Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallprofils, wie es beispiels¬ weise in der Bauwirtschaft, im Fensterbau, im Fahrzeug- oder Maschinenbau oder ähnlichen Verwendungsgebieten benutzt wird.

Die bekannten Metallprofile werden regelmäßig durch Walzverfahren aus einem Metallstück hergestellt. Nachteil der bekannten Metallprofile ist, an allen Schenkeln des Profils die gleiche Materialstärke aufzuweisen, obwohl von den Belastungsanforderungen her oft nur eine hohe Stabilität in einer Achse, beispielsweise als Widerstand gegen Durchbiegung, erforderlich ist. Das in der weniger belasteten Achse vorhandene Material ist unnötig und führt zu Materialverschwendung und höheren Kosten. Hinzu kommt, daß bei herkömmlichen Walzprofilen die Schenkel beispielsweise in y-Achse nicht beliebig angeordnet werden können, da das spätere Profil noch walzbar sein muß, wodurch der Schenkel in y-Achse nicht in der Nähe des statischen Optimums, also etwa mittig eines Profils, angeordnet werden kann. Außerdem kann es beim Herstellungsverfahren zu einer Schwächung des Materials durch Knicken oder Biegen des Materials kommen. Außerdem scheitert die Herstellbarkeit von gewünschten Metallprofilen häufig daran, daß Metalle nur bis zu bestimmten Material-

dicken noch walzbar sind. Auch können Metallprofile nicht dem indivduellen Einsatzbedarf entsprechend mit unterbrochenen Profilschenkeln oder mit längs, quer, diagonal, in Kurven oder auf sonstige beliebige Art angeordneten Profilschenkeln hergestellt werden. Auch stranggepreßte Profile, wie sie beispielhaft in einem in der Schrift DE 30 25 706 gezeigten Herstellungsverfahren dargestellt sind, werden in der Regel nur aus teurerem Werkstoff wie beispiesweise Aluminium hergestellt und sind aufgrund der aufwendigen Fertigungsverfahren zusätzlich teuer und müssen ggfls. noch kalibriert werden. Solche vorkalbrierten Metall¬ profile können die genannten Nachteile im Herstellungsprozeß nicht beseitigen. Auch die bekannten Gußverfahren für Metallprofile sind teuer. Ein Herstellverfahren für Profile aus Gußstücken ist beispielhaft in der Schrift DE 448 116 dargestellt. Bei diesem Verfahren lassen sich nur Profi Ischenkel verarbeiten, die aus noch glühendem Material auf den Walz¬ straßen in der Gießerei hergestellt werden. Das gezeigte Verfahren ist auf aufwendige Werkzeuge in der Gießerei angewiesen, und es eignet sich nicht für die nachträgliche Kaltverformung oder für Metallprofile mit feineren Geometrien. In Bereichen wie beispiels¬ weise dem Fensterbau müssen kurz nacheinander den Anforderungen an die Belastbarkeit ent¬ sprechend eine Vielzahl unterschiedlicher Metallprofile verarbeitet werden. Um den Material¬ bedarf abdecken zu können, ist eine aufwendige Lagerhaltung und Logistik erforderlich. Der Verarbeiter ist abhängig von einem rechtzeitigen Nachschub der richtigen Profile. Außer der Festigkeit von Schenkeln eines Metallprofils in einer Achse können die Anforderungen an einzelne Profilschenkel aber auch auf andere Weise voneinander abweichen, wie beispiels¬ weise durch Schall- und/oder Wärme-Isolierwerte, elektrische Leitfähigkeit, Dekorbeschich- tung, Korrosionsschutz, definiertes Knick- oder Crashverhalten im Fahrzeugbau oder bestimmte vorteilhafte Geometrien in der Formgebung und konstruktiven Einbindung, die aber aufgrund der technischen Gegebenheiten der heute bekannten Metallprofile nur durch aufwendige Nachbearbeitung der fertigen Profile oder gar nicht realisiert werden können. Auch eine Kombination von Profilschenkeln aus unterschiedlichen Werkstoffen miteinander, und zwar nicht nur metallischer, wie Eisen, Kupfer, Aluminium, Legierungen etc. , sondern auch anderer Werkstoffe wie beispielsweise Keramik, Glas, Kunststoffen, Holz, etc. ist heute nur mit aufwendig vorgeformten Teilen und/oder mit erheblichem Montageaufwand wie durch Schrauben, Schweißen, Verkleben etc. verbindbaren Profilschenkeln möglich.

Um die vorbeschriebenen Nachteile, die sich aus dem Stand der Technik ergeben, zu überwinden, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Metallprofilen zu schaffen, das vorrangig hohe Durchsatzmengen, einen geringen Werkzeugverschleiß und eine zuverlässige Verbindung der Profilschenkel bei größt¬ möglicher Variabilität des Herstellungsverfahrens und der damit herstellbaren Profile er¬ möglicht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Herstellverfahren, bei dem zunächst in einen anderen Profilschenkel eine Rille mittels einer gefügeverändernden Materialumformung eingebracht wird, sodann ein Profilschenkel des Metallprofils mit seiner Stoßseite in die auf der Innenseite des anderen Profilschenkels befindliche Rille eingestellt wird und dann durch einen Druck, bei dem die Fließgrenze des darunter befindlichen Materials überschritten wird, unmittelbar oder mittelbar das benachbart zur Rille befindliche Material des anderen Profil- schenkels dazu veranlaßt wird, sich so weit auf die Seitenflächen des einen Profilschenkeis zuzubewegen, daß zumindest eine kraftschlüssige Verbindung an den Kontaktstellen erreicht wird. Bei einer Rille, die breit genug ausgeführt ist, können erfindungsgemäß auch mehr als ein Profilschenkel in einer Rille gefügeverändernd befestigt werden.

