DE102004047805A1

DE102004047805A1 - Profilstück

Info

Publication number: DE102004047805A1
Application number: DE200410047805
Authority: DE
Inventors: Hans Hauf
Original assignee: Altratec Montagesysteme GmbH
Current assignee: Altratec Montagesysteme GmbH
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-03-30
Also published as: EP1643048A3; EP1643048A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Profilstab aus einem biegesteifen Werkstoff mit einem ein großes Flächenträgheitsmoment aufweisenden Querschnittsprofil, zur Herstellung von Profilstabkonstruktionen, bei dem zur Erzeugung lokaler Biegezonen, entlang mindestens eines begrenzten Abschnitts an mindestens zwei gegenüberliegenden Längsseiten beidseitig des Profilstabs, höchstens jeweils bis zur äußersten Wandung der gegenüberliegenden Längsseite Einschnitte angeordnet sind, wobei die an gegenüberliegenden Längsseiten angeordneten Einschnitte versetzt zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Profilstück nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Profilstücke oder -stäbe sind bekannt, um modular aufgebaute, gegebenenfalls zerlegbare Profilstabkonstruktionen, wie beispielsweise Leichtbauwände, Messestände, Trennwände, Traggerüste oder Transportstrecken aus ihnen herzustellen. Um den Umgang mit derartigen Profilen, insbesondere den Transport und die Handhabung bei der Montage und gegebenenfalls Demontage einer Profilstabkonstruktion zu vereinfachen, wird der Materialeinsatz und damit das Gewicht durch die Verwendung von Profilstäben mit Querschnittsprofilen, welche möglichst große Flächenträgheitsmomente und damit eine große Widerstandsfähigkeit gegen Biegung aufweisen, verringert. Zur weiteren Gewichtsverringerung sind die Profile vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung oder Kunststoff hergestellt. Die aus dem hohen Flächenträgheitsmoment hervorgehende hohe Steifigkeit weist jedoch den Nachteil auf, dass in Situationen, in denen ein Profilstab oder eine Profilstabkonstruktion eine Biegung oder Wölbung nachbildend ausgeführt werden muss, dies nur mit sehr hohem Aufwand und unter Verwendung einer Vielzahl von Gelenkverbindungen oder starren Winkelverbindungen, mit denen die Wölbung in diskreten Abschnitten nachgebildet wird, möglich ist.

Eine Anpassung der Profilstäbe oder einer Profilstabkonstruktion durch Biegung der Profilstücke an eine Wölbung scheitert meist an der geringen Bruchdehnung ε der verwendeten Aluminiumlegierung, wodurch es wegen der relativ großen Querschnittsabmessungen und den weit von der neutralen Achse, entlang der keine Biegespannungen auftreten, entfernt angeordneten Flächenelementen leicht zu einer Schädigung, insbesondere zu Rissen im Material kommt, da sich bereits bei geringen Biegungen der Profilstücke, insbesondere an den wesentlich zur Steifheit beitragenden außen liegenden Wandungen, Dehnungen und Stauchungen ergeben, die über den für die Werkstoffe ertragbaren Grenzen liegen.

Bei den meisten bekannten Profilstücken und daraus hergestellten Konstruktionen sind darüber hinaus nur Verbindungen in fest durch das Querschnittsprofil vorgegebenen Winkeln ausführbar, wodurch nicht jeder beliebige Winkel nachbildbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Profilstück zur Herstellung von Profilstabkonstruktionen oder Transportstrecken aus Profilen vorzuschlagen, das mindestens abschnittsweise an beliebige Biegungen oder Wölbungen problemlos anpassbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Man erkennt, dass die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn es sich um Profilstücke, vorzugsweise stranggepresste Profile aus Metall handelt, die mindestens eine elastisch verformbare Soll-Biegepartie aufweisen. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass in der Soll-Biegepartie keine profilstückschädigenden Dehnungen oder Stauchungen auftauchen. Vielmehr hat das Profilstück im Bereich der Soll-Biegestelle einen Verlauf, der entstehen würde, wenn man das Profilstück z. B. in diesem Bereich erwärmen und sodann biegen würde. Profilstücke der hier in Rede stehenden Art haben regelmäßig einen rechteckigen oder kreisrunden Querschnitt, wobei in den Außenwänden axiale und nach außen zu offene Nuten ausgebildet sind, durch welche zum einen eine erhebliche Materialersparnis und zum anderen eine hohe Festigkeit des Profilstücks erreicht wird. Durch die Soll-Biegestellen verhält sich das Profilstück in seinem Biegebereich wie ein elastisch verformbarer Körper, der den Anforderungen ohne weiteres angepasst werden kann. Insbesondere bei Transportstrecken mit Werkstückträgern, die in den Nuten der Profilstücke geführt werden, kann ohne weiteres eine Anpassung des Profilstückes an die vorgesehene Bahn erreicht werden.

