DE69708844T2

DE69708844T2 - Formwalzen mit verwendung von trennungstechnologie

Info

Publication number: DE69708844T2
Application number: DE69708844T
Authority: DE
Inventors: G. Jaekel
Original assignee: Cosma International Inc
Current assignee: Cosma International Inc
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2017-01-25
Also published as: EP0876226A1; CA2244104C; WO1997027009A1; CA2244104A1; EP0876226B1; ES2169347T3; AU1555197A; ATE209973T1; DE69708844D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Profilwalzen von Strukturelementen und insbesondere ein Verfahren zum Profilwalzen von I-Trägern unter Verwendung einer Trennungs- bzw. Teilungstechnologie.

Hintergrundinformationen

Profilwalztechniken wurden zum Bilden von Strukturelementen wie I-Trägern verwendet. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist in JP-A-60-22362 und in GB-A-2 200 060 beschrieben und umfaßt das Bereitstellen eines Blechwerkstücks mit einer Dicke, die zweimal so groß ist wie die Dicke der Flansche des schließlich zu bildenden I- Trägers. In einem ersten Walzgerüst werden die Enden des Werkstücks entlang der Längsachse geteilt, wodurch an jedem Ende entgegengesetzte Flanschabschnitte gebildet werden. Die Flanschabschnitte werden dann in einem anderen Walzgerüst an jedem Ende des Werkstücks gebogen oder geradegerichtet, wodurch die entgegengesetzten Flansche definiert werden, die im wesentlichen quer zum Steg oder zum Mittelabschnitt des I-Trägers angeordnet sind. Zum Erzielen der im wesentlichen gleichen Dicke des Stegs und des Flansches muß ein weiterer Walzvorgang am Steg oder am Mittelabschnitt zwischen den Flanschen vorgenommen werden, wodurch seine Dicke so verringert wird, daß sie derjenigen der Flansche gleicht.
Es besteht weiterhin der Bedarf, das Verfahren zum Profilwalzen einer I-Trägerstruktur so zu verbessern, daß es leicht auszuführen und kostengünstig zu verwirklichen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den vorstehend angegebenen Bedarf zu befriedigen. Gemäß den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Profilwalzen einer I-Trägerstruktur gelöst, die einen Steg und ein Paar entgegengesetzter Flansche an jedem Ende des Stegs aufweist. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Bereitstellens eines flachen Werkstücks mit einer Dicke, die im wesentlichen der Dicke des Stegs des zu bildenden I- Trägers entspricht. Die Dicke des Werkstücks ist durch entgegengesetzte Flächen definiert, und das Werkstück endet an entgegengesetzten Längsenden. Das Werkstück weist eine Längsachse auf, die sich longitudinal durch die Dicke des Werkstücks erstreckt. Jedes Ende des Werkstücks wird entlang seiner Dicke getrennt bzw. geteilt, um erste und zweite Flanschabschnitte an jedem der Werkstückenden zu bilden. Jeweilige Kanten bzw. Ränder des ersten und des zweiten Flanschabschnitts liegen auf entgegengesetzten Seiten der Längsachse. Die Flanschabschnitte werden dann, während sie geteilte Dicken aufweisen, in gebogene Konfigurationen bewegt, so daß die entgegengesetzten Flächen am ersten und zweiten Flanschabschnitt konkave Konfigurationen aufweisen. Die Flanschabschnitte mit geteilter Dicke werden an jedem der Werkstückenden verdichtet, um Flansche zu definieren, deren Dicke im wesentlichen derjenigen des Stegs entspricht. Jeder Flansch wird im wesentlichen quer zur Längsachse angeordnet.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren des vorstehend beschriebenen Typs bereitzustellen, das einfach und wirtschaftlich auszuführen ist.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der anliegenden Ansprüche verständlich werden.
Die Erfindung kann am besten mit Bezug auf die anliegende Zeichnung verstanden werden, in der eine veranschaulichende Ausführungsform dargestellt ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt ausgeführte schematische Darstellung eines Walzgerüsts zum anfänglichen Bilden eines flachen Werkstücks aus einem Material,
Fig. 2 ist eine Fig. 1 ähnelnde Ansicht eines Walzgerüsts mit vertikalen Walzen zum Ausführen eines anfänglichen Teilungsvorgangs an den Enden des Werkstücks,
