KR19990044428A - 빔 - Google Patents

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헬스텐 미카엘
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헬스텐 미카엘
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Abstract

본 발명은 최소한 두 개의 면이 드러나는 완전히 또는 부분적으로 폐쇄된 프로파일(profile)을 가진 빔에 관한 것이며 이와 관련하여 적어도 한 면은 확장 메탈(2, 3)을 나타낸다. 본 발명은 또한 빔을 제조하는 제조 공정에 관한 것이다.

Description

빔(BEAM)
많은 기술 분야에서 경량, 굴곡(bending) 및 압축에 대한 저항에 관련되어 높은 강도, 및 양호한 붕괴(collapse) 특성을 갖는 빔(beam)에 대한 대단한 수요가 있다. 이러한 빔은 운송 산업, 구조물 산업, 도로 설비 산업, 등등에서 필요로 한다. 특히 양호한 무게 대 강도비는 연료 소비를 낮추고 빔이 붕괴되는 상태에서 변형되는 동안 높은 에너지를 흡수하는 상당한 수용 능력 또는 양호한 붕괴 특성을 가지므로 승용차 산업에 유용하다. 이러한 특징은 이른바 승용차, 버스 및 트럭 또는 그와 같은 차량에서 충격 보호 부분(impact protection zone)에 필요하다.
본 발명은 최소한 두 개의 면이 드러나는 완전히 또는 부분적으로 폐쇄된 프로파일(profile)을 가진 빔에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예의 빔의 면을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에서 빔의 또 다른 면을 나타내는 도면.
도 3은 도 1과 도 2의 빔에서 사각형의 프로파일을 나타낸 도면.
도 4는 앞의 도면에 따른 빔에서 스트립 메탈(strip metal) 부분의 한 부분을 확대하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 빔의 제조를 위한 라인을 나타낸 도면.
본 발명의 목적은 상술한 필요 조건을 만족시키는 것이다.
이러한 문제는 도입부에서 언급한 본 발명에 따른 빔에 의해 해결될 수 있다. 빔은 완성된 프로파일의 적어도 한 면을 따라서 확장 메탈의 연장된 부분을 나타내는 코일 시이트 메탈 스트립(coiled sheet metal strip)으로 프로파일되고, 면을 연결하는 시이트 메탈 스트립의 부분은 깨지지 않고, 서로 부착되거나 연결되는 시이트 메탈 스트립의 두 에지의 마주침이 폐쇄된 프로파일을 형성한다. 면을 잇는 부분은 파손되지 않는다. 서로 연결되거나 부착되는 면들은 폐쇄된 프로파일을 형성한다. 두 개의 면은 파손되지 않은 에지 부분이 접힘으로서 서로 연결된다. 빔이 여러 면으로 된 폐쇄 프로파일을 가질 때, 그것은 코너 부분이 파손되지 않고 프로파일을 폐쇄하는 접힘 또는 연결이 파손되지 않은 에지 부분에서 하나의 코너에 위치하는 것을 편리하게 한다. 빔은 각각의 코너에서 연장된 시이트 메탈 스트립의 부분과 종결된 프로파일 각 면상의 확장 메탈의 연장 부분을 나타내는 시이트 메탈 스트립으로부터 프로파일된다.
본 발명에 따라 빔은 많은 기술 분야에 상상할 수 없는 기회들을 제공한다. 여기서 소자들은 당 소자의 강도를 떨어뜨리지 않고 매우 가볍게 만들어질 수 있다. 본 발명에 따라 빔의 완전한 붕괴를 일으키는데 소비되는 에너지는 종래의 빔 구조의 경우보다 훨씬 크므로, 상당히 향상된 에너지 흡수 특성이 제공된다. 본 발명의 빔은 또한 공간과 시간면에서 모두 이익이고, 다음에는 좀 더 나은 작동을 한다. 또한 본 발명의 빔은 더 간단하고 효율적인 장치와 어샘블리 방법을 사용한다. 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 아래에서 더 자세히 설명된다.
본 발명에 따른 빔의 실시예는 도면으로 보여진다. 도 3에서는 사변형이고 필수적으로 정사각형의 프로파일을 나타내었을지라도 무한의 길이와 어느정도 원하는 프로파일을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 빔은 상태에 따라 어떤 적당한 프로파일, 예를 들면 두 개의 면으로 된 달걀형 또는 타원형의 프로파일, 도면에서 보인 바와 같은 사변형의 프로파일, 삼변형 프로파일, 및 이러한 프로파일의 많은 변형과 결합으로 나타낼 수 있다. 그것은 원칙적으로 삼각형 프로파일, 예를 들어 세 개의 삼각형 프로파일 또는 정확히 네 개의 삼각형 프로파일이 서로 서로 적절한 형태로 연결되거나 붙어있는, 예를 들어 서로의 끝이 만나는 프로파일로 이루어진 프로파일을 갖는다고 생각할 수 있다. 사변형 프로파일은 물론 원칙적으로 사각형이기는 하나, 정사각형일 필요는 없다. 또한 사변형 프로파일에서 각은 90°일 필요는 없으며, 직각이 아닌 다른 각을 가질 수 있다.
상기에서 이미 언급된 바와 같이, 도면에서 나타낸 빔은 사변형이고, 세 개의 면의 각각에 확장 메탈 부분(1)과 제4면에 확장 메탈 부분(2)을 가진다. 제4면은 또한 접힌 부분(folded section)(3)의 일반적인 형태를 나타낸다. 프로파일은 면들 사이가 파손되지 않은 부분을 나타낸다. 접힌 부분(3)은 두 개가 만나는 일반적인 형태를 취하고, 빔의 프로파일링 후에 얻어진 파손되지 않은 사각형의 형태를 보인다.
