Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Verfahren des Hauptpatentes zur kontinuierlichen Verarbeitung von zwei Metallbändern durch verformende Rollenpaare zu zwei profilierten Schienen und Zusammenfügung von deren seitlichen Längsrändern, unter Zwischenlage isolierender Materialstreifen, mittels Falzverbindungen zu einer Hohlschiene, welche Metallbänder gleichzeitig durch rotierende, verformende Rollenpaare hindurchgeführt und dabei zunächst in einzelnen Bereichen, im Bandquerschnitt gesehen, wellenförmig verformt werden, zur Erleichterung der nachfolgenden Profilierungen. Hierbei wird jede der wellenförmigen Verformungen vergrössert, bis ihre Umrandungslinie, quer zum Metallband, grösser als die Umrandungslinie der im betreffenden Bereich vorgesehenen Längsprofilierung wird.
Ferner wird auf die Metallbänder, beim Durchlauf durch mindestens einige der Rollenpaare, ein Längszug von dem in Bandlaufrichtung jeweils vorderen Rollenpaar ausgeübt und hierzu die massgeblichen Rollenoberflächen des vorderen Rollenpaares mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die entsprechenden Rollenoberflächen des hinteren Rollenpaares angetrieben.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, das Verfahren des Hauptpatentes weiter zu entwickeln und ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens bei einem der Metallbänder in dessen Anfangslage eine Leitlinie bestimmt wird, die mit einer markanten Längskante der fertig profilierten Schiene übereinstimmt, dass der von der einen Aussenkante bis zur Leitlinie sich erstreckende erste Bereich des Metallbandes bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten grösstenteils in der Anfangslage gehalten wird, während der von der anderen Aussenkante bis zur Leitlinie (81) reichende zweite Bereich bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten um die Leitlinie gegen die Anfangslage verdreht wird, so dass die betreffende Aussenkante eine Schwenkbewegung durchführt und die dort herrschende Randzugspannung vermindert wird.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden Verformungsschritte eines Metallbandes bei der Herstellung einer komplizierten Teilschiene und die dabei vorgesehene Drehung der Grundebene,
Fig. 2 einen Querschnitt der in Fig. 1 schematisch dargestellten fertigen Teilschiene.
Das Verfahren wird nachstehend anhand der Verformung einer nutförmigen profilierten Schiene erläutert, die der in Fig. 4 des Hauptpatentes dargestellten Hohlschiene entspricht.
Der Werdegang dieser profilierten Schiene ist anhand von Fig. 1 schematisch dargestellt, wobei das betreffende Metallband 80 jeweils strichpunktiert eingezeichnet schematisch den Querschnittsverlauf an den Stellen A, B, C...M, N, 0 aufweist.
Gemäss dem Verfahren wird zunächst in der horizontalen Anfangslage A des Metallbandes 80 eine Leitlinie 81 bestimmt, die einer besonders markanten Längskante der fertigen profilierten Schiene entspricht, im vorliegenden Beispiel der Aussenkante 81 in Fig. 2. Der zwischen der Aussenkante 82 und der Leitlinie 81 sich erstreckende horizontale Bereich 81-82 des Metallbandes 80 soll beim vorliegenden Beispiel weitgehend in der horizontalen Anfangslage verbleiben, bis auf den Längsrand 56, der im Laufe der Verformung nach oben abgebogen wird (siehe Stelle O). Dieser erste Bereich 81-82 umfasst den Längsrand 56, die Seitenwand 52 und die Umrandung 66 der Längsnut 54 samt deren scharfkantigen Umbördelungen.
Nach den bereits im Hauptpatent erläuterten Gesichtspunkten kann die Umrandungslinie dieses Teils der Schiene nach Fig. 2 ermittelt und dann ein der vorgesehenen Zusammenstauchung des Materials entsprechender Zuschlag gemacht werden, um den Abstand der Leitlinie 81 von der Aussenkante 82 am Metallband 80 zu ermitteln. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bildet die Leitlinie 81 schliesslich an der Stelle 0 die eine Längskante der fertig profilierten Schiene, während in der Anfangslage A der erste Bereich 81-82 wesentlich kleiner als der zweite Bereich 81-83 ist. Also wird im Verlauf der Verformung dieser gesamte zweite Bereich 81-83 des Metallbandes 80 um die Leitlinie 81 im Uhrzeigersinn verdreht und bildet mit 90 Winkelgraden gegen die Anfangslage die Oberseite 71 und den doppelwandigen Steg 53 sowie mit 180 Winkelgraden gegen die Anfangslage die Seitenwand 51 und den Längsrand 55.
