DE2302390A1

DE2302390A1 - Verfahren zur kontinuierlichen verarbeitung von metallbaendern zu hohlschienen und darnach hergestellte hohlschienen

Info

Publication number: DE2302390A1
Application number: DE19732302390
Authority: DE
Inventors: Raimund Falkner; Heinz Grune
Original assignee: RAPENA PATENT AND VERWALTUNGS AG
Current assignee: RAPENA PATENT AND VERWALTUNGS AG
Priority date: 1972-01-19
Filing date: 1973-01-18
Publication date: 1973-07-26
Also published as: BE794216A; NL7300729A; CA987085A; SE399189B

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Metallbändern zu Hohlschienen und darnach hergestellte Hohlschienen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von zwei Metallbändern durch verformende Rollenpaare zu zwei profilierten Schienen und Zusammenfügung von deren seitlichen Längsrändern unter Zwischenlage isolierender Materialstreifen mittels Falzverbindungen zu einer Hohlschiene.
Hierbei werden die Metallbänder gleichzeitig durch rotierende verformende Rollenpaare hindurchgeführt und dabei zu -nächst in einzelnen Bereichen wellenförmig verformt, zur Erleichterung der nachfolgenden Profilierungen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf Hohlschienen, hergestellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren, beispielsweise zur Verwendung als Tür- und Fensterrahmen.
Profilschienen in den verschiedensten Formen sind, ebenso wie Hohlprofilschienen, für Türen und Fenster seit langem bekannt.
Es gibt mehrere bekannte Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung solcher Profile, beispielsweise das Strangpressen über einen profilierten Dorn. Dieses bekannte Verfahren ist aber umstandlich, die erzeugten Profile sind relativ teuer und weisen, da hierbei eine Einarbeitung von Isolierungen kaum möglich ist, eine ungenügende Wärmedämmung auf, was besonders bei Fensterrahmen zu Schwitzwasserbildung führt.
Von der Anmelderin wurde auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das es gestattet, Hohlprofilschienen mit verbesserten Eigenschaften wirtschaftlich herzustellen durch kontinuierliche Verarbeitung von zwei Metallbändern mittels verformender Werkzeuge unter Zusammenfügung der seitlichen Längsränder mittels Falzverbindungen, wobei die Metallbänder gleichzeitig mittels einer vom verformten Ende her wirkenden Zugkraft durch die rotierenden verformenden Rollenpaare hindurchgezogen werden. Dabei werden die Längsränder wenigstens eines Profils mit einer elastischen nichtmetallischen Zwischenlage versehen und die Profile dann zusammengepresst, an mindestens einem der Längsränder umgebördelt und unter Vermeidung eines metallischen Kontakts zwischen den einander umfassenden Längsrändern durch eine, die Zwischenlage allseits einschliessende Falzverbindung miteinander verbunden. Diese wärmeisolierte Hohlprofilschiene entsteht dabei in einem Arbeitsgang. Dieses Verfahren hat sich für die Herstellung von Hohlprofilschienen mit relativ einfachen Querschnittsformen bewährt.
Eines der bei einer schrittweisen Verformung solcher längsbewegter Bahnen oder Bänder auftretenden Probleme stellt die erforderliche grosse Anzahl aufeinanderfolgender Stationen längs der Arbeitsstrasse dar, da jedes der profilierten Rollenpaare nur eine relativ begrenzte Verformungsarbeit leisten darf, damit das verformte Material keine zu starke Beanspruchung erfährt.
Um beispielsweise ein schmales Metallband in eine U-förmige Schiene umzuformen, sind bereits eine ganze Anzahl aufeinanderfolgender Verformungsschritte erforderlich (U.S.-Patent Nr.
2.288.119) und die Anzahl steigt bei komplizierteren Formen, beispielsweise einer allseits geschlossenen Hohlschiene (U.S.-Patent Nr. 2.741.831). Die Schwierigkeiten der kontinuierlichen Verformung von Bahnen oder Bändern wächst, wenn es sich um breitere Bahnen handelt oder um solche, bei denen mehr als eine Profilierung nebeneinander notwendig ist.
Es lassen sich auf diese Weise zwar auch mit mehreren, komplizierten Profilierungen versehene Metallschienen herstellen, jedoch ist der Aufwand hierfür beträchtlich und nur bei besonders sorgfältiger Dimensionierung der einzelnen Verformungsschritte kann vermieden werden, dass an Stellen sehr hoher Beanspruchung des verformten Materials eine unzulässige Querreckung und Materialdehnung entsteht, die bei manchen Anwendungen nachteilig sein kann.
Für die Herstellung längsprofilierter Schienen aus nur einem Metallband ist auch bereits vorgeschlagen worden (DOS 2.030 275), an den zu profilierenden Stellen des Metallbandes eine Vorwellung durchzuführen, um das zur anschliessenden Profilbildung erforderliche Material bereitszustellen. Durch diese Vorwellung können zwar mehrere relativ flache Rinnen und Rippen in einem breiten Metallband hergestellt werden, es gelingt aber nicht, etwa eine Rippe mit um 1800 umgebogenen, einander berührenden Wandungen zu erzeugen, ohne das Material an der Biegestelle längs der Rippenaussenseite erheblich zu recken und dadurch zu schwächen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist demgegenüber zur kontinuierlichen Verarbeitung von zwei Mairilbändern durch verformende Rollenpaare zu zwei profilierten Schienen und Zusammenfügung von deren seitlichen Längsrändern unter Zwischenlage isolierender Materialstreifen mittels Falzverbindungen zu einer Hohlschiene bestimmt, welche Materialbänder gleichzeitig durch rotierende verformende Rollenpaare hindurchgeführt und dabei zunächst in einzelnen Bereichen wellenförmig verformt werden zur Erleichterung der nachfolgenden Profilierungen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Verformungen vergrössert werden, bis deren Umrandungslinien quer zum Matermlbandgrösser als die Umrandungslinie der im betreffenden Bereich vorgesehenen Länfsprofilierung wird, dass von den für je eine Falzverbindung vorgesehenen Längsrändern der zwei profilierten Schienen die eine mit Oeffnungen und die andere mit zinkenartigen Fortsätzen versehen wird, und dass diese Längsränder dann zusammengepresst werden, der mit Fortsätzen versehene Längsrand um den anderen Längsrand herumgebogen und mit seinen Fortsätzen durch den isolierenden Materialstreifen hindurch in die Oeffnungen des anderen Langsrandes hineingestossen und eine verzinkte Falzverbindung der Längsränder frei von metallischem Kontakt zwischen den Schienen geschaffen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nachstehend näher beschrieben an Ausführungsbeispielen von Hohlschienen anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis 20. Von diesen zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hohlschiene.
Fig#. 2 ein Diagramm über die schrittweise Verformung der einen profilierten Schiene der Hohlschiene nach Fig. 1.
Fig. 3 je einen Längsrand der beiden Schienen die zu einer verzinkten Falzverbindung vereinigt werden sollen, sowohl im Grundriss, als auch in Seitenansicht dargestellt.
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hohlschiene.
Fig. 5 bis 17 je eine Darstellung der Rollenpaare für die aufeinanderfolgenden Verformungsschritte des Metallbandes zur einen Schiene des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 Fig. 18 das Rollenpaar für den letzten Verformungsschritt für die andere Schiene des Ausführungsbeispiels nach Fig.
4 Fig. 19 und 20 die Rollenpaare für die Vereinigung der beiden Schienen zur Hohlschiene der Fig. 4 Fig. 21 ein Diagramm über die schrittweise Verformung der einen profilierten Schiene der Hohlschiene nach Fig. 4.
Das vorliegende Verfahren ist zunächst an dem Ausführungsbeispiel der Herstellung einer profilierten Hohlschiene gemäss Fig. 1 erläutert. Diese profilierte Hohlschiene, die beispielsweise zur Herstellung von Fensterrahmen dient, besteht aus einer ersten profilierten Schiene 10 und einer hierzu spiegelbildlich ausgebildeten profilierten Schiene 11. Der obere Längsrand 12 der Schiene 10 weist zinkenartige Fortsätze 14 auf, ist zusammen mit der elastischen, wärmeisolierenden Zwischenlage 13 um den mit Oeffnungen versehenen oberen Längsrand der Schiene 11 herumgebogen, sodass jeweils eine der Zinken 14 in die gegenübergelegene Oeffnung ragt und eine Falzverbindung zwischen den beiden Schienen 10 und 11 gebildet wird, die sich längs der gesamten Hohlschiene erstreckt, ohne dass eine metallische Berührung der beiden Schienen 10 und 11 stattfindet. In gleicher Weise ist der untere Längsrand 15 der Schiene 11 mit Zinken 17 versehen, und zusammen mit der gleichartigen Zwischenlage 16 um den durchlochten unteren Längsrand der Schiene 10 herumgebogent und bildet eine zweite Falzverbindung, die sich unten längs der beiden Schienen 10 und 11 erstreckt, ohne metallischen Kontakt derselben.
