KR20100126601A

KR20100126601A - 다방향성 스위프 비임, 롤 성형기, 및 방법

Info

Publication number: KR20100126601A
Application number: KR1020107025073A
Authority: KR
Inventors: 리차드 디. 하인즈; 브루스 더블유. 라이온즈; 브라이언 이. 굴드
Original assignee: 쉐이프 코프.
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-12-01
Also published as: RU2503517C2; KR101545040B1; US20090255310A1; US8307685B2; CN101980803B; EP2293890A4; JP2011516275A; RU2010145269A; MX2010010710A; CN101980803A; WO2009126677A2; EP2293890A2; JP5698119B2; WO2009126677A3

Abstract

높은 강도 비임은 롤 성형 공정의 일부로서 대향 방향으로 만곡된 제1 및 제2 섹션을 포함한다. 프레임은 이중 만곡 비임 및 비임에 부착된 적어도 하나의 에너지 관리 튜브를 통합한 측 프레임 부재를 포함한다. 일 형태에서, 비임은 관형이고, 25 mm보다 큰 단면 치수 및 적어도 약 60 KSI의 인장 강도의 재료 강도를 갖는다. 롤 성형 기기는 롤 성형기 장치 및 제1 및 제2 대향 방향으로 연속 비임을 스위핑 하기 위해 롤 성형기 장치와 직렬로 있는 스위프 스테이션을 포함한다. 또한, 롤 성형의 방법은 재료의 시트를 연속 비임으로 롤 성형하는 단계와, 비임의 제1 및 제2 섹션을 대향 방향으로 스위핑하는 단계를 포함한다.

Description

다방향성 스위프 비임, 롤 성형기, 및 방법{MULTI-DIRECTIONALLY SWEPT BEAM, ROLL FORMER, AND METHOD}

본 출원은, 그 전체 내용이 본원의 전문에 통합된, 2008년 4월 9일자로 출원된, 발명의 명칭이 다방향성 스위프 비임, 롤 성형기, 및 방법(MULTI-DIRECTIONALLY SWEPT BEAM, ROLL FORMER, AND METHOD)인 가출원 번호 제61/043,541호의 35 U.S.C.§119(e)에 근거하여 이익을 청구한다.

본 발명은 다방향성 스위프 비임에 관한 것이며, 또한 예를 들어 범퍼 보강 비임, 차량 프레임, 및 비선형 구조 부재로서 사용될 수 있는 구조 부재 및 다방향성 스위프 비임을 성형하기 위한 롤 성형 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이에 의해 제조되는 비임 및 구조 부재에 관한 것이다. 본 발명은 단지 범퍼 보강 비임 및/또는 차량 프레임으로 제한되지 않고, 또한 이러한 부품만을 성형/구성하기 위한 장치 및 방법으로 제한되지도 않는다.

롤 성형(roll-forming)은, [특히 고 강도 재료가 성형될 때, 빠르게 마모되는 스탬핑 다이(stamping die)와 비교하여] 비교적 저렴한 비용의 세공 및 장시간 지속되는 세공(tooling)으로 상당량을 대량 생산할 수 있기 때문에, 긴 비임 및 구조 부재(채널형 및 관형)를 생산하는데 있어서 특히 비용 효율적인 방법일 수 있다. 그러나, 롤 성형은 예를 들어 비선형 제품의 성형에 대한 제한된 성능 등의 제한을 갖는다.

스위프 및 만곡 연장된 구조 부재를 성형하기 위한 여러 방법들이 알려져 있다. 예를 들어, 범퍼 보강 비임으로서 사용하기에 적합한 형상 및 강도를 갖는, 높은 강도 재료로 제조된 연속 비임에 스위프(들)를 부가하는 방식을 기재한 스터러스(Sturrus)의 미국 특허 제5,092,512호, 스터러스의 미국 특허 제5,454,504호, 및 라이온스(Lyons)의 공개 출원 U.S.2006/0277960호를 참조하라. 그러나, 이러한 공정들은 일 방향의 오목 형태를 성형하는 비임 스위프를 성형하는 것으로 제한된다. 이러한 공정들은 롤 성형된 중심선으로부터의 대향 방향으로 있는 교번식 (왕복 운동) 스위프를 갖춘 비임을 성형할 수 없다.

주목할 만한 것은, 예를 들어 비임이 50 mm x 50 mm보다 더 큰 관형 단면을 가질 때, 및/또는 시트 재료가 높은 강도(예를 들어, 약 60 KSI의 인장 강도보다 큰 최대 220 KSI의 인장 강도)를 가질 때, 및/또는 스위프 곡률이 1500 mm보다 작은 반경을 형성하는 것과 같이 상대적으로 급격할 때, 및/또는 시트 두께가 2mm보다 클 때, 특히 전술된 것의 조합에 있어서, 구조 비임의 크기 및 굽힘 모멘트가 증가함에 따라, 비임 및 구조 부재를 비선형 형상으로 일관성 있게 스위프 성형하는 어려움이 크게 증가된다.

본 발명의 일 태양에서, 롤 성형 기기는, 강철 재료의 시트를 종방향 라인을 형성하는 구조 비임으로 성형하기 위한 롤을 구비한 롤 성형기를 포함한다. 상기 기기는 또한, 상기 롤 성형기와 직렬로 존재하고, 롤 성형기가 연속적으로 작동하는 동안 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향, 및 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 구조 비임을 선택적으로 스위핑하기 위해 스위프 성형 장치를 포함하는 스위프 스테이션을 더 포함한다.

본 발명의 다른 태양은, 비임에 의해 형성된 종방향 라인으로부터 멀어지는 방향으로 비임의 섹션을 스위핑하기 위해 스위프 스테이션이 제공된다. 상기 스위프 스테이션은 주 프레임과, 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향으로 비임의 제1 섹션을 스위핑하기 위해 제1 위치로 이동하도록, 그리고 종방향 라인으로부터 멀어지는 제2 방향으로 비임의 제2 섹션을 스위핑하기 위해 제2 위치로 이동하도록 주 프레임상에 작동가능하게 지지되는 서브프레임을 포함하는 스위프 성형 장치를 포함하며, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 측방향으로 대향한다.

본 발명의 다른 태양에서, 롤 성형하는 방법은, 재료의 시트를 종방향 라인을 형성하는 연속 비임으로 롤 성형하는 단계와, 롤 성형의 단계 동안, 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향으로 연속 비임의 제1 섹션을 스위핑하는 단계와, 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 종방향 라인으로부터 멀어지게 연속 비임의 제2 섹션을 스위핑하는 단계를 포함한다.

본 발명의 더 협소한 태양에서, 상기 방법은 제1 및 제2 대향 스위핑된 섹션을 갖는 비임을 포함하는 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 더 협소한 태양에서, 비임은 범퍼 보강 비임 및/또는 차량 프레임 부품을 형성한다.

본 발명의 더 협소한 태양에서, 에너지 흡수 범퍼 장착 브래킷은 비임의 단부에서 비임에 부착된다.

본 발명의 더 협소한 태양에서, 비임은 관형이고, 굽힘부의 방향으로 적어도 약 25 mm인 단면 치수를 갖는다. 또한 재료 강도는, 높은 강도 대 중량 비율을 제공하기 위해, 바람직하게 적어도 약 60 KSI의 인장 강도를 갖는다.

