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Verfahren zur Herstellung von Stahlblechleichtträgern für Verbundbalken
und danach hergestellter Träger Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung
der Tragfähigkeit von aus Stahlblech mittels Kaltwalzens desselben unter entsprechender
Verfestigung hergestellter Leichtträger für Verbundbalken. Sie betrifft weiterhin
die Profilform von nach diesem Verfahren hergestellten Leichtträgern.
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Es ist an sich bekannt, daß beim Kaltwalzen von Stahl durch den Einfiuß
der Kaltverformung die mechanischen und physikalischen Eigenschaften des gewalzten
Materials geändert werden und beispielsweise dessen Zugfestigkeit, Streckgrenze
und Härte erhöht werden. Es ist ferner bekannt, Teiloberflächen eines Stahlprofils
(Schiene) einer verfestigenden Kaltverformung zu unterwerfen. Bei diesem Verfahren
werden Teile des Schienenprofils beim Warmwalzen verstärkt ausgebildet und nach
dem Erkalten der Schiene durch Kaltwalzen in das normale Profil verformt und dabei
gehärtet. Eine Anwendung dieses Verfahrens ist bei Stahlblechträgern mit wirtschaftlichem
Aufwand undurchführbar, da die zu verarbeitenden und im Handel erhältlichen Bleche
in der Regel gleichmäßige Querschnitte aufweisen. Weiterhin sind profilierte Leichtträger
aus Blech bekannt, die sich äußerlich nur geringfügig von den nach der Erfindung
hergestellten Trägern unterscheiden. Bei bekannten Trägern ähnlicher Art erfolgt
eine einmalige Verformung des Bleches zur Erzeugung eines Profils mit günstigem
Trägheitsmoment. Eine wesentliche Änderung der Materialeigenschaften des Bleches
tritt dabei nicht auf.
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Demgegenüber werden beim erfindungsgemäßen Verfahren Sicken und Wellen
in den üblicherweise nicht verformten ebenen Streifen des Augsgangsmaterials untergebracht,
und es erfolgt eine weitere Durchknetung des Werkstoffes in diesen Streifen durch
mindestens teilweises Zurückwalzen. Es schließen sich also an den unbedingt zur
Erzeugung des gewünschten Profils notwendigen Verformungsvorgang zwei weitere zusätzliche
Verformungen des Werkstoffes in den Zonen des Profils an, deren örtliche Festigkeit
für die Tragfähigkeit des Stahlblechleichtträgers besonders bedeutungsvoll sind.
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Die Erfindung wird darin gesehen, daß in diejenigen Teile des Ausgangsblechs,
die beim zur Formgebung der hauptsächlichen Stellen des gewünschten Profils durchgeführten
Kaltwalzen keiner nennenswerten Formänderung unterliegen, auf kaltem Wege Sicken
und/oder Wellen eingewalzt und diese anschließend mindestens teilweise durch Walzen
wieder zurückgebildet werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
durch das auch den üblicherweise wenig verformten Abschnitten des Ausgangsbleches
eine Festigkeitserhöhung zuteil wird, so daß sich die Tragfähigkeit der auf diese
Weise erzeugten Stahlblechleichtträger weiter erhöht. Weiterhin ist anzugeben, welche
Form das nach diesem Verfahren hergestellte Trägerprofil besitzt.
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Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Stahlblechleichtträgern
für Verbundbalken darin, daß die üblicherweise keiner nennenswerten Formveränderung
unterliegenden Teile des Ausgangsbleches eine örtliche Erhöhung der Werkstoffestigkeit
durch zusätzliche Kaltverformung erfahren. Das sind insbesondere diejenigen Blechstreifen,
die die Gurte des Profils bilden. Die durch eine solche zusätzliche Kaltverformung
erzielte Verfestigung von Abschnitten des Bleches wird dadurch erreicht, d@aß Sicken
und/oder Wellen eingewalzt und anschließend gegebenenfalls mindestens teilweise
wieder durch einen weiteren Walzvorgang geglättet werden. Wenn die Teile des Trägerprofils,
für die eine besonders hohe Streckgrenze erwünscht ist, eben sein sollen, ist es
in weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich, die vorher
angebrachten Sicken oder Wellen wieder völlig herauszuwalzen.
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Ein nach diesem Verfahren hergestellter Stahlblechleichtträger weist
insbesondere in seinen die Gurte bildenden Zonen längsverlaufende Sicken oder Wellen
auf. Durch eine starke Krümmung an den beiden Rändern des Ausgangsblechstreifens
kann neben der Festigkeitserhöhung eine Vergrößerung des tragenden
Querschnittes
an den freien Enden der Gurte erreicht werden.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeiteten Bleche unterliegen
insbesondere in ihren Randzonen einer Streckung und gegebenenfalls anschließenden
Stauchung des Werkstoffes, durch die das Gefüge ebenso feinkörnig gemacht wird,
wie es an den übrigen Stellen starker Verformung, nämlich Biegung, ist. Es wird
insbesondere in der für die Tra-Festigkeit des Verbundbalkens besonders wichtigen
Zone die Zugfestigkeit wesentlich heraufgesetzt.
