KR20140034277A - 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대략 평면을 갖는 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1)이 그의 길이방향 에지를 따라 금속으로 이루어진 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)에 접합 방법으로 연결되고, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)은 그의 속성 중 적어도 하나에 의해 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1)과 다르고, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1)과 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)은 적어도 하나의 조립 스테이션(10)으로 연속적으로 이송되는, 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 그의 길이방향 에지를 따라 연속적으로 위치된 3차원 구조체(2.1), 중공 프로파일, 및/또는 복수의 리세스(2.2) 및/또는 홀(2.3, 2.4)을 갖는 웹 형상 반제품(2)이 상기 조립 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 방법을 실행하기 위한 장치가 청구된다.
Description
본 발명은 대략 평면을 갖는 적어도 하나의 시트-금속 스트립이 그의 길이방향 에지를 따라 금속으로 이루어진 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품에 일체로 연결되고, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품은 그의 속성 중 적어도 하나의 측면에서 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립과 다르고, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립과 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품은 적어도 하나의 접합 스테이션으로 연속적으로 이송되는, 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 하나의 접합 스테이션, 상기 접합 스테이션으로 적어도 하나의 시트-금속 스트립을 이송하기 위한 적어도 하나의 스트립 이송 장치, 및 상기 접합 스테이션으로 금속으로 이루어진 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품을 이송하기 위한 적어도 하나의 추가 이송 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립이 그의 길이방향 에지를 따라 상기 접합 스테이션에서 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품에 일체로 접합되는, 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 장치에 관한 것이다.
특히 모터 차량 구성에서 금속으로 이루어진 구성요소가 사용되는 경우, 적재에 적합한 설계로 구성요소의 낮은 무게에 대해 큰 값이 설정된다. 이는 통상적으로 "맞춤형 블랭크(tailored blanks)"라 불리우는 것의 사용에 의해 달성된다. 이들은 서로 용접되는 상이한 시트 금속 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 플레이트 블랭크로 구성된 맞춤형 시트 금속 플레이트이다. 맞춤형 블랭크는 나중의 구성요소의 다양한 지점을 국부 응력에 적합하게 하는 것을 가능하게 할 수 있고, 그렇지 않으면 부가적인 보강 부품을 필요로 한다. 맞춤형 블랭크의 이점은 무게 및 제조 비용의 감소이다. 하지만, 구성요소를 적재에 적합한 설계로 경제적으로 제조하기 위해, 맞춤형 플레이트의 불연속적인 가공이 항상 만족스러운 것은 아니다. 그러므로, 혁신적인 복합 공구에서 가공될 수 있거나 또는 롤 성형에 의해 프로파일된 구성요소가 제조될 수 있는 맞춤형 금속 스트립("맞춤형 스트립")이 개발되었다. 맞춤형 스트립은 상이한 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 둘이나 세개의 시트-금속 스트립을 그의 길이방향 에지를 따라 서로 연속적으로 용접함으로써 통상적으로 제조된다. 이를 위해, 코일로서 공급되는 각각의 시트-금속 스트립(슬릿 스트립)은 코일 풀림 공정 후에 교정기에서 평탄화된다. 이에 이어서 서로 용접될 시트 금속 에지를 준비하기 위하여 에지 기계가공이 이루어진다. 그리고 나서, 상기 시트-금속 스트립은 레이저 용접 스테이션에서 연속 작동으로 서로 용접된다. 상기 접합 공정 후에, 이에 따라 제조된 맞춤형 금속 스트립은 코일을 형성하도록 감겨지거나 또는 절단 장치에 의해 다수의 플레이트로 횡방향으로 절단된다.
맞춤형 스트립은 입증된 기술을 나타낸다. 그럼에도 불구하고, 적은 공정 단계가 추가 가공에서 수행되어 맞춤형 스트립으로부터 제조된 최종품을 완성하도록 이러한 기술을 더 개발하는데 가능한 방식에 대해 연구가 진행중이다. 특히, 금속으로 이루어진 맞춤형 구성요소를 저비용으로 제조할 수 있는 해결책을 구하고 있다.
그러므로, 본 발명은 추가 가공에서 적은 공정 단계를 거쳐 최종품을 완성하는 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조할 수 있는 전제부에서 언급된 유형의 방법 및 장치를 구체화하는 목적에 기초한다.
이러한 목적은 청구범위 제1항의 특징을 갖는 방법 및 청구범위 제14항의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 3차원 구조체, 중공 프로파일, 및/또는 다수의 리세스 및/또는 홀을 그의 길이방향 에지를 따라 연속적으로 갖는 웹 형상 반제품은 접합 스테이션으로 이송되는 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 특징으로 한다.