Unt aus einer flachen Metallbahn, beispielsweise Aluminium, oder auch dünnem Edelstahl, eine Profilierung entsprechend der Schiene 10 auf einer Arbeitsstrasse mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Verformungsstationen mit rotierenden, zusammenwirkenden Rollenpaaren zu erzeugen, ist eine grosse Anzahl solcher einzelner Verformungsstationen erforderlich, da in jeder der Stationen nur eine Umbiegung der Metallbahnen um nicht mehr als 30 - 60 Winkelgrade erfolgen sollte und bereits bei einer Umbiegung um 900 in einer solchen Verformungsstation beträchtliche Schwierigkeiten auftreten können. Aber abgesehen vom grossen Aufwand an einzelnen Verformungsstationen ergibt sich auch bei der Herstellung der scharfkantigen Umbiegung an den Stellen 18, 19 und 20 der Schiene die bekannte Schwierigkeit, dass wegen des grossen Unterschieds von Innenradius zu Aussenradius an diesen Stellen die Materialbahn eine Reckung erfährt und eine Materialverdünnung auftritt, die eine Schwächung an diesen Stellen zur Folge hat.
Beim vorliegenden Verfahren werden dagegen die beiden obengenannten Nachteile bei der Herstellung der Schiene 10 dadurch überwunden, dass die Verformung in den in Figur 2 schematisch angedeuteten Verformungsschritten erfolgt. In dieser Figur 2 ist jeweils die Stirnseite eines, in Pfeilrichtung 23 längs der Linie 24 fortbewegten Materialbandes perspektivisch wiedergegeben, wobei die sich ändernde Form der Stirnseite nach verschiedenen Verformungsschritten mit den Buchstaben A bis I bezeichnet ist. Während zu Beginn der Verformung die Vorderseite der flachen Materialbahn noch eine gerade Linie A bildet, erfolgt zunächst eine gewisse konkave und/oder konvexe Wölbung der Bahn, die an Stelle B angedeutet ist. Eine solche Wölbung als erster Verformungsschritt ist deshalb zweckmässig, weil hierdurch die Quersteifigkeit der Materialbahn vermindert und ihr Widerstand gegen die nachfolgende Verformung beim kontinuierlichen Durchlauf durch entsprechende Rollenpaare verringert wird. Die anschliessenden Verformungsschritte bis zu den Stellen C, D und E dienen zur Schaffung von Ein- und Ausbuchtungen der Materialbahn an jenen Stellen, an denen anschliessend die in Figur 1 mit 21 und 22 bezeichneten beiden Nuten geschaffen werden sollen.
Die Ein- und Ausbuchtungen werden bis zur Stelle E durch entsprechende Verformungsschritte soweit vergrössert, dass jeweils die Umrandungslinie um ein Stück länger wie die Umrandungslinie der dort vorgesehenen Profilierung ist. An der Stelle E muss also für die dort mit 26 bezeichnete Ausbuchtung deren Umrandungslinie, die sich etwa vom Beginn der Ausbuchtung an Punkt 27 bis zum Ende der Ausbuchtung an Punkt 28 erstreckt, merklich länger sein, wie die Umrandungslinie zwischen den Punkten 29 und 30 der U-förmigen Rinne 31 der Profilierung an der Stelle F. Aus dieser zunächst U-förmigen Rinne 31 soll dann durch weitere Verformung die in Figur 1 mit 21 bezeichnete Nut gestaltet werden. Die Umrandungslinie 27 - 28, bzw. 29 - 30 muss ebenfalls länger sein, wie~ die Umrandungslinie der Nut 21 in Figur 1, gerechnet von den Punkten 18 - 19. Bei einer Nut 21 der vorliegenden Gestalt, also mit scharfkantigen Umbiegungen 18 und 19 ist es vorteilhaft, die Ausbuchtung 26 (Stelle E, Figur 2) so zu verstärken, dass die Umrandungslinie zwischen den Punkten 27 und 28 länger ist, als die Umrandungslinie zwischen den Punkten 18 und 19 der Nut 21 (Figur 1), um bei der nachfolgenden Zusammenstauchung dieser U-förmigen Rinne 31 keine Verdünnung, sondern eine Verdichtung der Wandstärke an den Stellen 18, 19 (Figur 1) zu erwirken.
Diese Zusammenstauchung der U-förmigen Rinne 31 zwischen der Stelle F und G zu der Nut 32, die bereits angenähert die endgültige Form der Nut 21 (Figur 1) besitzt, erfolgt beim vorliegenden Verfahren durch einen Stauchprozess# Hierzu werden vorzugsweise entsprechend profilierte, zusammenwirkende Rollenpaare verwendet, die gleichzeitig die Tiefe der Rinne 31 auf die vorgeschriebene Tiefe der Nut 32 verringern und dabei die Zurückfaltung an den Stellen 33, 34 und die Zusammenpressung derselben bewirken. Bei diesem Stauchprozess findet bei der Verformung zwischen den Stellen E und G keine Verringerung der Breite des Materialbandes links von der Linie 24 statt.
Auch bei der Herstellung der schwalbenschwanzförmigen Nut 22 (Figur 1) wird zuerst in einigen Verformungsschritten eine Ausbuchtung 35 an der Stelle E (Figur 2) erzeugt, dann bis zur Stelle F eine U-förmige Nut 36 und hieraus bis zur Stelle E eine schwalbenschwanzförmige Nut 37 geschaffen. Hierbei muss ebenfalls gewährleistet sein, dass die Umrandungslinie der Ausbuchtung 35 um ein entsprechendes Stück länger ist, als die Umrandungslinie der fertigen schwalbenschwanzförmigen Nut 37.
In weiteren Verformungsschritten gemäss den Stellen H und I wird dann die Schiene 10 fertiggestellt bis auf den an der Stelle I mit 38 bezeichneten rechten Längsrand, der dann, wie oben anhand von Figur 1 bereits angegeben, mit Zinken versehen werden muss, während der mit 39 versehene linke Längsrand eine den Zinken entsprechende Reihe von Oeffnungen erhält.
Durch den beschriebenen Stauchvorgang lassen sich, wie die Erfahrung gezeigt hat, mechanisch einwandfreie und stabile Längsprofilierungen mit genau vorgeschriebenen Massen in nur wenigen Verformungsschritten herstellen, wobei durch Wahl der Länge der jeweiligen Ein- und Ausbuchtungen die Möglichkeit besteht, an gewünschten Stellen der Profilierungen eine Materialverdickung und Gefügeverdichtung zu erzielen. Es gelingt sogar, scharfkantige Umbiegungen von 1800 mit praktisch aneinanderliegenden Innenseiten der parallelen Wandungen zu erzeugen, wie dies in Figur 1 beidseits der Nut 42 angedeutet ist. Derartige Verformungen waren nach dem allgemein bekannten Stande der Rollverformung von Metallbändern bisher nicht erzielbar und es galt die Regel, dass der kleinste zulässige Innenradius bei Umbiegungen etwa der Dicke des betreffenden Metallbandes entsprechen muss, da andernfalls die Materialdehnung begleitet von einer Materialverdünnung längs des Aussenradius unzulässig gross wird. Beim vorliegenden Verfahren ist diese Einschränkung nicht mehr erforderlich und es könnenbeliebig kleine Innenradien erzielt werden, da die Stauchung des Metallbandes eine Materialzufuhr zu der Biegestelle bewirkt und keine Dehnung oder Materialverdünnung auftreten kann.
Auch die Aussenseite der Umbiegungen muss nicht mehr, wie bisher, halbkreisförmige Gestalt besitzen, sondern kann beim Stauchvorgang bis zu genau rechteckiger Gestalt verformt werden, was den nach dem vorliegenden Verfahren rollverformten Profilierungen ein sehr ähnliches Aussehen verleiht, wie stranggepressten Profilkörpern#aber ohne deren häufig unerwünschte, vom Strangwerkzeug verursachten Längs strukturen auf der Oberfläche.
