DE1042346B - Verfahren zum Herstellen von Schlossverbindungen fuer Stahlspundbohlen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beim Herstellen von Halsverengungen an ausgewalzten Schloß- bzw. Nutkanälen für Stahlspundbohlen wurden bisher die zur Klauenbildung notwendigen Schloßleisten bzw. Verdickungen nach dem Auswalzen umgelegt, umgebogen bzw. umgeknickt.

Bei einem solcihen Verfahren wurde der verdickt und abgebogen ausgewalzte Lappen der Schloßleiste in einer vor dem Walzwerk angeordneten Drallvorrichtung um eine Leiste umgeknickt.

Die Herstellung kann auch in der Weise erfolgen, daß die Schloßverbindungen aufgeklappt ausgewalzt und anschließend zusammengebogen werden. Beim Herstellen von Halsverengungen an Nutkanälen für Stahlschwellen wird in einer Schmiedepresse durch Querverschieben von Längsrippenteilstücken an einer schrittweise sich senkrecht hierzu bewegenden Stahlschwelle eine kurze, ständig unterbrochene Halsverengung der ausgewalzten Längsnut auf die Breite der Preßstempel um einen Kaliberdorn erzielt. Durch schrittweises Abquetschen bzw. Querstaudhen von stehengebliebenen Restrippenteilen senkrecht zum Walzendruck mit Hilfe von ringförmig angeordneten und querverschiebend wirkenden Preßstempeln wird eine Zwischenform gebildet, die in einer hinter dem Walzwerk gelagerten Umlegevorrichtung um einen Kaliberdorn zu einem Hakenstück umgebogen wird.

Bekanntlich hat das Walzgut senkrecht zur Walzfaser eine Festigkeitsverminderung von etwa 25 °/o gegenüber der Festigkeit parallel zur Walzfaser. Wenn also ein nachträgliches, scharfes Umbiegen, Umknicken oder Umlegen, z. B. der Schloßleiste, parallel zur Walzfaser erfolgt, dann wird die Dehnung in der Außenhaut der konvexen Begrenzungsfläche und senkrecht zur Walzfaser so groß, daß einmal wegen dieser übertrieben stark gestreckten Dehnung und zum anderen wegen der weitaus geringeren Festigkeit des Baustoffes senkrecht zur Walzfaser Längsrisse auftreten. Hierdurch werden die Sehloßverbindungen sehr wesentlich geschwächt und das Widerstandsmoment der Spundwand ganz erheblich -herabgesetzt. Auch die Wasserdichtigkeit einer aus solchen Bohlen hergestellten Spundwand ist nicht mehr gewährleistet, wenn eine Schloßverbindung versagt.

Während ein nachträgliches, allmähliches und bogenförmiges Umbiegen auf lange Strecken, z. B. das bogenförmige Umbiegen von Flanschen bzw. Stegen bei Stahlspundbohlen, nach dem Auswalzen von Profilen keine ins Auge fallenden Nachteile mit sich bringt, ist das nachträgliche scharfe Umlegen, Umknicken oder Umbiegen auf kurze Strecken, z. B. für Schloßteile von Stahlspundbohle^ sehr gefährlich.

Das aMmählche uod bogenförmige Umbiegen z. B. der Schloßseite ist aber für Schloß verbindungen, die aus statischen Gründen eine gedrungene Form haben

von Schloßverbindungen

für Stahlspundbohlen

Anmelder:

Dr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
Neffstr. 19

Dr.-Ing. Kurt Schroeder, Saarbrücken,
ist als Erfinder genannt worden

müssen, nicht zweckmäßig, da das Schloß dann zu groß wird. Auch diie Wasserdichtigkeit eines Schlosses läßt eine starke Beweglichkeit im Schloß, die bei weitläufigen, also* großen SchloBvesrbindimgen immer auftritt, nicht zu.

An Schloßverbindungen für Stahlspundbohlen sind folgende Bedingungen zu knüpfen:

1. große Zugfestigkeit (etwa 1,3 t/cm),

2. große Schubfestigkeit,

3. große Drehsteiingkeit,

4. große Wasserdichtigkeit.

Diese Bedingungen können erfüllt werden durch eine gedrungene Schloßverbindung, die ein geringes, inneres Biegungsmoment gewährleistet.

