DE69935749T2

DE69935749T2 - T-förmiges Profil mit zusammengenähtem Steg

Info

Publication number: DE69935749T2
Application number: DE69935749T
Authority: DE
Inventors: James J. Columbia Station Lehane; Douglas B. Westlake Hooper
Original assignee: USG Interiors LLC
Current assignee: USG Interiors LLC
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: EP0940514A3; CN1233700A; ES2285817T3; EP0940514A2; AU1637499A; US6047511A; AU738388B2; EP0940514B1; HK1021835A1; US6446407B1; CN1102988C; DE69935749D1; ZA991442B

Description

Eine häufig verwendete Gitter-T-Profilkonstruktion umfasst einen Metallstreifen, der zu einem oberen Wulst, einem vertikal verlaufenden doppelten Steg und sich gegenüberliegend erstreckenden unteren Flanschen geformt ist. Wenn es keine Kappe gibt, die die Flansche überbrückt und die Stegelemente verdeckt, ist es für ein gutes Erscheinungsbild wichtig, dass der Abstand zwischen diesen Elementen über die gesamte Länge des Stegs gleichmäßig ist. Dies kann erreicht werden, indem die Stegelemente neben den Flanschen aneinander befestigt werden. Das US-Patent 4,489,529 für Ollinger schlägt mehrere Möglichkeiten vor, um die Elemente des doppelten Stegs miteinander zu verbinden. Ein solcher Vorschlag in diesem Patent ist es, Stiche zu bilden, indem die doppelten Stegelemente an Stellen ausgestochen werden, die in Abständen entlang der Länge des T-Profils angeordnet sind. Ein Problem im Zusammenhang mit dieser technischen Lehre besteht darin, dass damit die effektive Dicke des Stegs an den Stichstellen verdoppelt wird. Die resultierende Dickenabweichung macht es schwierig, das T-Profil für nachfolgende Formungs- und/oder Montageoperationen während der Fertigung präzise zu halten. Und außerdem kann die variable Dicke dem Installateur Schwierigkeiten bereiten, wenn der Stich an einer Kreuzungsschlitz des T-Profils existiert oder in anderer Weise störend ist.
Die Positionierung der Stiche in einer Weise, dass sie keine kritischen Teile des T-Profils stören, ist schwierig und/oder teuer, wenn sie durch eine Hochgeschwindigkeitswalzoperation gebildet werden.
Es ist bekannt, die doppelten Stegelemente in einer Weise auszustechen oder mit Stichen zu versehen, dass das Material in der Umgebung des ausgestochenen Lochs geprägt wird, um die Größe des Lochs zu reduzieren, nachdem der Stich erfolgt ist, um die Stegelemente positiv miteinander zu verriegeln. Dies ist in DE 44 00 185 A und DE 44 32 659 offenbart. Die zuletzt genannte Schrift offenbart einen anschließenden Einebnungsschritt, bei dem der durch die Schneidspitze geformte Butzen zurückgepresst wird, so dass dessen unterer Rand im Wesentlichen mit dem oberen Rand des Lochs bündig wird.
Die Erfindung stellt ein Gitter-T-Profil des Typs mit doppeltem Steg bereit, bei dem die Stegelemente durch einen integrierten Stich miteinander verbunden werden, und zwar in einer Konfiguration, die ein übermäßiges Ansteigen in der lokalen Dicke des Stegs vermeidet. Der Stich wird gebildet, indem die doppelte Dicke des Stegs durchstochen bzw. durchschert wird, um einen Butzen aus der Ebene des Stegs herauszudrücken und ein entsprechendes Loch zu erzeugen. Das Stegmaterial wird geprägt oder in anderer Weise verformt, so dass der Butzen nicht in der Lage ist, wieder zurück durch das Loch passieren zu können. Das Material, das den Butzen bildet, wird mit Kraftaufwand wieder zurück in den Lochbereich gedrückt, so dass die endgültige Dicke des Stegs im Bereich des Stichs nicht wesentlich größer ist als die ursprüngliche Dicke des Stegs.