DE3890014C2 - Herstellungsverfahren für leichte Metallprofile - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für leichte Metallprofile nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Am zweckmäßigsten ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Trägern, Säulen, Riegeln und anderen Konstruktionen einzusetzen, die in verschiedenen Industrie­ zweigen, vor allem in der Bauindustrie, breite Verwendung finden.

Aus der DE-AS 17 77 259 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von I-Wabenträgern bekannt. Das beschriebene Verfahren dient zur Herstellung einer einzigen Ausführungsform eines Wabenträgers, bei der der Steg eine symmetrisch zur Mittellinie angeordnete einzelne Linie mit Wabenöffnungen umfaßt. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein Blechband aus einer Rolle zugeführt, bei dem dann eine Längstrennung entlang einer Zickzacklinie in zwei Elemente vorgenommen wird. Anschließend werden die längsgetrennten Bänder voneinander gelöst, indem sie quer zur Förderrichtung und senkrecht zur Bandebene auseinanderbewegt werden, und dann wieder in einer gleichen Ebene vereinigt, wobei ein Band mit Wabenöffnungen entlang einer Mittellinie gebildet wird. Die vereinigten Bänder werden daraufhin an ihrer Naht zusammengeschweißt. Zur Bildung der Ober- und Untergurte des I-Wabenträgers wird zusätzlich jeweils ein Band an die Außenkanten des Stegbandes herangeführt und mit diesem verschweißt.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Wabenträgerprofilen ist in der DE-OS 23 05 371 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Blechband der Länge nach entlang einer Zickzacklinie in zwei Bandelemente getrennt, die gezackten Kanten der beiden Bandelemente werden in der gleichen Ebene um einen Zahn gegeneinander versetzt und wieder vereinigt, so daß entlang der Mittellinie des erhaltenen Bandes Wabenöffnungen gebildet werden. Die beiden Bandelemente werden dann an ihrer Naht miteinander verschweißt und anschließend wird das Band zu einem Profil verformt. Alle Profilvarianten weisen dementsprechend gerade Abschlußkanten sowie eine einzige Wabenlinie im Profilsteg auf. Auch die Höhe des Profilquerschnitts kann nur unwesentlich variiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Her­ stellungsverfahren für leichte Metallprofile zu ent­ wickeln, das kontinuierlich, vollautomatisch und abfallfrei verläuft und bei dem die Metallprofile im erweiterten Sortiment hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die Änderung der Bewegungsbahn mindestens eines der Elemente mittels einer Schrauben­ bewegung ist die Möglichkeit gegeben, in einem kontinui­ erlichen technologischen Vorgang die in einer Zickzackli­ nie getrennten Elemente außer Eingriff zu bringen und sie in verschiedenen Kombinationen an den Kanten zu einem Band gespreizten Querschnitts zu vereinigen.

Um ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen herzustellen, muß man die Elemente an den Vorsprüngen der zickzackförmigen Kanten vereinigen.

Um ein Band gespreizten Querschnitts ohne Öffnungen herzustellen, muß man die Elemente an den geradlinigen Kanten vereinigen.

Um die Produktivität des technologischen Vorganges zu erhöhen, den Schweißzusatzwerksstoff zu sparen sowie das Schweißen bei ununterbrochener Bewegung des Blechma­ terials durchzuführen, ist es zweckmäßig, das Schweißen in einem plastischen Verformungsverfahren auszuführen.

Bei dem Schweißen nach dem plastischen Verformungs­ verfahren muß man die benachbarten Elemente in Längsrich­ tung nach entgegengesetzten Seiten verdrehen und im nach­ folgenden zueinander in eine gleiche Ebene hinausführen.

Dies ermöglicht die Verbesserung der Schweißverhält­ nissse nach dem plastischen Verformungsverfahren durch Schaffung des erforderlichen Konvergenzwinkels zwischen den zu verschweißenden Kanten der Elemente. Außerdem kann dadurch das beim Schweißen auftretende Materialschrumpfen bei der Aufnahme des Bandes gespreizten Querschnitts an den Außenkanten abgeglichen sowie die Erscheinung einer Säbel­ förmigkeit an den Außenkanten vermindert werden.

Um ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen, die in der Quadratnestweise angeordnet sind, herzustellen, muß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente die zickzackförmigen Kan­ ten des mittleren Elementes zueinander symmetrisch anord­ nen. Dies gestattet außerdem, aus dem mittleren Element ein symmetrisches Winkelprofil mit zickzackförmigen Kanten herzustellen.

Um ein Band gespreizten Querschnitts mit schachbrett­ artig angeordneten Öffnungen herzustellen, muß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente die zickzackförmigen Kanten des mittleren Elementes zueinander kongruent anordnen.

