JP5435944B2 - ロール成形機およびハット形状をロール成形する方法 - Google Patents

Description

本発明は、その長さ方向に沿って変化する形状を備え、中央フランジ、２つのウェブおよび２つの側フランジを有するハット・ビームを多数の成形ステーションで平らな薄板金ストリップから連続的にロール成形する方法に関する。本発明は、また、平らな薄板金ストリップから、中央フランジ、２つのウェブおよび２つの側フランジ、ならびにその長さ方向に沿って変化する横断面を有するハット・ビームを連続的に成形する多数の成形ステーションを備えたロール成形機に関する。

長さ方向に沿って横断面が変化するビームのロール成形は、ＤＥ１００１１７５５Ｂ４およびＤＥ１３３９５０８Ｂ１から公知である。

長さ方向に沿ってハット形状が変化するビームを簡単な方法でロール成形できるようにすることが本発明の一目的である。

本発明による方法は、主として、各側フランジを成形ステーションで対のクランピング・ローラ間に固定し、ハット・ビームの４つのコーナすべてを前記２対のクランピング・ローラと中央フランジ用の少なくとも１つの支持ローラとの間で同時に成形し、これらのコーナをクランピング・ローラの周縁および支持ローラの周縁で折り曲げ、ウェブをそれぞれのコーナ間に延在させ、成形過程でクランピング・ローラ対および支持ローラのうち少なくとも一方を変位させてハット・ビームの形状を変えることを特徴とする。

本発明によるロール成形機は、主として、成形ステーションが、各側フランジ用の一対のクランピング・ローラと、中央フランジ用の少なくとも１つの支持ローラとを有し、成形ステーションにおいて、クランピング・ローラ対を、成形作業中に水平方向、垂直方向両方に変位可能なように配置することを特徴とする。
他の特徴は特許請求の範囲から明白になる。

（本発明の図示実施形態の説明）
ＥＰ１３３９５０８Ｂ１には、ロール成形機全体が記載されており、これは本明細書に参照による方法で組み込まれる。以下ではロール成形機全体を説明せず、そのロール成形セクションのロール成形ステーションのうちの２つだけを説明する。

ロール成形セクションは、多数のロール成形ステーションを支持する支持スタンド１０を有する。図１は、中間ロール成形ステーションの１つを参照符号１１で示している。図２は、成形セクションの最終成形ステーション１２を示している。すべての成形ステーションが同様の構造であれば、種々のハット形状を製造するときにかなり融通が利く。

図示の２つの成形ステーションは同じ構造であり、対称的になっている。各成形ステーションは金属ストリップの横断面全体を成形する。この理由のために、成形ステーション１１の半分のみを以下に詳細に説明する。成形過程にあるハット状ビームは、中央フランジ１３、２つのウェブ１４、１５および２つの側フランジ１６、１７を有する。成形ステーション１１は、フレーム２０を有し、このフレームは、一方の側フランジ１６を固定する、対のクランピング・ローラ２１、２２（すなわち対のローラが側フランジ１６を摩擦で保持する）と、他方の側フランジ１７を対のローラ間に固定する対のクランピング・ローラ２３、２４とを支持している。成形ステーションは、また、中央フランジ１３用の対の支持ローラ２５、２６を有する。ウェブ１４、１５は、支持ローラ２５、２６の周縁まわりに上向きに折り曲げられ、ハット状ビームのコーナ２７、２８を形成する。ハット状ビームの他の２つのコーナ２９、３０は、クランピング・ローラ対２１、２２；２３、２４によって下方ローラ２２、２４の周縁まわりに折り曲げられる。こうして、ウェブ１４、１５は、コーナ２９、２７とコーナ３０、２８の間に、自由に伸縮されて、保持される。

クランピング・ローラ２３、２４は、その水平軸線Ｉ、IIに対して直角な方向に動けるように垂直方向案内レール３５によって支持されている。案内レール３５は、支持体３１、３２によって支持されており、クランピング・ローラの水平軸線Ｉ、IIと平行な水平軸線IIIまわりに回転できる。また、支持体３１、３２の下方部分３２は、並進移動可能なようにフレーム２０にある横方向水平レール３３上に支持されている。支持体３１、３２の上方部分３１は、垂直軸線IVまわりに回転できるように下方部分３２によって支持されている。クランピング・ローラ間の距離は、側フランジ１７に対して適切なクランプ力を与えることができるように手動設定ネジ３４によって調節できる。クランピング・ローラ対２１、２２もクランピング・ローラ２３、２４と同じ要領ではあるが鏡像の関係に支持されている。

