2-ekstruderte Al-produkter

profiles

Konstruksjonsregler for profiler

8 Konstruksjonsregler for profiler

8.1 Valg av godstykkelse
8.1 Valg av godstykkelse

Godstykkelsen bestemmes av materialets fasthetskrav og en tilstrebing mot et best mulig produksjonsvennlig profil.
Figur 8.1 viser hvilke godstykkelser som er best fra et produksjonsteknisk synspunkt.

Et profil med jevn godstykkelse er lettest å produsere. Profilteknikken gjør det imidlertid enkelt å omfordele godset i profilet etter behov.

Profilets bøyefasthet kan for eksempel økes hvis vi velger å ha mer gods langt fra tyngdepunktaksen.

Figur 8.1
Anbefalte minste godstykkelser fra Sapa. (4)

8.2 Økonomi
8.2 Økonomi

◄ back

Av økonomiske årsaker bør vi alltid streve etter å utforme profilet så produksjonsvenlig som mulig. Et profil er lettere å presse hvis det:

- Har jevn godstykkelse

- Har enkle, myke former – radius i stedet for skarpe hjørner

- Er symetrisk

- Har liten omskreven sirkel

- Mangler dype, smale åpninger

8.3 Eksempler på konstruktive løsninger, generelt
8.3 Eksempler på konstruktive løsninger, generelt

◄ back

3.1 Jevn godstykkelse

	a) Ofte kan store forskjeller mellom tynneste og tykkeste gods i en og samme profil aksepteres. Profilet er lettere å presse jo jevnere godstykkelsen er.
	b) Ved å dimensjonere opp et tynnvegget parti, minsker belastningen på verktøyet og pressbarheten forbedres. Dette kompenserer mer for økt verktøykostnad enn økt materialkostnad.
	c) I enkelte tilfeller går det bra å konstruere profilet med ujevn godstykkelse. Noen ganger ønsker vi å plassere godset lengst mulig fra tyngdepunktsaksen p.g.a. materialfasthetskrav.
Figur 8.2 Jevn godstykkelse (4), a) og b) Unntak til jevn godstykkelse (4), c)

3.2 Enkle, myke former

	a) Avrund hjørnene overalt hvor skarpe hjørner ikke kreves for funksjonen. Det er ofte nok med en radius på 0,5 – 1mm.
	b) Kreves det innvendige skarpe hjørner, kan dette løses enkelt som vist i figuren.
	c) Spisser i profilet bør hvis mulig unngås. Spissen kan lett bli bueformet og ujevn
	d) Et profil med store forskjeller i godstykkelse, avkjøles ujevnt etter pressingen. Det kan føre til strukturforskjeller som blir synlige etter anodisering. Lag alltid myke overganger.
Figur 8.3 Enkle, myke former. (4)

3.3 Helst massive profiler

	Kompakte profiler er alltid å foretrekke i stedet for hule. De gir lavere verktøykostnader og enklere fremstilling.
Figur 8.4 Helst massive profiler. (4)

3.4 Færre hull i hulprofiler

	a) Dette hulprofilet til venstre er komplisert. For å lette produksjonen kan det erstattes av to profiler som tres i hverandre
	b) I mange tilfeller kan antall hulrom reduseres. Resultatet blir et mer pressvennlig, og dermed et mer økonomisk profil.
Figur 8.5 Færre hull i hulprofiler. (4)

3.5 Profiler med dype smale åpninger

	a) En grunnregel sier at forholdet mellom bredde og høyde bør være ca. 1:3. Dette for ikke å utsette verktøyet for overbelastning.
	b) Hvis det lages en full radie i bunnen og større radier i åpningen, kan forholdet være 1:4. Ved smale sporbredder, under 2mm, og ved komplekse profilåpninger, må sporets dybde vurderes i hvert enkelt tilfelle.
	c) En overgang til hulprofil gir snevre åpningstoleranser
	d) Radier eller åpningsmål kan muligens økes uten at funksjonen svekkes. En holder skal hektes på en skinne. En omkonstruksjon gir en fordelaktig profilform.
	e) Profiler kan presses ”åpne”, og siden valses til ferdig form.
	f) Et smalt, dypt spor til for eksempel en plate, kan løses uten et dypt spor.
	g) Minsket spordybde v.h.a et steg, som siden kan fjernes.
	h) Hvis et profil med mange dype spor (eksempel kjøleprofil) i stedet utformes som profilet til venstre under, øker verktøyets levetid.
Figur 8.6 Profiler med dype smale åpninger (4).