연결될 부품이 웹 형태로 접합 공정으로 이송되므로, 후속의 추가 가공에서 적은 공정 단계(가공 단계)를 거쳐 지금까지 대응하는 구성요소를 제조하기 위해 이용가능한 반제품의 경우에서보다 적재에 적합한 설계로 구성요소를 완성하는 반제품(맞춤형 스트립)을 비용 효율적으로 제조할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 방법 또는 대응하게 구성된 장치로, 맞춤형 시트-금속 스트립의 추가 가공이 적은 공정 단계를 필요로 하고, 이 정도로 비용이 덜 들고, 적재 및/또는 기능에 적합한 설계로 구성요소를 완성하는 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 바람직하고 이로운 구성은 종속 청구범위에 나타나 있다.
본 발명에 따른 바람직한 구성은 프로파일 형태로 구성되고 홈이나 서로 평행하게 이어진 복수의 홈을 갖는 웹 형상 반제품이 상기 접합 스테이션으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 상기 접합 공정에서 접합되는 프로파일된 반제품으로 인해 비교적 낮은 무게를 고려할 때 비교적 높은 굴곡 강도를 갖는 맞춤형 스트립을 제조할 수 있다.
이러한 방법의 바람직한 전개는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품이 접합 스테이션으로 이송되어 상기 적어도 하나의 홈이 적어도 하나의 시트-금속 스트립에 의해 덮혀지고 접합 후에 이와 함께 폐쇄된 중공 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법 구성의 다른 구성에서, 상기 중공 프로파일은 접합 후에 단열 재료로 채워지거나 발포되는 것이 제안된다. 이러한 방식으로, 패널형 절연 구성요소, 특히 빌딩 등을 위한 단열 외장 클래딩 패널을 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
이러한 방법 구성의 바람직한 변형은 상기 적어도 하나의 홈이 접합 전에 단열 재료로 채워지거나 코팅되는 것을 제공한다. 이러한 방식으로도, 패널형 절연 구성요소, 특히 빌딩용 단열 외장 클래딩 패널을 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구성은 서로 평행하게 이어진 적어도 두 열의 홀을 갖는 웹 형상 반제품이 상기 접합 스테이션으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 특히 예를 들어 저장 랙을 위한 스탠드 및/또는 브라켓을 제조하기 위한, 또는 케이블 덕트(케이블 체이스)를 제조하기 위한 맞춤형 반제품을 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구성은 그의 길이방향 에지를 따라 연속 리세스에 의해 형성된 치형 구조체를 갖는 웹 형상 반제품이 상기 접합 스테이션으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 제공한다. 이러한 방식으로도, 특히 예를 들어 저장 랙을 위한 스탠드 및/또는 브라켓을 제조하기 위한, 또는 케이블 덕트(케이블 체이스)를 제조하기 위한 맞춤형 반제품을 비용 효율적으로 제조할 수 있다. 이를 위해, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품은 접합 스테이션으로 이송되어 상기 리세스가 적어도 하나의 시트-금속 스트립을 향하고 접합 후에 이와 함께 윈도우형 개구를 형성한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구성은 압출 프로파일, 특히 압출 중공 프로파일로 이루어지거나 이로부터 형성된 웹 형상 반제품이 상기 접합 스테이션으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 제공한다. 이 경우, 비교적 연질 금속으로 이루어진 압출 프로파일이 압출 프로파일로서 사용되는 것이 바람직하다. 일례로, 상기 압출 프로파일은 구리 및/또는 알루미늄이나 대응하는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히 히트 싱크, 가이드 레일, 시트 레일, 도어 실 프로파일, 윈도우 프로파일, 조명 기구, 햇빛 차단 스트립, 및 박벽을 제조하기 위한 맞춤형 반제품을 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구성은 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품이 접합 스테이션으로 이송되어 접합 후에 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립의 평면으로부터 돌출한 웹을 형성하는 것을 제공한다. 이러한 방식으로, 특히 빌딩용 외장 패널 및 유틸리티 차량, 선박, 및/또는 항공기의 중공 벽, 중공 바닥이나 중공 천장용 벽, 바닥, 및/또는 천장 패널을 제조하기 위한 맞춤형 반제품을 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구성은 상기 접합 후에 하이드로포밍에 의해 형성된 중공 프로파일이 대략 평면을 갖는 적어도 하나의 추가 시트-금속 스트립 및/또는 적어도 하나의 추가 웹 형상 프로파일된 반제품의 부가에 의해 적절하면 상기 적어도 하나의 시트 금속 프로파일 및 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로부터 형성되는 것을 제공한다. 이러한 방식으로, 복잡한 형상 및 낮은 무게를 갖는 맞춤형 중공 구성요소, 예를 들어 모터 차량용 섀시 부품 및/또는 배기 파이프, 또는 이러한 중공 구성요소를 제조하기 위한 맞춤형 반제품을 비용 효율적으로 제조할 수 있다. 