Beim vorliegenden Verfahren erfolgt, wie oben bereits erwähnt, die Verformung und Stauchung der Metallbänder durch das Zusammenwirken von Rollenpaaren, die auf parallelen, horizontalen Wellen gelagert sind und beim Durchlaufen des betreffenden Metallbandes rotieren. Aus bekannten Gründen, die beispielsweise in dem obengenannten Patenta### der Anmelderin auseinandergesetzt sind, ist es vorteilhaft, wenn beim Durchlaufen der aufeinanderfolgenden Rollenpaare das Metallband unter einer mechanischen Zugspannung in Längsrichtung steht. Bei dem genannten bekannten Verfahren wurde diese Zugspannung dadurch hergestellt, dass unter Vermeidung jeder Vorschubkraft auf das Metallband dasselbe von seinem verformten Ende aus mittels einer Zugeinrichtung durch sämtliche, hintereinander angeordnete Rollenpaare hindurchgezogen wird. Da beim vorliegenden Verfahren nunmehr in vielen der hintereinander angeordneten Rollenpaare ausser der normalen Verformung noch eine Stauchwirkung auf das durchlaufende Metallband ausglüht wird, sind die erforderlichen Zugkräfte zu gross, um alle addiert und von einer einzigen Zugeinrichtung vom verformten Ende her aufgebracht zu werden, da die Gefahr eines Abreissens des Bandes bestehen würde. Andererseits muss vermieden werden, dass auf das durchlaufende Metallband eine Schubkraft ausgeübt wird, wie dies normalerweise bei Rollenpaaren geschieht, die einzeln oder gemeinsam angetrieben werden. Dieses Problem wurde beim vorliegenden Verfahren dadurch gelöst, dass die aufeinanderfolgenden Rollenpa#are zwar einerseits einzeln oder gemeinsam angetrieben werden, aber andererseits der wirksame Durchmesser aufeinanderfolgender Rollenpaare um einen bestimmten Prozentsatz vergrössert ist, sodass die massgebliche Umfangsgeschwindigkeit des jeweiligen nachfolgenden Rollenpaares etwas grösser als diejenige des vorausgehenden Rollenpaares ist. Dadurch steht das durchlaufende Metallband unter einem Längszug,der in jedem Rollenpaar neu erzeugt wird und das Entstehen einer Schubkraft auf die Bandoberfläche verhindert.
Bei geeigneter Bemessung der aufeinanderfolgenden Rollenpaare mit steigender Umfangsgeschwindigkeit gelingt es, den erwünschten Längszug auf das durchlaufende Metallband auszuüben, die unerwünschten Schubkräfte auf die Bandoberfläche zu vermeiden und trotzdem jegliche Benachteiligung der Oberfläche des Bandes durch die Zugkräfte der es ziehenden Walzenoberflächen zu vermeiden. Beispielsweise wurde festgestellt, dass bei Rollenpaaren mit einem Durchmesser von etwa 220 mm der wirksamen Rollenflächen eine Vergrösserung dieses Durchmessers um jeweils 0,4 %0 bei den aufeinanderfolgenden Rollenpaaren eine ausreichende Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit ergibt und eine ausreichende Zugkraft zum Hindurchziehen der Metallbänder durch die ausserdem angetriebenen Rollenpaare liefert, auch wenn in einem solchen Rollenpaar ein Stauchvorgang bei der Verformung des Metallbandes erfolgt. Andererseits wurde festgestellt, dass eine Steigerung des Durchmessers der wirksamen Rollenflächen von nur 0,05 % nicht ausreicht, um eine ausreichende Zugkraft zu bewirken.
Wie oben erwähnt, ist es ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Verfahrens,dass die Längsränder der beiden für das betreffende Hohlprofil bestimmten Metallbänder zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Herstellungsprozesses der Teilprofile einerseits mit Oeffnungen und andererseits mit zinkenartigen Fortsätzen versehen werden. Beim Ausführungsbeispiel der thermisch isolierten Hohlschiene gemäss Figur 1 ist der Längsrand 12 der Schiene 10 mit Zinken 14 versehen, die in Figur 3 oben angedeutet sind, während der entsprechende Längsrand der Schiene 11 mit den Oeffnungen 45 darunter wiedergegeben ist, Beim Zusammenfügen der beiden Teilprofile 10 und 11 und der Herstellung der oberen Falzverbindung gemäss Figur 1 befinden sich der obere Längsrand des Teilprofils 10 und der obere Längsrand des Teilprofils 11 in der in Figur 3 gezeichneten Lage. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass bei der Herstellung der oberen Falzverbindung an der Hohlschiene nach Figur 1 der Längsrand 12 um den mit den Oeffnungen 45 versehenen oberen Längsrand der Schiene 1 herumgebogen und die Zinken 14 durch die äussere Schicht des isolierenden Streifens 13 hindurch gepresst und in die Oeffnungen 4.5 hineingesteckt werden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, die streifenartige oder profilierte Beilage 13, die beispielsweise aus zähem Kunststoff Polyvinylchlorid besteht und kontinuierlich auf den oberen Längsrand des Teilprofils 11 kurz vor dem Zusammenfügen aufgezogen wird, auf eine Temperatur von cä.5O-'#C zu erwärmen, um sie nachgiebiger zu machen. Dadurch wird dann erreicht, dass nach dem Einpressen der Zinken 14 in die Oeffnungen 4l5 das unter starkem Druck stehende Material der Beilage 13 alle verbleibenden Zwischenräume um die Zinken 14 ausfüllt. Ein entsprechender Vorgang findet beim Zusammenfügen des unteren Längsrandes 15 des Teilprofils 11 mit dem unteren Längsrand des Teilprofils 10 zu einer verzinkten Falzverbindung statt.
Eine aus zwei Teilprofilen 10 und 11 mittels verzinkter Falzverbindungen zusammengefügte Hohlprofilschiene ist bezüglich Torsionsfestigkeit allen beispielsweise aus Teilprofilen zusammengesenweissten Hohlschienen mindestens gleichwertig oder überlegen. Trotzdem ist jeder metallische Kontakt zwischen den beiden Teilprofilen verhindert, also eine ausgezeichnete thermische Isolation zwischen den Teilprofilen gewährleistet. Die um die Beilagen 13 bzw. 16 herum unter hohem Druck geschaffenen verzinkten Falzverbindungen weisen ausserdem eine gegenseitige mechanische Vorspannung der einander umschliessenden Längsränder auf, sind also kraftschlüssig und auch gegen Querkräfte stabil.
Bei dem in Fig. 3 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der Zinken 14 werden diese dadurch hergestellt, dass von der aufgebogenen Aussenkante des Längsrandes 12 jeweils ein mit 46 bezeichneter Abschnitt herausgestanzt wird, sodass die lappenartigen Zinken 14 stehen bleiben. Als zweckmässig hat sich dabei eine Breite der stehenbleibenden Zinken von etwa 4 mm erwiesen und ein Abstand der Zinken von Mittellinie zu Mittellinie von etwa 200 mm.
Die Breite der Oeffnungen 45 muss natürlich der Breite der Zinken 14 angepasst sein und beträgt im vorliegenden Beispiel zweckmässigerweise etwa 10 mm bei einer Höhe von etwa 8 mm.
Eine in die Oeffnung 45 hineingesteckte Zinke 14 mit einer Blechdicke von beispielsweise 2 mm besitzt dann allseits einen Abstand von den Rändern der Oeffnungen 45 von etwa 3 mm. Die in Fig. 3 angedeutete Gestalt der Oeffnungen 45 mit dem Schlitz 47 empfiehlt sich dann, wenn die Oeffnungen dadurch hergestellt werden, dass der eine Längsrand 39 der Schiene 11 mittels eines rotierenden Schlagmessers mit den Oeffnungen 45 versehen wird. Solche rotierenden Schlagmesser sind allgemein bekannt und bestehen aus einer, senkrecht zum Rand 39 gerichteten flachen Scheibe, von deren Umfang ein entsprechend geformtes Schlagmesser herausragt, das einen Hals zur Erzeugung des Schlitzes 47 und darauf einen breiteren Kopf zur Erzeugung der rechteckigen Oeffnung 45 aufweist. Die Tourenzahl der rotierenden Scheibe ist auf die kontinuierliche Längsbewegung der Schiene 11 derart abgestimmt, dass das Schlagmesser aufeinanderfolgende Oeffnungen 45, 47 im vorgesehenen Abstand von beispielsweise 200 mm ausschneidet. Derartige umlaufende Schlagmesser sind auf diesem Gebiete der Technik bekannt und bedürfen keiner näheren Beschreibung. Falls erwünscht können natürlich auch Oeffnungen 45 ohne den Schlitz 47 vorgesehen werden, wofür dann sogenannte Mehrfach-Stanzwerkzeuge verwendet werden, von denen gleichzeitig eine Vielzahl der Oeffnungen 45 ausgestanzt werden, wobei das Mehrfach-Stanzwerkzeug beim Ausstanzen mit der sich bewegenden Schiene 11 ein kurzes Stück mitläuft und anschliessend in seine Ruhelage zurückkehrt. Auch derartige mitlaufende Mehrfach-Stanzwerkzeuge sind allgemein bekannt und bedürfen keiner näheren Beschreibung.
Bei dem oben anhand von Fig.3 beschriebenen Ausführungsbeispiel stellen die einzelnen Zinken 14 jeweils lappenartige Aufbiegungen der äusseren Kante des Längsrandes dar. Natürlich können auch Zinken anderer Gestalt im Längsrand 12 vorgesehen werden, etwa entsprechende Ausprägungen aus dem Längsrand 12 oder auch in diesen Längsrand 12 eingepresste Stifte beliebiger Gestalt, deren Form dann die entsprechenden Oeffnungen im Längsrand 38 der Schiene 11 angepasst sind.
Eine unsymmetrische Hohlschiene wie sie mit dem vorliegenden Verfahren herstellbar ist, zeigt die Fig. 4 im Querschnitt.