Das Einbringen der Rille und/oder das anschließende Andrücken des benachbart zur Rille befindliche Material des anderen Profilschenkels wird in weiterer Ausgestaltung der Erfin¬ dung mittels geeignet geformter Druckrollen, an denen die ineinanderstehenden Profil¬ schenkel entlanglaufen und/oder über die die Druckrollen hinweglaufen, an die Seitenflächen des einen Profilschenkels angedrückt. Das Einbringen der Rille und/oder das Andrücken des benachbart zur Rille befindliche Material des anderen Profilschenkels kann jedoch auch durch die Hubbewegung eines geeigneten und entsprechend geformten Werkzeuges bewirkt werden. Die Profilschenkel können aus beliebigem Flachmaterial oder Halbzeugen bestehen. Die Kanaltiefe und/oder -breite der Rille kann an einer Stelle eines Querschnitts geringer sein als an einer anderen Stelle, so daß ein oder mehrere vorstehende Zähne entstehen, deren vordere Kanten sich bei der gefügeverändernden Befestigung in das Material des einen Profilschen¬ kels hineindrücken oder sich bei einer entsprechenden Positiv-/Negativformung der mitein¬ ander zu befestigenden Teile miteinander verzahnen. Eine solche Rillenausformung kann

beispielsweise durch mehrere entsprechend angewinkelte und ausgeformte Druckrollen oder durch Aufbiegen des anderen Profilschenkels vor dem gefügeverändernden Einbringen der Rille und anschließendem Zurückbiegen erreicht werden.

Außerdem kann die im anderen Profilschenkel befindliche Rille und das in die Rille ein¬ tauchende Material des einen Profilschenkels zur Hochachse des einen Profilschenkels angewinkelt oder die Hochmittelachse der Rille nicht rechtwinklig zur Horizontalfläche des anderen Profilschenkels sein, um eine größere Kontaktfläche zwischen den zu verbindenden Materialien zu erhalten oder um die Krafteinleitung in gewünschter Weise zu optimieren.

Zusätzlich zum Einbringen der Rille können geeignet geformte und angeordnete Werkzeuge zumindest eine der Seitenwände der Rille in an sich bekannter Weise reibungswiderstand- serhöhend bearbeiten, wie beispielsweise durch Einkerbungen, Lochungen, Aufrauhungen, Körnungen, was durch Rollen oder auch Hubwerkzeuge bewerkstelligt werden kann. Auch ist beispielhaft in gleicher Weise eine zumindest einseitige und/oder zumindest teilweise aufweitende Aufstauchung der Unterseite des eintauchenden Profilschenkels, oder sonstige reibungswiderstandserhöhende Maßnahmen wie Einkerbungen in Längs- und/oder Querrich¬ tungen, Lochungen, Körnungen, Stanzungen, Aufrauhungen und/oder das Einbringen von Erhebungen in den in die Rille einzustellenden Profilschenkel möglich. Eine reibungswider¬ standserhöhende Bearbeitung kann aber auch durch andere an sich bekannte Mittel wie beispielsweise andere Werkzeuge als Rollen, etwa Meißel, Preßwerkzeuge etc. oder chemi¬ sche Verfahren wie Ätzen vorgenommen werden. Die vorgeschlagene Behandlung der Rille und/oder der Seitenflächen kann unterschiedlich stark in unterschiedlichen Intervallen, intermittierend, alternierend oder auf sonstige Weise variabel erfolgen. Die reibungswider¬ standserhöhende Bearbeitung kann in einer Weise vorgenommen werden, bei der nicht nur die Gleitkräfte der aufeinanderliegenden Flächen erhöht, sondern zusätzlich zum Kraftschluß ein Formschluß zwischen den aufeinanderliegenden Flächen erreicht wird. Anstelle oder zusätzlich zur reibungswiderstandserhöhenden Behandlung kann der einzustellende Profil¬ schenkel im Bereich der Eintauchtiefe oder auch darüber gefügeverändert bzw. aufgestaucht sein, um eine formschlüssige Verbindung oder gewünschte definierte Kraftverhältnisse nach der gefügeverändemden Befestigung mit einem oder mehreren anderen Profilschenkeln zu

schaffen.

Beim gefügeverändemden Eindrücken der Rille und beim anschließenden Andrücken der Seitenflächen werden die Profilschenkel durch Gegenhalter abgestützt. Bei Hubwerkzeugen kann die Abstützung durch einfache Platten als Gegenhalter erfolgen, bei Fördersystemen mit einem Vorschub über Rollen muß die Abstützung ebenfalls durch bewegliche Gegenhalter, vorzugsweise durch Rollen, erfolgen. Bei glatten Profilschenkeln sollten die Stützflächen der Gegenhalter ebenfalls glatt ausgestaltet sein, es sei denn, daß man über die Einbringung der Rille oder des Andrücken des benachbarten Materials hinaus eine zusätzliche Formung eines Profilschenkels zu erreichen sucht. Ein durch Druckrollen bearbeiteter Profilschenkel kann dann beispielsweise auf der anderen (Rück-) Seite durch negativ geformte Druckrollen abgestützt werden, was einen Formungsprozeß zusätzlich zur gefügeverändemden Um¬ formung zu Zwecken der Befestigung des bearbeiteten Profilschenkels erlaubt. So können Erhebungen, Wölbungen, Sicken etc. in einen Profilschenkel eingearbeitet werden. Ein oder mehrere Profilschenkel des Metallprofils können vor, während oder nach der gefügever- änderden Befestigung steifigkeitserhöhende, isolierende, korrosionshemmende, gewichts¬ mindernde, sollbruchstellenschaffende oder dekorierende Bearbeitungen und/oder Beschich¬ tungen erhalten. Ein oder mehrere Profilschenkel können auch ein- oder wechselseitig scherend eindrückend behandelt oder mit Sicken versehen sein, um beispielsweise die Torsionssteifigkeit zu verbessern. Eine isolierende Beschichtung eines oder mehrerer Profil¬ schenkel kann mit geeigneten Materialien vorgenommen werden, um eine gewünschte mechanische, thermische, akustische oder elektrische Eigenschaft des Metallprofils zu erhalten. Zur Verhinderung von Korrosion können die Profilschenkel ganz oder teilweise verzinkt, lackiert oder in sonstiger Weise behandelt oder beschichtet sein oder werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die entsprechenden Bearbeitungen und/oder Beschichtungen vor bzw. während des Durchlaufs durch die gefugeverändernde Befestigung vorgenommen. Die entsprechenden Werkzeuge können in Wechselmagazinen untergebracht sein, die eine schnelle Urnrüstung und damit eine hohe Flexibilität erlauben. Sollte jedoch eine Bearbeitung oder Beschichtung während des Duchlaufs durch die Anlage zum gefügever¬ ändemden Befestigen - aus welchen Gründen auch immer - nicht möglich oder nicht wirt¬ schaftlich sein, können diese Bearbeitungen auch nachher vorgenommen werden. Das erfin-