상기 하이드로포밍에 의해, 특히 중공 구성요소의 벽 두께가 필요에 따라 각 구성요소의 소정 지점에 부합되게 할 수 있고 형상화되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 전술한 구성은 특히 대략 평면을 갖는 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립 및 그의 길이방향 에지를 따라 상기 시트-금속 스트립에 일체로 연결되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품이 그의 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 측면에서 서로 다른 실시예를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 추가 웹 형상 반제품을 프로파일링하고 및/또는 다수의 연속 홀 및/또는 리세스를 절단하도록 구성된 적어도 하나의 가공 스테이션이 웹 형상 반제품의 이동 방향으로 접합 스테이션의 상류에 마련되는 것을 기본적으로 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 구성은 상기 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립을 길이방향으로 절단하기 위한 절단 장치가 상기 웹 형상 반제품의 이동 방향으로 상기 접합 스테이션의 하류에 마련되고, 상기 절단 장치는 맞춤형 스트립과 평행하게 스트립 이동 방향의 전후로 이동가능한 지지 장치에 끼워지는 것을 특징으로 한다. 이는 연속적인 접합 공정을 달성하게 할 수 있다.
상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립에 접합될 상기 추가 웹 형상 반제품의 에지를 연삭 및/또는 밀링에 의해 기계가공하도록 구성된 적어도 하나의 에지 기계가공 스테이션은 상기 추가 웹 형상 반제품을 프로파일링하고 및/또는 다수의 연속 홀 및/또는 리세스를 절단하는 상기 가공 스테이션과 상기 접합 스테이션 사이에 마련되는 것이 바람직하다.
이하, 복수의 예시적인 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명할 것이다. 개략적으로,
도 1 및 2는 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제1 및 제2 예시적인 실시예를 각각 나타낸 사시도이고;
도 3은 본 발명에 따라 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립을 나타낸 단면도이고;
도 4 내지 6은 본 발명에 따라 제조된 시트-금속 스트립의 3가지의 추가적인 예시적인 실시예의 부분을 각각 나타낸 단면 사시도이고;
도 7은 도 6에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립의 단면도이고;
도 8 내지 10은 본 발명에 따라 제조된 시트-금속 스트립의 3가지의 추가적인 예시적인 실시예의 부분을 각각 나타낸 단면 사시도이고;
도 11은 도 10의 확대 단면 상세도이고;
도 12는 하이드로포밍 이후에 도 10에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립을 나타낸 도면이다.
도 1 및 2는 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 제1 및 제2 예시적인 실시예를 각각 나타낸 사시도이고;
도 3은 본 발명에 따라 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립을 나타낸 단면도이고;
도 4 내지 6은 본 발명에 따라 제조된 시트-금속 스트립의 3가지의 추가적인 예시적인 실시예의 부분을 각각 나타낸 단면 사시도이고;
도 7은 도 6에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립의 단면도이고;
도 8 내지 10은 본 발명에 따라 제조된 시트-금속 스트립의 3가지의 추가적인 예시적인 실시예의 부분을 각각 나타낸 단면 사시도이고;
도 11은 도 10의 확대 단면 상세도이고;
도 12는 하이드로포밍 이후에 도 10에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립을 나타낸 도면이다.
도 1은 맞춤형 시트-금속 스트립(맞춤형 스트립)(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치 또는 시설의 제1 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 상이한 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 적어도 두개의 슬릿 스트립(1, 2)은 그의 길이방향 측을 따라 상기 장치에서 서로 일체로 연결, 바람직하게는 용접된다. 상기 슬릿 스트립(1, 2)은 통상적으로 상이한 두께 및/또는 재료 특성의 강재 스트립으로부터 제조될 수 있다. 하지만, 유사하게, 상기 맞춤형 스트립(12)은 비철 시트-금속 스트립으로부터, 예를 들어 상이한 특성 및/또는 두께의 알루미늄 및/또는 마그네슘 스트립으로부터 제조될 수도 있다. 또한, 상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 상이한 재료의 조합으로, 예를 들어 강재 스트립과 비철 스트립의 조합, 알루미늄과 마그네슘의 조합, 등으로 제조될 수도 있다. 하지만, 본 발명의 범위 내에서, 서로 일체로 연결된 상기 슬릿 스트립(1, 2)은 동일한 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 슬릿 스트립일 수도 있다.