Mit den bisher üblichen Methoden der Rollverformung könnten derartige Hohlschienen auf kontinuierliche Weise nicht erzeugt werden. Die Hohlschiene nach Fig.4 besteht aus einer oberen profilierten Schiene 50 mit den beiden Seitenwänden 51 und 52, dem horizontal gerichteten, doppelwandigen Steg 53, der Längsnut 54 in der Seitenwand 52 und den beiden Längsrändern 55 bzw. 56 an den Seitenwänden 51 bzw. 52. Diese obere profilierte Schiene 50 ist mit den beiden thermisch isolierenden Zwischenlagen 57 bzw. 58 und der untern profilierten Schiene 60 zu einem Hohlprofil zusammengefügt, das beidseits je eine Falzverbindung aufweist, bei denen die beiden Längsränder 61 und 62 der Schiene 60 um die Längsränder 55 bzw. 56 der Schiene 50 herumgebogen sind und mit zinkenartigen Fortsätzen 63 bzw. 64 in entsprechende Löcher in den Längsrändern 55 bzw. 56 eingreifen. Durch die isolierenden Zwischenlagen 57 und 58 sind aber die beiden profilierten Schienen 50 und 60 thermisch voneinander getrennt und ohne metallischen Kontakt miteinander, da diese Zwischenlagen 57, 58 auch sämtliche Zwischenräume zwischen den Zinken 63, 64 und den Längsrändern 55, 56 ausfüllen. Anhand der Fig.
5-17 wird nachstehend die Herstellung der oberen Schiene 50.
anhand der Fig. 18 der unteren Schiene 60, anhand der Fig.
19 und 20 die Zusammenfügung beider profilierter Schienen 5O,60 zu der Hohlschiene entsprechend Fig. 4 näher erläutert. Der Werdegang dieser profilierten Schiene 50 nach dem vorliegenden Verfahren ist anhand von Figur 21 schematisch dargestellt, wobei das betreffende Metallband 80 den jeweils strichpunktiert eingezeichneten Querschnittsverlauf an den Stellen A, B, C .... M, N, 0, aufweist.
Zunächst wird in der horizontalen Anfangslage A des Metallbandes 80 eine Leitlinie 81 bestimmt, die einer besonders markanten Längskante der fertigen profilierten Schiene entspricht, im vorliegenden Beispiel der Aussenkante 81 in Figur 4. Der zwischen der Aussenkante 82 des Bandes 80 und der Leitlinie 81 sich erstreckende horizontale Bereich 81-82 des Metallbandes 80 soll beim vorliegenden Beispiel weitgehend in der horizontalen Anfangslage verbleiben, bis auf den Längsrand 56, der im Laufe der Verformung nach oben abgebogen wird (siehe Stelle 0). Dieser erste Bereich 81-82 umfasst den Längsrand 56, die Seitenwand 52 und die Umrandung 66 der Längsnut 54 samt deren scharfkantigen Umbördelungen. Wie in Figur 21 an der Stelle 0 angedeutet, bildet die Leitlinie 81 schliesslich die eine Längskante der fertig profilierten Schiene. In der Anfangslage A ist der erste Bereich 81-82 des Metallbandes 80 wesentlich weniger breit als der von der Leitlinie 81 bis zur Aussenkante 82 reichende zweite Bereich 81-83. Im Verlauf der Verformung wird dieser gesamte zweite Bereich 81-83 des Metallbandes 80 um die Leitlinie 81 im Uhrzeigersinn verdreht und bildet mit 90 Winkel graden gegen die Anfangslage die Oberseite 71 und den doppel~ digen Steg 53, sowie mit 180 Winkelgraden gegen die Anfangslage die Seitenwand 5E und den Längsrand 55, der fertig profilierten Schiene.
Bei der Herstellung der scharfkantigen Umbiegungen etwa bei der Nut 54 der Schiene ergibt sich die bekannte Schwierigkeit. dass wegen des grossen Unterschieds von Innenradius zu Aussenradius an diesen Stellen die Materialbahn eine Reckung erfährt und eine Materialverdünnung auftritt, die eine Schwächung zur Folge hat Beim vorliegenden Verfahren werden diese Schwierigkeiten durch genügend starke wellenförmige Verformungen überwunden.
Während zu Beginn der Verformung die Vorderseite der flachen Materialbahn 80 noch eine gerade Linie A bildet, erfolgt zunächst eine gewisse konkave und/oder konvexe Wölbung der Bahn, die an der Stelle B angedeutet ist. Eine solche Wölbung als erster Verformungsschritt ist deshalb zweckmässig, weil hierdurch die Quersteifigkeit der Materialbahn vermindert und ihr Widerstand gegen die nachfolgende Verformung beim kontinuierlichen Durchlauf durch entsprechende Rollenpaare verringert wird. Die anschliessenden Verformungsschritte bis zu der Stelle C dienen zur Schaffung von Ein- und Ausbuchtungen der Materialbahn an jenen Stellen, an denen anschliessend die in Figur 4 mit 54 bezeichnete Nute geschaffen werden sollen. Die Ein- und Ausbuchtungen bzw. wellenförmigen Verformungen werden soweit vergrössert, dass jeweils deren Umrandungslinie länger als die Umrandungslinie der dort vorgesehenen Profilierung ist. An der Stelle C muss also für die dort mit 84 bezeichnete Ausbuchtung deren Umrandungslinie, die sich etwa vom Beginn der Ausbuchtung am Punkt 85 bis zum Ende der Ausbuchtung am Punkt 86 erstreckt,länger sein, als die Umrandungslinie zwischen den Punkten 69 und 70 der U-förmigen Rinne 54 der Profilierung an der Schiene 50. Aus dieser zunächst runden Ausbuchtung soll dann durch weitere Verformung die in Figur 4 mit 54 bezeichnete Nut gestaltet werden. Bei einer Nut 54 der vorliegenden Gestalt, also mit scharfkantigen Umbiegungen 69 und 70 ist es vorteilhaft, die Ausbuchtung 84 (Stelle C, Figur 21) so zu vergrössern, dass die Umrandungslinie zwischen den Punkten 85 und 86 um 2 bis 5 % länger ist, als die Umrandungslinie zwischen den Punkten 69 und 70 der Nut 54 (Figur 4), um bei der Zusammenstauchung der U-förmigen Rinne 54 (Stelle E bis L Fig. 21) keine Verdünnung, sondern eine Verdickung der Wandstärke an den Stellen 69, 70 (Figur 4) zu erwirken.
Diese Umformung der U-förmigen Rinne 84 zwischen der Stelle E und L zu der Nut 54 mit der weitgehend endgültigen Form erfolgt beim vorliegenden Verfahren durch einen Stauchprozess. Hierzu werden vorzugsweise entsprechend profilierte, zusammenwirkende Rollenpaare verwendet, die gleichzeitig die Tiefe der Rinne 84 auf die vorgeschriebene Tiefe der Nut 54 verringern und dabei die Zurückfaltung an den Stellen 69, 70 und die Zusammenpressung derselben bewirken. Bei diesem Stauchprozess findet bei der Verformung zwischen den Stellen C und L keine Veränderung der Breite des Metallbandes links und rechts von den Punkten 85, 86 statt.
Bei den Verformungsschritten bis zu den Querschnitten D, E und F des Metallbandes 10 wird einerseits im ersten Bereich 81-82 die spätere Längsnut 54 vorbereitet und andererseits im zweiten Bereich 81-83 die Abkantung für die spätere 1800-Abbiegung des doppelwandigen Steges 53 begonnen. Bei den Verformungsschritten G bis L wird im ersten Bereich 81-82 lediglich die endgültige Formung der Längsnut 54 durchgeführt und dann gemäss den Querschnitten M, N und 0 der Längsrand 56 senkrecht gegenüber der Seitenwand 52 aufgebogen. Dagegen erfährt der zweite Bereich 81-83 des Metallbandes 80 in den Verformungsschritten G, H, I, K und L eine solche Verformung, dass einerseits die 1800 Umbiegung des doppelwandigen Steges 53 vollendet wird und ausserdem die schrittweise Umbiegung der Oberseite 71 um die Leitlinie 81 erfolgt. Gleichzeitig wird die senkrecht zum Steg 53 verlaufende Seitenwand 51 ausgerichtet und der Längsrand 55 gegenüber der Seitenwand 51 um 900 nach unten abgebogen. Schliesslich besitzt an der Stelle 0 die profilierte Schiene den Querschnitt gemäss Figur 4.
Auch für die im zweiten Bereich 81-83 vorgesehenen komplizierten Verformungsschritte wird gemäss dem vorliegenden Verfahren in den Verformungsschritten B, C, D zunächst eine ausreichend starke Vorwellung geschaffen, derart, dass die Umrandungslinie von der Leitlinie 81 bis zur Aussenkante 83 länger ist, als die Umrandungslinie von der Kante 11 bis zur Aussenkante des Längsrandes 55 an der fertigen Schiene nach Figur 4.
Bei der Herstellung scharfkantig profilierter Schienen nach dem vorliegenden Verfahren ist es also erforderlich, am Querschnittsbild der gewünschten Schiene zuerst die Länge der Umrandungslinie festzustellen, zweckmässigerweise die Länge der Mittellinie zwischen Aussen- und Innenwandung der Schiene. Die Breite des Metallbandes wird dann so bestimmt, dass bei allen Profil strukturen und scharfen Umbiegungen die Länge der dortigen Mittellinie um 2 bis 5 % vergrössert und zu diesen Werten die Längen der geraden Strecken der Mittellinie hinzugezählt werden. Damit steht dann für die wellenförmigen Verformungen an den Stellen nachfolgender Profilierungsschritte genügend Breite des Metallbandes zur Verfügung, um die starken Verformungen unter Zusammenstauchung und Verdichtung des Bandmaterials zu ermöglichen.
