Profilstab

Abstract

 Es ist ein Profilstab (1) offenbart, der zwei Gurte (2,3) und einen diese ver­bindenden, an denselben befestigten Steg (4) aufweist. Der Steg (4) hat Aus­buchtungen (5,6), die abwechselnd zur einen und zur anderen Seite des Profilstabes (1) weisen. Er ist aus Flachmaterial gebogen, so daß er keine scharfen Ecken und Kanten aufweist. Die Gurte (2,3) sind an den beiden Längskanten des Steges (4) über die gesamte Kantenlänge desselben ohne Unterbrechungen befestigt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Profilstab, der zwei Gurte und einen diese verbindenden, an den Gurten befestigten Steg aufweist, welcher mit Ausbuchtungen versehen ist, die abwechselnd zur einen und zur anderen Seite des Profilstabes weisen.

[0002] Profilstäbe dieser Art sind beispielsweise aus der DE-GM 84 20 684.5 bekannt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 dieser Vorveröffent­lichung ist der Profilstab im Bereich der Ausbuchtungen jeweils auf der Außenseite mit einer örtlich begrenzten Schweißnaht an den beiden Gurten befestigt. Gemäß Figur 2 dieser Vorveröffentlichung erfolgt die Befestigung des Steges an den Gurten mittels zweiseitiger Schweiß­nähte, die im Bereich mittlerer Abschnitte des Steges zwischen den jeweiligen Ausbuchtungen örtlich begrenzt angebracht sind.

[0003] In der Praxis hat sich gezeigt, daß trotz der vielseitigen Anwendbar­keit derartiger Metallprofile bzw. Profilstäbe es nicht möglich ist, die Belastbarkeit derselben exakt nachzuweisen, so daß Überdimensio­nierungen die zwangsläufige Folge sind. Überdimensionierungen bedeuten aber erhöhtes Gewicht der Profilstäbe und dementsprechend Unwirtschaft­lichkeit bei der Handhabung und im praktischen Einsatz.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der DE-GM 84 20 684.5 bekannten Profilstäbe derart zu verbessern, daß deren Belastbarkeit genau nachgewiesen werden kann, damit unnötige Überdimensionierungen vermieden werden können.

[0005] Diese Aufgabe wied erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gurte des Profilstabes an den beiden Längskanten des zwischen diesen angeordne­ten Steges über die gesamte Kantenlänge des Steges ohne Unterbrechungen befestigt sind. Auf diese Weise wird ein Leichtbau-Metallprofil ge­schaffen, welches universell bei allen statischen Systemen und Be­ lastungsarten einsetzbar ist, ohne unnötig überdimensioniert werden zu müssen. Auf diese Weise ist es möglich, derartige Profilstäbe ein­fach und günstig herzustellen und gleichzeitig enorme Materialmengen bzw. Massen und Gewichte einzusparen. Derartige Profilstäbe können ohne spezielle Produktionseinrichtungen überall und somit auch in so­genannten Enwicklungsländern preisgünstig und sachgerecht hergestellt werden.

[0006] Vorzugsweise sind die aus Metall bestehenden Gurte an dem ebenfalls aus Metall bestehenden Steg des Profilstabes jeweils mit wenigstens einer einseitig oder wechselseitig durchgehenden fortlaufenden Schweiß­naht befestigt, die beispielsweise auf einer Seite des Steges verlau­fen kann. Weiteren Forderungen entsprechend ist vorgesehen, die Gurte an dem Steg jeweils mit zwei einander gegenüberliegenden durchgehenden, d.h. ununterbrochenen, Schweißnähten zu befestigen.

[0007] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Steg aus Flachmate­rial gebogen, wobei seine winklig zueinander verlaufden Abschnitte der einzelnen Ausbuchtungen über etwa teilkreisförmig gebogene inte­grale Abschnitte miteinander verbunden sind. Dementsprechend werden scharfkantige Übergänge oder Ecken vermieden, die zu Veränderungen der Materialstrucktur und damit Schwächungen in den Eckbereichen der Aus­buchtungen und der Gurt-Steg-Verbindungen führen würden. Da derartige unkontrollierbare Schwächungen erfindungsgemäß mit Sicherheit vermie­den werden, ist es erstmals möglich, über ihre gesamte Länge gleich­förmige Eigenschaften zu erzielen und Schweißnähte für die Verbindung zwischen dem mittleren Steg und den von diesen verbundenen Gurten des Metall-Profilstabes zu setzen, ohne daß hierzu komplizierte Produk­tions- und Prüfeinrichtungen erforderlich wären.

