DE1565740A1 - Vorrichtung fuer die kontinuierliche Herstellung leichtgewichtiger,zusammengesetzter metallischer I-Traeger - Google Patents

Description

• Vorrichtung fÜr die kontinuierliche Her.,stellung leichtgewichtiger, zusammengesetzter metallischer I-Träger Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung fÜr die kontinuierliche Herstellung leichtgewichtiger, zusammengesetzter metallischer I-Träger. HerkÖmmliche Vorrichtungen für die kontinuierliche Herstellung stählerner I-Träger in großen Umfange verwenden fast ausschließlich die Walztechnik. Hauptziel der Erfindung ist jedoch, eine Vorrichtung fÜr die kontinuierliche Herstellung stählerner und anderer metallischer I"Träger leichten Gewichts und zusammengesetzter Bauart mit hoher Produktionsleistung aus streifenförmigem Material zu schaffen. Verschiedenartige weitere spezielle Ziele, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung noch vollständiger hervor. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der die vorgenannten Ziele erreicht werden, ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Abwickeleinrichtungen an einem Ende der Vorrichtung zur korünuierlichen Einspeisung eines breiten metallischen Hauptstreifens und zweier schmälerer metallischer Seitenstreifen in paralleler Anordnung, durch FÜhrungen hinter. den Abwickeleinrichtungen und von diesen getrennt, durch welche die Seitenstreifen in überlappter Anordnung auf den Hauptstreifen geleitet werden, wobei jeder Seitenstreifen mit einer der seitlichen Längskanten des Hauptstreifens abschließt, durch eine Schweißeinrichtung zur Verbindung von Teilen der Streifen in Längsrichtung auf ihrem überlappten Teil und durch eine Mehrzahl getrennter Formungsrollengruppen, durch welche die übeiappte und verschweißte Streifenanordnung aufgenommen wird und deren überlappte Seitenkanten von außen her gewaltsam geöffnet, aufgeweitet und auseinandergebogen werden, bei gleichzeitigem Zusammenpressen des langgestreckten Hauptteils der Streifenanordnung von seinen beiden Oberflächen her, so daß auf beiden Längsseiten der Anordnung Seitenflansche gebildet werden und am Ende der Vorrichtung ein fortlaufender, langgestreckter I-Träger entsteht.
• Eine bevorzugte AusfÜhrungsform der Erfindung besteht in einer VorrIchtung der oben genannten Art, die drei Abwickeleinrichtungen zur kontinuierlichen Einspeisung eines breiten metallischen Streifens und zweier schmälerer zusätzlicher ffietallischer Seitenstreifen besitzt, ferner FÜhrungs-und Anordnungsmittel vorzugsweise in Form einer Mehrzahl mit Schultern versehener Führungsrollen, durch welche die Streifen derart geleitet werden, daß,die Seitenstreifen getrennt -voneinander in parallele und Überlappte Anordnung mit dem Hauptstreifen gebracht werden, durch Schweißelemente zur Verbindung der beiden Seitenstreifen mit dem Hauptstreifen in dem eine Schweißung in der Nähe der innenliegenden langen Seitenkante eines jeden der Seitenstreifen durchgefährt wird, eine Anzahl von Paaren von Flanschbildungsrollen in der-Nachbarschaft der beiden Seitenkanten'der so teilweise verbundenen Streifenanordnung, die gewaltsam in die außenliegenden Spalte zwischen einem jeden der Seitenstreifen und dem Hauptstreifen eindringen, um auf beiden Seiten des langgestreckten Hauptteiles des Hauptstreifens Seitenflansche zu bilden, und Druckrollen, die entlang der Längsmittelachse des Hauptstrei-.fens und innerhalb des Bereiches angeordnet sind, In welchern die Formung der Seitenflansche erfolgt, so daß ein Druck ausgeübt wird, um eine sonst mögliche Auftrennung der Streifenanordnung während der Flanschbildung auf Grund der durch die Flanschbildungs rollen ausgeübten Trennkraft zu verhindern. Selbstverständlich sind die erwähnten Arbeitsteile der Vorrichtung im Ganzen gesehen innerhalb der Herstellungsstraße angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird verVollständigt durch eine Antriebseinrichtung zur kontinuierlichen gemeinsamen Eingabe der einzelnen Streifen. Besonders vorteilhaft hierfür ist es, mehrere der Druckrollen Über geeignete Getriebe von einer Anttiebsmaschine, vorzugsweise einem Elektromotor, aus anzutreiben. Andere herkömmliche Streifenantriebe, wie sie gemeinhin bei der Kaltwalzung von Metallstreifen zur Anwendung kommen, können ebenso gut Verwendung finden. Als Schweißeinrichtung kommt vorzugsweise-ein Paar Schweißrollenelektroden in Frage, wobei die Rollen vorzugsweise doppelscheibenförmige.Gestalt besitzen, wie hiernach noch genauer beschrieben wird. In diesem Falle können zwei getrennte Schweißnähte gebildet werden. Aus dem Vorhergehenden dÜrfte jedoch hervorgehen, daß auch irgendwelche herkömmliche..,Kontaktschweißgeräte ebenso im Rahmen der Erfindung Verwendung finden können.