Zunächst wird von der Anfangslage A aus die Vorwellung entsprechend den Querschnitten B und C vorgenommen. Bei den Verformungsschritten bis zu den Querschnitten D, E und F wird einerseits im ersten Bereich 81-82 die spätere Längsnut 54 vorbereitet und im zweiten Bereich 81-83 die Abkantung für die spätere 180 -Abbiegung des doppelwandigen Steges 53 begonnen. Bei den Verformungsschritten G bis L wird im ersten Bereich 81-82 lediglich die endgültige Formung der Längsnut 54 durchgeführt und dann gemäss den Querschnitten M, N und 0 der Längsrand 56 senkrecht gegenüber der Seitenwand 52 aufgebogen.
Dagegen erfährt der zweite Bereich 81-83 des Metallbandes 80 in den Verformungsschritten G, H, I, K und L eine solche Verformung, dass einerseits die 1800 Umbiegung des doppelwandigen Steges 53 vollendet wird und anderseits die schrittweise Umbiegung der Oberseite 71 um die Leitlinie 81 erfolgt. Gleichzeitig wird die senkrecht zum Steg 53 verlaufende Seitenwand 51 ausgerichtet und der Längsrand 55 gegenüber der Seitenwand 51 um 900 nach unten abgebogen. Schliesslich besitzt an der Stelle 0 die profilierte Schiene den Querschnitt gemäss Fig. 2.
Bei einer derart starken Verformung, die noch dazu unter gleichzeitiger Zusammenstauchung des Materials zur Schaffung scharfkantiger Umbiegungen erfolgt, treten bedeutende Zugspannungen insbesondere im Bereich der Aussenkante 83 des Metallbandes 80 auf. Um diese Zugspannungen zu beherrschen und sowohl eine zu starke Längsreckung als auch ein Aufreissen des Metallbandes quer zu seiner Laufrichtung zu vermeiden, ist die oben anhand von Fig. 1 erläuterte Verdrehung des Bereiches 81-83 des Metallbandes 80 ein geeignetes Mittel und ermöglicht die Verringerung dieser Rand Zugspannungen. Durch die Verdrehung wird nämlich der geradlinige Abstand zwischen der Leitlinie 81 und der Aussenkante 83 zunehmend verringert, was die Verformung wesentlich erleichtert.
In dem oben anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Verformung eines Metallbandes zu einer Schiene mit komplizierter Profilierung ist angenommen worden, dass die Verdrehung des Bereiches 81-83 gegenüber der Leitlinie 81 im Uhrzeigersinn erfolgt. Natürlich könnte auch, falls erwünscht, eine Verdrehung um die Leitlinie 81 in entgegengesetztem Drehsinn erfolgen, so dass dann die Unterseite des Metallbandes 80 zur Aussenseite der fertigen Profilschiene nach Fig. 2 werden würde. Jedenfalls ist die Durchführung einer extremen Verformung nach dem vorliegenden Verfahren nicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig.
1 und 2 beschränkt.
Bei der Anwendung des Verfahrens auf die Herstellung eines aus zwei profilierten Schienen zusammengefügten Hohlprofils gemäss dem Hauptpatent ist dann, wenn die eine Schiene nach der vorliegenden Regel hergestellt und die fertige Schiene eine Verdrehung gegenüber der Anfangslage des betreffenden Metallbandes aufweist, auch eine entsprechende Verdrehung des anderen Metallbandes bei den aufeinanderfolgenden Verformungsschritten erforderlich, damit die fertig profilierte andere Schiene vor dem Zusammenfügen mit der erstgenannten Schiene eine entsprechende Lage ihrer Längsränder gegenüber denjenigen der ersten Schiene besitzt.
Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens für die Herstellung von Hohlschienen mit komplizierten Profilierungen der einen Schiene hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die zur Herstellung der komplizierteren Schiene dienenden Rollenpaare gemeinsam angetrieben werden, aber die zur Verformung des anderen Metallbandes zu der weniger stark profilierten zweiten Schiene erforderlichen Rollenpaare einen getrennten Antrieb erhalten. Natürlich betrifft dieser getrennte Antrieb nur jene Rollenpaare des zweiten Bandes, die zu dessen Verformung bis zur Zusammenfügung der beiden Schienen erforderlich sind.
Dieser getrennte Antrieb ist aber derart gestaltet, dass eine elastisch arbeitende Kupplung zwischen den Rollenpaaren und dem Antrieb vorgesehen ist, damit sich die Durchlaufgeschwindigkeit des zweiten Bandes bzw. der zweiten Schiene automatisch an die Durchlaufgeschwindigkeit der ersten Schiene anpassen kann. Dies ist erforderlich, weil natürlich nach der Zusammenfügung der beiden Schienen die erste Schiene mit ihrem starren Antrieb die Durchlaufgeschwindigkeit bestimmen muss und der Antrieb der zweiten Schiene sich dieser Durchlaufgeschwindigkeit automatisch anzupassen hat. Geeignete elastische Kupplungen, beispielsweise Hydrostatik-Getriebe, die sich für den vorliegenden Zweck eignen, sind allgemein bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung.