Um gleichzeitig zwei Typen von leichten Metall­ profilen herzustellen, kann man beim Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in vier Elemente das Verschweißen der Elemente paarweise unter Bildung von Bändern gespreizten Querschnitts mit geradlinigen bzw. zickzackförmigen Kanten durchführen und die erwähnten Bän­ der dann in Rollen aufwickeln.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für leichte Metallprofile beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Fertigungs­ straße zur Herstellung von leichten Metallprofilen aus einem aufgerollten Blechmaterial;

Fig. 2 eine Einzelheit eines Schweißaggregats;

Fig. 3 dito wie in Fig. 2;

Fig. 4, 10, 11, 13 bis 20 Muster der nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisse;

Fig. 5 eine Einzelheit der Längstrennung des Blech­ materials in einer Zickzacklinie in drei Elemente mit der kongruenten Ausführung der Kanten des mittleren Elementes;

Fig. 6 eine Einzelheit des Bandes gespreizten Quer­ schnitts mit schachbrettartig angeordneten Öffnungen;

Fig. 7 eine Einzelheit der Längstrennung des Blech­ materials in einer Zickzacklinie in vier Elemente;

Fig. 8 eine Einzelheit des Bandes gespreizten Quer­ schnitts mit geradlinigen Kanten;

Fig. 9 dito, doch mit zickzackförmigen Kanten;

Fig. 12 Muster für eine geschweißte Stahlkonstrukti­ on.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, besteht das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für leich­ te Metallprofile darin, daß man aus einer Rol­ le 2 ein Blechmaterial zuführt, es in einer Richtstation 3 richtet und dann nach dem Richten an einer Zickzacklinie entlang mindestens in einer Trennstation 4 in zwei Elemente trennt. Weiterhin wird mittels einer Schraubenbe­ wegung die Bewegungsbahn mindestens eines der Elemente 5, 6, 7 geändert. Die Schraubenbewegung ermöglicht es, bei einem kontinuierlichen technologischen Vorgang die in einer Zick­ zacklinie getrennten Elemente 5, 6, 7 außer Eingriff zu setzen und sie unter Bildung mindestens eines Bandes gespreizten Qu­ erschnitts an den Kanten in einer gleichen Ebene zu ver­ einigen. Daraufhin erfolgt in einer Schweißstation 10 das Verschweißen der vereinig­ ten Elemente. Das erhaltene Band gespreizten Querschnitts wird in einer Biegestation 17 dem Biegen zur Bildung eines leichten Biege­ profils unterworfen. Dann wird das erhaltene Profil in einer Schneidstation 19 zu ei­ ner Maßlänge geschnitten.

Wenn gleichzeitig zwei Bänder gespreizten Querschnitts hergestellt werden müssen, so wird das Blechmaterial beispielsweise in vier Elemente an Zickzacklinien entlang getrennt. In diesem Fall erfolgt die Schweißung der Elemente paarweise unter Bildung der Bänder gespreizten Querschnitts jeweils mit geradlinigen und zickzackförmigen Kanten. Die erhaltenen Bänder werden in Rollen aufgewickelt, die dann zum Bie­ gen übergeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von leichten Metallprofilen wird automatisch durchgeführt.

In eine Abwickelvorrichtung 1 (Fig. 1) wird eine Rol­ le 2 des Blechmaterials eingesetzt. Weiterhin wird das Blechmaterial einer Richtstation 3 zugeführt, wo es ge­ richtet wird. Nach dem Richten kommt das Blechmaterial in eine Längstrennstation 4, wo es in Zickzacklinien, beispielsweise in drei Elemente 5, 6, 7 geschnitten wird, wobei die zickzackförmigen Kanten des Elementes 6 zuein­ ander symmetrisch angeordnet werden.

Um die Elemente 5, 6, 7 außer Eingriff zu bringen, än­ dert man ihre Bewegungsbahn, indem man ihnen eine Schrau­ benbewegung erteilt. Dann werden die Elemente 5, 6, 7 in einer gleichen Ebene im Bereich 8 an den vorstehenden Partien der zickzackförmigen Kanten unter Bildung von Fenstern 9 vereinigt und in einer Schweißstation 10 zusammengeschweißt.

Geschweißt wird nach dem Verfahren der plastischen Verformung. Hierfür werden benachbarte Elemente, z. B. die Elemente 5 und 6, in Längsrichtung nach entgegenge­ setzten Seiten verdreht.

Die zu verschweißenden Kanten werden auf die Abschmelz­ temperatur des Metalls erhitzt und in Walzen 11, 12 (Fig. 2) der Schweißstation 10 zusammengeführt, bis sie in Berührung kommen. Weiterhin werden die Elemente 5 und 6 mit Hilfe von Walzen 13, 14 (Fig. 3) zueinander in eine gleiche Ebene hinausgeführt, wobei gleichzeitig die Außen­ kanten heruntergedrückt und die Metalloxide in einen Grat 15 ausgedrückt werden, bis sich eine Schweißverbindung bildet. Ähnlich wird der erhaltene Bandabschnitt gespreiz­ ten Querschnitts mit dem Element 7 zusammengeschweißt (Fig. 1).

Nach dem Zusammenschweißen der gesamten Elemente 5 bis 7 wird die Schweißnaht in einer Vorrichtung 16 (bei­ spielsweise mittels Meißel), entgratet.