서로 용접될 상기 슬릿 스트립(1, 2)은 코일(3)의 형태로 존재한다. 상기 각각의 슬릿 스트립 또는 시트-금속 스트립(1, 2)은 먼저 각 코일(3)로부터 풀려진 후에 별도의 교정기(4, 5)에서 평탄화된다. 이후 또는 하류 스테이션에서, 접합될 또는 용접될 슬릿 스트립(1, 2)의 적어도 에지가 밀링 기계 및/또는 연삭기(6, 7)에 의한 후속의 접합 공정, 바람직하게는 용접 공정을 위해 준비될 수 있는 에지 가공이 실행되는 것이 바람직하다.
별도의 이송 수단(구동기 유닛)(8, 9) 및 스트립 안내 장치, 예를 들어 스트립 안내 롤러는 상기 슬릿 스트립(1, 2)을 하나의 접합 장치(10)로, 또는 두개의 슬릿 스트립(1, 2)보다 많은 경우에 스트립 이동 방향으로 연속해서 마련된 다수의 접합 장치(10) 중 각 경우에 하나씩 감소된 것에 상응하는 개수의 접합 장치(10)로 이송하는데 사용되고, 여기서 상기 슬릿 스트립은 연속 작동으로 서로 일체로 연결, 바람직하게는 용접된다. 이 경우, 상기 슬릿 스트립(1, 2)은 보통 함께 안내되어 그의 서로 대향하는 길이방향 에지가 맞대기 접합으로 서로 일체로 연결될 수 있다. 하지만, 상기 슬릿 스트립(1, 2)을, 또는 두개의 슬릿 스트립(1, 2)보다 많은 경우에 상기 슬릿 스트립 중 적어도 두개를 서로 일체로 연결하여 중첩하거나 또는 병렬 조인트, T 조인트나 크로스 조인트로 일체로 연결하는 것은 또한 본 발명의 범위 내에 있다.
상기 슬릿 스트립(1, 2)은 연속해서 서로 연결, 특히 용접될 수 있다. 여기서, 사용되는 용접 방법은 레이저 용접인 것이 바람직하다. 하지만, 대안적으로, 본 발명에 따른 방법을 실행하는 경우에 이용되는 용접 방법은, 예를 들어 고주파 용접 또는 마찰 교반 용접(FSW)일 수도 있다.
마찰 교반 용접은 경금속용 접합 방법이다. 이러한 접합 방법에서, 회전 핀은 두 시트 금속 반제품 또는 슬릿 스트립 사이에서 맞대기 조인트로 큰 힘으로 가압되고 조인트 라인을 따라 이동된다. 워크피스는 상기 조인트 라인의 영역에서 가열되고 상기 핀의 회전에 의해 교반되어, 상기 금속 시트가 연결된다. 심(seam) 및 필러의 구체적인 준비는 여기에서 요구되지 않는다. 종래의 용융 용접 방법과는 대조적으로, 상기 마찰 교반 용접 시에 상승하는 온도는 경금속 합금의 용융점 아래에 있으므로, 미세 구조의 바람직하지 못한 변화가 회피된다. 그 결과, 용융 용접에 덜 적합한 고강도의 경금속 합금이라도 필러 재료(필러 와이어) 없이 그리고 강도의 큰 손실 없이 용접될 수 있다.
차폐 가스(불활성 가스), 예를 들면 질소 가스는 용접 심(weld seam)(13)의 산화를 방지하기 위하여 용접이나 레이저 빔 또는 마찰 교반 핀의 작동 지점(11)으로 이송되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 적어도 하나의 용접 심(13)은 가능한 응력 피크(stress peak)를 제거하거나 적어도 감소시키기 위하여 후속 가열에 의해 국부적으로 가열 처리되는 것이 바람직하다.
대안으로서 또는 후속의 심 가열 이외에, 상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 그의 전체 폭 위에 또는 그의 시트-금속 스트립(슬릿 스트립)(1, 2) 중 하나의 폭 위에 일시적으로 가열되어, 상기 시트-금속 스트립(12)의 미세 구조를 균질화시킨다. 이와 관련해서, 상기 시트-금속 스트립(12)은 200℃ 내지 500℃ 범위의 온도로 가열된다. 상기 일시적 가열은 불활성 가스 분위기에서 실행되는 것이 바람직하다.
