DD271159A1

DD271159A1 - Herstellungsverfahren fuer erleichterte metallprofile

Info

Publication number: DD271159A1
Application number: DD88312363A
Authority: DD
Inventors: Lev Z Shteinbok; Igor L Shteinbok; Alexandr V Sagirov; Leonid S Davydov
Original assignee: O Proizv T Predpr Energotekhpr
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-08-23
Also published as: IT8819114A0; GB2208616A; FR2609910B1; FR2609911A1; CS271779B1; WO1988005351A1; SU1569050A1; FI884335A; IT1233842B; CN1016147B; FI884335A0; DD271158A1; CN88100264A; DE3890013T; FI884274A; IT1233841B; US4896818A; FI884274A0; WO1988005350A1; FR2609910A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Metallurgie. Ziel der Erfindung ist es, einen kontinuierlichen, vollautomatisierten und abfallfreien technologischen Vorgang zu entwickeln sowie die Qualitaet der erhaltenen erleichterten Metallprofile zu steigern und ihr Sortiment zu erweitern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren fuer erleichterte Metallprofile zu entwickeln, bei dem durch Reihenfolge und Ausfuehrungsbesonderheiten der Arbeitsgaenge das Erfindungsziel erreicht werden kann. Die gestellte Aufgabe wird dadurch geloest, dass man vor dem Biegen das Laengstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie mindestens in zwei Elemente vornimmt, die Bewegungsbahn mindestens eines von ihnen aendert, die erhaltenen Elemente an den Kanten in einer gleichen Ebene unter Bildung mindestens eines Bandes gespreizten Querschnitts vereinigt und sie zusammenschweisst. Am zweckmaessigsten ist das erfindungsgemaesse Verfahren zum Herstellen von Traegern, Saeulen, Riegeln und anderen Konstruktionen, die in verschiedenen Industriezweigen, vor allem in der Bauindustrie, breit verwendet sind, einzusetzen. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Metallurgie und betrifft insbesondere Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile. Am zweckmäßigsten ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Trägern, Säulen, Riegeln und anderen Konstruktionen, die in verschiedenen Industriezweigen, vor allem in der Bauindustrie, breit verwendet sind, einzusetzen. Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Breit bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von erleichterten Metallprofilen aus Walzprofilen. Nach diesem Verfahren wird ein Walzknüppel (ein U- oder ein I-Profil) an einer Zickzacklinie entlang in zwei Elemente getrennt, die auseinander genommen und dann an den vorstehenden Partien der zickzackförmigen Kanten vereinigt werden und anschließend unter Bildung eines erleichterten Profils zusammengeschweißt werden. Nach diesem Verfahren kann man Erzeugnisse aus warmgewalztem Walzgut herstellen. Zugleich zieht die Anwendung dieses Verfahrens zur Herstellung von erleichterten Metallprofilen verhältnismäßig . große Metallabfälle nach sich. Da als Ausgangsstücke U-, I- und Z-Profile auftreten, ermöglicht das betreffende Verfahren die Herstellung eines erleichterten Profils nur in begrenztem Sortiment.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von erleichterten Metallprofilen bekannt, bei dem man aus einer Rolle ein Blechmaterial zuführt, es richtet und dann zu einem Profil biegt, das erhaltene Profil zu einer Maßlänge schneidet und an einer Zickzacklinie entlang in Elemente trennt, die erhaltenen Elemf nte unter Bildung eines Profils gespreizten Querschnitts vereinigt und sie nachfolgend zusammenschweißt (Van Brudka u.a. „Legkie stalnye konstruktsii"/„Leichte Stahlkonstruktionen"/, 1974, Strooizdat, Moskau, S. 320 bis 325).

Nach diesem Verfahren kann man erleichterte Metallprofile aus einem Biegeprofil erzeugen. Trotzdem lassen sich die genannten Profile wie nach dem oben beschriebenen Verfahren nur in einem begrenzten Sortiment herstellen. Um außerdem die Produktion abfallfrei zu machen und die Längstrennung der Biegeprofile in einer Zickzacklinie kontinuierlich durchführen zu

können, werden die Biegeprofile stückweise zu einem Faden geschweißt. Vor dem Schweißen müssen aber die Stirnendenbearbeitet werden, und das ist mit zusätzlichen technologischen Arbeitsgängen verbunden, die entsprechende Ausrüstungen,

Werkzeuge und Arbeitsaufwand erfordern. Das Längstrennen in einer Zickzacklinie erfolgt am Steg des Biegeprofils, d. h. nach der Formgebung des Profils aus einem Blechmaterial, was zum Verzug der getrennten Elemente durch Auslösen innerer Spannungen in den Biegeprofilen führt. Um die Elemente, bevor sie miteinander an den vorstehenden Partien der zickzackförmigen Kanten vollständig verbunden sind, gegen Verzug zu sichern, benötigt man metallaufwendige Ausrüstungen (Rollgänge mit Rollen oder Begleitvorrichtungen). Das Längstrennen des Steges des Biegeprofils ist nur in einer Zickzacklinie möglich. Deswegen kann das erleichterte Metallprofil

in seiner Höhe nur begrenzt vergrößert werden.

