DE2313041A1

DE2313041A1 - Mit einem gleichartigen zu einem geschlossenen kastenprofil zusammensteckbares profil

Info

Publication number: DE2313041A1
Application number: DE19732313041
Authority: DE
Inventors: Frederick A Thulin
Original assignee: United States Gypsum Co
Current assignee: United States Gypsum Co
Priority date: 1972-03-27
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1973-10-11
Also published as: AU5281073A; JPS4913929A; CA990041A; BR7302194D0

Description

Mit einem gleichartigen zu einem geschlossenen Kastenprofil zusammensteckbares Profil Die Erfindung betrifft ein mit einem gleichartigen zu einem geschlossenen Kastenprofil zusammensteckbares, im wesentlichen C-förmiges Profil aus einem Steg und zwei zur gleichen Seite hin lotrecht davon abstehenden, ebenen Schenkeln, die eine um etwa die zweifache Materialstärke verschiedene Breite und an ihren freien Rändern im wesentlichen gegeneinander gerichtete Abkantungen aufweisen.
Für die Herstellung von Bauteilen, wie Pfosten und Jochen, kommt mehr und mehr Metall in Gebrauch. Die gewöhnlichste dafür verwendete Profilform ist ein C-förmiges Profil.
Einem solchen Profil, obgleich in der Industrie weit verbreitet, mangelt es an Torsionswiderstand. Zwar haben Versuche, diesen Mangel durch Ineinandersetzen zweier solcher Profile zu einem geschlossenen, kastenförmigen Profil zu beheben, eine Verbesserung des Torsionswiderstandes ergeben, doch konnte auch hiermit auf Grund der Profilform kein vollkommenes Kräftegleichgewicht erzielt werden, da das Scherzentrum nicht mit dem geometrischen Zentrum zusammenfällt. Darüberhinaus entsteht beim Zusammensetzen gewöhnlicher C-förmiger Profile ein Gebilde, welches nicht von alleine zusammenbleibt, da die Profile nicht aneinander haften. Dieser Umstand bildet ein nicht unwesentliches Hindernis beim Versand und bei der Anwendung der Profile, die sich dabei oft unerwartet voneinander lösen. Frühere Versuche, derartige zusammengesetzte Profile zur Erhöhung der Festigkeit zu verdoppeln, erfordern die Anwendung von kostspieligen Füllstücken, da die Breite der Profilschenkel gewöhnlich weniger als die Hälfte der Stegbreite beträgt. Ebenso sind Füllstücke erforderlich, da die zusammengesetzten Profile nicht genau rechteckförmig sind und daher nicht flach aneinanderliegen können. Herkömmliche solche Doppelprofile aus insgesamt vier C-förmigen Einzelproiilen sind darüberhinaus entweder so breit, daß sie nicht zwischen die gewöhnlichen Boden- und Deckenleisten passen, sondern hierfür einen Einsatz benötigen, oder zu schmal, so daß Füllstücke erforderlich sind.
Um diese Mängel herkömmlicher zusammensetzbarer Profile zu vermeiden, wurden diesen gegenüber auch bereits leichte Modifikationen vorgesehen. Eine derselben, nach der USA-Patentschrift 2 975 874, besteht darin, eines der beiden zusammengesetzten Profile gänzlich in dem anderen vorzusehen, jedoch ergibt auch das so erhaltene Kastenprofil kein völliges Kräftegleichgewicht, da das Scherzentrum weiterhin nicht mit einem geometrischen Zentrum zusammenfällt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein C-förmiges Profil der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es mit einem gleichartigen Profil zu einem Kastenprofil zusammensetzbar ist, dessen Scherzentrum mit dem geometrischen Zentrum zusammenfällt, um so einen maximalen Torsionswiderstand zu erhalten.
Darüberhinaus jedoch sollen die betreffenden Profile auch einzeln anwendbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch.gelöst, daß ein seitlicher Abschnitt des Steges zur bündigen Aufnahme der betreffenden Abkantung des zweiten Profils gegenüber dem restlichen Steg etwa um die Materialstärke nach innen zu abgekröpft ist.
