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Die Erfindung betrifft eine Profilschiene mit einem Innenläuferprofil für Hängebahnen, Hängekranträger- und Katzfahrbahnen oder dergleichen, mit zwei Seitenwangen, die einen Laufkanal für Laufrollen eines entlang des Innenläuferprofils verfahrbaren Fahrwerks umschließen, wobei die Seitenwangen in einem oberen Verbindungsbereich des Innenläuferprofils miteinander verbunden und in einem unteren Bereich des Innenläuferprofils durch einen Spalt voneinander getrennt sind, wobei jede Seitenwange unterhalb des oberen Verbindungsbereichs einen Seitenwandabschnitt und einen gegenüber dem Seitenwandabschnitt abgebogenen oder abgewinkelten Laufwandabschnitt aufweist und wobei jeder Laufwandabschnitt eine Lauffläche aufweist und die Laufflächen beiderseits des Spalts liegende Fahrbahnen für die Laufrollen des Fahrwerks bilden.
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Innenläuferprofile als Schienen für Hängebahnen und für Hängekranträger- und Katzfahrbahnen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Ein solches Innenläuferprofil umschließt die Rollen eines verfahrbaren Geräts bzw. Fahrwerks seitlich und weist zwei beiderseits eines Schlitzes liegende Fahrbahnen auf. Solche Innenläuferprofile können als dünnwandige, unten offene, U-förmige Träger mit zu Fahrbahnen nach innen abgebogenen Schenkelenden ausgebildet sein.
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Aus der
CH 421 822 A ist ein Innenläuferprofil bekannt, das aus zwei Schalen besteht, von denen eine jede unten eine Fahrbahn und oben einen nach außen abgebogenen Steg aufweist, wobei beide Stege unmittelbar oder mittelbar fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Die Herstellung derartiger Schienen ist nicht zuletzt aufgrund der zwei miteinander zu verbindenden Schalen mit einem erheblichen Aufwand verbunden und daher kostenintensiv.
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Als Schienen für Hängebahnen und für Hängekranträger- und Katzfahrbahnen oder dergleichen werden speziell im Bereich der Leichtkrane (kalt-)gewalzte Stahlprofile eingesetzt. Dabei handelt es sich um gewalztes Flachmaterial, das vom Coil abgewickelt und bei Raumtemperatur durch Umformen profiliert wird. Dieses so genannte Walzprofilieren auf Profilieranlagen erfolgt durch fortschreitendes Biegen in angetriebenen Profilrollen. Kaltprofile können dabei aus sämtlichen kaltumformbaren Stahlsorten und auch aus Nichteisenmetallen hergestellt werden, sofern diese als Flachmaterial lieferbar sind.
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Bestimmende Größen für die Auslegung eines Tragprofilquerschnittes sind zunächst das gewünschte Flächenträgheitsmoment sowie der verfügbare Bauraum, der möglichst klein gehalten werden sollte. Ein optimaler Tragprofilquerschnitt zeichnet sich durch ein möglichst großes Flächenträgheitsmoment aus und muss gleichzeitig ausreichend Platz für Nuten oder Öffnungen für Aufhängungen und Anbauteile bereitstellen. Zudem sind die Abmessungen des Profils, insbesondere dessen Höhe, so klein wie möglich zu halten. Die Möglichkeiten zur Optimierung des Profilquerschnittes werden dadurch eingeschränkt, dass der Materialquerschnitt bzw. die -dicke verfahrensbedingt konstant ist. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass gewalzte Innenläuferprofile bei zunehmender Krafteinleitung in vertikaler Richtung eine Veränderung des Fahrspaltes zeigen können, so dass das Verfahren der Laufrollen auf den Fahrbahnen des Profils mit einem höheren Reibungswiderstand verbunden ist und es darüber hinaus dazu kommen kann, dass die Laufrollen in dem Laufkanal verkanten oder bei zu starker Last die Seitenwangen so weit verformt werden, dass das Fahrwerk nicht mehr sicher an dem Innenläuferprofil gehalten ist.
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Eine mögliche Maßnahme, eine Veränderung des Fahrspaltes bei hoher Krafteinleitung in vertikaler Richtung in das Innenläuferprofil zu vermeiden, besteht darin, die Wandstärke des zur Herstellung des Innenläuferprofils eingesetzten Flachmaterials zu erhöhen. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Materialverbrauch mit entsprechend höheren Material- und Herstellungskosten sowie zu einer Überdimensionierung des Profils auch an solchen Stellen, an denen eine höhere Wandstärke zur Stabilisierung des Profils an sich gar nicht erforderlich ist. Zudem steigt das Gewicht eines derart verstärkten Innenläuferprofils deutlich an, was die Handhabung erschwert und zu einer höheren Belastung der zur Aufhängung des Innenläuferprofils vorgesehenen Halte- und Befestigungsmittel führt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Profilschiene der eingangs genannten Art mit einem Innenläuferprofil zur Verfügung zu stellen, bei dem die vorgenannten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll das Innenläuferprofil einen hohen Widerstand gegen eine Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und Torsion aufweisen. Auch bei hoher Krafteinleitung in vertikaler Richtung in das Innenläuferprofil soll eine Veränderung der Breite des Fahrspaltes weitgehend auszuschließen sein. Zudem soll die Profilschiene einfach und kostengünstig herstellbar sein und sich durch einen geringen Materialbedarf und ein geringes Gewicht auszeichnen.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei einer Profilschiene der eingangs genannten Art wenigstens ein zwischen den Seitenwandabschnitten der gegenüberliegenden Seitenwangen und, vorzugsweise, quer zur Längsrichtung des Innenläuferprofils angeordnetes Versteifungselement unterhalb des oberen Verbindungsbereichs vorgesehen, wobei das Versteifungselement die Seitenwandabschnitte der gegenüberliegenden Seitenwangen miteinander verbindet und wobei der Laufkanal nach oben durch das Versteifungselement und nach unten durch die Laufflächen begrenzt ist.
