KR101737148B1 - 3차원 만곡 유닛을 구비한 롤 성형기 및 방법 - Google Patents

3차원 만곡 유닛을 구비한 롤 성형기 및 방법 Download PDF

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Abstract

장치 및 방법은 시트 재료로부터 구조 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기, 및 수직, 수평, 또는 조합 방향으로 빔을 종방향으로 만곡시키기 위한 만곡 유닛을 포함한다. 만곡 유닛은 구조 빔의 제1 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제1 쌍의 성형 롤과, 구조 빔의 제2 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제2 쌍의 성형 롤을 갖는다. 만곡 유닛은 성형 롤들 중 임의의 선택된 하나의 성형 롤이 구조 빔의 관련 측면과 연속적으로 결합하고, 선택된 하나의 성형 롤에 대향하는 관련된 하나의 성형 롤이 하류로 그리고 선택된 하나의 성형 롤 주위에서 이동하도록, 제1 및 제2 쌍의 성형 롤을 이동 가능하게 지지한다. 이는 만곡 공정 중의 치수 안정성과, 그로 인한 치수 정확성 및 반복성을 증진시키는 매우 안정된 빔 굽힘 조건을 제공한다.

Description

3차원 만곡 유닛을 구비한 롤 성형기 및 방법 {ROLL FORMER WITH THREE-DIMENSIONAL SWEEP UNIT AND METHOD}
본 출원은 35 USC § 119(e) 하에서, 2009년 9월 21일자로 출원된 발명의 명칭이 '3차원 만곡 유닛을 구비한 롤 성형기'인 미국 가특허 출원 제61/244,253호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 본원에서 참조로 통합되었다. 아울러, 본 출원은 2010년 8월 31일자로 출원된, 발명의 명칭이 '3차원 다평면 빔을 성형하는 방법'인 미국 특허 출원 제12/872,602호 및 발명의 명칭이 '3차원 만곡 유닛을 구비한 롤 성형기'인 미국 특허 출원 제12/872,411호에 관련된다.
본 발명은 롤 성형된 구조 빔 부품을 비선형 비평면 형상으로 굽히기 위한 인라인 만곡 유닛을 구비한 롤 성형 장치에 관한 것이다.
시트를 만곡된 튜브형 구조 빔으로 성형할 수 있는 롤 성형 장치가 존재한다. 예를 들어, 스터러스(Sturrus)의 미국 특허 제5,092,512호 및 제5,454,504호와 라이욘스(Lyons)의 미국 특허 출원 공개 제2007/0180880호는 롤 성형 장치의 단부에서의 인라인 만곡 유닛이 만곡된 튜브형 범퍼 보강 빔을 제작하는 발명을 예시한다. 그러나, 스터러스의 '512 및 '504 특허와 라이욘스의 '880 특허 출원 공개의 장치는 단일 만곡 평면("단일 변형 평면"으로도 불림)으로 제한되고, 아울러 롤 성형 장치의 라인 수준으로부터 단일 방향으로의 만곡으로 제한된다. 몇몇 구조 제품은 라인 수준으로부터의 단일 방향으로 제한되거나 단일 변형 평면으로 제한되기보다는, 복수의 방향 및 상이한 평면으로의 만곡을 요구한다.
특히, 복수의 방향으로 구조적 롤 성형된 제품을 성형하는데 있어서 많은 어려움이 있다. 예를 들어, 복수의 방향으로의 만곡은 복수의 이동 성분을 요구하고, 이들 각각은 복잡성 및 공차 문제와, 좋지 않은 내구성 및 유지 보수 문제점을 추가한다. 아울러, 구조 제품이 복수의 방향으로 구부러질 때, 그의 "편평" 벽 섹션은 예상치 않은 방향으로 좌굴 및/또는 파상화되는 경향이 있어서, 불량한 공차 제어 및 불량한 치수 제어를 일으킨다. 이는 특히 롤 성형된 재료가 고강도강인 경우 및/또는 빔이 평면 벽을 갖는 경우에 해당된다. 아울러, 고강도강이 성형되는 경우에, 기계 부품 상의 하중 및 응력은 매우 높아져서, 실질적인 유지 보수 및 상시 수리에 대한 필요를 일으킨다. 예를 들어, 구조 빔 및 범퍼 보강 빔은 80 ksi 인장 강도 강 (또는 그 이상), 2.2 mm 두께 (또는 그 이상)일 수 있고, 3" x 4" (또는 그 이상)의 단면 외형 크기를 가질 수 있다. 이러한 구성의 빔을 만곡시키기 위한 시도로부터 생성되는 힘은 대단히 높다. 만곡 유닛이 복수의 방향 또는 평면으로 선택적으로 만곡시키고, 다양한 선택된 시간 또는 종방향 위치에서 만곡시키고, 그리고/또는 상대적으로 작은 반경을 형성하는 것으로 예상될 때, 특히 분당 100 피트 이상의 상대적으로 높은 연속 선속도에서 "즉시(on the fly)" 그렇게 할 것으로 예상되는 경우에, 복잡성이 훨씬 더 증가한다. 특히, 자동차 산업은 특히 범퍼 보강 빔과 구조 및 프레임 섹션에 대한 치수 일관성의 매우 엄격한 요건과, 높은 충격 강도 및 높은 굽힘 강도 요건을 갖는다.
본 발명의 일 태양에서, 장치는 시트 재료를 종방향 라인 수준을 형성하는 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및 롤 성형기와 인라인이며 롤 성형기의 연속 작동 중에 수직 및 수평 방향으로 종방향 라인으로부터 빔을 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 유닛을 포함한다.
더 좁은 태양에서, 만곡 유닛은 라인 수준으로부터 수직으로 상방 및 하방으로 빔을 만곡시키고, 라인 수준으로부터 수평으로 우측 및 좌측으로 빔을 만곡시키도록 구성되고 적응된다.
더 좁은 태양에서, 만곡 유닛은 빔의 상부, 바닥, 우측, 및 좌측 측면과 결합하는 성형 부재를 포함하고, 각각의 성형 부재는 빔을 구부리기 위해 성형 부재들 중 대향 성형 부재의 이동과 관련하여 빔을 향해 이동 가능하다.
훨씬 더 좁은 태양에서, 롤 성형기 및 만곡 유닛은 롤 성형기 및 만곡 유닛의 동시 제어를 위한 프로그램 가능한 제어부에 연결된다.
더 좁은 태양에서, 만곡 유닛은 롤 성형 공정으로부터 빔을 연속적으로 수용하면서, 롤 성형된 빔을 복수의 연속 변화 평면 및 가변 반경을 갖는 축 상에서 만곡시키기 위한 빔 성형 롤을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 장치는 시트 재료를 구조 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및 롤 성형기의 하류에 있으며 복수의 상이한 평면을 따라 그리고 가변 반경으로 빔을 선택적이며 반복적으로 만곡시키도록 구성된 빔 변형 부품을 포함하는 만곡 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 장치는 시트를 연속 빔으로 롤 성형하도록 구성된 롤 성형기; 및 임의의 수직 또는 수평 또는 이들 사이의 방향으로 연속 빔 내로 종방향 만곡을 부여하도록 구성된 대향 롤들을 구비한 롤 성형기에 부착된 만곡 유닛을 조합하여 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 장치는 시트 재료로부터 구조 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및 구조 빔의 제1 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제1 쌍의 성형 롤과, 구조 빔의 제2 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제2 상의 성형 롤을 갖는 만곡 유닛을 조합하여 포함하고, 만곡 유닛은 임의의 선택된 하나의 성형 롤이 구조 빔의 관련 측면과 연속적으로 결합하며, 선택된 하나의 성형 롤에 대향하는 관련된 하나의 성형 롤이 하류에서 그리고 선택된 하나의 성형 롤 주위에서 이동하도록, 제1 및 제2 쌍의 성형 롤을 이동 가능하게 지지한다.
본 발명의 다른 태양에서, 라인 수준 및 라인 수준 조건을 형성하는 구조 빔 내로 곡선을 부여하기 위한 장치는 빔-결합 제1 성형 롤 및 제1 성형 롤로부터 주어진 거리에 이격되어 빔이 선형이며 라인 수준 조건에 있을 때 연속 빔과 결합하도록 구성된 대향하는 빔-결합 제2 성형 롤을 포함하고, 제1 및 제2 성형 롤을 상류 및 하류 방향으로 이동하도록 지지하는 지지 구조물을 포함하는 만곡 유닛; 및 제1 성형 롤이 라인 수준 조건에서 빔과 연속적으로 결합할 때 제1 성형 롤을 상류로 이동시키도록 구성되고, 또한 제2 성형 롤을 제1 성형 롤의 중심점 주위에서 하류로 이동시키도록 구성된 위치 설정 메커니즘을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 성형 롤을 지지하기 위한 장치는 적어도 하나의 성형 롤, 적어도 하나의 성형 롤을 운반하는 캐리어, 및 성형 롤이 빔을 형성하기 위해 연속 빔과 결합할 때 캐리어를 이동 가능하게 지지하도록 구성된 지지부를 포함한다. 장치는 상류 방향으로 이동될 때, 적어도 하나의 성형 롤의 연속 빔과의 빔-결합 접촉 지점이 연속 빔을 계속해서 지지하지만 연속 빔을 라인 수준으로부터 변형시키지 않도록 그리고 하류 방향으로 이동될 때, 적어도 하나의 성형 롤의 빔-결합 접촉 지점이 연속 빔을 라인 수준으로부터 변형되게 하는 경로를 따라 이동하도록, 적어도 하나의 성형 롤의 위치를 조정하기 위한 메커니즘을 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 만곡 유닛은 성형 롤 캐리어가 만곡 유닛의 만곡 작동을 통해 이동할 때, 빔의 표면 및 백업 블록에 대한 성형 롤의 관계를 유지하는 만곡 유닛 내의 성형 롤을 위한 (타원과 유사한) 곡선 위치 설정 메커니즘을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 성형 롤을 지지하기 위한 장치는 적어도 2개의 성형 롤, 적어도 2개의 성형 롤을 운반하는 캐리어, 성형 롤이 빔을 선형 조건으로부터 변형시키기 위해 연속 빔과 결합할 때에도 캐리어를 이동 가능하게 지지하도록 구성된 지지부, 및 제1 롤 또는 제2 롤 중 하나를 빔의 라인 수준과 평행하게 종방향 상류로 이동시키는 것 및 제1 또는 제2 롤 중 다른 하나를 하나의 롤의 중심점 주위에서 하류로 이동시키는 것을 포함하는 적어도 2개의 성형 롤의 위치를 조정하기 위한 메커니즘을 포함한다. 이러한 배열에 의하면, 상류 방향으로 이동될 때, 상류에 위치된 하나의 롤의 빔-결합 접촉 지점은 연속 빔과의 접촉을 유지하며 연속 빔을 계속해서 지지하지만, 연속 빔을 라인 수준을 벗어나 변형시키지 않고, 다른 롤의 빔-결합 접촉 지점은 연속 빔이 상류에 위치된 하나의 롤 주위에서 라인 수준으로부터 변형되게 하는 하류 경로를 따라 이동한다.