Auf diese Weise lassen sich die C-förmigen Profile paarweise zu außenseitig glatten, rechteckigen Kasterprofilen zusammensetzen, die wiederum im Bedarfsfall paarweise, und zwar unmittelbar, aneinandergelegt werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Breite des breiteren Profilschenkels etwa gleich der halben Stegbreite, so daß aus vier derartigen Einzelprofilen ein quadratischer Pfosten oder dergl. zu erhalten ist.
Vorzugsweise sind weiterhin Je zwei der. erfindungsgemäßen Einzelprofile paarweise rastend miteinander verklinkbar, wobei die Rastmittel aus einer rillenförmigen Einbuchtung des Steges an dessen Übergang zu dem abgekröpften Abschnitt bestehen können, in die eine Lippe am Rand der betreffenden Abkantung des zweiten Profils eingreift. Die Lippe und die rillenförmige Einbuchtung - wie auch bereits die Abkröpfung selbst - bilden im übrigen willkommene Versteifungen für das Profil, zu denen noch weitere, längsverlaufende Versteifungsprofilierungen im Steg hinzutreten können.
Im folgenden ist die Erfindung in Verbindung mit derartigen Ausgestaltungsmöglichkeiten anhand der Figuren beschrieben.
Die Figuren 1 und 2 zeigen im Querschnitt bzw. in einer abgebrochenen perspektivischen Darstellung ein herkömmliches C-förmiges Profil zusammen mit seiner Anwendung.
Fig. 3 ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Profil, zu dem ein zweites, ebensolches Profil in der vorgesehenen Lage gestrichelt hinzugezeichnet ist.
Fig. 4 ist eine abgebrochene perspektivische Darstellung ähnlich derjenigen der Fig. 2, jedoch mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einer Wandkonstruktion unter Verwendung zweier kastenförmiger Profile nach Fig. 4.
Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei Möglichkeiten, wie zwei miteinander vereinigte kastenförmige Profile etwa nach Fig. 4 in eine Boden- oder Deckenleiste eingesetzt sein können.
Fig. 8 ist ein Querschnitt durch zwei miteinander vereinigte kastenförmige Profile in einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Sämtliche dargestellten Profile bilden Bauteile, die als solche tragende oder nichttragende Funktion haben können. Obgleich sie bevorzugt als Pfosten oder Joche Anwendung finden, versteht es sich, daß auch weitere Verwendungsmöglichkeiten in Frage kommen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine der gebräuchlichsten Formen herkömmlicher C-förmiger Profile. Das dargestellte Profil 10 hat einen Steg 12 und seitlich daran zwei lotrecht davon abstehende Schenkel 14 und 16, die in im wesentlichen gegeneinandergerichteten Abkantungen 18 und 19 enden.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Breite b des Schenkels 16 größer als die Breite a des Schenkels 14 um einen Betrag, welcher der zweifachen Materialstärke des Profils entspricht, das aus Blech gewalzt sein kann. Eine solche Ausbildung erlaubt es, zwei gleiche Profile 10 in der in Fig. 2 gezeigten Weise ineinanderzustecken, so daß jeweils der Schenkel 14 des einen Profils in dem Schenkel 16 des anderen zu liegen kommt. Da jedoch die Abkantung 19 beider Profile außen auf dem Steg 12 auf liegen, fällt das Scherzentrum des so gebildeten kastenförmigen Profils nicht mit dessen geometrischem Zentrum zusammen, so daß nicht der optimale Torsionswiderstand erreicht wird. Darüberhinaus vermag nichts die beiden Einzelprofile an einer Trennung entlang den Pfeilen 20 zu hindern, da es keinerlei Verklinkung gibt.
Nach Fig. 3, die eine erste Ausführungsform der Eriindung zeigt, ist das C-förmige Profil 30 so abgewandelt, daß es die Möglichkeit bietet, mit einem zweiten solchen Profil ein außen ebenes kastenförmiges Profil zu bilden.