dungsgemäße Herstellverfahren weist den Vorteil auf, daß beim gefügeverändemden Befesti¬ gen Beschichtungen nur relativ wenig verletzt werden. Als Dekorbeschichtung kommt beispielsweise eine Kunststoffbeschichtung, Lackierung, Verchromung oder Vergoldung in Betracht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung drücken die Druckrollen das benachbart zur Rille befindliche Material des anderen Profilschenkels an den Seitenflächen des einen Profil¬ schenkels hoch, um eine größere Kontakt- und Stützfläche zu schaffen. Weiter wird vor¬ geschlagen, einen oder mehrere Metallstreifen, die zu einem Profilschenkel eines Metall¬ profils weiterverarbeitet werden, mittels Druck- oder Schneidwerkzeugen von einem Blech- coil abzutrennen. Dabei können die Dmck- oder Schneidwerkzeuge selbst oder durch zusätzliche Dmck- oder Schneidwerkzeuge mittels einer geeigneten Gestaltung der Bearbei¬ tungsfläche zusätzlich Einkerbungen und/oder reibungswiderstandserhöhende Bearbeitungen in die Oberflächen der abzutrennenden Profilschenkel schaffen. Um hohe Verarbeitungs¬ geschwindigkeiten zu ermöglichen, werden als Rollen ausgebildete Werkzeuge vorgeschla¬ gen.

Anstelle oder zusätzlich zu Rollen-Werkzeugen, die ein rollendes Herstellverfahren erlauben, können auch stanzende, mit einer Hubbewegung arbeitende Werkzeuge für die erfindungs¬ gemäßen Verfahrensschritte eingesetzt werden. Stanzende Werkzeuge sind dann vorteilhaft, wenn nicht über die volle Länge eines Profils Bearbeitungen erforderlich sind, oder mit kostengünstigeren Werkzeugen und/oder geringeren Bearbeitungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden soll. Prinzipiell besteht hinsichtlich der Herstellung einer erfindungsgemäßen gefüge¬ verändemden Befestigung zwischen rollend und stanzend hubweise arbeitenden Werkzeugen kein Unterschied. Um die Haltekräfte der gefügeveränderten Verbindung zu erhöhen, aber auch um die Akzeptanz der neuen Befestigungstechnik zu erhöhen oder zulassungsrechtliche Voraussetzungen zu erfüllen oder um sonstige technische Vorteile realisieren zu können, ist es möglich, die Verbindung zusätzlich durch an sich bekannte Verbindungstechniken wie beispielsweise Kleben, Nieten, Schweißen zu stärken.

Anstelle oder zusätzlich zum benachbart liegenden Material des anderen Profilschenkels kann

weiteres drittes Material, beispielsweise in Drahtform, Blechstücken, Adapterstücken zur Ausfüllung zu breiter Rillen oder Isoliermaterial, mittels gefügeverändemden Befestigens in die Rille und an zumindest eine Seitenfläche des einen Profilschenkels an- oder eingebracht sein. Ein solches Vorgehen ist beispielsweise vorstellbar, wenn aufgrund zu geringer Rillen¬ tiefe nicht ausreichend Material für die gefügeverändemde Befestigung verfügbar ist, eine besonders große Böschung angelegt werden soll, oder wenn unterschiedliches, beispielsweise härteres Material eingebracht werden soll. Auch kann durch geeignet geformtes Drittmaterial, beispielsweise in Keilform, der Formschluß eine gefügeverändemden Befestigung positiv beeinflußt werden.

Durch die gefügeverändemde Befestigung wird das davon bearbeitete Material verfestigt. Das Material zumindest eines gefügeverändernd befestigten Profilschenkels kann aber auch noch nachträglich zusätzlich verfestigt oder gehärtet werden. Die gefügeverändernd befestigten Profilschenkel können vor oder nach dem Befestigungsvorgang ganz oder teilweise beschich¬ tet werden. Die gefügeverändernd befestigten Profile können vorher oder nachher in beliebi¬ ger Weise gekantet und/oder in gewünschter Weise umgeformt werden. Die gefügever¬ ändemde Befestigung der beiden oder mehrerer Profi Ischenkel miteinander kann durch¬ gehend, aber auch unterbrochen nur an einem oder mehreren Abschnitten des Metallprofils, in Zacken, Kurven, seitlich versetzt, alternierend oder auf sonstige beliebige Weise vor¬ genommen sein. Die Rille kann durchgängig ausgeformt sein, es muß aber nicht durchgängig ein Profilschenkel in die Rille eingestellt oder das benachbart liegende Material angedrückt sein. Das Material kann in kurze Teilstücke gestückt sein oder je nach einzelnen Stücken als Werkstoff wechseln.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können an einem Metallprofil außerdem weitere Teile aus Metall, Glas, Gummi, Kunststoff, Keramik oder anderen Werkstoffen als Profilschenkel oder sonstiges Teil auf zumindest einem der Profilschenkel gefügeverändernd zur Ver¬ zierung, Abdichtung oder für sonstige Zwecke befestigt werden und/oder zwei oder mehrere Profilschenkel miteinander verbinden, beispielsweise als Abstandhalter oder Isoliersteg. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auf dem Metallprofil ohne zusätzliche Befestigungs¬ mittel wie Schrauben, Nieten, etc. akustische, elektrische, thermische oder sonstige Isolierun-

gen, Gehäuse, Verkleidungen, Instrumente oder Verbindungsmittel zu anderen Profilen, Abdeckungen oder sonstigen Formkörpern anzubringen.