유리하게는, 본 장치는 빔의 상류 부분이 롤 성형기의 공구와의 라인 수준으로부터 벗어나지 않도록 만곡 유닛의 상류에서 빔의 위치를 유지한다.
유리하게는, 본 장치는 빔의 종방향 반경이 앤빌 위에서가 아닌 성형 롤의 하류측 주위에서 성형되도록 위치된 성형 롤을 포함한다.
유리하게는, 본 만곡 유닛은 만곡 위치 감지를 위해 선형 트랜스듀서를 사용하는 유압 실린더 구동식 만곡 부품을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 시트 재료를 종방향 라인 수준을 형성하는 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기를 제공하는 단계, 및 롤 성형기의 연속 작동 중에 수직 및 수평 방향으로 종방향 라인 수준으로부터 빔을 선택적으로 만곡시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 시트 재료를 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기를 제공하는 단계, 롤 성형기의 하류에 있으며 빔 변형 부품을 포함하는 만곡 유닛을 제공하는 단계, 및 복수의 상이한 평면을 따라 그리고 가변 반경으로 빔이 롤 성형기를 벗어날 때 빔을 선택적이며 반복적으로 만곡시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 시트를 연속 빔으로 롤 성형하도록 구성된 롤 성형기를 제공하는 단계, 임의의 수직 또는 수평 방향으로 또는 이들 사이의 각도로 연속 빔 내로 종방향 만곡을 부여하도록 구성된 대향 롤러들을 구비한 롤 성형기에 부착된 만곡 유닛을 제공하는 단계, 및 빔 내로 적어도 2개의 상이한 만곡을 선택적으로 부여하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 시트 재료로부터 구조 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기를 제공하는 단계, 구조 빔의 제1 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제1 쌍의 성형 롤과, 구조 빔의 제2 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제2 쌍의 성형 롤을 갖는 만곡 유닛을 제공하는 단계, 및 성형 롤들의 제1 및 제2 쌍 전부가 빔과 연속적으로 결합하도록 그러나 하나의 쌍의 성형 롤들 중 하나가 하나의 쌍의 성형 롤들 중 다른 하나에 대해 일정한 거리를 유지하면서 하류로 구조 빔의 라인 수준 내로 이동하도록, 제1 및 제2 쌍의 성형 롤 중 적어도 하나의 쌍이 이동하도록, 만곡 유닛을 작동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 라인 수준 및 라인 수준 조건을 형성하는 구조 빔 내로 곡선을 부여하기 위한 방법은 빔-결합 제1 성형 롤 및 제1 성형 롤로부터 주어진 거리에 이격된 대향하는 빔-결합 제2 성형 롤을 포함하며, 빔이 선형이며 라인 수준 조건에 있을 때 연속 빔과 결합하도록 구성되고, 상류 및 하류 방향으로 이동하도록 제1 및 제2 성형 롤을 지지하는 지지 구조물을 포함하는 만곡 유닛을 제공하는 단계, 및 제1 성형 롤이 라인 수준 조건의 빔과 연속적으로 결합할 때 제1 성형 롤을 이동시키고, 또한 제1 성형 롤에 대해 일정한 거리를 유지하면서 제2 성형 롤을 제1 성형 롤의 중심점 주위에서 하류로 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 적어도 하나의 성형 롤을 제공하는 단계, 성형 롤을 운반하는 캐리어를 제공하는 단계, 및 성형 롤이 빔을 성형하기 위해 연속 빔과 결합할 때 캐리어를 이동 가능하게 지지하도록 구성된 지지부를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 상류 방향으로 이동될 때, 적어도 하나의 성형 롤의 연속 빔과의 빔-결합 접촉 지점이 연속 빔을 계속해서 지지하고 연속 빔을 라인 수준을 벗어나 변형시키지 않고, 하류 방향으로 이동될 때, 적어도 하나의 성형 롤의 빔-결합 접촉 지점이 연속 빔을 라인 수준으로부터 벗어나 변형되게 하는 경로를 따라 이동하도록, 적어도 하나의 성형 롤의 위치를 선택적으로 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 비선형 구조 부품을 만드는 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비하며 라인 수준을 형성하고, 롤 성형기에 인접하며 단일 평면 내에 놓이지 않는 복수의 상이한 방향으로 라인 수준으로부터 연속 빔을 자동으로 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 유닛을 포함하고, 롤 성형기 및 만곡 유닛에 작동식으로 연결되어 이들을 동시에 제어하는 제어기를 포함하는, 롤 성형기를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 2개의 상이한 평면 내에 놓이는 제1 세트의 만곡을 형성하는 제1 종방향 섹션을 각각 구비한 반복되는 동일한 제1 빔 세그먼트를 갖도록 연속 빔을 변형시키는 단계를 포함한, 제1 구조 빔 세그먼트를 롤 성형하는 단계, 및 적어도 2개의 상이한 평면 내에 놓이는 제2 세트의 만곡을 형성하는 제2 종방향 섹션을 각각 구비한 반복되는 동일한 제2 빔 세그먼트를 갖도록 연속 빔을 변형시키는 단계를 포함한, 제2 구조 빔을 롤 성형하는 단계를 포함하고; 제1 및 제2 세트의 만곡 내의 적어도 하나의 만곡은 반경 또는 종방향 길이 또는 방향 또는 평면에 있어서 상이하여, 제1 및 제2 빔 세그먼트는 종방향으로 상이한 3차원 형상을 형성한다.
본 발명의 다른 태양에서, 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 성형하도록 구성된 성형 롤을 구비하며 라인 수준을 형성하고, 단일 평면 내에 놓이지 않는 복수의 상이한 방향으로 라인 수준으로부터 연속 빔을 자동으로 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 롤을 구비한 만곡 유닛을 포함하는, 롤 성형기를 제공하는 단계; 및 중심 섹션 및 단부 섹션 및 중심 및 단부 섹션들을 연결하는 전이 섹션을 구비한 제1 구조 범퍼 보강 빔을 롤 성형하는 단계로서, 제1 빔은 차량 장착 위치에 있을 때, 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수평 거리(H1) 및 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수직 거리(V1)에 위치된 그의 중심 섹션을 갖는, 제1 구조 범퍼 보강 빔의 롤 성형 단계와; 및 중심 섹션 및 단부 섹션 및 중심 및 단부 섹션들을 연결하는 전이 섹션을 구비한 제2 구조 범퍼 보강 빔을 롤 성형하는 단계로서, 제2 빔은 차량 장착 위치에 있을 때, 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수평 거리(H2) 및 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수직 거리(V2)에 위치된 그의 중심 섹션을 갖고, (H1 - H2) 및 (V1 - V2)에 의해 생성된 숫자들 중 하나 또는 모두가 0이 아니어서, 제1 및 제2 빔은 상이한 형상인, 제2 구조 범퍼 보강 빔의 롤 성형하는 단계를 포함한다. 방법은 제1 차량 상으로 제1 구조 범퍼 보강 빔들 중 적어도 하나를 조립하는 단계; 및 제2 차량 상으로 제2 구조 범퍼 보강 빔들 중 적어도 하나를 조립하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 범퍼 빔 개발 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 롤 성형한 다음 선택적으로 만곡시키기 위해 기존의 공구를 사용하고, 그 후에 연속 빔을, 중심 섹션, 단부 섹션 및 차량 장착 위치에 있을 때 중심 섹션을 빔 세그먼트의 단부들을 연결하는 라인으로부터 수직 거리(V1) 및 수평 거리(H1)에 위치시키는 전이 섹션을 각각 갖는, 비선형 제1 빔 세그먼트로 절단하는 단계; 및 중심 섹션, 단부 섹션, 및 중심 섹션을 수직 거리(V2) 및 수평 거리(H2)에 위치시키는 전이 섹션을 각각 갖고 (V1 - V2) 및 (H1 - H2) 중 적어도 하나는 0이 아닌, 비선형 제2 빔 세그먼트를 형성하기 위해 기존의 공구를 사용하지만 프로그램식 제어기를 변화시키는 단계; 및 FMVSS 및 안전 범퍼 충격 표준에 대한 충격 특징에 대해 제2 빔 세그먼트를 시험하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 태양에서, 성형 롤을 갖는 롤 성형 공정에 의해 만들어진 제품은 라인 수준을 형성하며 상대적으로 편평한 벽 섹션에 의해 부분적으로 형성된 일정 단면을 갖도록 롤 성형 공정에서 성형 롤에 의해 성형된 구조적 튜브형 빔을 포함하고, 튜브형 빔은 또한 라인 수준으로부터 상이한 방향으로 만곡되는 적어도 2개의 상이한 종방향 섹션을 갖도록 만곡 유닛 내에서 만곡 성형 롤에 의해 성형되고, 하나의 방향은 다른 방향과 상이하고 그에 대해 각도를 이룬다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 태양, 목적, 및 특징은 다음의 상세한 설명, 특허청구범위, 및 첨부된 도면을 연구할 때 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해될 것이다.