Genauer gesagt besteht das Profil 30 aus einem Steg 32 mit seitlich daran anschließenden, lotrechten Schenkeln 34 und 36, die wiederum in im wesentlichen gegeneinandergerichteten Abkantungen 38 und 39 enden. Im Gegensatz zu dem herkömmlichen Profil 10 ist nun jedoch ein Abschnitt 40 des Steges 32 gegenüber dem restlichen Steg etwa um die Materialstärke abgekröpft, und zwar in einer solchen Breite, daß er die Abkantung 39 an dem Schenkel 36 eines zweiten, mit dem ersten zusammengesetzten Profils 30 im wesentlichen bündig aufzunehmen vermag. Das bedeutet, daß sich der abgekröpfte Stegabschnitt 40 über die gleiche Länge erstreckt wie die Abkantung 39, nämlich vorzugsweise die Gesamtlänge des Profils.
Wie ersichtlich, hat der breitere Schenkel, 36, noch immer eine Breite, welche diejenige des schmaleren Schenkels, 34, um die doppelte Materialstärke übertrifft, doch ist der Ansatz 42 des Schenkels 34 gegenüber dem Steg 32 um eine Materialstärke versetzt, wodurch die Abkantung 39 am breiteren Schenkel des zweiten Profils in die Hauptebene des Steges 32 fallen kann. Damit liegt die Außenfläche der Abkantung 38 im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Innenfläche der Abkantung 39.
Auf diese Weise fällt, wenn zwei derartige Profile zu einem geschlossenen Kastenprofil 50 vereinigt sind, dessen Scherzentrum mit dem geometrischen Zentrum zusammen, was, wie gesagt, einen optimalen Torsionswiderstand zur Folge hat.
Ein derartiges Profil 30 kann natürlich auch alleine Verwendung finden. Vorzugsweise ist seine außen gemessene Tiefe, d. h. die Breite seines Schenkels 36, etwa halb so groß wie die außen gemessene Breite des Steges 32 einschließlich des abgekröpften Stegabschnittes 40 aus einem später noch dargelegten Grunde. So beträgt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einer Stegbreite von 3 oder 3 1/2 Zoll (76,2 bzw. 88,8 mm) die Breite des breiteren Schenkels etwa 1 1/2 bzw. 1 3/4 Zoll (38,1 bzw. 44,4 mm).
Die Materialstärke eines solchen Profils kann beträchtlich variieren, etwa zwischen 2,05 und 0,68 oder gar 0,61 mm bei einer Schenkelbreite von 1 1/2 Zoll (38,1 mm). Da die Abkantungen 38 und 39 sogenannte einfache Abkantungen sind, scheiden noch dünnere Blechstärken aus, wenn das Profil den bekannten Bestimmungen aus Abschn. 2.3.1.2 der "Specifikation for Design of Cold-Formed Steel Structural Members 1968 AISI, entsprechen soll, wonach die Schenkelbreite cas 60-fache der Blechstärke nicht überschreiten darf.
Wie bereits gesagt, wird das so weit beschriebene Profil vorzugsweise durch Walzen gewonnen. Seine Vorteile ergeben sich jedoch auch bei anderen Herstellungsverfahren, beispielsweise beim Strangpressen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung, bei dem zur gegenseitigen Verklinkung der beiden miteinander vereinigten Profile besondere Rastmittel hinzutreten. Soweit die hier anegebenen Einzelheiten denjenigen des vorhergehenden Beispiels entsprechen, sind sie mit den gleichen Bezugszahlen unter Zusatz von "a" bezeichnet.
Nach Fig. 4 sind zwei gleiche Profile 30a zu einem geschlossenen, kastenförmigen Profil 50a zusammengesetzt, das wiederum ein mit seinem geometrischen Zentrum zusammenfallendes Scherzentrum hat. Dies ergibt sich, wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel, durch Unterbringung der Abkantungen 39a innerhalb der Ebene des Steges 32a des jeweils anderen Profils, d. h. in Anlage an dessen abgekröpftem Stegabschnitt 40a. Zusätzlich sind aber die beiden Profile 30a durch Rastmittel miteinander verklinkbar, die auch zu ihrer Versteifung dienen und somit die Anwendung geringerer Materialstärken bei gegebener Schenkelbreite oder aber eine größere Schenkelbreite bei einer bestimmten Materialstärke ermöglichen.