Der erfindungsgemäße Profilstab weist gegenüber dem Stand der Technik ferner den Vorteil auf, dass er durch die vorgeschlagenen Einschnitte abschnittsweise an beliebig verlaufende Wölbungen oder Biegungen anpassbar ist, ohne dass die maximal zulässige Dehnung ε des Werkstoffes, aus dem der Profilstab hergestellt ist, überschritten wird, da in denen durch die Einschnitte durchgetrennten, im äußeren Teil des Querschnittprofils liegenden Bereich keine Biegespannungen und damit auch keine Dehnung auftreten, wohingegen in den verbleibenden inneren, nicht von den Einschnitten durchgetrennten Bereichen wegen des jeweils nur geringen Abstands zur neutralen Achse nur geringe, für die verwendeten Werkstoffe ertragbare Dehnungen auftreten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Profilstab ein im Wesentlichen quadratisches Querschnittsprofil mit an seinen Längsseiten in Längsrichtung verlaufend angeordneten Hintergreifungen aufweist, wobei die Einschnitte von der jeweils gegenüberliegenden Längsseite her jeweils höchstens bis zu den den Grund der Hintergreifungen bildenden, den Hintergreifungen abgewandten Wandungen reichen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Profilstab an allen seinen Längsseiten entlang mindestens eines begrenzten Abschnitts jeweils zueinander in Längsrichtung versetzt angeordnete Einschnitte aufweist, so dass der Profilstab in diesem Abschnitt in eine beliebige Richtung biegbar ist. Es besteht auch die Möglichkeit, die Einschnitte kreisrund zu gestalten.

Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Profilstab aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist.

Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Profilstab aus einem Kunststoff hergestellt ist.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Profilstabes wie dieser mit Einschnitten zur Erzeugung abschnittsweiser Biegezonen versehen wird,
2 eine Draufsicht auf den Profilstab und das Sägeblatt aus 1,
3 eine Detailansicht von 2,
4 eine perspektivische Ansicht eines in einer horizontalen Ebene innerhalb seiner Biegezone gebogenen Profilstabs,
5 eine Draufsicht auf den Profilstab aus 4,
6 eine perspektivische Ansicht eines in einer vertikalen Ebene innerhalb seiner Biegezone gebogenen Profilstabs,
7 eine Draufsicht auf den Profilstab aus 6,
8 Profil mit montierten Längsstreifen 10,
9 Detailansicht von 8,
10 Draufsicht von 8 mit Fixierstiften 11,
11 Detailansicht von 10
In den 1 bis 5 ist zu erkennen, wie ein ein im Wesentlichen quadratisches Querschnittsprofil 2 aufweisender Profilstab 1 mittels eines Kreissägeblattes 3 entlang eines Abschnitts 9 mit Einschnitten 4 zur Erzeugung einer Soll-Biegepartie 8 versehen wird. Die Einschnitte 4 sind dabei an zwei gegenüberliegenden Längsseiten 5 angeordnet, wobei die Einschnitte 4 bis in die Nähe zur neutralen Achse in der Mitte des Profilstabes 1 reichen und an den Längsseiten 5 jeweils versetzt zueinander angeordnet sind, so dass keine Gefahr besteht, den Profilstab 1 zu durchtrennen. Der Profilstab 1 weist an seinen Längsseiten 5 Hintergreifungen 6 auf, welche von Wandungen 7 begrenzt werden. Beim Einbringen der Einschnitte 4 ist dabei darauf zu achten, dass ein Einschnitt 4 jeweils nicht tiefer als bis zur jeweiligen Wandung 7 der gegenüberliegenden Längsseite 5 reicht, da ansonsten der Profilstab 1 durchtrennt wird.
In den 4 bis 7 ist zu erkennen, wie durch die abschnittsweise angeordneten Einschnitte 4 lokale Biegezonen 8 erzeugt werden, innerhalb der der Profilstab in einer Ebene biegbar und damit an in der Praxis beliebige Wölbungen oder Biegungen anpassbar ist. Dabei ist denkbar, mehrere Soll- Biegepartien 8 an einem Profilstab 1 anzuordnen, ebenso denkbar ist, die Einschnitte 4 nicht nur von zwei Längsseiten 5 her, sondern rundum abwechselnd von jeder Längsseite 5 her vorzusehen, so dass eine Biegung in jeder beliebigen Ebene oder mehreren Ebenen gleichzeitig möglich ist. Der Biegeradius kann durch Variation der Schnittbreite, Schnitt-Tiefe und Anzahl der Schnitte je Längeneinheit beeinflusst beziehungsweise begrenzt werden. Allgemein geht es um die Anpassung einer beliebigen Linienführung im Raum.
Innerhalb der zuverlässigen Materialeigenschaften kann neben den Biegeebenen im Raum der Stab auch in Achsdrehrichtung der neutralen Mittelachse des Profilstabes (Torsion) gebogen werden. Im Bereich der Sägeeinschnitte hat das Profil an Steifigkeit verloren.
Nach dem Biegen kann nun das Profil durch geeignete Längsstreifen (z. B. Profilschienen aus Kunststoff oder Metall) wieder versteift werden, so dass die Biegung im vorgesehenen Radius stabil bleibt.
Diese Längsstreifen werden vorzugsweise in der äußeren Randfase der Profile (z. B. Hinterschneidungen 6) aufgebracht.
Durch zusätzliche Fixierung dieser Streifen in Längsrichtung (z. B. durch Stifte oder geeignete Verformung des Streifens) wird das gebogene Profil im Bereich der Biegung wieder versteift. Die Streifen werden dabei in Abhängigkeit der Biegebeanspruchung des Profilstabes in Längsrichtung auf Druck bzw. Zug beansprucht.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Profilstäben und der Herstellung von Profilstabkonstruktionen sowie Transportstrecken gewerblich anwendbar.