Durch den beschriebenen Stauchvorgang lassen sich, wie die Erfahrung gezeigt hat, mechanisch einwandfreie und scharfkantige Längsprofilierungen mit genau vorgeschriebenen Massen in nur wenigen Verformungsschritten herstellen, wobei durch Wahl der Länge der jeweiligen Ein- und Ausbuchtungen die Möglichkeit besteht, an gewünschten Stellen der Profilierungen eine Materialverdickung und Gefügeverdichtung zu erzielen. Der Stauchprozess wird vorteilhafterweise mit profilierten, ineinandergreifenden Rollenpaaren durchgeführt. Die Figuren 5 bis 20 zeigen in je esnem Ausführungsbeispiel derartige ineinander greifende Rollenpaare zur Herstellung einer scharfkantig profilierten Schiene gemäss Figur 4.
Das ebene Metallband zur Herstellung der oberen Schiene 50 wird zunächst,eventuell nach einer Vorbehandlung, zwischen rotierenden Rollenpaaren mit horizontalen Achsen in der in Fig. 5-7 angegebenen Weise verformt. Dabei dient die mit 65 bezeichnete Ausbuchtung zur Herstellung des späteren Längsrandes 56 der Seitenwand 52 und die Ausbuchtüng 66 zur Vorbereitung der Längsnut 54 in der Wandung 52. Andererseits dienen die Ausbuchtungen 67 und 68 zur Vorbereitung des Steges 53 und des späteren Längsrandes 55 der Seitenwand 51. Wie oben bereits erwähnt, dienen diese Ausbuchtungen dazu, für die anschliessende starke Verformung unter gleichzeitiger Stauchung genügend breite Abschnitte des Bandes vorzubereiten.
In den Rollenpaaren entsprechend Fig.8, 9 u.10 ist die Verformung der Ausbuchtung 66 zu der Nut 54 ersichtlich, wobei durch den Stauchvorgang im Walzenpaar nach Fig. 10 die Zusammenstauchung an den beiden Kanten 69 und 70 dieser Nut 54 ersichtlich ist. Ein Ausweichen des Bandes nach links ist insbesondere dadurch verhindert, dass dieses sowohl an der äusseren Kante des Längsrandes 56, als auch im Bereich der Seitenwandung 52 zwischen entsprechenden Rollen unverrückbar gehalten ist. Ferner wird in den Rollenpaaren gemäss Fig. 8, 9 und 10 die flache Oberseite 71 der Schiene 50 und der obere Teil des horizontalen Steges 53 vorbereitet, ebenso wie der künftige Längsrand 55.
In weiteren Rollenpaaren entsprechend Fig. 11-14 wird dann zunächst der horizontale, doppelwandige Steg 53 fertiggestellt und anschliessend in den Rollenpaaren gemäss Fig.15-17 die Profilierung der Schiene 50 vollendet. Wie aus den genannten Figuren ersichtlich ist, findet dabei eine Drehung der Ebene des vorher praktisch horizontal verlaufenden Metallbandes schrittweise um 900 statt, was dadurch bedingt ist, dass bei den vorliegenden extremen Verformungsvorgängen keine gegenüber den horizontalen Achsen der zusammenwirkenden Rollenpaare zu stark geneigten Flächen einzelner Rollen erwünscht sind Die 180 Winkelgrade umfassende Umbiegung 72 am äusseren Ende des horizontalen Steges 53 wird dabei von der aus Fig. 11 noch ersichtlichen abgerundeten Form in eine zunehmend rechteckige Gestalt beim Durchgang durch die Rollenpaare von Fig. 12, 13 und 14 gebracht, wobei eine Zusammenstauchung und Materialverdichtung erfolgt, ohne die eine derartige scharfkantige Biegung um 180 Winkelgrade nicht möglich sein würde. Beim Durchlauf durch das Rollenpaar nach Fig. 17 erhält die profilierte Schiene 50 ihre endgültige Form, entsprechend Figur 4.
Beim Durchlauf der Rollenpaare nach Fig. 5-17 erfolgt an geeigneter Stelle die Ausstanzung der erforderlichen Oeffnungen in den Längsrändern55 und 56. Diese Stanzeinrichtung kann beispielsweise nach dem Rollenpaar gemäss Fig. 15 oder 16, falls erwünscht aber auch an anderer geeigneter Stelle angeordnet werden.
In ähnlicher Weise wie das flache Metallband für die Schiene 50 wird ein entsprechendes, aber weniger breites Metallband für die Schiene 60 profiliert. Da diese Schiene 60 eine wesentlich einfachere Gestalt als die Schiene 50 besitzt, sind hierfür weniger aufeinanderfolgende Rollenpaare erforderlich als für die Verformung der Schiene 50. Zweckmässigerweise wird auch hierbei das zunächst horizontal verlaufende Band um 90 Winkelgrade gedreht, sodass die letzte Verformung der Schiene 60 in einem Rollenpaar entsprechend Fig. 18 stattfinden kann.
Der ebene Fussteil 75 ist beidseits für die seitlichen Begrenzungen 73 und 74 der Falzverbindung abgebogen und ebenso sind die Längsränder 61 und 62 mit den Zinken 63 und 64 vorbereitet.
Die Ausstanzung der Zinken aus den abgebogenen Kanten der Längsränder 61 und 62 findet an geeigneter Stelle zwischen den einzelnen Rollenpaaren statt.
Auf die Längsränder 55 und 56 der aus dem Rollenpaar nach Fig,17 austretenden Schiene 50 wird nunmehr je eine profilierte, thermisch isolierende Zwischenlage 57, bzw, 58 aufgezogen. Dann wird die so vorbereitete Schiene 50 in einem weiteren Rollenpaar mit der aus dem Rollenpaar gemäss Fig. 18 austretenden Schiene 60 vereinigt und einem weiteren Rollenpaar gemäss Fig. 19 zugeführt, in welchem die Aussenseiten 73 und 74 der Schiene 60 weiter nach innen gedrückt werden. Zweckma#ssigerweise werden die beiden profilierten Beilagen 57 und 58 vor oder nach dem Aufziehen auf die Längsränder 55 und 56 der Schiene 50 etwas angewärmt, beispielsweise auf eine Temperatur von 40-1000C, je nach verwendetem Material.
Die aus dem Rollenpaar 19 austretenden Schienen 50 und 60 gelangen schliesslich in das Rollenpaar nach Fig. 20, in welchem die Längsränder 61 und 62 der Schiene 60 mit den Zinken 63 und 64 durch die obere Schicht der Beilagen 57 bzw. 58 hindurch bis in die Oeffnungen in den Längsrändern 55 bzw. 56 hineingepresst werden. Durch den hohen Pressdruck muss das Material der Beilagen 57, 58 nachgeben, was durch ein vorheriges Erwärmen des Materials erleichtert wird. Auf diese Weise werden die Zwischenräume zwischen den Zinken 63, 64 und den Oeffnungen in den Längsrändern 55 bzw, 56 mit dem betreffenden Kunststoff ausgefüllt, was eine äusserst feste Falzverbindung der Längsränder 55 und 61, bzw 56 und 62 ergibt. Die so hergestellte, aus zwei profilierten Schienen 50, 60 bestehende Hohlschiene gemäss Fig. 4 besitzt dementsprechend eine mechanische Festigkeit,auch gegen Torsion und Zugkräfte, die auch gesteigerten Ansprüchen genügt. Trotzdem sind die Schiene 50 und die Schiene 60 voneinander thermisch isoliert, was bekanntlich für die Anwendung derartiger Hohlschienen für Tür- oder Fensterrahmen, sowie für andere Zwecke im Bauwesen vorteilhaft ist.
Die aus dem Rollenpaar gemäss Fig. 20 austretende Hohlschiene wird in bekannter Weise noch durch weitere Rollenpaare zur Kalibrierung und zur eventuellen Ausrichtung hindurchgeführt und gelangt anschliessend zu einer kontinuierlich arbeitenden Schneidvorrichtung zur Abtrennung von Abschnitten vorbestimmter Länge, der kontinuierlich erzeugten Hohlschiene.
Trotz der extremen Verformungsvorgänge und scharfkantigen Gestaltung von Biegungen wird, da in den einzelnen Rollenpaaren eine kontinuierte Schub- und Zugkraft wirkt, die Oberfläche der verformten Metallbänder so schonend behandelt, dass keine unerwünschten Längs strukturen auf der Aussenseite der fertigen Hohlschiene nach Fig. 4 ersichtlich sind. Es ist sogar möglich, das vorliegende Verfahren mit Metallbändern durchzuführen, die ein- oder beidseitig mit einem Oberflächenbelag versehen sind, also beispielsweise eine Eloxierung aufweisen oder einen dünnen Kunststoffbelag besitzen.
In dem oben anhand von Fig. 21 beschriebenen Ausführungsbeispiel für das vorliegende Verfahren zur Verformung eines Metallbandes zu einer Schiene mit komplizierter Profilierung ist angenommen worden, dass die Verdrehung des Bereiches 81-83 gegenüber der Leitlinie 81 im Uhrzeigersinn erfolgt. Natürlich könnte auch, falls erwünscht ~eine Verdrehung um die Leitlinie 81 in entgegengesetztem Drehsinn erfolgen, sodass dann die Unterseite des Metallbandes 80 zur Aussenseite der fertigen Profilschiene 50 nach Fig. 4 werden würde.Jedenfalls ist die Regel zur Durchführung einer extremen Verformung nach dem vorliegenden Verfahren nicht auf die Ausführungsbeispielenach Fig. 1 bis 21beschränkt.