상기 스트립 이송 장치(4, 5, 8, 9) 및 적어도 하나의 접합 스테이션(10)은 제조 라인을 형성한다. 상기 슬릿 스트립(2) 중 적어도 하나를 형성하거나 프로파일링하는 적어도 하나의 가공 스테이션(14)은 도 1에 도시된 제조 라인에 일체화되는 반면에, 다른 슬릿 스트립(1)이나 상기 슬릿 스트립 중 적어도 하나가 공간적으로 형성되지 않은 평탄화된 슬릿 스트립으로서 상기 접합 공정으로 이송된다. 상기 슬릿 스트립(2)을 형성, 특히 프로파일링하기 위한 가공 스테이션(14)은 상기 교정기(5)와 에지 기계가공 스테이션(7) 사이에 마련되는 것이 바람직하다.
상기 가공 스테이션(14)에 의해 웹 형상 반제품(슬릿 스트립)(2)으로 형성되는 공간 구조체는 다수의 양호한 형상의 함몰부 및/또는 적어도 하나의 홈형 함몰부(2.1)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 복수의 홈형 함몰부(2.1)는 롤 성형에 의해 슬릿 스트립(2)으로 형성된다. 이후, 상기 프로파일된 슬릿 스트립(2)은 에지 기계가공 스테이션(7)으로 이송된 후에 접합 스테이션(10)으로 이송된다.
상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)이 접합 스테이션(10)의 하류에서 코일을 형성하기 위하여 감겨진다. 이는 상기 프로파일된 금속 스트립이나 슬릿 스트립(2)이 비교적 연질 금속으로 이루어지고 및/또는 상기 형성된 금속 스트립(2)의 공간 구조체가 비교적 작은 특성 깊이를 가지면 프로파일된 금속 스트립(2)으로부터 형성된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)의 경우에 가능할 수도 있다.
하지만, 대안으로서 또는 필요한 경우에, 상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 접합 스테이션(10)의 하류에서 플레이트(12')를 형성하기 위하여 길이방향으로 절단될 수도 있다. 이에 따라 얻어진 플레이트나 패널(12')은, 예를 들어 적어도 1.5m의 길이, 바람직하게는 적어도 2.5m의 길이, 더 바람직하게는 적어도 5m의 길이를 갖는다. 마찬가지로, 이러한 유형의 비교적 긴 패널(12')은 적합한 이송이나 병치를 고려할 때 혁신적인 복합 공구에서 가공될 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 길이방향으로 절단하기 위한 절단 장치(15)는 상기 접합 스테이션(10)의 하류에 마련된다. 이 경우, 상기 절단 장치(15)는 맞춤형 스트립(12)과 평행하게 스트립 이동 방향의 전후로 이동가능한, 바람직하게는 변위가능한 지지 장치에 끼워지고, 이에 따라 상기 접합 스테이션(10)에서의 연속적인 접합 공정은 상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)이 길이방향으로 절단되는 동안에 중단될 필요가 없다. 그러므로, 상기 절단 장치(15)는 "플라잉 소우(flying saw)"라 불리우는 방식으로 구성된다.
맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치나 시설의 도 2에 도시된 예시적인 실시예는 연속적인 작동에서 상기 슬릿 스트립 또는 웹 형상(web-shaped) 반제품(2)을 천공하고 및/또는 리세스(2.2)를 제공하는 가공 스테이션(14')이 상기 적어도 두개의 슬릿 스트립(1, 2) 중 하나(2)가 평탄화되는 교정기(5)와 상기 에지 기계가공 장치(7) 사이에 마련되는 점에서 도 1에 도시된 예시적인 실시예와 다르다. 이를 위해, 상기 가공 스테이션(14')은 적어도 하나의 홀 펀칭이나 절단 공구(14.1)를 구비한다. 상기 홀 펀칭이나 절단 공구(14.1)는, 예를 들어 승강가능 펀치(14.2)에 또는 회전 롤러(미도시)에 끼워질 수 있다.