3.6 Kjølelegmer

	Ved å legge inn kjøleflenser i profilet, oppnås en veldig stor kjøleflate. Hvis flensene utføres bølgeformet, øker flaten ytterligere. Hvis kjøling skal foregå i profilets lengderetning, er glatte flater å foretrekke for å unngå virvler i mediet som skal kjøles.
Figur 8.7 Kjølelegmer (4).

3.7 Dekor

	A: designfordeler B: minske faren for fall C: beskytte mot påvirkning ved håndtering og bearbeiding.
Figur 8.8 Hvorfor anvende dekor? (4)

8.4 Eksempler på konstruktive løsninger, sammenføyning
8.4 Eksempler på konstruktive løsninger, sammenføyning

◄ back

4.1 Skruelommer

	a) Skruelommer kan gjenges på vanlig måte for maskinskruer.
	b) Det vanligste er at skruelommen anvendes direkte for plateskruer eller gjengepressede skruer. Skruelommen utføres da med knaster som sentrerer skruen.
	c) En langsgående skruelomme medfører en stegløs montering av skruen i profilets lengderetning.
	d) Lukket skruelomme. Når konstruksjonen krever grove skruer (eks. M8) kan skruelommen lukkes. Hullets diameter som for gjenging eller gjengrepresset metrisk skrue.
	e) En mulighet for å unngå stegborring, er å dele det hule profilet, som etterpå ”snappes” sammen. Vanlig på håndtak og rekkverk.
	f) Skruelommenes plassering på profilet til høyre i figuren, øker bøyefastheten.
Figur 8.9 Skruelommer (4).

4.2 Mutterspor / kanal for skruehode

	a) Sporet medfører en stegløs innfestning uten bearbeiding av profilet.
	b) Hvis en standard skrulengde i en forbindelse blir for lang, kan muttersporet utformes som på figuren.
	c) Er det ønske om en bestemt senteravstand mellom skruehullene, anvendes en gjenget firkantstang i muttersporet
	d) Ved preging av muttersporet fikseres mutterens plassering i lengderetningen
Figur 8.10 Mutterspor / kanal for skruehode (4)

4.3 Hurtigfuger (klipsfuger)

Aluminiums elastisitet tillater hurtigfuger. Det gir hurtigere montasje enn ved for eksempel skrueforbindelser eller sveising. Hurtigfuger anvendes bl.a. i vinduer (glasslister), upphengningskonsoller og på lemmer på lastebiler.

	a) En hurtigfuge som kan åpnes har vinkel a=45o . For permanente hurtigfuger er a=0o eller negativ. Hurtigfugens lengde påvirker utformingen.
	b) Eksempel på en permanent fuge.
Figur 8.11 Hurtigfuger (4), a) og b)

Mål og toleranser må bestemmes fra tilfelle til tilfelle. Det fjærende benets lengde bør ikke gjøres mindre enn 15mm. Noen ganger må et langt fjærende ben presses med forspenning. Dette kan eliminere behovet for spesialtoleranser.

	c) Utformingen bestemmes bl.a. av om sammenføyningen skal kunne demonteres eller ikke. I eksemplet er det mulig å åpne fugen v.hj.a. for eksempel en skrutrekker i den utvendige lommen
	d) Hvis konstruksjonen ikke tillater tilstrekkelig lange klips-ben, bør det fjærende profilet byttes ut med plast-clips eller liknende.
	e) Eksempel på hurtigforbindelse.
	f) I platen A er det stanset ut firkanthull. Lamellprofilet C snappes til slutt fast i monteringsprofilet B. Ved å utnytte rommet bak (under) platen har vi fått tilstrekkelig lange snapp-ben.
	g) Det kortkappede leddprofilet A snappes sammen med hovedprofilet B. På grunn av det stansede hullet C får vi også en låsing i lengderetning. Tilstrekkelig fjæring i snapp-benet fås ved hovedprofilets utforming ved D.
Figur 8.11 Hurtigfuger (4), c), d), e), f), g)

