VERBUNDPROFIL MIT EINEM TRAGKÖRPER AUS LEICHTMETALLWERKSTOFF SOWIE EINEM PROFILBAND UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN DES VERBUNDPROFILS |
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申请号 | EP05824450.0 | 申请日 | 2005-12-20 | 公开(公告)号 | EP1843866B1 | 公开(公告)日 | 2011-01-26 |
申请人 | 3A Technology & Management AG; | 发明人 | WOEMPNER, Diethelm; NETZEL, Timo; | ||||
摘要 | The invention relates to a composite profile (10) comprising a carrier profile (12) made of a light metal material and a profiled strip (40) which is made of a harder material and covers the top surface (28) of the carrier profile. According to said invention an insertable bar (50) is added to the profiled strip (40) on each longitudinal side in a position parallel to the direction thereof and is inserted into a lateral slot (30) embodied therein. Said insertable bar (50) is firmly connected to the profiled strip (40) thereof by means of a weld seam (48). | ||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung betrifft ein Verbundprofil mit einem aus Leichtmetallwerkstoff stranggepressten schienenartigen Tragkörper sowie einem dessen Kopffläche überspannenden Profilband aus einem härteren Metall nach dem Oberegriff des unabhängigen Ansprüche, wie es aus der Die nachveröffentlichte Der 1897 veröffentlichten Aus der Der Ein Verbundleiterschienenelement zur Stromversorgung eines Bahnfahrzeugs mit einem Belag aus einem Werkstoff hohen mechanischen Widerstandes, der starr auf einem Stab aus elektrisch gut leitfähigem Material befestigt ist sowie die Gleit- bzw. Kontaktfläche für Stromabnehmer des Fahrzeuges bildet, offenbart die Als nachteilig haben sich auch Stromschienen erwiesen, deren Verschleißkomponente durch sie seitlich durchsetzende Schrauben oder zusätzliche Steckorgane am stromführenden Trägerprofil befestigt werden. Andere bekannte Herstellverfahren können nachteiligerweise zu Welligkeiten auf der Oberfläche des Deckprofiles führen, die ihre Ursache im schrittweisen Verstemmen bzw. Stanzen des Trägerprofiles haben. In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die Verbindung zwischen Trägerprofil und Profilband gemäß der Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Anspruche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Nach einer bevorzugten Ausführungform entspricht die Dicke des Einsteckendes des profilartigen Einschubstabes der Breite des Steckschlitzes im Trägerprofil, so dass ein fester Sitz der Komponenten aneinander zustande kommt. Als günstig hat es sich bei einem rinnenähnlich geformten Profilband erwiesen, das dem Schienenkopf eines schienenartigen Trägerprofils aufliegt, den Einschubstab mit eineman eine Grundplatte des Profilbandes angeformten -- Seitenschenkel zu verbinden sowie ihn anderseits mit wenigstens einem von jenem Seitenschenkel abragenden Stababschnitt in den entsprechend angeordneten Steckschlitz des Trägerprofils einzusetzen. Die Schweißnaht soll vorteilhafterweise an der Stirnfläche des Seitenschenkels jenes Profilbandes verlaufen. Bevorzugt wird ein rinnenartiger Einschubstab etwa V-förmigen Querschnittes, der mit einem Rinnenschenkel der Innenseite des Seitenschenkels des Profilbandes anliegt; der andere Rinnenschenkel ist dann zur Längsachse des Profilbandes hin gerichtet. Bei dieser Ausgestaltung ist der Querschnitt des Schlitzes im Schienenkopf des Trägerprofils seinerseits V-förmig, wobei der in der Seiten- oder Längsfläche des Schienenkopfes verlaufende Schlitzschenkel von einer Längseinformung gebildet wird. Ein anderer erfindungsgemäßer Einschubstab ist von winkelartigem Querschnitt, der mit einem Rinnenschenkel der Innenseite des Seitenschenkels anliegt; der andere Rinnenschenkel ist von der Grundplatte des Profilbandes wegoder alternativ: zu dieser hin -- geneigt. Hierbei soll der von den beiden Rinnenschenkeln begrenzte Winkel mehr als 90° messen, bevorzugt etwa 110°. Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Einschubstab mit etwa halbkreisförmigem Querschnitt, der im Zenit seiner Wölbung mit der Außenfläche an die Kante der Stirnfläche des Seitenschenkels des Profilbandes so angeschweißt ist, dass die beiden Einschubstäbe des Profilbandes in einer gemeinsamen Mittelachse sowie zueinander geöffnet angeordnet sind. Diese Mittelachse kreuzt die Querschnittsachse des Verbundprofils, die wiederum parallel zu dessen Seitenflächen steht. Zudem soll die Mittelachse der Einschubstäbe in jeder der beiden Längsflächen des Schienenkopfes die Lage eines Wulstes bestimmen, dessen Querschnitt der Form des Innenraumes des an ihn anzufügenden Einschubstabes angepasst ist und der beidseits von jeweils einem Einschubschlitz für die freie Kante des Einschubstabes begrenzt ist. Der Querschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Einschubprofils oder -stabes für den Schienenkopf besteht aus einem Viertelkreisabschnitt und einem linearen Abschnitt, welch letzterer dem Seitenschenkel des Profilbandes innenseitig anliegt und mit dessen Stirnfläche verschweißt ist. Diese Viertelkreisabschnitte der beiden Einschubstäbe können zur Grundplatte des Profilbandes hin gerichtet sein oder aber von dieser weg. Der Schlitz des Schienenkopfes für den linearen Abschnitt des Einschubstabes soll hier eine Längseinformung in der Längsfläche des Schienenkopfes enthalten. Im übrigen ist darauf zu achten, dass die Paarungen gleichförmiger Einschubstäbe spiegelbildlich gleiche Ausgestaltung anbieten. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist ein querschnittlich hakenartiger Einschubstab mit -- in Abstand zum Seitenschenkel verlaufendem -- zur Grundplatte des Profilbandes gerichtetem freien Hakenabschnitt andernends an die Stirnfläche des Seitenschenkels angeschweißt. Zudem hat es sich als günstig erwiesen, die schlitzartige Einformung des Schienenkopfes von einer in Abstand zur Oberfläche des Schienenkopfes angeformten und von der Unterfläche des Schienenkopfes begrenzten Längsrippen untergreifen zu lassen. Bei einer alternativen Ausgestaltung zu der weiter oben beschriebenen Anbringung des querschnittlich hakenartigen Einschubstabes mit in Abstand zur Innenfläche des Seitenschenkels des Profilbandes verlaufendem freien Hakenabschnitt weist dieser von der Grundplatte des Profilbandes weg, also zum Fußbereich des Verbundprofils hin. Auch dieser Einschubstab ist an die Stirnfläche des Seitenschenkels angeschweißt. Eine andere Ausbildung erfasst einen querschnittlich stufenartigen Einschubstab, der einends an der Innenfläche des Profilband-Seitenschenkels verschweißt ist und andernends mit seinem freien Hakenende eine Zapfenleiste in der Längsfläche des Schienenkopfes hintergreift. Auch eine andere Gestalt des Schienenkörpers liegt im Rahmen der Erfindung, nämlich ein kastenartiges Trägerprofil, auf dessen Oberfläche ein plattenförmiges Profilband aufliegt, an dessen Längskanten jeweils ein Einschubstab durch eine Schweißnaht gehalten wird. Hier ist die Breite des Profilbandes kürzer als die Breite des Trägerprofils, und jeder der Einschubstäbe ist in einen Schlitz eingeschoben, der einer Stufeneinformung im Trägerprofil zugeordnet ist. Die Erfindung erfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundprofils, bei dem aus Leichtmetallwerkstoff ein Trägerprofil mit einer Kopffläche sowie diese beidseits begleitenden Steckschlitzen stranggepresst wird, zudem in jedem Steckschlitz ein Einschubstab eingebracht und an einen aus dem Steckschlitz ragenden Abschnitt des Einschubstabes ein die Kopffläche übergreifendes Profilband angelegt wird. Der Einschubstab wird mit dem Profilband durchgehend verschweißt. Zuerst werden also die als Verankerungsstreifen, Ankerstäbe oder Einschubstäbe in das Leichtmetallprofil, insbesondere in ein AL-Basisprofil, eingelegt bzw. eingedrückt oder eingerollt oder auch vor dem Verschweißen bzw. im Nachhinein durch bleibende Verformung des Trägerprofils festgerollt oder festgedrückt. Vorgesehen ist dann mit Hilfe einer Andruckrolle mit großem Durchmesser das Edelstahl-Deckprofil auf das Leichtmetall-Trägerprofil zu drücken und unter dieser Vorspannung gleichzeitig rechts und links die Verankerungsstreifen oder Einschubstäbe mit dem Deckprofil zu verschweißen. Im übrigen ist das sog. Deckprofil bevorzugt ein von einem Walzcoil geschnittenes Edelstahlband, das durch