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Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, durch wenigstens eine im Inneren des Innenläuferprofils angeordnete Stabilisierungsstrebe die beiden Seitenwandabschnitte der Seitenwangen des Innenläuferprofils auch bei einer hohen Lastaufnahme in einer stabilen Lage zueinander zu halten, wobei sich profilabschnittsweise ein einem Kastenprofil gleichzusetzender Trägerquerschnitt ergibt. Daraus resultiert ein hoher Widerstand des Innenläuferprofils gegen eine Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und Torsion, wobei auch bei hoher Krafteinleitung in das Innenläuferprofil eine Veränderung der Breite des Fahrspaltes zwischen den Seitenwangen nicht zu befürchten ist. Die Höhe des Laufkanals wird bei der erfindungsgemäßen Profilschiene nach oben durch das Versteifungselement begrenzt. Um eine zum Verfahren der Rollen des Fahrwerks ausreichende Höhe des Laufkanals zu erreichen, ist es dementsprechend erforderlich, die Höhe der Seitenwandabschnitte des Innenläuferprofils gegenüber einem nicht versteiften Profil zu vergrößern. Dies ist zwar mit einer Erhöhung des Materialbedarfs und einer Gewichtszunahme der Profilschiene verbunden, so dass eine derartige Maßnahme auf den ersten Blick nachteilig erscheint. Dieser vermeintliche Nachteil wird bei der Erfindung aber bewusst in Kauf genommen, um eine möglichst große Steifigkeit des Innenläuferprofils zu erreichen. Zudem ist festgestellt worden, dass es im Ergebnis günstiger ist, die Höhe der Profilschiene bei verringerter Materialdicke etwas zu vergrößern, statt insgesamt eine größere Materialdicke bei einem üblichen Profilquerschnitt zu wählen. Es versteht sich, dass vorzugsweise eine Mehrzahl von Versteifungselementen vorgesehen sein kann, wobei die Versteifungselemente in Längsrichtung des Innenläuferprofils hintereinander liegen. Hier können benachbarte Versteifungselemente einen Abstand von 0,5 bis 1,5 m, vorzugsweise von ca. 1,0 m, aufweisen.
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Zwischen dem oberen Verbindungsbereich und dem Versteifungselement sind die Seitenwangen des Innenläuferprofils bei der erfindungsgemäßen Profilschiene vorzugsweise nicht miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt. Mit zunehmender Beabstandung des Versteifungselementes von dem oberen Verbindungsbereich steigt der Widerstand des versteiften Innenläuferprofils gegen eine Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und Torsion an. Da allerdings die für eine ausreichende Höhe des Laufkanals erforderliche Höhe der Seitenwangen mit zunehmendem Abstand des Versteifungselementes von dem oberen Verbindungsbereich ebenfalls ansteigt, kann das Versteifungselement auch direkt unterhalb von dem oberen Verbindungsbereich angeordnet sein, was zwar einen geringeren Widerstand des Profils gegen Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und Torsion zur Folge hat, jedoch eine geringere für einen bestimmte Höhe des Laufkanals erforderliche Vergrößerung der Höhe der Seitenwangen und damit einen geringeren, ergänzenden Materialbedarf und ein geringes Bauteilgewicht mit sich bringt.
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Der obere Verbindungsbereich kann in diesem Zusammenhang durch einen Horizontalabschnitt des Innenläuferprofils gebildet werden bzw. einen solchen aufweisen, der zwischen den Seitenwangen unmittelbar benachbart zu dem Versteifungselement verläuft und die Seitenwangen miteinander verbindet, wobei sich der Horizontalabschnitt und das Versteifungselement jedoch vorzugsweise nicht direkt berühren.
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Das Versteifungselement kann formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit den Seitenwangen verbunden sein. Dies ermöglicht eine einfache Montage des Versteifungselementes zwischen den Seitenwangen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das Versteifungselement stoffschlüssig mit den Seitenwangen verbunden wird, beispielsweise über eine Schweißverbindung. Wesentlich ist, dass das Versteifungselement bei hoher Festigkeit der Verbindung zwischen den Seitenwangen festgesetzt ist und eine Veränderung des Fahrspaltes zwischen den Seitenwangen auch bei großer Krafteinleitung in vertikaler Richtung in das Innenläuferprofil sicher ausgeschlossen ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Innenläuferprofil der erfindungsgemäßen Profilschiene durch Umformen, insbesondere Umbiegen, eines einstückigen Flachmaterials erhältlich ist, ohne dass ein Verschweißen oder ein anderweitiges Verbinden erforderlich ist. Bei dem Innenläuferprofil kann es sich um ein insbesondere kaltgewalztes Stahlprofil handeln, wobei ein Flachmaterial durch Umformen profiliert wird. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Profilschiene aus nur einem Stuck Flachmaterial möglich. Im Übrigen lässt sich durch Umformen in einfacher Weise ein vorgegebener Profilquerschnitt erzeugen.