• Zum bessbren Verständnis und zur weiteren Klarstellung der Erfindung dient die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren. Dabei zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten AusfÜhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die notwendigen Teile derselben; Die Figuren 3 bis 9 Querschnitte im wesentlichen nach den Linien III-III, IV-IV, V-V. VI-VI, VII-VII, VIII-VIII und IX-IX; Fig. 10 eine abgewandelte Form eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Erzeugnisses. In Fig. 1 sind lediglich schematisch zwei Abwickeleinrichtungen la und lb gezeigt, obwohl eine weitere Abwickeleinrichtung koaxial zu der letztgenannten, lb, angeordnet ist, wie durch das Bezugszeichen lc in derselben Figur angedeutet. Diese Abwickeleinrichtungen, die jeweils einen Streifenwickel tragen, sind von herkömmlicher Bauart, wie sie weitgehend bei Stahlbiechverarbeitungsstraßen Verwendung finden, wobei ihre Wickel'frei drehbar sinde so daß von ihnen entsprechend Stahlstreifen A, B und BI abgewickelt werden können. Lagereinrichtungen und dergleichen herkömmliche Geräte, welch2 die freie Drehung der Wickel in ihrer speziellen, festkelegten Zone erlauben, in diesem Falle auf der rechten Seite der Fig. 19 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt, da sie dem Fachmann absolut vertraut sind. Wie zu sehen, ist der Streifen A in der Mitte zwischen den Streifen B und BI angeordnet und breiter als die beiden letzteren. Die Abwickeleinrichtungen la, lb und le sind so angeordnet, daß die davon abgewickelten Seitenstreifen B und B',' wie gezeigt, die Seitenpartien des Mittelstreifens A auf dessen Oberseite Überlappen (oder wahlweise auf der Unterseite, wie allerdings nicht dargestellt ist). Während die Überlappte Anordnung beibehalten wird, werden die abgewickelten Streifen durch mehrere Streckrollenpaare - hier sind beispielsweise drei derselben gezeigt die alle mit derselben BezugsZahl 2 bezeichnet sind, geleitet. Jedes Streckrollenpaar besitzt zwei FÜhrungsschultern 2a, die dazu dienen, die innenliegenden Seitenkanten der durchlaufenden Seitenstreifen B und BI ganz genau so zu führen, daß sie einen bestimmten gegenseitigen Abstand einnehmen. Die Streckrollen 2 sind normalerweise frei drehbar in entsprechenden Lagern angebracht, die nur schematisch dargestellt sind und die gemeinsame Bezugszahl 10 tragen. Die vorerwähnte Überlappte Anordnung der drei Stahlstreifen, die mittels der Streckrollen Streck- bzw. Glättungs- und Führungskräften unterworfen werden, geht am eindeutigsten aus Fig. 3 hervor. Vorzugsweise sind die unteren Streckrollen als glatte zylindrische Rollen wie nach Fig. 3 ausgefÜhrt, um den. erwünschten Streckeffekt zu vergrößern. Obgleich nicht gezeigt, sind diese Rollen 2 über ein Übertragungsgetriebe von einer Antriebsmaschine, vorzugsweise einem Elektromotor, aus angetrieben. In diesem Fall dienen die Streckrollen gleichzeitig zur Einspeisung der Streifen. In der Laufrichtung der Streifen bzw. in den Figuren 1 und 2 von rechts aus gesehen, ist in kurzem Abstand hinter den Streckrollen ein Paar.von Rollenelektroden, die gemeinsam mit drei bezeichnet sind, angeordnet, deren jede Rolle zwei Scheiben aufweist. Diese Rollenelektroden 3 werden jeweils in Wälzkontakt mit der oberen bzw. der unteren Oberfläche der Streifenanordnung an bestimmten Stellen näher an der innenliegenden Seitenkante der Zusatzstreifen B und Bi gehalten. Zu diesem Zweck sind ihre Scheiben am Außenumfang verjüngt und sie selbst in entsprechenden Lagern 13 gelagert, die ebenfalls nur schematisch angedeutet sind. 11. und 12 und efnen nicht dargestellten Schweißtransformator li-#rkömmlicher Bauart mit einem WechselAtromnetz verbunden, wel--ches den Schweißstrom liefert. Selbstverständlich sind die Leitungen 11 und 12 in Wirklichkeit Über Schleifring- und