EP1731240B1 - Verfahren zur Herstellung eines Rinnenhalters für eine Dachrinne erzeugt von einem drahtförmigen Metallprofil mit rundem Querschnitt und Rinnenhalter - Google Patents
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Classifications
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- B21D53/36—Making other particular articles clips, clamps, or like fastening or attaching devices, e.g. for electric installation
Definitions
- the invention relates to a method for producing a gutter holder for a gutter and a gutter holder produced by this method.
- Channel holders are known both for arcuate curved as well as rectangular gutters. They each have a hook adapted to the cross section of the gutter and a hook connected in one piece with the support hook attachment portion.
- the attachment portion is provided with fixing holes, via which the carrying hook can be fixed to a rafter.
- the attachment portion can be bent to the support hook in the respective inclination of the roof rafter.
- the dimensions of commercially available gutter holders refer to gutters according to DIN 18461. DIN EN 1462 does not specify any detailed dimensions for gutter holders. However, certain functions have to be fulfilled. Gutters for gutters are classified in load bearing capacity classes, whereby gutter supports for high loads, for light loads and gutter supports for gutters with an upper opening width of less than 80 mm are distinguished.
- Gutter holders must be dimensioned so that the gutters intended for them can move freely within them. Gutters must not be lifted out by strong wind. Unless this is ensured by the shape of the gutter bracket, clips or springs should be provided to secure the gutter.
- a channel holder consists of a solid metal strip of dimensions 30 x 5 mm.
- Profiled gutter holder made of multi-folded metal strips are also state of the art ( EP 1 041 218 A2 ).
- EP 1 041 218 A2 By the DE 196 15 299 A1 It is also known to produce gutter holder from hollow tube blanks, For this purpose, the tube blank is at least partially provided with a groove or depression in order to increase the rigidity_of the gutter holder produced in this way.
- the pipe blanks do not necessarily have to be round from their cross section, but rectangular, square or even hexagonal pipe blanks are also suitable.
- the tube blanks can be replaced by a molding device, advantageously, a suitable roll forming device, pulled through and brought into the final contour.
- the invention has for its object to provide an optimized gutter bracket, which is particularly economical to produce in terms of manufacturing costs and in terms of material usage.
- the starting material is not a metallic flat strip but a wire-shaped metal profile with a round cross-section.
- a cold-rolled metal wire is used with a diameter of 20 mm.
- the channel holder made of a copper wire thus has a cross-sectional area of 91 mm 2 compared to a cross-sectional area of 139.2 mm 2 in a rectangular profile made of a metallic material thus a lower weight.
- the material savings in this exemplary comparison is approximately 34%.
- the strain hardening leads to a higher tensile strength of the gutter holder produced by the process according to the invention.
- the selected cross-sectional profile has a decisive influence on the load capacity of the gutter bracket. It is considered to be particularly useful if not only on one side of the flat profile are rolled two extending in the longitudinal direction of the gutter holder grooves, but also on the opposite flat side a center groove is provided.
- the W-shape of the flat profile results in this case by bilateral profiling of Flachprofis. In principle, however, it can be considered sufficient if at least one of the opposing flat sides is profiled, so that the desired W-shaped profile results solely from the side grooves.
- Another advantage is that in a groove holder profiled on only one side, the smooth flat side can be arranged on the side facing away from the gutter, so that the visual appearance does not change compared to known gutter holders.
- a gutter holder produced by the method according to the invention is formed by rolling from a metal profile with a round cross-section to a cross-section with a substantially W-shaped flat profile.
- This W-shape is considered to be particularly favorable in terms of production since the two middle limbs of the W-shaped profile collide in the middle, where in the case of a wire-shaped metal profile the center of mass is already present, that is to say most of the material is present.
- the edge areas can then be rolled out, which are particularly resistant to bending due to the combination of side bars, side grooves and edge bars. Overall is Such a gutter holder very flat building at a height of about 5 mm.