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Bei dem Versteifungselement kann es sich vorzugsweise um einen Bolzen oder eine Schraube handeln. Grundsätzlich kann aber auch jegliches andere Versteifungsprofil, insbesondere erhältlich durch Umformen aus einem Flachmaterial, als Versteifungselement eingesetzt werden. Durch eine geeignete Dicke und Formgebung des Versteifungselementes lässt sich eine hohe Steifigkeit des versteiften Innenläuferprofils sicherstellen, wobei auch bei hoher Krafteinleitung in vertikaler Richtung in das Profil eine Verformung der Seitenwangen nicht eintritt. Darüber hinaus ist das Versteifungsprofil insbesondere einstückig ausgebildet. Die einstückige Ausbildung des Versteifungselementes trägt zu einer geringen Teileanzahl bei und verringert den Montageaufwand bei der Herstellung eines versteiften Innenläuferprofils.
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Um eine hohe Sicherheit gegen ein Zusammendrücken der Seitenwangen zu gewährleisten, kann das Versteifungselement an beiden Enden jeweils eine innenliegende Anschlagfläche aufweisen, die im Montagezustand gegen eine Innenfläche des jeweiligen Seitenwandabschnitts anliegt. Um ein Aufbiegen der Seitenwangen zu verhindern, kann das Versteifungselement an beiden Enden jeweils eine außenliegende Anschlagfläche bzw. einen Absatz aufweisen, die im Montagezustand gegen eine Außenfläche des jeweiligen Seitenwandabschnitts anliegt.
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In den Seitenwangen können insbesondere im rechten Winkel gegenüberliegende Öffnungen, wie Bohrungen, für das Versteifungselement vorgesehen sein, wobei das Versteifungselement im verbundenen Montagezustand in die Seitenwangen eingreift oder die Seitenwangen durchgreift. Beispielsweise können Bolzen vorgesehen sein, die an beiden Enden Schultern aufweisen, wobei die Schultern im verbundenen Zustand gegen die Innenflächen der Seitenwandabschnitte zur Anlage kommen. Die Bolzen können gekröpft sein und endseitig einen geringeren Durchmesser aufweisen, so dass es möglich ist, die Bolzen mit den Enden durch die Öffnungen in den Seitenwandabschnitten hindurchzuführen und von außen formschlüssig und/oder kraftschlüssig an den Seitenwandabschnitten festzusetzen und gegen die Seitenwandabschnitte zu verspannen. Die Erfindung lässt es bedarfsweise auch zu, die Enden des Versteifungselementes von außen mit den Seitenwandabschnitten stoffschlüssig zu verbinden, insbesondere zu verschweißen.
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Die Enden des Versteifungselementes und die Außenflächen der Seitenwandabschnitte können im montierten Zustand zumindest im Wesentlichen ausgefluchtet sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Versteifungselement eine Länge aufweist, die der Breite der Profilschiene zumindest im Wesentlichen entspricht, wobei das Versteifungselement eingeschweißt bzw. in die Öffnungen der Seitenwandabschnitte eingeklebt wird. Etwaige Überstände können durch spanende Bearbeitung entfernt werden.
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Um eine hohe Steifigkeit des Innenläuferprofils sicherzustellen und insbesondere ein Aufbiegen der Seitenwangen mit einer einhergehenden Spaltverbreiterung auch bei hohen auf die erfindungsgemäße Profilschiene wirkenden Kräften sicher ausschließen zu können, können die Enden des Versteifungselementes formschlüssig und/oder kraftschlüssig von außen mit den Seitenwandabschnitten verbunden sein. Beispielsweise kann als Versteifungselement ein massiver Bolzen vorgesehen sein, der durch vorgestanzte oder gebohrte Löcher in den Seitenwandabschnitten hindurchgeführt und von außen vernietet ist. Alternativ kann das Versteifungselement als Rohr oder Hohlrohr ausgebildet sein, dessen Enden durch Öffnungen in den Seitenwangen hindurchgeführt und von außen abgekantet oder umgebördelt sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Versteifungselement durch Verschrauben mit den Seitenwandabschnitten zu verbinden. Hier kann als Versteifungselement ein Bolzen vorgesehen sein, der an beiden Enden einen Gewindeabschnitt aufweist, wobei die Gewindeabschnitte durch Öffnungen in den Seitenwangen hindurchgeführt und auf den Außenseiten der Seitenwangen durch Mutter gegen die Seitenwangen verspannt sind. Die Öffnungen in den Seitenwangen können auch Innengewinde aufweisen, so dass es möglich ist, einen Bolzen als Versteifungselement mit den Enden von innen in die Löcher einzuschrauben. Dadurch sind eine sehr feste Verbindung der Seitenwangen über das Versteifungselement und ein hoher Widerstand gegen eine Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und/oder Torsion gewährleistet.