본 발명의 목적은 강철 시트 재료로 제조되고(또는 유사하거나 더 큰 인장 강도를 갖고), (예를 들어 만곡 방향으로 2 인치 이상의) 상당한 크기의 단면을 갖는 채널형 또는 관형인 비임을 제공하는 것이며, 상기 비임은 롤 성형 공정 동안 롤 성형된 중심선으로부터 대향 방향으로 앞뒤로 스위핑된다.

본 발명의 목적은 롤 성형된 중심선으로부터 대향 방향으로 만곡된 스위핑 섹션을 포함하는, 상당한 재료 강도 및 단면 비임 강도의 비임을 전후 방향 패턴으로 스위핑할 수 있는 기기 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 전술된 바와 같이 전후 방향 스위프를 갖춘 비임 부품을 사용하는 프레임을 구성하는 것이다.

본 발명의 목적은, 기기가, 비임의 단면의 치수적 정확성 및 일관성을 유지하면서 비임의 더욱 급격한 스위프를 가능하게 하도록 롤 성형 기기 내에 내부 및/또는 외부 안정기를 제공하는 것이다.

본 발명의 여러 가지 태양, 목적, 및 특징은 하기의 명세서, 특허청구범위, 및 첨부된 도면을 연구할 때 당업자에게 이해되고 인지될 것이다.

도 1은 본 발명의 양방향성 스위프 스테이션을 포함하는 롤 성형 기기의 측면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 양방향성 스위프 스테이션을 포함하는 롤 성형 기기의 단부의 사시도로서, 도 3은 그 아래 부품을 더 잘 보여주기 위해 일부 부분들이 제거되었다.
도 4 및 도 5는 연속 비임이 스위프 스테이션을 통과할 때 선형으로 유지되는 홈 위치(home position)에서의 도 3의 스위프 스테이션의 사시도 및 평면도이다.
도 6 및 도 7은 연속 비임이 그 롤 성형된 중심선으로부터 멀어지는 제1 방향 "B"로 스위핑되는 제1 위치에서의 도 2 및 도 3과 유사한 스위프 스테이션의 사시도 및 평면도이다.
도 8 내지 도 10은 연속 비임이 그 롤 성형된 중심선으로부터 멀어지고 제1 방향에 대향하는 제2 방향 "C"로 스위핑되는 제2 위치에서의 도 3의 스위프 스테이션의 두 개의 사시도 및 평면도이다.
도 11은 비임의 단부 섹션이 동일 선상에 있지만 중심 섹션이 오프셋되도록 도 1의 기기에 의해 2 개의 방향으로 성형된 범퍼 보강 비임(또한 "비임 세그먼트"로도 언급됨)의 평면도이다.
도 12는 완전한 차량 프레임을 성형하기 위해 (예를 들어, 범퍼 보강 비임을 장착하기 위해) 장착 브래킷을 따라 함께 용접된 양방향으로 만곡된 비임 부품을 합체시킨 차량 프레임의 사시도이다.
도 13은 차량 프레임을 제조하는 방법/공정을 도시한 개략적인 공정 계통도이다.
도 14 내지 도 18은 내부 맨드럴의 측면도, 평면도, 사시도, 분해 사시도, 및 절결 사시도이고, 도 19는 도 17에서 보여지는 것의 변형된 세그먼트이다.
도 20 내지 도 28은 도 2 내지 도 10과 유사하지만, 양방향성 스위프 스테이션의 또 다른 형태를 도시한다.
도 29 및 도 30은 스위프 서브프레임 및 조립체의 사시도로서, 도 30은 내부에 다른 부품을 더 잘 보여주기 위해 일부 부품이 제거되었다.

선형 방향 "A"를 따라 연속 비임(33)을 성형하기 위한 롤 성형기(31)(또한 "롤 성형 장치"로도 언급됨), 및 롤 성형기 장치(31)의 연속 작동 동안 "비행중인(on the fly)" 연속 비임[또한, 본원에서는 "양방향성 만곡부(bi-directional bend)" 또는 "양측성 스위프(bilateral sweep)"]의 중심선으로부터 제1 및 제2 대향 방향으로 연속 비임(33)을 스위핑(즉, 종방향으로 만곡)하기 위해 롤 성형기 장치(31)와 직렬(in-line)로 있는 스위프 스테이션(32)을 포함하는 롤 성형 기기(30)(도 1 참조)가 제공된다. 또한, 롤 성형의 관련된 방법이, 재료의 시트를 연속 비임으로 롤 성형하는 단계와, 비임의 제1 및 제2 섹션을 중심선으로부터 대향 방향으로 스위핑하는 단계를 포함하여 기재된다. 주목할만한 것은, 롤 성형 기기는, 구조 비임이 후술하는 바와 같이 사용될 용례의 기능적 필요에 따라, 임의의 수의 여러 스위핑된 섹션을 포함하도록 비임을 성형할 수 있다. 스위프 스테이션을 포함하는 롤 성형 기기는 강성이어서, 다양한 강도(예를 들어, 40 KSI의 인장 강도 이하, 최대 220 KSI의 인장 강도 재료 이상), 큰 단면 비임 섹션을 포함하는 매우 다양한 크기(예를 들어, 40 mm x 150 mm, 또는 40 mm x 40 mm, 또는 80 mm x 120 mm), 매우 다양한 단면 형상(예를 들어, "B", "D", "C", 또는 다른 단면 형상)을 갖는 다양한 금속 재료를 성형할 수 있다. 도시된 연속 비임(33)은 범퍼 보강 비임으로서 사용하기에 적합한 길이 및 형상을 갖는 비임 세그먼트(34)(또한 "보강 비임" 또는 "구조 비임" 또는 "범퍼 비임"으로 언급된)로 절단된다.

예시적인 범퍼 보강 비임(34)(도 11 참조)은 (예를 들어, 약 2 mm 시트 두께의 벽 두께를 갖는 60 KSI의 인장 강도 강철과 같은) 고 강도 재료로 제조되고, (차량 장착 위치에서) 80 mm의 깊이 및 유사한 높이를 갖는 단면 관형 형상을 갖는다. 비임(34)은 범퍼 보강 비임으로서 사용될 수 있고, 예를 들어 트레일러 히치(trailer hitch)/볼을 지지하기 위해 홀(34')을 포함할 수 있다. 도시된 비임은 단일 튜브를 형성하는 단면을 갖지만, 비임은 다중 튜브(예를 들어, B형상) 또는 개방 채널(예를 들어, C형상)을 형성할 수 있는 것으로 고려된다. 도시된 비임(34)은 롤 성형 기기(30)에서 다중 섹션(35 내지 40)을 포함하도록 성형되는데, 롤 성형 공정 동안 그리고 이와 동시에 일어나는 스위핑 공정의 일부로서 섹션(36/37)은 스위프 스테이션에서 대향 방향으로 만곡되고 섹션(38/39)은 대향 방향으로 만곡된다. 도시된 바와 같이, 비임(34)은 차량에 부착하도록 구성된 용접식 장착 브래킷(특별히 도시되지는 않음)을 포함하는 단부(35 및 40)를 갖는 범퍼 보강 비임으로서 사용될 수 있다. 많은 범퍼 장착 브래킷이 종래에 알려져 있기 때문에, 그 상세한 설명이 요구되지 않는다.

