ITTO20000810A1 - WELDED MULTI-CHAMBER CABLE PROFILE AND PROCEDURE FOR ITS PRODUCTION. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale del titolo : "Profilato cavo pluricamera saldato e procedimento per le sue produzione" DESCRIPTION of the industrial invention of the title: "Welded multi-chamber hollow section and process for its production"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
L'invenzione concerne un profilato cavo pluricamera saldato, consistente di più profilati di base collegati tra di loro ad accoppiamento di forma e/o di forza, eseguiti in una lega di alluminio mediante estrusione in avanti ed i quali sono utilizzabili particolarmente come piastre di pavimento portanti in larghezze di oltre 3 m. The invention relates to a welded multi-chamber hollow section, consisting of several base sections connected to each other by shape and / or force coupling, made of an aluminum alloy by forward extrusion and which can be used particularly as floor plates. load-bearing in widths of over 3 m.
L'unione mediante saldatura di profilati cavi pluri camera per la formazione di gruppi di pavimento è nota relativamente a casse di alluminio nelle costruzione ferrotramviarie . Al riguardo si differenzia le così det ta "costruzione differenziale" dalla "costruzione integrale", in cui profilati larghi, estesi parallelamente, vengono saldati l'uno all'altro (v. Aluminium-Taschenbuch, 14a edizione, pag. 893 a 897)· La costruzione in tegrale rende possibile le fabbricazione di profilati da pavimento resistenti ad altro carico, in quanto i singoli profilsti vengono essierasti con dispositivi di montaggio e soltanto poi possono essere lavorati con saldatrici automatiche ad equipaggiamento speciale. The joining by welding of multi-chamber hollow sections to form floor groups is known in relation to aluminum boxes in railway and tramway constructions. In this regard, the so-called "differential construction" differs from the "integral construction", in which broad, parallel profiles are welded to each other (see Aluminum-Taschenbuch, 14th edition, pages 893 to 897) · The tegral construction makes it possible to manufacture floor profiles resistant to high loads, as the individual profiles are assembled with assembly devices and only then can they be processed with automatic welding machines with special equipment.
Di consueto, in profilati cavi pluricamera ha luogo une saldatura sul lato superiore e sul leto inferiore, affinchè sia possibile di ottenere il carico statico ammissibile richiesto. Con le saldature unilaterale esiste, accanto al problema del carico ammissibile di -minuito, anche il problema delle distorsione della sai datura. La precisione dimensionale della costruzione complessiva (planarità) è però proprio nel caso di piestre de pavimento ed altri profilati larghi di particolare importanze. Usually, in multi-chamber hollow sections, a welding takes place on the upper side and on the lower side, so that it is possible to obtain the required permissible static load. With unilateral welds there is also the problem of welding distortion alongside the problem of the admissible minut load. The dimensional accuracy of the overall construction (flatness) is, however, precisely in the case of floor stones and other wide profiles of particular importance.
Un miglioramento nell’ambito dei profilati cavi pluricamera saldati deve perciò offrire una soluzione inte graie relativamente ai seguenti aspetti problematici: An improvement in the field of welded multi-chamber hollow sections must therefore offer an integral solution to the following problematic aspects:
1) Carico massimo ammissibile: 1) Maximum permissible load:
Accanto ai valori di resistenza statici, deve anche essere considerata l'inflessione con sostegno dei profilati da pavimento mediante traverse portanti. Inoltre, sono da considerare sollecitazioni dinamiche, dovute a forze esterne (forze di massa, forze di pressione e di trazione naturali). In addition to the static resistance values, the deflection with support of the floor profiles by means of load-bearing cross members must also be considered. Furthermore, dynamic stresses due to external forces (mass forces, natural pressure and tensile forces) are to be considered.
2) Problemi di fabbricazione e di montaggio: 2) Manufacturing and assembly problems:
Nell 'utilizzo di singoli profilati di base, questi prima dell'assiemaggio devono essere posizionati, allineati e, durante l'assiemaggio, tenuti entro de terminate tolleranze, ovvero essere guidati in dire zione delle lavorazione. Il numero delle fasi di la vorezione deve essere ridotto ad un minimo. When using single base profiles, these must be positioned, aligned before assembly and, during assembly, kept within certain tolerances, or be guided in the direction of machining. The number of processing steps must be reduced to a minimum.
3) Precisione dimensionale: 3) Dimensional accuracy:
I profilati larghi devono adempiere, anche dopo la saldatura di singoli profilati di base, elevati requisiti concernenti la planarità. Wide profiles have to fulfill high requirements regarding flatness even after welding individual base profiles.