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Um eine möglichst große Höhe des Laufkanals im mittleren Bereich zu erreichen, können die Enden des Versteifungselementes gegenüber einem mittleren Bereich verdickt sein. Hier kann als Versteifungselement beispielsweise ein Bolzen vorgesehen sein, dessen Enden konusförmig verdickt sind und der im mittleren Bereich zylindrisch ausgebildet ist.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Profilschiene mit einem Innenläuferprofil für Hängebahnen, Hängekranträger- und Katzfahrbahnen oder dergleichen, wobei das Innenläuferprofil zwei Seitenwangen aufweist, die einen Laufkanal für Laufrollen eines entlang des Innenläuferprofils verfahrbaren Fahrwerks umschließen, wobei die Seitenwangen in einem oberen Verbindungsbereich des Innenläuferprofils miteinander verbunden und in einem unteren Bereich des Innenläuferprofils durch einen Spalt voneinander getrennt sind, wobei jede Seitenwange unterhalb des Verbindungsbereichs einen Seitenwandabschnitt und einen gegenüber dem Seitenwandabschnitt abgebogenen oder abgewinkelten Laufwandabschnitt aufweist und wobei jeder Laufwandabschnitt eine Lauffläche aufweist und die Laufflächen beiderseits des Spalts liegende Fahrbahnen für die Laufrollen des Fahrwerks bilden, kann vorgesehen sein, dass zwischen die Seitenwangen des Innenläuferprofils wenigstens ein Versteifungselement eingebracht wird. Dadurch wird eine Versteifung des Innenläuferprofils erreicht und ein hoher Widerstand gegen Verformung bei mechanischer Beanspruchung gewährleistet.
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Das Einbringen des Versteifungselementes kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Seitenwangen unter Vergrößerung des Spalts zunächst elastisch aufgezogen und/oder aufgedrückt werden und anschließend wenigstens ein Versteifungselement durch den Spalt zwischen die Seitenwangen eingebracht und dann an den Seitenwangen festgesetzt wird. Die für das Aufziehen oder Aufdrücken erforderlichen Zug- bzw. Druckkräfte können gleichzeitig auf beide Seitenwangen ausgeübt werden, um ein gleichmäßiges Aufziehen bzw. Aufdrücken zu gewährleisten. Das Aufziehen oder Aufdrücken erfolgt dabei vorzugsweise im elastischen Bereich. Vorrichtungsgemäß zeichnet sich das Innenläuferprofil bei der erfindungsgemäßen Profilschiene dementsprechend dadurch aus, dass der Abstand zwischen den Seitenwangen durch elastisches Aufziehen oder Aufdrücken der Seitenwangen bzw. durch elastische Verformung auf die Länge des Versteifungselementes vergrößerbar ist. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Fertigung einer versteiften Profilschiene möglich.
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Bei dem zuvor beschriebenen Verfahren kann das Versteifungselement nach Herstellung des Innenläuferprofils zwischen die Seitenwangen des Profils eingebracht und dort festgesetzt werden. Beim Einbringen in den Laufraum ist das Versteifungselement koaxial zur Längsachse des Innenläuferprofils bzw. koaxial zur Spaltachse angeordnet. Zum Festsetzen zwischen den Seitenwangen wird das Versteifungselement dann nach dem Aufdrücken bzw. Aufziehen der Seitenwangen im Laufraum gedreht bzw. geschwenkt, vorzugsweise um ca. 90°, und so platziert, dass die Enden des Versteifungselementes zur Aufnahme des Versteifungselementes vorgesehenen Öffnungen in den Seitenwangen gegenüberliegen. Danach werden die Seitenwangen durch Kraftwegnahme entlastet und es kommt zu einem elastischen Rückfedern der Seitenwangen und dabei zu einem Eingriff der Enden des Versteifungselementes in die Öffnungen. Nach der Rückstellung der Seitenwangen kann das Versteifungselement dann einseitig, vorzugsweise aber beidseitig, form-, kraft- und/oder stoffschlüssig mit den Seitenwangen verbunden werden.
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Das zuvor beschriebene Verfahren betrifft die Versteifung des Innenläuferprofils nach dessen Herstellung. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, direkt bei der Herstellung des Innenläuferprofils, d. h. während der Ausbildung eines bestimmten Profils durch Umformen eines Flachmaterials, beispielsweise durch Walzprofilieren, das Versteifungselement in dem entstehenden Profil festzusetzen. Diesem Aspekt kann eigenerfinderische Bedeutung zukommen.
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Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Profilschiene mit einem versteiften Innenläuferprofil möglich und vorteilhaft, wobei ein Versteifungselement zwischen die Seitenwangen eingebracht und zwischen den Seitenwangen festgesetzt wird, ohne dass es erforderlich ist, die Seitenwangen elastisch aufzuziehen oder aufzudrücken und/oder das Versteifungselement durch den Spalt zwischen die Seitenwangen einzubringen. Beispielsweise kann ein Bolzen als Versteifungselement von außen durch eine Öffnung in einer Seitenwange in den Bereich zwischen den Seitenwangen eingeführt und mit dem eingeführten Ende in eine Öffnung in der gegenüberliegenden Seitenwange eingeschoben, vorzugsweise mit diesem Ende durch die andere Seitenwange hindurchgeschoben, werden, wobei das Versteifungselement dann mit beiden Seitenwangen vorzugsweise stoffschlüssig verbunden werden kann.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung der vorgenannten Verfahren.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Profilschiene auszugestalten und weiterzubilden, wobei einerseits auf die abhängigen Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen wird.
