DE750393C

DE750393C - Vorrichtung zur AEnderung der Steghoehe eines mit Flanschen versehenen Profilstabes

Info

Publication number: DE750393C
Application number: DE1938750393D
Authority: DE
Inventors: Otto Fraessdorf; Theo Walkenbach
Priority date: 1938-09-27
Filing date: 1938-09-27
Publication date: 1945-01-23

Description

Vorrichtung zur Änderung der Steghöhe eines mit Flanschen versehenen Profilstabes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur- Änderung der Steghöhe eines mit Flanschen versehenen Profilstabes.
Bei den Verbindungen von Profilstäben, wie sie insbesondere im Flugzeugbau häufig vorkommen, besteht die Aufgabe, den Verbindungen eine in derselben Fläche verlaufende Außenseite zu geben, aus der keine Bestandteile der zu verbindenden Stäbe vorragen. Zu diesem Zwecke werden die Stege der Profilstäbe an den zu verbindenden Stellen verkürzt, was auch als Absetzen oder Abstufen bezeichnet wird. Für dieses Absetzen oder Abstufen verwendete man bisher iiblicherweise Stanzen von unveränderlicher Form. Man brauchte also so viele besondere Formstanzen, wie maßlich verschiedene Ab-Setzungen auszuführen sind, so daß für ein einziges Flugzeugbaumuster eine große Anzahl von Formstanzen angefertigt werden mußte, die naturgemäß einen großen Aufwand an Werkstoff und Arbeit erforderte. Die Vielzahl der unterschiedlichen Absetzungen ergibt sich aus den verschiedenartigen Profilen der Verbindungen.

Man hat bereits zur Vermeidung der Anfertigung dieser zahlreichen Formstanzen genormte Grundwerkzeuge mit auswechselbaren Bachen vorgeschlagen, wobei die Backen den verschiedenen Längen und Tiefen der Absetzungen und den verschiedenartigen Pro= filen. der Stäbe angepaßt waren. Wenn auch die Herstellungskosten und der Werkstoffverbrauch für diese genormten Werkzeuge mit auswechselbaren Backen sich verminderten, so waren sie doch nicht allgemein verwendbar, da eben die maßlichen Unterschiede in den Längen und Tiefen der Absetzungen sowie in den Blechstärken und in den Profilen zu vielseitig sind. Insbesondere sind bei den genormten Formstanzen mit auswechselbaren Backen für die Absetzung an

den Enden und in rler -Mitte der Profilstäbe

verschiedene Werkzeuge erforderlich. Es sind

auch Einrichtungen bekannt, bei denen der

Profilstab, z. B. Laschen ini Eisenbalnillau,

fest eingespannt wird und zum Absetzen eine

Walze dient, die sich quer zur Längsachse des

Profilstabes bewegt. Aber auch diese Ein-

richtung hat den Nachteil, daß die Einspan-

nung in der Länge und im Profil für jeden

Fall besonders hergestellt werden muß und

ebenso die 'Walze, fall.- der -'Arbeitsgang nicht

in mehreren Arbeitshüben gemacht werden

kann. Bei den obengenannten Arten des Ab-

setzens, nämlich deni umveränderlichen Forin-

stanzeii und dein FOrnistanzen unt auswecli-

selbaren Backensätzen ist noch ein meitc:rei-

erheblicher -Nachteil vorhanden. Die Ab-

e iessungen für die Tiefe der Absetzungen

müssen in den Formstanzen ein ungefähr

i; % gegenüber dem Sollmaß erliölit werden,

da der Werkstoff nach dein Absetzen entspre-

chend seiner Federungskraft auffedert. Es

tritt also beim Formstanzen eine sogenannte

Werkstoffzurückweichung auf. Diese \tit-

federung ist nun entsprechend den verschie-

denen 'Werkstoffeigenschaften auch maßlich

verschieden, so daß -Maßabweichungen auf-

treten und Nacharbeiten von Hand nötig

sind.

Diese Nachteile werden durch die Erfin-

dung dadurch vermieden. daß (-lie Druckwalze

unter Ausübung des Walzendruckes in Rich-

tung der Stegliölie in Längsrichtung des Pro-

filsteges bewegt wird. wobei eine beiderseitige

Unterstützung des Profilsteges gegen Aus-

knicken unter dein '#,tauchdruck vorgesehen ist.