또한, 상기 홀 펀칭이나 절단 공구(14.1)를 지지하는 승강가능 펀치(14.2) 또는 회전 롤러는 상기 스트립 이동 방향과 평행하게 전후로 이동가능한 변위가능 지지부에 끼워지는 것이 바람직하고, 이에 따라, 상기 연속적인 스트립 이송 및/또는 접합 공정은 상기 홀이나 리세스(2.2)가 절단되는 동안에 중단될 필요가 없다. 대안적으로, 상기 스트립 이동 방향으로 보여진 바와 같이, 상기 가공 스테이션(14')의 상류 및 하류에 상기 웹 형상 반제품(2)이 스트립 루프(미도시)로 안내될 수도 있고, 상기 스트립 루프는 재료 버퍼로서 상기 가공 스테이션(14')의 외부로 연속적으로 이동되는 반제품(2)이 상기 홀 펀칭이나 절단 공구(14.1)의 영역에서 간헐적으로 이송되게 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 접합 스테이션(10)으로 이동하는 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(2)은 절단되어 상기 접합 스테이션(10)의 상류에서 연속적인 리세스(2.2)를 갖는 치형 구조체를 얻는다. 또한, 도 2는 상기 웹 형상 반제품(2)이 접합 스테이션(10)으로 이송되어 상기 리세스(2.2)가 평탄화된 시트-금속 스트립(1)을 향하고 접합 후에 이와 함께 윈도우형 개구(2.2')를 형성한다. 이에 따라 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 상기 접합 스테이션의 하류에서 코일(16)을 형성하도록 감겨지는 것이 바람직하다.
도 3 내지 10은 본 발명에 따라 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)의 여러 예시적인 실시예를 도시하고 있다.
도 3에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은, 예를 들어 도 1에 도시된 시설에 의해 제조된다. 상기 시트-금속 스트립(12)은 상이한 두께의 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(1, 2)으로 구성되고, 상기 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(1, 2)은 길이방향 에지를 따라 맞대기 조인트로 서로 용접된다. 상기 금속 스트립(1)이 대략 평면을 갖는 반면에, 서로 평행하게 이어진 홈(2.1)을 갖는 프로파일 형태의 3차원 구조체는 접합 공정 전에 상기 금속 스트립(2)으로 형성된다.
도 4에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은, 예를 들어 도 2에 도시된 시설에 의해 제조된다. 상기 시트-금속 스트립(12)은 동일하거나 상이한 두께의 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(1, 2)으로 구성되고, 상기 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(1, 2)은 길이방향 에지를 따라 맞대기 조인트로 서로 용접된다. 상기 금속 스트립(1)이 완전히 폐쇄된 평면을 갖는 반면에, 상기 금속 스트립(2)은 접합 공정 전에 천공된다. 그러므로, 상기 금속 스트립(2)과 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 길이방향 홀(2.3) 및 원형 홀(2.4)로 이루어진 홀 열을 갖는다.
마찬가지로, 도 5에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 도 2에 도시된 시설에 의해 제조된다. 이 경우, 상기 웹 형상 반제품이나 슬릿 스트립(1, 2)은 동일하거나 상이한 두께이다. 상기 리세스(2.2)에 의해 중단된 용접 심(13)을 제조하기 위하여, 상기 용접 빔이나 레이저 빔이 간헐적으로 작동된다. 이러한 맞춤형 시트-금속 스트립(12)에서, 상기 금속 스트립(1, 2)은 레이저 용접에 의해 접합되는 것이 바람직하다.
도 6 및 7에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 도 1에 대하여 변형된 시설에 의해 제조될 수 있다. 이 경우, 금속 스트립(1)과 추가 웹 형상 반제품(2, 2')은 그의 길이방향 에지를 따라 일체로 연결되고, 상기 웹 형상 반제품(2, 2') 중 적어도 하나(2)는 스트립 이동 방향으로 상기 접합 스테이션(10)의 상류에 마련된 가공 스테이션(14)에 의해 프로파일, 예를 들어 U 형상 프로파일로 형성된다. 여기서, 상기 금속 스트립(1)과 추가 웹 형상 반제품(2, 2')은 상이한 두께이거나 또는 T 조인트나 병렬 조인트로 일체로 연결된다.
마찬가지로, 도 8에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 도 1에 대하여 변형된 시설에 의해 제조될 수 있다. 이를 위해, 상기 하나의 금속 스트립(2)은 접합 공정 전에 상기 가공 스테이션(14)에서 롤 성형에 의해 홈형 프로파일로 형성된다. 이 경우, 상기 홈형 프로파일은 베이스부(2.5), 인접 플랭크(2.6), 및 인접 플랜지(2.7)를 갖는다. 그리고 나서, 홈형 프로파일 형태의 웹 형상 반제품(2)은 접합 스테이션(10)으로 이송되어 상기 홈은 평탄화된 시트-금속 스트립(1)에 의해 덮혀지고 접합 후에 이와 함께 폐쇄된 중공 프로파일을 형성한다. 또한, 상기 중공 프로파일은 접합 후에 단열 재료(17)로 채워질 수 있거나 발포될 수 있다.