２つの支持ローラ２５、２６は、並進移動可能なようにフレーム２０内の横方向水平レール４４によって支持されている支持体４０、４１および４２、４３によって支持されている。支持体の下方部分４１、４３は、クランピング・ローラ２３、２４の軸線VII、VIIIに対して直角な垂直軸線Ｖ、VIまわりに回転できるように上方部分４０、４２によって回転可能に支持されている。支持体の下方部分４１、４３はまた、上方部分４０、４２に対して垂直方向にも変位できる。

すべての変位およびすべての回転（旋回）は、液圧式または電気式であってよい動力装置で実施される。これらの装置は、概略図面には示していない。動力装置の動作はコンピュータによって制御される。

平らなシートからハット形状（ハット・ビーム）を成形するためには、ロール成形ステーションを５つまたは６つ使用すると適切である。この場合、図１に示す成形ステーション１１は第３のステーションとなる可能性があるが、図２に示すのは最終成形ステーション１２である。その長さ方向に沿って変化のない形状を有するハット・ビームを成形する場合には、すべての成形ステーションが固定のものに設定される。その長さ方向に沿って横断面が変わるハット・ビームを成形する場合には、たとえば、図３に示すビームを成形する場合には、動力装置は、成形作業中に、予めプログラムされたアルゴリズムに従ってコンピュータにより制御される。支持ローラ２５、２６が、中央フランジ１３の下面に対するカウンタ・ローラを持っていてもよいが、このようなカウンタ・ローラは必要とは限らない。

図３に示すビームは、平らで真っすぐな側フランジ１６、１７を有するが、これらは２つの異なった平面に位置する。中央フランジ１３は、一定の幅を有するが、ウェブ１４、１５の高さはビームの長さ方向に沿って変化する。このビームの成形中、支持ローラ２５、２６は、成形ステーションにおいて垂直方向に変位させられるが、クランピング・ローラ対２１、２２；２３、２４は水平方向、垂直方向の両方に変位させられる。ウェブの角度をどのような１つの成形ステーションでも一定に保つのが適切である。すなわち、成形ステーションがウェブの高さの変化に関係なくウェブを等しい角度に折り上げるようにすると適切である。

また、中央フランジの幅を変えながらビームを成形することも可能である。この場合、成形作業中に支持ローラ２５、２６は案内レール４２に沿って変位させられる。支持ローラは、それらの軸線を常にハット状ビームのコーナ２７、２８に対して直角に維持するように軸線Ｖ、VIまわりに旋回（回転）させられる。クランピング・ローラ対２３、２４も同様に軸線を常にハット状ビームの縁に対して直角に維持するように軸線IVまわりに回転させられる。クランピング・ローラ対２１、２２も同様に回転させられる。案内レール４２に沿って非対称に支持ローラ２５、２６を変位させることによって水平方向に湾曲したハット状ビームを製造することさえ可能である。

平らな側フランジ１７を持たないハット状ビームが成形するときには、クランピング・ローラ対２３、２４は、クランピング・ローラの軸線Ｉ、II間のラインを常に側フランジに対して直角に維持するように軸線IIIまわりに回転させられる。クランピング・ローラ対２１、２２についても同様である。

ストリップは、成形ローラを駆動するコンピュータ制御のモータを有するロール成形ステーションによって成形セクションを通して送られる。中央フランジの幅が変化するときには、ローラ対の回転速度を個別に変えてスリップを防がなければならない。ローラ対は、横方向に動かされるときに固定保持されたときよりも高い回転速度を持たなければならないからである。

ロール成形機は、短くて平らなストリップの形をした事前カット素材を成形するのに使用することができ、また、金属ストリップのコイルから直接ハット状ビームを成形するのにも使用できる。この場合、第１成形ステーションと直接連動する縁切断ユニットを使用して金属ストリップの縁を所望の形状に切断することができる。側フランジが外向きなので、成形作業後にストリップの縁を切断することも代替案として可能である。成形作業前にはストリップが常に平らであるから、成形前の縁切断が好ましい。成形前にストリップを完全にまたは部分的に切断してもよい。ストリップの中央に後で中央フランジとなるべき部分を残すか、または後で側フランジとなるべきウェブの部分を残して成形前にストリップを直接切断することは可能である。次いで、これらの平らな部分を、成形作業の終了と直接連動させて最終的に切り離すことは容易である。成形作業中に一体性を維持されるストリップを使用するこの手順が好ましい。
また、成形作業後に総形フライスを使用することも可能であるが、このような作業は、平らな部分を切断するだけの作業ほど融通性はない。