Die Haltevorrichtung kann aus einem finit

gleicher Geschwindigkeit in entgegengesetzter

Richtung angetriebenen Walzenpaar oder zwei

anderen Walzenelementen, z. B. einer Walze

und einer ihr gegenüberliegenden lä n gs@eweg-

lich2n Schiene, gebildet werden. Diese Aus-

führung hat den Vorteil, dar, sich durch die

Verstellung in Stegrichtung gegenüber den

Druckwalen jede praktisch vorkommende

-Absetzung bei voller Berücksichtigung der

Eigenschaften des Werkstoffes einstellen läl-.It.

Eine besondere Haltevorrichtung, in der

den Abmessungen des Werkstoffes und den

Abmessungen d_r Absetzung angepaßten

Größe wird überflüssig, weil die Druckwalzen

gleichzeitig die Haltevorrichtung bilden und

die am Steg auftretenden Stauchkräfte un-

schädlich machen.

-Nach einer wertvollen 1izizelheit der Erfin-

lung ist die das Werkstück haltende Führung

als in Stegrichtung des Profils verstellbares

Widerlager ausgebildet, in welchem das

Uerkstück in seiner Stellung zu dein Druck-

,zörper festgelegt werden kann. Bei einer

solchen Ausbildung ist es möglich, die Vor-

richteng durch einfaches Verstellen für die

verschiedenen Profilhöhen und @lbsetzabiiies-

sungen einzurichten.

In ge«-issen Fällen ist es von Vorteil, die

.Anordnung so zu treffen, daß einer der

I)rticl:körper selbst als verstellbares Wider-

lager für das Werkstück dient und einem

zweiten Druckkörper genähert werden kann.

Werdurch ergibt :ich eine besonders einfache

Bauweise und leichte Bedienbarkeit der Vor-

richtung.

Eine besonders gute Ausbildung der Ab-

set7eng läßt sich dadurch erreichen, daß an

dem Druckkörper Nocken und diesen gegen-

iiberliegeiide Aussparungen angeordnet sind.

Diese bewirken, daß die Übergänge zwischen

1 ornialhöhe des Steges und dem abgesetzten

Teil in einem vorgeschriebenen Winkel sehr

sauber ausgeführt w,-rclen können.

Das Arbeiten mit der Vorrichtung wird in

nennenswerter Weise erleichtert, wenn die-

selbe finit verstellbaren Anschlägen ausge-

rüstet wird, die die Bewegungen des Werk-

stückes bei der Bearbeitung und damit das

Ausmaß der Verformung begrenzen.

Ini folgenden sind mehrere Ausführungs-

beispiele des Erfindungsgegenstandes an Hand

der Zeichnung näher erläutert. In der Zeich-

nung stellen dar:

Abb. i eine teilweise im Schnitt gehaltene

Ansicht der Vorrichtung,

Abb. 2 eine Oberansicht zu Abb. 1,

Abb.3 eine Ansicht der Walzen, gesehen

in Richtung des Pfeiles I der Abb. i,

Abb. d eine schaubildliche Darstellung eines

Profilstabes mit Durchsetztingen ain Ende

and in der -litte,

_Abb. j einen Querschnitt des Profilstabes

längs der gebrochenen Linie C-D der _Abb. 4,

Abb.6 eine Oberansicht eines Profilstabes

finit zwei Durchsetzungen, die verschieden

lang ausgebildet sind,

:Ahb. 7 Querschnitte einiger Profilstäbe, die

mit den Vorrichtungen nach der Erfindung

durchgesetzt «erden können,

Abb. 8 und 9 je eine Teilansicht zweier wei-

terer Ausbildungsmöglichkeiten der Vorrich-

tung nach der Erfindung.

In Abb. i bis 3 ist im wesentlichen die Vor-

richtung -mit- Änderung der Steghöhe des Pro-

filstal)es 21 gemäß Abb. d dargestellt, bei

welcher ein seitlich der Walzen 3, 6 angeord-

netes Widerlager 13, 1 4 für den Profilstab 21

deni Walzenspalte 3 r entgegengesetzt zur Ab-

setzrichtung des Pfeiles p genähert wird. In

einem 1lascliinenrahnien 1 sind zwei iin

wesentliche parallele Wellen 3, .l angeordnet;

