DE2121206A1

DE2121206A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gestreckten Bauteilen, sowie dadurch hergestellte Bauteile

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Publication number: DE2121206A1
Application number: DE19712121206
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-30
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE2121206C3; CA964941A; DE2121206B2; GB1352568A; US3812558A

Description

PATENTANWXLTE DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 2121206 DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 555476 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

29. April 1971 W 40476/71 S/E

Hldeyo WATANABE
Tokyo (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gestreckten Bauteilen, sowie dadurch hergestellte Bauteile

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von gestreckten Bauteilen, insbesondere ein gestrecktes "Bauteil mit vorzüglichen mechanischen Eigenschaften in verschiedenen Aueführungsformen mit vielfacher Verwendbarkeit, welches aus I'etallband oder -profil durch kontinuierliches Kaltwalzen bei hoher Geschwindigkeit hergestellt wird.

vierzig Jahren sind die gestreckten Bauteile durch Y/armverforraen von den Firmen Bethlehem Steel Company, National Steel Corporation, Jones & lo.ughlin Steel Corporation, etc. in USA hergestellt'worden.

Zur 2eit werden jedoch die gestreckten Bauteile niont mehr durch v/arraverf ormen hergestellt: der -i-rund besteht in der Entwicklung des eutonatisehen .'chweissens, der Unrentabilität des Warmverformens und den schlechten neehanischen Eigenschaften der mit diesem Verfahren erzeugten

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Produkte.

In Japan erforschten die Firmen Sumitomo Metal Industries Ltd. und Kawasaki Steel Corporation die Verfahren zur Herstellung von gestreckten Bauteilen durch Warmverformen, aber sie kamen zu keiner günstigen Lösung.

In vielen Versuchen wurde die I'Iöglichkeit der Herstellung von gestreckten Bauteilen durch Kaltverformen erforscht. Im Anfansstadium wurde nach Schaffung von Schlitzen im Steg des U-^rofils versucht, beide Flanschteile in derselben Weise wie beim Warmverformen zu strecken. Bei diesem Verfahren wurde eine Spannung auf das Gitterwerk •und damit ein Druck auf beide Plansche ausgeübt, was zur Rißbildung an der Basis des Gitterwerkes führte. Außerdem wies dieses Verfahren noch verschiedene andere Fachteile auf\_ _____ :-— ——

Das beschriebene erste Verfahren mit Kaltverformung war daher zur Erzeugung von gestreckten Bauteilen nicht geeignet.

y/enn andererseits nur das Gitterwerk durch geschicktes Hämmern oder ./alzen gelängt wurde, konnte das Gitterwerk lefcht gestreckt werden, ohne daß Druckkräfte auf die Flanschteile übertragen wurden. Man erkannte, daß die 'Veiterführung dieses Gedankens der richtige Weg zur Entwicklung einer industriellen Herstellung .gestreckter Bauteile durch kaltverformen war.

Aus diesem Gedankengang heraus entstand das erste Verfahren zur Herstellung von gestreckten lauteilen durch Kaltwalzen, Japanisches Patent ¹^r. 258323; dieses Verfahren umfaßte den Vorgang des Walzens des Materials zum

Lv
U-Profil, alternierendes (alternately) Schlitzen des Steges des gewalzten ü-Profiles zur Schaffung eines Gitterv;erkes unter Führung beider Flansche durch auf beiden Seiten der V/alzen angeordnete .j'ührunitpschienen, die in Längsrichtung des Materials divergieren.

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Bei diesem Verfahren wird das Gitterwerk mit Hilfe der Führung schienen allmählich, gestreckt ttnd durch Waisen fortlaufend verformt.

Dieses Verfahren hatte über Erwarten Erfolg, d_eh_e "bei Verwendung eines JTetallbandes aus SPHl der Japanischen Industrie-Normen traten ^.isse an der Basis des Gitterwerkes nicht mehr auf, wenn der Gitterwinkel 22° oder weniger "betrug.

Das Gitterwerk der nach diesem Verfahren hergestellten Bauteile neigte jedoch dazu, die Form eines horizontal verlaufenden "S" anzunehmen.

i Bei der Untersuchung dieser Erscheinung ergab sich ds.s

besondere Phänomen, dass sich das Metall leicht krümmt, wenn es durch kleine "^ralzen geringfügig ausgewalzt wird;dies wurde als "Rolling lateral Bending Phenomenon" bezeichnet (Jap. Pat. NrT "440W) --■ —____ „=__.,-=__

Dann wurde unter Anwendung dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung versucht, gestreckte Bauteile aus handelsüblichem Metallband herzustellen Bei diesem Versuch zeigte sich, dass bei jeder Sorte von Baristahl Abweichungen in Bezug auf Stärke und Härte innerhalb einer Bandrolle auftreten« Demzufolge war -auch bei vorheriger genauer Einstellung der '!uerochni+tabnahme durch das 7alzen manchmal das Gitter übermässig ge- , streckt - in diesem FrIIe ergab sich ein Schlaffwerden des Erzeugnisses -, und manchmal war das Gitterwerk nicht genügend gentrockt, dann erfolgte "Rissbildung an der Basis des Gitters. Bei diesen Verfahren betrug die Querschnittebnphme pro 'VclzgeT'ü^t weniger als 2 - 3$; das Problem -/ar eine Fo¹-ge der Nornurir; des Bandstahlmⁿ.terials.

Schließlich ν.-ητ» es klar, dass die erwähnte erste Methode für die industrielle Heroteilung von gestreckten Bauteilen nicnt «nwendbnr war,

wurde die Anr:el?g»nheit ^n+errmoht 'Uid Yerf".hron h^r;:r:mr.r;-..fur.lon, '-'eloh'::¹ den vor-

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stehend erwähnten Nachteil "beseitigte_o Und es war ein Vorteil dieses zweiten Verfahrens, dass die betreffenden Streckwralzen so ausgebildet waren, dass das Gitterelement durch die jeweiligen Walzen immer etwas über das erforderliche Mass hinaus gereckt wurden, das am jeweiligen Walzengerüst erforderlich war. Durch dieses Verfahren wurde das Gitterelement daher zwischen den jeweiligen Walzgerüsten fortlaufend entspannte Danach wurde das Gdtterelement durch mehrere, hinter den letzten Streckwalzen angeordnete:. PIaniervralzen in die ebene Form zurückgebildet. (US.-Patent Hr. 3034197 entsprechend dem Jap.Pat. ITr. 260232)„

Bei diesem zweiten Verfahren kann der Unterschied in der Stärke des industriellen Metallbandes durch den Unterschied in der Entspannung des Gitterwerkes aufgenommen werden, so dass das Gitter in den Abschnitten, die dicker sind als die mittlere Stärke des Metallbandes, S-förmige Gestalt annimmt; andererseits wird das Gitterwerk im dünneren Teil geradlinig. Durch dieses Verfahren konnten gestreckte Bauteile fortlaufend und fabrikmässig im Kaltwalzverfahren gefertigt werden ohne Rissbildung an der Basis eines Gittereleiaentes und ohne die ursprüngliche Krümmung des Gitter— elementesο

Bei der Erzeugung von etwa 10_e000 Tonnen gestreckter Bauteile von 60 - 200 mm Breite aus dem Bandstahl SPHl von 1,0 — 4,5 mm Stärke durch das zweite vorstehend angegebene Verfahren wurden noch folgende Dinge festgestellt;

Durch die Verwendung 'der Führungsschienen zum Strecken-dos Gitterizerkteiles· ist es unmöglich, die "-'roduktionsgeschwindigkeit über PO^./min. zu steigern, da bei höherer Produktionsgeschwindigkeit als der angegebenen das Material und die Schienen infolge der zwischen ihnen auftretenden "eibung fressen. Ausaerdeni wird der Betrieb durch abgenutzte Führungsschienen unstabil« Darunter leidet die Genauigkeit des Erzeugnisses ο

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2. Wenn das eine gute Dehnbarkeit besitzende SPHI der Japanese Industrial Standards als Werkstoff verwendet wird, . können die Gitterelemente unter einem Winkel von ca. 30° zur Längsrichtung der Flanschteil^ausgebildet werden; dagegen beträgt der ^T.7inkel 22° oder weniger bei Verwendung von SS41 (JIS) mit geringerer Dehnbarkeit und höherer Zugfestigkeit; bei Vergrösserung des Winkels über diesen Wert treten an der Basis des Gitterwerkes Risse auf oder das Gitter reisst ein. Das Erzeugnis hat infolgedessen schlechte mechanische Eigenschaften (Arbeitskennlinie) undVaIs Bauteil nicht genau genug geformt.