접힌 부분(3)은 접힘이나 연결의 약간 다른 형태에 따라 재배치될 수 있다. 연결은 점 용접(spot weld)이나 심 용접(seam weld) 형태의 용접으로 이루어진다. 연결이나 접착의 선택은 메탈 스트립을 위해 사용되는 재료의 선택에 크게 의존한다.
도 4는 세부에서 확장 메탈 부분(1, 2)의 부분이고, 그것은 상술된 것으로부터 판단될 수 있다. 확장 메탈의 부분은 시트 메탈(sheet matal)에 브리지 또는 연결(5) 사이에 일반적으로 다수의 홀(hole)을 가진 형태를 이룬다.
그것은 또한 도시된 형태의 것이 바람직한 형태이기는 하나, 다른 형태의 확장 메탈 구조물을 갖는 것이 가능하다. 이러한 점에서 위로 향하는 커브(curve)가 아래로 향하는 커브에 연결되는 방식으로 서로 연결될지라도, 브리지(bridge)(5)에서 위로 향하는 커브는 도면에서 위를 향해 밖으로 튀어나오고, 반면 브리지(5)에서 아래를 향하는 커브는 도면의 안으로 위치가 변한다는 점에 관심을 두어야 한다.
또한 그것이 빔에 대한 모든 면의 확장 메탈의 부분을 나타내는데 꼭 필요한 것은 아니나, 하나 또는 두 면의 확장 메탈을 갖는, 예를 들어 사각 빔의 두 반대되는 면, 또는 두 개 또는 세 개의 인접한 면을 갖는 어떤 경우에서 적합할 수도 있다. 또한 타원형 빔에서 한 면은 확장 메탈의 부분을 나타내고 다른 면은 완전하다고 볼 수 있다. 완전한 에지 부분은 구조물을 더 가볍게 하는 홀 또는 확장 메탈의 부분을 갖추고 있다.
본 발명에 따른 빔의 시이트 메탈은 많은 다른 재료, 예를 들어 알루미늄, 또는 스틸 등등으로 구성되어 제조된다.
본 발명에 따른 빔은 안끊어진 시이트 메탈의 분리된 확장 메탈의 부분으로 익스팬더(expander)에서 제조될 수 있다. 익스팬더와 관련된 프로파일링 머신(profiling machine)과 폴딩(folding) 머신, 또는 웰딩(welding) 머신이 익스팬더 바로 다음에 배치된 공정에서 프로파일링 머신과 폴딩 머신 또는 웰딩 머신은 익스팬더와는 분리시킬 수 있다.
본 발명에 따른 빔은 충분히 우수한 강도 특성을 가지고 있으며, 저비용으로 제조되어 로드-베어링(load-bearing) 구조 빔으로서 구조물 산업에 이용될 수 있다. 그것은 요즘 사용되는 작고 큰 규모의 모든 목재 빔을 대체할 수 있다.
확장된 메탈과 파손되지 않은 플레이트(plate)의 일체로 된 프로파일은 박판 스트립의 코일로 제조된다. 완전한 플레이트의 에지와 스트립, 에지 또는 스트립을 가진 확장 메탈 프로파일은 롤러-포머(roller-former)에 의해 형성된다. 본 발명은 제품의 대량 생산을 가능하게 한다.
(응용 분야)
* 빌딩 건축용 기둥과 빔
* 스틸과 알루미늄으로 만든 컨테이너나 빌딩, 예를 들어 빌딩 플렛폼 설비(buliding platform accommodation)
* 도로 설비용 에너지 흡수(energy-absorbing) 지지구조, 예를 들어 라이트 칼럼(light columns)
* 가구 구조물
* 파이프식 구조물(tubular structure)
* 케이블 지지 시스템과 보호물(shielding), 정제소자(refining element) 및 디퓨저(diffuser), 등등
* 소음(noise) 흡수용 터널의 절연물
* 자동차의 설계에서 안전 장치
* 리브 구조물, 예를 들어 경량의 보트(boat)에서
(본 발명의 특징)
* 가벼운 중량
* 낮은 에너지 전동(transmission)(소음과 열)
* 변형에 의한 높은 에너지 흡수
* 저비용, 신속한 대량 제조
* 간단한 천공(perforation)과 조합, 등등
* 생산량과 설계의 유연성
(일반적인 개념)
* 기계 투자 비용은 메탈 스트립의 두께, 메탈 스트립의 폭, 및 다음 생산 설비에 의존한다.
* 회전식 익스팬더는 생산 능력이 좋다.
* 각각의 유닛은 같은 플레이트 두께의 정련되지 않은 메탈 스트립으로 만들어진 프로파일과 비교하여 저가로 생산될 수 있다.
* 공정과 재료 절감은 생산자에게 이익이다.
* 본 발명은 각각의 생산품에게 필요한 우수한 질을 제공하기 위해 넓은 범위를 제공한다.
* 현재의 기술은 3-5mm 두께까지의 메탈 스트립에 가장 적당하다.
(제조 공정)
위에서 언급된 프로파일은 시이트 메탈 스트립의 코일로부터 직선으로 제조될 수 있다. 생산 라인은 회전식 익스팬더, 롤러-포머(roller-former), 및 예를 들어, 고주파(HF) 웰딩 머신 또는 에지 폴더 다음에 오는 크로스 커팅(cross-cutting) 머신으로 구성되어 있다. 시이트 메탈 스트립의 부분은 회전식 익스팬더로 확장된다. 구멍이 뚫리지 않은 메탈 부분은 확장된 부분 사이에 남아있다. 일체의 프로파일, 예를 들어 원형 또는 사각형의 프로파일은 롤로-포머에서 형체가 만들어진다. 구멍이 뚫리지 않은 부분은 각진 프로파일로 에지에서 형성한다. 프로파일은 용접이나 폴디드 심으로 밀봉된다. 폴디드 심을 사용하면, 심은 롤러-포밍 공정에서 생산된다. 용접 실(weld seal)은 고주파 용접을 사용하는 튜브 제조에서와 같이 만들어진다. 프로파일 실링은 다른 방법으로도 행할 수 있다.
다음의 청구항에서 한정한 발명의 범위내에서 많은 변경이 가능하다.