Genauer gesagt ist der Steg 32a am Übergang 60 zu seinem abgekröpften Abschnitt 40a rillenförmig eingebuchtet, während am Rand der Abkantungen noch jeweils eine nach innen, zum Steg 32 des betreffenden Profils hin gerichtete Lippe 62 ausgebildet ist (womit sich eine "doppelte Abkantung" ergibt). Die rillenförmige Einbuchtung ist tief und breit genug, um die Lippe 62 an der Abkantung 39a des jeweils anderen Profils 30a aufzunehmen, so daß die beiden Profile ineinander einrasten können und gegen eine Trennung entlang der Ebene ihrer Stege geschützt sind. Indessen bilden die Lippen 62 nicht nur einen Teil der erwähnten Rastmittel, sondern dienen auch zur Versteifung der Profilschenkel derart, daß deren Breite nach den vorerwähnten Bestimmungen aus 1968 AISI bis zum 90flachen der Materialstärke betragen kann. Auf diese Weise können Blechstärken bis herab zu 0,48 mm verwendet werden. Im übrigen sind die Abmessungen und die Herstellungsweise die gleichen wie oben beschrieben, wonach die Gesamtbreite des Profils 3 oder 3 1/2 Zoll (76,2 bzw. 88,8 mm) und die Gesamttiefe 1 1/2 bzw. 1 3/4 Zoll (38,1 bzw. 44,4 mm) beträgt.
Die Figuren 5 und 6 zeigen noch eine andere AnBendungsform des erfindungsgemäßen profils beispielsweise nach Fig. 4 (anstelle des letzteren könnte auch dasjenige aus Fig. 3 entsprechend Verwendung finden). Nach Fig. 4 bilden zwei kastenförmige Profile 50a und 5Ob, mithin 4 der in Fig. 4 gezeigten Einzelprofile, ein zusammengesetztes Profil 100. Dabei sind die aneinanderliegenden Stege 32a und 32b je eines C-förmigen Einzelprofiles der beiden kastenförmigen Profile 50a und 50b, beispielsweise durch eine Schraube, 102, miteinander verbunden. Indem die Tiefe eines jeden der Einzelprofile die Hälfte seiner Breite beträgt, ergibt sich für das zusammengesetzte Profil 100 ein vollkommen quadratischer Querschnitt. Dabei bleiben die Vorzüge der kasteniörmigen Profile 50a und 50b, wie vor allem deren hoher Torsionswiderstand und die Verklinkung ihrer Einzelprofile, erhalten.
Die Figuren 5 und 6 zeigen desweiteren eine Anwendung des zusammengesetzten Profils 100. Dieses Profil kann als Pfosten in einer Wand 104 Verwendung finden, wo es als Träger für die Wandplatten 106 dient. Diese letzteren können an den außenliegenden Stegen 32a und 32b mit gewöhnlichen Schrauben 108 befestigt werden. Da diese Stege parallel zu den Wandplatten verlaufen, brauchen die Schrauben 108 nur die einfache Materialstärke zu durchdringen. Dabei erlaubt es die Verdoppelung des Kastenprofils 50a zu dem zusammengesetzten Profil 100, größere Lasten aufzunehmen. Darüberhinaus ergibt das zusammengesetzte Profil 100 einen größeren Plattenabstand.
Aus Fig. 4 erkennt man den Vorteil der quadratischen Querschnittsform des zusammengesetzten Profils b0. Es sind nämlich die gleichen Boden- und Deckenleisten 110, die das Profil nach Fig. 6 mit den Stegen parallel zu der Laufrichtung der Leisten aufnehmen, auch zur Aufnahme des Profils in einer um 900 gedrehten Position nach Fig. 7 geeignet, wobei die Stege nunmehr quer verlaufen. Eine solche Orientierung des Profils ist dann vorteilhait, wenn es gilt, erhebliche Querkräite auf die Wand auf zunehmen, wie sie von einer Windbelastung stammen mögen.