3· Die Streckwalzen übernehmen auch den Vorschub des Materials. Beim zweiten Verfahren bei Verwendung von Führungsschienen müssen die 7,^ralzen das Material mit übermässiger Vorschubkraft antreiben, um den Reibungswiderstand zwischen dein Material und den Führungsschienen zu überwinden. Dadurch werden Risse an der Basis des Gitterelementes verursacht.

4-O Wenn die gestreckten Bauteile im abschliessenden Arbeitsvorgang abgetrennt werden, ist es notwendig, dass das Gitterwerk und beide Plansche an dieser Schnittstelle immer miteinander verbunden sind» Ausserdem muss, auch wenn das Produkt in irgendeiner Länge abgetrennt ist, die ixitterteilung immer gleichbleibend sein_e

'Venn auch das zweite Verfahren mit seinem ungelösten Problemen und Nachteilen es möglich machte, diese Erzeugnisse als Fertigteile herzustellen, war es doch noch nicht ausreichend, um das Erzeugnis als Bauteil herzustellen.

Dann wurde ein Fertigungsversuch durch Herstelluijg eines Bauteiles mit Hut-Profil durchgeführt, um das erste der vorstehend angeführten vier Probleme des zweiten Verfahrens zu lösen.

Bei diesem Verfahren wurden beide Seiten der Hutform-Walzen so ausgebildet, dass sie als Führung für die Flansch-

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teile des U-Prof ils anstelle der Führuig ssehienen verwendbar waren, und jede Hutform-?^ al ze k-oim-· j das U-Prof il in dem Zustand vorschieben, dass zwei von den beiden Selten des abgebogenen Teiles bei beiden .Planschen gebildete Linien immer parallel gehalten waren? gleichzeitig vnirde das Gitterwerk unter Druck in die Hutform { -A_ ) abgebogen, um dann weiter ausgewalzt zu werdai: dies war das dritte Herstellungsverfahren (Jap.Pat. TTr. 448796)_β 3s ergab sich, dass auch bei Steigerung der Produktionsgesehwindigkeit auf etwa 50 m/nin. ilachteile wie Fresserscheinungen nicht auftraten. Das erste Problem war durch Anwendung dieses Verfahx'ens auf eine andere Form gestreckter Bauteile gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gestreckte Bauteile zu schaffen, die nach Überwindung der anderen Probleme, Nachteile und Unvollständigkeiten des erstehend beschriebenen zweiten Verfahrens für einen weiten Anwendungszweck geeignet sind und zufriedenstellende Festigkeit, Qualität und Form aufweisen«

Um gestreclcte Bauteile mit ausreichender Eignung (function) und Anwendbarkeit als Bauteil zu schaffen, soll im allgemeinen die Abscherfestigkeit des Gitterwerkes der Biegefestigkeit entsprechen;"dabei soll die Zugfestigkeit in Japan mindestens 41 Jcg/ram oder mehr betragen; uri diese Bestimmung zu erfüllen, sollte das Gitter mit den Seitenlinien der beiden Flansche einen 7/inkel von wenigstens 25° vorzugsweise 30° oder mehr, bilden»

Ein Erzeugnis, dessen Wandstärke im Verhältnis zur sonstigen Abmessung relativ gro.^s ist, kann den vorstehend erwähnten Bedingungen Genüge leisten; aber bei relativ dünnwandi·?βη Erzeugnissen treten Aiisbeulungen am Gitterwerk dann auf, wenn der Gitterwinkel 30° oder mehr betraf . und das Material mehr als 41 kg/rara~ Zugfestigkeit aufweist.

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In diesem Falle ist es als Bauteil unzureichend. Es nuss daher das Gitterwerk von Erzeugnissen mit geringer Wandstärke in irgendeiner ^T-7eise verstärkt werden, um die r ;'... Scherfestigkeit des Gitters zu erhöhen.

Genäss der Erfindung ist eine Verstärkung des Gitterwerkes durch Verformung der Gi tt er element e in eine Form mit Vertiefungen (beadshape) erreicht worden, ohne die Rentabilität der Produktion zu gefährden. Als Folge davon sind das Trägheitsmoment, die Scherfestigkeit und die maximale Bruchlast des Gittervrerkes erhöht. Andererseits wurde nach eingehender Untersuchung der Ursache der Eissbildung an der Basis des Gitters beim alten Herstellungsprozess herausgefunden, dass die ersten kleinen Risse bereits unmittelbar nach dem Schlitzen des Steges des Katerials auftreten und sich bei den V-Form-Streckprozess allmählich vergrössem.

Dank der Erfindung wird das Auftreten der anfänglichen Risse und ihre Ausdehnung vermieden.

Gemäss der Erfindung weist die Vorrichtung eine Einheit mit einer Gruppe von kleinen Walzenpaaren auf, durch die das Gitterwerk allmählich und in ungehinderter Cnatuia lly) Weise so gei'eokt wird, dass an der Basis keines Gitterelementes eine Rissbildung ouftritt. Die Ursache dieser Einwirkung auf dp? ixittereleiüent ist die, dass das Gitter-Helene nt zwischen den jeweili^en kleinen falzen fortlaufend entspannt wird, wobei die Druckkräfte infolge der Arbeitsweise der Einheit ir"mer in Lär:frsrichtur:g Wirker, und auch gleichzeitig der vor—Gehend ermähnte Effekt den "Rolling I^ter^i Bending Phenomenon" durch schwaches Aussalzen des Gitterelenenter riit Hilfe der kleinen Vfolzenpfjc.re auf da^. Element zur »'.uswirkung körnet.

Die erkühnte Einheit ist gleich hinter den ScMitz-■"alzon arif:sOr^I^-1TDt. "⁷UrHtSIiOh vnrkt teilv/eise dos "Rolling Lateral Bending Phenomenon" auf den SS41-Werkstoff ein.

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Gemäss der Erfindung kann mit dem grbsse Härte und geringe Dehnbarkeit aufweisenden Werkstoff SS41 ein Gitterwinkel von wenigstens 25°angewendet werden, ohne dass Risse an der Basis des (ritterelementes auftreten,.

Es ist somit durch die Erfindung die Möglichkeit gegeben, gestreckte Bauteile mit überlegenen mechanischen Eigenschaften im Kaltwal ζ verfahr en zu produzieren,,

Ferner weist die Erfindung eine Schlitzeinrichtung auf, bei der die Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalze kontinuierlich und zwangsläufig Λ~ relativ zur Drehgeschwindigkeit der unteren Schlitzwalze veränderbar ist, die annähernd der Vorsehubgeschwindigkeit des Materials folgte Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Länge der Schlitze einzustellen, so dass die Gitterteilung wahlweise verändert werden kann« 3s ist also möglich, gestreckte Bauteile mit gleichmässigem Gitterwerk für jede Länge herzustellen. Perner ist es auch möglich, das Erzeugnis mit der gleichen Gitterteilung in jeder Länge abzutrennen, indem man die erwähnte Gitter-Abtrenneinrichtung, die Sehneideisen, die mit diesen gekuppelte Teilungszähleinrichtung, die an die Schlitzeinrichtung angebaute Kupplung, die Reckeinrichtung (rackjäevice)fifr kombinierte

Die Untersuchungen über die gestreckten Bauteile gingen also aus von dem ähnlichen Vorgang "beim Warmarbeitsverfahr®. , jedoch wurde das erste Verfahren durch Änderung des Grundgedankens durchgeführt, das das "Führungsschienen -Verfahren" (Jap.Pato Nr. 258323) genannt wurde« Dieses Verfahren war dann die Grundlage für das Kaltwals-Yerfahren, an das die vorliegende I^rfindnng anschliesst, r/ar aber nur ein erster versuchsmässiger Schritt.