Claims (9)

  1. 최소한 두 개의 면을 보이는 완전히 그리고/또는 부분적으로 폐쇄된 프로파일을 갖는 빔에 있어서, 빔은 완성된 프로파일의 최소한 한 면을 따라 확장 메탈의 연장 부분(2, 3)을 나타내는 시이트 메탈 스트립으로부터 프로파일되고, 면을 연결하는 시이트 메탈 스트립의 부분은 파손되지 않으며, 시이트 메탈 스트립의 에지와 만나는 모두는 폐쇄된 프로파일의 형태로 서로 연결되거나 붙는 것을 특징으로 하는 빔.
  2. 제1항에 있어서, 프로파일된 시이트 메탈 스트립의 모든 면은 확장 메탈의 하나 또는 그 이상의 부분(1, 2)을 나타내는 것을 특징으로 하는 빔.
  3. 제1항에 있어서, 프로파일된 시이트 메탈 스트립의 에지는 파손되지 않은 에지 부분을 폴딩(3)함으로써 서로 연결하는 것을 특징으로 하는 빔
  4. 제1항에 있어서, 프로파일된 시이트 메탈 스트립의 에지는 용접으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 빔.
  5. 사변형의 폐쇄 프로파일을 나타내는 전술한 청구항중의 하나에 있어서, 코너 부분은 끊어지지 않고, 프로파일을 폐쇄하는 폴드 또는 커넥션은 완전한 에지 부분상의 한 코너에 있는 것을 특징으로 하는 빔.
  6. 제1∼5항중의 어느 한 항에 따른 확장 메탈의 프로파일을 제조하기 위한 제조 공정에 있어서, 프로파일(10)은 회전식 익스팬더(13), 롤로-포머(14), 및 예를 들어 고주파(HF) 웰딩 머신(15) 또는 에지 폴더 다음의 크로스-커팅 머신으로 이루어진 생산 라인(12)상에서 코일 시이트 메탈 스트립(11)으로 일괄 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 제조 공정.
  7. 제6항에 있어서, 메탈 스트립의 부분(16)은 회전식 익스팬더(13)에서 확장되고, 확장 에리어(area) 사이에는 구멍이 뚫리지 않은 메탈의 에리어가 남아 있고, 예를 들어 원형 또는 사각형인, 일체의 프로파일은 롤러-포머에서 형성되고, 프로파일은 용접이나 접힌 심(seam)으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 제조 공정.
  8. 제7항에 있어서, 접힌 심은 롤러-포밍 공정에서 생산되는 것을 특징으로 하는 제조 공정.
  9. 제7항에 있어서, 용접 실은 고주파 용접을 사용하는 튜브 제조의 경우에서와 같이 생산되는 것을 특징으로 하는 제조 공정.
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