도 9에 도시된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)은 평탄화된 시트-금속 스트립(1) 및 압출 프로파일(2")로부터 제조될 수 있고, 여기서 상기 웹 형상 반제품(1, 2")은 그의 길이방향 에지를 따라 맞대기 조인트로 용접된다. 상기 압출 프로파일(2")은 비교적 연질 금속 합금, 예를 들어 알루미늄이나 구리 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 압출 프로파일은 상이한 두께의 단면부(2.8, 2.9)를 갖는다. 이 경우, 하나 이상의 중공 채널(2.10), 특히 폐쇄된 중공 채널(2.10)이 상기 압출 프로파일(2")에 형성될 수 있다.
도 10 내지 12는 금속으로 이루어진 웹 형상 반제품(2, 2') 및 평탄화된 금속 스트립(1, 1')으로 구성된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 나타내고 있고, 여기서 상기 반제품(2, 2') 중 적어도 하나(2')는 단면으로 본 경우에 약간 만곡되어 있다. 상기 적어도 하나의 웹 형상 반제품(2')의 곡률은 상기 접합 공정 전에 스트립 이동 방향으로 상기 접합 스테이션(10)의 상류에 마련된 가공 스테이션(14)을 이용하여 롤 성형에 의해 발생된다. 상기 웹 형상 반제품(2, 2')은 대략 동일한 폭과 두께를 갖는다. 이들은 서로에 대해 위치되어 그의 길이방향 에지가 맞대기 조인트(13)로 외측의 평탄화된 금속 스트립(1, 1')에 용접될 수 있다. 여기서, 상기 용접 심(13)은 두개의 웹 형상 반제품(금속 스트립)(2, 2')을 이에 접합된 평탄화된 금속 스트립(1 또는 1')에 맞대기 조인트로 연결한다. 이 경우, 상기 평탄화된 금속 스트립(1, 1')의 두께는 각각의 웹 형상 반제품(2, 2')의 두께보다 약 두배일 수 있다. 상기 접합 스테이션(10)의 하류에서, 도 10에 도시된 바와 같은 맞춤형 시트-금속 스트립(12)이 길이방향으로 절단된다. 그리고 나서, 상기 맞춤형 스트립(12) 또는 플레이트(12')를 하이드로포밍에 의해 복합 형상으로 형성하기 위하여, 수개의 시트-금속 스트립 플레이트(12')마다, 상기 곡률로 인해 상기 웹 형상 반제품(2, 2') 사이에 존재하는 갭(S)에 가압 유체가 고압으로 가압된다.
도 1 내지 10에 도시된 상기 맞춤형 시트-금속 스트립(12)의 금속 스트립(1, 1', 2, 2')은 그의 재료 특성 및/또는 표면 상태가 부가적으로 다를 수 있다.
본 발명의 구현은 위에서 설명되고 도면에 도시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 예시적인 실시예와 다른 구성을 고려해 볼 때 첨부한 청구범위에 나타낸 본 발명을 이용하는 다양한 변형이 가능할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는, 특히 청구범위에 나타낸 특징의 임의의 원하는 조합에 의해 야기될 수 있는 도면에 미도시된 실시예를 포함한다. 따라서, 예를 들어 적어도 하나의 평탄화된 슬릿 스트립(1), 공간 구조체(2.1)가 제공된 적어도 하나의 웹 형상 반제품(2), 및 다수의 리세스(2.2) 및/또는 홀(2.3 및/또는 2.4)을 갖는 적어도 하나의 웹 형상 반제품(2)으로부터 연속 작동으로 접합 스테이션(10)에 의해 길이방향으로 연속해서 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 제조하는 것은 본 발명의 범위 내에도 있다. 특히, 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 가공 스테이션(14 및 14')은 본 발명에 따른 시설에서 조합하여 사용될 수 있다.