Danach wurde das zweite Verfahren (US.-Pat. Nr.3034197 entsprechend dem Jap.Pat_e ^TTr„260232) erfunden, nach welchen gestreckte Bauteile von einer handelsüblichen Bandstahl-

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rolle industriell hergestellt werden konnten, indem Planierwalz an zur Vermeidung eines Durchhängens eines Gitterelementes eingesetzt wurden. -

So entstand nach vielen Versuchen schliesslieli die vorliegende Erfindung. Sie schafft nicht nur ein Herstellungsverfahren hoher Rentabilität und .ausgezeichneter Stabilität für gestreckte Bauteile, sondern ergibt auch die Möglichkeit der Herstellung von gestreckten Bauteilen in verschiedenen Aus f ührungsf ormen, beispielsweise U-Profil-Typ, "C-Typ, Hut-Typ, - "S"-Typ, "Ζ"-ϊνρ, ^MH"-Typ, etc., und ralt überlegenen nechsiiisehen Eigenschaften. Gemäss der Erfindung weist die Vorrichtung eine :.:. " In horizontaler Richtung streckende, gleich hinter den Schlitzwalzen angeordnete Einheit von kleinen ^rralzen auf, die tatsächlich das üdtterelement mit dem erwähnten "Boiling Lateral Bending Phenomenon" erzeugen kann«

Im Falle von Produkten mit relativ kleiner Wandstärke

im Vergleioh zu ihren sonstigen Abmessungen werden zusätzlich

mit

Verstärkungswalzen mit^Vorsprün^en übersäter Oberfläche hinter den Endbearbeitimgs\7«l55en als letzter Arbeitsvorgang angeordnet«

Demzufolge haben sogar die gestreckten bauteile mit im Verhältnis zu ihrer u-rösse dünnen "/andstärken ausreichende mechanische Eigenschaften, für ein Bauteile

Damit d?.s gestreckte JBf.uteil Feiner¹! "eg genügt und eine weitgehende nutzbarmachung als Bauteil findet, wird von ihm im allgemeinen a,ls Voraussetzung gefordert, dass die Scherkraft des ü-ittervrerkteiles mit der Bie.o-efesrfci gkeit im G-leichgev/icht. stehen' r.uss und in Jnpan eine keitfron ""enigiter."¹. 41 kg/m oder ^ehr ruf^Ti:«i?.en üüu=?^, tmd dass das Gitterwerk mit den ' Planschen puf beiden Seiter¹

bildet.

"inkel von wenigstens 25° , vorzug^veise 30° ofl^r

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Dasjenige Erzeugnis, dessen Wandstärke im Vergleich zu seiner Grosse relativ gross ist, erfüllt die oben genannten Voraussetzungen in ausreichendem Masee, aber ein Produkt mit relativ geringer Wandstärke, erfährt an seinem Gitterwerk Ausbeulungen, selbst dann, wenn der ü-itterwinkel 50 oder mehr beträgt raid da.s verwendete Material siehr als 41 kg/mm Zugfestigkeit aufweist. Bei diesem dünnwandigen Erzeugnis muss' daher der uitterteil verstärkt v/erden, um die Abscherfestigkeit des Elementes zu erhöhen.

Es ist daher ein Gegenstand der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für gestreckte Bauteile zu schaffen, die verschiedene Amvendungsaöglichireitai und überlegene mechanische Eigenschaften aufweisen. ' -

Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von gestreckten Bauteilen; durch Kaltverformen, welches kontinuierlich niit hoher- Geschwindigkeit und unter stabilen Bedingungen angewendet wird*

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von gestreckten Bauteilen aus handelsüblichem Bandstahl oder —profil.

Ferner ist als weiterer Erfindungsggenstand ein Verfahren zur Herstellung von gestreckten Bauteilen mit einer Walzenanordnung geschaffen, die nur beiia Herstellungsvorgang (production stages) zur Drehbewegung veranlasst wird (conposes of rotary notion)«

Foch ein anderer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens sur Herstellung von gestreekt-en Bauteilen mit einem Gitterelenent, nit einen r.it den Seitenlinien der Plansche gebildeten Winkel von wenigstens 25 _t vorzugsweise 30 oder mehr, ohne dass Schaden, beispielsv/ei se Risse, auftreten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von gestreckten Bauteilen, mit gleichmäßiger Gitterteilun^ für jede gewünschte ^Tänge.

1 !J ^ sJ· 4 -fei tj I J b, Se;

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eines Verfahrens zur.Herstellung von gestreckten Bauteilen, bei welchem die gestreckten Bauteile isit gleichnässiger Gitterteilung abgetrennt werden und die Gitterelemente an der Trennstelle mit den Flanschen fest verbunden sind.

Srfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst zur Herstellung von gestreckten Bauteilen aus Metallband oder -profil durch ein Walzsystem mit ausschliesslicher Drehbewegung, mit:

a) einem Walz-ArbeitsVorgang zum Verformen eines Materials

in das für die folgenden Arbeitsvorgänge erforderliche Profil,

b) einem SehlitzvoriTrmg, um den Stegteil des Werkstoffes alter nierend (alternatively) . nit Hilfe eine Schutzeinrichtung mit einer Sehneidwalζeneinrichtung mit Schlitzen zu versehen,

c) einem in horizontaler Richtung verlaufenden Streckvorgang zum ungehinderten (naturally) Ausrecken eines Gitterteiles durch Auswalzen lediglich des Stegteiles an mehr als zv/ei Stellen innerhalb einer Teilung jedes seiner Schlitze mit kleinen falzen ohne Antrieb auf das ·:» für den nächsten V-Form-Streckvorgang erforderliche Streckimgsausnass, wobei ein Gitterelement zwischen diesenWeinen Talzen entspannt wird, um fortlaufend auf das Gitterelement in dessen Längsrichtung eine Druckkraft auszuüben und auch gleichzeitig das Gitterelement etwas über den für den nächsten Y-Form-Streckvorgang erforderlichen längungsbetrag zu längen,

d) einem V-Form-3treckvorgang bei Führung der beiden Flansche auf jeder Seite des Terkstoffes mit beiden ^nden entsprechenden V-Forn-\7alzen, wobei jede Kante der beiden abgebogenen Teile diener beiden Flansche durch don Ar he xtf?\^r errang parallel laufend gehalten werden, und gleichzeitig zum allmählichen Abbiersn des Gitterteiles in die V-Forn, vtrc diesen ^meil durch die jeweiligen V-Foris- "alzen zu recken, wobei das Gitterelement zwischen zwei dieser V—Fnrm-"/aü zen, ähnlich wie beim vorstehenden Arbeitsvorgang (o), entspannt wird,

e) einem Rückbildungsvorgang, un den durch den vorangegangenen Arbeitsvorgang (d) in V-Form gebogenen Gitterteil wieder in den ebenen Zustand zubringen,

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f) einem Planiervorgang zur Beseitigung des restlichen Durchhanges des Gitterelementes, um es im ebenen Sustand durch, eine Reihe von kleinen /alzen zu stabilisieren, die bezüglich der Lage der oberen und unteren Walzen im Zickzack angeordnet sind,

g) einem Sndbearbeitungsvorgang zur Fertigstellung der Form aller Abschnitte des Erzeugnisses, das bereits eine gewünschte Form L .."■ .;". V als gestreckter Bauteil, mit Hilfe der vorangegangenen Arbeitsvorgänge aufweist; und

h) einem VerstärkungsVorgang zur Verformung des G-ittereleraentes in eine mit Vertiefungen versehene Form, um dem Gitterteil durch ein Paar "falzen mit mit yorsprüngen übersäter Obex'fläche zu verstärken, auf der die Vorsprünge annähernd im Gitterwinkel fluchtend angeordnet sind.