Bei der Anwendung der vorliegenden Regel auf die Herstellung eines aus zwei profilierten Schienen zusammengefügten Hohlprofils gemäss den Fig.2 und 4 ist dann, wenn die eine Schiene nach der vorliegenden Regel hergestellt und die fertige Schiene eine Verdrehung gegenüber der Anfangslage des betreffenden Metallbandes aufweist,auch eine entsprechende Verdrehung des anderen Metallbandes bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten erforderlich, damit die fertig profilierte andere Schiene vor dem Zusammenfügen mit der erstgenannten Schiene eine entsprechende Lage ihrer Längsränder gegenüber denjenigen der ersten Schiene besitzt.
Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens für die Herstellung von Hohlschienen mit komplizierten Profilierungen der einen Schiene hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die zur Herstellung der komplizierteren Schiene dienenden Rollenpaare gemeinsam angetrieben werden, aber die zur Verformung des anderen Metallbandes zu der weniger stark profilierten zweiten Schiene erforderlichen Rollenpaare einen getrennten Antrieb erhalten. Natürlich betrifft dieser getrennte Antrieb nur jene Rollenpaare des zweiten Bandes, die zu dessen Verformung bis zur Zusammenfügung der beiden Schienen erforderlich sind.
Dieser getrennte Antrieb ist aber derart gestaltet, dass eine elastisch arbeitende Kupplung zwischen den Rollenpaaren und dem Antrieb vorgesehen ist, damit sich die Durchlaufgeschwindigkeit des zweiten Bandes, bzw. der zweiten Schiene automatisch an die Durchlaufgeschwindigkeit der ersten Schiene anpassen kann. Dies ist erforderlich, weil natürlich nach der Zusammenfügung der beiden Schienen die erste Schiene mit ihrem starren Antrieb die Durchlaufgeschwindigkeit bestimmen muss und der Antrieb der zweiten Schiene sich dieser Durchlaufgeschwindigkeit automatisch anzupassen hat. Geeignete elastische Kupplungen, beispielsweise Hydrostatik-Getriebe, die sich für den vorliegenden Zweck eignen, sind allgemein bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass die starke Beanspruchung der Längsränder durch die auftretenden Rand-Zugspannungen bei der Verformung besonders der Schiene mit komplizierten Profilierungen es zweckmässig erscheinen lässt, jede Bearbeitung dieser Längsränder für die nachfolgende falzartige Verbindung erst nach weitgehender Fertigstellung der betreffenden profilierten Schiene vorzunehmen. Werden also, wie anhand vonFig3beschrieben, die Längsränder vor dem Zusammenfügen einerseits mit Ausnehmungen und andererseits mit zinkenartigen Fortsätzen versehen, so ist es zweckmässig, die entsprechende~ Bearbeitung der betreffenden Längsränder erst nach weitgehendem Abschluss der Verformung vorzunehmen. Beispiel: Zur Herstellung einer Hohlschiene entsprechend Fig. 4 wurden für die Schienen 50 und 60 je ein Metallband aus Aluminium von 1,75 mm Dicke (Toleranz + 0,05 bzw. -0,1 mm) der Legierung AlMg 2,5 (DIN-Normen 1725-1 oder 1745-1, 2 oder 3, bzw. 1784-1) verwendet und zwar in der Qualität weich F 18-22 mit "mill-finish" Oberfläche. Das Metallband für die Schiene 50 besass eine Breite von 232 mm, dasjenige für die Schiene 60 von 119 mm. An einem Querschnitt -der gemäss dem vorliegenden Verfahren hergestellten thermisch isolierten, fertigen Hohlschiene wurde längs der zwischen Aussenseite und Innenseite der Schiene 50 bzw. 60 verlaufenden Mittellinie die tatsächliche Länge der verformten Schiene 50 zu 223,5 mm und der verformten Schiene 60 zu 116,0 mm gemessen. Somit wurde beim Verformungsvorgang eine Stauchung und Materialverdichtung bewirkt von 232-223,5 = 8,5 mm bei der Schiene 50 und von 119-116,0 = 3,0 mm bei der Schiene 60.
Die Stauchung beträgt also ca. 3,6% bei der Schiene 50 und ca. 2,5% bei der Schiene 60.
Natürlich können auch andere als die obengenannten Qualitäten und Abmessungen von Aluminiumbändern, sowie von Bändern aus anderen Metallen für eine Verformung nach dem vorliegenden Verfahren verwendet werden Beispielsweise wurden thermisch isolierte Hohlschienen aus Edelstahlbändern hergestellt, unter Verwendung eines Werkstoffes gemäss Nr. 4301 DIN-Normen 17006 der Qualität 5 CrNi 18-9, rost- und säurebeständig, kaltgewalzt (Verf. III c/d), gebürstet und einer Dicke von 0,9-1,1 mm.
Die beim vorliegenden Verfahren stattfindende und erforderliche Stauchung der Metallbänder in Querrichtung erfordert die oben erwähnte Vorwellung derselben, wie anhand der Fig. 1 und 21 erläutert. Erfahrungsgemäss muss die Umrandungslinie jeder Ausbuchtung um etwa 2 bis 5% länger sein als die längs der Mitte zwischen Aussenseite und Innenseite gemessene Umrandungslinie der im betreffenden Bereich herzustellenden Längsprofilierung.
Wegen der bei einigen Rollenpaaren auftretenden extremen Verformungskräfte ist der oben bereits erläuterte Längszug des Metallbandes vorteilhaft, wozu die massgeblichen Rollenoberflächen des jeweils nachfolgenden Rollenpaares mit höheren Umfangsgeschwindigkeiten als die entsprechenden Rollenoberflächen des vorausgehenden Rollanpaares angetrieben werden. Der Unterschied sollte mindestens 0,2% betragen, hängt aber stark von der Kompliziertheit der im betreffenden Rollenpaar vorzunehmenden Verformung ab. Natürlich kann auf diesen Längszug verzichtet werden, wenn an das Aussehen der Oberfläche keine besonders hohen Anforderungen gestellt, also eventuelle Mar kierungen der Oberfläche durch die Rollen zugestanden werden.
Das vorliegende Verfahren ist oben für Metallbänder beschrieben worden, wofür es vorzugsweise angewendet wird. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das eine oder beide Metallbänder zu ersetzen durch verformbare Kunststoffbänder,um Hohlschienen zu erzeugen, die aus einer Kunststoff -und einer Metallschi,ene bestehen, oder aus zwei Kunststoffschienen. Solche wenigstens eine Kunststoffschiene aufweisende Hohlschienen sind natürlich von sich aus thermisch isolierend, sodass auf die in Fig. 1 und 4 angegebenen thermisch isolierenden Beilagen -auch verzichtet werden kann, falls dieselben nicht zur Erzielung von fest haftenden Falzverbindungen der Längsränder erwünscht sind. Bei der Verarbeitung von Kunststoffbändern in verformenden Rollenpaaren können diese selbst und/oder das betreffende Kunststoffband auf dem Weg zwischen den-aufeinanderfolgenden Rollenpaaren auch erwärmt werden, um eine exakte und bleibende Verformung zu gewährleisten. Bei Hohlschienen, die mindestens eine aus Kunststoff bestehende Schiene aufweisen, kann es vorteilhaft sein, die in den Falzverbindungen einander berührenden Flächen beim Zusammenfügen mit einem Klebemittel zu versehen, das nach dem Aushärten diese Flächen unlösbar miteinander vereinigt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von zwei Materialbändern durch verformende Rollenpaare zu zwei profilierten Schienen und Zusammenfügung von deren seitlichen Längsrändern unter Zwischenlage isolierender Materialstreifen mittels Falzverbindungen zu einer Hohlschiene, welche Materialbänder gleichzeitig durch rotierende verformende Rollenpaare hindurchgeführt und dabei zunächst in einzelnen Bereichen wellenförmig verformt werden zur Erleichterung der nachfolgenden Profilierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die wellenförmigen Verformungen vergrössert werden, bis deren Umrandungslinien quer zum Materialband grösser als die Umrandungslinie der im betreffenden Bereich vorgesehenen Längsprofilierung wird, dass von den für je eine Falzverbindung vorgesehenen Längsrändern der zwei profilierten Schienen die eine mit Oeffnungen und die andere mit zinkenartigen Fortsätzen versehen wird, und dass diese Längsränder dann zusammengepresst werden, der mit Fortsätzen versehene Längsrand um den anderen Längsrand herumgebogen und mit seinen Fortsätzen durch den isolierenden Materialstreifen hindurch in die Oeffnungen des anderen Längsrandes hineingestossen und eine verzinkte Falzverbindung der Längsränder frei von metallischem Kontakt zwischen den Schienen geschaffen wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass minder: bei einem (80) der Materialbänder in. dessen Anfangslage eine B-1-linie (81) bestimmt wird, die mit einer markanten Längskante e fertig profilierten Schiene übereinstimmt, dass der von der e ne; Aussenkante (82) bis zur Leitlinie (81) sich erstreckende erst Bereich (81-82) des Materialbandes (80) bei den aufeinanderfola..