Es sei auch noch darauf hingewiesen, dass die starke Beanspruchung der Längsränder durch die auftretenden Rand Zugspannungen bei der Verformung besonders der Schiene mit komplizierten Profilierungen es zweckmässig erscheinen lässt, jede Bearbeitung dieser Längsränder für die nachfolgende falzartige Verbindung erst nach weitgehender Fertigstellung der betreffenden profilierten Schiene vorzunehmen.
Werden also, wie im Hauptpatent beschrieben, die Längsränder vor dem Zusammenfügen einerseits mit Ausnehmungen und anderseits mit zinkenartigen Fortsätzen versehen, so ist es zweckmässig, die entsprechende Bearbeitung der betreffenden Längsränder erst unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Längsränder zu den beidseitigen Falzverbindungen vorzunehmen. Natürlich ist diese Massnahme nur dann erforderlich, wenn die auftretenden Rand-Zugspannungen gross genug sind und nach erfolgter Bearbeitung der Längsränder bei eventuellen weiteren Verformungsschritten durch solche Bearbeitungen irgendwelche Nachteile zu befürchten sind.
Die Verdrehung der Schienen relativ zur Anfangslage des jeweiligen Metallbandes muss nicht immer, wie im Beispiel nach Fig. 1, etwa 90 Winkelgrade betragen und kann je nach Art der Verformungsschritte grösser oder geringer sein. Auch der Drehsinn hängt von der Art der zu profilierenden Schienen ab und von der jeweils am zweckmässigsten erscheinenden Anordnung der verformenden Rollenpaare.
The present invention relates to the method of the main patent for the continuous processing of two metal strips by deforming pairs of rollers to form two profiled rails and joining of their lateral longitudinal edges, with the interposition of insulating strips of material, by means of folded connections to form a hollow rail, which metal strips are passed simultaneously through rotating, deforming pairs of rollers and initially in individual areas, seen in the strip cross-section, are deformed in a wave shape to facilitate the subsequent profiling. In this case, each of the wave-shaped deformations is enlarged until its border line, transverse to the metal strip, becomes larger than the border line of the longitudinal profile provided in the relevant area.
Furthermore, when passing through at least some of the roller pairs, a longitudinal pull is exerted on the metal belts by the respective front roller pair in the direction of belt travel and for this purpose the relevant roller surfaces of the front roller pair are driven at a higher peripheral speed than the corresponding roller surfaces of the rear roller pair.
The present invention has set itself the task of further developing the method of the main patent and is characterized in that a guideline is determined in at least one of the metal strips in its initial position, which corresponds to a distinctive longitudinal edge of the finished profiled rail that of the an outer edge of the metal strip extending up to the guideline is largely held in the initial position during the successive deformation steps, while the second area extending from the other outer edge to the guideline (81) is rotated around the guideline towards the initial position in the successive deformation steps, so that the outer edge in question performs a pivoting movement and the edge tensile stress prevailing there is reduced.
The invention is explained below with reference to FIGS. 1 and 2 of the drawing. These show:
1 shows a schematic representation of the successive deformation steps of a metal strip in the production of a complicated partial rail and the rotation of the base plane provided for it,
FIG. 2 shows a cross section of the finished partial rail shown schematically in FIG. 1.
The method is explained below on the basis of the deformation of a groove-shaped profiled rail which corresponds to the hollow rail shown in FIG. 4 of the main patent.
The development of this profiled rail is shown schematically on the basis of FIG. 1, the respective metal strip 80 shown in dash-dotted lines schematically showing the cross-sectional profile at points A, B, C... M, N, 0.
According to the method, a guideline 81 is first determined in the horizontal starting position A of the metal strip 80, which corresponds to a particularly distinctive longitudinal edge of the finished profiled rail, in the present example the outer edge 81 in FIG. 2. The one between the outer edge 82 and the guideline 81 The horizontal area 81-82 of the metal strip 80 extending in the present example should largely remain in the initial horizontal position, except for the longitudinal edge 56, which is bent upward in the course of the deformation (see point O). This first area 81-82 comprises the longitudinal edge 56, the side wall 52 and the border 66 of the longitudinal groove 54 together with their sharp-edged flanges.