an der einen Seite jeder Welle 3, .l ist je eine

Walze ;, 6 und auf der anderen Seite je ein

Zahnrad q, To angeordnet. Die "Zahnräder d,

io kuppeln die Walzen @, 6 zwansläufig mit-

221

einander; die Durchmesser der Walzen 5. 6 und die Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 9, io stehen im Verhältnis i : i. Die Welle 4 kann von Hand, mittels der Kurbel 29, und auch durch Motorkraft angetrieben werden. Die eine der beiden Wellen 3, .4, beispielsweise die obere 3, kann in ihrem die Walze 5 tragenden Teile durch eine Gewindespindel 2 rechtwinklig zu ihrer Achse verschoben werden, so daß sich gleichzeitig der Walzenspalt 31 verändert. Die- Verstellbarkeit der oberen Welle 3 ermöglicht eine Anpassung an die Wandstärke des jeweils zu bearbeitenden Profilstabes 21. Zum Zwecke der Verstellbarkeit ist die Welle 3 aus mehreren gelenkig verbundenen Teilen 16, 17, 18 gebildet. Das Profil des Walzenpaares 5, - 6 entspricht dem. Querschnitte des Teiles des Profilstabes, an dem die Absetzung vorgenommen werden soll; so ist beispielsweise die obere- Walze 5 entsprechend dem in Abb. i dargestellten Querschnitte des Profilstabes durchgebildet. Die Walze 5 hat das Profil eines Hohlwinkels i9 und die Walze 6 dasjenige einer Erhöhung 2o. Außerdem trägt die in der Absetzrichtung (Pfeil p) liegende Walze 6 an beliebiger Stelle des Umfanges auf der Seite der Flanschanlage einen Nocken 8, der mit einer entsprechenden Aussparung 7 der Walze 5 zusammenarbeitet.

An dem Maschinenrahmen i ist ein Tragarm 30 mit einem festen Führungsteile 15 für das bewegliche Widerlager 14 des Profilstabes 21 angeordnet. Das bewegliche Widerlager 1.a. ist in einer geschlossenen U-förmigen Schlittenführung 35 des ruhenden Führungsteiles 15 in der Weise gelagert, daß es rechtswinklig zur Längsachse des Profilstabes 21 und unter spitzem Winkel zur Richtung des Walzdruckes (Pfeilee und f) verläuft. Auf dem beweglichen Widerlager 1:a. ist eine glatte, aus weichem Werkstoffe bestehende Unterlage 13 für den Profilstab 21 vorgesehen. Der Profilstab 21 besteht beispielsweise aus den beiden Flanschen 23, den beiden Stegen 22 und dem Rücken oder Mittelteil 36. Zur Verschiebung des Widerlagers 1.4 in Richtung des Pfeiles ; winklig zum resultierenden Druck der Walzen (Pfeile e und f) dient eine Verstellspindel i i mit einem Handrade 12.
Mit der beschriebenen Einrichtung nach den Abb. i bis 3 wird eine Absetzung 24. am Ende des Profilstabes 21 erfindungsgemäß in folgender Weise hergestellt: Zunächst wird der Walzenspalt 31 auf die Stärke des Flansches 23 des Profiles 21 durch Verstellen der Achse 3 mittels der Gewindespindel 2 eingestellt. Dann wird das bewegliche Widerlager 1.4 in Richtung des Pfeiles g der Abb. i um die Höhe der Absetzung 24 einschließlich des Betrages der Rückfederung, wie diese insbesondere aus Abb. 5 (Maß t) zu ersehen ist, genähert. Hiernach wird der Profilstab 2i auf die Unterlage 13 gesetzt und mit dem einen Flapsche 23 und dem anschließenden Stege a2 durch kräftiges Hineindrücken in den Walzenspalt 31 eingeführt und durch gleichzeitiges Drehen an der Kurbe129 ein gewisses Stück durchgewalzt, wodurch die _1,bsetzung 2d. entsteht. Es ist beim Einführen des Endes des Profilstabes 21 in den Walzenspalt 31 vorteilhaft, den Profilstab 21 am nicht eingeführten Ende um ein geringes Stück kurz anzuheben und sofort nach dem Erfassen des Profilstabes 21 durch die Walzen 5, 6 wieder fest auf das Widerlager 13, 15 zu drücken. Die Länge der Absetzung 24 ergibt sich aus dem Bogenmaße in (siehe Abb. 3), das der Profilstab 21 zwischen den Walzen 5, 6 unter dem Drucke der Spindel i i des Widerlagers 14 zurückgelegt hat. Die Verformung, die das Profil des Stabes 2i an der Stelle der Absetzung 24 erhält, ist aus Abb. 5 zu ersehen. Die Höhe lt des Steges 22 wird unter entsprechender Verbreiterung d des Flansches 23 um die Absetztiefe t verringert, wobei infolge des Walzdruckes ein Fließen des Werkstoffes eintritt.
Die Übergänge 27 von' der Absetzung 24 zum unverändert gebliebenen Flansch 23 (Abb. q.) werden durch die schrägen Flächen der Aussparung 7 der Walze 5 und durch die schrägen Flächen des Nockens 8 der Walze 6 besonders scharf und genau.
Zwecks Erzielung stets gleichmäßiger Längen der Absetzungen 24 bei einer größeren Anzahl sind an der Vorrichtung verstellbare Anschläge 5o angeordnet, die entsprechend dem Bogenmaße zzb. eingestellt werden. An der Stelle.34 des Anschlages 5o findet die Bewegung des Profilstabes 2i ihre Begrenzung.
Die Absetzungen 25 in der Mitte des Profilstabes 21 gemäß Abb. d. werden in ähnlicher Weise hergestellt. Zunächst wird bei, größer eingestelltem Walzenspalt 3 r des Profilstabes 21 in den Spalt 31 bis zur Stelle der einzu-1valzenden Absetzung hineingeschoben, dann wird durch die Gewindespindel2 die Stärke -des Walzenspaltes 31 gemäß der Flanschstärke eingestellt. Nun erfolgt durch Drehen der Spindel i i mittels des Handrades 12 eine Zustellung des Widerlagers 13, 14 und damit ein Hineinzwängen des Profiles 21 in das Walzenpaar 5, 6, dieses wird dann in Drehung versetzt und legt beim Durchgange des Profilstabes 21 die verformten Querschnittsteile in ihrer neuen Gestalt fest. Dadurch entsteht eine Absetzung 25 gemäß Abb. q. mit zwei Übergängen 27. Die schrägen Flächen der Aussparung 7 und der Nocken 8 formen hierbei die Übergänge 27.