Der eine Profilschenkel muß zumindest abschnittweise nicht nur in gerader Linie, sondern kann auch in seitlich versetzter Linie, wie beispielsweise in Wellenform, diagonal, quer und/oder unterbrochen auf dem anderen Profilschenkel anhand der Gefugeveränderung befestigt werden. Zusammen mit vorher oder nachher möglichen Umformungen und Ab¬ kantungen sind theoretisch alle denkbaren Profilformen und -querschnitte mit dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren realisierbar. Einzelne Profilschenkel können in gebogener Kontur vorgeschnitten, gestanzt, gelasert oder in sonstiger Art und Weise vorkonturiert sein, bevor sie mit einem anderen Profilschenkel gefügeverändernd befestigt werden, um einen Rundbo¬ gen oder ein Profil mit einer Rundung herzustellen. Die Profilschenkel können auch entlang der Längsachse einseitig gestanzt, gestreckt, gestaucht und/oder auf der anderen Seite gewalzt sein, um eine Biegung eines Profilschenkels zu erreichen. Auch können Bimetall¬ schenkel eingesetzt werden, um ein gewünschtes thermisches Verhalten zu erzielen, oder die Profilschenkel werden mit einer unterschiedlichen Temperatur zusammengesetzt, um eine bestimmte Materialspannung bei dann gleicher Temperatur zu erhalten. Für bestimmte Anwendungsfälle wie beispielsweise Träger im Hoch- oder Fassadenbau müssen die Profile eine bestimmte Vorspannung aufweisen, um unter Last im Einbauzustand einer geradege¬ streckten Linie zu entsprechen. Solche Vorspannungen können auf die beschriebene Weise in das erfindungsgemäße Profil eingebracht werden. Mit den beschriebenen Bearbeitungen - auch Blechbearbeitungen in Verbundfolgewerkzeugen zur Erzielung einer gewünschten Form eines Profilschenkels, wie beispielsweise im Automobilbau - in beliebiger Folge können so alle vorstellbaren Profilformen gebildet werden.

Die Festigkeit der gefügeverändemden Befestigung läßt sich zusätzlich erhöhen, wenn der in die Rille eingestellte eine Profilschenkel kühler ist als der andere Profilschenkel, bevor beide Profilschenkel miteinander gefügeverändernd befestigt werden. Der andere Profilschenkel wird erhitzt, wenn in ihn eine Rille eingebracht wird. Stellt man in diese Rille einen kühleren einen Profilschenkel ein, befestigt beide gefügeverändernd miteinander, und kühlt der andere Profilschenkel danach ab, so zieht sich dessen Material dadurch zusammen, wodurch die

Klemmwirkung der gefügeverändemden Befestigung positiv unterstützt wird. Dieser Effekt kann durch eine gezielte Heizung bzw. Abkühlung von ganzen Profilschenkeln oder Teilen davon verstärkt oder ersetzt werden. Wird die Rille als Hinterschnitt ausgeführt, so ergeben sich vorstehende Klemmnasen an den Seitenwänden der Rille, wodurch sich zur kraftschlüssi¬ gen Verbindung beim anschließenden gefügeverändemden Andrücken eine zusätzliche formschlüssige Verbindung erzielen läßt. Die formschlüssige Verbindung kann durch eine Formung des einzustellenden Profilschenkels zusätzlich oder allein unterstützt werden. Eine zusätzlich formschlüssige Verbindung bietet den Vorteil, daß sie auch dann noch Haltekräfte ausübt, wenn die Haltekräfte der kraftschlüssigen Verbindung aus Gründen der chemischen, thermischen, mechanischen oder sonstigen Einwirkung nachlassen sollten.

Als zusätzliches oder ersatzweises Mittel zur gefügeverändemden Befestigung können die im Bereich der Rille miteinander zu verbindenden Materialien anhand eines hochfrequent arbeitenden Schlagstoßverfahrens miteinander verbunden werden. Dabei wird das Material an der Verbindungsstelle auseinandergetrieben, verformt und evtl. durch die hochfrequente Bewegung quasi miteinander verschweißt. Als besonders vorteilhaft erweist sich hier eine sich mit zunehmender Tiefe erweiternde Rille, in der das Material auseinanderlaufen kann und dadurch besonders gegen späteres Herauslösen aus der Verbindung formschlüssig gesichert ist. Ziel des hochfrequenten Schlagstoßverfahrens ist eine möglichst hohe Ver- wirkung bzw. Durchsetzung der Materialien der miteinander zu befestigenden Profilschenkel. Eine frequentierende Behandlung eines Profilschenkels oder des gesamten Profils kann auch vorteilhaft eingesetzt werden, um Eigenspannungen abzubauen bzw. eine stabilisierte Eigenspannung zu erzeugen.

Durch das erfindungsgemaße Verfahren ist es möglich, schnell und kostengünstig bei geringen Werkzeugkosten große Mengen des neuen Metallprofils herzustellen, wobei die Profilschenkel nahezu beliebig zueineinander angeordnet werden können und auch Material von unterschiedlicher Dicke, sogar Stangen- oder Blockmaterial zu einem Metallprofil verarbeitet werden kann. Damit ist es möglich, das Metallprofil den vorliegenden Belastun¬ gen anzupassen, was zu Kostensenkung und Gewichtsersparnis führt. Bei dem vorgeschlage¬ nen Herstellungsverfahren sind die eingesetzten Werkzeuge keinem hohen Verschleiß