According to the aspects already explained in the main patent, the border line of this part of the rail according to FIG. 2 can be determined and then an allowance corresponding to the intended compression of the material can be made in order to determine the distance of the guideline 81 from the outer edge 82 on the metal strip 80. As can be seen from FIG. 1, the guideline 81 finally forms one longitudinal edge of the finished profiled rail at point 0, while in the initial position A the first area 81-82 is significantly smaller than the second area 81-83. In the course of the deformation, this entire second area 81-83 of the metal strip 80 is rotated clockwise around the guide line 81 and forms the top 71 and the double-walled web 53 with 90 degrees from the initial position and the side wall 51 and 51 with 180 degrees from the initial position the longitudinal edge 55.
First of all, the preliminary corrugation is carried out from the initial position A according to the cross-sections B and C. In the deformation steps up to the cross-sections D, E and F, the later longitudinal groove 54 is prepared in the first area 81-82 and the bending for the later 180 bend of the double-walled web 53 is started in the second area 81-83. In the deformation steps G to L, only the final shaping of the longitudinal groove 54 is carried out in the first region 81-82 and the longitudinal edge 56 is then bent up perpendicularly with respect to the side wall 52 according to the cross-sections M, N and O.
In contrast, the second area 81-83 of the metal strip 80 undergoes such a deformation in the deformation steps G, H, I, K and L that, on the one hand, the 1800 bending of the double-walled web 53 is completed and, on the other hand, the stepwise bending of the top side 71 around the guideline 81 he follows. At the same time, the side wall 51 running perpendicular to the web 53 is aligned and the longitudinal edge 55 is bent downwards by 900 relative to the side wall 51. Finally, at point 0, the profiled rail has the cross section according to FIG. 2.
With such a strong deformation, which also takes place with simultaneous compression of the material to create sharp-edged bends, significant tensile stresses occur in particular in the area of the outer edge 83 of the metal strip 80. In order to control these tensile stresses and to avoid both excessive longitudinal stretching and tearing of the metal strip transversely to its running direction, the twisting of the area 81-83 of the metal strip 80 explained above with reference to FIG. 1 is a suitable means and enables this to be reduced Edge tensile stress. As a result of the rotation, the straight distance between the guide line 81 and the outer edge 83 is increasingly reduced, which significantly facilitates the deformation.
In the exemplary embodiment of the method for deforming a metal strip into a rail with complicated profiling described above with reference to FIG. 1, it has been assumed that the area 81-83 is rotated clockwise with respect to the guide line 81. Of course, if desired, a rotation around the guide line 81 could also take place in the opposite direction of rotation, so that the underside of the metal strip 80 would then become the outside of the finished profile rail according to FIG. In any case, the implementation of an extreme deformation according to the present method is not limited to the embodiment according to FIG.
1 and 2 limited.
When applying the method to the production of a hollow profile assembled from two profiled rails according to the main patent, if one rail is produced according to the present rule and the finished rail is twisted relative to the starting position of the metal strip in question, the other also rotates accordingly Metal strip required in the successive deformation steps so that the finished profiled other rail has a corresponding position of its longitudinal edges with respect to those of the first rail before it is joined to the first-mentioned rail.
When carrying out the present method for the production of hollow rails with complex profiles of one rail, it has proven to be expedient that the pairs of rollers used to produce the more complex rail are driven together, but those for deforming the other metal strip to the less strongly profiled second Rail required pairs of rollers get a separate drive. Of course, this separate drive only affects those pairs of rollers of the second belt that are required to deform it until the two rails are joined.
This separate drive is designed in such a way that an elastically working coupling is provided between the roller pairs and the drive so that the speed of the second belt or the second rail can automatically adapt to the speed of the first rail. This is necessary because, of course, after the two rails have been joined, the first rail with its rigid drive must determine the passage speed and the drive of the second rail has to automatically adapt to this passage speed. Suitable elastic couplings, for example hydrostatic transmissions, which are suitable for the present purpose, are generally known and do not require any further explanation.
It should also be noted that the high stress on the longitudinal edges caused by the tensile stresses occurring during the deformation, especially of the rail with complex profiles, makes it appropriate to carry out any processing of these longitudinal edges for the subsequent fold-like connection only after the relevant profiled rail has been largely completed .
If, as described in the main patent, the longitudinal edges are provided with recesses on the one hand and prong-like extensions on the other, it is advisable to carry out the corresponding processing of the longitudinal edges in question only immediately before the longitudinal edges are joined to form the double-sided folded joints. Of course, this measure is only necessary if the edge tensile stresses that occur are large enough and, after the longitudinal edges have been processed, any disadvantages are to be feared during any further deformation steps caused by such processing.
The rotation of the rails relative to the initial position of the respective metal strip does not always have to be about 90 degrees, as in the example according to FIG. 1, and can be greater or lesser depending on the type of deformation steps. The direction of rotation also depends on the type of rails to be profiled and on what appears to be the most appropriate arrangement of the deforming pairs of rollers.