DK171941B1 - Fremgangsmåde til formning af et strukturelement samt strukturelement fremstillet ved fremgangsmåden - Google Patents

Description

i DK 171941 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til formning af et strukturelement samt strukturelement fremstillet ved fremgangsmåden, ifølge indledningen til henholdsvis krav 1 5 og krav 11, hvor et strukturelement fremstilles ved en sammenhængende arbejdsgang, hvor formning og svejsning udføres med samme hastighed.

Ikke hule eller massive strukturelementer, såsom I-bjæl-ker, gulv- eller loftsbjælker af valset stål (RSJ), tagåse 10 og stræklægter, som alle anvendes til strukturformål i bygninger, såsom fabrikker, huse og kontorbygninger, har vist sig at være normalt tilfredsstillende i brug og har en grundlæggende tværsnitsform eller profil, der er meget effektiv til at modstå bøjningsbevægelse. Disse gængse 15 strukturelementer eller bjælker formes normalt ved varmvalsningsprocesser.

Imidlertid omfatter sådanne gængse massive strukturelementer eller universalbjælker, som generelt er formet ved varmvalsningsprocesser, generelt to parallelle flanger og 20 en enkelt flad eller plan krop, hvori flangerne er væsentlig tykkere end kroppen. Sådanne gængse massive strukturslementer har visse ulemper, og de omfatter følgende: a) forholdene mellem udsat overfladeareal og masse og 25 styrke er høje, hvilket fører til forøgede omkostninger både for korrosionsbeskyttelse og brandsikring, b) forholdene mellem flangebredde og tykkelse er generelt begrænset for at undgå reduktioner i lasteevnen på grund af hensyn til lokale indbulinger, 30 c) forholdene mellem kroppens bredde og tykkelse er generelt begrænset for at undgå reduktioner i sektionslasteevnen på grund af hensyn til lokale indbulinger, d) varmvalsningsfremgangsmåden fører til fremstilling af væsentlige mængder valseskæl og rust og giver en begræn- 35 set minimumstykkelse, og e) første maling under fremstillingen er ikke et praktisk DK 171941 B1 2 anvendeligt princip.

Der er også blevet anvendt koldvalsede strukturelementer, der omfatter tagåse og rektangulære hule sektioner, og 5 disse har visse ulemper som beskrevet nedenfor.

Specielt har tagåssektioner, som generelt har C- eller eller Z-form, forhold mellem flangebredde og -tykkelse og forhold mellem kropbredde og -tykkelse, som er stærkt begrænset af hensynet til lokale indbulinger.

10 Rektangulære hule sektioner (RHS) er også blevet foreslået som strukturelementer, hvori hver væg i rektanglet har i det væsentlige samme tykkelse. Imidlertid har disse gængse strukturelementer været utilstrækkelige med hensyn til bøjningsbevægelse, og forholdene mellem vægbredde og 15 -tykkelse har generelt været begrænset for at undgå reduktioner i lasteevnen af hensyn til lokale indbulinger.

Der er også foreslået strukturelementer, der omfatter et par hule endesekt ioner, som er adskilt af en mellemliggende krop. Således foreslås f.eks. i USA-patentskrift nr.

20 3.342.007 et strukturelement, der fremstilles ud fra et enkelt stykke stålplade ved kold valseformning, hvori der tilvejebringes trekantede hule endesektioner adskilt af en plan krop. Hver trekantet hul endesektion omfatter en vandret side eller flange og et par skrå sider eller 25 flanger, og de frie ender af det enkelte stykke stålplade består af ender af hver af de skrå flanger, som ligger an mod den anden tilstødende skrå flange.

Desuden har de i begge de ovennævnte patentskrifter nr.

3.342.007 og nr. 3.517.474 beskrevne strukturelementer 30 markant reduceret lasteevnen for enkeltkræfter.

DK 171941 B1 3 USA-patentskrift nr. 3.517.474 beskriver også en struktursamling med flanger omfattende et par hule endesek-tioner, der er rektangulære eller trapezformede, og en 5 mellemliggende plan krop. Den hule endesektion og kroppen er alle særskilte komponenter, og kroppen er svejset til de hule endesektioner. Hver endesektion omfatter et par frie ender eller rande, som er bøjet eller foldet, og som løber sammen med den mellemste del af en topflange eller 10 væg af de hule endesektioner.

USA-patentskrift nr. 426.558 beskriver også et strukturelement med et par hule endesektioner og en mellemliggende plan krop, der er i et sammenhængende stykke. Selv om der ikke beskrives nogen fremstillingsmetode, ser det 15 ud til, at patentskriftet henviser til smedede stål- eller jernbjælker eller -fodtømmer, der formes i en støbeform.