도 1은 롤 성형기 및 롤 성형기의 하류 단부와 인라인으로 위치되어 그에 고정된 만곡 유닛을 포함하는 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 2-3은 대체로 정사각형 단면을 구비한 튜브형 빔의 평면도 및 정면도이고, 빔은 도 2의 평면도에서 각각의 단부에서 만곡부를 그리고 도 3의 정면도에서 전후 만곡부를 갖고, 만곡부들은 중첩하여, 복수의 상이한 방향 및 평면에서 그리고 상이한 종방향 위치에서 발생하는 복잡한 일정하지 않은 만곡부를 생성한다.
도 4-5는 도 3과 유사하지만 대안적인 단면 형상을 갖는 빔의 부분 사시도이고, 도 4는 직사각형 단일 튜브 빔이고, 도 5는 개방형 C-채널 빔("모자형" 빔으로도 불림)을 도시한다.
도 6은 도 2-3과 종방향으로 유사하지만, 이중 튜브 "B-형상" 단면을 갖는 빔의 단면도이다.
도 7-8은 도 1의 롤 성형기의 일 단부에서의 만곡 유닛의 하류측 및 상류측의 사시도이다.
도 9는 메인 프레임, 링형 중간 프레임, 성형 롤 캐리어, 앵커 부착 프레임, 및 백업 블록을 포함하는, 만곡 유닛의 다양한 주요 하위 조립체를 도시하는 도 7의 분해 사시도이다.
도 10-12는 도 9의 메인 프레임의 확대된 하류측 사시도, 상류측 사시도, 및 좌측면도이다.
도 13-15는 도 9의 링형 중간 프레임의 확대된 하류측 사시도, 상류측 사시도, 및 좌측면도이다.
도 16-17은 도 9의 성형 롤 캐리어의 확대된 하류측 사시도 및 좌측면도이다.
도 18-21은 베어링 지지 배열을 도시하는, 도 16의 롤 캐리어의 확대된 하류측 사시도, 평면도, 좌측면도, 및 하류측 정면도이다.
도 22-23은 도 9의 앵커 부착 프레임의 하류측 사시도 및 좌측면도이다.
도 24-26는 연속 빔 내에서 0의 만곡을 생성하도록 위치된 만곡 생성 부품을 구비한 만곡 유닛의 평면도, 좌측면도 및 하류측 측면도이다.
도 27-28은 상향 방향(도 27) 및 하향 방향(도 28)으로 연속 빔을 변형시키는 한 쌍의 만곡 생성 성형 롤을 포함하는 만곡 유닛의 개략적인 좌측면도이다.
도 29-31은 연속 빔 내에서 상향 만곡을 생성하도록 위치된 만곡 생성 부품을 구비한 하류측 사시도, 상류측 사시도, 및 좌측면도이고, 도 29-31은 빔 상향 변형 위치에 있는 것을 제외하고는, 각각 도 7, 8, 및 25와 대체로 동일하다.
도 32는 도 31과 유사하지만, 연속 빔을 상방으로 변형시키도록 모두 위치된 만곡 생성 롤 및 이를 위한 베어링 지지 배열만을 도시한다.
도 33은 도 32와 유사하지만, 연속 빔을 하방으로 변형시키도록 모두 위치된 만곡 생성 롤 및 이를 위한 베어링 지지 배열만을 도시한다.
도 34-36은 만곡 생성 부품이 연속 빔 내에서 좌측 수평 만곡을 생성하도록 위치되어 있는 하류측 사시도, 평면도 및 좌측면도이고, 도 34-36은 빔 좌측 변형 위치에 있는 것을 제외하고는, 도 7, 8, 및 25와 대체로 유사하다.
도 37은 도 35와 유사하지만, 우측 수평 만곡 변형 위치에 있다.
도 38은 도 29와 유사한 확대된 사시도이고, 도 39는 도 38의 원으로 둘러싸인 영역의 추가로 확대된 부분 사시도이다.
도 40-41은 도 39로부터의 연속 빔의 우측 및 좌측 만곡을 위한 내부 베어링 지지 배열의 사시 조립도 및 사시 분해도이다.
도 42-43은 연속 빔의 상향 및 하향 만곡을 위한 외측/상부 베어링 지지 배열의 사시 조립도 및 사시 분해도이다.
본 장치(50)(도 1)는 종방향 라인 수준 (즉, 롤 성형기 내에서의 빔의 종방향 중심선)을 따라 시트를 성형하기 위한 성형 롤을 갖는 롤 성형기(51)("롤 성형 밀" 또는 "롤 성형 장치"로도 불림), 및 롤 성형된 연속 빔(53)을 그가 롤 성형기(51)를 벗어날 때 선택적으로 만곡시키기 위해 롤 성형기(51)의 일 단부에 위치되어 롤 성형기에 고정된 다축 만곡 유닛(52)("만곡 장치" 또는 "종방향 다축 만곡 장치"로도 불림)을 포함한다. 만곡 유닛(52)은 임의의 수직 또는 수평 또는 각도를 이룬 평면 내에서 그리고 임의의 종방향 위치에서 그리고 (기계 및 재료 한도까지의) 만곡의 임의의 각도/선예도로, 연속 빔(53) 내에서 상이한 종방향 만곡 (즉, 종방향 곡률)을 선택적으로 형성하도록 구성된다. 제어기(54)는 연속 빔(53)이 절단 유닛(49)에 의해 소정의 길이의 빔 세그먼트로 분리될 때, 세그먼트(55)가 각각 서로에 대해 동일하며 또한 횡방향 중심 평면에 대해 대칭이고, 아울러 승용차의 범퍼 보강 빔으로서 사용될 수 있도록 그들의 단부 섹션에 대한 그들의 중심 섹션의 정확한 위치 설정을 위한 원하는 비선형 3차원 종방향 형상을 각각 갖도록, 조화된 작용을 위해 롤 성형기(51), 만곡 유닛(52) 및 절단 유닛(49)에 작동식으로 연결되어 제어한다. 유리하게는, 만곡 유닛(52)은 롤 성형기(51)의 연속 고속 작동 중에 즉시 작동할 수 있다. 또한, 만곡 유닛(52)은 비대칭형 빔 세그먼트도 제작할 수 있음을 알아야 한다.
예를 들어, 도시된 빔 세그먼트(55)(차량 범퍼 보강 빔으로서 유용하므로 본원에서 "범퍼 보강 빔"으로도 불림)(도 2-4)는 종방향 선형 중심 섹션(56), 동일 선상으로 정렬된 우측/좌측 단부 섹션(57), 및 섹션(56, 57)들 사이에서 연장하는 종방향 전이 섹션(58)을 구비한 비교적 정사각형인 "편평-벽" 튜브형 단면을 갖는다. 빔 세그먼트(55)가 차량 장착 위치에 있을 때, 빔 세그먼트(55)의 상부 및 바닥 벽은 그들의 길이를 따라 (최소량의 파상부(undulation)를 구비하여) 실질적으로 연속적으로 수평이고, 빔 세그먼트(55)의 전방 및 후방 벽은 전이 섹션(58)을 통해서도, 그들의 길이를 따라 실질적으로 연속적으로 수직이다. 전이 섹션(58)은 (빔 세그먼트(55)가 차량 장착 위치에 있을 때) 단부 섹션(57)들을 연결하는 라인을 향해 그 위에서 중심 섹션(56)을 위치시킨다. 각각의 전이 섹션(58) 및 단부 섹션(57)은 복합 굽힘부를 포함하고, 복합 굽힘부의 일부는 상향(도 3 참조)이고, 복합 굽힘부의 일부는 전후 방향(도 2 참조)이다.
도 2-3을 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 도시된 상방 및 전방 굽힘부는 도시된 전이 섹션(58) 및 단부 섹션(57)이 단일 각도 평면 내에 놓이는 단순 굽힘부보다 더 복잡하도록 빔 세그먼트(55) 내로 "독립적으로" 위치된다. 이는 중심 섹션(56)이 차량 프레임에 연결되도록 위치되는 것을 허용하고, 단부 섹션(57) 및 전이 섹션(58)은 미적 및 범퍼 기능을 위해 필요한 대로 위치된다. 예를 들어, 범퍼 기능은 (차량에 대한 높이 및 전후 관계를 포함한) FMVSS(federal motor vehicle safety standards:연방 자동차 안전 표준) 범퍼 안전 요건에 의해 그리고/또는 (차량에 대한 높이 및 전후 관계를 포함한) 트레일러 히치 요건에 대해 그리고/또는 (즉, 원하는 전방 또는 후방 페시아 및 외관과 정합하기 위한) 미적 요건에 대해 구속될 수 있다. 아울러, 단면은 그의 충격 및 내하 강도를 유지하기 위해 그의 길이의 전 부분을 따라 그의 형상을 유지해야 한다. 다시 말하자면, 빔(55)은 바람직하게는 만곡 변형의 일부가 수직 및 수평에 대해 각도를 이루어, 만곡 작동 중에 그의 직각 형상을 마름모 형상 또는 평형사변형 형상으로 변화시키는 경향이 있더라도, 만곡될 때 마름모 또는 사다리꼴 형상으로 뒤틀리지 않아야 한다.