Gemäss der Erfindung ist ferner die Schlitzeinrichtung mit einem besonderen Mechanismus vorgesehen, d.h., die Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalze kann kontinuierlich und zwangsläufig relativ zur Drehgeschwindigkeit der unteren Schlltzwalze verändert werden, welche annähernd der Vorsehubgeschvrindigkeit des Materials folgt«. Durch diesen Mechanismus kann die Länge der auf dem Stegteil ausgebildeten Schlitze des mit Flanschen versehenen Materials abgestimmt werden, so dass die G-itterwerkteilung wahlweise verändert werden kann. Man kann daher gestreckte Bauteile mit gleicher Gritterteilung innerhalb jeder gewünschten Länge herstellen

Ausserden ist es möglich, das Erzeugnis mit gleichnässiger Critterteilimg in jeder gewünschten Länge abzutrennen, inder* man den vorgenannten Mechanismus mit Schneideisen, mit einer r>it der Schlitzeinrichtung gekuppelten Teilungszähleinrxchtungji-'it einer an die Schlitzvorrichtung angebatiten Kupplung und mit der Reckeinrichtung etc. kombiniert (rack device)r

Ausführungsbeiepiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrie-„en. E₃ ,eigen: ^_984671344 _-_„_

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— ϊ 3 —

Figuren 1 A und ή B Seitenansichten von wesentlichen Teilen eines das erfindungsgemässe Verfahren durchführenden Gerätes:

Figuren 2 A und 2 B eine Reihe von vertikalen Querschnitten der wesentlichen Teile der Figuren 1 A und 1 B, wobei die Schnitte den zugehörigen Teilen der Figuren 1 A und 1 B zugeordnet sind,

Figuren 3 A und 3 B Draufsichten auf ein gestrecktes Bauteil während der Verformung durch die Geräte der obigen Figuren, wobei diese Draufsichten mit den Seitenansichten der Figuren 1 A und 1 B koordiniert sind,

Figuren 4. 5 und 6 Schnitte in grösserem Masstab von einem

fasten
Satz von drei V-Form-Walzeri, durch die ein Gitterwerkteil

allmählich gestreckt wird; · '

Figur 7 eine abgewickelte Draufsicht auf die Oberfläche einer mit Vorsprüngen übersätenVerstärkungswalze, durch die ein Gitterelement in eine mit Vertiefungen versehene Form verformt wird, um den Gitterteil zu verstärken;

Figur 8 einen vertikalen Teilquerschnitt durch ein Paar von Verstärkungswalzen, der dessen Arbeitsweise beim Verformen des Gitterelementes durch Vertiefungen zeigt;

Figur 9 einen der Figur 8 zugeordneten Längsschnitt;

Figur 10 eine perspektivische Teilansicht des durch Vertiefungen verformten uitterelementes;

Figur 11 Λ einen Schnitt in grösserem T.Iasstabe durch ein verformtes Gitterelement in fünf Stufen vom Fall der zentralen Kuppenform bis zum Fall der symetrischen Wellenform;

Figur 11 B eine graphische Darstellung zum Vergleich der Resultate von Belastungsmei-sunren an den verformten Gitterv/erkele^nntteilen lir, 2 bis» ITr₀ 6 der Figuren 11 A mit dem Reeultat derselben Kraftmessung am ebenen Gitter^erkeleraent

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Hr. 1 in Figur 11 A, wobei diese Belastungsversuche nach einem Belastungsverfahren mit einer zentral angreifenden •Kraft durchgeführt wurden;

Figur 12^\eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgeraässgestreckten Bauteils als "U—Profil-Typ;

Figur 12Beinen Schnitt entlang linie XIIB - XIIB in Figur 12 A;

Figur 15 A eine Draufsicht auf das gestreckte Bauteil vom .U-Profil-Typ nach dem Herstellungsverfahren des US.-Patentes 3034197;

Figur 13 B einen Schnitt entlang Linie XIIIB - XIIIB in Figur 13 A;

Figur 14 eine graphische Darstellung zum Vergleich des Resultates der Belastungsversuche de-s vorliegenden, in den Figuren 12 A und 12 B gezeigten gestreckten Bauteils Hit dem Resultat des konventionellen in den Figuren 13 A und 13 B gezeigten Sauteils, wobei beide Versuche mit einer zentral angreifenden Last vorgenommen wurden, wie es in Figur 14 gezeigt ist;

Figur 15 einen Querschnitt durch das Profil des bei den vorstehend erwähnten Belastungsversueb. verwendeten Versiich— teiles;

Figur 16 eine Draufsicht auf eine !iebeneinanderstellung von gleichen Photograph!en des nach dem OS.-Patent ITr.3034197 hergestellten Erzeugnises (e) und des erfindungn^enässen in den Piguren 12 ί. und 12 B ge:ζⁿ. igt en ürzeu^nisBep;

Figuren 17 A, 17 B und 17 G Aufnahmen des vorliegenden U-Profil- Typs mit den entsprechenden iiitterwinkeln und den zugehörigen Gitterteilun~en;

Figuren 13 und 20 Drmif sichten und Quer^ehritte einer anderen Ausführung des C-Typ—Urzeuirnisaes isit Verstarkiin^en

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an Gitterteil, die durch die erfindungsgenasse Hers te !lungsmethode erzielt wurden;

Figur 19 eine graphische -Darstellung zum Vergleich der Resultate der Belastungsversuche au in Figur 18 gezeigten Erzeugnisses mit dem Resultat der Belastungsversuche an dem gleichen Erzeugnis, aber ohne Verstärkung seines (iitterteiles; beide Messungen erfolgten durch das Verfahren mit zentral angreifender last mit der Amslar-Prüfmaschine;

Figur 21 eine graphische Darstellung zum Vergleich der Resultate der Belastungsversuche des in Figur 20 gezeigten Erzeugnisses mit den Resultaten desgleichen Erzeugnisses ohne Verstärkung des Gitterwerkteiles; beide Messungen wurden nach dem vorstehend angegebenen Verfahren durchgeführt,

Figur 22 einen Querschnitt durch das Profil der bei den obigen Belastungsversuehen verwendeten Versuchteile, die kastenförmig verschachtelt vrarden;

Figur 23 A eine photographische Aufnahme, die den Zustand maximaler Belastung des Versucnteiles nit dem in Figur 22 gezeigten Profil des in Figur 20 gezeigten Erzeugnisses sei-^r

Figur 23 B eine Aufnahme desselben Zustfsides des gleichen Erzeugnisses, jedoch ohne Verstärkung des Gitterteiles;

Figur 24 A eine ähnliche Aufnahme desselben Zustandes des in Figur 20 gezeigten Erzeugnisses;

Figur 24 3 eine Aufnahme des gleichen Erzeugnisses ohne Verstärkung in demselben Zustand;

Figur 25 A eine Aufnahme der Urzeugnisrije des U-Profil-Typs, des Z-Iypn νηά des I—Typs, die durch das erfindungsgernärsse Verfahren erzielt 'vurden; und

Figur 25 B "uerschritte der erzeugnisse der vorstehend erwähnten Bauarten.

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BAD ORIGINAL

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Die Figuren 1 A und 1 "B zeigen ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Geräte gemäss der Erfindung für das Arbeitsverfahren zur Herstellung der gestreckten Bauteile»

Der erste Arbeits-vorgang beginnt mit der Ausbildung der Plansche 1 auf jeder Seite eines Materials 4 und wird von einer Reihe von Walzenpaaren 12, 13, 14 und 15 durchgeführt. Schlitzwalzen 15 weisen Schneidwerkzeuge 7 uni 8 auf, welche Schlitze 5 und 6 erzeugen, um ein Gitterwerk 2 im Steg des Materials 4 auszubilden Gleich hinter den Schlitzwalzen 15 ist eine '. ".in horizontaler Richtung streckende Einheit von kleinen Walzen vorgesehen, die so dicht aneinander angeordnet sind, dass sie an wenigstais zwei Stellen innerhalb eines Teilungsabstandes (p) der Schlitze abrollen, wobei der Durchmesser jeder T^raLze kleiner als die halbe Länge eines Schlitzes ist; der Gitterwerkteil 2 wird durch diese Sinheit 9 der kleinen Walzen ausgewalzt und wird zwischen den jeweiligen, kleinen Walzen entspannt, so dass immer eine Druckkraft in Längsrichtung des Git-terwerkes ausgeübt wird. Dementsprechend wird der Gitterwerkteil allmählich,, horizontal und ungehindert (naturally) gedehnt. Danach wird der Gitterteil durch allmähliches Biegen durch die einzelnen V-Form-7.^ralzen 16,7^18 in die gewünschte V—Form gedehnt, wobei er, ähnlich wie beim vorangegangenen Arbeitsvorgang, fortlaufend entspannt wird. Zwischen den V- Form-'alzen und den Flanschteilen 1 sind Zwischenräume vorgesehen, so dass auf die Flansche kein Druck ausgeübt wird und nur das Gitterwerk ausgewalzt wird, wie es in den Figuren 4, 5 und 6 gezeigt ist. Die V-Form-7alzen führen die Flansche auf jeder ihrer Seiten und halten sie damit in parallelem Abstand (hold in parallel) zu den Enden der jeweiligen oberen Walze, gleichzeitig wird das Material durch beide Kantenränder der falzen vorgeschoben« Dann wird der Gitterwerkteil in ein ge\ränschtes)uer falzen ähnliches V-Form-Profil gereckt, aber durch die falzen 19 mit flacherem V-Form-Profil wird er wieder in einen fast ebenen Zustand mit der gewünschten Jj'lanschbreite nachgearbeitet; im weiteren Ver-