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Stechen des Stegs in drei Stadien von Walzmatrizen, die zuerst den Stichbutzen aus der Ebene des Stegs ausstechen. Danach wird das Material in der Umgebung des Stichs geprägt, um die Größe des Lochs zu verringern und damit zu verhindern, dass der Butzen wieder zurück durch das Loch passieren kann. Dann wird der Butzen gewalzt, um ihn im Wesentlichen zurück in den Raum des Lochs und des geprägten Bereichs einzuebnen. Da der fertige Stich keine wesentliche Erhöhung der lokalen Dicke des Stegs bewirkt, ist er auch nicht störend bei normalen Fertigungsoperationen, bei denen das T-Profil beispielsweise in einer Vorrichtung festgehalten wird, um Löcher zu stanzen oder um andere Fertigbearbeitungsschritte wie die Montage eines Endclips vorzunehmen. Darüber hinaus wirkt sich das Stichmuster, das einen gleichmäßigen Abstand zwischen den einzelnen Stichen trotz ihrer zufälligen Anordnung entlang der Länge eines Stegs haben kann, nicht störend auf die Aufnahme von Verbindungsstücken für kreuzende T-Profile in Schlitzen auf, die zufällig im Bereich eines Stichs liegen.
Es erfolgt nun die Beschreibung der Erfindung anhand eines Beispiels und unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, welche folgende Bedeutung haben:
1 ist eine perspektivische Teilansicht eines T-Profils für ein abgehängtes Deckengitter;
2 ist eine etwas schematische Ansicht einer ersten Stadiums einer Vorrichtung zum Profilwalzen von Stichen in dem T-Profil aus 1, wobei der Steg durchstochen wird, um einen verschobenen Stichbutzen zu bilden;
2a ist eine teilweise Schnittansicht des ersten Stadiums einer Stichbildung entsprechend der Ebene 4a-4a aus 1;
3 ist eine etwas schematische Ansicht eines zweiten Stadiums einer Vorrichtung zum Profilwalzen von Stichen, wobei der Stichbereich geprägt wird;
3a ist eine teilweise Schnittansicht des Prägestadiums der Stichbildung entsprechend der Ebene 4a-4a aus 1;
4 ist eine etwas schematische Ansicht eines dritten Stadiums einer Vorrichtung zum Profilwalzen von Stichen, wobei der Stichbereich durch Druckwalzen eingeebnet wird;
4a ist eine teilweise Schnittansicht des dritten Stadiums der Stichbildung entsprechend der Ebene 4a-4a aus 1;
4b ist eine teilweise Schnittansicht eines dritten Stadiums der Stichbildung entlang der Ebene 4b-4b aus 1; und
5 ist ein Beispiel eines anderen Stils von Gitter-T-Profil, für das die Erfindung Anwendung findet.