ausgesetzt. Die einzelnen Profilschenkel werden durch die Bearbeitungsmaschine durch¬ laufend zuverlässig und schub-, kopfzug-, dmck- und zugfest zusammengefügt. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können exakte Längen für einen konkreten Bedarf genauso hergestellt werden wie handelsüblich abgelängte Stangenware. Die Bearbeitungsanlagen selbst sind so günstig, daß sie auch kleinere Betriebe anschaffen können und so die Möglichkeit erhalten, sich eine unbeschränkte Vielzahl von eigenen Wunschprofilen aus wenigen vor¬ rätigen oder leicht selbst herstellbaren Blechbandbreiten und -dicken herzustellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Metallprofils werden die Knotenpunkte nicht durch Biege- und Reißkräfte geschwächt, sondern im Gegenteil durch die zu erzielende Kaltverfestigung bei der gefügeverändemden Befestigung gestärkt, so daß sich unter Bela¬ stung eher das übrige Profilschenkel material verbiegt als daß sich die Verbindung löst. Zusätzlich ist bei sehr hohen statischen Anforderungen eine nachträgliche gezielte teilweise oder vollständige Steigerung der Werkstoffestigkeit der jeweiligen Verbindungszonen möglich, wie beispielsweise durch Kugel strahlen, thermische Behandlung etc. Die Ecken können nahezu winkelig ohne Rundungen oder Materialabsätze ausgebildet werden, wodurch eine glatte Anbindungskonfur bis dicht an die Stoßkanten der einzelnen Profilschenkel herstellbar ist. Die Zone, in der zwei Profilschenkel miteinander gefügeverändernd befestigt sind, erstreckt sich - auch wenn hohe Ausreißkräfte erzielt werden sollen - auf Zonen, die nur wenig breit sind, beispielsweise bei mehrere Millimeter starken Blechen auf 1 mm oder sogar weniger Breite, sodaß sich optisch und technisch keine Nachteile durch Erhebungen oder Anschrägungen an der Befestigungsstelle ergeben. Auch können die im erfindungs¬ gemäßen Verfahren in der Bearbeitung befindlichen Profilschenkel wahlweise vor, während oder nach der Bearbeitung unterschiedlichen zusätzlichen Bearbeitungen und/oder Behandlun¬ gen unterzogen werden, je nachdem, zu welchem Zeitpunkt die Bearbeitung oder Behandlung am einfachsten vorgenommen werden kann. Das Herstellverfahren kann auch dazu genutzt werden, vorhandene Profilprogramme, Träger, Rohre, Winkel etc. durch die gefügever¬ ändemde Befestigung zusätzlicher Profilschenkel oder Werkstücke um zusätzliche Varianten zu erweitem. Bei unterschiedlichen Werkstoffen eines fertigen Metallprofils ergeben sich Vorteile für das spätere Recycling, da sich die einzelnen Profilschenkel später relativ leicht wieder voneinander trennen lassen. Dies kann interssant sein, wenn giftige Werkstoffe wie Blei verwendet werden oder einzelne Schenkel in besonderer Weise kontaminiert sind durch

radioaktive Strahlung, Chemikalien etc. oder einzelne Profilschenkel aus besonders wertvol¬ len Werkstoffen wie beispielsweise Platin in Katalysatoren bestehen.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Metallprofils anhand eines in den Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Walzvorgang zum gefügeverändemden Einbringen einer Rille in das

Material des Profilschenkels mittels einer Rolle im Querschnitt,

Fig. 2 einen Walzvorgang zum Andrücken des benachbart zur Rille befindlichen

Materials des Profilschenkels in x-Achse an die seitlichen Oberflächen des

Profilschenkels in y-Achse im Querschnitt, Fig. 2a einen Walzvorgang zum gefügeverändemden Einwalzen einer Rille in einen

Profilschenkel in x-Achse mit Rollen, deren Außenkontur von den in Fig. 1 gezeigten Rollen abweicht,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein fertiges Metallprofil mit seitlich am Profilschenkel hochgedrücktem benachbart liegendem Material,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein fertiges Metallprofil mit weiter entfernt vom eingestellten Profilschenkel liegenden Spuren der Andrückwerkzeuge,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein fertiges Metallprofil mit sehr dicht am eingestell¬ ten Profilschenkel liegenden Spuren der Andrückwerkzeuge,

Fig. 6 ein längs aufgeschnittenes Metallprofil mit wellenförmig angeordnetem Profil¬ schenkel in y-Achse.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen gefügeverändemden Walzvorgang zum Ein¬ bringen einer Rille in einen Profilschenkel durch Walzen. Der Profilschenkel 6 kann ein beliebiges Halbzeug sein, das in keiner Weise vorkalibriert sein muß und auch nicht beson-

dere Anforderungen an Maßhaltigkeit und/oder Toleranzen erfüllen muß, um für das erfin- dugsgemäße Herstellungsverfahren geeignet zu sein. Anstelle eines Flachmaterials können auch gebogene Bleche, vorgeformte Profile oder sonstige Halbzeuge eingesetzt werden. Einzige Vorbedingung an den Werkstoff ist ein ausreichendes Restformändemngsvermögen für die nachfolgenden Bearbeitungen. Die metallischen Halbzeuge, die als ein Profilschenkel für das nachfolgend beschriebene Befestigungsverfahren eingesetzt werden, weisen eine kristalline Gefügestruktur mit einem Verband von Kömem auf.

In den anderen Profilschenkel 6 ist sodann mittels eines oder mehrerer geeigneter Werkzeuge wie die gezeigte Dmckrolle 9 in die Struktur des Materials umformend eine Rille 4 in kaltem Zustand durch Einsenken oder Walzen in die Oberfläche eingebracht worden. Der von der Druckrolle 9 eingebrachte Dmck wird dabei von der Gegenhalterrolle 11 abgestützt, sodaß der Profilschenkel 6 nicht vor dem Dmck der Dmckrolle 9 ausweichen kann. Bei der Materialumformung zum Einbringen der Rille handelt es sich um eine in der Figur nicht näher gezeigte mehr oder weniger geringfügige Geometrieänderung des Profilschenkels 6 ohne Materialverlust oder Massenänderung oberhalb der Fließgrenze des Werkstoffes. Anders als bei fräsenden, schneidenden oder sonstigen abrasiven Verfahren soll hier der vorhandene Werkstoff so weit wie möglich verfügbar bleiben. Das Gefüge verändert sich im Bereich der Umformzone, was durch die Strichelung 5 angedeutet ist, und abhängig vom Umformgrad verfestigt sich der Werkstoff in der Umformzone. Je nach Ausgestaltung einzelner und der gewählten Abfolge verschiedener Werkzeuge können ganz gezielte Materialflüsse erzeugt werden. So können durch eine günstig gewählte Abfolge der Werkzeuge die Umformkräfte niedrig gehalten werden, Überbeanspruchungen des Werkstoffs vermieden, Zonen unter¬ schiedlicher Verfestigung geschaffen oder gewünschte Formungen wie beispielsweise Hinterschnitte, Ausbeulungen, etc. erzielt werden. Die Werkzeuge, die umformend die Rille ausbilden, können spitz, abgerundet, eckig, gestuft, asymmetrisch, mit einem beliebigen Polygonzug, teilbreitenausfüllend oder mit einer auf sonstige Weise den Materialfluß unter¬ stützenden Geometrie versehen sein. Die Werkzeuge können als Hub- oder Rollwerkzeuge arbeiten, und sie können in jeder Hoch-, Längs- und Querachse beweglich sein, unter¬ schiedliche Durchmesser aufweisen, exzentrisch gelagert sein, in gleichen oder unterschiedli¬ chen Winkeln angestellt oder auf sonstige Weise angeordnet sein, um gewünschte Anforde-