[0008] Durch die Erfindung kann man aus Metall bestehende Profilstäbe her­stellen, deren Belastbarkeit ohne weiteres zu prüfen und dementsprech­end nachzuweisen ist. Es können Profilstäbe mit geraden, abgewinkelten, konisch zulaufenden und anderweitig gebogenen Abschnitten, deren Steg­querschnitte im wesentlich trapezförmig sind, hergestellt werden. Die Profilstäbe lassen sich sowohl aus Aluminium als auch aus Stahl oder anderen geeigneten Metall herstellen, wobei in jedem Falle Leichtbau­ weise gewährleistet ist. Es ist eine automatisch durchführbare fehler­freie Herstellung möglich. Die abgerundet gebogenen Kanten zwischen den trapezförmigen oder wellenförmigen Abschnitte der Stege gewähr­leisten über ihre gesamte Länge gleichförmige und somit gleichmäßig be­lastbare Eigenschaften. Die erfindungsgemäßen Profilstäbe sind daher für alle Belastungsfälle optimal einsetzbar. Dabei können sowohl syme­trische als auch asymetrische Querschnittsformen angewendet werden. Die Gurte können dementsprechend sowohl parallel als auch in einem Winkel zueinander bzw. rechtwinklig und auch schrägwinklig zu dem Steg verlaufen.

[0009] Die Ausbuchtungen des Steges bilden mit den Gurten einen Winkel zwi­schen 10° bis 170° und vorzugsweise von 60° bis 120°. Die Seitenwände der Ausbuchtungen verlaufen in einem Winkel von 1° bis 89° zur Längs­achse bzw. Längsrichtung des Profilstabes bzw. des Steges des Profil­stabes.

[0010] In der einfachsten Ausführungsform bestehen die Gurte des Profilstabes aus Bandmaterial oder sonstigem Flachmaterial. Sie können aber auch aus beliebigen offenen oder geschlossenen Profilen in beliebiger An­ordnung gebildet sein. Ebenso können sie in einem Stück aus einem Metallblock warmgewalzt werden.

[0011] Da aufgrund der Erfindung die Verformung und damit die Belastbarkeit der Profilstäbe zuverlässig nachweisbar ist, können diese nicht nur optimal ausgelegt, sondern auch in allen Querschnittsformen und/oder Profilierungen bestimmt und wirtschaftlich sinnvoll hergestellt werden.

[0012] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Profilstabes schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Figur 1 eine schaubildliche Ansicht eines Endes des Profilstabes nach einer Ausführungsform,

Figur 2 einen horizontalen Teilschnitt durch den Profilstab aus Figur 1 im Bereich des seine beiden Gurte verbindenden Steges und

Figur 3 bis 9 horizontale Teilschnitte wie in Figur 2 abgewandelter Ausführungsformen des Profilstabes.

[0013] Der Profilstab (1) hat einen Obergurt (2) und einen Untergurt (3), die gemäß Figur 1 über einen hochkant stehenden Steg (4) miteinander verbunden sind. Obwohl die Gurte (2 und 3) in Figur 1 parallel zuein­ander und im wesentlichen rechtwinklig zu dem Steg (4) angeordnet sind, können sie auch unter einem von 90° abweichenden Winkel zum Steg (4) verlaufen, ebenso wie sie gegeneinander einen Winkel einschließen können. Der Winkel zum Steg kann von 30° bis 150° betragen und liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 60° und 120° und besonders bevorzugt zwischen 75° und 105°.

[0014] Die Gurte (2 und 3) sind gemäß Figur 1 aus Bandmaterial bzw. Flachmate­rial gebildet. Sie können auch aus beliebigen Profilstäben U-förmigen, H-förmigen, winkelförmigen oder sonstigen Querschnittes bestehen, eben­so aus im Querschnitt runden, rechteckigen oder quadratischen Hohl­kastenprofilen.