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lauf wird das Gitterwerk durch die Planierwalzen 20 in den ebenen Zustand gebracht. Schliesslich erhält das Material 4 durch die Endbearbeitungswalzen 21 und 22 die gewünschte Form als gestrecktes Bauteil. Palis die Wandstärke des Erzeugnisses im Verhältnis zu seiner Grosse klein ist, werden nach den Sndbearbeitungswalzen 22 als letzter Arbeitsvorgang gemäss der Erfindung zur Verstärkung des Gitterwerkes Yerstärkungsv/alzen T1 zur Anwendung gebracht, die, oberflächlich gesehen_; Prägewalzen gleichen, sich bei näherer Prüfung aber von diesen unterscheiden.» Zur Beschreibung der Walzen wird auf die Figuren 7, 8 und 9 Bezug genommen. Die oberen und unteren Verstärkungsv/alzen 11 laufen mit jedem ihrer Yorsprünge 10 ineinandergreifend miteinander um, wobei sie einen Zwischenraum in der Stärke des Materials zwischen ihren Oberflächen und dem Gipfel des jeweiligen Vorsprunges der anderen Walze und auch zwischen jedem ihrer Vorsprünge freilassen« Jeder unten eine Hautenfona und oben eine Kup— penform aufweisende Vorsprung 10 ist auf der Oberfläche jeder ^T7alze ausgebildet.

Der zwischen den Verstärkungsfaden 11 eingeführte Gitterteil 2 wird durch das Umlaufen der "beiden -"alsen in e ine mit Vertiefungen versehene Gestalt verformt, siehe Figur 8 und 9· Das Gitter 2 ist in einer lage gehalten, wie es in Figur 7 mit strich-punktierter lanzen gezeigt ist* Da beide seitlichen Anteile des Gitterelementes fortlaufend durch die Vorspränge 10 b der oberen Verstärkungs%?alze nach unten gedruckt v/erden (siehe Figur 8), werden diese Teils des GitterQlementes abgebogen, während gleichzeitig ein mittlerer Abschnitt des Gitterwerkes laufend von Vorsprung 10 a abgestützt v/ird, siehe Figuren 8 und 9· Auf diese V/eise wird das Gitterelement in die in Figur 10 gezeigte Gestalt verformt. Damit ergibt sich,dass es möglich ist/das ädtterteil zu verstärken, ohne die Rentabilität der Erzeugung zu beeinträchtigen» Der Grund, warum das öitterelenent in dieser Weise verformt wird, wie es in j?igur 10 gezeigt int, ist verständlichDas tfittor^lemerii lägst «"ic£ leicht in s^i:. ·::

verformen; in eier Quo'rricv~tiir»£r ^"'^csi' ' ' ^c-'

1 0 S H i% B ■■ '^:- 5 L

BAD ORIGINAL

schwierig. V^rie in Figur 10 gezeigt, erscheint die ^eihe der Erhöhungen 3 im mittleren Abschnitt des Gitterelenentes als schwache Vorwölbung in vergrössertesi 'Taßstab (microscopically sights (Figur 9), erscheint aber als fortlaufende 7/ellenlinie in der Längsrichtung des wirksam verstärkten Gitterelementes.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu ersehen, dass der Steg des durch die Schlitzwalzen geschlitzten Taterials durch die in horizontaler Richtimg streckenden_f gleich hinter den Schlitzwalzen 15 angeordneten kleinen "falzen9 gedehnt wird, so dass das Auftreten von anfänglichen Rissen verhindert wird, welche auf das gestreckte Bauteil von ungünstigem Einfluss sind; andererseits wird die Ausweitung der Risse beim Fortschreiten des Streekvorganges verhindert, selbst wenn infolge der Verwendung von wenig dehnbarem Material Anfangsrisse auftreten. "Der Grund dafür ist der, dass die einseinen Walzen Durchmesser aufweisen, die kleiner sind als die halbe länge des Schlltses, so dass sie sich an nehr als zwei Stellen innerhalb eines Teilungsabstandes Cp)^aUf deiä Steer des Materials vorgesehenen Sehlitze abrollen und ausserdem einen geringeren Abstand voneinander aufweisen? zudem wird das Gitterelement zwischen den jeweiligen kleinen Walzen entspannt, so dass die Druckkräfte imner in Längsrichtung des Gittereleraentes auftreten und das vorstehend erwähnte "Rolling Lateral Beading Phenomenon" zur Ansv/irkung kommt β Aus diesen ßrwnis stimmt an der aus kleinen Walzen 9 bestehendsi Einheit zum Aufwalzen irad horizontalen itrecken des Haterials die Breite der oberen falzen mit der Breite de? Profils von flansch zu Flansch überein, nie Figur 2 A zeigt, während die unteren-T'alzen sa benessen sind, dass sie in den einzelnen Stufen nur an Gitterteil des Materials abrollen; ausserdera ist die Einheit a--^ einer ^eihe von kleii.en Talgen mit Durchmessern zusP-^n^^^esötzi;» die kleiner sind *-.ls die halbe ^Tänge eines ^shlits" es«

Bein konirentionallsn Je.Ttä'rTen T^:ird da=; (fittsrverk nach den? V'g*·-ί^βΓϊ cI^ioIi dsn -ϊ'ζν^'y'TQic^ri ¹It "■^■■"izont^l ^{~£'\βΗϊι% d

BAD

Führung in divergierenden Führungsschienen, welche seitlich entlang den einzelnen Streckwalzen angeordnet sind. So wird das Gitterwerk durch den Vorgang mit den beschriebenen Führungsschienen zur !Führung der Flansche in horizontaler Richtung -":*. seitlich .- ' , , gedehnt.

Infolgedessen fressen die sich berührenden Teile der Flansche und der Führungsschienen infolge der Reibung, wenn die Arbeitsgeschwindigkeit 20 m/min, überschreitet, so dass also dieser Wert nicht erhöht werden kann. Ausserdem wird die Genauigkeit des Erzeugnisses wegen der !Instabilität des Materialvorschubes infolge der Abnutzung der Führungsschienen verschlechtert· Im Vergleich mit dem vorstehend beschriebenen konventionellen Verfahren wird geraäss der Erfindung das Material durch die beiden Kanten der jeweiligen V-Forn- \7alzen bein Streckvorgang geführt und gedehnt. Gleichzeitig wird das Material durch diese jeweiligen Jalzen in beständiger Arbeitsweise vorgeschoben, so dass Produktions geschwindigkeit auf 60 la/fom*. und mehr erhöht werden kann.

Darüber hinaus kann die Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalze zwangsläufig und kontinuierlich gegenüber der Drehgeschwindigkeit der unteren Schlitzwalze verändert werden, welche der Vorschubgeschwindiglceit des Materials beim Schlitzvor*r?_ng annähernd folgt» Durch diesen Mechanismus kann die Schlitzlänge eingestellt werden. Infolgedessen kann da,s gestreckte lauteil innerhalb jeder gewünschten länge in gleichmässigen Teilungsabschnitten ausgebildet werden; dementsprechend können die gestreckten Bauteile mit gleichnässiger Gitterteilung irimer in dieser Länge abgetrennt v/erden, wenn nan die Abtrenneinrichtung mit den Schneidmessern, mit der mit der oberen Sehlitzwalze gekuppelten Teilungszähleinrichtung, mit der am Schutzgerüst angebrachten Kupplung und mit der Heekvorriehtung (rack device) etc. an der Basis (root position) des Gitterelementee und der beiden Flansche kombiniert.

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Da überdies gemäss der Erfindung das aus dünnen Materialfen erzielte gestreckte Bauteil im Gitterteil geringe Scherfestigkeit und demgemäss unausgeglichene mechanische Eigenschaften aufweist, ist es erforderlich, den ü-itterteil au verstärken«, Mach der Erfindung kann der Gitterteil durch Verformen des Gitterelementes in eine Form mit Vertiefungen mit Hilfe der vorstehend erwähnten Walzen mit Vorsprüngen verstärkt werden, ohne dass die Rentabilität beeinträchtigt wird.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist es nicht erforderlich, dass die Verstärkungsv/alzen 11 mit dem Gitter 2 synchronisiert werden, da sich die Walzen immer ν . den geringfügigen Veränderungen der Gitterteilung und seines Winkels anpassenο

Ferner können erfindungsgemäss ausser dem erwähnten U-Profil-Typ und "C "-Typ des gestreckten Bauteiles-;noch ein "Z"-Typ, Hut-Typ, "!»-Typ und "H"-Typ, wie in Figur 25 A und 25 B gezeigt durch einfaches Wechseln des V.^ralzentyps (calibers) bei den jeweiligen Verfahren erzeugt werden.