주목할만한 것은, 중심 섹션(37/38)은 단부(35 및 40)과 함께 단일 평면을 형성하지만, 중심 섹션(37/38)은 롤 성형 및 스위핑 작동의 일부로서 단부(35 및 40)에 대해 정렬되지 않은 위치로 만곡된다. (차량 장착 위치에 있을 때 상부 및 바닥 표면은 수평 배향으로 유지시키면서) 중심 섹션(37/38)은 정렬된 단부(35 및 40) 아래 및 후향으로 중심 섹션(37/38)을 위치시키기 위해 2차 작동으로 추가로 재성형될 수 있다. 이는 단일의 가로 비임(cross beam; 34)의 사용이 히치(및 트레일러 통구)를 지지하게 허용하고[볼 히치를 수용하기 위한 홀(34') 참조], 차량 프레임에 대한 히치의 적절한 높이 및 전후 위치를 허용한다. 또한, 이는 비임(34)의 모든 직각 벽들이 중량을 지지하기 위한 수평 및 수직 위치로 최적으로 배향되게 허용한다.

다수의 다양한 프레임 및 구성 부품들은 비임(34)의 형상에 통합된 개념을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 12는 차량 프레임을 도시하는데, 여기서, 부품(111, 121, 및 125 내지 127)들은 차량의 휠을 세척하기 위한, 그리고 그 모터 및 차량 현가 부품에 대한 최적의 비선형 지지를 제공하기 위한 특징부를 포함하여, 기본 승용차 프레임(도 12 참조)을 성형하도록 함께 용접(또는 볼트로 체결)된다. 주목할만한 것은, 현재의 롤 성형 기기(30)에 의해 제조된 양측성 스위프 비임 섹션은 측 프레임 부재 및 가로 비임 부재를 성형하는데 사용될 수 있다. 도시된 비임 각각은 전략적으로 위치된 만곡부들을 통합하는데, 만곡부들 중 적어도 두 개는 연속 비임의 중심선으로부터 대향 방향으로 성형된다. 스노우모빌(snowmobile) 및 사륜 오토바이(all terrain vehicle)와 같은 스포츠 차량용 프레임, 농기계, 트럭, 기차, 임의의 육상, 수상, 육상, 및/또는 설상 차량과 같은 다른 차량용 프레임, 루프 보우(roof bow), 도어 비임(door beam) 등과 같은 차량을 위한 다른 구조 부재, 칸막이 패널, 책상, 오피스 시스템 등의 가구용 구조 부재, 및 적어도 두 곳에서 양 방향으로 만곡될 필요가 있고 연장되는 다양한 다른 구조 부재를 포함하여, 수많은 추가적 구조 프레임 부재 및 부품들이 제조될 수 있는 것으로 고려된다.

롤 성형 기기(30)(도 1 참조)와 관련하여 보다 구체적으로, 언코일러(uncoiler; 50)는 코일(51')로부터 스트레이트너(straightener; 52)[및/또는 사전 피어스 다이(pre-pierce die)]로 그리고 롤 성형기 장치(31)로 시트 금속(51)을 공급한다. 롤(53)은 시트 금속(51)을 원하는 단면 형상으로, 예를 들어 D형의 단일 튜브를 형성하는 연속 비임(33)으로 성형한다. (폐쇄된 관형 섹션에 튜브를 영구적으로 고정시키는데 선택적으로 사용되는) 용접기(54)는 시트 재료를 영구 튜브의 형상으로 용접시킨다. (스위핑 동안 관형 비임의 형상을 유지하는데 내부 맨드럴이 요구된다면 선택적으로 사용되는)상류 앵커(55)는 고정된 하류 위치에 내부 맨드럴(들)을 고정하기 위한 하류 앵커 라인을 지지한다(도 14 내지 도 19 참조).

스위프 스테이션(32)은 롤 성형기(31)의 단부에 직렬로 부착되고, 연속 비임(33)의 종방향의 중심선으로부터의 대향 방향들 중 어느 쪽으로든 연속 비임(33)을 선택적으로 스위핑/변형하기 위해 스위핑 롤을 포함한다. 절단 장치(57)는 양측성 스위프 비임(33)을 수용하고, 원하는 길이를 갖는 비임 세그먼트(34)를 달성하기 위해 양측성 스위프 비임(33)에 성형된 만곡부에 대해 선택된 위치에서 이를 절단하고, 스위프 섹션은 비임 세그먼트(34)를 따르는 전략적 위치에 포함된다. 도시된 양측성 스위프 비임 세그먼트(34)는, 섹션(36 내지 39)이 (도 1에 도시된 바와 같이 페이퍼 내로 그리고 페이퍼 밖으로) 변형되는, 모두가 공통 평면에 놓이는 섹션(35 내지 40)(도 11 참조)을 포함함으로써, 범퍼 부품들은 이들이 길럿틴 블레이드(guillotine blade: 57')를 갖춘 절단 장치(57)에 의해 분리될 때 평평한 정상부의 테이블 지지부(flat-topped table support; 58)상에 놓일 수 있다(및 지속해서 지지될 수 있다).

스위프 스테이션(32)(도 2 참조)은 롤 성형기(31)의 베드(bed; 62)에 부착된 한 쌍의 앵커링 지주(anchoring stanchion; 61)와 함께 지지 프레임(60)을 포함하며, 프레임(60)의 베어링 구조체(80 및 100)상의 이중 피봇팅 및 병진 운동에 대해 스위프 만곡 롤러(64 및 65)를 작동식으로 이동가능하게 지지하기 위한 박스형 서브프레임(63)을 더 포함한다.

서브 프레임(63)은 내부에 스위프 만곡 롤러(64 및 65)가 위치되는 박스형 배열체를 성형하기 위해 조립되는 전방/후방 가로 플레이트(67')와, 단부 플레이트(66) 및 상부/바닥 가로 플레이트(67)를 포함한다. 축(68 및 69)은 스위프 만곡 롤러(64 및 65)를 통해 연장하고 이를 조절가능하게 지지한다(도 2에 식별된 중심선 참조). 각각의 축(68 및 69)들은 가로 플레이트(67)상에서 조절가능하게 지지하기 위해, 베어링(70 및 71)을 통해 연장하는 단부들을 포함한다. 펌프/모터(72 및 73)는 축(68 및 69)의 상단부에 부착된다. 모터(72 및 73)는 가변 속도를 위해 제어기(74)에 작동식으로 연결되어 이에 의해 독립적으로 제어된다(도 4 참조). 모터(72 및 73)의 케이스는 (특별히 도시되지는 않았지만 도면 부호 74 및 75의 영역의) 구조적 하우징에 의해 서브프레임(63)에 고정된다.