Imidlertid overvejes det med hensyn til de i de ovennævnte USA-patentskrifter beskrevne strukturelementer, at disse strukturelementer ville have markant reducerede lasteevner 20 på grund af hensyn til lokale indbulinger. Dette synes især at være tilfældet i USA-patentskrift nr. 3.342.007, hvori de frie ender af det enkelte stykke stålplade, der omfatter en ende af hver skrå flange, ligger an mod den anden skrå flange. Dette ville også gælde for patentskrift 25 nr. 3.517.474.

Struktursamlingen med flanger ifølge det sidstnævnte patentskrift, der ikke er formet af et enkelt stykke metalstrimmel, ville også være relativt kostbar at fremstille, fordi den er formet af tre komponenter. Også 30 fremstillingstrinnet med foldning af de frie rande af hver rektangulær eller hul endesektion som beskrevet ovenfor synes at komplicere fremstillingen og forøge omkostningerne derved.

DK 171941 B1 4

Fra EP-patentskrift nr. 267.843 kendes et strukturelement og en fremgangsmåde til fremstilling af dette ifølge indledningen til henholdsvis krav 1 og krav 6. Dette 5 skrift omtaler en profileret bjælke med en massiv krop og hule sideflanger, idet disse formes af en enkelt metalstrimmel. Ved formning af profilelementet udformes ribber i kroppen for dannelse af en fordybning svarende til halvdelen af metalstrimmelens tykkelse, idet læber for 10 hver af de hule sideflanger, som dannes af metalstrimmelens yderkanter, placeres i fordybningen for dannelse af en struktur, der er symmetrisk om kropplanets akse. Læben svejses til kropdelen, men der nævnes intet om udformning af svejsningen.

15 Det er et formål med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et strukturelement og en fremgangsmåde til dets fremstilling, som afhjælper de ovennævnte med den kendte teknik forbundne ulemper.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved en fremgangsmåde til 20 fremstilling af et strukturelement samt et strukturelement fremstillet ved fremgangsmåden, som udviser de i krav 1 og 11 angivne træk.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til formning af et strukturelement, som kan omfatte følgende trin: 25 a) passering af en i det væsentlige plan metalstrimmel gennem et stort antal formningsstationer til successiv deformering af modstående frie rande på metalstrimmelen, således at der tilvejebringes et par i det væsentlige hule endesektioner, hvori hver fri rand er placeret stødende op 30 til en mellemliggende krop indskudt mellem hver i det væsentlige hul endesektion, og b) svejsning af hver fri rand vinkelret til den mellemliggende krop til dannelse af svejselinier eller -sammenføjninger, der strækker sig langs strukturelementet, idet 35 formningen og svejsningen udføres med samme hastighed.

DK 171941 B1 5

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er det også muligt i begyndelsen at underkaste den i det væsentlige plane metalstrimmel præformningsoperationer, hvorved der bibrin-5 ges metalstrimmelen støtte- eller yderligere strukturtræk eller udsmykninger. Disse støtteforanstaltninger omfatter perforationer, riller, fordybninger, riflinger, fremspring og lignende, som kan anses for passende med hensyn til slutanvendelsen af strukturelementet eller til forøgelse 10 af strukturslementets lasteevne.

De strukturelle støtteforanstaltninger udført på præformningstrinnet kan enten være i det væsentlige uforandret eller lidt eller væsentligt forandret ved enhver påfølgende formningsoperation. Således kan om ønsket yder-15 ligere strukturelle støtteforanstaltninger eller udsmykninger bibringes strukturelementet ifølge opfindelsen efter eller under formningsoperationerne.

I trin a) i fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan den i det væsentlige plane metalstrimmel successivt deformeres 20 gennem et antal valseformningsstationer. Fortrinsvis kan hver fri randdel deformere efter hinanden eller påfølgende, således at metalstrimmelens tværsnitsprofil har i det væsentlige W-form, efter at den er passeret gennem formningsstationerne. Dette er vist detaljeret på den 25 ledsagende tegning. Det må imidlertid også forstås, at der kan anvendes andre tværsnitsprofiler ved valseformningen, som f.eks., at metalstrimmelens frie randdele bøjes indad gennem et antal forskellige passager til dannelse af en i det væsentlige trekantet hul endesektion. Dette fremgår 30 også af den ledsagende tegning.