- Such a channel holder can be equipped with the conventional springs for attaching the gutters.
- the moments of resistance are as large as possible, the edge webs and the central web on the same height.
- the adjacent to the central web groove flanks of the side grooves are made chamfered and ramp-like rise to the central web out.
- the side grooves may be formed on the side grooves facing away from the flat side a center groove in the region of the central web.
- This center groove may correspond in width to the width of the central web.
- the groove flanks of the center groove are preferably designed bevelled.
- the pitch angle of the groove flanks of the center groove and the pitch angle of the groove flanks of the side groove are the same, results in the region of the groove flanks a substantially constant wall thickness, which may correspond in particular to the wall thickness in the region of the central web.
- a homogeneous material distribution is sought, in the sense that the wall thickness of the gutter holder is essentially constant over its entire width. Accordingly, the side grooves and the center groove may have the same depth.
- the opposite flat side of the flat profile can be smoothly rolled. This may be expedient for optical reasons, in particular if the smooth rolled side is the side facing away from the gutter. In principle, it is also possible to turn the smooth rolled or provided with the middle groove flat side of the gutter in the installation position.
- the metal profile may consist of a steel material, copper or a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy.
- the material may be surface-treated, in particular steel materials may be galvanized. The use of stainless steels is possible.
- the metal profile can be used both for gutters for semicircular gutters and for gutters with box-shaped cross-section.
- FIG. 1 shows in side view a channel holder 1 for a curved cross-section gutter.
- Both the gutter bracket 1 and the gutter not shown in this embodiment are made of copper.
- the channel holder 1 has an adapted to the cross-sectional contour of the gutter support hooks 2 and a straight mounting portion 3, which is bent according to the inclination of the roof, not shown relative to the support hooks 2.
- an S-shaped configured clamping spring 4 is provided in the transition region of the support hook 2 on the mounting portion 3.
- a clamping spring 5 is also formed. The clamping springs 4, 5 serve to fix the inserted into the support hook 2 gutter.
- FIG. 2 shows the profile of the gutter holder 1 produced by the method according to the invention in cross section. It can be seen that the profile is configured substantially W-shaped, wherein the entire cross-sectional contour is to be referred to as a flat profile.
- the flat profile has a height H of 5 mm and a width B of 29 mm.
- This flat profile has an upper flat side 6, into which two side grooves 7 funnel-shaped in cross-section are introduced.
- the side grooves 7 are bounded by a central web 8 and edge edges 9 extending edge.
- the width B1 of the central web 8 corresponds to the width of the center groove 11.
- the center groove 11 has in this embodiment has a slightly smaller depth than the Side grooves 7. At a depth of the side grooves of about 2 mm, the center groove 11 has a depth of about 1.5 mm.
- FIG. 1 shows that the funnel-shaped side grooves 7 have obliquely rising groove flanks, with respect to the vertical, ie the central longitudinal plane MLE results in a pitch angle W1 of 30 °.
- the opening angle of the cross-sectionally symmetrical side grooves 7 is therefore 60 ° in this embodiment.
- the pitch angle W2 of the center groove 11 with respect to the central longitudinal plane MLE is in this embodiment twice as large as the pitch angle W1 of the side grooves 7. This results in an opening angle W3 of 120 °. All outer edges of the flat profile are rounded, including the transition of the side grooves 7 to the central web. 8
- FIG. 3 a variant with a slightly different profiling.
- the flat profile 12 shown differs from the embodiment of the FIG. 2 by the slightly different design of the side grooves 13.
- the adjoining the central web 15 groove flanks 16 are in the same Slope angle W4 to the central longitudinal plane MLE as the groove flanks 16 of the center groove 17. This results in a over the entire cross-section substantially constant wall thickness distribution of the flat profile 12, whereby voltage spikes in the material can be avoided.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rinnenhalters für eine Dachrinne sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Rinnenhalter.