만곡 유닛(52)을 포함하는 본 장치는 마름모 형상으로의 최소의 뒤틀림 및 또한 파상 벽 형상으로의 최소의 뒤틀림을 포함한, 원치 않는 변형을 방지하는데 특히 적합하다. 구체적으로, 고강도 강은 압축될 때, 파상부를 형성하는 경향이 있다. 본 만곡 유닛을 사용함으로써, 아래에서 설명되는 바와 같이, 하나의 성형 롤 주위에서 연속 빔을 구부리고 하나의 성형 롤의 하류측 주위에서 대향 성형 롤을 둘러싸는 것에 상당 부분 기인하여, 압축 응력이 최소화되고 인장력이 최대화된다.
본 발명의 중요한 이점은 롤 성형기(51) 및 만곡 유닛(52) 상의 단일 세트의 공구가 상이한 차량을 위한 상이한 빔을 제조하도록 사용될 수 있으며, 빔은 유사한 단면 형상을 갖지만 상이한 굽힘부를 갖는 점이다. 아울러, 상이한 빔들의 제작 운전 사이의 설치 시간 및/또는 운전 정지 시간은 변화가 만곡 유닛의 작동을 제어하는 프로그램 가능한 제어기 내에의 프로그램 제어 변화로 제한되므로, 실질적으로 0으로 감소된다. 이는 비용을 실질적으로 절감하고 자본 투자를 감소시킨다. 구체적으로, 본 발명은 롤 성형기 및 만곡 유닛의 고속 작동 중에, 그의 단부 섹션에 대한 그의 중심 섹션의 제1 관계를 갖는 제1 빔으로부터, 그의 단부 섹션에 대한 그의 중심 섹션의 상이한 제2 관계를 갖는 제2 빔으로의 즉각적인 또는 "즉시" 조정을 허용한다.
구체적으로, 시험은 상이한 차량들이 흔히 지면에 대한 그들의 프레임 레일 팁의 상이한 높이 및 범퍼 빔의 바람직한 중심 높이에 대한 프레임 레일 팁의 상이한 관계를 갖는 점을 제외하고는, 특정 빔 단면이 흔히 상이한 차량들에 대해 사용될 수 있음을 보여주었다. 아울러, 상이한 차량 내의 범퍼 빔들은 차량의 프레임 레일 팁, 차량의 휠, 및 다른 차량 부품에 대한 상이한 전후 관계를 갖는다. 예를 들어, 동일한 모델 스타일의 차량들이 (즉, 상이한 형상의 보강 빔을 요구하는) 상이한 페시아 패키지를 가질 수 있거나, (상이한 휠 직경 또는 서스펜션 패키지 또는 견인 장치 옵션과 같은) 상이한 옵션 및 차량 액세서리를 가질 수 있거나 (추가된 차량 액세서리로 인한) 상이한 차량 중량을 가질 수 있고, 이들 모두는 빔의 단부 섹션에 대한 빔의 중심 섹션의 높이 및/또는 전후 위치가 변화되는 변형된 범퍼 시스템에 대한 필요를 일으킬 수 있다. 아울러, 차량 제조 회사는 흔히 "구형" 차량에서 시작한 다음, 계속하여 그의 프레임, 휠, 서스펜션, 페시아, 및/또는 다른 부품을 변형시킴으로써 신형 차량을 개발한다.
전통적으로, 이러한 신형 차량은 범퍼 장착 위치가 상이하였고 또한 상이한 범퍼 강도가 필요하였으므로, 구형 범퍼 시스템을 사용할 수 없었다. 따라서, 역사적으로, 완전한 신형 범퍼 개발 프로그램이 개시되었고, 이때 각각의 신형 스타일 차량에 대해, 범퍼 빔 단면, 형상, 재료, 및 마운팅이 시험을 통해 개발되고 최적화되었다. 이는 수십만 달러를 요하는 장기간 범퍼 개발 프로그램, 신형 공구, 신형 고정구, 및 추가의 재고를 초래한다. 본 발명을 사용하면, 범퍼 시스템은 여전히 시험되고 인증되어야 하지만, 기본 범퍼 빔 세그먼트는 동일한 롤 및 공구를 사용하여 만들어질 수 있고, 만곡은 각각의 개별적인 모델 또는 차량에 대해 그의 단부 섹션에 대한 최적의 (상이한) 위치에 빔 세그먼트의 중심 섹션을 위치시키도록 조정된다. 동시에, 각각의 범퍼 시스템은 재료 선택을 통해, 전이 섹션의 형상을 제어함으로써, 그리고/또는 빔-부착 빔-단면-특정 내부/외부 강화재를 통해 최적화될 수 있다.
결과적으로, 한 세트의 공구 (즉, 롤 성형기 상의 하나의 완전한 세트의 성형 롤 및 잠재적으로 또한 만곡 유닛 상의 하나의 세트의 만곡 성형 롤)가 2개의 상이한 빔을 제조하기 위해 사용될 수 있어서, 2개의 상이한 세트의 롤 성형 공구에 대한 필요를 제거한다. 아울러, 제어기가 2가지 유형의 빔을 자동으로 선택적으로 제작하도록 프로그램되어 있으므로, 운전 간의 절환 시의 전환 및 설치로 인한 임의의 시간 낭비가 없다.
특히, 도시된 범퍼 빔 세그먼트(55)(도 2-3)는 정사각형 단면을 갖지만, 모든 섹션(55-57)의 상부 및 바닥 벽은 전체적으로 상대적으로 수평이고, 모든 섹션(55-57)의 전방 및 후방 벽은 전체적으로 상대적으로 수직이다. 이러한 수평 및 수직 벽은 빔 충격 강도가 소실되거나 훼손되지 않도록 그리고 빔의 중량 지지 기능 및 능력이 훼손되지 않도록, 그들의 예비 만곡 배향으로 유지되는 것이 바람직하다. 강성을 위해, 도 4의 도시된 빔 세그먼트(55) 내의 전방 벽은 2개의 채널 리브를 포함하고, 후방 벽은 하나의 채널 리브를 포함하는 것을 알아야 한다. 그러나, 더 많거나 더 적은 리브 및 상이한 단면 크기를 포함한 대안적인 단면 형상이 고려된다. 예를 들어, 도 4의 빔(55A)은 약 4:1의 높이 대 깊이 비율을 갖는 단일 튜브 빔을 형성하고, 도 5의 빔(55B)은 약 1.5:1의 비율의 개방 채널 U-형상 빔을 도시하고, 도 6의 빔(55C)은 약 2.5:1의 높이 대 깊이 비율을 구비한 다중 이격 튜브 (B-형상) 빔을 도시한다. 아울러, 도 4-6의 각각의 빔은 증가된 강성 및 개선된 충격 특성을 위해 그의 전방 벽 (및/또는 후방 벽) 상에서 채널 리브(56A)(들)을 갖는다. 도 6의 빔(55B)은 또한 강성 및 빔을 지나는 개선된 공기 유동을 위해 각각의 수평 벽 상에서 후방 플랜지(56B) 또는 각도를 이룬 후방 벽 부분(56C)을 갖는다. 도 5의 빔(55B)은 그의 전방 벽 내에서 2개의 강화 채널을 갖고, 또한 그의 수평 상부 및 바닥 벽의 후방 모서리 상에서 수직 상하 강화 플랜지를 갖는다. 특히, 충격 시에 그의 수평 벽이 확장하는 경향을 감소시키기 위해 도 5의 빔(55B)에 후방 스트랩이 추가될 수 있음이 고려된다.
본 발명의 개념은 (O, P, B, D, 정사각형, 직사각형, 육각형 등과 같은) 상이한 폐쇄된 튜브형 단면을 포함한 많은 상이한 빔 및 또한 (L, X, U, T, I, Z 등과 같은) 개방 단면을 갖는 빔에 대해 적용될 것임이 고려된다. 또한, 만곡 유닛(52)에 의해 연속 빔에 주어지는 종방향 곡률은 일정 반경 또는 가변 반경을 형성할 수 있고, 또한 임의의 방향으로 또는 연속 빔을 따른 임의의 종방향 위치에서 이루어질 수 있음이 고려된다. 또한, 직선 (미변형) 섹션은 도 2-3에 의해 도시된 바와 같이, 필요하다면 빔 내에 남겨질 수 있거나, 중심 섹션 또한 종방향 곡률을 포함하도록 만곡될 수 있다. 특히, 도시된 빔 세그먼트는 범퍼 보강 빔으로서 사용될 수 있지만, 차량 프레임 레일 및 크로스 프레임 지지체와 같은 차량을 위한 다른 구조 부품이 만들어질 수 있음이 고려된다. 또한, 본 발명의 개념은 가구, 건설 장비, 농업 장비, 건물, 기계류 및 비선형 구조 빔 또는 강도를 갖는 비선형 신장된 구조 부재가 필요한 임의의 다른 용도와 같은, 많은 다른 환경에서 구조 및 비구조 부품을 만들기 위해 사용될 수 있음이 고려된다.