Rollformen in die gewünschte Form gebracht bzw. als geschnittenes Band direkt eingesetzt wird. Der Einschubstab ist ein Edelstahlband -- vorzugsweise die gleiche Legierung wie das Deckprofil -- das vorteilhafter Weise vom Walzcoil geschnitten und durch Rollformen/Abkanten/Aufbörteln/Umbörteln in die gewünschte Form gebracht worden ist. Um die eingangs erwähnten Mängel zu beseitigen, wird ein kontinuierlich ablaufendes Verbundprofil -- wie Strangpressen für das Trägerprofil und Rollformen -- über die ganze Profillänge von Deckprofil und Einschubstäben bzw. Verankerungsprofilen vorgeschlagen. Die Verbindung wird durch kontinuierliches Schweißen über die Profillänge durchgeführt. Gefordert wird eine größtmögliche Breite der Schleiffläche mit Bestreichmöglichkeit von der Seite und eine mechanische Verankerung, die auch bei komplett abgenutzten Verschleißprofilen eine Verankerung der dann zwei Restschleifflächen gewährleistet. Zudem ist eine Reduzierung der Einbau-Höhentoleranzen gegenüber bekannten Verbundprofilen erwünscht. Wünschenswert ist auch eine lokale Fertigungsmöglichkeit weltweit, ohne eine große Leichtmetall-Strangpresse aufrüsten zu müssen. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Ein Verbundprofil 10 der Höhe h von hier 105 mm und der maximalen Breite b von 92 mm weist nach Von diesen Längskanten 17 sind die beiden Dachflächen 18 des Schienenfußes 14 zu der die Längsachse A des Verbundprofils 10 querenden Querschnittsmittelachse Q geringfügig aufwärts geneigt und gehen in jenen Schienensteg 20 der Höhe h1 von etwa 30 mm sowie der Dicke e von etwa 18 mm über. Vom oberen Ende des Schienensteges 20 gehen die zu den Längskanten 24 des Schienenkopfes 22 etwa aufwärts geneigten Unterflächen 26 dieses Schienenkopfes 22 einer Breite b2 von 78 mm ab, dessen Außenhöhe n von etwa 28 mm die Lage der Schienenkopf-Oberfläche 28 bestimmt. Von jeder der Längskanten 24 des Schienenkopfes 22 geht in Dieses Schienen- oder Trägerprofil 12 des Verbundprofils 10 wird in einer aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Strangpresse aus einem Leichtmetallwerkstoff geformt. Die Kopf- oder Oberfläche 28 des Schienenprofils 12 bzw. seines Schienenkopfes 22 wird in Endzustand von einem Profilband 40 der Dicke f von 6 mm überspannt, das aus einem Eisen- oder Buntmetall hergestellt ist. Dieses Profilband 40 ist querschnittlich rinnenartig geformt, und seine von einer Grundplatte 42 ausgehenden -- zueinander sowie zur Längsachse B des Profilbandes 40 parallelen -- Seitenschenkel 46 der Höhe c1 von 20 mm liegen den Längskanten 24 des Schienenkopfes 22 an. In dieser Lage bildet die Außenfläche 44 des Profilbandes 40 die Oberfläche des Verbundprofils 10. Jedem Seitenschenkel 46 des der Oberfläche 28 des Schienenkopfs 22 aufliegenden Profilbandes 40 ist im Ausführungsbeispiel der Der Schienenkopf 22a des Verbundprofils 10a nach Auch das Profilband 40 der Auch die Ein querschnittlich i.w. stufenartiger Einschubstab 50g verläuft im Verbundprofil 10g der An den Seitenschenkel 46 des Profilbandes 40 von Verbundprofil 10h der In den beiden ebenfalls nich von der Erfindung umfassten Ausführungsbeispielen der Das Verbundprofil 10e der Der Der Einschubstab 50a der Die An die Seitenschenkel 46 des Profilbandes 40 der ebenfalls nich von der Erfindung umfassten Zur klemmenden Aufnahme des Rundstabes 52 ist in die Höhenmitte der Längskanten oder -flächen 24 einer Höhe i von 28 mm des Schienenkopfes 22n jeweils eine Längsnut 60 eingeformt, deren Nutentiefstes querschnittlich von einem Halbkreis bestimmt ist. Das kastenartige Trägerprofil 13 des Verbundprofils 11 der Die Verbundprofile 11a und 11b bzw. deren Trägerprofile 13 der Er ist jedoch mit einem Rinnenschenkel 49 an die Unterfläche 41 des Profilbandes 41 angelegt und so verschweißt; die Schweißnaht 48 verläuft an der Längskante 70 des Profilbandes 41 und der Außenfläche des Rinnenschenkels 49. Der Eckbereich des Trägerprofils 13 ist entsprechend gestaltet mit einer Längseinformung 32 in der Kopf- oder Oberfläche 28 des Trägerprofils 13b und jener Stufeneinformung 68, zwischen denen ein Wulst 36a parallel zur Profillängsachse verläuft. |