4) Problema dei costi: 4) Cost problem:
I costi di una piastra di profilati cavi (normalmente 3 o 7 singoli profilati) sono influenzati in pre valenza dai costi di montaggio, cosicché è richiesta una costruzione con correttezza di lavorazione. I problemi sopra menzionati sono risolti attraverso una piastra di profilati cavi pluricamera saldati, con sistente di più profilati di base in una lega di alluminio estrusa in avanti, collegati tra di loro ad ac -coppiamento di forma e/o di forza, secondo l'invenzione per il fatto che è utilizzato, come profilato di ba se, un profilato rettangolare aperto nei suoi lati ris tretti; in corrispondenza dei lati ristretti aperti so no formete alette superiori ed alette inferiori, le quali sono collegate ad accoppiamento di forma con il profilato rettangolare adiacente; le alette su un lato ristretto consistono di un'aletta di guida e di un'aletta a gancio e le alette sul lato ristretto opposto del profilato rettangolare consistono di un'aletta a forcella e di un'aletta a griffa; in cui la forcella superiore dell’aletta a forcella è accorciata preferibilmente del 40 - 60 % rispetto alla forcella inferiore e nel contempo l'aletta a griffa è accorciata preferibilmente del 10 - 20 % rispetto alla forcella supe riore; ed in cui l'aletta di guida e l'aletta a gancio al confronto con l'aletta a forcella e l'aletta a grif fa sporgono in misura di 2 a 4 volte la lunghezza fuori del profilato rettangolare; e che i profilati di ba se sono saldati su un lato in corrispondenza di un col legamento ad innesto formato dall'aletta di guida e dall'eletta a forcella. The costs of a plate of hollow sections (usually 3 or 7 individual sections) are predominantly influenced by the assembly costs, so that a construction with correct machining is required. The above-mentioned problems are solved through a plate of welded multi-chamber hollow sections, consisting of several base sections in a forward extruded aluminum alloy, connected to each other in a form and / or force coupling, according to the invention in that a rectangular section open in its narrow sides is used as the base section; in correspondence with the open narrow sides, upper and lower fins are formed, which are connected in form coupling with the adjacent rectangular section; the fins on a narrow side consist of a guide fin and a hook fin and the fins on the opposite narrow side of the rectangular section consist of a fork fin and a claw fin; in which the upper fork of the fork fin is preferably shortened by 40 - 60% with respect to the lower fork and at the same time the jaw fin is preferably shortened by 10 - 20% with respect to the upper fork; and in which the guide flap and the hook flap in comparison with the fork flap and the grif flap do protrude by 2 to 4 times the length out of the rectangular section; and that the base sections are welded on one side at a coupling connection formed by the guide fin and the fork fin.
Quando le alette sul lato ristretto opposto del prò filato rettangolare consistono di un'aletta a forcella e di un'aletta a griffa e la forcella superiore dell'a letta a forcella è accorciata del 40 - 60 % rispetto alla forcella inferiore, mentre l'aletta a griffe è accorciata del 10 - 20 % rispetto alle forcella superiore, i profilati di base si possono infilare facilmente l' uno nell'altro. Dapprima, la forcella superiore 8a serve come guida per l'allineamento grossolano dei profilati. When the fins on the opposite narrow side of the rectangular yarn consist of a fork fin and a claw fin and the upper fork of the fork fin is shortened by 40 - 60% compared to the lower fork, while the jaw flap is shortened by 10 - 20% compared to the upper fork, the base profiles can be easily inserted into each other. At first, the upper fork 8a serves as a guide for the rough alignment of the sections.
Poi, l'aletta e griffe 9 giunge in contatto con ls parte anteriore dell'aletta e gancio 16. Quando ore il gancio viene inserito maggiormente, si produce una forza laterale. Per prevenire uno spostamento dei profilati di base, il ramo inferiore della forcella dell'aletta a for -cella 8 è formato come guida supplementare per alloggiare l'aletta di guida 20 del profilato rettangolare 5. Co si è possibile di contrastare la forza trasversale che si produce all'inserzione a scatto dell'aletta a gancio 16. l'aletta di guida 20 e l'aletta a gancio 16 devono sporgere fuori del profilato rettangolare, al confronto con l'aletta a forcella 8a e l'aletta a griffe 9, nella misura della lunghezza L1, pari a 2 - 4 volte la lunghez za L2, affinchè il profilato di bese possa essere inseri to angolarmente in modo controllato e possa essere formato con l'aletta di guida e l'eletta a forcella un collegamento ed innesto con stretta tolleranze. Then, the flap and jaw 9 comes into contact with the front of the flap and hook 16. As the hook is inserted further, a lateral force is produced. To prevent a displacement of the base profiles, the lower branch of the fork of the fork-shaped fin 8 is formed as an additional guide to house the guide fin 20 of the rectangular profile 5. It is thus possible to counteract the transverse force which is produced by the snap-in insertion of the hook wing 16. the guide wing 20 and the hook wing 16 must protrude out of the rectangular profile, in comparison with the fork wing 8a and the jaw wing 9 , in the measure of the length L1, equal to 2 - 4 times the length L2, so that the bese profile can be inserted angularly in a controlled way and can be formed with the guide fin and the fork fin a connection and engagement with tight tolerances.