- Rinnenhalter sind sowohl für bogenförmig gekrümmte als auch für rechteckig ausgebildete Dachrinnen bekannt. Sie weisen jeweils einen an den Querschnitt der Dachrinne angepassten Traghaken sowie einen mit dem Traghaken einstückig verbundenen Befestigungsabschnitt auf. Der Befestigungsabschnitt ist mit Fixieröffnungen versehen, über die der Traghaken an einem Dachsparren festgelegt werden kann. Der Befestigungsabschnitt kann zum Traghaken in der jeweiligen Neigung des Dachsparrens abgebogen werden. Die Abmessungen handelsüblicher Rinnenhalter beziehen sich auf Dachrinnen nach der DIN 18461. Die DIN EN 1462 gibt keine detaillierten Maße für Rinnenhalter vor. Allerdings sind bestimmte Funktionen zu erfüllen. Rinnenhalter für Dachrinnen werden in Tragfähigkeitsklassen eingestuft, wobei Rinnenhalter für hohe Belastungen, für leichte Belastungen und Rinnenhalter für Dachrinnen mit einer oberen Öffnungsweite von unter 80 mm unterschieden werden. Rinnenhalter müssen so dimensioniert sein, dass sich die für sie bestimmten Dachrinnen frei in Ihnen verschieben können. Dachrinnen dürfen durch starken Wind nicht heraus gehoben werden. Sofern dies nicht durch die Form des Rinnenhalters sichergestellt ist, sind Clips oder Federn zur Befestigung der Dachrinne vorzusehen. Üblicherweise besteht ein Rinnenhalter aus einem massiven Metallband der Abmessungen 30 x 5 mm. Profilierte Rinnenhalter aus mehrfach abgekanteten Blechstreifen zählen ebenso zum Stand der Technik (
EP 1 041 218 A2 ). Durch dieDE 196 15 299 A1 ist es zudem bekannt, Rinnenhalter aus hohlen Rohrrohlingen herzustellen, Hierzu wird der Rohrrohling zumindest bereichsweise mit einer Rille oder Vertiefung versehen, um die Steifigkeit_des auf diese Weise hergestellten Dachrinnenhalters zu vergrößern. Die Rohrrohlinge müssen von ihrem Querschnitt nicht unbedingt rund sein, sondern es eignen sich auch rechteckige, viereckige oder sogar sechseckige Rohrrohlinge. Die Rohrrohlinge können durch ein Formgerät, vorteilhafterweise ein geeignetes Rollenformgerät, hindurchgezogen und in die Endkontur gebracht werden. - Aus der
IT-B-1 241 975 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optimierten Rinnenhalter zu schaffen, der hinsichtlich der Herstellungskosten und auch hinsichtlich des Materialeinsatzes besonders wirtschaftlich herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird durch das Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Unteransprüche.
- Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Rinnenhalters ist, dass das Ausgangsmaterial kein metallisches Flachband, sondern ein drahtförmiges Metallprofil mit rundem Querschnitt ist. Es kommt vorzugsweise ein kaltgewalzter Metalldraht zum Einsatz mit einem Durchmesser von 20 mm. Durch entsprechende Profilierung, das heißt durch das Einbringen von zwei in Längsrichtung des Dachrinnenhalters verlaufende Seitennuten, unterliegt der Metallwerkstoff einer Kaltverfestigung, was gegenüber einem Standardhalter mit einem Rechteckquerschnitt einen reduzierten Materialeinsatz ermöglicht. Bei einem bekannten im Querschnitt rechteckigen Halterprofil kommt z.B. Flachkupfer mit den Außenabmessungen 29 mm x 4.8 mm zum Einsatz, während bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Kupferdraht mit einem Nenndurchmesser von 20 mm verwendet werden kann. Der aus einem Kupferdraht hergestellte Rinnenhalter besitzt mit einer Querschnittsfläche von 91 mm2 gegenüber einer Querschnittsfläche von 139,2 mm2 bei einem Rechteckprofil aus einem metallischen Werkstoff folglich ein geringeres Gewicht. Die Materialersparnis liegt bei dieser beispielhaften Gegenüberstellung bei ca. 34 %. Hinzu kommt, dass die Kaltverfestigung zu einer höheren Zugfestigkeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rinnenhalters führt. Während ein im Querschnitt rechteckförmiger Rinnenhalter aus einem Kupferwerkstoff EN 1172 R240 eine Zugfestigkeit von 240 bis 270 N/mm2 besitzt, würde diese Zugfestigkeit bei der Geometrie des erfindungsgemäßen Rinnenhalters auf 300 bis 400 N/mm2 gesteigert werden, was auf.das Herstellungsverfahren zurückzuführen ist.