mngen an die Ausformung der Rille 4 zu ermöglichen. Für einen gezielten Materialfluß können auch Niederhalter eingesetzt werden, um bestimmte Verformungen zu erhalten oder zu fördern. Auch können Niederhalter oder zusätzliche Formwerkzeuge eingesetzt werden, um die Einhaltung vorbestimmter Maße oder Toleranzen sicherzustellen. Je nach Bedarf kann die Maßhaltigkeit auch nur für bestimmte Abschnitte eines Metallprofils durch entsprechende Werkzeuge sichergetsellt werden, was den Aufwand verringert. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich, daß Teile des Werkstoffes umgeformt werden; dabei darf es zumindest teilweise auch zu einer Unterbrechung des Material Verbundes kommen, ohne daß dadurch der Kern des erfindungsgemäßen Verfahrens berührt wäre.

Der eine Profilschenkel 2 ist in Figur 2 schon in die fertige Rille 4 des anderen Profilschen¬ kels 6 eingestellt. Die Rille 4 wurde wie beschrieben gefügeverändernd in den anderen Profilschenkel 6 eingebracht. Dabei ist das von der Gefügeveränderung betroffene Material verfestigt worden. Die Struktur des seitlichen Wandungsmaterials der Rille 4 ist beispiels¬ weise in Richtung der Basis der Rille 4 gerichtet, und die Strukturlinien, die bei einem Querschnitt durch ein fertiges Profil sichtbar sind, laufen dann unterhalb der Basis der Rille 4 bogenförmig aufeinander zu. Ein ähnlicher Verlauf kann sich in den Bereichen, in denen die Druckrollen 8 und 10 auf das Material des Werkstoffs einwirken, zeigen, das genau Strukturbild ist jedoch von der Ausgestaltung und Abfolge der einzelnen Bearbeitungs¬ und/oder Druckwerkzeuge abhängig. Grundsätzlich wird das Material des Profilschenkels 6 bei den Bearbeitungen durch die Rillen- und Druckwerkzeuge seitlich der eintauchenden Werkzeuge gestreckt und unterhalb der Werkzeuge gestaucht. Bei Einbringung der Rille 4 in das Material des Werkstoffs des Profilschenkels 6 und das anschließende Andrücken des benachbart zur Rille 4 liegenden Materials 12 des Profilschenkels 6 mittels der Druckrollen 8 und 10 kommt es durch eine Kaltverformung zu einer Kaltverfestigung des Materials. Die Druckrollen 8 und 10 erzeugen einen so hohen Dmck auf das benachbart zur Rille befindli¬ che Material 12 des Profilschenkels 6, daß im direkten Druckbereich der Druckrollen 8, 10 die Fließgrenze des Werkstoffs überschritten wird und das Material durch den Dmck so in eine Fließbewegung versetzt wird. Das fließende Material leitet den Dmck an die Zonen weiter, die den geringsten Gegendruck aufbauen, und das sind benachbart zur Rille diejeni¬ gen Bereiche, die aufgrund eines gewissen Spiels mit den seitlichen Wandungen der Rille 4

in Richtung der Seitenflächen des in die Rille 4 eingestellten Profilschenkels 2 ausweichen können. Bemerkenswert ist an dieser Stelle, daß das Material durchaus in eine andere Richtung ausweichen kann als in die Richtung, in die der durch die Druckrollen 8 und 10 aufgebrachte Dmck gerichtet ist. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel wird der Dmck parallel zum Profilschenkel 2 in den Profilschenkel 6 eingebracht, das fließende Material weicht jedoch seitlich in die Richtung der Rille 4 aus. Die Fließbewegung kann durch eine geeignete Formung der Druckrollen 8 und 10 jedoch auch zusätzlich unterstützt werden. Durch das aufgrund des Dmckes auftretende Fließverhalten schließt sich die vorher zwischen den Seitenwänden des eingestellten Profilschenkels 2 und den Seitenwänden der Rille 4 befindliche Lücke. Das fließende Material ist auch dazu in der Lage, nicht-fließendes Material zu verdrängen, so daß nicht nur das fließende Material selbst, sondern auch nicht- fließendes Material, das sich zwischen den Seitenwänden der Rille 4 und den Druckflächen der Druckrollen 8 und 10 befindet, auf die Seitenwände des eingestellten Profilschenkels 2 zubewegen kann. Bei Einbringung eines entsprechend hohen Drucks legt sich also das verdrängte benachbart liegende Material 12 an die seitlichen Oberflächen des Profilschenkels 2. Damit wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Material der beiden Profil¬ schenkel 2 und 6 geschaffen.

Wenn die benachbart zueinander liegenden Flächen der Rille 4 und die Oberflächen des eingestellten Profilschenkels 2 nicht glattflächig, sondern auf beliebige Weise aufgerauht, aufgestaucht, gekörnt, hinterschnitten oder auch sonstige Weise so geformt sind, daß sie durch ihre Form zueinander auftretenden Dmck- Zug und Biegekräften besser widerstehen können, so ergibt sich neben dem Kraftschluß ein zusätzlicher Formschluß, wobei die Negativformung einer Seitenwand der Rille 4 zur Positivform des eingestellten Profilschen¬ kels 2 zumindest teilweise erst mittels der von eingebrachten Dmck erzeugten Fließbewegung des Materials erzielt wird.

Je nach statischer Anforderung an das fertige Metallprofil und der dementsprechenden Einstellung der Druckrollen 8 und 10 können diese mehr oder weniger tief in das benachbart zur Rille liegende Material 12 eindringen, jedoch ohne eine allzu große Schneidwirkung, was sich auf die Festigkeit der gefügeverändemden Befestigung eher ungünstig auswirken würde.

