DE4400185A1 - Durch Walzformen verbundene Elemente, insbesondere Schienen für Hängedecken, sowie Verfahren zur Herstellung solcher Elemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft durch Walzformen verbundene Ele­ mente, insbesondere Schienen für Hängedecken, sowie Verfahren zur Herstellung solcher Elemente.

Zum mechanischen flächenseitigen Befestigen von zwei Metallblechen aneinander sind aus den US-A-3 083 794, 3 614 819 und 3 726 000 bereits Verfahren bekannt, die mit einer Reihe von Preßschlägen arbeiten. Dabei muß das Material ortsfest gehalten werden. Diese Verfahren sind für eine Fertigung in schneller Bewegung und mit geringem Abstand, wie dies das Walzformen ermöglicht, nicht ge­ eignet.

Aus der US-A-4 206 578 ist eine Schiene mit einem T- förmigen Querschnitt für Hängedecken bekannt, bei welcher ein zweites Metallband innerhalb des Profils festgelegt ist. Bei der Herstellung einer solchen Schiene wird auf drei Seiten eine Öse eingeschnitten und durchgefaltet und umgelegt, um eine mechanische Befestigung zu erreichen. Dabei entsteht eine durchgehende Öffnung, die für solche Produkte nicht akzeptabel sind, bei denen Ausfräsungen und Arretierungsausbildungen an dem Profil über den Befestigungsbereichen auszuführen sind.

Zur Verbesserung der Torsionssteifigkeit der T-förmigen Schiene ist es nach der US-A-4 489 529 bereits bekannt, eine Reihe von vertikalen Einschnitten längs der Basis des vertikalen Stegs vorzunehmen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, zwei bandförmige Elemente, insbesondere gerade Schienen für Hängedecken, mechanisch so miteinander zu verbinden, daß der Verbindungsvorgang mit hohem Wirkungs­ grad und hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann und die erhaltenen Produkte einwandfrei feste und steife Verbindungen haben.

Diese Aufgabe wird bei den durch Walzformen verbundenen Elementen, insbesondere Schienen für Hängedecken, mit den entsprechenden, in den Patentansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst, wobei zur Herstellung dieser Elemente die verfahrensmäßigen Maßnahmen eingesetzt werden, wie sie in den zugehörigen Patentansprüchen angegeben sind.

Gemäß der Erfindung können zwei aneinandergrenzende bandförmige Elemente aus Metall durch eine Reihe von in geringen Abständen vorgesehenen Befestigungspunkten verbunden werden. Die Befestigungspunkte werden dadurch ausgebildet, daß die bandförmigen Elemente aus Metall durch zwei Sätze von Walzen geführt werden.

Dem ersten Walzendurchgang bzw. -stich sind zwei zusam­ menwirkende Walzen zugeordnet, von denen die eine eine Reihe von kleinen Stanzwerkzeugen aufweist, die im Ab­ stand um den Walzenumfang herum angeordnet sind.

Jedes Stanzwerkzeug hat zwei parallele Schneidkanten. Die gegenüberliege Walze hat eine um die Walze herum durch­ gehende Nut, deren beide Schultern ebenfalls Schneidkan­ ten bilden. Die beiden Walzen sind so angeordnet, daß die Stanzwerkzeuge in die Nut eintreten können, wobei sich die Schneidkanten in unmittelbarer Nähe zueinander befin­ den. Wenn zwei aneinanderliegende bandförmige Elemente aus Metall zwischen den sich drehenden Walzen hindurch­ geführt werden, sorgen die kleinen Stanzwerkzeuge für eine Scherung und Verdrängung von benachbarten Metall­ abschnitten in die Nut hinein. Die Walzen und der Abstand der Walzen sind so bemessen, daß das Metall um annähernd zwei Blechdicken verdrängt wird.