Br'gßtenanordnurlüen herkömmlicher Bauart an die Rollen-herangeführt, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit und wegen ihrer Selbstverständlichkeit nicht im einzelnen dargestellt sind. - Mittels der Rollenelektroden 3 werden zwei durchgehende Schweißnähte entlang der Streifenanordnung in ihren überlappten Seitenpartien hergestellt, die näher an den innenliegenden Kanten der Zusatzstreifen liegen, wie am klarsten aus Fig. 4 hervorgeht. Anstelle der soeben beschriebenen kontinuierlich arbeitenden Schweißeinrichtung kann selbstverständlich auch jede herkömmliche Punktschweißeinrichtung zur Herstellung unterbrochener Schweißnähte Verwendung finden. In Laufrichtung der-Streifenanordnung gesehen wiederum in gewissen Abstand hinter den Rollenelektroden 3 sind zwei Druckrollen 14 vorgesehen, die frei drehbar gelagert sind und unter Druck in Wälzkontakt mit der Ober- bzw. der Unterfläche der Streifenanordnung gehalten werden. Diese Druckrollen 14 sind an ihren Enden in Lagern 15 gelagert, die ebenfalls nur schematisch dargestellt sind. Obgleich nicht gezeigt, sind die Rollen 14 mit Druckgabeeinrichtungen ausgestattet, die beispielsweise bei der Herstellung von kaltgewalzten Stahlprofilen allgemein bekannt und daher der UbEmichtlichkeit halber in der Zeichnung weggelassen sind. Es ist zu bemerken, daß die geschweißte Streifenanordnung, die zwischen den Druckrollen 14 hervortritt, an ihren beiden Außenkanten einen schmalen Spalt aufweist, der im wesentlichen die Form eines liegenden wVm besitzt und auf thermische Spannungen zurückzuführen ist, die während des Schweißvorgangs durch die Rollenelektroden 3 auftreten. Wie auf der linken Seite der Figuren 1 und 2 zu sehen, ist ferner eine Flanschformungsstation vorgesehen, die zwei Reihen von Flanschformungsrollen aufweist, die gemeinsam mit der Bezugszahl 4 bezeichnet sind und in diesem Falle jeweils vier Rollen zu beiden Seiten der Streifenanordnung umfaßt. Das erste Rollenpaar 4 besitzt Formungsflansche 4a, die eine geringere Dicke als die der entsprechenden Flansche 4b des folgenden Paares besitzen, wie klar aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6.hervorgeht. In gleicher Weise nimmt die Dicke der Formungsflansche 4b, 4a und 4d der darauffolgenden Flanschformungsrollen schrittweise zu, wie aus den Figuren 6 bis 8 ersichtlich. Jede der Rollen 4 ist drehbar in einem entsprechenden Lager gelagert, welche Lager, auch in den verschiedenen Querschnitten der Figuren 5 bis 8 ebenso wie in Fig. lt gemeinsam mit der Bezugszahl 16 bezeichnet sind, die jedoch in Fig. 2 aug Gründen der Übersichtlichkeit weggelaseen ist. Im Verlauf des Flanschbilclungsprozesses, der in aufeinanderfolgenden Stadien in den Figuren 5 bis 8 dargestellt ist, wird die Spaltöffnung an den beiden Rändern der Streifenan-Ordnung schrittweise durch die Aufweitungswirkung der aufeinanderfolgenden Flanschbildungsrollen 4 vergrößert. Zur Unterstätzung dieses Spaltaufweitungs- und Flanschbild:ungsvorgangs ist jede Reihe der Flanschbildungsrollen 4 in seitlicher Richtung der Streifenanordnung beweglich angeordnet, wie in den Figuren 5 bis 8 durch kleine Doppelpfeile angedeutet. Jede Längsreihe der Rollen 4 ist dabei vorzugsweise als Ganzes beweglich. Zu diesem Zweck können alle Flanschbildungsrollen 4 einer jeden Reihe auf einem quer zu der Streifenanordnung beweglichen beziehungsweise einstellbaren Schlitten angeordnet sein, obgleich dieser nicht gezeigt ist. Selbstverständlich kann die Zahl der Rollenpaare 4 den jeweiligen Erfordernissen bei der Herstellung des I-Trägers angepaßt werden. Zur Sicherstellung des soeben beschriebenen Flanschformungsvorgangs ist innerhalb der Flanschformungsstation, vorzugsweise, quer zu der Streifenanordnung gesehen, in einer Ebane mit den Flanschformungsrollenpaaren 4 Jeweils diii Druckrollenpaar 5 angeordnet. Dabei