Det er også muligt med hensyn til formningstrinnet, at strukturelementets ønskede slutprofil formes direkte efter metalstrimmelens passage gennem den sidste formningsstation. Det er imidlertid også inden for opfindelsens 35 grænser, at der efter passage gennem den sidste formnings- DK 171941 B1 6 station formes en grundlæggende form, f.eks. to separate cirkler adskilt af en enkelt krop, som derpå underkastes yderligere formningsprocesser til fremstilling af et antal 5 forskellige tværsnitsprofiler. Et andet muligt alternativ er at fremstille den grundlæggende form af to separate cirkler adskilt af en enkelt krop ved anvendelse af forskellige valsepassager og derpå underkaste den grundlæggende form yderligere formningsoperationer til frem-10 stilling af et antal forskellige tværsnitsprofiler.

Med hensyn til formningstrinnet a) foretrækkes det at passere metalstrimmelen gennem et stort antal kolde valseformningsstationer. Det er imidlertid også muligt at fremstille strukturelementet ifølge opfindelsen ved andre 15 formningsmetoder, såsom ved trykbremsning ("press bra- . king") eller ekstrusionsprocesser.

Efter formningstrinnet passerer strimmelen eller arbejdsstykket til en svejsestation, hvor der benyttes en højfrekvensinduktions- og/eller elektrisk modstands-20 svejsning, som svejsemetode.

Blandt de ovennævnte foretrækkes det under hensyntagen til fremgangsmåden ifølge opfindelsen at anvende højfrekvens-induktionssvej sning.

Ved denne type svejsning anvendes en højfrekvent veksel-25 strøm til at inducere strømme i de områder, der skal svejses, således at modstående svejsesammenføjningsområder (f.eks. en fri rand af strimmelen, der ligger an mod den mellemliggende krop eller er placeret stødende tæt op dertil) på to adskilte steder varmes op til et punkt, hvor 30 svejsevalserne er i stand til at tryksvejse strimmelen til dannelse af det ønskede tværsnitsprofil.

På svejsestationen er det også inden for opfindelsens omfang at udføre en eller flere laskeoperationer på DK 171941 B1 7 arbejdsstykket, hvorved svejsefremspring eller for stor svejsevulst kan fjernes. Som alternativ til laskning til fjernelse af for stor svejseperler kan der også anvendes 5 svejsevulstudfladning.

Endelig kan arbejdsstykket eller metalstrinunelen passeres til en opretnings- og/eller formningsstation, hvor der anvendes formningsvalser monteret i et antal kolde vals-ningsrullestande til at frembringe det ønskede tværsnits-10 profil. Formningsvalserne kan efter hinanden deformere den svejsede sektion. Det er imidlertid også muligt at undgå anvendelsen af formningsvalser ved direkte formning af arbejdsstykket, således at det allerede har den ønskede endelige form efter passage gennem svejsestationen. I 15 dette tilfælde kan opretning imidlertid blive en integral del af den direkte formningsproces.

Strukturelementet ifølge opfindelsen omfatter et par hule endesektioner og en mellemliggende krop og er ejendommeligt ved, at hver hul endesektion er svejset til den 20 mellemliggende krop, således at der dannes to svejselinier eller sammenføjninger, der strækker sig langs strukturelementet.

Fortrinsvis er den mellemliggende krop overvejende plan, og det foretrækkes også, at strukturelementet er formet af 25 et enhedsark af metal med modstående rande, idet hver rand er placeret stødende op til den nævnte mellemliggende krop og er svejset vinkelret dertil til dannelse af svejselinierne eller svejsesammenføjningerne.

De hule endesektioner kan have enhver egnet form og 30 således være cirkulære, rektangulære, trekantede eller polygone. Det er heller ikke nødvendigt, at hver endesektion har en lignende form, således at det er inden for opfindelsens omfang at have forskelligt formede hule endesektioner, såsom en rektangulær og en cirkulær.

DK 171941 B1 8

Selv om det foretrækkes, at hver hul endesektion har i det væsentlige samme størrelse, er det ikke ubetinget nødvendigt, og det er således muligt under hensyntagen til 5 opfindelsens omfang, at de hule endesektioner er forskellige både i størrelse og i form.