Die Unterschiede in denwe;<HiP.nrischen Sirenschaften zwischen dem erfindungsgemässen und dem konventionellen Erzeugnis, sowie zwischen erfindungsgemässen verstärktem und nicht verstärktem Erzeugnis werden in den nachstehenden Beispielen erläuterte

^ei^spiel 1

In 11 A sind vergrösserte '-uerschnitte der verformten Gitterelenente in fünf Stufen vom F--.il einer zentralen Kuppenform bis zum Fall einer symetrischen "eilenform geseilt und Figur 11 B int eine graphische Darstellung mit den Yer*- gleicli der Resultate von Belebungsversuchen der ve r formt en Gitterelementep die mit Hr-* 2 bis Mr₀ 6 in "Figur 11 A dargestellt sind= d?.p;u das Resultat desselben ''"erpi'iGhsa ara ebener· ^fiitterelenent IJr₀ i äei? F±gn:e 11/L₃ wooei climes Balastvmgs*»

BAD

versuche mit einer zentral angreifenden last durchgeführt wurden.

Das Last-Durchbiegungs-Diagramm in .Figur 11 B zeigt, dass die mittlere Anfangs-Biegefestigkeii? der verstärkten Gitter-Gruppe 6 "bis 16 mal so gross ist wie die der ebenen Gitter·

Beispiel 2

Die figuren 12 A und 12 B zeigen ein erfindungsgemäss hergestelltes gestrecktes Bauteil und die Figuren 13 A und. 13 B ein konventionelles gestrecktes Bauteil, das nach den Verfahren nach dem genannten US.-Patent Nr. 3034197 herge-. stellt ist.

Beide Bauteile sind aus demselben Material«

Die beiden obigen Erzeugnisse wurden nach in Figur 14 gezeigter Methode mit zentraler Last geprüft; die Resultate sind in der Kurve (a) für das erfindungsgemässe Erzeugnis und Kurve (b) für das konventionelle Erzeugnis dargestellt«,

Die Darstellung zeigt, dass die maximale Belastimg beim erfindungsgemässen Erzeugnis, siehe Figur 12 A und 12 B, mit dem grösseren Gitterwinkel von 28° ungefähr 1,4 mal so gross ist wie die des konventionellen Erzeugnisonach Figur 13 A und 13 B; auch die Biegefestigkeit ist grosser»

Beide Versuchsteile wurden durch Zusammenfügen eines Paares desselben Erzeugnisses zu einer Kastenform hergestellt, wobei die Kanten durch Punktεchweissung miteinander verbunden wurden, siehe Figur 15o

Beispiel 3

Tn Figur 16 sind ^e ein erfindungsgenässes und ein konventionelles Erzeugnis durch Aufnahmen d?rgestllt«

Obwohl das konventionelle Erzeugnis (c) aus Material mit grossem Dehnungsvermögen wie SPHl (JIS) hergestellt iet,

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ist ein Riss an der Basis des Gitters aufgetreten und sein Gitterwinkel "beträgt ca. 24°.

- Andererseits ist das gemäss der Erfindung hergestellte Erzeugnis (f) aus dem Werkstoff 3S41 (JIS.) mit geringerer Dehnung,· jedoch hat sich kein Riss im Gitterwerk ergeben und der Gitterwinkel "beträgt 35°»

Beispiel 4

Die Figuren 17 A, 17 B und 17 C zeigen die Beziehung zwischen dem maximalen Gitterwinkel des jeweiligen Erzeugnisses gemäss der Erfindung und der Gitterteilung. Man sieht, dass die Erzeugnisse mit Teilungen von 80, 75 und 70 mm die jeweiligen maximalen Gitterwinkel von 27°, 30° und 35° aufweisen»

Beispiel 5

Die beiden in den Figuren 18 und 20 gezeigten Ausführungen sind gestreckte Bauteile vom C-Typ mit Doppelkanten, die mit verstärktem Gitterwerk versehen sind«,

Die Figuren 19 und 21 sind graphische Darstellungen zum Vergleich der Resultate der Belastungsversuche an äeninde Figuren 18 und 2o gezeigten Produkten mit den Resultaten der Belastungsversuche an den gleichen nicht verstärkten Erzeugnissen; die-se Versuche sind mit zentral angreifender Last mit der Amslar-Prüfmaschine bei einer Stützweite von 2000 mm durchgeführt«,

LnFi₃.19

Kurve (g)^zeigt das Ergebnis des Belastungsversuches

mit dem Erzeugnis nach Figur 18 mit verstärktem Gitterteil während· Kurve (h) das Ergebnis an dem nicht verstärktem Erzeugnis zeigte

In Figur 21 zeigt Kurve (i) das Versuchsergebnis am .Erzeugnis mit verstärktem Gitterteil nach Figur 20, während Kurve (Ic) den Vorlauf für das nicht verstärkte Erzeugnis darstellt,,

i l) β O «» C t. ! »j η »! *-.■...} ™"

Aus diesen Kurven ist eindeutig zu ersehen, dass das Erzeugnis mit dem verstärkten Gitterwerk am Durchbiegungspunkt 1/3OO ötwa die 1,5-fäche Biegefestigkeit besitzt wie das nicht verstärkte Erzeugnis_o

Die Ergebnisse der Versuche mit den verschiedenen Erzeugnissen sind in,Tabelle 1 zusammengefasst.

Tabelle 1

Arbeits- Max.Last Durchbiegg. !Tax.Last Max.Durchbiegg,

v~~v,t.!„,· _Λ ?nax bei Pmax unter Elast,- unter Elast.-Kennlinie _{(kg) (iiün) Grense Qrenze}

P(kg) (mm)

*1 *2 *3 *4

119

71,5 114

85,5

15
15
13
19

105
60
80
50

11J5 9,8 5.8 5,2

Bemerkungen: *1) *2): *3) *4)

Erzeugnis nach Figur 18 y/ie 2, aber ü-itter nicht verstärkt Erzeugnis nach Figur 20 wie 3, aber Gitter nicht verstärkt

Die Figuren 18 und 20 zeigen auch die Form und Dimensionen der einzelnen Teile der Erzeugnisse in der Tabelle rechts von den Zeichnungen der Erzeugnisse_e

Jedes bei den genannten Belastun^sversucheii verwendete Versv.chsteil ist ein schachtelartig zusammengesetztes Paar gleicher Erseixgnisse, siehe Figur 22„

Figur 23 A ist eine Aufnahme, die den Zustand maximaler Belastung des in Figur 18 gezeigten Erzeugnisses bei der erwähnten Belastungsprüfung wiedergibt Figur 23 B ist eine Aufnahme derselben Zustandes ces gleichen, in Fi~ur 18 geneigten Erzeu^rn cse3, jadooh nicht verstärkte Figur 24 Λ und 24 sind ähnliche Aufnahmen des Zustcr.des der? in Figur 20 gezeigten Erzeugnlr-ses und des gleichen nicht verstärkten Erzeugnisses.

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BAD

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, dass durch, die Erfindung ein Verfahren und ein Gerät geschaffen ist zur Herstellung von gestreckten Bauteilen mit überlegenen mechanischen Eigenschaften, hoher Genauigkeit, in verschiedenen Ausführungsforraen und Grossen und mit vielfacher Anwendbarkeit bei ausschliesslicher Drehbewegung im Kaltarbeitsverfahren ohne Beeinträchtigung der Rentabilität. Zur Erhöhung der Biegefestigkeit von Erzeugnissen, die^mVerhältnis zur Grosse ihrer Form dünnwandig sindjV'durch Bearbeitung des Gitterteiles verstärkt ohne Auftreten von Rissen salbst bei 30° oder mehr des Gitterwinkels und selbst bei Erzeugnissen aus einem Werkstoff mit derselben Härte und Dehnung wie SS4-1 der Japanese Industrial Standard, Ss werden besondere Walzen mit Vorsprüngen verwendet, um den Gitterteil zu verstärken und dadurch eine vielfache Anwendbarkeit bei verschiedener Formgebung durch Kaltbearbeitung bei hoher Ausbeute und Rentabilität zu erreichen.