롤 성형기(51)는 기계 프레임(61), 및 (40 ksi의 인장 강도, 또는 더 바람직하게는 120-220 ksi의 인장 강도와 같은 80 ksi 이상의 강철과 같은) 고강도 시트 재료의 스트립을 연속 빔(53)의 단면 형상으로 성형하기 위한 복수의 액슬 지지식 피구동 만곡 성형 롤(70)을 포함한다. 도시된 롤 성형기(51)는 또한 단면 형상을 영구적인 튜브형 형상으로 용접하기 위한 용접기(49') 및 길로틴형 절단 장치(49)를 포함한다. 도시된 롤 성형기(51)는 연속 선형 빔(53)(도 2-6 참조)을 성형하도록 구성된 롤을 포함하고, 선형 형상은 롤 성형기(51)의 라인 수준을 따라 만곡 유닛(52)까지 연장한다. 예를 들어, 관심 있는 만곡 스테이션을 구비한 롤 성형 장치 및 공정을 개시하는, 스터러스의 미국 특허 제5,092,512호 및 제5,454,504호 및 라이욘스의 미국 특허 출원 공개 제2007/0180880호 참조 (이들의 전체 내용은 본원에서 참조로 통합되었음).
만곡 유닛(52)의 부품명 목록:
61. 메인 프레임/기계 기부(도 9, 10-12 참조)
62. 수직 축 프레임/성형 롤 캐리어(도 9, 16-21 참조)
63. 수평 축 중간 프레임(도 9, 13-15 참조)
64. 수직 축 "타원형" 곡선 베어링 레이스(도 18-21, 34, 39-40)
65. 수평 축 "타원형" 곡선 베어링 레이스(도 18-21, 31, 41-42)
66. 수직 축 액슬(도 8)
67. 수평 축 액슬(도 8)
68. 백업 블록(도 9 참조)
69. 만곡 유닛-롤 밀 조정 가능한 부착 프레임(도 22-23 참조)
70. 만곡 유닛 내의 만곡 성형 롤("만곡 롤"로도 불림)
71. 수직 축 위치 설정 액추에이터(실린더 및 연장 가능한 로드)(도 8)
72. 수평 축 위치 설정 액추에이터(실린더 및 연장 가능한 로드)(도 8)
73. 수직 축 위치 센서(도 8)
74. 수평 축 위치 센서(도 8)
75. 캠 요크 롤러 및 마운트("만곡 지지 롤"로도 불림)(도 18-21, 39-42)
76. 캠 요크 롤러 안내 메커니즘(도 39-42)
메인 프레임/기계 기부(61)(도 10-12)는 만곡 유닛(52)의 일부를 형성하고, 또한 본 만곡 유닛(52)의 다른 부품을 지지한다. 기부(61)는 지면-결합 플랫폼(80), 및 8각형 형상을 형성하는 튜브 섹션의 고정된 외측 구조 링(81)을 포함한다. 구조 링(81)의 측면 상의 액슬 홀더(82)가 동일 선상 액슬(67)을 지지하고, 액슬(67)은 내측으로 연장한다. 액슬(67)은 수평 만곡 축(84)을 따라 놓여서 축을 형성한다. 도시된 외측 구조 링(81)은 8면체이지만, 다른 형상이 유효할 것임이 고려된다. 수평 축 위치 센서(74)는 기부(61)의 구조 링(81)에 부착된 브라켓(74') 상에 장착되고, 코드 (또는 스템 또는 가요성 스트립)이 중간 프레임(63)의 각도 위치를 측정하기 위해 축(84)으로부터 이격된 위치에서 센서(74)로부터 중간 프레임(63)으로 연장한다.
수평 축 "타원형" 곡선 베어링 레이스(65)는 외측 구조 링(81)의 내부 상의 상부 및 바닥 위치에 위치된다. 레이스(65)는 특수한 형상의 상류 및 하류 섹션을 각각 포함하는, 내향 베어링 표면을 갖는다. 베어링 표면의 상류 섹션은 만곡 유닛(52) 상의 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)가 롤 성형기(51)의 라인 수준과 평행하게 (즉, 연속 빔(53)의 길이와 평행하게) 선형으로 이동하도록 경로를 형성한다 (도 27, 31, 32, 및 41 참조). 베어링 표면의 하류 섹션은 하류-이동 만곡 성형 롤러(70) (즉, 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)로부터의 연속 빔(53)의 대향 측면 상의 만곡 성형 롤러(70))가 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)의 중심점 주위에서 이동하도록 경로를 형성한다. 바꾸어 말하면, 하류-이동 만곡 성형 롤러(70)는 다른 (상류-이동) 만곡 성형 롤러(70) 주위에서 그에 대해 일정한 거리에서, 하류 방향으로 이동한다. 이는 하류-이동 만곡 성형 롤러(70)가 연속 빔(53) 내로 이동하여, 이를 상류-이동 만곡 성형 롤러(70) 주위에서 변형시키게 하고, 두 대향 롤러(70)들은 만곡 유닛(52) 내의 굽힘 영역에서 연속 빔(53)의 벽과 계속해서 결합하여 지지한다.
직사각형 지면-결합 플랫폼(80)(도 10-12)은 조정 가능한 발(111) 및 지면-부착 고정 브라켓(112)을 포함한다. 평행 직립부(113, 114)들이 플랫폼(80)으로부터 상방으로 연장하고, 구조 링(81)의 상부에 연결되는 상부 링 안정기(115)를 지지한다. 횡방향 빔(116)이 평행 직립부(113/114)들을 함께 결속하고, 또한 지지 플레이트(117)가 직립부(113/114)들 사이에 부착된다. 지지 플레이트(117)는 그에 부착되는 백업 블록(68)을 지지한다. 또한, 앵커 부착 프레임(69)은 롤 성형기(51)의 프레임에 만곡 유닛(52)을 고정시키기 위해 직립부(113/114)의 상류측에 부착된다.
수직 축 프레임(62)(본원에서 "만곡 롤 캐리어"로도 불림)(도 16-17)은 "십자" 형상이고, "십자" 형상의 각각의 다리는 U-형상 롤러 지지부(90)를 형성한다. 4개의 직교하여 위치된 롤러 지지부(90)는 연속 빔(53)의 4개의 측면 주위에서 4개의 성형 롤(70)을 지지하도록 상호 연결되고 위치되며, 성형 롤(70)의 쌍은 각각 연속 빔(53)의 대향 측면들과 결합하도록 위치된다. 각각의 롤러 지지부(90)는 단부 플레이트(93)에 의해 연결된 한 쌍의 평행 롤-지지 측면 플레이트(91, 92)를 포함한다. 각각의 성형 롤(70)은 측면 플레이트(91, 92)를 통해 연장하는 액슬(94) 상에 지지된다. 편평 베어링이 각각의 관련 롤(70)(들)의 일 측면을 롤러 지지부(90)의 다리 내에서 수직 축 프레임(62)에 대한 그의 직교성을 유지하도록 지지하기 위해, 각각의 측면 플레이트(91, 92)의 내부 상에 위치된다. 수직 액슬(66)은 수직으로 이격된 단부 플레이트(93)들의 상부 및 바닥 섹션으로부터 상방 및 하방으로 연장한다. 우측 및 좌측 수직 축 "타원형" 곡선 베어링 레이스(64)가 우측 및 좌측 단부 플레이트(93) 상에 위치된다. 베어링 레이스(64)는 지지 롤(75)과 결합하는 외향 베어링 표면을 갖고, 빔(53)을 변형시키는 동안 연속 빔(53)과의 정합하는 대향 만곡 성형 롤러(70)의 결합을 유지하는 지지 롤(75)과 결합하도록 설계된 상류 및 하류 섹션을 포함한다.
구체적으로, 수직 축 "타원형" 곡선 베어링 레이스(64)는 캐리어(62)의 외부 상의 우측 및 좌측 위치에 위치된다 (도 16-17). 레이스(64)는 상류 및 하류 섹션을 포함하는 외향 베어링 표면을 갖는다. 베어링 표면의 상류 섹션은 만곡 유닛(52) 상의 (지지 롤(75)에 의해 지지되는) 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)가 라인 수준과 평행하게 (즉, 연속 빔(53)의 길이와 평행하게) 선형으로 이동하도록 경로를 형성한다 (도 27, 34-36, 37, 및 42 참조). 베어링 표면의 하류 섹션은 하류-이동 만곡 성형 롤러(70) (즉, 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)로부터의 연속 빔(53)의 대향 측면 상의 만곡 성형 롤러(70))가 상류-이동 만곡 성형 롤러(70)의 중심점 주위에서 이동하도록 경로를 형성한다. 바꾸어 말하면, 하류-이동 만곡 성형 롤러(70)는 다른 (상류-이동) 만곡 성형 롤러(70) 주위에서 그에 대해 일정한 거리에서, 하류 방향으로, 롤 성형기(51)로부터 나오는 연속 빔(53)의 경로 "내로" 이동한다.
도 18-21, 38-43은 베어링 레이스(64, 65)의 캠 요크 롤러 및 마운트(75) 그리고 캠 요크 롤러 안내 메커니즘(76)과의 관계를 도시한다. 캠 요크 롤러 및 마운트(75)는 각각 베어링 레이스(64)의 곡선 표면과의 구름식 결합을 위해 롤러(120)를 지지하는 측면 다리를 갖는 마운트(121)를 구비한 롤러(120)(도 41 및 43)를 포함한다. 캠 요크 롤러 안내 메커니즘(76)은 마운트(121)의 편평 후방 표면과 활주 가능하게 결합하여, 배열이 측방향 응력에 대해 조정되도록 허용하기 위한 복수의 롤러 베어링(122)을 포함한다.