Auch die Geometrie der Kante einer Dmckrolle und damit der von ihr eingebrachte Dmck sind unter diesem Aspekt zu sehen. Aber auch schon mit einer flachen Umfangskontur der Dmckrolle läßt sich eine zufriedenstellende gefügeverändemde Befestigungswirkung erzielen. Auch der Abstand der Druckrollen 8 und 10 zu den seitlichen Oberflächen des Profilschen¬ kels 2 kann entsprechend den Anfordemngen an das fertige Metallprofil gewählt werden. Je nach Einstellung der Drυckrollen 8 und 10 ist es möglich, das benachbart zur Rille befindli¬ che Material 12 an den seitlichen Oberflächen des Profilschenkels 2 hochzudrücken. Das Material wird seitlich an den Flächen des Profilschenkels 2 hochgeschoben, um die Kontakt¬ fläche zwischen den Profilschenkeln zu vergrößern. Ein Beispiel für ein entsprechend hergestelltes Profil ist in Figur 3 im Querschnitt gezeigt. Durch ein solches Hochschieben wird eine größere Kontaktfläche zwischen den Profilschenkeln 2 und 6 und damit zusammen¬ hängend eine höhere Haltekraft erreicht. Eine höhere Böschung kann auch durch Einfügen von zusätzlichem drittem Material, beispielsweise in Keil- oder Drahtform, erreicht werden. Auch kann der seitliche Abstand der auf den Profilschenkel 6 einwirkenden Druckwerkzeuge 8, 10 zu den Seitenflächen des in die Rille 4 eingestellten Profilschenkels 2 varriert werden. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß die Flußbewegung des Materials unter den Druck¬ werkzeugen noch ausreicht, um zumindest eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem benachbart liegendem Material 12 und den Seitenwänden des eingestellten Profilschenkels 2 zu schaffen. Beispiele für fertige Metallprofile, die mit unterschiedlichen Abständen der Druckwerkzeuge 8, 10 zum Profilschenkel 2 hergestellt wurden, sind in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Ohne daß hierzu weitere Figuren zur Darstellung beigefügt sind, ist es für den Fachmann nachvollziehbar, daß auch die Tiefe der Rille 4 sowie die Einsenktiefe der Druckwerkzeuge 8, 10 variiert werden kann, ohne dadurch das Prinzip des Hersteilens einer zumindest kraftschlüssigen Verbindung durch gefugeverändemdes Befestigen zu verlassen. Je nach Einstellung der Druckrollen 8 und 10 kann also eine zug- und druckfeste Verbindung zwischen den Profilschenkeln 2 und 6 geschaffen werden, die das fertige Metallprofil in seinen statischen Eigenschaften mit den herkömmlichen Profilen annähernd vergleichbar sein lassen.

Um im Automobilbau ein bestimmtes Crashverhalten oder um ein bestimmtes Schwingungs¬ verhalten eines erfindungsgemäßen Metallprofils zu erhalten, ist es beispielsweise möglich,

die Eintauchtiefe der Dmckrollen oder den seitlichen Abstand während des Durchlaufs eines Profils zu verändern. Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit der Statik eines fertigen Metallprofils ergibt sich aus nachfolgenden Bearbeitungs Werkzeugen, die die Rinnen und Böschungswinkel gezielt glätten können. Die fertige gefügeverändemde Befestigung ist gegen eine spätere Öffnung an den Kontaktstellen dadurch gesichert, indem das gefügeveränderte Material in der Tiefe flächig mit dem damnterliegenden Restmaterial des Profilschenkels 6 verbunden bleibt. Auftretende Zug-, Kopfzug-, Dmck- und Biegekräfte können so breit¬ flächig in das darunterliegende weniger verdichtete Profilschenkelmaterial abgeleitet werden, und Microbewegυngen des verdichteten, gefugeveränderten Materials an den Verbindungs¬ stellen werden so verhindert. Überhaupt liegt hier der große Vorteil der gefügeverändemden Befestigung im Verhältnis zu den bekannten vorkalibrierten, über die Oberfläche eines Profi Ischenkels 6 hinausstehenden Biegeschenkel, in die ein Profilschenkel eingestellt wird: die über die Oberfläche hinausragenden verbiegbaren Schenkel sind grundsätzlich viel anfälliger für ungewollte nachträgliche Aufbiegungen, weil sie höheren Hebelkräften ausge¬ setzt sind. Die seitlichen Anlageflächen der Rille 4 sind bei dem vorgeschlagenen Verfahren hingegen in das Material des Profilschenkels 6 eingebettet und dadurch gegen Hebelkräfte viel besser abgestützt.

Anstatt durch ein rollendes Verfahren mit Dmckrollen kann das erfindungsgemäße Verfahren auch durch punktuell einwirkende Druckwerkzeuge realisiert oder ergänzt werden. Nicht dargestellt sind wahlweise vorsehbare zusätzliche Dmckrollen, durch die die Seitenwände einer Rille reibungswiderstandserhöhend bearbeitet werden können, beispielsweise durch Ritzen, Kerben, Rendeln, Lochen, etc. , um die Festigkeit der Verbindung zwischen den Profilschenkeln 2 und 6 zu erhöhen. Das beschriebene Verfahren kann ohne größeren Aufwand auch zum Zusammenfügen von mehreren Profilschenkeln in verschiedenen Achsen angewandt werden. Dabei können die jeweils erforderlichen Druckwerkzeuge übereinander, hintereinander und/oder nebeneinander angeordnet sein oder man kann zusätzliche Profil¬ schenkel durch einen wiederholten Durchlauf des teilgefertigten Metallprofils durch eine Druckrollenstraße oder durch die Hubwerkzeuge an diesem gefügeverändernd befestigen.

In Figur 2 a wird schematisch im Querschnitt ebenfalls gezeigt, wie eine Rille in einen

anderen Profilschenkel 6 gewalzt wird. Die Besonderheit besteht hier darin, daß die Dmck¬ rolle 14 auf ihrer Umfangsfläche geeignet geformt ist, um die gewünschte Rillenkontur in den unter der Dmckrolle durchlaufenden anderen Profilschenkel 6 gefügeverändernd ein¬ zubringen, zusätzlich zur Rille 4 jedoch eine weitere Formung auf den Profilschenkel 6 ausübt. Unter dem Profilschenkel 6 ist die Dmckrolle 16 dargestellt, deren Umfangsfläche eine Negativform zur Gestaltung der Umfangsfläche der Dmckrolle 14 darstellt. Die Dmck¬ rolle 16 stützt einerseits den Profilschenkel gegen den von der Dmckrolle 14 aufgebrachten Preßdmck ab und unterstützt andererseits den erwünschten Formungsprozeß durch die Negativform der Umfangsfläche.