서브프레임(63)은, 도 5, 도 7, 및 도 10(및 통상적으로 도 2 내지 도 10)에 의해 도시된 바와 같이, 프레임(60)상에 베어링 구조체(80 및 100)를 결합하는 조절가능한 지지 구조체에 의해 이중 피봇팅 및 병진 운동에 대해 작동식으로 지지된다. 보다 구체적으로, 서브프레임(63)은 홈 위치에서 지지된다[도 4 및 도 5 참조, 비임(33)이 롤 성형됨에 따라, 롤러(64 및 65)는 비임(33)의 종방향 "A"에 수직인 라인을 형성한다]. 도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 서브프레임(63)은 축(68) 및 축(69)을 지지하는 활주 부재(85 및 86)의 베어링 주위를 (하류 방향으로) 선택적으로 회전할 수 있다.

특히, 조절가능한 지지 구조체(도 2 참조)는 하기와 같은 상부 및 바닥 베어링 구조체(80 및 100)를 포함한다. 상부 베어링 구조체(80)는 상부 갭(84)을 형성하기 위해 스페이서(83)에 의해 함께 고정되는 상부 및 하부 베어링 플레이트(81 및 82)를 포함한다. 조절가능한 지지 구조체는, 상부에 제1 및 제2 플레이트형의 연장가능한 안내 종동 활주 부재(85 및 86)[그리고, 바닥에 추가적인 두 개의 활주 부재(85 및 86)]를 더 포함하는데, 이들 부재들은 인접한 위치의 플레이트(81)와 플레이트(82) 사이의 갭(84)에서 활주가능하게 지지된다. 안내 종동 활주 부재(85)는 서브프레임(63)을 지지하고 아치형의 하류 경로를 따라 서브프레임(63)의 회전을 허용하는 베어링을 갖춘 넓은 단부(88)(도 5 참조)를 포함한다. 순차적으로 서브프레임(63)은 또한 축(68)을 지지하는 베어링을 포함한다. 활주 부재(85)는 스페이서(83)과 스페이서(83') 사이에서 정합식으로 끼워지고 이들을 안정하게 결합하는 협소 단부(90)를 더 포함한다. 상류 홈 위치(도 4 및 도 5 참조)에서, 넓은 단부(88)와 협소 단부(90) 사이의 경사진 표면은 정지부(83')와 접촉하여 서브프레임(63)의 정확한 위치 설정을 야기한다. 활주 부재(86)는 그 이동, 베어링 지지부와의 결합, 및 서브프레임(63)의 지지에 있어서 활주 부재(85)와 유사하다.

두 개의 스페이서(83')들은 플레이트형 안내 종동 활주 부재(85)의 상류 움직임을 제한하기 위해 쐐기형 정지부를 형성한다. 두 개의 플레이트형 안내 종동 활주 부재(85 및 86) 모두가 그들의 착좌된 상류 위치에 있을 때(도 4 및 도 5 참조), 서브프레임(63)은 연속 비임(33)과 직각을 이루고, 롤러(64 및 65)들은 연속 비임(33)에 대한 수직 배치로 서로 대향한다. 착좌된 위치에 있을 때, 스위프 스테이션(32)은 연속 비임(33)을 만곡시키지 않기 때문에 비임(33)은 선형으로 유지된다.

두 쌍의 유압 액츄에이터(91)(도 4 참조)는 서브프레임(63)과 지주(61) 사이에서 연결되는데, 그 각 측부에 하나의 상부 액츄에이터와 하나의 바닥 액츄에이터가 위치한다. 각 측부의 액츄에이터(91)는 펌프 모터(92)에 작동식으로 연결되는데, 액츄에이터는 스위프 기기 제어기에 의해 제어되고, 스위프 기기 제어기는 롤 성형기(도 1 참조)를 작동하기 위해 차례로 주 제어기(77)에 의해 제어된다. [주목할만한 것은, 제어기(77)는 단일 유닛일 수 있거나, 또는 기기(20) 주위의 다양한 서브 제어 유닛을 제어하는 주 컴퓨터일 수 있다.] 다중 링크 체인(94)(또한 "스위프 리미터(sweep limiter)"로도 언급됨)은 주 프레임(60)상의 서브프레임(63)의 최대 각 하류 움직임을 제한하기 위해 서브프레임(63)을 지주(61)에 연결한다. 체인(94)은, 예를 들어, 액츄에이터(91)들 중 하나가 고장나거나 또는 브레이크 해제될 때, 기계 부품에 응력을 가하고 손상을 줄 수 있는 서브프레임(63)의 극단적 하류 위치로의 이동 가능성을 감소시켜 안정성을 제공한다.

전술된 바와 같이, 조절가능한 지지 구조체는 바닥 베어링 구조체(100)(도 2 참조)를 더 포함하는데, 이러한 바닥 베어링 구조체는 상부 및 하부 플레이트형 활주 부재, 정지부/스페이서, 및 액츄에이터를 포함하여 상부 베어링 구조체(80)와 동일한 부품 및 동작을 포함한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 스위프 스테이션(32)은 연속 비임(33)이 편향되지 않고/변형되지 않고/스위핑되지 않는 홈 위치를 갖는다. [주목할 만한 것은, 스위프 스테이션으로부터 하류로 연장하는 도 4 및 도 5의 도시된 비임(33)의 만곡부는 서브프레임(63)이 도 4 및 도 5에 도시된 그 홈 위치로 다시 이동되기 전에 만곡/스위핑된다.] 또한, 스위프 스테이션(32)은, 비임(33)의 종방향의 중심선(95)으로부터 멀어지는 제1 방향 "B"로 비임(33)을 스위핑 변형시키기 위해 제1 회전 위치(도 6 및 도 7 참조)를 갖고, 종방향의 중심선으로부터 제1 방향에 대향하는 제2 방향 "C"로 비임(33)을 스위핑 변형시키기 위해 대향하는 제2 회전 위치(도 8 내지 도 10 참조)를 갖는다.

도 6의 제1 위치에서, 플레이트형 안내 종동 활주 부재(86)는 홈 위치에 있지만, 플레이트형 안내 종동 활주 부재(85)는 하류로 활주되어 약간 피봇됨으로써, 축(68 및 69)의 공간이 유지된다[이로써, 이들은 연속 비임(33)의 대향 측부들과 지속적으로 결합한다]. 결과적으로, 비임(33)은 롤러(64)와 롤러(65) 사이를 통과할 때 방향 "B"로 만곡된다. 제2 위치에서(도 8 내지 도 10 참조), 플레이트형 안내 종동 활주 부재(85)는 홈 위치에 있고, 플레이트형 안내 종동 활주 부재(86)는 (하류로) 연장된다. 결과적으로, 비임(33)은 롤러(64)와 롤러(65) 사이를 통과함에 따라 방향 "C"로 만곡된다.

테스트는, 190 KSI의 인장 강도 및 약 70 mm x 70 mm의 단면의 관형 비임을 갖는 재료를 성형할 때 현 스위프 스테이션(32)이 선택된 방향으로 연속 비임(33)을 1000 mm 반경의 스위프로 변형시킬 수 있다는 것을 보여주었다. 또한, 스위프 스테이션(32)이 제어기(77)에 의해 가변적으로 제어됨으로써, 스위프의 곡률은 비임(33)의 특정 섹션에 대해 일정하게 제조될 수 있거나, 또는 비임(33)의 특정 섹션을 따라 일정하게 변화될 수 있게 제조될 수 있거나, 또는 스위프와 선형의 조합으로 제조될 수 있게 된다. 또한, 스위프는, 연속 비임(33)으로부터 절단된 비임(34)이 대칭일 수 있고, 정렬된 단부 섹션[도 11 참조, 단부 섹션(35 및 40)] 및 오프셋된 중심 섹션을 포함할 수 있도록 제조될 수 있다.