수평 축 프레임(63)(도 13-15)은 메인 프레임/기계 기부(61)의 외측 구조 링(81) 내에 끼워지고, 수직 축 프레임/롤 캐리어(62)의 주위/외부에서 연장하는 내측 구조 링(100)을 포함한다. 도시된 내측 구조 링(100)은 외측 구조 링(81)과 유사하지만 그보다 더 작은, 8면 구조를 형성하도록 함께 용접된 복수의 짧은 튜브 섹션들을 포함한다. 보강 하위 프레임(130)이 내측 구조 링(100)의 각각의 측방 측면 상에 형성되고, 각각 상부, 측면 및 바닥 위치에서 내측 구조 링(100)에 부착되는 3개의 튜브 섹션(131-133)을 포함한다. 3개의 튜브 섹션(131-133)들은 수렴하고 수직 플레이트(134)에 볼트 결합되거나 (용접에 의한 것과 같이, 달리 고정되고), 우측 및 좌측 플레이트(134)는 동일 선상이며 연속 빔(53)의 대향 측면 (즉, 직립부(113/114)의 대향 측면 상에) 위치된다. 하위 프레임(130)의 1차 의도는 수직 축 액추에이터를 부착하기 위한 것이지만, 이는 또한 구조 링(100)을 어느 정도 강화시킴을 알아야 한다.
보강 하위 프레임(130)은 내측 구조 링(100)을 안정화하고, 만곡 작동 중에 링(100)이 경험하는 큰 응력에도 불구하고 과도한 뒤틀림을 방지한다. 우측 및 좌측 수직 축 액추에이터(71)(도 8)는 만곡 롤 캐리어(62) 상에서 플레이트(134)와 브라켓(137) 사이에서 연장하고, 각각의 액추에이터(71)는 만곡 유닛(52) 및 롤 성형기(51)의 제어된 조화식 작동을 위해 프로그램 가능한 시스템 제어기(54)에 작동식으로 연결된 유압 시스템(142)(도 1)에 의해 제어되는 실린더(140) 및 연장 가능한 로드(141)를 포함한다. 액추에이터(71)를 작동시킴으로써, 만곡 롤 캐리어(62)는 상이한 선택된 위치들 사이에서 수직 축에 대해 회전되어, 우측 또는 좌측 방향으로 그리고 빔(53) 내로 부여되는 종방향 만곡의 원하는 선예도 및 종방향 위치로 연속 빔(53)을 만곡시킨다.
우측 및 좌측 수평 축 액추에이터(72)(도 8)가 중간 수평 축 프레임(63) 상의 튜브 섹션(131-133)/플레이트(134)의 내측면과 기부(61) 상의 브라켓(145) 사이에서 연장한다. 각각의 액추에이터(72)는 만곡 유닛(52) 및 롤 성형기(51)의 제어된 조화식 작동을 위해 프로그램 가능한 시스템 제어기(54)에 작동식으로 연결된 유압 시스템(142)에 의해 제어되는 실린더(140) 및 연장 가능한 로드(141)를 포함한다. 액추에이터(72)를 작동시킴으로써, 만곡 롤 캐리어(62)는 상이한 선택된 위치들 사이에서 수평 축에 대해 회전되어, 연속 빔(53)을 빔(53) 내로 부여되는 종방향 만곡의 원하는 선예도 및 종방향 위치로 위 또는 아래로 만곡시킨다. 액추에이터(71, 72)를 선택적으로 작동시킴으로써, 수직 또는 수평 또는 각도를 이룬 만곡이 연속 빔(53)의 길이를 따라 어디서나 이루어질 수 있다. 범퍼 보강 빔(이하에서 "빔 세그먼트"(55)로 불림)의 경우에, 연속 빔(53)은 섹션으로 절단되고, 다양한 선택된 만곡이 중요 위치에서 연속 빔(53)을 절단함으로써, 빔 세그먼트(55)가 빔 세그먼트(55)의 종방향 중심을 통해 횡방향 수직 평면에 의해 분할될 때 종방향으로 대칭이 되도록, 연속 빔의 길이를 따라 대칭으로 그리고 반복적으로 수행된다 (도 2-3 참조).
중립 위치(도 7-8, 18-21, 24-26)에 있을 때 (즉, 만곡 유닛(52)이 연속 빔(53)이 롤이 성형될 때 선형으로 유지되고 라인 수준에서 벗어나서 구부러지지 않도록, 연속 빔(53)을 변형시키지 않도록 위치될 때), 구조 링(81, 100)(도 7) ( 및 롤 캐리어(62))는 공통 평면 위치(도 24-26)에 있고, 2개의 구조 링(81, 100)의 복수의 튜브 섹션들은 라인 수준에 대해 직교하는 공통 수직 평면 내에 놓인다. 액슬 수납 베어링(102)(도 9)이 수직 축 프레임(62)의 수직 액슬(66)을 수납하기 위해 내측 구조 링(100)의 상부 및 바닥 섹션 상에 위치되고, 액슬 수납 베어링(103)이 메인 프레임(61)의 수평 액슬(67)을 수납하기 위해 내측 구조 링(100)의 우측 및 좌측 섹션 상에 위치된다.
조정 가능한 부착 프레임(69)(도 22-23)은 기부 플레이트(150) 및 삼각형을 형성하는 구조 링크(151-153)를 포함하고, 각도를 이룬 링크(153)는 프레임(69)이 롤 밀의 단부에서 정렬된 상태로 조정될 수 있도록 조정 가능하다. 수직 링크(152)는 만곡 유닛(52)의 기부(61)에 볼트 결합된다.
(튜브형 빔 내의 공동의 내부를 충전하도록 형성된 일련의 상호 연결된 내부 맨드릴을 포함하는) 사형 내부 맨드릴이 필요하다면 연속 빔(53)의 내부에서 사용될 수 있음이 고려된다. 내부 맨드릴(구체적으로 도시되지는 않았지만, 스터러스의 미국 특허 제5,092,512호 또는 제5,454,504로 참조)은 성형 롤(70)의 핀치점 사이에 위치되어 (핀치점의 상류 및/또는 하류로 잠재적으로 연장하고), (튜브형) 빔이 폐쇄되고 용접되어 덮이는 부분의 상류의 위치로 롤 밀 내로 연장하는 케이블에 의해 상류에서 고정된다. 사형 내부 맨드릴 및 상류 케이블 앵커의 상세한 설명은 요구되지 않지만, 예를 들어, 독자는 스터러스의 미국 특허 제5,092,512호 및 제5,454,504호의 내용을 참조하도록 요구된다. 존재한다면, 내부 맨드릴은 모든 방향으로 구부러지도록 설계되어, 내부 맨드릴이 만곡 유닛(52)의 다방향 굽힘 능력을 제한하지 않음을 알아야 한다. 이는 상대적으로 짧은 단일 블록, 유니버설 조인트에 의해 함께 연결된 짧은 블록들의 스트링, 가요성의 탄성적으로 굽힘 가능한 블록, 및/또는 다축 굽힘을 위해 복수의 비평행 액슬과 상호 연결된 일련의 블록을 제공함으로써와 같이, 다양한 방식으로 달성될 수 있다.
백업 블록(68)(도 9)은 만곡 유닛(52)이 그의 중립 비만곡 위치에 위치될 때, 롤(70)의 약간 상류에서 캐리어(62) 및/또는 롤(70)에 매우 근접하여 위치된다. 백업 블록(68)은 연속 빔(53)(도 7-8)을 그가 직립부(113/114)들 사이에서 만곡 유닛(52) 내로 통과할 때 지지하여, 만곡 공정 중에 롤 밀(51)과의 라인 수준 조건에서 (만곡 스테이션에 앞서) 빔(53)의 상류 부분을 지지함으로써 연속 빔(53)을 선형으로 유지하는 것을 돕는다. 도시된 바와 같이, 도시된 액추에이터(71, 72)의 행정은 캐리어(62)의 최대 각도 회전을 제한하지만, 백업 블록(68)의 전방 단부는 캐리어(62) 또는 중간 프레임(63)이 너무 멀리 회전하면 롤(70)과 결합하는 것을 알아야 한다. 제한 멈춤부 또는 앵커 또는 다른 수단이 필요하다면 추가될 수 있음이 또한 고려된다. 백업 블록(68)의 하류 단부는 그가 만곡 유닛(52) 내의 롤(70)의 상류측과 매우 가깝고 인접한 위치에서 만곡 롤러(70)의 핀치점 영역 내로 연장할 수 있도록 반경 표면으로 절단된다.
캠 요크 롤러 및 마운트(75)와 캠 요크 롤러 안내 메커니즘(76)이 베어링 레이스(64, 65)의 베어링 표면과 작동식으로 결합하도록 장착된다 (도 18-21, 38-43). 구체적으로, 안내 메커니즘(76)은 내측 구조 링(100)의 상부 및 바닥 섹션 상에 위치되고, 외측 구조 링(81)을 향해 외측으로 향하고, 캠 요크 롤러 및 마운트(75)는 관련 롤러(70)가 베어링 레이스(65)와 구름식으로 결합하도록 안내 메커니즘(76) 상에 위치된다. 하나의 지지 롤러(75)가 상류로 이동할 때, 베어링 레이스(65)는 관련 성형 롤(70)이 라인 수준과 평행하게 선형으로 상류 방향으로 연속 빔(53)과 평행하게 선형으로 이동하도록 형성된다. 따라서, 상류로 이동되는 성형 롤(70)은 빔(53)과 연속적으로 결합한다.