Das Auswalzen der Schloßleiste geschieht, wie vorher erwähnt, oft in einem geschlossenen Kaliber. Zur Kalibrierung ist ein tiefer, schmaler Einschnitt in eine Walze notwendig. Dieser Einschnitt schwächt die Walze stark und hat oft Walzenbrüche zur Veranlassung. Da die Schloßleiste, wie bisher üblich, eine schlanke Ouerstihnittsgestaltung hat — um das nachträgliche Umknicken zu erleichtern ·—, ist es schwierig, das glühende Walzgut während des Walzvorganges in diese schmale Kalibrierung einzubringen. Auch erkaltet das Walzgut an dieser Stelle infolge des schlanken Querschnittes der Schloßleiste rasch ab. Die vorzeitige Erkaltung bringt es wieder mit sich, daß das nachträgliche scharfe Umknicken der Schloßleiste die Rissebildung in der Längsrichtung der Bohle fördert.

Bei einer U-förmigen Spundbohle, die eine keilförmige Schloßleiste aufweist, wird zum nachträglichen, leichteren Umlegen zwecks Bildung der Schloßklaue der Wurzelquerschnitt der Schloßleiste besonders geschwächt. Das Umlegen der Schloßleiste wirkt sich konzentriert nur an dieser Stelle aus. Der Baustoff

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wird an der konvexen Außenseite der Schloßleiste stark überbeansprucht, und es können infolge der ungewöhnlichen Dehnung die erwähnten Längsrisse entstehen. Das nachträgliche Umknicken der Schloßleiste gerade an dieser Stelle bringt noch einen anderen Nachteil mit sich. Die Fußaußenkante der Schloßleiste wird stark abgerundet. Beim Zusammenbau der Spundwand entsteht infolgedessen ein breiter Spalt, da die abgerundete Fußaußenkante nicht zum satten Anliegen an die Nachbarbohle kommt. Ein Zusammenschweißen zu Doppel- und Dreierbohlen ist wegen dieses Nachteiles sehr schwierig.

Eine gedrungene Sehloßverbindung läßt sich wirtschaftlich nur durch ein Stauchverfahren herstellen, das jede Rissebildung in der Längsrichtung der Sehloßverbindung ausschließt. Es ist bekannt, an Blechkanten Verdickungen für Schloßverbindungen durch Stauchung herzustellen. Unter Anwendung dieser Herstellungsart auf Schloßverbindungen an Spundwandbohlen werden die vorstehend erwähnten Nachteile beim Herstellen der bekannten Schloßverbindungsformen durch das Staucihverfahren nach der Erfindung vermieden.

Die Kalibrierung der Schloßleisten bzw. der Flansche geschieht in zwei Walzen. Ein Einschneiden der Kalibrierung in nur eine Walze findet nicht statt. Es können also aus diesem Grunde keine Walzenbrüche erfolgen. Der Baustoff oder das Walzgut kann während des Walzens bequem an die erforderlichen Stellen hineingeknetet werden. Die ausgewalzten Schloßleisten sind jetzt beliebig stark bzw. dick und entsprechend verhältnismäßig kurz. Ein vorzeitiges Abkühlen kann deshalb nicht eintreten. Die bisherigen Schloßleisten sind im allgemeinen schmal und lang.

Nach dem Auswalzen der gesamten Spundbohle erfolgt lediglich das im Nachgang beschriebene Stauchen im allgemeinen durch örtlichen Walzendruck bei einem weiteren Durchgang der ausgewalzten Spundbohle.

Beim Stauchen zum Herstellen der Halsverengungen an U-förmig ausgewalzten Schloß- bzw. Nutkanälen mit etwa parallelen Schenkeln wird der Baustoff durch die angreifenden Stauchkräfte in Richtung der Wurzel der Schenkel oder der Schloßleiste gedrängt. Dabei werden die unterschneidenden Verdickungen an den freien Köpfen der Schloßleisten und der Schenkel infolge Verkürzen derselben gebildet, ohne daß Dehnungen entstehen. Aus dem Grunde können keine Längsrisse auftreten.

Der Baustoff selbst wird durch die Stauchung verdichtet und vergütet, und die Festigkeit der Sehloßverbindung wird wesentlich erhöht.

Während des Anstauchens wird der freie L- oder T-förmige Querschnitt des Schloß- bzw. Nutkanals durch Innenabstützen gewährleistet.

Eine andere Möglichkeit der Herstellung besteht darin, daß das Anstauchen durch die Schenkelenden in Werkstückslängsrichtung überwanderndes Pressen oder Hämmern erfolgt.