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Für die Anfertigung derartiger Stahlblechleichtträger verwendet man
im allgemeinen Thomas-Stahl. Die Dehnung des Werkstoffes ist auch nach der zusätzlichen
starken Verformung, wie sie durch das Einwalzen von Sicken und Wellen und gegebenenfalls
anschließendes Wiederglattwalzen erfolgt, wie sich gezeigt hat, insbesondere in
dem den größten Zugspannungen ausgesetzten Untergurt, ausreichend groß.
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Wenn der Untergurt gemäß dem angegebenen Verfahren verformt und die
Verformung nicht ganz zurückgeführt wurde, ergibt sich noch ein weiterer Vorteil.
Es wird nämlich der Haftverbund zwischen dem Meiallprofil und einem gegebenenfalls
seinen unteren Teil umgebenden Betonfuß bzw. dem angerüttelten Ortbeton durch die
Sicken oder Wellen günstig beeinflußt. Das ist ein weiterer, die Tragfähigkeit des
mit einem gemäß der Erfindung hergestellten und ausgebildeten Leichtträgerprofil
aufgebauten Verbundbalkens vorteilhaft beeinflussender, zusätzlicher Gewinn. Weitere
neue und fortschrittliche Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen zu
entnehmen. In den Fig. 1 und 2 ist der untere Teil eines erfindungsgemäßen Leichtträgerprofils
mit stark verformtem und anschließend wieder glattgewalztem Untergurt dargestellt;
Fig. 3 zeigt ein Leichtprofil mit erfindungsgemäß ausgebildeten Gurten, Fig. 4 den
unteren Abschnitt eines Profils mit in anderer Form ausgebildetem Gurt; in Fig.
5 ist der untere Abschnitt eines Profils, wiedergegeben, dessen Untergurt zwei tiefe
Sicken aufweist, die, wie aus dem in die.. 6 dargestellten Profil ersichtlich, teilweise
wieder zurückgewalzt sind.
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An den Steg 7 schließt sich die obere Halblasche 8 des Untergurts
an. In einer Rundung 9 geht das Blech in die untere Halblasche 10 des Untergurts
über, in die die drei Wellen 11, 12 und 13 eingewalzt sind. Diese Wellen können
durch einen weiteren Arbeitsgang wieder glattgewalzt werden, so daß ein ebener Untergurt
10' entsteht, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Der Untergurt des in Fig. 3 dargestellten Profils besteht aus den
ebenen Halblaschen 8 und 14, zwischen denen die Rundung 9 liegt. Das freie Ende
der unteren Halblasche 14 des Gurtes weist eine Welle oder Sicke 15 auf, an die
sich das hochgebogene Ende 16 anschließt. Durch diese Art der Ausbildung des freien
Endes 15, 16 der Unterlasche wird neben der örtlichen Festigkeitserhöhung noch eine
gewünschte Querschnittsvergrößerung in dieser Zone des Profils bei gleichbleibender
Außenabmessung erreicht. Die Oberlasche des Profils in Fig. 3 ist gleich der Unterlasche
aufgebaut; an das ebene Stück 17 schließt sich eine Welle 18 und das etwas nach
unten gebogene freie Ende 19 an.
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Der Untergurt des Profils nach Fig. 4 weist zwei Wellen 20 und 21
auf. Die näher an der Rundung 9 liegende Welle 20 ist flacher als die äußere Welle
21. Ein verhältnismäßig kräftig ausgebildeter hochgebogener Rand 22 des Untergurtes,
dessen Ende auf den Steg 7 hinweist, vergrößert in erwünschter Weise den tragenden
Querschnitt in dieser Zone.
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Der Untergurt nach Fig. 5 weist zwei tiefe, gleich große Sicken 23
und 24 auf, die anschließend durch einen weiteren Bearbeitungsvorgang wieder teilweise
zurückgewalzt werden, so daß sie die alte Form der aus Fig. 6 ersichtlichen Sicken
23' und 24' annehmen. Das Profil nach Fig. 6 hat oberhalb des Steaabschnittes 7
einen etwas zurückgebogenen Abschnitt 25, an den sich in einer Rundung 26 ein etwa
unter einem rechten Winkel nach der anderen Seite hin erstrekkender Obergurtabschnitt
27 anschließt. Das Ende des Obergurtes wird von einer etwa halbkreisförmig gebogenen
Rundung 28 gebildet.