E' particolarmente vantaggioso quando in corrisponden za del collegamento ad innesto tra l'aletta a forcella e l'eletta di guida è formato un sostegno a bagno di salda tura. La costruzione secondo l'invenzione dei lati stret ti rende possibile la formazione di un sostegno a bagno di saldature integrato, il quale consiste di una aletta di guida lunga e di una forcella superiore appuntita. It is particularly advantageous when a weld-bath support is formed in correspondence with the snap-in connection between the fork fin and the guide fin. The construction according to the invention of the narrow sides makes it possible to form an integrated weld pool support, which consists of a long guide lug and a pointed upper fork.
Per aumentare la rigidezza del profilato cavo pluricamere secondo l'invenzione, l'invenzione propone di forme re dal rapporto tre le lunghezze delle elette di guide ed e gancio e lo spessore di parete "S" del profilato ret -tangolare un rapporto di lunghezze di estrusione che.rientra nel campo tra 1 : 15 e 1 : 25· Preferibilmente il rapporto di lunghezze della estrusione è di circa 1 : 20 e lo spessore di parete è compreso tre 1,8 e 2, 5 mm. In order to increase the stiffness of the multi-chamber hollow section according to the invention, the invention proposes to form a ratio of lengths of extrusion falling in the range from 1: 15 to 1: 25. Preferably the length ratio of the extrusion is about 1: 20 and the wall thickness is between 1.8 and 2.5 mm.
Il procedimento secondo l’invenzione per la produzione di un profilato cavo pluricamera da singoli profilati di base a camera cava che si collegano insieme ed accoppiamento di forma e/o di forza, è caretterizzato del fat to che i profilati di base a camera ceva vengono prodotti mediante,estrusione in avanti in modo che sul loro le to stretto risulte un profilato aperto con alette supe -riori ed inferiori, in cui le elette su un lato stretto del profilato di base a cernere cava consistono di una eletta di guida e di una eletta a gancio e, sul lato stret to opposto, le alette consistono di un'eletta a forcelle e di un'aletta a griffa, il profilato di base a camera ca ve estruso viene sottoposto a tempra di austenitizzazione, a spegnimento e ad invecchiamento artificiale, dopo di ciò più profileti e camera cava si dispongono affiancati su un piano a rulli, mediente pressature laterale sui lati stretti si congiungono in modo che l'aletta di guida vie ne inserita nell'eletta a forcella e l'alette e gancio si abbencia nell'aletta a griffa e poi i profilati di base a camera cava collegati ad accoppiamento di forma si saldano termicemente in corrispondenza di un giunto saldato formato dell'aletta ài guida e dell'arietta a forcella. The method according to the invention for the production of a multi-chamber hollow section from single hollow chamber base sections which are connected together and coupled in form and / or force, is characterized by the fact that the chamber base sections are produced by means of forward extrusion so that on their narrow side there is an open profile with upper and lower fins, in which the fins on a narrow side of the hollow hinge base profile consist of a guide rod and a hooked and, on the opposite narrow side, the fins consist of a fork fin and a claw fin, the extruded hollow chamber base section is subjected to austenitizing quenching, quenching and artificial aging , after which several profiles and hollow chamber are arranged side by side on a roller surface, by means of lateral pressing on the narrow sides they join so that the guide fin is inserted into the fork-shaped fin and the fins and hook is used in the jaw fin and then the hollow chamber base sections connected to form coupling are thermally welded in correspondence with a welded joint formed of the guide fin and the forked air.
Come lega per il profilato di base è prevista una lega di AlMgSi07 (6005A) allo stato T6. Con questa le ga si possono ottenere sìa i valori di resistenza richiesti, sia le proprietà elastiche delle alette a gen ciò, le quali sono necessarie per attuare un "collega mento a scatto" funzionante. An alloy of AlMgSi07 (6005A) in state T6 is provided as alloy for the base section. With this ga it is possible to obtain both the required resistance values and the elastic properties of the fins in general, which are necessary to make a functioning "snap connection".