ist eine jede der unteren Druckrollen 5 bei dieser Ausführungsform vorzugsweise als glatter Zylinder ausgebildet. Jede der oberen Druckrollen 5 besitzt jedoch vorzugsweise die Gestalt eines abgestuften Zylinders, so daß im wesentlichen gleicher Druck auf den Hauptteil des Hauptstreifens A und die beiden in der vorbeschriebenen Weise den Haqtstreifen Überlappendenund auf diesen aufgeschweißten Seitenstreifän ausgeÜbt wird. Obgleich dies neuh nicht dargestellt istg können einzelne oder mehrere der Druckrollen 5 angetrieben sein, wobei dQr Antrieb Über ein geeignetes Getriebe von einer Antriebsmaschine aus, beispielsweise einem Elektromotor, erfolgt, um den halbfertigen-, bereits mit Flanschen versehenen Träger gleichmäßig vorwärts zu treiben, wie in Fig. 2 durch den Pfeil G angedeutet. In der vierten Rollenanordnung der Flanschformungsstation nähert sich, wie aus Fig. 8 ersichtlich, der Öffnungswinkel der Flanschformungsrollen 4 d bereits 1800, so'daß die damit geformten Flansche des halbfertigen zusammengesetzten I-Trägers den entsprechenden Winkel'einschließen, dessen Scheitel in einer horizontalen Ebene liegt, die entlang dem Hauptstreifen A verläuft. Die Anordnung einer Mehrzahl von Druckrollenpaaren 5 dient in vorzÜglicher Weisechzu, die sonst mögliche Auftrennung der Schweißnähte zu unterbinden. Zu diesem Zweck muß die Länge der Druckrollen 5 zumindest größer sein als der gegenseitige Abstand zwischen den beiden längsverlaufenden parallelen Schweißnähten. In einer kbschluß- oder Fertigstellungsstation, die am klarsten aus Fig. 9 hervorgeht, werden die vorgeformten Seitenflansche der Streifenanordnung in ihre gewÜnschte Form gebracht. In diesem Fall bestehen daher die beiden Flanschformungsrollen aus je einer zylindrischen Rolle 6 bzw. 61. Diese Rollen sind ebenfalls in seitlicher Richtung in Bezug auf die Streifenanordnung einstellbar, wie durch einen ähnlichen Doppelpf'eil in Fig. 9 angedeutet. In dieser Station sind Druckrollen 51 und 5" vorgesehen, welche praktisch dieselbe Größe und Form besitzen können, wie die vorausgehenden Rollen 5. Auch hier ist die untere Druck- oder Trägerrolle 511 vorzugsweise als glatter Zylinder ausgebildet, wie es bereits im Zusammenhang mit den Rollen 5 beschrieben wurde. Es ist ersichtlich, daß das Ausgangserzeugnis, das von der Abschluß- bzw. Fert#tellungsstation abgegeben wird, die Form eines langgestreckten, zusammengesetzten I-Trägers besitzt, der in einer nachfolgenden nichtgezeigten Trennstation in gewünschte gleichmäßige Längen zerschnitten werden kann. Zu diesem Zweck kann eine Schere herkömmlicher Bauart Verwendung finden. Weiterhin sind, obgleich dies nicht dargestellt ist, die Druckrollen an ihren Enden in Lagern gelagert, die so angeordnet sind, daß sie dem inzwischen hergestellten Flansch des Erzeugnisses nicht im Wege stehen. In Fig. 10 sind die Druckrollen daher zur Vereinfachung der Zeichnung etwas kleiner dargestellt. Jedoch kommt man nicht umhin, bei der praktischen Ausführung der Erfindung die oben erwähnten Vorsichtsmaßnahmen zu berücksichtigen. In Fig. 10 ist ein abgewandeltes Erzeugnis schematisch dargestellt. In diesem Fall ist einer der Seitenstreifen, B, unterhalb des Hauptstreifens A angeordnet. Dieses so veränderte Erzeugnis kann im wesentlichen mit der gleichen Vorrichtung wie der oben beschriebenen hergestellt werden, indem lediglieh die Anordnung der von den einzelnen Abwickeleinrichtungen eingegebenen Streifen A, B und BI verändert wird. In diesem Fall besitzt der Hauptstreifen A schließlich die Form eines t'Z". Allerdings ist es hierbei auch erforderlich, daß die Streckrollen 2 bezw. die Druckrollen 5 etwas verändert werden, um den veränderten Erfordernissen des Endproduktes Rechnung zu tragen, und daß die Eingriffsebenen der beiden Reihen von Flanschformungsrollen 4 etwas verändert wirJ.