- Versuche haben gezeigt, dass ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Rinnenhalter mit allen handelsüblichen Biegezangen verwendbar ist und in der Verarbeitung keine Beanstandungen mit sich bringt, was auf einer Beibehaltung der Profilaußenmaße von 29 x 5 mm zurückzuführen ist. Versuche haben auch bestätigt, dass die bleibende Verformung bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rinnenhalter geringer ist als bei einem Vollprofil.
- Einen entscheidenden Einfluss auf die Tragfähigkeit des Rinnenhalters hat das gewählte Querschnittsprofil. Es wird als besonders zweckmäßig angesehen, wenn nicht nur auf einer Seite des Flachprofils zwei in Längsrichtung des Dachrinnenhalters verlaufende Nuten eingewalzt sind, sondern zudem auch auf der gegenüber liegenden Flachseite eine Mittelnut vorgesehen ist. Die W-Form des Flachprofils ergibt sich in diesem Fall durch beidseitige Profilierung des Flachprofis. Grundsätzlich kann es jedoch als ausreichend angesehen werden, wenn wenigstens eine der sich gegenüber liegenden Flachseiten profiliert ausgeführt ist, so dass sich das gewünschte W-förmige Profil allein durch die Seitennuten ergibt. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einem nur einseitig profilierten Rinnenhalter die glatte Flachseite auf der der Dachrinne abgewandten Seite angeordnet sein kann, so dass sich das optische Erscheinungsbild gegenüber bekannten Rinnenhaltern nicht verändert.
- Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Rinnenhalter ist aus einem Metallprofil mit rundem Querschnitt walztechnisch zu einem Querschnitt mit im Wesentlichen W-förmigem Flachprofil umgeformt. Diese W-Form wird fertigungstechnisch als besonders günstig angesehen, da die beiden mittleren Schenkel des W-förmigen Profils in der Mitte zusammenstoßen, wo bei einem drahtförmigen Metallprofil ohnehin der Massenschwerpunkt liegt, das heißt das meiste Material vorhanden ist. Ausgehend von der Mitte des Rinnenhalters können dann die Randbereiche ausgewalzt werden, die durch die Kombination von Seitenstegen, Seitennuten und Randstegen besonders biegesteif sind. Insgesamt ist ein solcher Rinnenhalter sehr flach bauend bei einer Bauhöhe von ca. 5 mm. Aufgrund der fertigungsbedingten Kaltverfestigung besitzt er dennoch ein ausreichend hohes Widerstandsmoment in X- und Y-Richtung. Ein solcher Rinnenhalter kann mit den herkömmlichen Federn zur Befestigung der Dachrinnen ausgestattet werden. Damit die Widerstandsmomente möglichst groß sind, weisen die Randstege und der Mittelsteg die gleiche Höhe auf.