Claims (17)
- 대략 평면을 갖는 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')이 그의 길이방향 에지를 따라 금속으로 이루어진 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")에 일체로 연결되고, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")은 그의 속성 중 적어도 하나의 측면에서 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')과 다르고, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')과 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")은 적어도 하나의 접합 스테이션(10)으로 연속적으로 이송되는, 맞춤형 시트-금속 스트립(12, 12')을 제조하기 위한 방법으로서,
3차원 구조체(2.1), 중공 프로파일, 및/또는 다수의 리세스(2.2) 및/또는 홀(2.3, 2.4)을 그의 길이방향 에지를 따라 연속적으로 갖는 웹 형상 반제품(2, 2', 2")은 상기 접합 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")으로서 사용되는 것을 특징으로 하는
맞춤형 시트-금속 스트립(12, 12')을 제조하기 위한 방법. - 제1항에 있어서, 프로파일 형태로 구성되고 홈(2.1)이나 서로 평행하게 이어진 복수의 홈(2.1)을 갖는 웹 형상 반제품(2, 2')이 상기 접합 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)은 접합 스테이션으로 이송되어 상기 적어도 하나의 홈(2.1)이 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1)에 의해 덮혀지고 접합 후에 이와 함께 폐쇄된 중공 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 홈(2.1)은 접합 전에 단열 재료(17)로 채워지거나 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 중공 프로파일은 접합 후에 단열 재료(17)로 채워지거나 발포되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 평행하게 이어진 적어도 두 열의 홀(2.3, 2.4)을 갖는 웹 형상 반제품(2)은 상기 접합 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 그의 길이방향 에지를 따라 연속 리세스(2.2)에 의해 형성된 치형 구조체를 갖는 웹 형상 반제품(10)은 상기 접합 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2)은 접합 스테이션(10)으로 이송되어 상기 리세스(2.2)가 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1)을 향하고 접합 후에 이와 함께 윈도우형 개구(2.2')를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 압출 프로파일(2"), 특히 압출 중공 프로파일로 이루어지거나 이로부터 형성된 웹 형상 반제품은 상기 접합 스테이션(10)으로 이송되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품은 접합 스테이션으로 이송되어 접합 후에 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립의 평면으로부터 돌출한 웹을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합 후에 하이드로포밍에 의해 형성된 중공 프로파일은 대략 평면을 갖는 적어도 하나의 추가 시트-금속 스트립 및/또는 적어도 하나의 추가 웹 형상 프로파일된 반제품의 부가에 의해 적절하면 상기 적어도 하나의 시트 금속 프로파일 및 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 대략 평면을 갖는 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1') 및 그의 길이방향 에지를 따라 상기 시트-금속 스트립(1, 1')에 일체로 연결되는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")은 그의 두께, 재료 특성, 및/또는 표면 상태의 측면에서 다른 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 3차원 구조체(2.1), 중공 프로파일, 및/또는 다수의 리세스(2.2) 및/또는 홀(2.1)을 그의 길이방향 에지를 따라 연속적으로 갖는 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")의, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')에 접합될, 에지는 접합 전에 연삭 및/또는 밀링에 의해 기계가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 하나의 접합 스테이션(10), 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')을 상기 접합 스테이션(10)으로 이송하기 위한 적어도 하나의 스트립 이송 장치(4, 8), 및 상기 접합 스테이션(10)으로 금속으로 이루어진 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")을 이송하기 위한 적어도 하나의 추가 이송 장치(5, 9)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')이 그의 길이방향 에지를 따라 상기 접합 스테이션(10)에서 상기 적어도 하나의 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")에 일체로 접합되는, 맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 장치로서,
상기 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")을 프로파일링(2.1)하고 및/또는 다수의 연속 홀(2.3, 2.4) 및/또는 리세스(2.2)를 절단하도록 구성된 적어도 하나의 가공 스테이션(14, 14')은 상기 웹 형상 반제품(2, 2', 2")의 이동 방향으로 상기 접합 스테이션(10)의 상류에 마련되는 것을 특징으로 하는
맞춤형 시트-금속 스트립을 제조하기 위한 장치. - 제14항에 있어서, 상기 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 길이방향으로 절단하기 위한 절단 장치(15)는 상기 웹 형상 반제품(2, 2', 2")의 이동 방향으로 상기 접합 스테이션(10)의 하류에 마련되고, 상기 절단 장치(15)는 맞춤형 스트립(12)과 평행하게 스트립 이동 방향의 전후로 이동가능한 지지 장치에 끼워지는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 제조된 맞춤형 시트-금속 스트립(12)을 감기 위한 코일 성형 장치(16)는 상기 접합 스테이션(10)의 하류에 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 시트-금속 스트립(1, 1')에 접합될 상기 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")의 에지를 연삭 및/또는 밀링에 의해 기계가공하도록 구성된 적어도 하나의 에지 기계가공 스테이션(7)은 상기 추가 웹 형상 반제품(2, 2', 2")을 프로파일링(2.1)하고 및/또는 다수의 연속 홀(2.3, 2.4) 및/또는 리세스(2.2)를 절단하는 상기 가공 스테이션(14, 14')과 상기 접합 스테이션(10) 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 장치.
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