Die getrennte Elemente der Biegeprofile werden an den vorstehenden Partien dar zickzackförmigen Kanten mit Hilfe von Elektroden oder halbautomatisch in der Kohlendioxidgasatmosphäre zusammengeschweißt, wodurch zusätzliche Kosten für Werkstoffe (Elektroden, Schweißdraht, Kohlendioxidgas) in Kauf genommen werden müssen. Zur Erzielung einer

entsprechenden Produktivität der Fertigungsstraße, auf der das bekannte Verfahren durchgeführt wird, ist eine große Mengevon Schweißaggregaten erforderlxh.

Beim Schweißen der Elemente im plastischen Verformungsverfahren, d. h. durch Erwärmen der zickzackförmigen Kanten mit

nachfolgendem Ausdrücken von Oxiden in den Grat, nimmt die Steghöhe des erleichterten Metallprofils ab. Restspannungen in

Elementen des Biegeprofils und die Verformung beim Schweißen sowie das Fehlen der Kalibrierung erleichterter metallischer Fertigprofile führen zur Störung geometrischer Formen, d. h. zur Beeinträchtigung der Qualität. Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein kontinuierliches, vollautomatisiertes und abfallfreies Herstellungsverfahren zu entwickeln sowie die Qualität der hergestellten erleichterten Metallprofile zu erhöhen und ihr Sortiment zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile zu entwickeln, bei dem durch Reihenfolge und Ausführungsbesonderhei;en der Arbeitsgänge die Technologiegerechtheit des Prozesses, indem er

kontinuierlich, vollautomatisch und abfallfrei verläuft, erhöht werden kann sowie die erleichterten Metallprofile in besserer

Qualität und erweitertem Sortiment hergestellt werden können. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch pelöst, daß man bei einem Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile, bei dem man aus einer Rolle ein Blechmaterial zuführt, es richtet und dann zu einem Profil biegt, das erhaltene Profil zu einer Maßlänga schneidet, an einer Zickzacklinie entlang in Elemente trennt, die erhaltenen Elemente unter Bildung

eines Profils gespreizten Querschnitts vereinigt und sie anschließend verschweißt, erfindungsgemäß vor dem Biegen das

Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie mindestens in zwei Elemente erfolgt, die Bewegungsbahn mindestens

eines von ihnen geändert wird, die erhaltenen Elemente an den Kanten in einer gleichen Ebene unter Bildung mindestens eines

Bandes gespreizten Querschnitts vereinigt und zusammengeschweißt werden. Die Änderung der Bewegungsbahn mindestens eines der Elemente wird vorteilhafterweise mittels einer Schraubenbewegung

vorgenommen.

Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, in einem kontinuierlichen technologischen Vorgang die in einer Zickzacklinie getrennten Elemente außer Eingriff zu bringen und sie in verschiedenen Kombinationen an den Kanten zu einem Band gespreizten Querschnitts zu vereinigen. Um ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen herzustellen, muß man die Elemente an den Vorsprüngen der

zickzackförmigen Kanten vereinigen.

Um ein Band gespreizten Querschnitts ohne Öffnungen herzustellen, muß man die Elemente an den geradlinigen Kanten

vereinigen.

Um die Produktivität des technologischen Vorganges zu erhöhen, den Schweißzusatzwerkstoff zu sparen sowie das Schweißen

bei ununterbrochener Bewegung des Blechmaterials durchzuführen, ist es zweckmäßig, das Schweißen in einem plastischen

Verformungsverfahren auszuführen. Bei dem Schweißen nach dem plastischen Verformungsverfahren muß man die benachbarten Elemente in Längsrichtung nach

entgegengesetzten Seiten verdrehen und im nachfolgenden zueinander in eine gleiche Ebene hinausführen.