Fig. 3 ist eine Fig. 2 ähnelnde Ansicht eines Gerüsts mit vertikalen Walzen zum weiteren Teilen der Enden des Werkstücks,
Fig. 4 ist eine Fig. 2 ähnelnde Ansicht eines Walzgerüsts mit einem Paar vertikaler Walzen zum anfänglichen Biegen von Flanschabschnitten an den Enden des Werkstücks,
Fig. 5 ist eine Fig. 4 ähnelnde Ansicht eines Walzgerüsts, wobei vertikale Walzen die Flanschabschnitte an den Enden des Werkstücks weiter biegen und so an jedem Ende eine Materialmenge zu definieren,
Fig. 6 ist eine teilweise im Schnitt ausgeführte schematische Darstellung eines Walzgerüsts, wobei vertikale Walzen die Materialmenge an jedem Ende des Werkstücks anfänglich verdichten,
Fig. 7 ist eine Fig. 6 ähnelnde Ansicht eines Walzgerüsts, wobei vertikale Walzen die Materialmenge an jedem Ende des Werkstücks weiter verdichten, und
Fig. 8 ist eine Fig. 6 ähnelnde Ansicht eines Walzgerüsts mit vertikalen Walzen, die die Materialmenge an jedem Ende des Werkstücks weiter verdichten, um Flansche einer I- Trägerstruktur zu bilden.
Es sei nun insbesondere auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine Reihe aufeinanderfolgender Walzgerüste dargestellt ist, die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist das allgemein bei 10 angegebene erste Walzgerüst ein Paar identischer, symmetrischer horizontaler Walzen 12 und ein Paar identischer, symmetrischer vertikaler Walzen 14 auf. Die Walzen 12 sind zum Drehen um Achsen 16 herum angebracht, während die Walzen 14 zum Drehen um Achsen 18 herum angebracht sind. Die horizontalen Walzen 12 weisen Arbeitsflächen mit einer zylindrischen Oberfläche 20 auf. In ähnlicher Weise weisen die vertikalen Walzen 14 Arbeitsflächen mit einer zylindrischen Oberfläche 22 auf. Die horizontalen Walzen 12 und die vertikalen Walzen 18 wirken unter Bildung eines Werkstücks 24 aus einem Material zusammen. Das Werkstück 24 weist eine Längsachse A, einen Mittelabschnitt 26 und entgegengesetzte Enden 28 auf. Im Walzgerüst 10 wird das Werkstück 24 als ein flaches Blech gebildet, dessen Dicke B der Dicke des Stegs eines schließlich zu bildenden I-Trägers gleicht. Es ist verständlich, daß das Werkstück 24 durch einen vom Profilwalzen im Gerüst 10 verschiedenen Vorgang gebildet werden kann. Es muß nur ein Werkstück 24 bereitgestellt werden, dessen Dicke B im wesentlichen der Dicke des Stegs eines schließlich zu bildenden I-Trägers entspricht. Es ist daher verständlich, daß das Gerüst 10 nur ein Ausrichtgerüst zum Führen eines vorab gebildeten Werkstücks zu stromabwärts gelegenen Walzgerüsten sein kann.
Sobald das Werkstück 24 bereitgestellt wurde, wird es unter Bildung der I-Trägerstruktur fortlaufend durch eine Reihe aufeinanderfolgender Walzgerüste geführt. In der dargestellten Ausführungsform wird das Werkstück 24 zu einem in Fig. 2 dargestellten Walzgerüst 30 überführt. Das Gerüst 30 ist mit dem ersten Gerüst 10 identisch, wobei jede vertikale Walze 32 jedoch kegelstumpfförmige Oberflächen 34 aufweist. Jede Walze 32 teilt ein zugeordnetes Ende 28 entlang der Längsachse A des Werkstücks 24, wodurch an jedem der Enden 28 ein erster Flanschabschnitt 36 und ein zweiter Flanschabschnitt 38 gebildet werden. Der erste Flanschabschnitt 36 und der zweite Flanschabschnitt 38 sind unter einem spitzen Winkel zueinander geneigt.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Werkstück 24 dann zu einem in Fig. 3 dargestellten Walzgerüst 40 überführt, das dem Gerüst 30 ähnelt und stromabwärts von diesem angeordnet ist. Die vertikalen Walzen 42 des Gerüsts 40 sind jedoch so geformt, daß sie die Enden 28 tiefer teilen, als dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Enden 28 werden so geteilt, daß ausreichend Material bereitgestellt wird, um zu gewährleisten, daß jeder der schließlich durch die Flanschabschnitte 36 und 38 zu bildenden I-Trägerflansche eine Dicke aufweist, die im wesentlichen der Dicke B entspricht. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist jeder der Flanschabschnitte 36 und 38 einen jeweiligen Rand 44 auf.