2'1b. 6 zeigt einen doppelflanschigen Profil-

stab 21 mit zwei nebeneinanderliegenden

jedoch verschieden lang ausgebildeten Ab-

setzungen -24 seiner beiden Flansche; die

Übergänge 27 der beiden Absetzungen 24 bil-

den einen Winkel x, so daß eine gute Ver-

bindungsmöglichkeit mit gegeilseitig passen-

der Anlage für sich kreuzende Profilstäbe ge-

geben ist.

Abb. 7 zeigt eine Anzahl Querschnitte ge-

bräuchlicher Profilstäbe 21, 37, 3$, 39, 40, 43.

welche in der Vorrichtung gemäß den Abb. i

bis 3 mit Absetzungen 24 oder 25 versehen

werden können.

Die andere Ausführungsart des Verfahrens.

bei der die Walzen in Richtung des Walz-

drucken gegeneinander und unter gleichzeiti-

ger Verringerung des Walzenspaltes verstellt

werden, ist mittels der beiden verschieden

ausgebildeten V orrichtungen nach den Abb. 8

und 9 durchführbar. Diese beiden Z'orrich=

tungen erzeugen beim Einwalzen die Ab-

setzungen 24 oder a5 gleichzeitig auf beiden

Seiten des Profilstabes 21; dieses Verfahren

auf diese Vorrichtungen sind besonders ge-

eignet für Stäbe von Hutprofil und geringer

Wandstärke.

Beim Ausführungsbeispiel der Vorrichtung

nach Abb. 8 sind zwei Walzen 45, 46 vorge-

sehen, die ähnlich wie in Abb. i auf einer

querverschieblichen Welle3 und einer Posten

Welle 4 sitzen. Die Walze 45 besitzt zwei

Stufen 51, ;-.: entsprechend dem Profil des

Stabes 2i. Auch die Walze 46 besitzt ein dein

Profilstab 21 entsprechendes, jedoch entgegen-

gesetzt dem Profil der Walze 45 ausgebildetes

Profil. Zwischen den beiden Walzen .15, 46

befindet sich ein derart abgestufter Walzen-

spalt, daß sein Mittelteil 49 weiter ist als

seine beiden Randteile 41. An der Walze 45

sind zwei Aussparungen :4; und an der Walze

46 zwei entsprechende -Nocken 48 angeordnet,

um die Übergänge 27 der Absetzungen gemäß

-a4, 25 (Abb. 4) zu erzielen.

Zur Erzeugung der Absetzungen 24 am

Ende des Profilstabes ?1 (siehe Abb.4) wer-

den die Profilwalzen 45, 4.6 durch eine Ver-

stellvorrichtung, ähnlich der in Abb. i gezeig-

ten. auf die Gesamthöhe 1a des in Abb. 8 dar-

gestellten Profilstabes 21 eingestellt. Dann

erfolgt vor dein Einführen des Profiltabes 21

in den Walzenschlitz 4i, 49 eine Verminde-

rung des Schlitzes um die: .@bsetztiefe t ein-

schließlich tles Maßes der Rückfederung.

Beim Einführen des Profilstabes 21 ergibt

sich nun beim gleichzeitigen Drehen der Mal-

zen 45, 46 die Absetzung 2.1 gemäß Abb. 1.