Die Erfindung wird in einem Gitter-T-Profil bzw. mit einer Laufschiene 10 ausgeführt und kann, was dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik verständlich sein dürfte, sowohl in einem Haupt-T-Profil bzw. einer Hauptlaufschiene ausgeführt werden als auch in einem Quer-T-Profil bzw. einer Querlaufschiene. Das T-Profil 10 wird aus einem einzelnen Metallstreifen gebildet, der – vorzugsweise durch nach dem Stand der Technik bekannte Profilwalztechniken – in die gewünschte Querschnittskonfiguration gebogen wird. Das Metall des T-Profils 10 kann Stahl sein, der in geeigneter Weise gestrichen, beschichtet oder in anderer Weise gegen Korrosion geschützt ist. An jedem Ende des T-Profils 10 ist ein Verbindungsclip 11 permanent in einer bekannten Weise befestigt, beispielsweise mit einer nietenähnlichen Anordnung, die aus dem Grundkörper des T-Profils extrudiert wird. Alternativ kann der Verbindungsclip 11 auch als ein integraler Bestandteil des T-Profils 10 ausgebildet sein. Durch den Grundkörper des T-Profils gestanzte Löcher 12 werden verwendet, um das T-Profil mit Drähten oder dergleichen vom Überbau eines Gebäudes abzuhängen.
Das Blechausgangsmaterial, aus dem das T-Profil 10 gebildet wird, wird in einer bekannten Weise entlang von Linien gebogen oder gefaltet, die parallel zu dessen Längsrichtung verlaufen, um einen oberen Wulst 16, einen doppelten Steg 17 und untere Flansche 18 zu bilden, die alle integral miteinander ausgeführt sind. Der doppelte Steg 17 besteht aus zwei im Wesentlichen flachen vertikalen Elementen 21, 22. Jeder der Flansche 18 erstreckt sich ausgehend von einem zugehörigen der Stegelemente 21 oder 22.
Die Stegelemente 21, 22 sind durch Stiche 23 mechanisch miteinander verbunden, die aus den Stegelementen selbst gebildet werden. Idealerweise befinden sich die Stiche 23 in gleichmäßig beabstandeten Positionen entlang der gesamten Länge des T-Profils 10 neben dem unteren Rand der Stegelemente 21, 22. 2 bis 4 zeigen Details eines bevorzugten Verfahrens und einer bevorzugten Vorrichtung zum Verbinden der Stegelemente 21, 22 durch Stiche. In einer ersten Station, die in 2 dargestellt ist, wird das T-Profil in einer unfertigen Konfiguration zwischen einem Paar gegenüberliegender Walzen 26, 27 hindurchgeführt. Die Walzen 26, 27 sind in geeigneter Weise befestigt, damit sie sich um ihre jeweiligen Achsen drehen, die parallel zueinander und zur Ebene des Stegs 17 sind. Die Walzen 26, 27 arbeiten zusammen, um einen Butzen 28 von Material aus der Ebene der Stegelemente 21, 22 auszustechen. Eine der Walzen 26, die durch einen Synchronriemenrad 29 motorgetrieben sein kann, weist eine Reihe von hervorstehenden Stanzstempeln 31 auf, die in gleichmäßigem Abstand auf ihrem Umfang verteilt sind. Die andere Walze 27, die entweder eine Schleppwalze oder motorgetrieben sein kann, weist auf ihrem Umfang einen durchgängigen Schlitz 32 auf. Die Kanten 33, 34 von jedem der Stanzstempel 31 und der Schlitz 32 liegen jeweils in Ebenen senkrecht zur Achse der jeweiligen Walzen 26, 27 und sind scharfe Schnittkanten, die zusammenwirken können, um einen Butzen 28 aus dem Steg 17 zu scheren, wenn das T-Profil 10 zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.
Der Butzen 28 wird mit Kanten 36 gebildet, die vom Hauptteil des Stegs 17 freigeschnitten werden und parallel zur Längsachse des T-Profils 10 verlaufen. Die Längsenden 37 des Gutzens 28, gezeigt in 4a, die eine Darstellung in einer Ebene entsprechend der Ebene 4a-4a aus 1 ist, bleiben mit dem Hauptteil des Stegs 17 verbunden. Wie aus 2a hervorgeht, weist der Butzen 28 in dieser ersten Herausbildungsstufe einen zentralen Teil auf, der komplett gegenüber der Ebene des Stegs 17 verschoben ist. Diese Butzenbildung hinterlässt ein entsprechendes Loch 14 im Steg 17.