[0015] Der Steg (4) ist in Längsrichtung desselben derart gebogen ausgebildet, daß er abwechselnd nach der einen oder anderen Seite weisende Aus­buchtungen (5 und 6) bildet, deren Flanken (7) in einem Winkel zwischen 1° und 89° zur Längsachse des Profilstabes (1) verlaufen, während der die Flanken (7 und 8) verbindende Abschnitt (9) jeder Ausbuchtung (5 bzw. 6) sich praktisch in Längsrichtung des Profilstabes (1) erstreckt.

[0016] Die Übergänge zwischen den Flanken (7) und dem Abschnitt (9) jeder Ausbuchtung sind durch Abrundungen (8) gebildet, die nach einem Radius gebogen sind. Auf diese Weise sind scharfkantige Übergänge zwischen den einzelnen Abschnitten der Ausbuchtungen (5 und 6) und zwischen diesen Ausbuchtungen selbst vermieden, die zu unkontrollierbaren Ver­änderungen der Materialeigenschaften im Steg (4) führen würden.

[0017] Die Gurte (2 und 3) sind an die entsprechenden Enden des Steges (4) gemäß Figur 2 mittels einer durchgehenden, d.h. ununterbrochenen Schweißnaht (10) angeschweißt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 erfolgt die Befestigung mit zwei doppelseitig angebrachten Schweiß­nähten (11 und 12). Es ist erkennbar, daß aufgrund der Abrundungen (8) zwischen den einzelnen Abschnitten (7 und 9) der Ausbuchtungen (5 und 6) die betreffenden Schweinähte (10 bzw. 11 und 12) gleich­förmig und absatzlos verlaufen und dementsprechend auch gleichförmig erzeugt werden können.

[0018] Bei der Ausführungsform aus Figur 4 sind abwechselnd auf der einen und der anderen Seite des Steges (4) Schweißnähte (13 und 14) end­licher Länge vorgesehen, die sich aber insgesamt zu einer durchgehen­den Verbindung zwischen Steg (4) und den Gurten (2 und 3) ergänzen.

[0019] Während bei den Ausführungsformen gemäß Figur 1 bis 4 der Profilstab (1) einen aus Flachmaterial gebogenen Steg (4) aufweist, sind bei den Ausführungsformen gemäß Figur 5 und 6 die Gurte (2 und 3) mittels zweier Stege (14 und 15) miteinander verbunden, die jeweils mittels einer von außen angebrachten Schweißnaht (16 bzw. 17) mit den Gurten verbunden sind. Während bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 die nach außen weisenden Ausbuchtungen (18 und 19) der Stege (14 und 15) ein­ander gegenüber liegen, sind sie bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 gegeneinander versetzt. Im übrigen sind auch die Stege (14 und 15) aus Flachmaterial gebogen, so daß sie keine scharfkantigen Ecken auf­weisen.

[0020] Die Gurte (2 und 3) können aber auch mittels mehr als zwei aus Flach­material gebogenen Stegen miteinander verbunden sein.

[0021] Die Abrundungen (8) sind derart gewählt, daß deren Radius mindestens dem 1,5-fachen der Wandstärke oder Blechstärke des Materials des bzw. der Stege (4) bzw. (14, 15) entspricht. So können sicher Material­schwächungen an den Umlenkstellen der ununterbrochenen Stege vermieden werden.

[0022] Wesentlich ist, daß die Stege (4 bzw. 14, 15) aus ununterbrochenem Blech- oder Bandmaterial bestehen und etwa trapezförmig mit abgerun­deten Umlenkstellen (8) ausgebildet sind, weil andernfalls eine Be­rechnung der Belastbarkeit und damit eine optimale Dimensionierbar­keit des Trägers oder Profilstabes nicht möglich ist.

[0023] Es hat sich gezeigt, daß im Sinne der Erfindung hergestellte Profilstäbe oder Profilträger bezüglich ihrer Belastbarkeit auch berechnet werden können, wenn deren trapezförmig gebogene Stege nur teilweise, nämlich streckenförmig, mit den Gurten verbunden sind. Fig. 7 bis 9 zeigen ent­sprechende Ausführungsformen.