本発明によるロール成形機の中間ロール成形ステーションの１つの概略断面図である。 本ロール成形機の最終ロール成形ステーションの概略断面図である。 本発明により特定されるようにロール成形されたハット形状を有するビームの側面図である。 図３の矢印４−４で示されるようにされたビームの横断面である。

Claims (8)

1. 多数の成形ステーション（１１、１２）において平らな薄板金ストリップからその長さ方向に沿って変化する形状を備え、中央フランジ（１３）、２つのウェブ（１４、１５）および２つの側フランジ（１６、１７）を有するハット・ビームを連続的にロール成形する方法であって、
   各側フランジ（１６，１７）を成形ステーション（１１、１２）において対のクランピング・ローラ（２１、２２；２３、２４）間に固定し、ハット・ビームの４つのコーナ（２７〜３０）すべてを、前記２対のクランピング・ローラ（２１、２２および２３、２４）と、中央フランジ（１３）用の少なくとも１つの支持ローラ（２５、２６）との間で同時に成形し、
   これらのコーナをクランピング・ローラの周縁および支持ローラの周縁で折り曲げ、ウェブをそれぞれのコーナ間に延在させ、
   成形過程でクランピング・ローラ対および支持ローラのうち少なくとも一方を変位させてハット・ビームの形状を変え、
   クランピング・ローラ対（２１、２２および２３、２４）を成形作業中に水平方向、垂直方向の両方に変位させ、かつ
   中央フランジ（１３）の各コーナ（２７、２８）のために支持ローラ（２５、２６）を使用し、中央フランジの幅を変化させるために成形作業中にこれらを側方へ変位させ、それにより関連した支持ローラと接触するコーナ（２８、２７）に対して直角に軸線（ＶＩＩ、ＶＩＩＩ）を維持するように支持ローラを回転させること
   を特徴とする方法。
2. 中央フランジ（１３）用の一つまたはそれ以上の支持ローラ（２５、２６）を中央フランジに対して垂直な方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 軸線（Ｉ、II）をハット・ビームのコーナ（２８、２７）に対して直角に維持するように、かつクランピング・ローラ対の軸線間のラインを側フランジ（１６、１７）に対して直角に維持するようにクランピング・ローラ対（２１、２２および２３、２４）を回転させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 予めプログラムされたアルゴリズムに従ってコンピュータ制御される動力装置によって並進移動および回転を実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. コイルから繰り出される金属ストリップを第１成形ステーション内に直接導入し、成形作業の前または後に成形作業と直接連動させてストリップの縁を切断し、成形作業の前後に成形作業と直接連動させてストリップを切断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 中央フランジ（１３）、２つのウェブ（１４、１５）および２つの側フランジ（１６、１７）を有し、その長さ方向に沿って変化する横断面を有するハット・ビームを、平らな薄板金ストリップから連続的に成形する多数の成形ステーション（１１、１２）を有するロール成形機であって、成形ステーション（１１，１２）が、各側フランジ（１６、１７）用の対のクランピング・ローラ（２１、２２および２３、２４）と、中央フランジ（１３）用の少なくとも１つの支持ローラ（２５、２６）とを有し、クランピング・ローラ対が、成形ステーションにおいて成形作業中に水平方向、垂直方向の両方に変位可能であるように配置され、中央フランジ用の２つの支持ローラ（２５、２６）が互いに隣り合って位置し、これらの支持ローラが、個別に、互いに対して前後方向に変位可能であり、ローラの軸線に対して直角な軸線（それぞれＶ、ＶＩ）まわりに回転可能であることを特徴とするロール成形機。
7. 支持ローラ（２５、２６）が垂直方向に変位可能であることを特徴とする請求項６に記載のロール成形機。
8. 各対のクランピング・ローラ（２１、２２および２３、２４）が、個別に、互いに対して直角な２つの軸線（III、IV）まわりに回転可能であり、これらの軸線の一方がクラン
   ピング・ローラの軸線に対して平行であることを特徴とする請求項７に記載のロール成形機。

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