I det følgende beskrives en foretrukken udførelsesform for opfindelsen nærmere, idet der henvises til den ledsagende tegning, på hvilken 10 fig. 1 skematisk viser et apparat anvendt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen omfattende en formningsdel, en kantfremstillings- og svejsningsdel og en formnings- og opretningsdel, fig. 2 viser formningsdelen set fra siden, 15 fig. 3 viser valserne S1-S2 i fig. 2 set fra enden, fig. 4 viser valserne F3-F4 i fig. 2 set fra enden, fig. 5 viser valserne F1-F2 i fig. 2 set fra enden, fig. 6 illustrerer et typisk sæt valser Fl, fig. 7 illustrerer et typisk sæt valser SI, 20 fig. 8 illustrerer et typisk sæt valser F4, fig. 8A illustrerer et andet typisk sæt valser Fl eller F2, fig. 8B illustrerer et andet typisk sæt valser F3 eller F4, 25 fig. 8C illustrerer et andet typisk sæt valser SI eller S2, DK 171941 B1 9 fig. 9 viser kantfremstillings- og svejsedelen set fra siden, fig. 10 viser valser WP1 set fra enden, 5 fig. 11 viser valser WP2 set fra enden, fig. 12 viser valser EP1 set fra enden, fig. 13 illustrerer et typisk sæt valser WP1, fig. 14 illustrerer et typisk sæt valser EP2, fig. 15 illustrerer et typisk sæt valser EP1, 10 fig. 16, 17 og 18 illustrerer svejsedelen, idet de viser svejseapparatet (fig. 16), svejsevalser (fig. 17) og laskeapparat (fig. 18), fig. 19 illustrerer formnings- og opretningsdelen set fra siden 15 fig. 20 illustrerer et typisk sæt valser betegnet SH3, fig. 21 illustrerer et typisk sæt valser betegner SH1, fig. 22 illustrerer valserne SH1 set fra enden, fig. 23 illustrerer valserne SH2 set fra enden, fig. 24 illustrerer valserne SH3 set fra enden, 20 fig. 25 illustrerer valserne SH4 set fra enden, fig. 26 illustrerer valserne SH5 set fra enden, fig. 27, 28 og 28A illusterer alternative mønsterdele, der DK 171941 B1 10 kan fås i formningstrinnet, og fig. 29-35 illustrerer alternative tværsnit, der kan fås i overensstemmelse med opfindelsen.

5 I fig. 1 ses en flad metalstrimmel 10, der passerer gennem en formningsdel 11 med formningsvalser Fl, F2, F3 og F4 samt sidevalser SI og S2. Ligeledes ses randfremsti11ings-og svejsedelen 12 med valser EPl, EP2 og WP1. Endvidere ses et svejseapparat 13. Endelig ses en formnings- og 10 opretningsdel 14 med formningsvalser SHI, SH2, SH3 og SH4 og opretningsvalser STI. Desuden ses et strukturelement 15 med det ønskede tværsnitsprofil i overensstemmelse med opfindelsen.

I fig. 2-5 ses formningsval seme F1-F2 bedst i fig. 5, 15 herunder indstillingsskruer eller skruedonkrafte 16, drivaksler 17 og drivenhed 18. Desuden ses øvre valser 19 og en nedre valse 20. De øvre valser 19 kan hver indstilles lodret ved bevægelse langs stilleskruerne 16. Desuden ses lejehuse 21. Støttestande 23 og 24 ses også. Bevægelse 20 af valserne 19 langs skruedonkraftene 16 forårsages ved manuel påvirkning af indstillingsmekanismer 17A.

Formningsvalserne F3-F4 ses bedst i fig. 4, herunder indstillingsskruer eller skruedonkrafte 25 for topvalser 26. Aksler 27-28 er forbundet med en drivenhed, såsom 25 drivenheden 18 vist i fig. 5. Der ses også sidevalser 26A og en nedre valse 26B. Vandret indstilling af sidevalserne 26A i forhold til arbejdsstykket 10 forårsages af stilmekanismer 29. Der er også angivet direkte kobling 30 og forbindelsesaksler 31, der griber ind i gearkasser 32 til 30 bevægelse af topvalsen 26 parallelt langs skruedonkraftene 25.

Påvirkning af lodret bevægelse af valserne 26 forårsages af manuel indstilling, hvorved en drivende spindel 32A

DK 171941 B1 11 drejes med passende midler.

Sidevalserne S1-S2, som bedst ses i fig. 3, omfatter valsestande 33, lejehuse 34, lodret orienterede valser 35, en 5 nedre valse 36 og valseaksler 37.

Fig. 6-8 viser i rækkefølge formningen af strimmelen 10 og udviklingen af det ønskede W-tværsnits profil. Strimmelen 10's siderande bøjes gradvis indad som vist ved virkning af valser 19 og 20 i fig. 6, valser 35 og 36 i fig. 7 og 10 valser 26A, 26B og 26 i fig. 8.

