Biege- und torsionssteifer Leichtbauträger, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung des Leiehtbauträgers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen biege- und torsionssteifen Leichtbauträger, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie die Verwendung des Leichtbauträgers.
Es sind zwar zahlreiche Leichtbauträger bekannt, die eine für viele Zwecke ausreichende Biege- und Torsionsteifigkeit aufweisen; die letztere lässt sich jedoch nur durch die Verwendung eines geschlossenen Profiles erreichen, wodurch die Herstellung teuer wird, oder durch die Verwendung eines sehr aufgelockerten Profiles (welches in Richtung der Hauptachse des Querschnittes verhältnismässig grosse Dimensionen aufweist), was wegen des erhöhten Raumbedarfes in vielen Fällen unerwünscht ist.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Leichtbauträgers, der trotz hervorragender Biege- und Torsionssteifigkeit einfach und billig in der Herstellung ist und ein kompaktes Profil aufweist, so dass er auch für raumsparende Konstruktionen verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Leichtbauträger der eingangs genannten Art gelöst, der sich dadurch kennzeichnet, dass er aus einem im wesentlichen Z-förmigen Profil besteht, dessen parallel zur Querachse verlaufenden Flanschen an ihren freien Enden gegen die Querachse zu abgebogen sind, und dessen Steg mindestens zum Teil schräg zur Hochachse verläuft.
Das Verfahren zur Herstellung dieses Leichtbauträgers ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen ebenen Materialstreifen um mehrere, parallel zu seiner Längsachse verlaufende Achsen so abkantet, dass man das im wesentlichen Z-förmige Profil erhält.
Ein weiterer Gegenstand des Patentes ist die Verwendung des Leichtbauträgers als Bauteil eines Chassis für einen Band- oder Kettenförderer.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, welche die Verwendung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Leichtbauträgers als Bauteil eines Bandförderer-Chassis veranschaulicht.
Der in der Zeichnung dargestellte Leichtbauträger weist ein im wesentlichen Z-förmiges Profil auf, dessen parallel zur Querachse X-X verlaufenden Flanschen 1, 2 an ihren freien Enden gegen die Querachse X-X zu abgebogen sind, und dessen Steg 3 schräg zur Hochachse Y-Y verläuft. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der untere Flansch 1 eine parallel zur Hochachse Y-Y verlaufende Abbiegung la, während der obere Flansch 2 eine schräg zur Hochachse Y-Y verlaufende Abbiegung 2a und eine parallel zur Hochachse Y-Y verlaufende Abbiegung 2b besitzt; diese bevorzugte Ausbildung dient einem besonderen, später zu erläuternden Zweck, während gemäss dem grundlegenden Erfindungsgedanken weder die Zahl noch die genaue Richtung der Abbiegung an den freien Enden der Flanschen 1, 2 einer Beschränkung unterworfen ist.
Der Steg 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel mit den Flanschen 1, 2 durch je einen parallel zur Hochachse Y-Y verlaufenden Stegteil 3a bzw. 3b verbunden; auch diese, einem später zu erläuternden Zweck dienende Ausbildung des Steges 3 ist nur fakultativ, so dass man die Stegteile 3a, 3b weglassen könnte, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
Der bisher beschriebene Leichtbauträger ist nicht nur sehr biege- und torsionssteif, sondern weist wegen seines schräg verlaufenden Steges 3 auch ein weitgehend kompaktes, nur wenig Raum beanspruchendes Profil auf. Ausserdem ist er in verhältnismässig einfacher Weise durch entsprechendes Abkanten eines ebenen Materialstreifens um parallel zu seiner Längsachse verlaufende Achsen herstellbar.
Wie bereits erwähnt, veranschaulicht die Zeichnung die Verwendung des Leichtbauträgers als Bauteil des Chassis eines Bandförderers. Das (nur halbseitig gezeigte) Chassis besteht aus solchen Leichtbauträgern, die im Abstand voneinander spiegelbildlich zur Achse I-I angeordnet und durch vorzugsweise rohrförmige, an die oberen Stegteile 3b angeschweisste Querträger 4 miteinander verbunden sind. Gleichzeitig dienen die oberen Stegteile 3b zur ein- und nachstellbaren Lagerung der Rollen 5 für das Förderband 6, dessen äusserer Rand sich am oberen Flansch 2 über die ganze Länge des Förderers abstützen kann, wodurch das Durchhängen des Förderbandes mit seinen nachteiligen Folgen wirksam und vollkommen verhindert wird.
Um die Reibung und den dadurch bedingten Verschleiss auf ein Minimum herabzusetzen, kann der obere Flansch 2 über die gesamte Länge des Leichtbauträgers mit einer Auflage 7 aus einem Material mit günstigen Gleiteigenschaften (z. B. Polyamid) versehen sein. An wenigstens zwei Stellen der Länge des Leichtbauträgers sit die parallel zur Hochachse Y-Y verlaufende Abbiegung 2b des oberen Flansches 2 mit dem oberen Stegteil 3b durch eine Lasche 8 verbunden, die angeschweisst, angeschraubt oder sonstwie befestigt sein kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Lasche 8 zwei Auskröpfungen 8a, 8b auf, die zur Aufnahme des durch einen Schlitz 9 in der Abbiegung 2b des oberen Flansches 2 einführbaren unteren Endes der Stütze 10 einer Seitenführung 11 dienen.