[0024] Gemäß Figur 7 sind einseitig Schweißnähte (21) endlicher Länge an den in Längsrichtung des Profilstabes (1) verlaufenden Abschnitten (22) des etwa trapezförmig ausgebildeten Steges (4) vorgesehen, mit denen dieser Steg (4) zwischen den Gurten (2 und 3) befestigt wird. Der Steg (4) ist also nur im Bereich der in Längsrichtung des Profilstabes (1) verlaufenden Ab­schnitte (22) mit den Gurten (2 und 3) verschweißt, während die dazwischen befindlichen, schräg verlaufenden Abschnitte (23) nicht mit den Gurten (2 und 3) verbunden sind. Es hat sich gezeigt, daß auch derart hergestellte Profilstäbe oder Profilträger auf ihre Tragbarkeit und Belastbarkeit be­rechnet werden können, so daß sie aus Flachmaterial und sozusagen in Leichtbauweise herstellbar sind.

[0025] Gemäß Figur 8 ist der senkrecht zwischen den Gurten (2 und 3) verlaufende Steg (4) ähnlich wie in Figur (7) nur im Bereich der gerade bzw. in Längs­richtung des Profilstabes (1) verlaufenden Abschnitte (22) mit den Gurten (3 und 4) verschweißt, jedoch sind die Schweißnähte (21) abwechselnd von der einen und der anderen Seite angebracht.

[0026] Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 sind wiederum nur die in Längsrich­tung des Profilstabes oder Profilträgers (1) verlaufenden Abschnitte (22) des Steges (4) mit den Gurten (2 und 3) verbunden, jedoch sind in diesem Falle Schweißnähte (21) von beiden Seiten an den Abschnitten (22) vorge­sehen.

[0027] Obwohl die Erfindung vorstehend anhand von aus Metall bestehenden Profil­stäben oder Profilträgern erläutert worden ist, können die Profilstäbe auch aus Kunststoff oder einer Kombination aus KunststoffHolz oder Kunst­stoff/Metall bestehen. Wichtig ist, daß die trapezförmig gewellten mittle­ren Stege (4) aus einem ununterbrochenen Band oder Streifen bestehen und keine deren Festigkeit beeinträchtigende Knickstellen aufweisen. Bestehen die Teile der Profilstäbe aus Kunststoff und/oder Holz oder auch Metall, werden sie durch Kleben miteinander verbunden.

Ansprüche

1. Profilstab, mit zwei Gurten und einem diese verbindenden, an den­selben befestigten Steg, der Ausbuchtungen aufweist, die abwechselnd zur einen und zur anderen Seite des Profilstabes weisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gurte (2,3) an den beiden Längskanten des Steges (4; 14, 15) über die gesamte Kantenlänge desselben ohne Unterbrechungen befestigt sind.

2. Profilstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurte (2,3) an dem Steg (4; 14, 15) jeweils mit einer einseitig oder wechselseitig durchgehenden forlaufenden Schweißnaht (10; 11, 12, 13, 14; 16, 17) befestigt sind.

3. Profilstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurte (2,3) an dem Steg (4) jeweils mit zwei einander gegenüber­liegenden ununterbrochenen Schweißnähten (11 und 12) befestigt sind.

4. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (4; 14, 15) aus Flachmaterial gebogen ist und seine winklig zueinander verlaufenden Abschnitte (7 und 9) der einzelnen Ausbuchtungen (5,6; 18, 19) über teilkreisförmige integrale gebo­gene Abschnitte (8) miteinander verbunden sind.

5. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (5, 6; 18, 19) des Steges (4; 14, 15) mit den Gurten (2,3) einen Winkel von 10° bis 170° sowohl im Längs­schnitt als auch im Querschnitt des Profilstabes (1) bilden.

6. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (7) der Ausbuchtungen (5, 6; 18, 19) in einem Win­kel von 1° bis 89° zur Längsachse des Profilstabes (1) verlaufen.

7. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg aus zwei oder mehr gebogenen Flachmaterialstreifen (14 und 15) besteht.

8. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurte (2,3) und der Steg (4) einstückig aus einem warmver­formten Metallblock bestehen.

9. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (4) aus einem fortlaufenden, ununterbrochenen Streifen oder Band besteht und daß der Radius der gebogenen Abschnitte (8) wenigstens dem 1,5-fachen der Dicke des den Steg bildenden Bandes entspricht.

10. Profilstab nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fortlaufenden Schweißnähte (21) nur an den in Längsrichtung des Profilstabes (1) verlaufenden Abschnitten (22) des Steges (4) vorgesehen sind.

Zeichnung