Auf den ersten Satz von Walzen folgt ein zweiter Satz von Walzen, um die mechanische Bindung zu vervollständigen. Eine der Walzen des zweiten Stichs weist eine Nut auf, die es ermöglicht, daß die geschnittenen und ausgeformten Abschnitte des bandförmigen Elements hindurchgehen. Die gegenüberliegende Walze hat eine Reihe von Stanzwerkzeu­ gen, die zu denen der Walze des ersten Durchgangs koor­ diniert sind. Diese Stanzwerkzeuge verdichten das Metall angrenzend an die kurzen Einschnitte. Die Schultern der gegenüberliegenden Nutwalze wirken als Amboß für ein Fließen des Metalls. Wenn das Metall über die angrenzen­ den verdrängten Bereiche fließt, wird die mechanische Bindung erreicht.

Dieser Prozeß kann dazu verwendet werden, Formteile und Profile günstiger und effizienter herzustellen als dies bisher möglich war.

So läßt sich die Reihe der erläuterten Befestigungen am Steg einer Schiene anwenden, der doppelwandig ist, wobei die Schiene die Form eines auf dem Kopf stehenden T hat. Die so hergestellte Schiene ist hinsichtlich des Drehwi­ derstands stärker.

An einer solchen Schiene kann auch ein drittes bandförmi­ ges Element in der beschriebenen Weise festgelegt werden, um einen einzigen Flansch herzustellen und um unnötige Materialkosten im Steg zu vermeiden.

Schließlich läßt sich auch eine Schiene mit Kastenquer­ schnitt mit verbessertem Wirkungsgrad herstellen. Dabei kann ein frei liegender Kastenabschnitt mit geringem Gewicht, der gestrichen und endbearbeitet ist, an einer einfachen T-Schiene festgelegt werden.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine erste Walzenanordnung mit durchgehender Blechanordnung,

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1,

Fig. 3 in einer Seitenansicht bandförmige Elemente aus Metall nach dem ersten Walzendurchgang,

Fig. 4 in einer Seitenansicht die zweite Walzenanordnung mit hindurchgeführtem Material,

Fig. 5 den Schnitt V-V von Fig. 4,

Fig. 6 eine Stirnansicht der mechanisch miteinander verbundenen bandförmigen Elemente,

Fig. 7 eine erste Ausführungsform einer Schiene für Hängedecken mit Verbindungsstellen im Steg,

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform einer Schiene für Hängedecken mit zwei Reihen von Verbindungsstel­ len im Steg und

Fig. 9 eine dritte Ausführungsform einer Schiene für Hängedecken mit Verbindungsstellen in den Flan­ schen der Schiene.

Bei dem Verfahren zum mechanischen Verbinden von zwei bandförmigen Elmenten aus Metall werden, wie in Fig. 1 und 4 gezeigt ist, zwei Walzendurchgänge bzw. -stiche verwendet. Jeder Walzenstich besteht aus zwei zusammen­ wirkenden Walzen, zwischen die die zu verbindenden band­ förmigen Elemente aus Metall gezogen werden. Der in Fig. 1 gezeigte erste Stich besteht aus der Walze 1 und der Walze 2, zwischen denen zwei bandförmige Elemente 3 und 4 aus Metall hindurchgehen. Die Walze 1 hat eine Reihe von Stanzwerkzeugen 5, die um ihren Umfang herum angeordnet sind und sich etwas über die Walzenoberfläche hinaus erstrecken. Jedes Stanzwerkzeug hat einen rechteckigen Querschnitt mit zwei Schneidkanten 6, die, wie in Fig. 2 zu sehen ist, zueinander parallel und parallel zur Bewe­ gung der bandförmigen Elemente aus Metall sind.

In dem ersten Stich ist die Walze 1 unmittelbar benach­ bart zur Walze 2 angeordnet. Die Walze 2 hat eine an ihrem Umfang durchgehende Nut 7, die etwas größer als die Breite der Stanzwerkzeuge 5 der Walze 1 ist. Die Außen­ schultern 8 der Nut bilden Schneidkanten. Wenn die band­ förmigen Elemente 3 und 4 aus Metall durch den ersten Stich mit den Walzen 1 und 2 hindurchlaufen, greifen die Stanzwerkzeuge 5 an dem bandförmigen Element an und drücken Metall in die Nut 7 der Walze 2. Wenn das Metall in die Nut 7 gedrückt wird, wird es an zwei parallelen Seiten parallel zur Bewegung der Fläche aufgrund der Scherwirkung zwischen den Schneidkanten der Stanzwerkzeu­ ge 6 und den Schneidschultern 8 eingeschnitten, wodurch zwei parallele Schlitze gebildet werden.