In einem weiteren Fall kann das zusammengesetzte Profil 100 auch dazu dienen, Wandplatten auf allen vier Seiten aufzunehmen und so eine feuergeschützte Säule zu bilden.
Auch kann das Profil 100 mit zwei gegenüberliegenden Seiten an Tür- oder Fensterpfosten befestigt werden, wobei die beiden anderen Seiten so hergerichtet werden, daß sie eine zu Holz passende Abteilung bilden.
Fig. 8 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, worin ein ähnlich zusammengesetztes Profil wie im Falle der Fig. 5 ein Joch oder einen Kopfbalken bildet. Einzelheiten, soweit sie den vorher beschriebenen entsprechen, tragen wiederum die gleiche Bezugszahl, nun allerdings mit dem Zusatz "c".
Hier nun sind zwei kastenförmige Profile 50c, deren jedes aus zwei gleichen, C-förmigen Einzelprofilen besteht, zu einem rechteckförmigen zusammengesetzten Profil vereinigt.
Die Stege 32c der Einzelprofile besitzen nun allerdings eine erheblich vergrößerte Breite, welche die Verwendung von parallel zu der Profilachse verlaufenden Versteifungsrippen 120 erforderlich macht. Da das aus den beiden kastenförmigen Profilen 50c zusammengesetzte Profil auch hier wieder in eine Deckenleiste 110 passen soll, beträgt die Gesamttiefe jedes Profils 50c, gemessen über den Schenkel 36c, die Hälfte te des Innenabstandes der beiden seitlichen Schenkel der Deckenleiste. Die beiden aufeinanderliegenden Profile 50c können wieder miteinander verschraubt sein oder nicht. Wegen ihrer größeren Belastbarkeit können die Profile 50c bei einzelner Anwendung einen größeren Abstand aufweisen. Beispielsweise kann ihr Abstand von Mitte zu Mitte bis zu 2,40 m betragen.
- Patentansprüche -

Claims

PatentansorUche r a t Mit einem gleichartigen zu einem geschlossenen Kastenprofil zusammensteckbares, im wesentlichen C-förmiges Profil aus einem Steg und zwei zur gleichen Seite hin lot recht davon abstehenden, ebenen Schenkeln, die eine um etwa die zweifache Materialstärke verschiedene Breite und an ihren freien Rändern im wesentlichen gegeneinandergerichtete Abkantungen aufweisen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß ein seitlicher Abschnitt (40) des Steges (32) zur bündigen Aufnahme der betreffenden Abkantung des zweiten Profils (30) gegenüber dem restlichen Steg etwa um die Uaterialstärke nach innen zu abgekröpft ist.
2. Profil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß es mit dem zweiten Profil (30) rastend verklinkbar ist.
3. Profil nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Steg (32a) Rastmittel (60) im Anschluß an den abgekröpften Abschnitt (40a) für die daran zur Anlage kommende Abkantung (39a) des zweiten Profils (30a) auiweist.
4. Profil nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Rastmittel aus einer rillenförmigen Einbuchtung des Steges (32a) an dessen Übergang (60) zu dem abgekröpften Abschnitt (40a) bestehen, in die eine Lippe (62) am Rand der betreffenden Abkantung (39a) eingreift.
5. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Breite seines breiteren Schenkels (36) etwa gleich der halben Stegbreite ist.
6. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß es mit drei weiteren gleichartigen Profilen (30) in der Weise vereinigt ist, daß je zwei dieser Profile in der vorgesehenen Weise zu einem Kastenprofil (50a, 50b) zusammengesteckt und die beiden Kastenprofile entlang dem Steg (32a, 32b) je eines ihrer C-förmigen Einzelprofile (30) aneinandergelegt und g£. aneinander beiestigt sind.
7. Profil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in dem Steg (32c) mindestens eine zusätzliche längsverlauf ende Versteifungsproiilierung (120) ausgebildet ist.