Dies ermöglicht die Verbesserung der Schweißverhältnisse nach dem plastischen Verformungsverfahren durch Schaffung des

erforderlichen Konvergenzwinkels zwischen den zu verschweißenden Kanten der Elemente. Außerdem kann dadurch das beim

Schweißen auftretende Materialschrumpfen bei der Aufnahme des Bandes gespreizten Querschnitts an den Außenkanten

abgeglichen sowie die Erscheinung einer Säbelförmigkeit an den Außenkanten vermindert werden.

Um ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen, die in der Quadratnestweise angeordnet sind, herauszustellen, muß man

bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente die zickzackförmigen Kanten des mittleren

Elementes zueinander symmetrisch anordnen. Dies gestattet außerdem, aus dem mittleren Element ein symmetrisches Winkelprofil mit zickzackförmigen Kanten herzustellen. Um ein Band gespreizten Querschnitts mit schachbrettartig angeordneten Öffnungen herzustellen, muß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente die zickzackförmigen Kanten des mittleren Elementes

zueinander kongruent anordnen.

Um das Profil in Walzen besser umformen zu kön .en, muß man nach dem Schweißen von mehr als zwei Elementen zu einem Band gespreizten Querschnitts die Schweißnaht ι einigen.

Um gleichzeitig zwei Typen von erleichterten Metallprofilen herzustellen, kann man beim Längstrennen dos Blechmaterials in einer Zickzacklinie in vier Elemente das Verschweißen der Elemente paarweise unter Bildung von Bändern gespreizten Querschnittes mit geradlinigen bzw. zicKzackförmigen Kanten durchführen und die erwähnten Bänder dann in Rollen aufwickeln.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile mit Hinweisen auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Ed zeigen:

Fig. 1: in schematischer Darstellung eine Fertigungsstraße zur Herstellung von erleich erten Metallprofilen aus einem

aufgerollten Blechmaterial;

Fig. 2: eine Einzelheit eines Schweißaggregats; Fig. 3: eine Einzelheit eines Schweißaggregates wie in Fig. 2; Fig. 4: Muster eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisses; Fig. 5: eine Einzelheit der Längstrennung des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente mit der kongruenten Ausführung der Kanten des mittleren Elementes; Fig. 6: eine Einzelheit des Bandes gespreizten Querschnitts mit schachbrettartig angeordneten Öffnungen; Fig. 7: eine Einzelheit der Längstrennurig des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in vier Elemente; Fig. 8: eine Einzelheit des Bandes gespreizten Querschnitts mit geradlinigen Kanten;

Fig. 9: eine Einzelheit des Bandes gespreizten Querschnitts mit zickzackförmigen Kanten; Fig. 10

und 11: Muster eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnisses;

Fig. 12: Muster für eine geschweißte StahlkonstruHion; Fig. 13

bis 20: Muster von nach de-n erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Erzeugnissen.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile besteht darin, daß man aus einer Rolle ein Blechmaterial zuführt, es richtet und dann nach dem Richten an einer Zickzacklinie entlang mindestens in zwei Elemente trennt. Weiterhin wird mittels einer Schraubenbewegung die Bewegungsbahn mindestens eines der Elemente geändert. Die Schraubenbewegung ermöglicht es, bei einem kontinuierlichen technologischen Vorgang die in einer Zickzacklinie getrennten Elemente außer Eingriff zu setzen und s^:e unter Bildung mindestens eines Bandes gespreizten Querschnitts an den Kanten in

einer gleichen Ebene zu vereinigen. Da/aufhin erfolgt das Verschweißen der vereinigten Elemente. Das erhaltene Bandgespreizten Querschnitts wird dem Biegen zur Bildung eines erleichterten Biegeprofils unterworfen. Dann wird das erhaltene

Profil zu einer Maßlänge geschnitten. Falls es erforderlich ist, ein erleichtertes metallisches Biegeprofil mit Öffnungen herzustellen, benutzt man ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen, welches durch Vereinigen der Elemente an den vorstehenden Partien ihrer zickzackförmigen Kanten gebildet wurde. Wenn es erforderlich ist, ein erleichtertes metallisches Biegeprofil ohne Öffnungen herzustellen, vereinigt man die Elemente zu

einem Band gespreizten Querschnitts an den geradlinigen Kanten. ·

Um die Produktivität des technologischen Vorganges zu erhöhen und den Schweißzusatzwerkstoff zu sparen, wird die Schweifung nach dem plastischen Verformungsverfahren durchgeführt. Hierfür werden die benachbarten Elemente in Längsrichtung lach entgegengesetzten Seiten verdreht und im nachfolgenden zueinander in eine gleiche Ebene

hinausgeführt.