Die Walzen und Stanzwerkzeuge des ersten Stichs sind so im Abstand angeordnet und bemessen, daß das Metall nahezu gleich der kombinierten Dicken der zu verbindenden band­ förmigen Elemente verdrängt wird. Fig. 3 zeigt die Form 10 des ausgeschnittenen und verformten Metalls, die die bandförmigen Elemente im ersten Stich aufgeprägt erhal­ ten.

Wenn die bandförmigen, mechanisch zu verbindenden Ele­ mente aus Metall den ersten Walzenstich verlassen, treten sie in den zweiten Stich ein. Dieser zweite Stich ist in Fig. 4 gezeigt.

Die eine Walze 11 des zweiten Stichs ist eine Stanzwalze 11, die zur Stanzwalze 1 des ersten Stichs so koordiniert ist, daß die Stanzwerkzeuge 13 auf die Bereiche an dem bandförmigen Element treffen, die an diejenigen angren­ zen, welche im ersten Stich eingeschnitten und ausgebil­ det wurden. Die Stanzwerkzeuge 13 des zweiten Stichs sind in der Abmessung größer, so daß sie das Metall angrenzend an die Einschnitte treffen und diese Bereiche verdrängen. Die der Stanzwalze 11 gegenüberleigende Walze 12 hat eine Nut 1, die es zuläßt, daß Metallabschnitte, die im ersten Schritt verdrängt wurden, hindurchgehen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn die bandförmigen Elemente aus Metall durch den zweiten Stich hindurchgehen, drücken die recht­ eckigen Stanzwerkzeuge 13 das Metall gegen die Walze 12 angrenzend an die Nut 14. Dabei fließt Metall zur Seite und überlappt den eingeschnittenen und ausgebildeten Bereich, wodurch eine mechanische Verbindung vervoll­ ständigt wird. Dieses Zusammendrücken sowie der Metall­ fluß sind in Fig. 5 gezeigt. Die fertige ineinandergrei­ fende Befestigungsstelle ist in Fig. 6 dargestellt.

An den bandförmigen Elementen aus Metall kann in der vorstehend beschriebenen Weise eine linienförmige Folge von gering beabstandeten Befestigungsstellen ausgeführt werden. Das Verfahren ist insbesondere im Zusammenhang mit der Walzformung geeignet.

Fig. 7 zeigt eine Schiene 16, die aus einem bandförmigen Element aus Metall durch Biegen so gestaltet ist, daß sich rechtwinklig zu den Flanschen 18 zwei den Steg 20 bildende aneinanderliegende Abschnitte zu einem endseiti­ gen erweiterten hohlen Fortsatz 19 erstrecken. Die Flan­ sche 18 sind außenseitig von einem weiteren bandförmigen Element umfaßt. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Befe­ stigungsstellen 17 liegen in dem Steg 20 auf einer Linie zwischen den Flanschen 18 und dem einseitigen erweiterten Fortsatz 19. Dadurch wird die Festigkeit des Stegs 20 beträchtlich gesteigert, so daß er Torsionskräften wider­ steht.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer in der erfindungsgemäßen Weise mit Befestigungsstellen 17 ver­ sehenen Schiene 16. Die Schiene 16 besteht aus einem ersten bandförmigen Element aus Metall, das nach ent­ sprechender Biegeformung einen Flansch, einen rechtwink­ lig davon abstehenden Steg 20, einen endseitigen erwei­ terten hohlen Fortsatz 19 und einen anliegend an den Steg 20 zurückgezogenen Abschnitt 22 aufweist, der mit dem Steg durch erfindungsgemäß ausgebildete Befestigungs­ stellen 17 verbunden ist. Der andere Flansch 21 wird von einem anderen bandförmigen Element 21 gebildet, der einen rechtwinklig abgebogenen, am Steg 20 anliegenden weiteren Abschnitt 22 aufweist, der mit dem Steg 20 ebenfalls durch erfindungsgemäß ausgeformte Befestigungsstellen 17 verbunden ist. Aus dem Steg 20 wird nur im Bereich der Abschnitte 22, also dort, wo es nur geringe strukturelle Bedeutung hat, Metall entfernt, wodurch ein wirtschaft­ licher herstellbares Produkt erhalten wird. Die beiden Flansche sind von einem Verstärkungselement außenseitig umfaßt.

Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäß gefertigte Schiene 16 mit einem Querschnitt in Form eines auf dem Kopf stehen­ den T. Dabei ist ein Kastenabschnitt 23 für die Schiene 16 aus einem zweiten bandförmigen Element aus Metall getrennt von der Schiene 16 hergestellt. Die erfindungs­ gemäß ausgebildeten Befestigungsstellen 24 in den Flan­ schen auf jeder Seite des Stegs 20 halten die Flansche der Schiene 16 an dem kastenförmigen Abschnitt 23. Da­ durch kann das bandförmige Element für den Kastenab­ schnitt 23 ein Metallblech oder Stahlblech sein, das dünner ist als das der Schiene 16. Außerdem kann ein ab­ schließender Anstrich auf beiden Seiten der Schiene 16 entfallen, was die Herstellungskosten verringert.

Claims (5)

1. Verfahren zum mechanischen Verbinden von zwei Elemen­ ten aus Metall, bei welchem

• a) die beiden Elemente aus Metall zwischen einem er­ sten Satz von zwei Walzen hindurchgeführt werden, mit denen zwei parallele Schlitze in dem Metall ausgebildet und das Metall zwischen den Schlitzen um einen Abstand verdrängt wird, der etwa gleich der Dicke des Metalls ist, und
• b) die beiden Elemente aus Metall zwischen einem zwei­ ten Satz von zwei Walzen hindurchgeführt werden, mit denen ein Druck auf das nicht verdrängte Metall angrenzend an die beiden parallelen Schlitze ausge­ übt wird, wodurch nicht verdrängtes Metall verdich­ tet und zu einem Kaltfließen in eine die Ränder des verdrängten Metalls überlappende Position gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Reihe von Schlitzen und verdrängten Metallverbindungen kontinu­ ierlich in den beiden Elementen aus Metall ausgeführt werden.

3. Schiene für Hängedecken mit einem endseitigen erwei­ terten Fortsatz, mit einer Flanschanordnung und mit einem Steg aus zwei aneinanderliegenden parallelen Elementen aus Metall, die durch eine Reihe von Verbin­ dungen aneinander befestigt sind, wobei jede Verbin­ dung mit Schlitzen versehen ist, die sich durch die beiden Elemente aus Metall erstrecken, und Abschnitte des Metalls verdrängt sind und einander überlappen.

4. Schiene nach Anspruch 3, bei welcher der Steg ein einzelnes Element aus Metall ist und die Flanschanord­ nung von dem Ende des Stegs und von einem zweiten bandförmigen Element aus Metall gebildet wird, das einen Stegabschnitt aufweist, wobei eine Reihe von Verbindungen zwischen den beiden bandförmigen Elemen­ ten aus Metall im flanschseitigen Bereich des Stegs vorgesehen ist.

5. Schiene für Hängedecken mit einem endseitigen erwei­ terten Fortsatz, einer Flanschanordnung und mit einem Steg, bei welcher ein kastenförmiges Profil mit offe­ nem Boden an der Flanschanordnung durch eine Reihe von Verbindungen festgelegt ist, von denen jede Schlitze aufweist, die sich durch die Flansche der Flansch­ anordnung und die Oberseite des kastenförmigen Profils erstrecken, und bei denen Abschnitte des Metalls verdrängt sind und einander überlappen.