweise 2 und 4 Millimetern umgeformt ist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig des Außenrohres (3) eine Schleifringscheibe mit mehreren sich in Axialrichtung hiervon weg erstreckenden Führungszapfen (11a - 11c) vorgesehen ist, die zur Verdrehsicherung in Profilabschnitte des Außenrohres (3) zum Eingriff kommen.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmutter (5) aus einem Abschnitt mit Innengewinde (13) und einem sich hieran axial anschließenden Nutabschnitt (14) zur drehbaren Anordnung am Außenrohr (3) besteht, sowie mehrere sich nach Radialaußen erstreckende Betätigungsnocken (12) aufweist.
Stützvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verdrehsicherung zwischen Außenrohr (3) und Innenrohr (4) durch miteinander korrespondierende und jeweils von der Kreisform abweichende Profilquerschnitte realisiert ist.
Verwendung eines mit einem Außengewinde (8) versehenen Innenrohrs (4) nach Anspruch 6 für eine Stützvorrichtung zum Abtragen von durch eine Deckenschalung (1) oder dergleichen verursachten Baulasten (F) nach Anspruch 7.