den Verformungsschritten grösstenteils in der Anfangslage geha ten wird, während der von der anderen Aussenkante (83) bis zv.

Leitlinie (81) reichende zweite Bereich (81-83) bei den aufein@@-derfolgenden Verformungsschritten um die Leitlinie (81) gegen die Anfangslage verdreht wird, sodass die betreffende Aussenkante (83) eine Schwenkbewegung durchführt und die dort herrschende Rand-Zugspannung vermindert wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (81-83) aus der horizontalen Anfangslage im Uhrzeigersinn verdreht wird und zum Teil bis unterhalb des ersten Bereiches (81-82) geschwenkt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite der Materialbänder bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten von der Anfangslage aus als Ganzes verdreht und die fertig profilierte zweite Schiene mit ihren Längsrändern in eine den Längsrändern der ersten Schiene entsprechenden Lage gebracht wird.

5. ) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verformung des einen Materialbandes zur ersten profilierten Schiene dienenden Rollenpaare gemeinsam angetrieben werden, während die zur Verformung des anderen Metallbandes zur zweiten profilierten Schiene bis zu deren Zusammenfügung mit der ersten Schiene dienenden Rollenpaare über eine elastisch arbeitende Kupplung an einem eigenen Antrieb angje schlossen sind und die Durchlaufgeschwindigkeit der zweiten Schiene derjenigen der ersten Schiene automatisch angeglichen wird.