• Aus dem Vorausgehenden erhellt, daß unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein langgestreckter I-Träger fortlaufend und unmittelbar unter niedrigen Produktionskosten und'mit hoher Wirtschaftlichkeit aus metallischem Streifenmaterial hergestellt werden kann, wobei die Herstellungsvorrichtung noch dazu einfacher aufgebaut ist. Obwohl die Erfindung im vorausgehenden im wesentlichen in Verbindung mit einem einzigen Ausführungsbeispiel näher beschrieben wurde, ist es doch einleuchtend, daß Abwandlungen demgegenüber unter Veränderung der Anordnung und K.ombination der einzelnen Teile vorgenommen werden können, ohne dabei den aus den Ansprüchen erkennbaren Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. . Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung leichtgewichtiger, zusammenges,etzter metallischer I-Träger, g e -k e n n z e i c h n e t durch eine Mehrzahl von Abwickeleinrichtungen (la, lb, lc) an einem Ende der Vorrichtung zur kontinuierlichen Einspeisung eines breiten metallischen Hauptstreifens (A) und zweier schmälerer metallischer Seitenstreifen (Be BI) in paralleler Anordnungdurch FÜhrungen (2a) hinter der. Abwickeleinrichtungen und von diesen getrennt, durch welche die Seitenjtreifen in Überlappter Anordnung auf den Hauptstreifen geleitet werden, wobei jeder Seitenstreifen mit einer der seitlichen Längskanten des Hauptstreifens abse hließt, durch eine Schweißeinrichtung (3) zur Verbindung von Teilen der Streifen in Längsrichtung auf ihrem Überlappten Teil und durch eine Mehrzahl getrennter Formungsrollongruppen (4, 57 5'9 5", 6e 61)e durch welche die überlappte und verschweißte Streifenanordnung (Ap Bp BI) aufgenommen wird und deren überlappte Seitenkanten von außen her gewaltsam geöffnet, aufgeweitet und aufeinandergebogen werden bei gleichzeitigem Zusammenpre,#ren des langgestreckten Hauptteils der Streifenanordnung von seinen beiden Oberflächen her, so daß auf beiden Längsseiten der Anordnung' Seitenflansche gebildet werden und am Ende der Vorrichtung ein fortlaufender, langgestreckter I-Träge:i? entsteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t durch insgesamt drei Abwickeleinrichtungen (la, lb, 1c), von denen.zwei in ihrer Achsrichtung gesehen fluchten. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadur-Ich g e. -k e n n z e i c h n e t daß zur FÜhrung der Seitenstreifen (B, B') in die gewünschte Lage gegenüber dem Hauptstreifen (A) mehrere Druck- bzw. Führungsrollen (2) vorgesehen sind. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, -- e k e n n z e i eh n e t durch eine Schweißeinrichtung mit drehbaren Kontaktschweißelektrodenpaaren (3)-5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d,durch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Formungsrol-1-#ngruppen aus einer Anzahl Flanschformungsrollen (4a - 4 d, 6, 61) entlang einer jeden Seitenkante der Streifenanordnung (A, B, B') hinter der Schweißeinrichtung (3) bestehen und daß diese Rollen Formungsßa-nffhe- mit immer größerem eingeschlossenen Winkel besitzen. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß außer den Flanschformungsrollen (4a - 4d, 6, 61) in Höhe eines jeden Flanschformungsrollenpaares ein Druckrollenpaar (5, 5', 5") vorgesehen ist.