I fig. 8A, 8B og 8C ses en modificeret følge af former, der kan anvendes på valserne F1 og F2, henholdsvis F3 og F4, henholdsvis SI og S2. Lignende henvisningstal anvendes i fig. 3, 4 og 5 med den undtagelse, at valser 19A og 20 i 15 fig. 8A, valser 26V og 26W i fig. 8B og valser 35A og 36A har et afvigende profil fra de tilsvarende valser 19 og 20 i fig. 5, 26 og 26B i fig. 4 og 35 og 36 i fig. 3.

Fig. 9-12 viser randfremstillings- og svejsedelen, hvori strimmelen 10 passerer påfølgende gennem valser EPl, EP2 20 og WP1.

Fig. 10-12 viser valser WP1, EP2 og EPl, der alle i struktur meget ligner valser F3-F4 beskrevet i fig. 4, og således vises tilsvarende henvisningstal. Imidlertid betegnes topvalserne i fig. 10, 11 og 12 henholdsvis 26K, 25 26H og 26E, sidevalserne 26L, 261 og 26F, og bundvalserne betegnes 26M, 26J og 26G. Hver af valserne WP1, EP2 og EPl støttes på valsestande 22.

Fig. 13-15 viser også påfølgende udviklingen af strimmelen 10's tværsnitsprofil efter passage gennem valserne EPl, 30 EP2 og WP1. Dannelsen af de ønskede cirkulære hule ende-sektioner ud fra W-profilet ses i fig. 13.

DK 171941 B1 12 I fig. 16-18 ses et svejseapparat, der anvendes ved opfindelsen, og dette omfatter et højfrekvenssvejseapparat 13 med svejsekontakter Aa, Ab, Ba og Bb, som står i forbin-5 delse med hver fri rand 38 af strimmelen 10 og kropdel 39 som vist.

I forbindelse med anvendelsen af højfrekvenssvejseappa-ratet 13 tvinges strimmelen 10's dele 38 og 39 til at ligge an mod hinanden. Imidlertid understreges det, at 10 delene 38 og 39 i tilfælde af anvendelse af et andet svejseaggregat, såsom TIG eller MIG, ikke nødvendigvis skal ligge an mod hinanden, men være placeret tæt stødende op dertil.

Fig. 17 viser operationen af valsesamlingen WPl's valser 15 ved tilvejebringelsen af det ønskede sted, hvor delene 38 og 39 ligger an mod hinanden.

Fig. 18 viser operationen af et laskeorgan 40 til fjernelse af overskud af svejsevulst som omtalt ovenfor.

Fig. 19-21 viser operationen af formningsvalserne SH1, 20 SH2, SH3, SH4 og SH5 og opretningsvalserne STI.

Operationen af en typisk formningsvalse ses bedst i fig.

20, og dette ligner meget operationen af formningsvalserne F3, F4 som beskrevet ovenfor, og således anvendes tilsvarende henvisningstal. Topvalsen er imidlertid betegnet 41, 25 sidevalserne 42 og bundvalserne 43. Alle valserne støttes på valsestande 44.

Operationen af opretningsvalsesamlingen STI ses bedst i fig. 21, og dette omfatter et valsehus 45. Der tilvejebringes et par top- og bundvalser 46-47 og et par side-30 valser 48. Hele samlingen 49 af valserne 46, 47 og 48 kan drejes om en centerakse betegnet X i tegningens plan ved påvirkning af et håndtag 50, som griber ind i en gearkasse DK 171941 B1 13 51. Der tilvejebringes også stilmekanismer 52 og 53 til vertikal indstilling af bevægelsen af valserne 46 og 47 i støtteskinner 54 i forhold til arbejdsstykket 10. Der 5 tilvejebringes også stilmekanismer 55 og 56 til vandret indstilling af sidevalserne 48's bevægelse i forhold til arbejdsstykket 10 i støtteskinner 57.

Den påfølgende række begivenheder, der nu vil finde sted med hensyn til arbejdsstykket 10, ses nu i fig. 22 til 26, 10 som viser, at et arbejdsstykke 10 med et tværsnitsprofil, som bedst fremgår af fig. 22, kan omdannes til et antal andre former som vist i fig. 23, 24, 25 eller 26, hvilket til sidst giver trekantede hule endesektioner. Disse er omdannet fra cirkulære endesektioner vist i fig. 22.

15 Typiske mønstersektioner, der kan fås i overensstemmelse med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, og som er forskellige fra det foretrukne W-profil som beskrevet ovenfor, er vist i fig. 27, 28 og 28A efter passage af strimmelen 10 gennem en række valser som beskrevet 20 ovenfor. Fig. 27 illustrerer et profil, der fås, hvori kroppen hovedsagelig forbliver plan under formningsprocessen. På den anden side viser fig. 28 og 28A at dette ikke er væsentligt, og at der kan fås andre former, såsom påfølgende bøjning af strimmelens frie rande indad eller 25 tilbage på sig selv, hvilket giver trekantede hule endesektioner.