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Die Erfindung lässt es im Übrigen bedarfsweise zu, die in den Ansprüchen genannten Merkmale und/oder die zuvor oder nachfolgend beschriebenen Merkmale miteinander zu kombinieren, auch wenn dies nicht im Einzelnen beschrieben ist. Insbesondere lässt es die Erfindung zu, beschriebene oder gezeigte Merkmale lediglich mit den Oberbegriffsmerkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder des Patentanspruchs 10 zu kombinieren.
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In der Zeichnung zeigen:
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1a, 1b Querschnittsansichten bekannter Innenläuferprofile für Hängebahnen, Hängekranträger- und Katzfahrbahnen oder dergleichen,
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2a, 2b perspektivische Ansichten der in den 1a und 1b dargestellten bekannten Innenläuferprofile,
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3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Profilschiene schräg von oben,
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4 die in 3 dargestellte Profilschiene in einer Seitenansicht,
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5 eine Querschnittsansicht der in 4 dargestellten Profilschiene entlang der Schnittlinie V-V,
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6 eine schematische Darstellung der in den 3 bis 5 dargestellten Profilschiene bei Krafteinleitung in vertikaler Richtung über Laufrollen eines entlang der Profilschiene verfahrbaren Fahrwerks,
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7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Profilschiene,
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8 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Verfahrens zur Herstellung eines versteiften Innenläuferprofils bzw. einer Profilschiene und
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9 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Profilschiene in einer Querschnittsansicht.
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In den 1a bis 2b sind an sich aus dem Stand der Technik bekannte Innenläuferprofile 1, 2 für Hängebahnen, Hängekranträger- und Katzfahrbahnen oder dergleichen dargestellt, wobei jedes Innenläuferprofil 1, 2 zwei Seitenwangen 3, 4 aufweist, die einen Laufkanal 5 für in 6 dargestellte Laufrollen 6 eines entlang des Innenläuferprofils 1, 2 verfahrbaren Fahrwerks 7 umschließen. Die Seitenwangen 3, 4 sind in einem oberen Verbindungsbereich 8 des Innenläuferprofils 1, 2 miteinander verbunden und in einem unteren Bereich des Innenläuferprofils 1, 2 durch einen Spalt 9 voneinander getrennt, wobei jede Seitenwange 3, 4 unterhalb des oberen Verbindungsbereichs 8 einen Seitenwandabschnitt 10, 11 und einen gegenüber dem Seitenwandabschnitt 10, 11 abgebogenen oder abgewinkelten Laufwandabschnitt 12, 13 aufweist und wobei jeder Laufwandabschnitt 12, 13 eine Lauffläche 14, 15 aufweist und die Laufflächen 14, 15 beiderseits des Spalts 9 liegende Fahrbahnen für die Laufrollen 6 des Fahrwerks 7 bilden.
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Bei den in den 1a bis 2b dargestellten Ausführungsformen wird das Innenläuferprofil 1, 2 jeweils aus zwei im oberen Verbindungsbereich 8 miteinander verschweißten Schalen gebildet. Bei hoher Krafteinleitung in vertikaler Richtung über das Fahrwerk 7 kann es zu einer Veränderung der Breite des Fahrspalts 9 kommen, was zu einem höheren Reibungswiderstand beim Verfahren des Fahrwerks 7 und sogar zu einem Verkanten der Laufrollen 6 im Laufkanal 5 bis hin zu einem Aufdrücken der Seitenwangen 3, 4 derart führen kann, dass das Fahrwerk 7 nicht mehr sicher an dem Innenläuferprofil 1, 2 gehalten ist.
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In den 3 bis 7 sind unterschiedliche Ausführungsformen einer Profilschiene 16 mit einem versteiften Innenläuferprofil 17 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen gelten für gleiche Bauteile.
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Um eine Veränderung der Breite des Fahrspaltes 9 auch bei Einleitung einer hohen Zugkraft F in vertikaler Richtung über die Laufrollen 6 des Fahrwerks 7 sicher ausschließen zu können, sind bei der Profilschiene 16 mehrere Versteifungselemente 18, 19 vorgesehen, die zwischen den Seitenwandabschnitten 10, 11 der gegenüberliegenden Seitenwangen 3, 4 des Innenläuferprofils 17 angeordnet sind, und zwar unterhalb des oberen Verbindungsbereichs 8. Das Versteifungselement 18 ist gemäß den 3 bis 6 als Hohlrohr ausgebildet. 7 zeigt eine Ausführungsform mit einem als massiven Bolzen ausgebildeten Versteifungselement 19. Durch die Versteifungselemente 18, 19 werden die Seitenwandabschnitte 10, 11 der Seitenwangen 3, 4 miteinander verbunden, wobei der Laufkanal 5 nach oben durch die Versteifungselemente 18, 19 und nach unten durch die Laufwandabschnitte 12, 13 begrenzt ist. ”Oben” bezieht sich wie ”unten” dabei auf den Einbauzustand der Profilschiene 16. Durch die Versteifungselemente 18, 19 wird somit ein hoher Widerstand des Innenläuferprofils 17 gegen Verformung bei Beanspruchung auf Biegung und/oder Torsion gewährleistet und sichergestellt, dass es auch bei Einleitung einer hohen Zugkraft F zu keiner Veränderung der Spaltbreite kommt und die Laufrollen 6 des Fahrwerks 7 sicher auf den Laufwandabschnitten 12, 13 geführt und das Fahrwerk 7 entlang des Innenläuferprofils 17 bei geringer Rollreibung verfahrbar ist.