Claims

Profilstück (1), insbesondere Strangpressprofil, aus biegesteifem Werkstoff, gekennzeichnet, durch mindestens eine elastisch verformbare Soll-Biegepartie (9).
Profilstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Biegepartie (9) eine geringere Steifigkeit aufweist als die komplementären Teile des Profilstücks.
Profilstück nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, durch eine Materialschwächung im Bereich der Soll-Biegepartie (9).
Profilstück nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung in Form von Einschnitten (4), Ausnehmungen, Vertiefungen oder dergleichen ausgebildet ist.
Profilstück nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte (4) sich senkrecht zur Achse des Profilstückes erstrecken.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Profilstabkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung lokaler Biegezonen (8), entlang mindestens eines begrenzten Abschnitts (9) an mindestens zwei gegenüberliegenden Längsseiten (5) beidseitig des Profilstabs (1), höchstens jeweils bis zur äußersten Wandung (7) der gegenüberliegenden Längsseite (5) Einschnitte (4) angeordnet sind.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die an den gegenüberliegenden Längsseiten (5) angeordneten Einschnitte (4) versetzt zueinander angeordnet sind.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnitte auch kreisrund um die Mittelachse (neutrale Biegezone) angeordnet sein können.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilstück (1) ein im Wesentlichen quadratisches Querschnittsprofil (2) mit an seinen Längsseiten (5) in Längsrichtung verlaufend angeordneten Hintergreifungen (6) aufweist, wobei die Einschnitte (4) von der jeweils gegenüberliegenden Längsseite (5) her jeweils höchstens bis zu den den Grund der Hintergreifungen (6) bildenden Wandungen (7) reichen.
Profilstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilstück (1) an allen seinen Längsseiten (5) entlang mindestens eines begrenzten Abschnitts (9) jeweils zueinander in Längsrichtung versetzt angeordnete Einschnitte (4) aufweist, so dass der Profilstab (1) in diesem Abschnitt (9) in eine beliebige Richtung biegbar ist.
Profilstück nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilstück (1) aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstab (1) aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogenen Profile durch Anordnung von Längsstreifen 10 (Längskörpern) in der äußeren Randzone des Profilstabes wieder versteift werden.
Profilstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese Längsstreifen (Längskörper) z. B. durch Stifte (11) oder Verformungen auf dem Profilstab im Bereich der Biegung in Längsrichtung gegen Verschiebung gesichert sind, damit eine zusätzliche Formstabilität des gebogenen Profils erzeugt wird.