4.4 Fuging av profil mot profil

I lengderetningen:
	a) Skjøting med standard plate.
	b) Forsterkning for å unngå deformasjon på synlig overflate.
	c) Skjøting med riflet, fjærende profil i tilpasset spor.
	d) Vridestiv rørskjøt med godsforsterkning for gjenging.
	e) Usymmetrisk plasserte skruelommer gjør lengdeskjøting mulig ved hjelp av distanse plate med hull. Profilet vendes slik at skruene går fra hverandre.
	f) Lengdeskjøting ved skruing i lengderetning. Skruelommene freses bort noe lengre enn skruelengden.
	g) Lengdeskjøting kan gjøres ved hjelp av spenningen og friksjonen i en hurtigfuge.
	h) To eksempler på festing av skjøteprofil ved sveising.
Figur 8.12 Fuging av profil mot profil i lengderetningen (4).

Teleskopiering:
	a) Innerrøret har fast gjenge (blindmutter) og ytterrøret har en stanset eller ekstrudert slisse.
	b) Blindmutter plassert i ytterprofilet. Skruen klemmer fast innerprofilet.
	c) Når store krav til pasninger, f.eks. enbent stativ, gir profilteknikken for grove pasninger. Dette kan løses ved å anvende passbiter i plast.
	d) For å klare lokalt store flatetrykk og minske slitasje, kan stålbånd skjøtes inn i profilene.
	e) Teleskopfunksjon med trinnløs klemmlåsning
Figur 8.13 Fuging av profil mot profil, teleskopiering (4).

I bredderetningen:
	a) Store tverrsnitt settes med fordel sammen av mindre delprofiler. Resultatet blir tynnere gods, finere toleranser og ofte lavere pris. Ofte skjer oppdelingen fordi det er enklere å bearbeide delprofilene enn hele den sammenhengende konstruksjonen.
	b) Breddeskjøting ved hjelp av skruespor.
	c) Breddeskjøting med spennforbindelse.
	d) Breddeskjøting med hurtigfuge (snappfuge)
	e) Skjøting med gavl som holder sammen profilene.
Figur 8.14 Fuging av profil mot profil i bredderetningen (4).

Leddfunksjon:
	a) Enkel leddfunksjon
	b) Hvis leddet forsynes med et skruespor, kan den lett låses ved hjelp av en plastbrikke og selvgjengende skrue.
	c) Vanlig 90^o leddfunksjon.
	d) Todelt leddfunksjon av samme profil.
	e) Leddet kan lages av andre materialer enn aluminium. Her anvendes plast eller gummiprofil.
Figur 8.15 Fuging av profil mot profil, leddfunksjon (4).

T-forbindelser:
	a) T-forbindelse ved hjelp av skruespor
	b) Sterk sammenføyning med flenser som tar opp vridespenninger.
	c) Montering mot vegg eller annet profil. Endebeslaget består av et kortkappet profil som festes med skrue.
	d) En enkel T-forbindelse med mutterspor, vinkler og bolter.
Figur 8.16 Fuging av profil mot profil, T-forbindelser (4).

Hjørneforbindelser:
	a) For hjørneforbindelser med store krav til styrke og stivhet, er ulike typer av klosser mye anvendt. Klossen er ofte en kortkappet aluminiumprofil. Sammenføyningen, pregingen, gjøres i spesialmaskin eller i eksenterpresse.
	b) I tavlerammer og andre lette konstruksjoner er hjørneklossen to stansede platevinkler. Den ene er gjenget.
	c) Hjørneforbindelse for firkantrør. Skruesporene i hjørnevinkelen er plassert vinkelrett mot profilets pressretning.
	d) Støpte knutepunkt, eller knutepunkt i plast, anvendes spesielt ved store serier, og når forbindelsen skal fungere i flere enn to retninger.
Figur 8.17 Fuging av profil mot profil, hjørneforbindelser (4).

4.5 Sammenføyning med andre materialer

	a) Kretskort, plater og andre skiver kan monteres ved hjelp av spor i profilet. En liten deformasjon på skiven eller sporet gir en bra låsing.
	b) Ved sammenføyning med tre er ”juletremodellen” en enkel løsning.
	c) Spesialskrue med ”hurtighode” fungerer som festeelement i tre og plate.
	d) Riflet gummilist montert i tilsvarende riflet spor i aluminiumprofilet.
Figur 8.18 Sammenføyning med andre materialer (4).