전술된 바와 같이, 예시적인 차량 프레임(110)(도 12 참조)은 본 발명의 원리에 따라, 그리고 현 장치 및 방법에 의해 제조된 비임으로 제조될 수 있다. 프레임(110)은 이제 본 발명의 스위프 기기(30)를 사용할 수 있는 특징부를 갖는 다양한 구조 비임/부품을 포함한다. 차량 프레임(110)의 대향 측부들은 통상적으로 실질적인 차량 프레임에서 서로 거울상(또는 거울상에 매우 유사한)일 것이라는 것이 주목된다. 그러나, 대향 측부들은 다양한 가능성이 도모될 수 있다는 것을 도시하기 위해 상이하게 도시된다.

특히, 도 12에 도시된 차량 프레임(110)의 우반부는, 로케이션(112)의 복합 양방향성 만곡부(모든 만곡부는 수직 평면에 있음)와 함께 만곡된 단일의 연장된 관형 측부 프레임 부재(111)를 포함하는데, 로케이션(112)은 차량 조립 위치에 있을 때 차량의 후방 축에 대해 공간(room)을 제공하기 위해 차량의 후방 휠에 위치한다. 측부 프레임 부재(111)는 로케이션(113)의 복합 만곡부(모든 만곡부는 수평 평면에 있음)를 더 포함한다(그러나 만곡부는 제1 만곡부에 대해 직각 방향으로 있음). 로케이션(113)의 도시된 제2 만곡부는 로케이션(112)의 제1 만곡부보다 다소 얕게 있다. 2차 만곡부는, 2차 스탬핑으로 또는 개별적인 만곡/재성형 작동으로 제조될 수 있는데(도 13 참조), 여기서 관형 비임(34)은 원하는 3차원 형상으로 가압되면서 지지되는 것으로 고려된다. 프레임 팁/브래킷(115)[종종 "크러쉬 타워(crush tower)"로도 언급됨]은 예를 들어 장착 브래킷(119')이 용접되는/고정되는 범퍼 보강 비임(119)을 장착하기 위해, 측부 프레임 부재(111)의 전방에 용접된다. 도시된 브래킷(115)은 단면이 직사각형이다. 그러나, 브래킷은 둥근 단면 또는 다른 형상을 가질 수 있는 것으로 고려된다. 본원의 초반부에 제안된 바와 같이, 차량 프레임은 통상적으로 대칭형이고, 이 분야의 당업자에게 이해되는 바와 같이, 본원에 도시한 상이한 형상은 다른 예를 보여주기 위한 예시적인 목적을 위한 것이다. 도시된 브래킷(115) 및 프레임 부품은 관형이고, 차량 충돌/충격 동안 일정하고 예측가능하게 에너지를 흡수하기 위한 크러쉬 개시 구멍을 포함할 수 있다.

차량 프레임(110)의 좌반부(도 12 참조)는 중첩된 연결부(123)를 갖춘 한 쌍의 연장된 관형 측부 프레임 부재(121 및 122)를 포함한다. 중첩된 연결부(123)는 부품(121 및 122)의 단부를 직접 중첩시킴으로 제조될 수 있거나, 또는 부품(121 및 122)의 단부로 삽통식으로 연장되도록 형성된 중간 튜브 섹션을 제공함으로 제조될 수 있다. 부품(121 및 122)들은 함께 용접되어, 부재(111)와 다르지 않은 측부 프레임 부재를 성형하도록 대체로 정렬된 형태로 이들을 연결한다. 프레임 부재(121 및 122)를 사용하는 이점은, 이들이 스위프 스테이션(32)을 갖춘 롤 성형 기기(30)상에서 성형될 때, 최종 형상으로 성형될 수 있다는 것이다. 브래킷(115')은 후방 범퍼 보강 비임(34)의 부착을 위해 프레임의 (후방) 단부에 용접 또는 볼트 결합될 수 있다.

차량 프레임(110)은 또한 측부 프레임 부재(111)들 사이에서 연장하고 이들과 강성으로 상호연결되는 가로 부재(125, 126, 127)를 포함한다. 가로 부재(125 및 126)는 관형 비임이며(또는 개방 채널일 수 있음), 그들의 치수적인 요구에 부합하기 위한 하나 이상의 양방향성 만곡부를 포함한다. 각각의 측부 프레임 부재와 정합식으로 결합하고 용접 부착을 용이하게 하기 위해 가로 부재상에 단부 플랜지가 성형된다. 또한, 원한다면, 크러시 개시자 및/또는 에너지 관리 장치가 가로 부재(125 및/또는 126 및/또는 127)에 통합될 수 있다.

도 13은 차량 프레임을 성형하기 위한 부품 및 조립체의 용접의 제조를 함께 도시한 공정 계통도이다.

일부 상황에서, 전술된 스위프 스테이션(32)의 성능을 "초과하는" 더욱 급격하게 만곡된 스위프를 제공하는 것이 소망될 수 있다. 이러한 경우에, 보조 장비가 스위프 스테이션에 추가될 수 있어, 치수적으로 정확하고 일정하게 급격히 만곡되는 스위프를 제공할 수 있는 그 성능을 더욱 강화시킬 수 있다. (1) 연속 비임(33)("외부 안정기"로도 언급됨)을 결합하는 스위프 스테이션(32)의 하류 측부에 부착된 추가적인 하류 외부 지지부[(예를 들어, 트레일링 롤러(trailing roller) 또는 롤러들], (2) 롤러(64, 65)의 바로 이전에서 비임(33)과 결합하는 상류 외부 지지부(상류 만곡 안정기 또는 "브리지 지지부"로 언급됨), 및/또는 (3) [스네이크형(snake-like) 모양으로 함께 연결된 "내부 맨드럴 체인"으로 도시된] 내부 안정기(142)를 포함하여, 이러한 보조 장비의 세 개의 기본 형태가 고려된다(도 14 내지 도 18 참조). 이러한 개념은 양방향성 스위프 비임을 생성하기 위한, 또는 단방향성 스위프 비임을 형성하기 위한 스위프 기기에서 유용할 수 있지만, 비임(33)이 (예를 들어, 2" x 2"보다 더 크게) 크지 않거나, 또는 (예를 들어, 80 KSI보다 더 큰) 고 강도 재료를 사용하지 않거나, 또는 (예를 들어, 2.2 mm 두께보다 작은) 박막의 벽으로 둘러싸인 재료를 사용하지 않는다면, 필수적인 것으로 간주되지 않는다.