Neben Dmckrollen mit einer rein stützenden Funktion können auch Schneid- oder Druck- werkzeuge in den Fertigungsprozeß integriert sein, die durch Einbringung von Rillen, Schnitten oder Löchern dem Zweck dienen, eine zu weitgehende Verformung der in Be¬ arbeitung befindlichen Profilschenkel zu vermeiden. Aus der Bearbeitung von Blechen ist es dem Fachmann bekannt, auf weiche Weise er entsprechende Bearbeitungen vornehmen muß, um bestimmte erwünschte Materialbewegungen zu erzielen.

Anstelle der formenden Dmckrollen 14 und 16 können - wie in Fig. 1 gezeigt - natürlich auch bis auf die zur Ausbildung der Rillenkontur notwendige Ausformung glatte Dmckrollen auf ein durchlaufendes Blech einwirken, oder mittels schneidender Dmckrollen in einem vor- oder nachgelagerten Bearbeitungsprozeß Metallprofilschenkelteile von einem Blechcoil abtrennen, wenn die Dmckrollen 14 und wahlweise 16 entsprechend geformt und angeordnet sind, und es können mehrere Dmckrollen hintereinander angeordnet sein oder es laufen einzelne Profilschenkel mehrfach durch eine Bearbeitungsstraße hindurch. Durch zusätzliche Formung der Umfangsfläche der Dmckrollen 14 und 16 oder evtl. zusätzliche Dmckrollen können die durchlaufenden Profilschenkel zusätzlich reibungswiderstandserhöhend bearbeitet, eingekerbt oder hinterschnitten werden. In die durch die Bearbeitung geschaffenen Freiräume kann das beim gefügeverändemden Andrücken bewegte Material in die Freiräume eindringen und so eine zusätzliche formschlüssige Verzahnung bringen. Die Rolle 16 kann als Gegen- halterrolle jedoch auch glatt ausgebildet sein wie die in Figuren 1 und 2 dargestellten Gegenhalterrollen 11, wenn keine Formung des anderen Profilschenkels 6 gewünscht ist.

Vorzugsweise sollen die Dmckrollen der Bearbeitungswerkzeuge leicht austauschbar sein, um ohne einen hohen Montageaufwand schnell jede gewünschte Profilform herstellen zu können. Die Druckwerkzeuge können ein- oder beidseitig der Rille arbeiten. Bei nur einseitigem Andrücken durch ein Dmckwerkzeug ist es vorteilhaft, wenn auf der anderen Seite mit Niederhaltern oder Gegenhaltern gearbeitet wird, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen. Ein nur einseitiges Andrücken bietet sich beispielsweise an, wenn ein Profilschenkel dicht an der Abschlußkante der Oberfläche des anderen Profilschenkels eingestellt werden soll, um beispielsweise ein L-Profil herzustellen, und nicht mehr genügend Material auf der anderen Seite seitlich der Rille vorhanden ist, um durch Überschreiten der Fließgrenze des Werkstoffs eine kraftschlüssige Anlage des Materials an die Oberfläche des eingestellten einen Profilschenkels erreichen zu können.

Figur 6 zeigt, wie der eine Profilschenkel 2 wellenförmig auf dem anderen Profilschenkel 6 befestigt ist. Über die eigentliche Materialstärke des Profilschenkels 2 hinausgehend wird so über die Länge des fertigen Metallprofils eine den Wellenamplituden entsprechende Aufstütz¬ breite des anderen Profilschenkels 6 auf dem einen Profilschenkel 2 erreicht, wodurch sich die Torsionssteifigkeit des fertigen Metallprofils erhöht. Die Torsionssteifigkeit kann aber auch durch mehrere Profilschenkel in Richtung einer Biegeachse, aufweitende bzw. sonstige umformende Bearbeitungen eines Profilschenkels erhöht werden. Eine solche nichtlinear ausgebildete Rille kann durch Anlenkung der Bearbeitungswerkzeuge oder durch eine spezielle Ausformung der Bearbeitungswerkzeuge erzielt werden.

Für einen Fachmann weist die Aufgabe, eine Maschinenstraße zu realisieren, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, keine große Schwierigkeit auf. In eine struktur¬ umformend arbeitende Befestigungsmaschine wird passend geschnittenes Metallblech einge¬ fahren. Während des Vorschubs besorgen einzelne Dmckrollen das Ausbilden der Rille. In die fertige Rille wird ein Profilschenkel eingestellt, und beide Profilschenkel werden durch passend angeordnete Dmckrollen mittels des gefügeverändemden Befestigungsverfahrens längs der Rille miteinander befestigt. Nachfolgende Dmckrollen können die Befestigungs¬ rillen und evtl. Grate und Böschungswinkel glätten. Anstelle der Dmckrollen können auch stanzende, mit einem Hub arbeitende Werkzeuge in der Maschine angeordnet sein. Die

Position der Dmckrollen sollte veränderbar sowie die Dmckrollen selbst austauschbar sein, um die hohe Flexibilität des neuartigen Verfahrens voll ausnutzen zu können. Mit einer entsprechenden Maschine sind hohe Fördergeschwindigkeiten und Durchsatzmengen erreich¬ bar, mit denen aus simplem Flachmaterial anspmchsvolles Profilmaterial herstellbar ist. Die Maschine kann mit Automatisierungstechniken ausgestattet sein, um in einem Fertigungsver¬ bund taktgenau die richtigen Metallprofile zufördern zu können. Steuerungs- und regeltech¬ nisch sind entsprechende Einrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Ferti¬ gungsmaschine kann baukastenmäßig modular aufgebaut sein, um je nach Anfordemngen, Finanzkraft und Investitionsbereitschaft des Abnehmers die passende Maschine konfigurieren zu können.