In der Zeichnung ist die Seitenführung 11 in ihrer Flachlage gezeigt; wird das untere Ende der Stütze 10 in die Auskröpfung 8a der Lasche 8 eingesteckt, so nimmt die Seitenführung 11 die durch punktierte Linien angedeutete Steillage ein. Die Lasche 8 dient somit nicht nur zur Versteifung des Leichtbauträgers, sondern auch zur Fixierung der Seitenführungen in deren Flach- bzw. Steillage. Die parallel zur Hochachse Y-Y verlaufende Abbiegung la des unteren Flansches 1 dient als Auflager für die Träger 12 der Rücklaufrollen 13; dabei können die vorzugsweise U-förmigen Träger 12 am unteren Stegteil 3a lösbar oder unlösbar befestigt sein.
Der beschriebene Leichtbauträger eignet sich für die verschiedensten Zwecke und besteht vorzugsweise aus Stahl; er kann jedoch auch aus einem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen, insbesondere aus Leichtmetall oder einer Leiclitmetall-Legierung.
Bending and torsionally stiff lightweight girders, processes for their manufacture and use of lightweight girders
The present invention relates to a flexurally and torsionally stiff lightweight carrier, a method for its production and the use of the lightweight carrier.
It is true that numerous lightweight structural supports are known which have sufficient flexural and torsional rigidity for many purposes; The latter, however, can only be achieved by using a closed profile, which makes production expensive, or by using a very loosened profile (which has relatively large dimensions in the direction of the main axis of the cross-section), which in many cases is due to the increased space requirement is undesirable.
The object on which the invention is based is to create a lightweight beam which, despite excellent flexural and torsional rigidity, is simple and cheap to manufacture and has a compact profile so that it can also be used for space-saving constructions.
This object is achieved by a lightweight carrier of the type mentioned, which is characterized in that it consists of an essentially Z-shaped profile, whose flanges running parallel to the transverse axis are bent at their free ends towards the transverse axis, and its web at least runs partly obliquely to the vertical axis.
The method for producing this lightweight construction beam is characterized in that a flat strip of material is folded around several axes running parallel to its longitudinal axis in such a way that the essentially Z-shaped profile is obtained.
Another subject of the patent is the use of the lightweight carrier as a component of a chassis for a belt or chain conveyor.
Further details of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing, which illustrates the use of a preferred embodiment of the lightweight construction carrier according to the invention as a component of a belt conveyor chassis.
The lightweight support shown in the drawing has an essentially Z-shaped profile, the flanges 1, 2 of which run parallel to the transverse axis X-X are bent at their free ends towards the transverse axis X-X, and the web 3 of which runs obliquely to the vertical axis Y-Y. In the exemplary embodiment shown, the lower flange 1 has a bend la running parallel to the vertical axis Y-Y, while the upper flange 2 has a bend 2a running obliquely to the vertical axis Y-Y and a bend 2b running parallel to the vertical axis Y-Y; This preferred embodiment serves a special purpose to be explained later, while according to the basic concept of the invention, neither the number nor the exact direction of the bend at the free ends of the flanges 1, 2 is subject to any restriction.
In the exemplary embodiment shown, the web 3 is connected to the flanges 1, 2 by a respective web part 3a or 3b running parallel to the vertical axis Y-Y; This design of the web 3, which serves a purpose to be explained later, is also only optional, so that the web parts 3a, 3b could be omitted without departing from the concept of the invention.
The lightweight carrier described so far is not only very rigid and torsionally stiff, but also has a largely compact profile that takes up little space because of its inclined web 3. In addition, it can be produced in a relatively simple manner by appropriately bending a flat strip of material about axes running parallel to its longitudinal axis.
As already mentioned, the drawing illustrates the use of the lightweight carrier as a component of the chassis of a belt conveyor. The chassis (only shown on one side) consists of lightweight structural members which are arranged at a distance from one another in mirror image to the axis I-I and are connected to one another by preferably tubular cross members 4 welded to the upper web parts 3b. At the same time, the upper web parts 3b are used for the adjustable and readjustable mounting of the rollers 5 for the conveyor belt 6, the outer edge of which can be supported on the upper flange 2 over the entire length of the conveyor, effectively and completely preventing the conveyor belt from sagging with its disadvantageous consequences becomes.
In order to reduce the friction and the wear caused by it to a minimum, the upper flange 2 can be provided over the entire length of the lightweight support with a support 7 made of a material with favorable sliding properties (e.g. polyamide). The bend 2b of the upper flange 2, which runs parallel to the vertical axis Y-Y, is connected to the upper web part 3b by a tab 8 which can be welded, screwed or otherwise attached at at least two points along the length of the lightweight construction. In the exemplary embodiment shown, the tab 8 has two crankings 8a, 8b which serve to accommodate the lower end of the support 10 of a lateral guide 11, which can be inserted through a slot 9 in the bend 2b of the upper flange 2.
In the drawing, the side guide 11 is shown in its flat position; If the lower end of the support 10 is inserted into the cranked portion 8a of the tab 8, the side guide 11 assumes the steep position indicated by dotted lines. The tab 8 thus not only serves to stiffen the lightweight construction beam, but also to fix the side guides in their flat or steep position. The bend la of the lower flange 1 running parallel to the vertical axis Y-Y serves as a support for the carrier 12 of the return rollers 13; The preferably U-shaped supports 12 can be attached to the lower web part 3a in a detachable or non-detachable manner.
The lightweight carrier described is suitable for a wide variety of purposes and is preferably made of steel; however, it can also consist of any other suitable material, in particular light metal or a light metal alloy.