동시에, 하나의 지지 롤러(75)가 만곡 롤(70)을 상류로 이동시킬 때, 그의 대향 지지 롤러(75)는 관련 베어링 레이스를 따라 만곡 롤(70)을 하류로 이동시켜서, 2개의 대향 롤(70)들 사이에서 동일한 거리를 일정하게 유지한다. 이는 대향 성형 롤(70)들이 점점 더 가파른 횡방향으로 경로(B)를 따라 라인 수준을 가로질러 이동하게 한다. 롤(70)이 하류로 이동할 때, 이는 상류-이동 롤러(70)에 대해 동일한 거리를 유지한다. 이는 매우 안정된 굽힘 작용을 일으키고, 연속 빔(53)은 대향 성형 롤(70)의 하류 이동에 의해 제1 (상류) 성형 롤(70) 주위에서 권취된다.
특히, 대향 성형 롤(70)의 쌍은 연속 빔을 상향 또는 하향 수직 방향으로 구부리도록 이동될 수 있다 (도 27-28, 29-32, 33). 성형 롤(70)의 연속 빔(53)의 대향 측면들과 지지 롤러(75)의 연속적인 접촉을 유지하도록 관련 레이스와 상호 작용한다. 이는 적어도 다음의 이유로 중요하다. 고강도 강으로 그리고/또는 (3 x 4 인치와 같은) 큰 단면적을 구비하여 만들어진 튜브 (즉, 연속 빔(53))이 구부러질 때, 굽힘 방향과 평행하게 연장하는 빔 벽은 벽의 일 단부에서 압축되고 벽의 대향 단부에서 연신되는 경향이 있다. 또한, 굽힘부의 내부 및 외부 반경을 형성하는 나머지 빔 벽은 각각 압축 및 인장에 놓인다. 그러나, 고강도 강은 압축에 저항한다. 따라서, 큰 압축력을 받는 임의의 빔 벽은 불안정해지고 제어되지 않은 방식으로 파상화되는 경향이 있어서, 극도로 구부러지고, 그의 원하는 직각 형상으로부터 잠재적으로 비틀리거나 구부러진다. 최소한, 단면 형상의 치수 일관성 및 제어와 만곡의 균일성이 심각하게 훼손되고 그리고/또는 소실된다.
안내 메커니즘(76)은 또한 내측 구조 링(100)의 우측 및 좌측 섹션 상에 위치되고, 외측 구조 링(81)을 향해 내측으로 향하고, 캠 요크 롤러 및 마운트(75)는 관련 롤러(70)가 베어링 레이스(64)와 구름식으로 결합하도록 안내 메커니즘(76) 상에 위치된다. 하나의 지지 롤러(75)가 상류로 이동할 때, 베어링 레이스(64)는 관련 성형 롤(70)이 라인 수준을 따라 상류 방향("A")으로 평행하게 선형으로 이동하여 성형 롤(70)이 빔(53)과 연속적으로 결합하게 하도록 형성된다. 동시에, 하나의 지지 롤러(75)가 상류로 이동할 때, 그의 대향 지지 롤러(75)는 관련 베어링 레이스를 따라 하류로 이동한다. 이는 대향 성형 롤(70)이 경로(B)를 따라 라인 수준을 가로질러 이동하게 한다. 이는 매우 안정된 굽힘 작용을 일으키고, 이때 연속 빔은 대향 성형 롤(70)의 하류 이동에 의해 제1 성형 롤(70) 주위에서 권취된다. 특히, 대향 성형 롤(70)들의 쌍은 각 수평 방향으로 연속 빔을 구부리도록 이동될 수 있다.
임의의 성형 롤(70)의 이동의 속도, 범위 및 시점은 액추에이터(실린더(71, 72))를 제어하는 제어기(54)에 의해 제어되고, 부품들의 위치 (및 발생되는 만곡의 정도)가 센서(73, 74)에 의해 주어진다. 아울러, 수직 및 수평 축에 대한 성형 롤(70)들의 조합된 이동에 의해, 수직 만곡, 수평 만곡, 및 수직과 수평 사이의 방향으로 각도를 이루는 경사 만곡(들)을 포함한 임의의 방향의 만곡이 연속 빔(53) 내로 부여될 수 있다. (범퍼 세그먼트(55)가 차량 장착 위치에 있을 때) 공동 정렬된 단부 섹션(57)들로부터 수직 상방(방향 C) 및 수평 전방(방향 D)으로 이동되는 중심 섹션(56)을 갖는 범퍼 보강 부품(55)을 도시하는 도 2-3 참조.
만곡 유닛(52) 내에서, 만곡은 만곡이 형성되는 방향에 관계없이, 대향 만곡 롤(70)의 하류측 주위에 연속 빔을 둘러쌈으로써 발생된다. 이는 만곡 공정 중에 빔 상에서 더 양호한 힘 분포를 제공하고, 특히 더 큰 인장 구역 및 더 작은 압축 구역을 제공하는 경향을 갖는다. 특히, 고장력강은 인장을 통해 더 예측 가능하게 그리고 압축 시에 훨씬 덜 예측 가능하게 변형된다. 이는 압축될 때, 고장력강이 길이가 단축되고 벽 두께를 획득하는 경향이 없으며, 대신에 동일한 총 벽 길이를 유지하면서 파상화되어 사형의 전후 굽힘부를 형성하는 경향이 있는 사실에 부분적으로 기인한다. 도시된 본 만곡 유닛의 능력은 만곡 작동 중에, 제어기가 인장력 및 재료 연신을 최적화하고 (압축력을 최소화하거나 적어도 제어하여), 굽힘 균일성을 최적화하고 빔의 만곡 부분 내에서 사형 파상화를 최소화하도록, 각각 독립적으로 구동되는 각각의 만곡 롤(70) 상에 모터를 위치시킴으로써 더욱 향상될 수 있다.
본 방법은 고강도 재료의 비선형 구조 부품을 만들도록 구성된다. 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비하며 라인 수준을 형성하고, 롤 성형기에 인접하여 단일 평면 내에 놓이지 않는 복수의 상이한 방향으로 라인 수준으로부터 연속 빔을 자동으로 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 유닛을 포함하고, 롤 성형기 및 만곡 유닛에 작동식으로 연결되어 이들을 동시에 제어하는 제어기를 포함하는, 롤 성형기를 제공하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 2개의 상이한 평면 내에 놓이는 제1 세트의 만곡을 형성하는 제1 종방향 섹션을 각각 구비한 반복되는 동일한 제1 빔 세그먼트를 갖도록 연속 빔을 변형시키는 단계를 포함한, 제1 구조 빔 세그먼트를 롤 성형하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 적어도 2개의 상이한 평면 내에 놓이는 제2 세트의 만곡을 형성하는 제2 종방향 섹션을 각각 구비한 반복되는 동일한 제2 빔 세그먼트를 갖도록 연속 빔을 변형시키는 단계를 포함한, 제2 구조 빔을 롤 성형하는 단계를 추가로 포함하고; 제1 및 제2 세트의 만곡 내의 적어도 하나의 만곡은 반경 또는 종방향 길이 또는 방향 또는 평면에 있어서 상이하여, 제1 및 제2 빔 세그먼트는 종방향으로 상이한 3차원 형상을 형성한다.
본 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 성형하도록 구성된 성형 롤을 구비하며 라인 수준을 형성하고, 단일 평면 내에 놓이지 않는 복수의 상이한 방향으로 라인 수준으로부터 연속 빔을 자동으로 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 롤을 구비한 만곡 유닛을 포함하는, 롤 성형기를 제공함으로써 범퍼 보강 빔을 성형하는 것을 고려한다. 본 방법은 중심 섹션 및 단부 섹션 및 중심 및 단부 섹션들을 연결하는 전이 섹션을 구비한 제1 구조 범퍼 보강 빔을 롤 성형하는 것을 추가로 고려하고, 제1 빔은 차량 장착 위치에 있을 때, 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수평 거리(H1) 및 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수직 거리(V1)에 위치된 그의 중심 섹션을 갖고; 중심 섹션 및 단부 섹션 및 중심 및 단부 섹션들을 연결하는 전이 섹션을 구비한 제2 구조 범퍼 보강 빔을 롤 성형하는 것을 또한 고려하고, 제2 빔은 차량 장착 위치에 있을 때, 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수평 거리(H2) 및 단부 섹션들의 단부들을 연결하는 라인으로부터의 수직 거리(V2)에 위치된 그의 중심 섹션을 갖고; (H1 - H2) 및 (V1 - V2)에 의해 생성된 숫자 중 하나 또는 모두가 0이 아니어서, 제1 및 제2 빔은 상이한 형상이다. 방법은 용접에 의한 것과 같이, 차량 프레임에 대한 부착을 위해 빔 상으로 마운트를 고정시키는 단계, 및 제1 차량 상으로 제1 구조 범퍼 보강 빔들 중 적어도 하나를 조립하는 단계; 및 제2 차량 상으로 제2 구조 범퍼 보강 빔들 중 적어도 하나를 조립하는 단계를 포함한다.