Das Werkstück 24 wird dann zu einem weiteren, in Fig. 4 dargestellten Walzgerüst 45 überführt, das stromabwärts des Gerüsts 40 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Gerüst 45 mit dem Gerüst 40 identisch, wobei jede der vertikalen Walzen 46 jedoch ein Paar von Arbeitsflächen 48 mit einer konkaven Konfiguration aufweist. Wie dargestellt biegen die Walzen 46 die Flanschabschnitte 36 und 38 um die Längsachse A herum, so daß die Ränder 44 der Flanschabschnitte in Richtung des Mittelabschnitts 26 des Werkstücks 24 bewegt werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Werkstück 24 dann zu einem stromabwärts des Gerüsts 45 gelegenen Walzgerüst 50 überführt. Das Gerüst 50 ist mit dem Gerüst 45 im wesentlichen identisch, wobei jede der vertikalen Walzen 52 jedoch ein Paar von Arbeitsflächen 54 mit einer konkaven Konfiguration aufweist, deren Konkavität größer als diejenige der Walzen 46 ist. Demgemäß werden die Flanschabschnitte 36 und 38 wie dargestellt weiter bezüglich der Längsachse A gebogen, wodurch an jedem Ende des Werkstücks 24 eine Materialmenge 55 gebildet wird. Dies ist ein Verdichtungsvorgang, durch den die Flanschabschnitte 36 und 38 verdichtet werden, die schließlich zu den I- Trägerflanschen werden, wie nachfolgend verständlich wird.
Das Werkstück 24 wird dann zum nächsten Gerüst 56 überführt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Das Gerüst 56 ist stromabwärts des Gerüsts 50 angeordnet und weist ein erstes Paar vertikaler Walzen 58 und ein zweites Paar vertikaler Stützwalzen 60 auf. Jede Walze 58 weist einen im wesentlichen zylindrischen Arbeitsrand 62 auf. Jede Walze 60 weist einen im wesentlichen zylindrischen Stützrand 64 auf. Die Walzen 58 und 60 wirken zusammen, um die Materialmenge 55 an jedem Ende des Werkstücks 24 anfänglich zu verdichten.
Das Werkstück 24 wird dann durch ein Walzgerüst 66 bewegt, das die Materialmenge 55 weiter verdichtet. Schließlich wird das Werkstück 24 durch ein Gerüst 68 geführt, wodurch die Flanschabschnitte bis zu einem Punkt verdichtet werden, daß an jedem Ende des Stegs 72 massive, entgegengesetzte Flansche 70 der I-Trägerstruktur definiert werden. Wie dargestellt ist jeder der Flansche 70 des I- Trägers im wesentlichen quer zur Längsachse A angeordnet und weist eine Dicke C auf, die im wesentlichen der Dicke B des Stegs 72 gleicht. Des weiteren werden die Enden 74 von jedem der Flansche 70 so im Walzgerüst 68 gebildet, daß sie zur Achse A im wesentlichen parallel verlaufen. Hierdurch wird das Bilden des I-Trägers abgeschlossen, und der I- Träger kann auf die gewünschte Länge geschnitten werden.
Es ist verständlich, daß die dargestellten Walzgerüste lediglich als Beispiel dienen. Die Walzgerüste können jede beliebige Konstruktion und Anordnung aufweisen, die zum Teilen, Biegen und Verdichten der Enden des Werkstücks zum Bilden der Flansche 70 geeignet ist. Des weiteren ist die Anzahl der zum Bilden des I-Trägers verwendeten Stufen beispielhaft angegeben. Beispielsweise können mehrere Zwischenstufen verwendet werden, oder es können bestimmte Stufen kombiniert werden.
Es ist ersichtlich, daß die Erfindung ein wirksames Verfahren zum Profilwalzen eines I-Trägers durch fortlaufendes Führen eines Werkstücks eines Materials durch eine Reihe von Walzgerüsten bereitstellt. Die gebildete I- Trägerstruktur weist Flansche auf, deren Dicke im wesentlichen der Dicke des Stegs entspricht. Durch die Möglichkeit, die Flansche mit gleicher Dicke wie der Steg auszubilden, ohne zusätzlich den Steg auszubilden, werden in vorteilhafter Weise die Herstellungskosten reduziert.
Es ist daher ersichtlich, daß die Aufgaben dieser Erfindung vollkommen und effektiv gelöst wurden. Es ist jedoch zu verstehen, daß die vorstehende bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Erläutern der Struktur- und Funktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurde. Demgemäß schließt diese Erfindung alle innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche liegenden Modifikationen ein.