Fig. 29-35 viser forskellige mulige tværsnitsprofiler af strukturelementer, der kan fås i overensstemmelse med opfindelsen. Fig. 29 viser et foretrukket strukturelement 30 med hule trekantede endesektioner 58 og krop 59. To svejsesammenføjninger 60 mellem endesektionerne 58 og kroppen 59 er også vist. For bekvemmelighed er lignende henvisningstal blevet anvendt med hensyn til de øvrige strukturelementer, der er vist i fig. 30-35. Hule ende-35 sektioner 58A og 58B af forskellig størrelse kan fås i DK 171941 B1 14 overensstemmelse med opfindelsen som vist i fig. 32. Der kan også om ønsket tilvejebringes riller 61 som vist i fig. 35.

5 Af de foregående forstås det, at de ifølge opfindelsen fremstillede strukturelementer har et antal fordele i sammenligning med den kendte teknik. I denne henseende kombineres strukturelementet ifølge den foreliggende opfindelse koldformede hule sektioners traditionelle 10 fordele med en grundlæggende form, der er relativt effektiv til at modstå bøjningsmoment.

Derfor omfatter fordele, der kan tilskrives den foreliggende opfindelse i sammenligning med gængse ikke hule eller faste strukturelementer, følgende: 15 1) sektioners minimumstykkelse begrænses ikke af en varmvalseproces, idet de fortrinsvis formes ved kold-valsning, 2) koldvalsning af strimmelen under formningen forbedrer udbyttet, 20 3) fjernelse af valseskæl og rust under formningen kan udføres, og 4) der kan også udføres en første maling under fremstillingen.

Den grundlæggende udformning af strukturelementerne ifølge 25 opfindelsen vil også være relativt effektiv af følgende grunde: a) sektionen består af to hule flanger eller endesek-tioner forbundet med en enkelt krop, b) strukturelementerne ifølge opfindelsen ligner således 30 traditionelle universalbjælker, som har to parallelle flanger og en enkelt flad krop med flanger i det væsentlige tykkere end kroppen, c) en enkelt krop er meget mere effektiv end to kroppe som i gængse koldformede hule sektioner, DK 171941 B1 15 d) fordi flangerne er hule, er flangerne effektivt meget tykkere end kroppen. Dette er meget mere effektivt end samme tykkelse af flange og krop, 5 e) forhold mellem flangebredde og flangetykkelse er også mindre begrænset til af hensyn til lokal indbuling og kropbuling, end det er tilfældet med gængse universalbjælker, f) forhold mellem kropbredde og tykkelse reduceres effek-10 tivt af bredden af de hule sektionsflanger, som atter reducerer virkningen af overvejelser over kropbuling på lasteevnen, g) på grund af disse fordele med hensyn til lokal indbuling og kropbuling kan der anvendes stål med højere 15 strækgrænse, hvilket giver betydelige økonomiske fordele, og h) der opnås lave forhold mellem udsat overfladeareal og masse og styrke, hvilket hjælper til at reducere omkostninger både til korrosionsbeskyttelse og brandsikring.

20 Det bør bemærkes, at disse fordele er iboende forbundet med evnen til at fremstille en svejset hul sektion med to svejsesammenføjninger. En åben sektion af lignende form, dvs. en sektion, hvor strimmelens ender ikke var svejset til kroppen til dannelse af to lukkede hule sektioner, 25 ville have markant reduceret lasteevne på grund af hensyn til lokale indbulinger. Dette gælder klart for den tidligere omtalte kendte teknik, dvs. USA-patentskrifterne nr.

3.342.007 og nr. 3.517.474.

Hovedfordelen ved strukturelementerne ifølge opfindelsen 30 set fra et fremstillingssynspunkt er, at strukturelementerne kan fremstilles i et rørvalseapparat med elektrisk modstandssvejsning. Det medfører alle de fordele, som koldformning tilbyder i forhold til varmvalsning, herunder en meget lavere investering i anlægget og stærkt 35 formindskede energibehov.

DK 171941 B1 16

Strukturelementer ifølge opfindelsen har også andre fordele, som hverken tilbydes af universalbjælkesektioner eller af gængse koldformede hule sektioner. Det er muligt 5 at anvende rummet inde i de hule flanger til placering af bygningstjenester. I tilfælde af vandledningsnet kan anvendelsen af ikke-destruktive fremgangsmåder til afprøvning af svejsekvalitet relativt let udstrækkes til at afprøve de hule sektioners vandtæthed.