4.6 Endeløsninger

Gavler tilvirkes på mange forskjellige måter og av ulike materialer. Detaljene skrues, limes, ”snappes” eller sveises fast.

	a) Den vanligste måten å montere gavler på bokser, er å skru fast en plate- eller plastgavl v.hj.a. skruer i langsgående skruespor.
	b) Hvis hovedprofilet er langt, er det mer økonomisk å fjerne skruesporet i dette og heller tilvirke et gavlprofil med skruespor. Hullet i hovedprofilet kan forskyves noe i forhold til skruesporet. Dermed oppnås en kraft som trykker lokket mot hovedprofilet.
	c) To endegavler kan holdes sammen av lange skruer eller trekkstenger. Skruen styres da lett i en skruelomme med frigang for skruen. Resultatet blir en gavl uten synlige skruer. Løsningen egner seg for eksempel til fronter.
	d) Endegavl med fjærende ben. Kan demonteres.
Figur 8.19 Endeløsninger (4).

8.5 Noen produkteksempler
8.5 Noen produkteksempler

◄ back

En stor fordel med aluminium sammenlignet med stål, er muligheten til å ”skreddersy” egne profiler til en rimelig kostnad. Innen visse grenser kan vi lage det vi ønsker. Ved utstrakt bruk av skreddersydde profiler kan produksjonstiden reduseres. Det fører igjen til redusert kostnad. I mange tilfeller kan det også skje en reduksjon i installasjon / montering av konstruksjonen / produktet.

Som vist er det mange funksjoner vi kan legge inn profilene. Skruehull, boltespor, klips sammenføyninger, kjøleribber, riller og dekor. Videre kan vi legge inn avstivninger, sveisefuger, baklegg for sveis, boreanvisninger, opphengspor etc. Det er nesten bare fantasien som setter grenser for mulighetene.

5.1 I-bjelker med varierende steghøyde

	a) Flensprofil med innlagt styrespor for stegplate
	b) To flensprofiler satt sammen med steg til en I-bjelke med 4 kilsveiser. Bjelkene kan lages med den ønskede høyde.
Figur 8.20 I-bjelker med varierende steghøyde (6).

5.2 Front til skuff

	Skruespor for enkelt å sette sammen fronten med sidene. Spor for bunnplate. Rillene i forkant skal gi fronten et mer estetisk preg.
Figur 8.21 Front til skuff (6).

5.3 Løsninger for sveiste konstruksjoner

	a) Baklegg for sveis b) I-bjelke løsning c) Kompensasjon for redusert fasthet i varmepåvirket sone ved sveising
Figur 8.22 Løsninger for sveiste konstruksjoner (7).

5.4 Skrog i seilbåt, ¾-tonneren ”Profilen”

	Seilbåt bygd i 1981. Lengde 9,83m. Profilene sammenføyd med lim.
Figur 8.23 Skrog i seilbåt, ¾-tonneren ”Profilen”. (8)

5.5 Multifunksjonsprofil, tenkt tilfelle

En bjelke skal ha primærfunksjonen å bære en fordelt last som vist, utenat grensene for materialspenninger og deformasjoner overskrides. I bjelkene skal det kunne bygges inn en rekke andre funksjoner, som innfestingsmuligheter, tetningsanordninger, dreneringer etc., alt med minimum vekt som optimaliseringskriterium.

	Tenkt tilfelle

	Fase A: Dimensjonering av bjelken for krefter i vertikalplanet. Bjelketverrsnittet utformes slik at treghetsmomentet om horisontalaksen blir tilstrekkelig stort, og slik at arealet gjøres minst mulig uten at veggtykkelsene blir så små at det gir risiko for lokale ustabiliteter.
	Fase B: Bjelken sikres mot vipping ved å øke vridningsstivheten. Det utføres kontroll for bjelkenes vridningsstivhet. Profilet ble i dette tilfelle endret for å øke denne. Merk at bøyestivheten etter denne modifiseringen er bibeholdt.

	Fase C: De øvrige funksjoner bygges så inn i profilet, slik som innfestninger, tetningsmuligheter, drenering etc. Dette gjøres så de tidligere stivheter ikke svekkes
Figur 8.25 Multifunksjonsprofil (9).

updated 06.04.2017

◄ back