In quanto segue, l'invenzione è descritta con maggiore dettaglio in base a più esempi di attuazione. In what follows, the invention is described in greater detail on the basis of several embodiment examples.
Nel disegno annesso: In the attached drawing:
la figura 1 mostra una sezione trasversale di un prò filato di base del profilato cavo pluricamera secondo l'invenzione ; Figure 1 shows a cross section of a basic yarn of the multi-chamber hollow section according to the invention;
la figure 2 mostre una sezione parziale in corrispondenza del collegamento tra due profilati di base allo stato congiunto; Figure 2 shows a partial section at the connection between two base profiles in the joint state;
la figura 3 mostra una sezione parziale ai aue profi lati di base prime del collegamento ad innesto. Figure 3 shows a partial section through the two basic base profiles of the plug connection.
Nella figura 1 è illustrato il profilato rettangolare 1 con.due lati stretti aperti 2, 3. Il profilato di base 1 consiste di un profilato cavo pluricamera con tre elette la, lb, lc, un leto superiore lo ed un lato inferiore lu. Figure 1 illustrates the rectangular section 1 with two narrow open sides 2, 3. The base section 1 consists of a hollow multi-chamber section with three electables la, lb, lc, an upper bed 10 and a lower side lu.
Nella figura 2, il dettaglio Z delle figura 1 e nella figura 3 il dettaglio Y sono illustrati in forma ingran dita insieme con un rispettivo profilato rettangolare 4, 5 adiacente. Sul lato superiore lo si trova, in prolungamento del profilato rettangolare 1, un'aletta di guida 6, la quale è innestata in un'aletta a forcella 12 del profilato rettangolare 4 adiacente. Questo insieme costituisce un collegamento ed innesto 10, con il quale i due profilati rettangolari 1, 4 adiacenti sono ritenu ti nella direzione di infilamento e nella direzione di giunzione (v. freccia 13 = direzione di giunzione). In Figure 2, the detail Z of Figure 1 and in Figure 3 the detail Y are shown in enlarged form together with a respective adjacent rectangular section 4, 5. On the upper side there is, as an extension of the rectangular section 1, a guide fin 6, which is engaged in a fork-shaped fin 12 of the adjacent rectangular section 4. This assembly constitutes a connection and coupling 10, with which the two adjacent rectangular profiles 1, 4 are held in the direction of insertion and in the direction of joining (see arrow 13 = direction of joining).
Sul lato inferiore lu del profilato rettangolare 1 si trova un'aletta a gancio 7 che circonda l'aletta e griffa 14 del profilato rettangolare 4 adiacente, impegnandole mediante sottosquadro (3°)· Così, forze di tra zione in direzione della freccia 13 (direzione di giunzione) e viceversa possono essere assorbite, sicché il collegamento ad innesto 10 ed il collegamento a scatto 15'bloccano i profilati rettangolari 1, 4 adiacenti sia in direzione longitudinale, sia in direzione trasversale a scopi di montaggio. On the lower side lu of the rectangular profile 1 there is a hooked flap 7 which surrounds the flap and jaw 14 of the adjacent rectangular profile 4, engaging them by means of an undercut (3 °) Thus, traction forces in the direction of the arrow 13 ( direction of junction) and vice versa can be absorbed, so that the snap connection 10 and the snap connection 15 'block the adjacent rectangular profiles 1, 4 both in the longitudinal direction and in the transverse direction for assembly purposes.
Nella figura 3 è illustrato lo stato prima dell'assiemaggio dei profilati rettangolari 1, 5 adiacenti. Si notano l'aletta e forcella 8 e l'eletta a griffe 9, tra le quali si estende il lato stretto aperto 3 del profilato rettangolare 1. Figure 3 illustrates the state before the assembly of the adjacent rectangular profiles 1, 5. Note the tab and fork 8 and the claw tab 9, between which the narrow open side 3 of the rectangular section 1 extends.
In questo lato stretto aperto 3 si infila il profilato rettangolare adiacente 5, nel mentre che l'aletta a gancio 16 si deforma elasticamente. A tale scopo è necessario che il legame dell'eletta a gancio 16 al prò filato rettangolare 5 abbia luogo attraverso un'aletta elastica 17 estesa con uno sbalzo molto lungo al con -fronto con l'aletta 9 situata dirimpetto. Le diverse posizioni dell'aletta a gancio elastica 16 sono accenna te nella figura 3 con linea a punti e tratti. The adjacent rectangular section 5 is inserted into this narrow open side 3, while the hooked flap 16 is elastically deformed. For this purpose it is necessary that the binding of the hook-shaped fin 16 to the rectangular yarn 5 takes place through an elastic fin 17 extended with a very long overhang in comparison with the fin 9 located opposite. The different positions of the elastic hook flap 16 are indicated in Figure 3 with dotted and dashed lines.