Auch ka.nn das Werkstück unter feststehenden Pressen oder Hämmern längsverfahren werden.

Die Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens an U-, Z-, I- oder T-förmigen Stahlspundbohlen besteht darin, daß zum Innenabstützen eine im Schloß- oder Nutkanal gleitende, vor der Stauchstelle gelenkig gelagerte Zunge vorgesehen ist.

Um das Verfahren bei I-förmigen Stahlspundbohlen an den Flanschenenden anwenden zu können, werden zum Innenabstützen einseitig gelagerte Kragwalzen, die sich selbst gegenseitig abstützen, angeordnet.

Zweckmäßigerweise werden zum Überwandern des Werkstückes die erforderlichen Pressen oder Hammer bzw. die Zunge oder die Kragwalzen auf einem längs der Spundbohle beweglichen Fahrwerk gelagert.

Die durch Stauchung gebildeten Verdickungen erstrecken sich kontinuierlich über die ganze Länge der Spundbohle und erzielen bei einem Zusammenbau zu einer Spundwand den festen und sicheren Zusammenhalt von Bohle zu Bohle.

Aus Abb. 1 ist ersichtlich, wie bei einer I-förmigen Stahlspundbohle aus den Flanschen- bzw. Schenkelenden/ durch in Richtung der Schenkel angreifende Stauchkräfte die unterschnittenen, L-förmigen Verdickungen η gebildet werden. Die Innenabstützung der Flansche / und der Verdickungen η wird durch einseitig gelagerte Kragwalzen e ermöglicht (Abb. 3). Diese Kragwalzen e greifen hinter die unterschnittenen Teile der Flansche f oder der Verdickungen η, stellen die innere Formgebung derselben sicher und stützen sich gegenseitig ab.

Die Außenfläche w der aus diesen I-förmigen Spundbohlen gebildeten Spundwand ist vollkommen glatt. Anliegende Schiffe können also nicht hängenbleiben (Abb. 2). Bei den bisherigen I-förmigen Spundbohlen springen die Schloßverbindungen vor die Spundwandflucht und können hierdurch leicht Beschädigungen verursachen. Aus Abb. 2 sind auch die durch in Richtung der Schloßleiste s wirkende Stauchkräfte hergestellten, unterschnittenen Verdickungen η an einer T-förmigen Schloßkammer ersichtlich.

Abb. 5 zeigt die Herstellung der Sehloßverbindung für eine U-förmige Stahlspundbohle. Aus der Schloßleiste s werden durch in Richtung derselben wirkende Stauchkräfte z. B. durch örtlichen Walzendruck die unterschnittenen Verdickungen η gebildet. Die Schloßleiste s erhält hierdurch einen T-förmigen Querschnitt. Die zur Innenabstützung angeordnete Zungen verhindert das Eindringen des Baustoffes während der Stauchung in die Schloßklaue (Abb. 4).

Abb. 6 stellt ebenfalls die Schloßklaue einer U-förmigen Stahlspundbohle dar. Aus der Schloßleiste s wird z. B. durch örtlichen Walzendruck, der in Richtung der Sohloßleiste s angreift, die unterschrittene, L-förmige Verdickung η hergestellt. Eine Zunge ζ garantiert die Innenabstützung des freien Querschnittes der Schloßklaue. Der Wurzelquerschnitt q der Schloßleiste s ist beliebig stark. Die Fußaußenkante a der Sdhloßleiste s wird bei Anwendung des Stauchverfahrens schiarf rechtwinklig ausgewalzt (Abb. 6). Sie liegt beim Rammen 'einer Spundwand satt an der Nachbarbohle an und gestattet außerdem ein sicheres Verschweißen.

In ihrem freien Gleitende besteht die Zunge 2 aus schwerschmelzbarem Wolframstahl. Die Zungenspitze ist auswechselbar.