3 zeigt eine zweite Stichbildungsstation, auf die das T-Profil 10 trifft, wenn das T-Profil durch die aufeinander folgenden Stichbildungsstationen transportiert wird. In dieser Station ist ein Paar sich gegenüberliegender Walzen 43, 44 in geeigneter Weise rotierend befestigt, wobei ihre Achsen parallel zueinander und zu den zuvor beschriebenen Walzen 26, 27 angeordnet sind. Eine der Walzen 42 ist über ein Synchronriemenrad 45 synchron zur Walze 26 motorgetrieben. Auf dem Umfang der Walze 43 ist eine Reihe von hervorstehenden Werkzeugen 46 mit einem Umfangsabstand zueinander angeordnet, der dem Umfangsabstand der Stanzstempel 31 auf der Walze 26 gleicht. Die gegenüberliegende Walze 44 weist auf ihrem Umfang einen durchgängigen Schlitz 47 auf, dessen Breite genau auf die Höhe der Butzen 28 abgestimmt ist, das heißt auf den Abstand zwischen den Butzenkanten 36. Die hervorstehenden Werkzeuge bzw. Hämmer 46 sind schräg ausgerichtet, so dass sie auf den Stegbereich rund um die Löcher 41 auftreffen, der durch die Verschiebung der Butzen 28 gebildet wird.
Wenn sich die Walze 43 dreht, prägt ein hervorstehendes Werkzeug 46 den Stegbereich rund um ein Loch 41, während die andere Walze 44 als ein Amboss dient, um diese Bereiche und den Butzen 28 abzustützen. 3a zeigt den Steg 17 und den Bereich des Gutzens 28, nachdem der Steg durch eine hervorstehendes Werkzeug 46 getroffen bzw. geprägt wurde. Dadurch dass der Butzen 28 wie gezeigt jetzt größer ist als das Loch 41, weil das Loch durch den Prägeprozess eingeengt wurde, bildet der Butzen jetzt eine permanenten "Stich", der in den Bereichen neben dem Stich die Trennung der Webelemente 21, 22 voneinander verhindert.
In der nächsten Stichbildungsstation, die in 4 gezeigt ist, wird das T-Profil 10 zwischen einem Paar gegenüberliegender Walzen 51, 52 hindurchgeführt. Die Walzen 51, 52 sind in geeigneter Weise befestigt, um sich um vertikale Achsen drehen zu können, die parallel zu den Achsen der anderen Walzen 26, 27 und 43, 44 angeordnet sind. Die Walzen 51, 52 haben im Wesentlichen zylindrische Umfangsflächen und sind so angeordnet, dass sie den Butzen 28 in Richtung der Ebene des Stegs zurückpressen, wie das in 4a dargestellt ist. Mindestens eine der Walzen 51 kann durch ein Synchronriemenrad 53 motorgetrieben sein.
An der ersten Stichbildungsstation, die in 2 und 2a gezeigt wird, ist die Dicke des Stegs 17 beim Stich mindestens ungefähr doppelt so groß wie die Dicke der nicht mit Stichen versehenen Bereiche des Stegs, welche dem Doppelten der Dicke des Blechausgangsmaterials entspricht, aus dem das T-Profil 10 geformt wird. Der Stich wird in der dritten Station, die in 4 und 4a gezeigt wird, eingeebnet, um die Dicke in dieser Zone soweit wie praktisch möglich zu reduzieren. Das Ausmaß, in dem der Butzen 28 wieder zurück in die Ebene des Stegs 17 eingeebnet wird, kann teilweise von der ursprünglichen Dicke des Stegs 17 abhängen. Die folgende Tabelle, die lediglich als Beispiel dienen soll, zeigt die ungefähre eingeebnete Dicke des Stegs im Stichbereich für verschiedene Blechdicken, wenn das T-Profil aus Stahl gefertigt wird.