Eine Uniformurig des Profilstabes 21 im

Sinne einer Absetzung erfolgt nur ein den

Flanschen :23, jedoch nicht am Rücken 36 des

Profilen -21, da der Walzenspalt iin Mittelteil

49 gröler bemessen ist als in den @andttileii

' 4i und dort -somit keine Einwirkung auf den

Profilstab 21 stattfindet. Der Profilstab 21

kann bei diesem Walzverfahren hilfsweise auf

einem nicht dargestellten, mit der Längsachse

des Profilen 21 in der Höhe der gestrichelten

Linie 53 parallel verlaufenden Widerlager ab-

gestützt sein.

_Usttzungen 25 an einer beliebigen Stelle

zwischen den Enden des Profilstabes 2i ge-

mäß Abb.4 werden durch die Vorrichtung

nach Abb. 8 wie folgt erzeugt. Zunächst wird

der Profilstab 21 in den Walzenspalt 41, 49

bis an die Stelle des Anfanges der einzuwal-

zenden Absetzung hineingeschoben, dann wer-

den die Walzen 45, 46 in der Richtung der

Pfeile i und h senkrecht zu den Flanschen 23

um die Absetztiefe t einander genähert. Es

erfolgt nun das Durchwalzen des Profilstabes

21 entsprechend der Länge der Absetzung 25; t

dann wird der Walzenspalt 41, 49 vergrößert

und der Profilstab 21 aus den Walzen 45, 46

herausgenommen.

Die Walzen 45, 46 nach Abb. 8 können der-

art in der Mitte geteilt ausgeführt werden,

daß ihre Freiten entsprechend den verschie-

denen Freiten und verschiedenen Wandstär-

ken der Profile durch Zwischenlegen von

Scheiben veränderlich ist.

In Abb. 9 ist eine @@'alzvorrichtung zum

Absetzen dargestellt, die im wesentlichen der-

jenigen nach Abb.8 entspricht, jedoch mit

dem Unterschiede, (laß an Stelle der Gegen-

walze 46 eine bewegliche, parallel geführte

Profilschiene 44 mit einem dein Profilstab 2i

entsprechenden Profile versehen ist. Zwecks

Erzeugung der Absetzungen 24. 25 mit der

Absetztiefe t werden die Walze 45 und die

bewegliche Profilschiene 44 in der Richtung

des Walzdruckes entsprechend den Pfeilen q

und fit, einander genähert. Die Verfahren zur

Erzeugung der Absetzungen sind im übrigen

die deichen wie bei der Vorrichtung nach

Abb. B.

Die beiden Vorrichtungen nach den Abb. 8

und c) sind besonders für Profile finit zwei

Flanschen, sogenannte Hutprofile, wie sie die

Profile 21 und 43 nach Abb. 7 darstellen, ge-

eignet. Die Absetzungen an den Flanschen

der Profilstäbe 37, 3, 39, 4o gemäß Abb. 7

«-erden entweder mit einer Vorrichtung nach

den _\bb. i his 3 oder mit einer Vorrichtung

ähnlich den nach Abb. 8 und 9 erzeugt, bei

welcher die Walzen dann nur ein einstufiges

Profil ausweisen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Änderung der Steg- höhe eines mit Flanschen versehenen Pro- fifes finit einer in Richtung des Profilsteges auf den Flansch einwirkenden Druck-

walze, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwalze unter Ausübung des Walzendruckes in Richtung der Steghöhe in Längsrichtung des Profilsteges bewegt wird, wobei eine beiderseitige Unterstützung für den Profilsteg gegen Ausknicken unter .dem Stauchdruck vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilaufnahmevorrichtung als ein mit gleicher Geschwindigkeit im entgegengesetzter Richtung angetriebenes Walzenpaar (5, 6, 45, 46) oder als zwei andere Walzenelemente, -z. B. eine Walze (45) und eine ihr gegenüberliegende bewegliche Schiene (44), ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die das Werkstück haltende Führung als in Stegrichtung des Profils verstellbares Widerlager (r4) ausgebildet ist, in welchem das Werkstück in seiner Stellung zu den Druckkörpern festgelegt werden kann.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche r bis :2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Druckkörper (q.5, 46; 44, 45) selbst als verstellbares Widerlager für das Werkstück dient und einem zweiten Druckkörper genähert werden kann.
5. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche z bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckkörpern Nocken (8, 48) und diesen gegenüberliegende Aussparungen (7, 47) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche z bis, 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit verstellbaren Anschlägen (5o) ausgerüstet ist, die die Bewegungen des Werkstückes bei der Bearbeitung und damit das Ausmaß der Verformungen begrenzen.