Weiterhin erhält man in einer Biegestation 17 ein leichtes Metallbiegeprofil, beispiels­ weise ein U-Profil 18 (Fig. 4), das man in einer Schneidstation 19 (Fig. 1) in beliebiger bekannter Weise, z. B. durch eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) Trennsäge zu einer Maßlänge schneidet.

Wenn die zickzackförmigen Kanten des Elementes 6 (Fig. 5) zueinander kongruent verlaufen, so ergibt sich nach dem oben beschriebenen Verfahren ein leichtes Me­ tallprofil mit Öffnungen 20 (Fig. 6), die schachbrettartig angeordnet sind.

Wenn gleichzeitig zwei Bänder gespreizten Querschnitts erhalten werden müssen, trennt man das Blechmaterial in der Längstrennvorrichtung 4 (Fig. 1) an Zickzacklinien entlang in vier Elemente 21 bis 24 (Fig. 7). In diesem Fall werden paarweise die Elemente 21, 24 (Fig. 7) unter Bildung eines Bandes 25 (Fig. 8) gespreizten Querschnitts mit geradlinigen Kanten und die Elemente 22 und 23 unter Bildung eines Bandes 26 (Fig. 9) gespreizten Querschnitts mit zickzackförmigen Kanten in der Schweißstation 10 (Fig. 1) nach dem obengenannten Verfahren zusammengeschweißt. Aus den erhaltenen Bändern 25 (Fig. 8) und 26 (Fig. 9) wird nach dem oben beschriebenen Verfahren ein leichteres Biegeprofil hergestellt, und zwar aus dem Band 25 (Fig. 8) ein U-Profil 27 (Fig. 10) mit geradlinigen Kanten der Schenkel und aus dem Band 26 (Fig. 9) ein U-Profil 28 (Fig. 11) mit zickzackförmigen Kanten der Schenkel, das im weiteren zur Fertigung von großdimensionierten ge­ schweißten Stahlkonstruktionen, beispielsweise Kastenpro­ filen 29 (Fig. 12), verwendet werden kann.

Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Herstellungs­ verfahren für leichte Metallprofile die Vollautoma­ tisierung des technologischen Vorgangs, macht ihn konti­ nuierlich und abfallfrei, und ermöglicht eine Herstellung der Metall­ profile aus dem Band gespreizten Querschnitts in höherer Qualität und erweitertem Sortiment. So können sowohl Profile offenen Typs wie z. B. ein U-Profil (Fig. 13), ein C-Profil (Fig. 14), ein Z-Profil (Fig. 15, 16) oder ein L-Profil (Fig. 17, 18), als auch Profile geschlos­ senen Typs wie Vierkant (Fig. 14, 19), Rechteckprofile (Fig. 20) u. dgl. hergestellt werden.

Claims (8)

1. Herstellungsverfahren für leichte Metallprofile, bei dem

• - aus einer Rolle (2) ein Blechmaterial zugeführt und gerichtet wird
• - dann eine Längstrennung des Blechmaterials entlang einer Zickzacklinie in zwei Elemente erfolgt,
• - die längsgetrennten Elemente voneinander gelöst werden, indem sie
• - quer zur Förderrichtung und senkrecht zur Bandebene auseinanderbewegt werden, und
• - die Elemente unter Bildung eines Bandes gespreizten Querschnitts in einer gleichen Ebene vereinigt werden,
• - das gebildete Band zusammengeschweißt und
• - ein Profil aus dem zusammengeschweißten Band geformt wird und
• - die geformten Profile auf Maßlänge geschnitten werden,
  dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung unterschiedlicher Profilformen
• - die Längstrennung des Blechmaterials auch in mehr (5, 6, 7) als zwei Elemente entlang mehrerer Zickzacklinien erfolgt,
• - zur Auseinanderbewegung der Elemente die Bewegungsbahn mindestens eines Elements schraubenförmig geändert wird, und die
• - außer Eingriff gebrachten Elemente in der gewünschten Kombination an ihren Kanten vereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elemente (5, 6, 7) an den Vorsprüngen der zickzackförmigen Kanten vereinigt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elemente (5, 7) an den geradlinigen Kanten vereinigt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schweißen nach dem plastischen Verformungsverfahren erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schweißen die benachbarten Elemente (5, 6, 7) in Längsrichtung nach entgegengesetzten Seiten verdreht werden und im nachfolgenden zueinander in eine gleiche Ebene geführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente (5, 6, 7) die zickzackförmigen Kanten des mittleren Elements (6) zueinander symmetrisch anordnet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente (5, 6, 7) die Kanten des mittleren Elements (6) zueinander kongruent anordnet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in vier Elemente (21, 22, 23, 24) die Elemente (21, 22, 23, 24) paarweise unter Bildung eines Bandes (25) gespreizten Querschnitts mit geradlinigen Kanten und eines Bandes (26) gespreizten Querschnitts mit zickzackförmigen Kanten zusammengeschweißt werden, die erhaltenen Bänder (25, 26) in Rollen aufgewickelt werden und die auf Rollen aufgewickelten Bänder anschließend zum Biegen eines Profils übergeben werden.