10 Det er også muligt at anbringe forspændingskabler inde i de hule endesektioner for at give større lasteevne og regulering af bjælkens afbøjning på stedet.

Som nævnt ovenfor er det klart, at den fordel, som strukturelementet ifølge opfindelsen har i forhold til den 15 kendte teknik, er, at strukturelementet ifølge opfindelsen har to lukkede hule flangesektioner forbundet med en enkelt krop.

En åben sektion af lignende form, dvs. en sektion, hvor strimmelens ender ikke var svejset til kroppen til dan-20 nelse af to lukkede hule sektioner, ville have markant reduceret lasteevne på grund af hensyn til lokale indbu-linger.

Det er vigtigt i USA-patentskrift nr. 3.342.007 at bemærke, at dette angår en åben sektion, idet strimmelens frie 25 ender blot berører elementets kropsektion. Fordi dette produkt er en åben sektion, vil det have markant lavere lasteevne end den, der opnås ved den foreliggende opfindelse.

I beskrivelsen til patent nr. 3.342.007 ville den del af 30 flangen, som er bøjet til berøring med elementets krop danne væsentlige lokale indbulinger ved relativt lave belastninger. Dette illustreres herefter i fig. 36. Dette skyldes, at dette segment af sektionen primært fungerer DK 171941 B1 17 som et uafstivet kompressionselement, når elementet underkastes enten bøjning eller trykbelastning. På grund af den lokale indbuling af denne del af sektionen ville hele 5 elementet lide under dramatisk reduceret lasteevne.

Dette kan relativt let demonstreres ved moderne teoretisk analyseteknik for koldformede stålsektioner. Alternativt kunne det demonstreres ved eksperimentel afprøvning af det i det ovennævnte patentskrift beskrevne produkt.

10 De lokale indbulingsproblemer, der er forbundet med produktet ifølge patentskrift nr. 3.342.007, overvindes i strukturelementerne ifølge opfindelsen ved svejsning af flangesektionens frie kanter til kroppen på to adskilte steder, hvorved der dannes to lukkede hule sektioner.

15 forbundet af en enkelt krop.

De lukkede hule endesektioner ifølge opfindelsen har meget større modstandsevne mod lokal indbuling end den, som den åbne sektion ifølge patentskriftet tillader. Disse krop-sektioner har også forbedret lokal indbulingsevne på grund 20 af både reduceret kropsdybde og den tvang, som de hule flangesektioner pålægger kroppen.

Det bør også bemærkes, at påstandene i den ovennævnte patentbeskrivelse med hensyn til modstandsevne mod koncentrerede belastninger synes yderst tvivlsomme. Det 25 kræves, at en belastning påført elementets topflanger transmitteres ens af elementets skrå segmenter til elementets krop. Et skråt segment af elementet siges at røre ved det andet skrå segment, således at belastningen "vil blive båret ens af de skrå arealer og transmitteres gennem disse 30 skrå arealer til kroppen uden at opstille elementer, som kunne være tilbøjelige til at få strukturelementet til at svaje til nogen side".

Disse påstande synes imidlertid uberettigede. Den koncen- DK 171941 B1 18 trerede belastning vil være tilbøjelig til at følge den stiveste lastevej. Den skrå sektion, som hænger sammen med kroppen, vil bære en langt større andel af de koncentre-5 rede belastninger. Den grad af støtte, som den tilgrænsende sammenføjning giver, er meget tvivlsom. Faktisk er det ved maksimale belastninger usandsynligt, at det skrå element med tilgrænsende sammenføjning vil give nogen støtte til koncentrerede belastninger. Endvidere synes 10 bemærkningen om opstillingsmomenter og svajning stort set irrelevant. Dette vil fremgå klart af passende eksperimentel afprøvning.

Det bør bemærkes, at de ovennævnte problemer forbundet med det nævnte patentskrift kunne være overvundet ved konti-15 nuerlig svejsning af strimmelens frie rand til sektionens krop i stedet for simpelthen at støde de frie rande sammen. Imidlertid ville en sådan svejseoperation være vanskelig for den nævnte sektion, fordi de to tilstødende sammenføjninger er placeret på en side af elementet.

20 Svejsning af sektionen ville indføre en væsentlig forvrængning i den færdige sektion, som så måtte fjernes ved en yderligere opretningsproces.

Det er vigtigt at understrege, at den foretrukne sektion formes ud fra et enkelt enhedsstykke, der svejses på to 25 adskilte placeringer til dannelse af en grundlæggende form af to adskilte cirkler forbundet af en enkelt krop. Denne grundlæggende form bestående af to adskilte cirkler forbundet af en enkelt krop kan derpå formes i en myriade af endelige sektionsformer.