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Wie sich insbesondere aus 5 ergibt, sind die Seitenwangen 3, 4 und der obere Verbindungsbereich 8 durch Umformen eines einstückigen Flachmaterials erhältlich, wobei es sich bei dem Innenläuferprofil 17 um ein kaltgewalztes Stahlprofil handeln kann. Das Innenläuferprofil 17 ist damit aus einem einstückigen Flachmaterialabschnitt gebildet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass das Innenläuferprofil 17 durch zwei in einem oberen Verbindungsbereich 8 miteinander verschweißte Schalen gebildet wird, so wie dies bei den in den 1a bis 2b dargestellten bekannten Innenläuferprofilen 1, 2 der Fall ist.
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Das in den 5 bis 7 dargestellte Innenläuferprofil 17 weist zwei Seitenwandabschnitte 10, 11 auf, die am oberen Ende der Profilschiene 16 in Richtung zur Mittellängsachse des Innenläuferprofils 17 nach innen umgebogen sind und erste Stegabschnitte 20, 21 bilden. Die ersten Stegabschnitte 20, 21 sind an den Innenrändern nach unten um- und zurückgebogen und bilden zweite Stegabschnitte 22, 23, die auf die Seitenwandabschnitte 10, 11 zulaufen. Es schließen sich weitere kürzere Seitenwandabschnitte 24, 25 an, die gegen die äußeren längeren Seitenwandabschnitte 10, 11 anliegen. Die kürzeren Seitenwandabschnitte 24, 25 gehen am unteren Ende in Schrägwandabschnitte 26, 27 über, die in einem horizontalen Verbindungsabschnitt 28 zusammenlaufen, der den oberen Verbindungsbereich 8 bildet. Es versteht sich, dass die Profilschiene 16 grundsätzlich auch einen anderen Profilquerschnitt aufweisen kann.
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Das Versteifungselement 18, 19 kann gegen Innenflächen 29, 30 der Seitenwandabschnitte 10, 11 und/oder gegen Außenflächen 31, 32 der Seitenwandabschnitte 10, 11 anliegende Anschlagflächen aufweisen. Gemäß 5 und 7 kann das Versteifungselement 18, 19 an den Enden jeweils einen Absatz 33, 34 aufweisen, der eine Schulter bildet, gegen die die Seitenwandabschnitte 10, 11 im Montagezustand anliegen. Die Versteifungselemente 18, 19 können an den Enden gekröpft sein, so dass es möglich ist, dass das Versteifungselement 18, 19 im verbundenen Zustand der Seitenwangen 3, 4 in den jeweiligen Seitenwandabschnitt 10, 11 eingreift oder den Seitenwandabschnitt 10, 11 durchgreift, so wie dies in 5 und in 7 gezeigt ist.
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Durch Umbördeln oder Abkanten der Versteifungselemente 18, 19 an den Enden können gegen die Außenflächen 31, 32 der Seitenwandabschnitte 10, 11 anliegende äußere Anschlagflächen der Versteifungselemente 18, 19 gebildet werden. Dadurch sind die Versteifungselemente 18, 19 formschlüssig auf jeweils beiden Seiten der Seitenwangen 3, 4 mit den Seitenwangen 3, 4 fest verbunden, so dass ein großer Widerstand gegen Verformung des Innenläuferprofils 17 bei Beanspruchung auf Biegung und Torsion gewährleistet ist. Durch die Versteifungselemente 18, 19 kann gleichermaßen ein Aufbiegen und Zusammendrücken der Seitenwandabschnitte 10, 11 auch bei hoher Krafteinleitung sicher ausgeschlossen und eine gleichbleibende Breite des Spalts 9 gewährleistet werden.
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Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform ist das Versteifungselement 19 als massiver Bolzen ausgebildet, der in Endbereichen 37, 38 verdickt und konusförmig aufgeweitet ist. An den Stirnseiten ist das Versteifungselement 19 aufgebohrt, wobei Bohrlöcher 35, 36 das Umbördeln des Versteifungselementes 19 an den Enden in einfacher Weise ermöglichen und damit die sichere Festsetzung an den Seitenwangen 3, 4. In einem mittleren Bereich 39 ist das Versteifungselement 19 zylinderförmig ausgebildet und liegt hier unmittelbar neben dem Verbindungsabschnitt 28 des Innenläuferprofils 17. Dadurch lässt sich eine ausreichende Höhe des Laufkanals 5 in einfacher Weise sicherstellen.
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In 8 ist schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Profilschiene 16 dargestellt. Wie nachfolgend im Einzelnen dargelegt wird, ist der Spalt 9 zwischen den Seitenwangen 3, 4 durch elastisches Aufziehen oder Aufdrücken der Seitenwangen 3, 4 auf die Länge des Versteifungselementes 18, 19 vergrößerbar.