Dies wird mit dem Ziel gemacht, den erforderlichen Konvergezwinkel zwischen den zu verschweißenden Kanten zu bilden und

somit die Schweißverhältnisse zu verbessern. Darüber hinaus ist durch Verdrehen der Elemente in Längsrichtung nachentgegengesetzten Seiten die Möglichkeit gegeben, das beim Schweißen auftretende Materialschrumpfen bei dor Aufnahmedes Bandes gespreizten Querschnitts an den Außenkanten abzugleichen sowie die Erscheinung einer Säbelförmigkeit an den

Außenkanten zu vermindern. Falls aus verfahrenstechnischen Gründen erforderlich ist, ein Band gespreizten Querschnitts mit Öffnungen, die in der Quadratnestweise angeordnet sind, herzustellen, wird das Längstrennen des Blechmaterials beispielsweise in drei Elemente in Zickzacklinien durchgeführt. Dabei werden die zickzackförmigen Kante;) des mittleren Elementes zueinander symmetrisch

angeordnet.

Wenn die erwähnten Kanten zueinander kongruent angeordnet werden, so ergibt sich ein Band gespreizten Querschnitts mit

schachbrettartig angeordneten Öffnungen.

Wenn aus verfahrenstechnischen Gründen gleichzeitig zwei Bänder gespreizten Querschnitts hergestellt weiden müssen, so

wird das Blechmaterials beispielsweise in vier Elemente an Zickzacklinien entlang getrennt. In diesem Fall erfolgt die

Schweißung der Elemente paarweise unter Bildung der Bänder gespreizten Querschnitts jeweils mit geradlinigen und

zickzackförmigen Kanten. Die erhaltenen Bänder werden in Rollen aufgewickelt, die dann zum Biegen übergeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von erleichterten Metallprofilen wird automatisch auf der bekannten Ausrüstung durchgeführt. In eine Abwickelvorrichtung 1 (Fig. 1) wird eine Rolle 2 des Blechmaterials eingesetzt. Weiterhin wird das Blechmaterial einem Richtapparat 3 zugeführt, wo es gerichtet wird. Nach dem Richten kommt das Bleohmaterial,in eine Längstrennvorrichtung 4, wo

es in Zickzacklinien, beispielsweise in drei Elemente 5; 6; 7 geschnitten wird, wobei die zickzackförmigen Kanten des Elementeszueinander symmetrisch angeordnet werden.

Um die Elemente 5; 6; 7 außer Eingriff zu bringen, ändert man ihre Bewegungsbahn, indem man ihnen eine Schraubenbewegung erteilt. Dann werden die Elemente 5; 6; 7 in einer gleichen Ebene im Bereich 8 an den vorstehenden Partien der zickzackförmigen Kanten unter Bildung von Fenstern 9 vereinigt und in einer Vorrichtung 10 zusammengeschweißt. Geschweißt wird nach dem Verfahren der plastischen Verformung. Hierfür werden benachbarte Elemente, z. B. die Elemente 5 und 6, in Längsrichtung nach entgegengesetzten Seiten verdreht.

Die zu verschweißenden Kanten werden auf die Abschmelztempertur des Metalls erhitzt und in den Walzen 11; 12 (Fig.2) der Vorrichtung 10 zusammengeführt, bis sie in Berührung kommen. Weiterhin werden die Elemente 5 und β mit Hilfe von Walzen 13; 14 (Fig.3) zueinander in eine gleiche Ebene hinausgeführt, wobei gleichzeitig die Außenkanten herunterdrückt und die Metalloxide in einen Grat 15 ausgedrückt werden, bis sich eine Schweißverbindung bildet. Ähnlich wird der erhaltene Bandabschnitt gespreizten Querschnitts mit dem Element 7 zusammengeschweißt (Fig. 1).

Nach dem Zusammenschweißen der gesamten Elemente 5; 6; 7 wird die Schweißnaht in einer Vorrichtung 16 (beispielsweise mittels Meißel) entgratet.

Weiterhin erhält man mittels Walzen einer Vorrichtung 17 ein erleichtertes Metallprofil, beispielsweise in U-Profil 18 (Fig.4), das man in einer Vorrichtung 19 (Fig. 1) in beliebiger bekannter Weise, z. B. durch eine (in der Zeichnung nicht gezeigte) Trennsäge zu einer Meßlänge schneidet.