30 Den foretrukne sektion består således af to hule sektionsflanger af en vilkårlig form forbundet med en enkelt krop. Den trekantede form, som ligner patentskrift nr.

3.342.007 (selv om patentskriftet som tidligere bemærket angår en åben sektion og ikke en lukket hul sektion), er 35 kun en form blandt et stort udvalg af former, der omfattes DK 171941 B1 19 af den foreliggende opfindelses omfang.

To foretrukne former for den foreliggende opfindelse er den symmetriske trekantede form, som er i overensstemmelse 5 med det nuværende område af universalbjælker og endvidere den symmetriske trekantede form, som er i overensstemmelse med det nuværende område af varmvalsede kanaler.

Som forklaret ovenfor ville det også være muligt at anvende rummet inde i de hule endesektioner til at tilvej βίο bringe forspænding af strukturelementerne ved installation af forspændingselementer inde i de hule endesektioner .

Claims (15)

1. Fremgangsmåde til, ved en i det væsentlige kontinuert valseformningsproces, at forme langstrakte 5 strukturelementer med i afstand fra hinanden placerede hule flangeelementer (58), der er adskilt af en mellemliggende kropdel (59), hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: En plan kontinuert metalstrimmel føres gennem en 10 valseformemaskine for successivt at deformere metal strimmelens modstående frie kantområder, for i afstand fra hinanden at danne parallelle hule flangedele (58) med forudbestemt tværsnitsform, idet de hule flangedele strækker sig i den mellemliggende kropdels (59) 15 længderetning; kendetegnet ved, at en kontinuert svejsesøm dannes mellem hver af de hule flangedeles (58) frie kanter og den mellemliggende kropdels (59) overflade ved forbindelserne 20 mellem kroppen og de respektive hule flangedele (58); at de hule flangedeles (58) frie kanter svejses vinkelret på den mellemliggende kropdels (59) overflade ved højfrekvens elektrisk induktionssvejsning eller modstandssvejsning, og 25 at formningen og svejsningen udføres med samme hastig hed.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at én eller begge hule flanger underkastes yderligere deformation i valseformningsmaskinen efter svejsetrinet, for at 30 ændre den ene eller begge hule flangers tværsnitsprofil.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den plane metalstrimmels centrale område, som danner den mellemliggende kropdel, underkastes deformation i valseformningsmaskinen, for dannelse af en tværprofileret mel- 35 lemliggende kropdel. DK 171941 B1 21

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at deformationen af metalstrimmelens centrale område sker før de hule flangers frie ender svejses på den mellemliggende 5 kropdels overflade.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den tværprofilerede kropdel underkastes et yderligere deformationstrin i valseformningsmaskinen, for dannelse af en plan mellemliggende kropdel.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den mellemliggende kropdel tværprofileres i valseformningsmaskinen efter det trin, hvor de hule flangedeles frie kanter svejses på den mellemliggende kropdels overflade.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de hule flanger formes med cirkulære tværsnit.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den ene eller begge hule flanger formes med et trekantet tværsnit.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de hule flanger formes med samme tværsnitsareal.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de hule flanger formes med forskellige tværsnitsarealer.

11. Strukturelement formet af en enkelt metalstrimmel 25 ved en kontinuert koldvalseproces ifølge ét eller flere af kavene 1-10, hvilket strukturelement omfatter: en mellemliggende kropdel (59) og hule flanger (58), der strækker sig i kropdelens (59) længderetning; kendetegnet ved, 30 at de hule flanger (58) er dannet ved en kontinuert sømsvejsning af de respektive forud formede hule DK 171941 B1 22 flangedeles frie kanter mod den mellemliggende kropdels (59) overflade ved de respektive forbindelser med kropdelen (59); og 5 at de hule flangedeles frie kanter svejses vinkelret på den mellemliggende kropdels (59) overflade ved højfrekvens elektrisk induktions- svejsning eller modstandssvejsning.

12. Strukturelement ifølge krav 11, kendetegnet ved, 10 at de hule flanger har samme eller forskellig tværsnitsform.

13. Strukturelement ifølge krav 11, kendetegnet ved, at de hule flanger har samme eller forskelligt tværsnitsareal .

14. Strukturelement ifølge krav 11, kendetegnet ved, at i det mindste en hul flange har en symmetrisk trekantet tværsnitsform.

15. Strukturelement ifølge krav 11, kendetegnet ved, at i det mindste én hul flange har en cirkulær tværsnits-20 form.