상류 지지부(상류 만곡 안정기 또는 "브리지 지지부"로 언급됨)(도 4 참조)는 스위프 스테이션(32)에서 비임(33)이 롤러(64 및 65)에 유입될 때, 그 선형 형상으로 비임(33)을 지지하기 위해 만곡 롤러에 바로 인접하여 위치된다. 상류 지지부는 측부 로케이션(141)에서 지지되고, 비임(33)이 롤 성형되는 중심선을 따라 스위프 스테이션의 롤러(64)와 롤러(65) 사이의 핀치 지점으로 이동함에 따라 비임(33)을 지지하기 위해 비임(33)과 정합식으로 활주가능하게 결합하도록 형성된 측부를 구비한다. 상류 지지부를 (예를 들어, 휠이 아닌) 중실 부품으로 제조함으로써, 상류 지지부의 전방 단부는 웨지형으로 제조될 수 있어서, 지지부는 비임(33)이 롤러[예를 들어, 롤러(64) 또는 롤러(65)] 주위로 만곡됨에 따라 롤러(64)와 롤러(65) 사이의 핀치 지점에 더 근접하게 한다.

비임(33)을 스위프 스테이션(32)의 상류 측부에 바로 인접하게 지지함으로써, 비임(33)의 치수 정확도가 상당히 증가될 수 있다. 그 이유는, 비임의 벽은 "반작용 만곡력"으로부터의 원치 않는 만곡 및 변형을 막도록 지지되고 안정화되기 때문이다. (본원에 사용되는 바와 같은) 반작용 만곡력은 만곡 방향으로부터 멀어지는 방향으로 비임(33)상의 상류 변형을 야기하는 반응력이다. 이러한 반응력은, 만곡 롤러[예를 들어, 롤러(64)] 주위로 변형되도록 가압됨에 따라 시소 운동(teeter-totter)과 같이 작용하는 비임(33)에 의해 유도된다. 특히, 비임(33)상에 생성된 응력 및 비임의 강도는, [예를 들어, 비임(33)이 만곡 롤러(65)와 접촉하는 부분의 1 내지 5 인치 전방의] 비임(33)의 상류 부분이 만곡 롤러(64)로부터 멀어지는 방향으로 만곡되게 유도한다.

상류 외부 지지부는 비임(33)의 단일 측부상에 위치될 수 있는 것으로 고려되지만, 상류 외부 지지부는 비임(33)의 양 측부 모두에 위치될 수 있어서, 비임 벽들은 비임(33)의 스위핑되는 방향에 상관 없이 지지되는 것으로 고려된다[즉, 상류 외부 지지부는 비임(33)이 스위프의 제1 방향으로 롤러(64) 주위로 변형되든지 스위프의 제2 (대향) 방향으로 롤러(65) 주위로 변형되든지에 상관없이 비임(33)의 벽을 안정화시킬 것이다].

내부 안정기(142)(도 14 내지 도 19 참조)(또한 "다중 링크 내부 맨드럴" 또는 "맨드럴 스네이크"로도 언급됨)는 다중 링크 체인(151)에 의해 함께 연결된 복수의 내부 맨드럴 세그먼트를 포함하고, 상기 다중 링크 체인은 차례로 약 1" 직경의 중실 로드와 같은 로드(152)에 의해 상류 앵커(55)에 연결된다. 세그먼트(160 내지 163)는 연속 비임(33)의 내부 공동을 충진하고 비임(33)이 스위프 스테이션을 통해 이동함에 따라 비임(33)을 따라 활주하도록 구성된 외부 형상을 갖는다. 세그먼트(160 내지 163)는 비임(33)의 벽이 공동 내로 절첩되지 않아서 스위프 성형 공정 동안 비임(33)의 단면 형상이 유지되도록 크기 맞춰진 외부 단면 치수를 갖는다.

도시된 최상류의 제1 세그먼트(160)는 (예를 들어, 3 내지 4 인치로) 연장되고, 체인(151)[및 블록(160)]을 앵커 로드(152)의 루프에 연결하는 핀(153)을 수용하기 위한 구멍을 포함한다. 제1 세그먼트(160)는 롤러(64)와 롤러(65) 사이의 핀치 지점의 상류에 위치된 고정 위치에 유지된다. 제2 세그먼트(161)는 또한 (예를 들어, 약 4 내지 6 인치로) 연장되고, 이는, 제2 세그먼트가 롤 성형 공정의 선형 방향으로 정렬된 채로 유지되게 돕는다. 제2 세그먼트(161)는 또한 롤러(64)와 롤러(65) 사이의 피치 지점의 상류에 위치된 고정 위치에 유지된다. 세그멘트(161)에 이어서 여러 짧은 세그멘트(162)(각각 약 1 또는 2 인치 길이) 및 (약 2 내지 3 인치로 연장된) 연장된 마지막 후단 세그멘트(163)가 이어진다. 세그먼트(162)는 롤러(64)와 롤러(65) 사이의 핀치 지점을 지나 연장하는 블록/맨드럴의 적층된 라인을 형성하고, 세그먼트(163)는 롤러(64 및 65)의 하류에 위치된다. 세그먼트(160, 161, 163)의 길이는 이들의 정렬이 성형되는 연속 비임(33)으로 유지되게 돕는다. 세그먼트(162 및 163)의 움직임은, 롤러(64 및 65)가 다른 위치(도 2 내지 도 10 참조)로 이동함에 따라 롤러(64 및 65)에 의해 유도되는 형상을 따르기 때문에, 연속 비임(33)이 스위프 스테이션을 지나 이동함에 따라 연속 비임(33)에 안정성을 더한다.

각각의 세그먼트(161 및 162)는 관통 홀을 구비하며, 세그먼트(160 및 163)는 체인(151)의 링크의 대향 단부에의 연결을 위한 구조체를 구비한다. 체인(151)은 세그먼트(161 및 162)를 통해 연장하고, 세그먼트(160 내지 163)를 연결한다. 각각의 세그먼트(160 내지 163)는 좌우의 양방향으로의 회전을 허용하는 방식으로 상호연결되고 구조적으로 제조된다. 특히, 각각의 세그먼트(161 내지 163)는 협소한 상류 대면 원통형 노즈 및 정합하는 하류 대면 원통형 리세스에 의해 성형된 조인트를 구비함으로써, 스네이크형 내부 맨드럴의 양방향으로의 회전을 허용하는 회전식 베어링 표면을 성형하도록 접합한다. 다양한 체인들은 내부 맨드럴 부품들을 함께 고정하는데 사용될 수 있는 것으로 고려된다. 도시된 체인(151)은 스프로킷과 결합하기 위한 자전거 체인 또는 오토바이 구동 체인과 유사한 방식으로 상호 연결되는 횡방향 핀(156) 및 평평한 링크(155)를 포함한다. 도시된 링크(155)는 평평하고, 각각은 도 "8"자 형상의 외형을 갖고(도 15 및 도 17 참조), 2 또는 3 깊이일 수 있고, 링크(155)의 단부는 종방향으로 오프셋되고 핀에 의해 함께 피봇되는데, 이로써 연속된 고 강도 체인은 수평 평면의 양 방향으로는 휘어질 수 있지만 평면을 벗어난 방향으로는 휘어지지 않도록 성형된다.

