DEV0000296MA - Leichtbauträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leichtbauträger, der in Bezug auf seine Querschnittsform aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, die aus relativ dünnem Blech bestehen. Von einem Leichtbauträger ist zu fordern, dass er bei möglichst geringem Gewicht ein möglichst grosses Widerstandsmoment und gleichzeitig eine möglichst grosse Verwindungssteifigkeit und Knickfestigkeit besitzt.

Es sind bereits Leichtbauträger bekannt geworden, die bei geringem Gewicht ein verhältnismässig grosses Widerstandsmoment besitzen. Aber die gleichzeitig zu fordernde Eigenschaft einer Verwindungssteifigkeit ist bei den bisher bekannt gewordenen Ausführungen entweder garnicht oder nur in sehr geringem Umfange erfüllt. So sind zum Beispiel Leichtbauträger bekannt geworden, die als Doppel-C-Träger angesprochen werden und aus dünnwandigem Blech bestehen. Die beiden Blechkörper sind entlang der Trägerlängsachse mittels Punktschweissung miteinander verbunden. Ein solcher Träger weist zwar gegenüber dem genormten I-Träger bei gleichem Metergewicht ein höheres Widerstandsmoment auf. Er ist aber nicht verwindungssteif. Seine Auflagerflächen weisen ausserdem leicht Unebenheiten auf, die zu Passungenauigkeiten führen, weil die Oberflächen der beiden benachbarten Flanschen nicht immer in gleicher Ebene liegen. Es sind auch Leichtbauträger mit kastenförmigem geschlossenem Querschnitt bekannt geworden. Diese haben zwar ein ausreichendes Widerstandsmoment und sind auch genügend verwindungssteif, jedoch bietet der kraftschlüssige Anschluss tragender Bauteile an einen solchen Träger in der Träger-Ebene, die sich mit der y-Achse deckt, Schwierigkeiten. Infolge der hohlen Querschnittsform sind die Wandungen der Bauteile nur einseitig zugängig, wodurch die Anbringung von Befestigungsmitteln wie Nieten und Schrauben wesentlich erschwert ist. Will man an einem Kastenträger dennoch einen kraftschlüssigen Anschluss eines tragenden

Bauteiles in der y-Achse herstellen, so greift dieser Bauteil mit Abstand von der y-Achse an dem Träger an, sodass sehr ungünstige Verdrehungsbeanspruchungen um die Längsachse des Trägers auftreten. Die grössten Belastungsspannungen bei Beanspruchung des Trägers auf Verwindung oder besser gesagt auf Verdrehung treten in der von der y-Achse am weitesten entfernten Zone der Querschnittsform auf.

Gemäss der Erfindung ist nun ein Leichtbauträger geschaffen worden, der die geschilderten Nachteile nicht aufweist, das heisst also, es ist ein Träger geschaffen worden, der bei geringem Gewicht ein möglichst grosses Widerstandsmoment und eine relativ grosse Verwindungssteifigkeit und Knickfestigkeit besitzt.

Der Leichtbauträger gemäss der Erfindung ist hinsichtlich seiner Querschnittsform aus vier Stück paarweise gleichen Blechkörpern zusammengesetzt, wobei die den Träger bildenden Körper mittels Punkt- oder Rollnahtschweissung miteinander verbunden sind. Die den Steg des zusammengesetzten Trägers bildenden Blechkörper sind so geformt, dass sie nur in der Stegmitte, also in der Nähe der neutralen Zone des Trägers, fest aneinander liegen und sind im übrigen so gegeneinander abgebogen, dass sie zusammen mit den beiden sogenannten Gurtblechen des Trägers, an welche die Stegbleche festgelegt sind, je einen Hohlraum einschliessen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dem von den beiden Stegblechen und einem Gurtblech gebildeten langgestreckten Hohlraum eine dreieckige Querschnittsform zu geben. Die Blechkörper werden an ihren gemeinsamen Berührungsflächen wie bereits erwähnt mittels Punktschweissung oder Rollnahtschweissung fest miteinander verbunden. Die die Gurtbänder des Trägers bildenden Blechkörper besitzen gegebenenfalls umgebogene Kanten zur Erhöhung der Steifigkeit des fertigen Trägers. Andererseits hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Kanten der den Trägersteg bildenden Blechkörper in der Nähe der Flanschränder umzubiegen und auf ein Umbiegen der Kanten der Gurtbleche zu verzichten.

Es hat sich gezeigt, dass Gurtbänder mit abgekanteten Rändern wegen der beim Abkanten entstehenden Kerbrissigkeit eine relativ geringe Zugfestigkeit aufweisen. Die gleich ungünstige Kerbrissigkeit entsteht beim Zuschneiden von Blechstreifen, die als Gurtblech Verwendung finden sollen. Man benutzt deshalb erfindungsgemäss solche Blechstreifen, die an den Rändern nicht abgekantet und die ausserdem an den Längskanten unbeschnitten sind, d.h. man verwendet Blechstreifen, deren Naturwalzkante erhalten blieb. Solche Gurtbleche haben gegenüber beschnittenen und/oder abgekanteten Blechstreifen gleicher Dicke und Breite eine wesentlich höhere Zugfestigkeit und sind werkstoff- und gewichtsparend herstellbar.