- Aus fertigungstechnischen Gründen wird es als zweckmäßig angesehen, wenn die an den Mittelsteg angrenzenden Nutflanken der Seitennuten abgeschrägt ausgeführt sind und rampenartig zum Mittelsteg hin ansteigen. Zusätzlich zu den Seitennuten kann auf der den Seitennuten abgewandten Flachseite eine Mittelnut im Bereich des Mittelstegs ausgebildet sein. Diese Mittelnut kann in ihrer Breite der Breite des Mittelstegs entsprechen. Auch die Nutflanken der Mittelnut sind vorzugsweise abgeschrägt ausgeführt. Wenn zudem die Steigungswinkel der Nutflanken der Mittelnut und die Steigungswinkel der Nutflanken der Seitennut gleich groß sind, ergibt sich im Bereich der Nutflanken eine im wesentlichen konstante Wanddicke, die insbesondere der Wanddicke im Bereich des Mittelstegs entsprechen kann. Es wird dabei eine homogene Materialverteilung angestrebt, in dem Sinne, dass die Wanddicke des Rinnenhalters über seine gesamte Breite im Wesentlichen konstant ist. Dementsprechend können die Seitennuten und die Mittelnut die gleiche Tiefe aufweisen.
- Alternativ zu der Mittelnut kann die gegenüber liegende Flachseite des Flachprofils glatt gewalzt sein. Dies kann aus optischen Gründen zweckmäßig sein, insbesondere wenn die glatt gewalzte Seite die der Dachrinne abgewandte Seite ist. Grundsätzlich ist es aber möglich, auch die glatt gewalzte oder die mit der Mittelnut versehene Flachseite der Dachrinne in der Einbaulage zuzuwenden.
- Das Metallprofil kann aus einem Stahlwerkstoff, Kupfer oder einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. Der Werkstoff kann oberflächenbehandelt sein, insbesondere können Stahlwerkstoffe verzinkt sein. Auch die Verwendung von Edelstählen ist möglich.
- Das Metallprofil kann sowohl bei Rinnenhaltern für halbrunde Dachrinnen als auch für Dachrinnen mit kastenförmigem Querschnitt zum Einsatz kommen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- in der Seitenansicht einen Rinnenhalter für eine Dachrinne;
- Figur 2
- in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Darstellung der
Figur 1 entlang der Linie II-II und - Figur 3
- entsprechend der Darstellung der
Figur 2 eine alternative Querschnittsform. -
Figur 1 zeigt in der Seitenansicht einen Rinnenhalter 1 für eine im Querschnitt gewölbte Dachrinne. Sowohl der Rinnenhalter 1 als auch die nicht näher dargestellte Dachrinne sollen in diesem Ausführungsbeispiel aus Kupfer bestehen. Der Rinnenhalter 1 weist einen an die Querschnittskontur der Dachrinne angepassten Traghaken 2 und einen geraden Befestigungsabschnitt 3 auf, der entsprechend der Neigung des nicht näher dargestellten Dachs gegenüber dem Traghaken 2 abgebogen wird. Im Übergangsbereich von dem Traghaken 2 auf den Befestigungsabschnitt 3 ist eine S-förmig konfigurierte Klemmfeder 4 vorgesehen. Am freien Ende des Traghakens 2 ist ebenfalls eine Klemmfeder 5 ausgebildet. Die Klemmfedern 4, 5 dienen zur Fixierung der in den Traghaken 2 eingelegten Dachrinne. -
Figur 2 zeigt das Profil des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rinnenhalters 1 im Querschnitt. Es ist erkennbar, dass das Profil im Wesentlichen W-förmig konfiguriert ist, wobei die gesamte Querschnittskontur als Flachprofil zu bezeichnen ist. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Flachprofil eine Höhe H von 5 mm und eine Breite B von 29 mm. Dieses Flachprofil weist eine obere Flachseite 6 auf, in die zwei im Querschnitt trichterförmige Seitennuten 7 eingebracht sind. Die Seitennuten 7 sind von einem Mittelsteg 8 und randseitig verlaufenden Randstegen 9 begrenzt. Auf der gegenüber liegenden Flachseite 10 ist unterhalb des Mittelstegs 8 eine Mittelnut 11 eingewalzt, die breiter ist als die Seitennuten 7. Die Breite B1 des Mittelstegs 8 entspricht der Breite der Mittelnut 11. Die Mittelnut 11 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel eine etwas geringere Tiefe als die Seitennuten 7. Bei einer Tiefe der Seitennuten von ca. 2 mm besitzt die Mittelnut 11 eine Tiefe von ca. 1,5 mm. -
Figur 1 zeigt, dass die trichterförmig konfigurierten Seitennuten 7 schräg ansteigende Nutflanken aufweisen, wobei sich gegenüber der Vertikalen, d.h. der Mittellängsebene MLE ein Steigungswinkel W1 von 30° ergibt. Der Öffnungswinkel der im Querschnitt symmetrisch ausgebildeten Seitennuten 7 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel daher 60°. - Der Steigungswinkel W2 der Mittelnut 11 gegenüber der Mittellängsebene MLE ist in diesem Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie der Steigungswinkel W1 der Seitennuten 7. Daraus ergibt sich ein Öffnungswinkel W3 von 120°. Alle Außenkanten des Flachprofils sind gerundet ausgeführt einschließlich des Übergangs der Seitennuten 7 zum Mittelsteg 8.