MATERIALDICKE (mm) DICKE DES EINGEEBNETEN STICHS (mm)

0,381/0,432 vorlackierter Stahl 1,067

0,330/0,381 vorlackierter Stahl 0,864

0,254/0,330 vorlackierter Stahl 0,660
Der Steg 17 hat außer in den Bereichen der Stiche eine nominale Dicke, die dem Doppelten der Stärke oder Dicke des Blechausgangsmaterials entspricht. Beim dickeren Blechausgangsmaterial wird der Stich so eingeebnet, dass die Dicke des Stegs dort nicht mehr als ungefähr 1/3 höher ist als die Dicke des Stegs in den nicht mit Stichen versehenen Bereichen. Aus 4a geht hervor, dass ein großer Teil des Gutzens 28 wieder in die Zone zurückgetrieben wird, aus der er ausgeschnitten wurde, und zwar sowohl in den eingeebneten oder geprägten Bereich als auch in den verbleibenden Teil des Lochs 41.
Nach dem Passieren der Sticheinebnungswalzen 51, 52 wird das dargestellte T-Profil weiteren Profilwalzoperationen unterzogen, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt sind, um die in 1. gezeigte Querschnittskonfiguration zu erzielen. In den nachfolgenden Profilwalzoperationen oder in ergänzenden Profilwalzoperationen kann jede eventuell im T-Profil durch die hier offenbarten Stichbildungsoperationen hervorgerufene Verschränkung durch nach dem Stand der Technik bekannte Techniken wieder beseitigt werden.
Die hier offenbarten Stiche 23 sind relativ nah zueinander beabstandet und werden auf einer Linie gebildet, die über die gesamte Länge des T-Profils 10 verläuft. Die Stiche sind besonders in T-Profil-Konfigurationen vorteilhaft, wo bei der fertigen Installation die Bereiche des Blechs, die am Übergang zwischen dem doppelten Steg und den divergierenden Flanschen gebogen sind, sichtbar sind. Die Stiche verhindern die unansehnliche Trennung der Stegelemente 21, 22 und der Flansche 18 in dieser Übergangszone voneinander. Diese Trennung kann bei herkömmlichen T-Profil-Konstruktionen auftreten, wo die Stiche nicht insbesondere am Ende eines T-Profils vorhanden sind, das am Installationsort auf Länge geschnitten wird. Das Schneiden am Installationsort führt dann zu einer lokalen Verzerrung an den Schneidkanten, und die Verzerrung wird ohne die Stiche durch einen Spalt noch optisch verstärkt, der zwischen dem Steg und den Flanschelementen erscheint.
Der hier offenbarte Profilwalzprozess für die Stiche ist insbesondere für die hier offenbarte T-Profil-Konstruktion geeignet, bei der eine Reihe von Stichen mit relativ geringem Abstand zueinander verwendet wird. Da die Stiche gemäß der Erfindung nach dem Herausbilden und Verriegeln eingeebnet werden können sie sich an beliebiger Stelle entlang des T-Profils befinden, ohne dass beispielsweise auf die Position des Endes des T-Profils, an dem das Verbindungsstück 11 befestigt werden soll, oder auf die Position eines Querlochs 57, in dem ein Verbindungsstück aufgenommen wird, Rücksicht genommen werden muss. Der minimale Anstieg bei der Dicke des Stegs, der durch den eingeebneten Stich verursacht wird, wird im Wesentlichen keinen negativen Effekt auf die fabrikmäßige Verbindung des Endverbindungsstücks 11 oder auf die Aufnahme eines Verbindungsstücks während der Vorortinstallation eines Gitters haben, wenn sich in diesen Bereichen zufällig ein Stich befindet. Der Profilwalzprozess zur Bildung der Stiche ist weniger teuer, wenn er durchgeführt werden kann, ohne dass dabei die Stiche präzise in der Längsrichtung positioniert werden müssen.
5 zeigt ein anderes Beispiel eines Gitter-T-Profils 10' mit einem Querschnitt, bei dem die Erfindung besonders vorteilhaft ist. Die Erfindung ist auch vorteilhaft bei Doppelsteg-T-Profilen mit einer Stirnkappe nach dem Stand der Technik.