Wenn die zickzackförmigen Kanten des Elementes 6 (Fig. 5) zueinander kongurent verlaufen, so ergibt sich nach dem oben beschriebenen Verfahren ein erleichtertes Metallprofil mit Öffnungen 20 (Fig. 6), die schachbrettartig angeordnet sind. Wenn gleichzeitig zwei Bänder gespreizten Querschnitts erhalten werden müssen, trennt man das Blechmaterial in der Längstrennvorrichtung 4 (Fig. 1) an Zickzacklinien entlang in vier Elemente 21 bis 24 (Fig.7). In diesem Fall werden 21; 24 (Fig.7) unter Bildung eines Bandes 25 (Fig. 8) gespreizten Querschnitts mit geradlinigen Kanten und die Elemente 22 und 23 unter Bildung eines Bandes 26 (Fig.9) gespreizten Querschnitts mit zickzackförmigen Kanten in der Vorrichtung 10 (Fig. fj nach dem obengenannten Verfahren zusammengeschweißt. Aus den erhaltenen Bändern 25 (Fig.8) und 26 (Fig.9) wird nach dem oben beschriebenen Verfahren ein erleichtertes Biegeprofil hergestellt, und zwar aus dem Band 25 (Fig.8) ein U-Profil 27 (Fig. 10) mit geradlinigen Kanten der Schenkel und aus dem Band 26 (Fig.9) ein U-Profil 28 (Fig. 11) mit zickzackförmigen Kanten der Schenkel, das im weiteren zum Bau von großdimensionierten geschweißten Stahlkonstruktionen, beispielsweise Kastenprofilen 29 (Fig. 12), verwendet werden kann.

Somit gewährleistet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile die Vollautomatisierung des technologischen Vorganges, macht ihn kontinuierlich und abfallfrei sowie läßt erleichterte Metallprofile aus dem Band gespreizten Querschnitts in höherer Qualität und erweitertem Sortiment herstellen. So können sowohl Profile offenen Typs wie ein U-Profil (Fig. 13), ein C-Profil (Fig. 14), ein Z-Profil (Fig. 15,16), ein L-Profil (Fig. 17,18) und andere als auch Profile geschlossenen Typs wie Vierkantprofile (Fig. 12; 19), Flechteckprofile (Fig. 10) u. dgl. hergestellt werden.

Claims

1. Herstellungsverfahren für erleichterte Metallprofile, bei dem man aus einer Rolle ein Blechmaterial zuführt, es richtet und dann zu einem Profil biegt, das erhaltene Profil zu einer Maßlänge schneidet, an einer Zickzacklinie entlang in Elemente trennt, die erhaltenen Elemente unter Bildung eines Profils gespreizten Querschnitts vereinigt und sie anschließend zusammenschweißt, gekennzeichnet dadurch, daß man vor dem Biegen das Längstrennen des Blechmaterial in einer Zickzacklinie mindestens in zwei Elemente (5; 6; 7) vornimmt, die Bewegungsbahn mindestens eines von ihnen ändert, die erhaltenen Elemente (5; 6; 7) an den Kanten in einer gleichen Ebene unter Bildung mindestens eines Bandes gespreizten Querschnitts vereinigt und sie zusammenschweißt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Änderung der Bewegungsbahn mindestens eines der Elemente (5; 6; 7) mittels einer Schraubenbewegung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man die Elemente {6; 6; 7) an den Vorsprüngen der zickzackförmigen Kanten vereinigt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man die Elemente (5; 7) an den geradlinigen Kanten vereinigt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schweißen nach dem plastischen Verformungsverfahren erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß bei dem Schweißen die benachbarten Elemente (5; 6; 7) in Längsrichtung nach entgegengesetzten Seiten verdreht werden und im nachfolgenden zueinander in eine gleiche Ebene hinausgeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente (5; 6; 7) die zickzackförmigen Kanten des mittleren Elements (6) zueinander symmetrisch anordnet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in drei Elemente (5; 6; 7) die Kanten des mittleren Elementes (6) zueinander kongruent anordnet.

9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß man bei dem Schweißen von mehr als zwei Elementen (5; 6; 7) zu einem Band gespreizten Querschnitts die Schweißnaht reinigt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei dem Längstrennen des Blechmaterials in einer Zickzacklinie in vier Elemente (21; 22; 23; 24) die Elemente (21; 22; 23; 24) paarweise unter Bildung eines Bandes (25) gespreizten Querschnitts mit geradlinigen Kanten und eines Bandes (26) gespreizten Querschnitts mit zickzackförmigen Kanten zusammengeschweißt werden und die Bänder (25; 26) nachfolgend in Rollen aufgewickelt werden.