Claims

1. Verfahren zum Profilwalzen bzw. Formwalzen einer I- Trägerstruktur mit einem Steg und einem Paar gegenüberliegender Flansche an jedem Ende des Stegs, wobei das Verfahren die aufeinanderfolgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines flachen Werkstücks (24) mit einer Dicke, die im wesentlichen einer Dicke des Stegs des zu bildenden I-Trägers entspricht, wobei das Werkstück, das diese Dicke hat, durch gegenüberliegende Oberflächen bestimmt ist und in gegenüberliegenden longitudinalen Enden endet, und wobei das Werkstück eine longitudinale Achse (A) aufweist, die sich longitudinal durch die Dicke (B) des Werkstücks erstreckt,

Trennen bzw. Teilen der Dicke (B) des Werkstücks an jedem der gegenüberliegenden longitudinalen Enden (28) des Werkstücks, um erste und zweite Flanschabschnitte (36, 38) an jedem der longitudinalen Werkstückenden zu bilden, so daß die Flanschabschnitte ausreichend Material umfassen, um Flansche mit einer Dicke zu erzeugen, die im wesentlichen der Dicke des Werkstückendes des Stegs beim Verdichten entspricht, wobei erste und zweite Flanschabschnitte (36, 38) jeweilige Kanten (44) aufweisen, die auf gegenüberliegenden Seiten der longitudinalen Achse (A) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

zuerst die Flanschabschnitte (36, 38), während diese gespaltene Dicken haben, in jeweilige gebogene Konfigurationen bewegt werden, so daß die entgegengesetzten Flächen an den ersten und zweiten Flanschabschnitten konkave Konfigurationen aufweisen, daß dann die ersten und zweiten Flanschabschnitte bewegt werden, so daß diese über sich selbst verdoppelt sind und zurückgebogen werden, so daß diese zurück hin zum Steg ragen, und

daß jeder der zurückgebogenen Flanschabschnitte mit getrennter Dicke verdichtet wird, um jeweilige Flansche (70) an gegenüberliegenden Seiten der longitudinalen Achse zu bilden, mit einer im wesentlichen konstanten Dicke, die im wesentlichen gleich derjenigen des Werkstückendes des Stegs (72) ist, wobei die Flansche (70) im wesentlichen quer bezüglich der longitudinalen Achse angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Trennschritt den Schritt des Trennens der longitudinalen Enden des Werkstücks um einen Betrag enthält, so daß genügend Material bereitgestellt wird, um sicherzustellen, daß die Dicke der Flansche (70) im wesentlichen gleich der Dicke des Stegs (72) bei der Vollendung des Verdichtungsschritts ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Trennschritt anfänglich den Schritt des Trennens der Enden des Werkstücks enthält und danach den Schritt des Trennens der Enden des Werkstücks um einen weiteren Betrag, um genügend Material bereitzustellen, um sicherzustellen, daß die Dicke der Flansche (70) im wesentlichen gleich der Dicke des Stegs (72) bei der Vollendung des Verdichtungsschrittes ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Bewegungsschritt anfänglich den Schritt des Biegens der Flanschabschnitte (36, 38) um einen ersten Betrag enthält und dann den Schritt des Biegens der Flanschabschnitte um einen zweiten größeren Betrag, um die Flanschabschnitte (36, 38) mit der gebogenen Konfiguration bereitzustellen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verdichtungsschritt den Schritt des Formens von Kanten jedes der Flansche (70) umfaßt, so daß diese im wesentlichen parallel zu der longitudinalen Achse sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Trennschritt anfänglich den Schritt des Trennens jedes der Enden des Werkstücks (24) unter Verwendung zumindest eines ersten Paares von vertikalen Walzen (32) umfaßt, wobei eine Walze des Paares mit einem entsprechenden Ende des Werkstücks in Verbindung ist, und wobei jede Walze des Paares kegelstumpfförmige Oberflächen (34) aufweist, um den Trennschritt zu erleichtern.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Trennschritt weiterhin den Schritt des Trennens jedes der Enden des Werkstücks nach dem anfänglichen Trennen umfaßt, wobei ein zweites Paar von vertikalen Walzen (42) verwendet wird, und wobei jede Walze des zweiten Walzenpaares kegelstumpfförmige Oberflächen hat.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Bewegungsschritt anfänglich den Schritt des Biegens jedes der Enden des Werkstücks umfaßt, wobei zumindest ein Paar vertikaler Walzen (46) verwendet wird, und wobei jede Walze des Paare; ein Paar konkaver Oberflächen (48) aufweist, um den Biegeschritt zu erleichtern.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Bewegungsschritt den Schritt des weiteren Biegens jedes der Enden des Werkstücks nach dem anfänglichen Biegen umfaßt, wobei ein zweites Paar vertikaler Walzen (52) verwendet wird, und wobei jede Walze des zweiten Walzenpaares ein Paar konkaver Oberflächen (59) mit einer Konkavität aufweist, die größer ist als die Konkavität der konkaven Oberflächen jeder der Walzen des ersten Walzenpaares (46).

10. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Schneidens der gebildeten I-Trägerstruktur zu einer bestimmten Größe umfaßt.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Reihe von aufeinanderfolgenden Walzgerüsten verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem zusammenwirkende Walzen die Dicke der Flanschabschnitte verringern und vergrößern, bis die Flanschabschnitte Flansche bilden, deren Dicke im wesentlichen der Dicke des Stegs entspricht.