도 19는 외향 측부들 중 적어도 하나가 롤러 핀(162B)을 포함하는 변형된 세그먼트(162A)를 도시한다. 이는, 롤러 핀(162B)이 (활주 접촉하는 대신) 연속 비임(33)의 내측 표면을 따라 회전하기 때문에 세그먼트(162A)의 측부들의 마찰 결합을 감소시킨다. 이러한 배치는 세그먼트(162)를 갖출 때보다는 더 오래 지속되기는 하지만, 당연히 세그먼트(162A)는 더 고가이고, 세그먼트(162A)의 크기가 충분히 크지 않고, 동시에 비임(33)을 성형하는 압력이 세그먼트(162A)의 사용을 정당화할 정도로 충분히 크지 않다면, 잠재적으로 실용적이지 않다(또는 실용성이 적다).

변형된 롤 성형 기기(30A)(도 20 내지 도 28 참조)도 도시된다. 기기(30)와 유사한 및/또는 동일한 부품들은 동일한 도면 부호를 사용하여 식별되지만, 문자 "A" 또는 "B"가 함께 사용된다. 이는 중복되는 언급을 감소시키기 위해서 행해졌다. 도 20 내지 도 28은 각각 도 2 내지 도 10과 대체로 유사하지만, 하기에 개시된 바와 같이 변형이 함께 이루어졌다.

기기(30A)(도 20 참조)는 롤 성형기(31A) 및 스위프 스테이션(32A)을 포함한다. 스위프 스테이션(32A)은 강화된 서브프레임(200A)에 의해 고정되고, 스탠드(stand; 201A)상에 작동식으로 지지된다. 주목할만한 것은, 서브프레임(200A) 및 스탠드(201A)는 스위프 스테이션의 특정 이형에 대한 필요에 따라 스위프 스테이션(32A)의 적절한 중량 및 크기를 지지하도록 크기 맞춰질 수 있다.

스위프 스테이션(32A)에서, 플레이트형 연장가능한 활주 부재(85A 및 86A)(도 20에 식별됨, 그러나 도 25 참조)는 개선된 스위핑 작동 및 리셋을 위해 변형된다. 주목할만한 것은, 활주 부재(85A 및 86A)는 서로 거울상이기 때문에, 단 하나만이 기재될 필요가 있다. 활주 부재(85A)(도 25 참조)는 테일 슬롯(tail slot; 203A) 및 성형된 내부 표면(204A)을 포함하는 협소한 테일 섹션(tail section; 90A)을 포함한다. 테일 슬롯(203A)은 플레이트(82A)에 고정된 포스트상의 롤러 베어링(205A)과 결합하도록 형성된다. 슬롯(203A)의 측부들은 약간 기울어져 있기 때문에, 슬롯(203A)으로의 유입구는 롤러 베어링(205A)을 향해 넓은 개방부를 성형한다. 이는 슬롯(203A)이 롤러 베어링(205A)을 포획하게 허용하면서, 연장되는 동안의 활주 부재(85A)의 다소의 비선형 운동을 여전히 허용한다. 슬롯(203A)의 바닥은 롤러 베어링(205A)과 근접하게 결합하도록 크기 맞춰지기 때문에, 활주 부재(85A)는 그 상류 홈 위치에 있을 때 정확하게 위치된다.

활주 부재(85A 및 86A)의 전방은 타이 로드(tie rod; 210A)에 의해 함께 고정된다. 타이 로드(210A)는 길이가 조절될 수 있기 때문에, 롤러(64A 및 65A)가 비임(33A)과 결합하도록 서로를 향해 조절됨에 따라 타이 로드(210A)도 조절될 수 있다. 활주 부재(85A)가 하류로 이동될 때, 타이 로드(210A)는, 연장될 동안 활주 부재(85A)의 넓은 단부(88A)가 축(69A) 주위의 하류의 아치형 경로를 따라 회전되게 유도한다. 성형된 내부 표면(204A)은 활주 부재(85A)의 이러한 움직임을 수용하도록 형성되어, 내부 표면(204A)이 스페이서(83A' 및/또는 83A)로부터 방해받는 것을 피하게 한다.

롤러(64A) 및 롤러(65A)가 서로를 향해 (그리고 서로로부터 멀리) 조절될 수 있게 하기 위해 스위프 스테이션(32A)에 조절 기구(도 29 및 도 30 참조)가 제공된다. 롤러(64A 및 65A)를 지지하기 위한 조절가능한 베어링 지지부(212A) 및 조절 볼트(211A)가 제공된다. 이들은 [연속 비임(33A)에 대항하여 긴밀하게] 서로를 향해 만곡 롤러의 위치를 조절하기 위해 서브프레임(63A)상에 조절가능하게 지지된다. 상기에서 알수있는 바와 같이, 타이 로드(210A)는 또한 그 길이로의 유사한 조절을 수용하기 위해 조절될 수도 있다.

"스위프 리미터(sweep limiter)" 체인(94)은 현 스위프 스테이션에서는 제거된 것이 주목된다. 대신, 전위차계(potentiometer) 또는 센서 시스템이 스위프 스테이션(32A)의 고정 부분과 서브프레임(63A) 사이에 부착된다. 전위차계(215A)는 액츄에이터(91A)를 제어하기 위해 제어기(77)에 연결되고, 액츄에이터(91A)는 차례로 서브프레임(32A) 및 만곡 롤러(64A 및 65A)의 위치를 제어함으로써, 비임(33A)은 특정의 원하는 스위프 반경(즉, 종방향 곡률)을 갖게 된다. 전위차계(215A)는 또한 (만약) 스위프 스테이션이 하류 방향으로 "초과 연장된다면" 그때를 감지하도록 작동한다. 특히, 전위차계(215A)(도 21 참조)는 스위프 스테이션(32A)의 각 측부에 부착되는데, 일 단부(216A)는 플레이트(81A)에 부착되고, 그 다른 하류 단부(217A)는 서브프레임(63A)에 부착된다. 전위차계(215A)는 제어기(77)에 전기 접속됨으로써, 문제가 발생하면, 기기는 즉각 멈추게 된다.

현 스위프 스테이션에서 생성된 고 응력을 해결하기 위해 다양한 부품에 대해 다양한 변경이 이루어진다. 또한, 작동의 효율을 증대시키기 위해 변경이 이루어진다. 예를 들어, 측단부 플레이트(66A) 및 서브플레이트(63A)의 다른 플레이트들의 기기(220A)는 작업자가 스위프 스테이션 내를 볼 수 있게 허용하여, 작업자가 스위프 스테이션 내에서 어떤 일이 발생하는지를 볼 수 있기 때문에 보다 나은 제어를 할 수 있게 한다. 또한, 앵커링 지주(200A)는 파괴 또는 용납할 수 없는 변형 없이도 응력의 선택적 처리 및 상당한 크기의 응력의 처리를 위해 설계된다.

본 발명의 개념을 벗어나지 않고 전술된 구조에서 변형 및 변경이 이루어질 수 있는 것으로 이해되며, 또한, 이러한 개념은, 청구항이 그 언어로 달리 명백하게 기재되지 않는다면 첨부된 특허청구범위에 의해 보호되는 것으로 이해된다.

독점 소유권 또는 특권을 청구하는 본 발명의 실시예는 하기와 같이 한정된다.