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Claims

— do —

PATE IT TA Έ SPRÜCHE

·) Verfahren zur Herstellung gestreckter Bauteile aus Metallband oder -profil durch Waisen mit ausschliesslicher Drehbewegung im Kaltarbeitsverfahren unter Voraussetzung einer kontinuierlichen Fertigung mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch:

(a) einen V,^ralz-Arbeitsvorgang zum Verformen eines Materials in das für die folgenden Arbeitsvorgänge erforderliche Profil,

(b) einen Schlitzvorgang, um den Stegteil des Materials mit

. Hilfe einer Schlitzeinrichtung mit einer Schneidwalzeinrichtung alternierend (alternatively) mit Schlitzen zu versehen/

(o) einen in horizontaler Richtung verlaufenden Streckvorgang zum ungehinderten (naturally) Strecken eines Gitterteiles duiOh Auswalzen lediglich des Stegteiles an mehr als zwei Stellen innerhalb der Teilung jedes seiner Schlitze mit Hilfe von kleinen Walzen ohne Antrieb auf das für den nächsten V-Form-Streckvorgang erforderliche Streckungsausmass, wobei ein Gitterelement zwischen diesen kleinen falzen entspannt wird, um fortlaufend auf dieses Gitterelenent eine Druckkraft in dessen Längsrichtung auszuüben, und auch gleich* zeitig dieses Gitterelement etwas über den für den nächsten V-Form-Streckvorgang erforderlichen Längungsbetrag hinaus zu längen,

(d) einen V-^orm-Streckvorgang zur Führung beider Flansche auf jeder Seite des Materials durch die beiden Zünden der jeweiligen V-Form-"^ralzen, wobei jeder Winkel der beiden abgebogenen Teile dieser beiden Flansche durch diesen Arbeitsvorgang parallel laufend zu den Walzenenden gehalten wird (keeping in parallel), und zum gleichzeitigen allmählichen Abbiegen des Gitterteiles in die V-i'orm, um di^ren Teil durch die jeweiligen V-Form-'.Valzen zu dehnen, wobei das Qitterelement zwischen jeder dieser V-Form-Vfalzen, ähnlich wie beim

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vorangegangenen Vorgang (c), entspannt wird,

(e) einen Rückbildungsvorgang, um den durch den vorangegangenen Arbeitsvorgang (d) in V-Form gebogenen Gitterteil wieder in den ebenen Zustand zu bringen,

(f) einen Planiervorgang zur Beseitigung des restlichen Dürchhanges des Gitterelementes, um es im ebenen Zustand durch eine Reihe von kleinen Walzen zu stabilisieren, die in Bezug auf die Lage der oberen und unteren Walzen im Zick-Zack angeordnet sind, und

(g) einen Endbearbeitungsvorgang zur Fertigstellung der Form aller Abschnitte des Erzeugnisses, das bereits eine gewünschte Form als gestrecktes Bauteil mit Hilfe der vorangegangenen Arbeitsvorgänge aufweist.

2. Verfahren zur Herstellung gestreckter Bauteile aus Metallband oder -profil durch 7alzen mit ausschliessucher Drehbewegung im Kaltarbeitsverfahren unter Voraussetzung einer kontinuierlichen Fertigung mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch:

(a) einen Walz-Arbeitsvorgang zum Verformen eines Materials in das für die folgenden Arbeitsvorgänge erforderliche Profil,

(b) einen SchiitζVorgang, um den Stegteil des Materials mit Hilfe einer ScIrIitzeinrichtung mit einer Schneidwalzeinriehtungalternierend (alternatively) nit Schlitzen zu versehen,

(c) einen in horizontaler Richtung verlaufenden Streckvorßang zum unbehinderten (naturally) Strecken eines Gitterteiles durch Aussalzen lediglich des Stegteiles an mehr rIs zwei Stellen innerhalb der Teilung ,ie3es neiner ^chlit^e mit Hilfe von kleinen ''alzen ohne Antrieb auf das für den nächsten V-Porm-Streckvorgang erforderliche Streckungρausmass, wobei ein Gitterelenent zwischen diesen kleinen '^:alzen entspannt wird, um fortlaufend auf dieses Gitterelement eine Druckkraft in dessen Längsrichtung auszuüben,, und auch gleich-

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zeitig dieses ü-itterelement etwas über den für den nächsten V- Form-Streckvorgang erforderlichen längungsbetrag hinaus zu längen,

(d) einen V-Form-Streckvorgang zur Führung beider Plansche auf jeder Seite des Materials durch die beiden Enden der jeweiligen V-Form-'alzen, wobei jeder Winkel der beiden abgebogenen Teile dieser beiden Plansche durch diesen Arbeitsvorgang parallel laufend zu den ".'alzenenden gehalten wird (keeping in parallel), und zum gleichzeitigen allmählichen Abbiegen des Gitterteiles in die V-Porm, um diesen Teil durch die jeweiligen V-Form-^alzen zu dehnen, wobei das Gitterelement zwischen jeder dieser V-Form-\^ralzen, ähnlich wie beim vorangegangenen Vorgang (c), entspannt wird,

(e) einen Rückbildungsvorgang, um den durch den vorangegangenen Arbeitsvorgang (d) in V-Form gebogenen Gitterteil wieder in den ebenen Zustand zu bringen,

(f) einen Planiervorgang zur Beseitigung des restlichen Durchhanges des Gitterelenentes, um es im ebenen Zustand durch eine Reihe von kleinen V-^ralzen zu stabilisieren, die in Bezug auf die Lage der oberen und unteren Walzen im Zickzack angeordnet sind,

(g) einen 32ndbearbeitungsvorgang zur Fertigstellung der Form aller Abschnitte des Erzeugnisses, das-bereits eine gewünschte Form als gestrecktes Bauteil mit Hilfe der vorangegangenen Arbeitsvorgänge aufweist und

(h) einen Verstärkungsvorgang zur Verformung des Git^erelementes in eine mit Vertiefungen versehene Form, um den Gi t-

mit

terteil durch ein Paar falzen mit^Vorsprün^en übersMtor Oberfläche zu verstärken, auf der die Vorsprünge annähernd im u-itterwinkel fluchtend angeordnet sind«,

3· Verfahren nach Anspruch T, dadurch -~e>ennzeichnet, d ass der Schlitzvorg?jig einen Hechanismus zum zwangsläufigen und kontinuierlichen Ändern der Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalse relativ zur Drehgeschwindigkeit der unteren

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der Vorsehubgeschwindigkeit des Materials annähernd folgenden Walze aufweist, wodurch das erfindungsgemässe gestreckte Bauteil mit einer gleichmässigen Gitterteilung innerhalb jeder gewünschten Länge des Gitters versehen wird,

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass de'r Schlitzvorgang einen Mechanismus zum zwangsläufigen und kontinuierlichen Ändern der Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalze relativ zur Drehgeschwindigkeit der unteren der Vorschubgeschwindigkeit des Materials annähernd folgenden Walze aufweist, wodurch das erfindungsgemässe gestreckte Bauteil mit einer gleichmässigen Gitterteilung innerhalb jeder gewünschten Länge des Gitters versehen wird«,

5. Verfahren zum Abtrennen gestreckter Bauteile mit gleiehmässiger Teilung innerhalb der gewünschten Länge durch mechanisches Abtasten der Zahl der dieser Länge entsprechenden Schlitze direkt von der Schutzeinrichtung·

6«, Gerät zur Herstellung gestreckter Bauteile aus Metallband oder -profil durch eine !falzvorrichtung mit ausschliesslicher Drehbewegung im Kaltarbeitsverfahren unter Voraussetzung einer kontinuierlichen Fertigung mit hoher Fertigungsgesehwindigkeit, gekennzeichnet durch:

(a) Verformungswalzen zum Verformen eines Materials in das für die folgenden '.Yalzen erforderliche Profil,

(b) Schlitz-Üalzen, um den Stegteil des Materials mit Hilfe einer Schlitzeinrichtung nit einer Schneidwalζeinrichtung alternierend (alternatively) mit Schlitzen zu versehen,