6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die falzartige Verbindung beider profilierter Schienen vorgesehenen Längsränder erst unmittelbar vor dem Zusammenfügen mit Ausnehmungen oder Zinken versehen werden, sodass eine hierdurch verursachte Schwächung der Längsränder gegenüber auftretenden Rand-Zugspannungen vermieden wird.

7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Materialbänder beim Durchlauf durch mindestens einige der Rollenpaare ein Längszug seitens des jeweils nachfolgenden Rollenpaares ausgeübt wird und hierzu die massgebiichen Rollenoberflächen des nachfolgenden Rollenpaares mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die entsprechenden Rollenoberflächen des vorausgehenden Rollenpaares angetrieben werden.

8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsgeschwindigkeit beim nachfolgenden Rollenpaar um mindestens 0,2 % höher als beim vorausgehenden Rollenpaar gemacht wird.

9. ) Verfahren nach Anspruch- 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrandungslinie der Vorwellungen um etwa 2 - 5 % grösser als diejenige der betreffenden Längsprofilierungen gemacht wird.

10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zinkenartigen Fortsätze in einen Längsrand durch Ausstanzung von aufeinanderfolgenden Teilbereichen der aufgebogenen Kante in Gestalt aufgebogener lappenartiger Zinken geschaffen werden.

11.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einpressen der zinkenartigen Fortsätze in die Oeffnungen der isolierende Materialstreifen angewärmt und nach giebig gemacht wird.

12.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hineinstossen der zinkenartigen Fortsätze in die Oeffnungen der Pressdruck gesteigert wird bis vom nachgiebigen isolierenden Materialstreifen die verbleibenden Hohlräume zwischen den Fortsätzen und den Oeffnungen ausgefüllt werden.

13.> Aus zwei Materialbändern zusammengefügte Hohlschienen, bestehend aus zwei profilierten, mittels Falzverbindungen vereinigten Schienen und thermisch isolierenden Zwischenlagen, gekennzeichne#t durch Falzverbindungen aus je einem Längsrand beider Schienen, bei denen der eine Längsrand Oeffnung gen aufweist und der andere Längsrand zinkenartige Fortsätze besitzt, die in diese Oeffnungen hineinragen, aber vom betreffenden Längsrand thermischixsoliert sind.

14.> Hohlschienen nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch profilierte Längastrukturen mit scharfen Kanten mit einem Biegungsradius kleiner als die Banddicke.

l HohXsdhienen nach Anspruch 13, gekenn#eichnet durch eine aus Kunststoff und eine aus Metallband bestehende Schiene.

L e e r s e i t e