Abb. 7 stellt eine gestauchte Sehloßverbindung für eine Z- bzw. U-förmige Spundbohle dar. An Stelle des senkrecht zum Walzgut wirkenden örtlichen Walzendrucks können auch Pressen oder schnellschlagende Hämmer verwandt werden, die die Stauchung in Richtung der Schloßleiste s bewerkstelligen. Abb. 8 veranschaulicht eine gestauchte Sehloßverbindung für eine I-förmige Spundbohle, Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß nach dem fertigen Auswalzen der Stahlspundbohle das örtliche Stauchverfahren einsetzt. Die im allgemeinen mit parallelen, seitlichen Begrenzungsflächen ausgewalzten Flansche bzw. Schenkel f oder Schloß leisten s weisen nach der Durchführung der Stauchung Verdickungen η auf, die unterschnitten sind, ohne daß irgendwelche Schloßteile

anschließend, wie bisher üblich, zu ihrem Nachteil umgeknickt, umgelegt oder umgebogen werden müssen. Die Flansche / oder Sdhloßleisten s werden also an den freien Kopfenden durcih die Stauöhung in ihrer Ouerschnittsgestaltung wesentlich geändert, sie werden in ihrer Länge verkürzt, in ihrer Breite stark verdickt und einwärts unterschnitten.

Bisher wurde die Querschnittsgestaltung der Schloßleiste bei der Bildung der Schloßklaue nicht geändert, d. h., die seitlichen Begrenzungsflächen der Schloßleiste blieben nach dem Umlegen, Umbiegen oder Umknicken derselben parallel bzw. die Schloßleiste hatte die gleiche Gestaltung wie vorher. Die Länge und die Breite der Schloßleiste waren bisher, im Querschnitt gesehen, nach dem Umlegen dieselben.

Zum besseren Eingreifen der Walzen ist es unter Umständen zweckmäßig, aber nicht zur Erfindung gehörig, die Schloßleiste J in bekannter Weise während des Walzens der Spundbohle abzubiegen. Vor der Stauchung wird die Schloßleiste s geradegerichtet. Bei dem Auswalzen kann eine bekannte Verbreiterung an dem freien Ende der Schloßleiste s mitangewalzt werden. Diese Verbreiterung bietet nach dem Geraderichten der Stihloßleiste eine bessere Ansatzmögliehkeit für die Durchführung der Stauchung (Abb. 6). Infolge der Verbreiterung wird die Wärme in dem Kopf der Schloßleiste noch langer gehalten. Die Schloßleiste bleibt auf diese Weise besonders weich und knetbar und läßt sich leicht stauchen.

Alle Schloßverbindungen haben senkrecht zur Hauptzugrichtung stehende Anschlagflächen. Infolge ihrer gedrungenen Gestaltung können sie wesentlich größere Zugkräfte aufnehmen. Daß sämtliche Kanten der Schloß verbindungen leicht abgerundet werden müssen, ist eine walztechnische Selbstverständlichkeit.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   Verfahren zum Herstellen der Halsverengungen an U-förmig ausgewalzten Schloß- bzw. Nutkanälen mit etwa parallelen Schenkeln für Stahlspundbohlen, bei denen die Schenkelenden bzw. die Köpfe der Sdhloßleisten mit L- oder T-förmigen, die Hals Verengung des Sdhloßkanals bzw. Nutkanals bildenden, unterschneidenden Verdickungen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (η) durch Anstauchen mit Hilfe in Richtung der Schenkel angreifender Stauchkräfte durch Verkürzen der Sahenkelenden oder Schloßleisten erzeugt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie, L- oder T-förmige Querschnitt des Schloß- bzw. Nutkanals während des Anstauchens durch Innenabstützen gewährleistet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstauchen durch die Schenkelenden in Werkstückslängsrichtung überwanderndes Pressen oder Hämmern erfolgt.
4. 4. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 und 3 an U-, Z-, I- oder T-förmigen Stahlspundbohlen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Innenabstützen eine im Schloß oder Nutkanal gleitende, vor der Stauchstelle gelenkig gelagerte Zunge (z) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 und 3 an den Flanschenden von I-förmigen Stahlspundbohlen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Innenabstützen einseitig gelagerte Kragwalzen (e), die sich gegenseitig abstützen, vorgesehen sind.
6. 6. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 3 oder Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pressen oder Hammer und die Zunge (z) oder die Kragwalzen (e) auf einem längs der Spundbohle beweglichen Fahrwerk gelagert sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 847134, 721478, 520, 687 511, 687 460, 639 493, 589 375, 561 367, 754, 431 639, 124 896, 124 895, 110 169, 108 979; französische Patentschriften Nr. 825 500, 364 571; britische Patentschriften Nr. 481979, 349 805, 485, 270 288;

   USA.-Patentschrift Nr. 1943 933;

   »Stahl und Eisen«, Jg. 69 (1949), Nr. 12 vom 9. Juni, S. 413.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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