- In Abwandlung der Ausführungsform der
Figur 2 zeigtFigur 3 eine Variante mit etwas abweichender Profilierung. Das dargestellte Flachprofil 12 unterscheidet sich von der Ausführungsform derFigur 2 durch die etwas andere Gestaltung der Seitennuten 13. Die an den Mittelsteg 15 angrenzenden Nutflanken 16 stehen in dem gleichen Steigungswinkel W4 zur Mittellängsebene MLE wie die Nutflanken 16 der Mittelnut 17. Dadurch ergibt sich eine über den gesamten Querschnitt im Wesentlichen gleich bleibende Wanddickenverteilung des Flachprofils 12, wodurch Spannungsspitzen im Werkstoff vermieden werden. - Ein weiterer Unterschied gegenüber der Ausführungsform der
Figur 2 ist, dass die äußere Nutflanke 18 der Seitennuten 13 über einen der Flankenhöhe entsprechenden Radius stärker gerundet ist. Dadurch sind die Seitennuten 13 im Unterschied zur ersten Ausführungsform nun nicht mehr symmetrisch. Insgesamt ist die Materialverteilung bei einer solchen Querschnittsform jedoch gleichmäßiger. -
- 1 -
- Rinnenhalter
- 2 -
- Traghaken
- 3 -
- Befestigungsabschnitt
- 4 -
- Klemmzunge
- 5 -
- Klemmzunge
- 6 -
- obere Flachseite
- 7 -
- Seitennut
- 8 -
- Mittelsteg
- 9 -
- Randsteg
- 10 -
- untere Flachseite
- 11 -
- Mittelnut
- 12-
- Flachprofil
- 13-
- Seitennut v. 12
- 14-
- Mittelsteg v. 12
- 15-
- Nutflanke v. 13
- 16-
- Nutflanke v. 17
- 17-
- Mittelnut v. 12
- B -
- Breite v. 1
- B1 -
- Breite v. 8
- H -
- Höhe v. 1
- MLE -
- Mittellängsebene v. 1, 13
- W1 -
- Winkel
- W2 -
- Winkel
- W3 -
- Winkel
- W4 -
- Winkel
Claims (3)
- Verfahren zur Herstellung eines Rinnenhalters für eine Dachrinne, wobei ein Halbzeug in ein im Wesentlichen W-förmiges Flachprofil gewalzt wird, wobei das verwendete Halbzeug ein drahtförmiges Metallprofil ist und wobei in eine Flachseite (6) des Flachprofils zwei in Längsrichtung des Dachrinnenhalters (1) verlaufende Seitennuten (7, 13) eingewalzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Halbzeug einen rundem Querschnitt aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in eine gegenüberliegende Flachseite (10) eine in Längsrichtung verlaufende Mittelnut (11, 17) eingewalzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Metallprofil ein Metall aus einer Stahlwerkstoffe, Kupfer und Kupferlegierungen, Aluminium und Aluminiumlegierungen beinhaltenden Gruppe ausgewählt wird.
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