Claims

롤 성형 기기이며,
강철 재료의 시트를 종방향 라인을 형성하는 구조 비임으로 성형하기 위한 롤을 포함하는 롤 성형기와,
상기 롤 성형기와 직렬로 배치되고, 롤 성형기가 연속적으로 작동하는 동안 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향, 및 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향에 대향하는 제2 방향으로 구조 비임을 선택적으로 스위핑하기 위해 스위프 성형 장치를 포함하는 스위프 스테이션을 포함하는
롤 성형 기기.
제1항에 있어서,
상기 롤은 관형 형상으로 시트를 성형하고, 상기 롤 성형기는 관형 형상의 비임을 영구적으로 고정하기 위한 용접기를 포함하는
롤 성형 기기.
제1항에 있어서,
스위프 스테이션은 대향하는 스위프 롤러 및 각각의 대향하는 스위프 롤러를 병진 운동하도록 조절가능하게 지지하기 위한 조절가능한 지지 구조체를 포함하는
롤 성형 기기.
제3항에 있어서,
스위프 스테이션은 대향하는 스위프 롤러를 지지하기 위한 서브프레임을 포함하고, 상기 서브프레임은 조절가능한 지지 구조체에 의해 작동식으로 지지되고, 제1 방향 및 제2 방향 각각으로 서브프레임을 회전가능하게 이동하기 위한 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는
롤 성형 기기.
제4항에 있어서,
지지 구조체는, 대향하는 롤러들 중 적어도 하나를 부분적으로 다른 대향하는 롤러 주위로 하류 방향으로 선택적으로 이동시키도록 구성되는
롤 성형 기기.
제4항에 있어서,
지지 구조체는 하류 방향으로 연장하는 제1 아치형 경로 또는 제2 아치형 경로 각각으로 이동할 수 있도록 서브프레임을 지지하는
롤 성형 기기.
제6항에 있어서,
지지 구조체는 상류 홈 위치와 다양한 하류 위치들 사이에서 대향하는 스위프 롤러들을 이동시키기 위해 각각의 슬라이드에 연결된 분리된 액츄에이터를 포함하고,
상기 상류 홈 위치에서 비임은 스위핑되지 않고, 상기 하류 위치에서 비임은 가장 먼저 제1 방향으로 그 후 제2 방향으로 스위핑되는
롤 성형 기기.
제6항에 있어서,
대향하는 롤러들은 서브프레임상에 지지되는 제1 축 및 제2 축을 포함하고, 조절가능한 지지 구조체는 제1 축 및 제2 축 주위로의 회전을 위해 서브프레임을 작동 가능하게 선택적으로 지지하기 위한 제1 활주 부재 및 제2 활주 부재를 포함하는
롤 성형 기기.
제8항에 있어서,
스위프 스테이션은 각각이 사이에 공동을 형성하는 한 쌍의 상부 안내부 및 한 쌍의 바닥 안내부를 갖춘 프레임을 포함하고, 제1 활주 부재 및 제2 활주 부재는 각각 관련된 안내부 쌍들 사이에서의 제어된 운동을 위해 공동들 중 하나로 연장하는 부분을 포함하는
롤 성형 기기.
제1항에 있어서,
스위프 스테이션은, 주 프레임과, 주 프레임에 의해 이동가능하게 지지되는 서브프레임을 포함하고, 두 개의 상이한 아치형 경로들 중 선택된 하나에서 서브프레임을 이동가능하게 지지하기 위해 주 프레임과 활주가능하게 결합하는 활주 부재들을 포함하는
롤 성형 기기.
제10항에 있어서,
구조 비임이 선형으로 유지되고 종방향의 만곡된 형상이 되지 않는 상류 홈 위치를 정확하게 형성하기 위해 활주 부재들과 결합하는 정지부를 포함하는
롤 성형 기기.
제3항에 있어서,
스위프 롤러의 바로 상류에 그리고 이에 인접하게 위치되는 상류 지지부를 포함하는
롤 성형 기기.
제1항에 있어서,
스위프 스테이션의 대향하는 롤러들 사이에 부분적으로 위치되는 적어도 하나의 내부 맨드럴을 포함하는
롤 성형 기기.
제13항에 있어서,
적어도 하나의 내부 맨드럴은 주어진 평면 내에서 상기 평면에 대향하는 방향으로 만곡될 수 있는 적층된 체인을 형성하기 위해 상호 연결된 복수의 내부 세그먼트를 포함하는
롤 성형 기기.
비임에 의해 형성된 종방향 라인으로부터 멀어지는 방향으로 비임의 섹션을 스위핑하기 위한 스위프 스테이션이며,
주 프레임과,
종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향으로 비임의 제1 섹션을 스위핑하기 위해 제1 위치로 이동하도록, 그리고 종방향 라인으로부터 멀어지는 제2 방향으로 비임의 제2 섹션을 스위핑하기 위해 제2 위치로 이동하도록 주 프레임상에 작동가능하게 지지되는 서브프레임을 포함하는 스위프 성형 장치를 포함하며,
상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 측방향으로 대향하는
스위프 스테이션.
제15항에 있어서,
스위프 성형 장치의 대향하는 롤러들 사이에 부분적으로 위치되는 적어도 하나의 내부 맨드럴을 포함하는
스위프 스테이션.
제16항에 있어서,
적어도 하나의 내부 맨드럴은 주어진 평면 내에서 상기 평면에 대향하는 방향으로 만곡될 수 있는 적층된 체인을 형성하기 위해 상호 연결된 복수의 내부 세그먼트를 포함하는
스위프 스테이션.
롤 성형하는 방법이며,
재료의 시트를 종방향 라인을 형성하는 연속 비임으로 롤 성형하는 단계와,
롤 성형의 단계 동안, 종방향 라인으로부터 멀어지는 제1 방향으로 연속 비임의 제1 섹션을 스위핑하는 단계와, 이후 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 종방향 라인으로부터 멀어지게 연속 비임의 제2 섹션을 스위핑하는 단계를 포함하는
롤 성형 방법.
제18항에 있어서,
상기 상이한 방향은 제1 방향과 대향하는
롤 성형 방법.
제19항에 있어서,
종방향 라인으로부터 대향하는 방향 각각으로 피봇하도록 구성된 액츄에이터를 제공하는 단계와, 연속 비임을 따른 원하는 위치에 제1 섹션 및 제2 섹션을 위치시키기 위해 액츄에이터를 제어하는 단계를 포함하는
롤 성형 방법.
제20항에 있어서,
제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 비임을 재성형하는 단계를 포함하는
롤 성형 방법.
비임 부품이며,
일정한 단면을 갖고 적어도 60 KSI의 강도를 갖는 재료의 시트로부터 성형된 롤 성형된 비임을 포함하고,
최초로 롤 성형된 비임은 사실상 선형이고, 종방향의 중심선을 형성하지만, 적어도 제1 섹션 및 제2 섹션을 포함하는데, 상기 제1 섹션은 중심선으로부터 멀어지는 제1 방향으로 만곡되고, 상기 제2 섹션은 중심선으로부터 멀어지지만 제1 섹션과는 대향하는 방향의 제2 방향으로 만곡되는
비임 부품.