본 방법은 수직 및 수평 방향으로 종방향 라인 수준으로부터 빔을 선택적으로 만곡시키는 단계를 포함한, 시트 재료를 종방향 라인 수준을 형성하는 연속 빔으로 롤 성형하고 롤 성형 단계와 인라인으로 연속 빔을 만곡시킴으로써 구조 부품을 제조하는 것을 추가로 고려한다.
본 방법은 시트 재료를 종방향 라인 수준 및 적어도 하나의 수평 평면 벽 섹션 및 적어도 하나의 수직 평면 벽 섹션을 형성하는 연속 빔으로 롤 성형하는 단계, 및 수직 및 수평 방향 사이의 각도로 빔을 선택적으로 종방향으로 만곡시키는 단계를 포함한, 롤 성형 단계와 인라인으로 연속 빔을 만곡시키는 단계를 포함하는, 구조 부품을 제조하는 단계를 포함한다.
본 방법은 시트 재료로부터 연속 빔을 롤 성형한 다음 선택적으로 만곡시키기 위해 기존의 공구를 사용하고, 그 후에 연속 빔을, 중심 섹션, 단부 섹션, 및 차량 장착 위치에 있을 때 중심 섹션을 빔 세그먼트의 단부들을 연결하는 라인으로부터 수직 거리(V1) 및 수평 거리(H1)에 위치시키는 전이 섹션을 각각 갖는 비선형 제1 빔 세그먼트로 절단하는 단계를 포함하는 범퍼 빔 개발법을 포함한다. 방법은 중심 섹션, 단부 섹션, 및 중심 섹션을 수직 거리(V2) 및 수평 거리(H2)에 위치시키는 전이 섹션을 각각 갖고 (V1 - V2) 및 (H1 - H2) 중 적어도 하나는 0이 아닌, 비선형 제2 빔 세그먼트를 성형하기 위해 기존의 공구를 사용하지만 프로그램식 제어기를 변화시키는 단계, 및 FMVSS 및 안전 범퍼 충격 표준에 대한 충격 특징에 대해 제2 빔 세그먼트를 시험하는 단계를 추가로 포함한다.
변경 및 변형이 본 발명의 개념으로부터 벗어남이 없이 전술한 구조에 대해 이루어질 수 있음을 이해하여야 하고, 아울러 그러한 개념은 이러한 특허청구범위가 언어에 의해 명백히 달리 기술하지 않으면, 다음의 특허청구범위에 의해 포함되도록 의도됨을 이해하여야 한다.

Claims (36)

  1. 시트 재료를 종방향 라인 수준을 형성하는 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및
    롤 성형기와 인라인이며, 롤 성형기의 연속 작동 중에 수직 및 수평 방향으로 종방향 라인 수준으로부터 빔을 선택적으로 만곡시키도록 구성된 만곡 유닛
    을 포함하고,
    만곡 유닛은, 빔의 4개의 측면과 구름식으로 결합하고, 수직 방향 및 수평 방향으로 빔을 변형시키기 위해 상류 방향 및 하류 방향 중 적어도 하나로 각각 이동 가능한, 적어도 4개의 직교 관계 성형 롤을 포함하는 롤 캐리어를 포함하고,
    만곡 유닛은, 빔을 변형시킬 때 성형 롤을 빔의 4개의 측면과 결합하여 유지하는 곡선 베어링 표면을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 만곡 유닛은 라인 수준으로부터 수직으로 상방 및 하방으로 빔을 선택적으로 만곡시키고, 라인 수준으로부터 수평으로 우측 및 좌측으로 빔을 선택적으로 만곡시키도록 구성되는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 만곡 유닛은 단일 평면의 외부에 놓이는 만곡 섹션을 구비한 빔을 얻기 위해 수직 및 수평 방향으로 동시에 빔을 선택적으로 만곡시키도록 구성되는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 롤 성형기의 롤은 빔을 튜브형이며 적어도 5 cm x 10 cm의 직사각형 단면을 구비하게 만들도록 구성되고, 아울러 적어도 40 ksi의 인장 강도 및 2 mm의 벽 두께를 갖는 강을 형성하도록 구성되고, 만곡 유닛은 중심점에 대해 각각 대칭이며 차량 폭과 동일한 길이를 각각 갖는 일련의 빔 세그먼트를 형성하기 위해 빔 내로 복수의 방향으로의 만곡을 자동으로 선택적으로 그리고 반복적으로 형성하도록 구성되고, 빔이 만곡 유닛을 벗어날 때 빔으로부터 빔 세그먼트를 절단하기 위한 절단기를 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 성형 롤은 빔의 상부, 바닥, 우측, 및 좌측 측면과 결합하고, 각각의 성형 롤은 빔과의 조화식 안정화 접촉을 유지하면서 빔을 구부리기 위해 성형 롤들 중 대향 성형 롤의 조화식 대향 이동과 관련하여 빔을 향해 이동 가능한 장치.
  6. 제1항에 있어서, 장치는 프로그램 가능한 로직 제어기를 포함하고, 롤 성형기 및 만곡 유닛은 롤 성형기 및 만곡 유닛의 동시 제어를 위해 프로그램 가능한 로직 제어기에 연결되고, 전체 롤 성형 및 빔 만곡 공정은 자동으로 제어될 수 있는, 장치.
  7. 제1항에 있어서, 성형 롤은 롤 성형기로부터 빔을 연속적으로 수용하면서, 롤 성형된 빔을 상이한 평면 내에서 그리고 가변 반경을 갖는 상이한 축에 대해 만곡시키도록 구성되는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 만곡 유닛은, 롤 캐리어에 결합되고 상이한 선택된 위치들 사이에서 롤 캐리어를 회전시키도록 작동 가능하여 빔에 부여된 종방향 만곡의 원하는 선예도로 빔을 만곡시키는 위치 설정 액추에이터를 포함하는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 성형 롤은 상기 성형 롤들 중 선택된 하나의 성형 롤이 빔의 오목 측면 상에 있을 때, 하나의 성형 롤은 빔의 상류 부분이 라인 수준에서 이탈하지 않게 하고, 동시에 상기 성형 롤들 중 대향 성형 롤이 빔의 볼록 측면 상에 있을 때, 대향 성형 롤은 빔이 하나의 성형 롤의 하류측 주위에서 구부러지게 하도록, 이동 가능한 장치.
  10. 제1항에 있어서, 만곡 유닛은 만곡 유닛 상에서 만곡 위치 감지를 위해 선형 트랜스듀서를 사용하는 유압 실린더-구동식 만곡 부품을 포함하는 장치.
  11. 시트 재료를 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및
    롤 성형기의 하류에 있으며, 복수의 상이한 평면을 따라 그리고 가변 반경으로 빔을 선택적이며 반복적으로 만곡시키도록 구성되는 만곡 유닛을 포함하고,
    만곡 유닛은, 빔의 4개의 측면과 구름식으로 결합하고, 수직 방향 및 수평 방향으로 빔을 변형시키기 위해 상류 방향 및 하류 방향 중 적어도 하나로 각각 이동 가능한, 적어도 4개의 직교 관계 성형 롤을 포함하는 롤 캐리어를 포함하고,
    만곡 유닛은, 빔을 변형시킬 때 성형 롤을 빔의 4개의 측면과 결합하여 유지하는 곡선 베어링 표면을 포함하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 만곡 유닛은 반복되는 비평면 형상으로서 순차적으로 빔 내에서 발생하는 빔 세그먼트를 성형하기 위해 빔 내로 소정의 굽힘부를 선택적이며, 반복적이고, 자동으로 성형하기 위한 제어부를 포함하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 만곡 유닛은 롤 성형기의 연속 작동 중에 그리고 롤 성형기를 따른 빔의 이동을 정지시키지 않고서 빔을 만곡시키도록 구성되는 장치.
  14. 제11항에 있어서, 곡선 베어링 표면은 만곡 유닛의 작동 중에 빔의 대향 표면들에 대한 성형 롤의 관계를 유지하는 타원형 형상인 장치.
  15. 시트 재료로부터 구조 빔을 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기; 및
    구조 빔의 제1 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제1 쌍의 성형 롤과 구조 빔의 제2 대향 측면들과 결합하도록 위치된 제2 쌍의 성형 롤을 갖는 만곡 유닛을 포함하고,
    만곡 유닛은, 임의의 선택된 하나의 성형 롤이 구조 빔의 관련 측면과 연속적으로 결합하며, 선택된 하나의 성형 롤에 대향하는 관련된 하나의 성형 롤이 하류에서 그리고 선택된 하나의 성형 롤 주위에서 이동하도록, 제1 및 제2 쌍의 성형 롤을 이동 가능하게 지지하고,
    만곡 유닛은, 빔을 변형시킬 때 성형 롤을 빔의 4개의 측면과 결합하여 유지하는 곡선 베어링 표면을 포함하는 장치.
  16. 시트 재료를 종방향 라인 수준을 형성하는 구조 빔으로 성형하도록 구성된 롤을 구비한 롤 성형기를 제공하는 단계;
    롤 성형기와 인라인으로 만곡 유닛을 제공하는 단계; 및
    상류 방향 및 하류 방향 중 적어도 하나로, 빔의 4개의 측면과 구름식으로 결합하는 4개의 직교 관계 성형 롤을 선택적으로 이동시킴으로써, 롤 성형기의 연속 작동 중에 수직 및 수평 방향으로 종방향 라인 수준으로부터 빔을 선택적으로 만곡시키는 단계로서, 빔을 변형시킬 때, 성형 롤이 만곡 유닛의 곡선 베어링에 의해 지지되는 것에 응답하여, 성형 롤은 빔의 4개의 측면과 결합하여 유지되는, 단계를 포함하는 방법.
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