(c) eine Einheit von in horizontale!» Richtung streckenden kleinen V.'alzen zum ungehinderten (naturally) Strecken eines Gitterwerkteiles dtirch Auswalzen lediglich des "tegteiles an mehr als zwei Stellen innerhalb einer Teilung jedes seiner Schlitze mit Hilfe von kleinen 'alzen ohne Antrieb auf das für die nächsten V- Form-Waisen erforderliche Streckungsfius-

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mass, wobei ein (jitterelement zwischen diesen kleinen Walzen entspannt wird, um auf dieses liitterelement fortlaufend eine Druckkraft in dessen !Längsrichtung auszuüben, und auch gleichzeitig dieses tritterelenent etwas über den für die nächsten V-Form-^treckwalzen erforderlichen Längungsbetrag hinaus zu längen,

(d) V-Form-Streckwalzen zur Führung beider Flansche auf jeder Seite des Materials mit beiden binden der jeweiligen V-Form-·falzen, wobei jeder Winkel der beiden abgebogenen Teile dieser beiden Flansche durch diese falzen parallel laufend zu den Walzenenden gehalten wird (keeping in parallel) und zum gleichzeitigen allmählichen Abbiegen des Gitterteiles in die V-Form, um diesen Teil durch die jeweiligen V-Form-Walzen zu dehnen, wobei das Gitterelement zwischen jeder dieser V-Form-^T<ralzen, ähnlich wie bei der vorigen Einheit (c)_/ entspannt wird,

(e) Rückbildungswalzen, um die durch die vorangegangenen ■falzen (d) in V-iOrm gebogenen tfitterteile wieder in den ebenen Zustand zu bringen,

(f) Planierwalzen zur Beseitigung des restlichen Durchhanges des tritterelementes, um es im ebenen Zustand durch eine Reihe von kleinen "alzen zu stabilisieren, die in Bezug auf die Lage der oberen und unteren Walzen im Zick-Zack angeordnet sind, und

(g) Endbearbeitungswalzen zur Fertigstellung der Form aller Abschnitte des Erzeugnisses, das bereits eine gewünschte form als gestrecktes Bauteil mit Hilfe der vorstehend genannt e.n falzen aufweist»

öerät zur] Herstellung gestreckter Bauteile aus Metallband oder -projfil durch eine Valzvorrichtung mit ausschliessucher Drehbewegung im Kaltarbeitsverfahren unter Voraussetzung einer kontinuierlichen Fertigung mit hoher Fertigungsgeschwin- digkeit, gekennzeichnet durch:

(a) Verformungsv/alsen zum Verformen eines Materials in das für die folgenden falzen erforderliche Profil,

(b) Schlitz-Falzen, um den Stegteil des Materials mit Hilfe einer Schlitzeinrichtung mit einer Schneidwalzeinrichtung alternierend (alternatively) mit Schlitzen zu versehen,

(c) eine Einheit von in horizontaler Richtung streckenden kleinen Walzen zum ungehinderten (naturally) Strecken eines Gritterwerkteiles durch Auswalzen, lediglich des Stegteiles an mehr als zwei Stellen innerhalb einer !Peilung jedes seiner Schlitze mit Hilfe von kleinen ^rralzen ohne Antrieb auf das für die nächsten V-^orm-Walzen erforderliche Streckungsausmass, wobei ein (jitterelement zwischen diesen kleinen Walzen entspannt wird, um auf dieses Gitterelement fortlaufend eine Druckkraft in dessen Längsrichtung auszuüben, und auch gleichzeitig dieses Gitterelement etwas über den für die nächsten V-Porra-Streckwalzen erforderlichen längungsbetrag hinaus zu längen,

(d) V—^orm-Streckwalzen zur Pührung beider Plansche auf jeder Seite des Materials mit beiden Enden der je^eili^en V-Porm-7alzen, wobei jeder Winkel der beiden abgebogenen Teile dieser beiden Plansche durch diese "alzen parallel laufend zu den "alzenenden gehalten wird (keeping in parallel) und zum gleichzeitigen allmählichen Abbiegen des Gitterteiles in die V-Porm, um diesen Teil durch die jeweiligen V-Porm-V.^ralzen zu dehnen, vobei das Gitterelement z'-ischen jeder dieser V-Porm-^vralzen, ähnlich wie bei der vorigen Einheit (c), entspannt wird,

(e) Rückbildimgs'"^ralzen, um die durch die vorangegangenen · Walzen (d) in V-Porm gebogenen Gitterteile wieder in den ebenen Zustand zu bringen,

(f) Planierwalzen zur Beseitigung des reptlichen Durchhängen des Git^orelenentes, um es In ebenen Zustand durch eine "Reihe von kleinen "."alzen zu stabilisieren, die in Bezu^ auf die lage der oberen und unteren V/alzen im Ziok-Zack angeordnet sind, 109948/1344

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(g) "'ndbesrbei traigs'valaen zur Fertigstellung der tform aller Abschnitte des Erzeugnisses, das bereits eine gewünschte i'orm als gestrecktes Bauteil mit Hilfe der vorstehend genannten falzen aufweist, und

(h) Verstarkimgswalzen zur Verformung des Gitterelementes in eine mit Vertiefungen versehene Jj'orm, um den Gitterteil

mit

durch ein Paar Walzen wni/t Vorsprüngen übersäter Oberfläche

on,

zu verstärken,auf der die Vorsprünge 'nähernd im Gitterwinkel fluchtend angeordnet sind,

Schlitzeinrichtung zum Schlitzen des Stegteiles des Materials in Abständen (alternatively), gekennzeichnet durch einen Mechanismus zum zwangsläufigen und kontinuierlichen Ändern der Drehgeschwindigkeit der oberen Schlitzwalze relativ zur Drehgeschwindigkeit der unteren, der Vorschubgeschwindigkejt des Materials annähernd folgenden "Talze · ',wodurch das erfindungsgemässe gestreckte "B uteil mit einer gleichmässigen Iritterteilung innerhalb jeder gewünschten Länge des Gitters versehen wird«.

Gestrecktes Bauteil vom U-Profil-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf beide Plansche von 7/enigstens 25° oder mehr aufweist.

10. Gestrecktes Beuteil von "C'-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt i.<t , dadurch gekennzeichnet, d?«s es einen ü-ittenvinkel in Bezuft ?iuf die beiden Flansche von wenigstens 25° oder nehr aufweist.

11c Gestrecktes B' vitoil 7O"i Hut— Typ, "elchec durch ein Verfi'-rrr. nach Anspruch 1 herge^te3-lt i?t, r!.?.rlurch rffGke^n^eichn⁰⁴:, elrⁿr er oinen Gitteri,7in^rrel in ^esug auf die beiden flansche von wenigsten? 25° oder mehr aufweist_o

12. Gentreckten B~ut»il von "I¹¹-Typ, welche? durch ein Vp^f nioh -'^!"pr'ich 1 hergestellt ist, '""^dnrch ^e^enn^?lehnet, fl es einen Gitter-inlcel in Bezug p.uf die beiden Plansche von wenigst en π 25° o^nr ™ehr aufveipt. .. ...

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13. Gestrecktes Bauteil vom "Z"-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekainzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf die beiden Plansche von wenigstens 25 oder mehr aufweist.

14. Gestrecktes Bauteil vom "H"-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf die beiden Plansche von wenigstens 25° oder mehr aufweist«

15o Gestrecktes Bauteil vom U-Profil-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf die beiden Plansche von wengistens 25 oder mehr aufweist.

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16. Gestrecktes Bauteil vom "G"-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf die beiden Plansche von wenigstens 25° oder mehr aufweist_β

17. Gestrecktes Bruteil vom Hut-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gitterwinkel in Bezug auf die beiden Plansche von wenigstens 25° oder mehr aufweist.

18. Gestrecktes Bauteil vom '.¹I«-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Gittervinkel in "^ezug ruf die beiden Pl^n^che von wenigstens 25° oder mehr aufweist.

19« Gestrecktes Bauteil vom "Z"-Typ, welches durch ein Verfahren nach Anspruch 2 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, .dass es einen Gitterwinkel in Bezug ?uf die beiden Plansche von wenigstens 25° oder mehr aufweist_o

20. Gestrecktes Bn.utei] vom "H"-Typ, welche? durch ein ^Trerfrhvon nach Anspruch 2 hergestellt irt, ^durch gekennzeichnet, dar? en einer tritt ervn.nkel in "^ezug ?uf die beiden Plansoho von 25 oder mehr .aufweint„

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