Il posizionamento dei profilati rettangolari adiacen ti ha luogo su un piano a rulli comune 18. Così è stabi lito un piano di riferimento uniforme 19, sul quale i profilati rettangoli adiacenti possono essere sospinti al montaggio. Per lo scatto in arresto del collegamento a scatto 15 è necessario provvedere affinchè le deforma zione elastica dell'aletta 17 sia ottenute senza sposta mento dei profilati rettangolari adiacenti da un lato e che si ottenga una posizione finale stabile allo stato scattato in arresto dall'altro lato. The positioning of the adjacent rectangular sections takes place on a common roller plane 18. Thus, a uniform reference plane 19 is established, on which the adjacent rectangular sections can be pushed for assembly. For the snap-to-stop of the snap-in connection 15 it is necessary to ensure that the elastic deformation of the fin 17 is obtained without moving the adjacent rectangular profiles on one side and that a stable final position is obtained in the tripped-to-stop state on the other. side.
A ciò contribuisce anche l'accorciamento della parte di forcella inferiore dell'aletta a forcella 8 e dell'a letta a griffa 9 rispetto alla parte di forcella supe riore 8a. Infetti, all'infilamento del profilato rettan golare adiacente 5, l'aletta di guida 20 penetra dappri ma sotto la parte di forcella superiore 8a e ciò prime che l'aletta a gancio 16 si deformi elasticamente sulla aletta e griffa 9. Così è garantita una guida forzata del profilato rettangolare adiacente.1, 5 all'atto del montaggio . Also contributing to this is the shortening of the lower fork part of the fork fin 8 and of the claw wing 9 with respect to the upper fork part 8a. Infected, when the adjacent rectangular profile 5 is inserted, the guide fin 20 penetrates just below the upper fork part 8a and this before the hook fin 16 deforms elastically on the fin and jaw 9. Thus it is guaranteed a forced guiding of the adjacent rectangular section 1, 5 during assembly.
Allo stato montato (figura 2) può seguire le saldatu ra in corrispondenza del collegamento ed innesto 10.Van taggiosamente, tra i profilati rettangolari adiacenti 1, 4, sull'eletta di guida 20 è formato un sostegno di bagno di saldatura 11 che favorisce la formazione di 'un collegamento saldato eseguito a regola d'arte. Sul lato opposto, il collegamento a scatto 15 provvede ad un col legamento ad accoppiamento di forza, il quale ad un carico del profilato cavo pluricamera in direzione della freccia 21 (direzione del carico) si contrappone ad una inflessione inammissibilmente forte. In the assembled state (figure 2), welding can follow in correspondence with the connection and coupling 10. formation of a welded connection performed in a workmanlike manner. On the opposite side, the snap-in connection 15 provides a force-fit connection, which opposes an inadmissible strong deflection to a load of the multi-chamber hollow section in the direction of the arrow 21 (load direction).
Distinta dei segni di riferimento: List of reference marks:
1 Profilato rettangolare, profilato di base 1a,b,c Alette 1 Rectangular section, base section 1a, b, c Fins
1o. Lato superiore 1o. upper side
1u Lato inferiore 1u Bottom side
2 Lato stretto 2 Narrow side
3 Lato stretto 3 Narrow side
4 Profilato rettangolare 4 Rectangular profile
5 Profilato rettangolare 5 Rectangular profile
6 Aletta di guida 6 Guide flap
7 Aletta a gancio 7 Hook flap
8 Aletta a forcella 8 Fork lug
8a Parte di forcella superiore 8a Part of upper fork
9 Aletta a griffa, aletta 9 Tab to claw, tab
10 Collegamento ad innesto 10 Plug-in connection
11 Sostegno di bagno di saldatura 11 Support of weld pool
12 Alette e forcella 12 Lugs and fork
13 Freccia (direzione di giunzione) 13 Arrow (direction of joining)
14 Alette a griffa 14 Jaw fins
15 Collegamento a scatto 15 Snap connection
16 Aletta a gancio 16 Hook flap
17 Aletta elastica, alette 17 Elastic flap, flaps
18 Piano a rulli 18 Roller table
19 Piano di riferimento 19 Reference plane
20 Aletta di guide 20 Guides flap
21 Direzione della freccia (direzione del carico) L1, L2 Lunghezza - Z, Y Dettaglio. 21 Direction of arrow (load direction) L1, L2 Length - Z, Y Detail.
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