Die Vorteile des erfindungsgemäss ausgeführten Leichtbauträgers gegenüber vergleichbaren Leichtbauträgern bekannter Bauart sind bedeutend. Es wurde bereits erwähnt, dass bei gleichem Metergewicht nicht nur das Widerstandsmoment, sondern auch die Verwindungssteifigkeit wesentlich grösser ist. Es bietet sich die Möglichkeit des kraftschlüssigen Anschlusses tragender Bauteile im Steg des Trägers in unmittelbarer Nähe der y-Achse, wobei die Verbindungsmittel infolge der doppelseitigen Zugängigkeit des Trägers gegenüber einem Kastenträger bequem angebracht werden können. Der erfindungsgemäss ausgeführte Träger besitzt ein grösseres Widerstandsmoment in der y-Achse als der bekannte Doppel-C-Träger. Die Anlageflächen sind infolge des Durchgehens der Gurtbänder völlig eben. Die Herstellung der Einzelteile des Trägers sowie auch das Zusammensetzen dieser Teile bietet keinerlei Schwierigkeiten.

Die Anwendung des Leichtbauträgers erfolgt bei vorfabrizierten Häuser in ein- oder mehrgeschossiger Bauart, die ein tragendes Stützgerippe besitzen, in Bauten nach normaler Bauweise und in anderen Fabrikationszweigen, zum Beispiel Waggonbau und Kraftfahrzeugbau, an Stellen, an denen leichte Träger mit hohem Widerstandsmoment in der X-Achse und in der y-Achse und hohe Drehsteifigkeit notwendig sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele im Querschnitt dargestellt.

Abb. 1 zeigt einen Leichtbauträger, bei welchem die Kanten der Gurtbänder umgebogen sind;

Abb. 2 zeigt einen Leichtbauträger mit Gurtbändern, deren Längskanten nicht beschnitten sind und bei dem die Kanten der den Trägersteg bildenden Blechkörper in der Nähe der Gurtblechkante umgebogen sind;

Abb. 3 zeigt die Leistungskurve der Leichtbauträger gemäss der Erfindung und ferner die Kurve zweier bekannter Träger, die zum Vergleich herangezogen wurden. Der Leichtbauträger gemäss der Erfindung ist mit A bezeichnet,

während der bekannte Doppel-C-Träger mit B

und ein genormter Doppel-T-Träger mit C bezeichnet wurde.

Die Stegbleche 1, 1' bzw. 2, 2' sind mit ihren Anlageflächen mittels Punkt- oder Rollnahtschweissung verbunden. Die Gurtbleche 3 bzw. 4 sind mit den Stegblechen 1, 1' bzw. 2, 2' ebenfalls mittels Punkt- oder Rollnahtschweissung fest verbunden. Die Ränder 5 der Gurtbleche 3 (Abb. 1) bzw. die Ränder 6 der den Steg des Trägers bildenden Blechkörper 2 sind aus der Ebene der Gurtbleche rechtwinklig abgebogen. Bei jeder der dargestellten Querschnittsformen werden von den beiden den Steg bildenden Blechen 1, 1' und einem Gurtblech 3 oder 4 je ein Hohlraum 7, 7' gebildet. Der eingeschlossene Hohlraum zeigt die Querschnittsform eines Dreiecks.

Claims (4)

1. Aus mindestens z.T. profilierten dünnwandigen Blechkörpern zusammengesetzter Leichtbauträger aus zwei die sogenannten Gurte des Trägers bildenden und zwei den sogenannten Steg des Trägers bildenden paarweise gleichen Blechkörpern, die sämtlich z.B. mittels Punkt- oder Rollnahtschweissung fest miteinander verbunden sind,

gekennzeichnet durch eine solche Formgebung der beiden den Trägersteg bildenden Blechkörper (1, 2), dass diese nur in der Stegmitte, also in der Nähe der neutralen Achse des Trägers, aneinander liegen und im übrigen so, zum Beispiel durch Abkanten verformt sind, dass sie zusammen mit jedem der beiden Gurtbleche (3, 4) je einen Hohlraum (7, 7') einschliessen.

2. Leichtbauträger nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der von den beiden Stegblechen und einem Gurtblech gebildete langgestreckte Hohlraum (7) dreieckige Querschnittsform aufweist.

3. Leichtbauträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtbänder eine gegenüber den Stegblechen grössere Dicke aufweisen.

4. Leichtbauträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtbänder aus an den Längskanten unbeschnittenen und nicht umgebogenen Blechstreifen mit erhalten gebliebener Walzkante bestehen.