Claims

Gitter-T-Profil (10, 10') für eine abgehängte Decke, umfassend Metallblech, das so gefaltet ist, dass es einen längs verlaufenden Grundkörper bildet, dessen Querschnitt einen vertikal verlaufenden doppelten Steg (17) und ein Paar integral mit dem Steg ausgeführte divergierende Flansche (18) aufweist, wobei der Steg zwei Elemente (21, 22) aufweist, die jeweils durch eine Lage des Metallblechs gebildet werden, und die Flansche (18) jeweils mit einem zugehörigen der beiden Stegelemente verbunden sind, die Stegelemente durch integral in ihnen ausgebildete Stiche (23) in aneinander stoßendem Kontakt miteinander verbunden sind, die Stiche mit einem Abstand zueinander im Wesentlichen über die gesamte Länge des T-Profils angeordnet sind, die Stiche (23) jeweils gebildet werden, indem ein Butzen (28) aus beiden Stegelementen (21, 22) ausgestochen und aus der Ebene des Stegs (17) zu einer Seite des Stegs verschoben wird, so dass ein Loch (41) entsprechend dem Butzen verbleibt, das Material des T-Profils plastisch verschoben wird, so dass der Butzen (28) größer ist als das Loch (41), das er ursprünglich im Steg hinterlassen hat, wodurch verhindert wird, dass der Butzen zurück durch das Loch passieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Butzen (28) wieder zurück in die Ebene des Stegs (17) eingeebnet wird, wodurch die Dicke des Stegs (17) im Bereich des Stichs (23) nicht wesentlich größer wird als ungefähr ein Drittel mehr im Vergleich zur nominellen Dicke des Stegs (17), der durch die aneinander stoßenden flachen Teile der Stegelemente (21, 22) gebildetwird.
Gitter-T-Profil gemäß Anspruch 1, wobei der Butzen (28) des Stichs im Ergebnis dessen größer ist als das Loch (41), dass das Stegmaterial rund um das Loch plastisch durch Komprimierung verformt wird, um die Größe des Lochs permanent einzuengen und um den Bereich des Stegs (17) an den Kanten des Lochs wesentlich dünner zu machen als die ursprüngliche Dicke der Stegelemente (21, 22).
Gitter-T-Profil gemäß Anspruch 2, wobei der Butzen (28) die Form aufweist, die durch eine Rotationsstanze (31) erzeugt wird.
Gitter-T-Profil gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die plastische Verschiebung des T-Profilmaterials, die dazu führt, dass der Butzen (28) größer ist als das Loch (41), durch ein Rotationswerkzeug (46) bewirkt wird.
Gitter-T-Profil gemäß jedem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Butzen (28) sich durch die Betätigung einer Rotationsfläche (51, 52) in einen eingeebneten Zustand in der Ebene des Stegs gebracht wird.
Gitter-T-Profil gemäß Anspruch 1, wobei der lange Grundkörper entgegengesetzte Enden aufweist und aus einem einzigen gefalteten Metallstreifen gebildet wird, der Steg (17) Schlitze (12) zum Aufnehmen von Verbindungsstücken für kreuzende T-Profile aufweist, die Stiche (23) die Stegelemente (21, 22) unmittelbar neben deren unteren Kanten in aneinander stoßendem Kontakt miteinander verbinden, die Stiche (23) ein regelmäßiges Muster aufweisen, das im Hinblick auf die Enden des Grundkörpers zufällig positioniert ist, und die Stiche (23) mit Rotationswerkzeugen gebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Gitter-T-Profils (10, 10') für eine abgehängte Decke, umfassend das Formen eines langen T-Profils durch Profilwalzen eines Metallstreifens in eine gewünschte Querschnittkonfiguration, die einen im Wesentlichen flächigen doppelten Steg (17) aus zwei in Lagen angeordneten Elementen (21, 22) des Streifens sowie divergierende Flansche (18) aufweist, die jeweils mit einer unteren Kante des zugehörigen der beiden Stegelemente verbunden sind, das Verbinden der Stegelemente (21, 22) miteinander in unmittelbarer Nähe zu ihren unteren Kanten durch ein Muster aus integralen Stichen (23), die über die Länge des T-Profils verlaufen, wobei die Stiche (23) durch aufeinander folgende Rotationswerkzeuge (31, 46, 51, 52) gebildet werden, die zuerst einen Butzen (28) aus beiden Elementen (21, 22) des Stegs ausstechen und ein Loch (41) an einer Stelle hinterlassen, von der aus das Material des Gutzens verschoben wurde, die Rotationswerkzeuge dann das Material des T-Profils prägen, um das Loch (41) des Stichs kleiner als den Butzen (28) zu machen, wodurch verhindert wird, dass der Butzen ungehindert zurück durch das Loch passieren kann, wobei die Rotationswerkzeuge (31, 46, 51, 52) um im Wesentlichen parallele Achsen rotieren und diese Achsen in Ebenen liegen, die allgemein senkrecht zur Längsrichtung des T-Profils und parallel zur Ebene des Stegs (17) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationswerkzeuge im Anschluss an das Prägen im Wesentlichen den Stich (23) einebnen, indem der Butzen (28) permanent wieder in die Ebene des Stegs zurückgepresst wird, und zwar bis zu einem Ausmaß, bei dem die endgültige Dicke des Stegs (17) im Bereich des Stichs (23) nicht wesentlich größer ist als ungefähr ein Drittel mehr im Vergleich zur Dicke des Stegs in Bereichen außerhalb des Stichs.