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Gemäß 8 wird in einem ersten Prozessschritt A in einem Umformprozess aus einem Flachmaterial das Innenläuferprofil 17 hergestellt, wobei es sich vorzugsweise um gewalztes Flachmaterial handelt, welches vom Coil direkt abwickelbar ist. Das Umformen ist vorzugsweise ein Walzprofilieren oder Kaltwalzen, wobei auf einer Profilieranlage das Umformen durch fortschreitendes Biegen in angetriebenen Profilrollen erfolgt. Bei dem Walzprofilieren oder Kaltwalzen handelt es sich vorzugsweise um ein kontinuierliches Biegeverfahren, bei dem das Flachmaterial, insbesondere Bandmaterial aus Blech, von Walzenpaaren zum gewünschten Endquerschnitt umgeformt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Innenläuferprofil 17 durch ein diskontinuierliches Walzprofilieren oder Kaltwalzen oder Warmwalzen umzuformen. Vorzugsweise lässt sich das Innenläuferprofil 17 auch durch weitere Umformverfahren wie dem Druckumformen, Zugdruckumformen oder Zugumformen herstellen.
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Unmittelbar nach Erzeugung des Innenläuferprofils 17 wird das Versteifungselement 18, 19 in einem ersten Schritt 1 vorzugsweise durch eine Greifvorrichtung aufgenommen. Vorzugsweise befindet sich die Greifvorrichtung in unmittelbarer Nähe zu den Profilrollen der Profilieranlage, um kurze Wege und Prozesszeiten zu ermöglichen.
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Nach Aufnahme des Versteifungselements 18, 19 durch die Greifvorrichtung wird in einem zweiten Schritt 2 das Versteifungselement 18, 19 mittels der Greifvorrichtung in Längsrichtung zum Spalt 9 des Innenläuferprofils 17 fluchtend ausgerichtet. Anschließend wird das Versteifungselement 18, 19 mit der Greifvorrichtung koaxial zur Spaltachse durch den Spalt 9 des Innenläuferprofils 17 bis auf Höhe der Öffnungen 40 eingeführt.
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Gemäß 8 wird dann in einem zweiten Prozessschritt B das Innenläuferprofil 17 mittels einer Aufdrückvorrichtung innenseitig aufgedrückt, wobei, vorzugsweise, die Aufdrückvorrichtung die Seitenwandabschnitte 10, 11 des Innenläuferprofils 17 gleichmäßig aufdrücken kann. Das Aufdrücken der Seitenwandabschnitte 10, 11 ist vorgesehen, um das Versteifungselement 18, 19 im Laufkanal 5 drehen und mit den Enden gegenüberliegend zu den Öffnungen 40 ausrichten zu können. Der Abstand zwischen den Seitenwandabschnitten 10, 11 entspricht im aufgedrückten Zustand mindestens der Länge des Versteifungselementes 18, 19. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Seitenwandabschnitte 10, 11 durch eine Aufziehvorrichtung von außen aufgezogen werden, wobei die Auslenkung der Seitenwandabschnitte 10, 11 in gleichem Maße erfolgt wie bei Einsatz der Aufdrückvorrichtung. Grundsätzlich ist es möglich, dass die Seitenwandabschnitte 10, 11 gleichzeitig aufgedrückt und von unten aufgezogen werden.
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Das Aufdrücken oder das Aufziehen der Seitenwandabschnitte 10, 11 erfolgt vorzugsweise im elastischen Bereich. Dabei ist die mit der Aufdrück- oder Auf ziehvorrichtung aufgebrachte Kraft begrenzt, um ein Überschreiten der Elastizitätsgrenze des Materials zu vermeiden.
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Das Versteifungselement 18, 19 wird in einem Schritt 3 unmittelbar nach Aufweitung bzw. Auslenkung der Seitenwandabschnitte 10, 11 des Innenläuferprofils 17 um etwa 90° gedreht. Vorzugsweise kann die Drehbewegung der Greifvorrichtung während oder unmittelbar im Anschluss an das Aufdrücken bzw. Aufziehen des Innenläuferprofils (Prozessschritt B) stattfinden. Das Drehen des Versteifungselementes 18, 19 kann vorzugsweise mit dem Aufdrücken bzw. Aufziehen der Seitenwandabschnitte 10, 11 ausgelöst werden.
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Im darauf folgenden Schritt 4 wird das Versteifungselement 18, 19 derart positioniert, dass die Mittellängsachse des Versteifungselements 18, 19 fluchtend zu den Mittelpunkten der beiden gegenüberliegenden Öffnungen 40 ausgerichtet ist. Vorzugsweise können zur Positionierung Sensoren eingesetzt werden, um das Positionieren gegenüber den Öffnungen 40 sicher zu gewährleisten.
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Die Seitenwandabschnitte 10, 11 werden nach Positionierung des Versteifungselements 18, 19 vor den Öffnungen 40 in einem Prozessschritt C durch Wegnahme der Druck- bzw. Zugkraft bzw. durch Entlastung in ihre Ausgangsposition rückgestellt. Die Rückstellung der Seitenwandabschnitte 10, 11 erfolgt unmittelbar im Anschluss an die Positionierung des Versteifungselements 18, 19. Die Aufdruck- oder Aufziehvorrichtung nimmt die Aufdruck- bzw. Aufziehkraft gleichmäßig so weit zurück, dass die Innenflächen 29, 30 des Innenläuferprofils 17 an den Absätzen 33, 34 des Versteifungselements 18, 19 zur Anlage kommen, um einen Formschluss zwischen dem Innenläuferprofil 17 und dem Versteifungselement 18, 19 herzustellen. Der Formschluss stellt sicher, dass ein Verformen der Seitenwandabschnitte 10, 11 nach innen ausgeschlossen ist.
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Gemäß 8 wird in einem letzten Schritt 5 das in die Öffnung 40 eingesetzte Versteifungselement 18, 19 dauerhaft an den Seitenwandabschnitten 10, 11 festgesetzt. Das Festsetzen des Versteifungselements 18, 19 erfolgt dadurch, dass vorzugsweise jeweils konische Stempel in die Bohrlöcher 35, 36 des Versteifungselements 18, 19 eingreifen und eine Druckkraft aufbringen, so dass die Bohrlöcher 35, 36 aufgespreizt werden. Die Bohrlöcher 35, 36 werden derart aufgespreizt, so dass ein Formschluss zwischen dem Versteifungselement 18, 19 und den jeweiligen Seitenwandabschnitten 10, 11 entsteht. Vorzugsweise können verschiedene Bördeltechniken, Krempeltechniken oder sonstige Umformtechniken möglich sein, die eine plastische Verformung der Stirnseiten des Versteifungselements 18, 19 ermöglichen, so dass sich ein außenseitiger Anschlag zwischen Versteifungselement 18, 19 und den jeweiligen Seitenwandabschnitten 10, 11 ergibt. Die Bildung dieses außenseitigen Anschlags erfolgt in Ergänzung zum innenseitigen Anschlag, der durch die Absätze 33, 34 gebildet wird, so dass die Seitenwandabschnitte 10, 11 insgesamt in ihrer vertikalen Ausrichtung festgesetzt und somit versteift sind.
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Die Herstellung eines versteiften Innenläuferprofils 17 kann diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen. Hierzu können mehrere Greifvorrichtungen zur Aufnahme von Versteifungselementen 18, 19 und/oder mehrere Aufdruck- oder Aufziehvorrichtungen zur Auslenkung der Seitenwandabschnitte 10, 11 und/oder mehrere Stempelvorrichtungen zum Aufspreizen der Bohrlöcher 35, 36, vorgesehen sein, so dass eine kontinuierliche (Strang-)Herstellung einer Profilschiene 16 mit einem versteiften Innenläuferprofil 17 möglich ist.
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Wie es sich aus den 5 und 7 ergibt, können die Außenkanten der Seitenwandabschnitte 10, 11 im Bereich der Öffnungen 40 angefast sein, um das Umbördeln oder Abkanten der Versteifungselemente 18, 19 an den Enden zu vereinfachen.
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In 9 ist eine weitere Ausführungsform einer Profilschiene 16 mit einem versteiften Innenläuferprofil 17 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen gelten für gleiche Bauteile. Bei dieser Profilschiene 16 sind mehrere Versteifungselemente 41 vorgesehen, die wiederum zwischen den Seitenwandabschnitten 10, 11 der gegenüberliegenden Seitenwangen 3, 4 des Innläuferprofils 17 angeordnet sind. Das Versteifungselement 41 ist als Bolzen ausgebildet, der durch gegenüberliegende Öffnungen 40 in den Seitenwandabschnitten 10, 11 hindurchgesteckt und mittels Mutter 42 und Bolzenkopf 43 gegen die Seitenwandabschnitte 10, 11 verspannt ist. Die Öffnungen 40 sind als Durchgangsbohrungen mit Senkungen auf der Außenseite der Seitenwandabschnitte 10, 11 ausgebildet, so dass im verspannten Zustand die Außenflächen der Mutter 42 und des Bolzenkopfes 43 mit der Oberfläche des Innenläuferprofils 17 im Bereich der Seitenwandabschnitte 10, 11 ausgefluchtet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- bekannte Innenläuferprofile
- 3, 4
- Seitenwangen
- 5
- Laufkanal
- 6
- Laufrollen
- 7
- Fahrwerk
- 8
- oberer Verbindungsbereich
- 9
- Spalt
- 10, 11
- Seitenwandabschnitt
- 12, 13
- Laufwandabschnitt
- 14, 15
- Lauffläche
- 16
- Profilschiene
- 17
- Innenläuferprofil
- 18, 19
- Versteifungselement
- 20, 21
- erster Stegabschnitt
- 22, 23
- zweiter Stegabschnitt
- 24, 25
- kurze Seitenwandabschnitte
- 26, 27
- Schrägwandabschnitte
- 28
- Verbindungsabschnitt
- 29, 30
- Innenfläche
- 31, 32
- Außenfläche
- 33, 34
- Absätze
- 35, 36
- Bohrlöcher
- 37, 38
- Enden
- 39
- mittlerer Bereich
- 40
- Öffnung
- 41
- Versteifungselement
- 42
- Mutter
- 43
- Bolzenkopf
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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