(57)【要約】【課題】本発明は、プロファイル加工ライン用の成形ローラを提供する。【解決手段】回転軸（Ｚ）に関して同心的である円錐部分（２）および端部分（３）を備えて成るプロファイル加工ライン用の成形ローラであって、円錐部分（２）は頂上区画（２３）を備え、且つ、端部分（３）は頂上区画（２３）よりも大きな直径を有することで、円錐部分（２）の先端の表面から肩部を画成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロファイル加工ライン用の成形ローラにおいて、
回転軸（Ｚ）に関して同心的である円錐部分（２）および端部分（３）を含み、
前記円錐部分（２）は頂上区画（２３）を備え、
前記端部分（３）は前記頂上区画（２３）よりも大きな直径を有することで、前記円錐部分（２）の先端の表面から肩部を画成することを特徴とする、成形ローラ。
【請求項２】
前記端部分（３）は、円錐状であり、且つ、前記頂上区画（２３）において前記円錐部分（２）に対して接続される、請求項１に記載の成形ローラ。
【請求項３】
前記円錐部分（２）および前記端部分（３）の夫々のテーパの間に含まれる角度は、直角より大きいか、または、直角に等しい、請求項２に記載の成形ローラ。
【請求項４】
下辺部（Ｂ）と、２つの側辺部（Ｓ１、Ｓ２）と、相互に向けて収束すべく上方に傾斜された２つの上辺部（Ｔ１、Ｔ２）とにより画成される断面を有するプロファイル加工要素を取入口にて受容すべく配置されたプロファイル加工ライン用の操作ユニットにおいて、
相互に対向する端部分（３）と共に配置され、且つ、前記プロファイル加工要素の上辺部（Ｔ１、Ｔ２）が円錐部分（２）と接触される如き様式で配置された、請求項１〜３の何れか一項に記載の２つの成形ローラ（１）を含むことを特徴とする、操作ユニット。
【請求項５】
前記端部分（３）は前記上辺部（Ｔ１、Ｔ２）の端縁部と接触すべく配置される、請求項４に記載の操作ユニット。
【請求項６】
一つ以上の水平方向に沿う、および／または、垂直方向に沿う前記成形ローラ（１）の移動を許容する調節手段を含む、請求項４に記載の操作ユニット。
【請求項７】
前記プロファイル加工要素の前記下辺部（Ｂ）と接触すべく配置された下側ローラ（１１）を含む、請求項４に記載の操作ユニット。
【請求項８】
前記プロファイル加工要素の前記側辺部（Ｓ１、Ｓ２）と接触すべく配置された２つの横ローラ（１２、１３）を含む、請求項４に記載の操作ユニット。
【請求項９】
前記横ローラ（１２、１３）は円錐状である、請求項８に記載の操作ユニット。
【請求項１０】
前記横ローラ（１２、１３）は円筒状であり、垂直軸心に対して傾斜され且つ調節可能である回転軸を備える、請求項８に記載の操作ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管材のためのプロファイル加工ライン用の成形ローラに関する。
特に、本発明は、たとえば長方形または正方形などの多角形状断面を有する管材のためのプロファイル加工ライン用の成形ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の如く、プロファイル加工ラインは、鋼帯から開始して管状のプロファイル加工要素が製造されることを許容するものであり、鋼帯は、その各長手縁部がプロファイル加工要素の上側領域において相互に並置されるという管状形態を取るまで、ライン中で該鋼帯の長手軸心の回りで漸進的に折曲げられる。この目的のために、プロファイル加工ラインは実質的に、各々が２つ以上のプロファイル加工ローラを備えて連続して配置された一連の折曲げユニットを備えて成る。プロファイル加工要素の漸進的な折曲げは、鋼帯を、それを接触により漸進的に変形させる種々の折曲げユニットのローラに通すことにより行われる。鋼帯は、各折曲げユニットを通り連続的に滑動し、漸進的に変形される。
【０００３】
依然としてライン中で、すなわち、プロファイル加工要素が連続的に前進している間、各長手縁部は相互に溶接される。プロファイル加工要素は引き続き、公知のプロセスに従い所定長さの部分へと切断される。全体的な製造は、ライン中で、すなわち、プロファイル加工要素が連続的に前進している間に実施される。
【０００４】
たとえば長方形または正方形などの多角形状断面の管材を実現するために、鋼帯の折曲げはまず、プロファイル加工要素の角隅部が実現されるべき箇所に配置された複数のローラの作動により行われる。斯かるローラは、漸進的に形成される角隅部にて、鋼帯の上下に位置される。鋼帯の下側もしくは外側には、ディスクにより及ぼされる圧力とは逆の圧力を及ぼす回転ローラが位置される。各ディスクおよび各ローラは、種々の配置形態を取り得る支持構造により支持された鋼帯の長手軸心に沿い、順次的に整列される。各ローラおよびディスクを通して鋼帯を前進させるとき、閉じられて管形状であるプロファイル加工要素を実現するまで、上記長手軸心の回りで漸進的な折曲げが行われる。管材の閉じ操作はラインの終端部分にて行われるものであり、それに沿って鋼帯の２つの対向縁部は相互に並置されてから、たとえば誘導または高周波溶接などの業界公知の手法にてライン中で溶接される。
【０００５】
四角形断面の管材の製造に関し、プロファイル加工要素の閉じ操作を行うラインの終端部分は概略的に、プロファイル加工要素の外側に配置された複数のローラを備えて成る。各ローラはプロファイル加工要素の外側に位置される、と言うのも、十分に頑丈なローラの内部的配置を可能とするに十分なスペースは、物理的に実現できないからである。調節可能であり得る種々のローラの配向は、プロファイル加工要素を閉じ段階へと漸進的に案内するために、ラインの終端部分に沿って漸進的に変化する。プロファイル加工要素は、それが、水平な下辺部と、相互から上方に発散する２つの側辺部と、相互に向けて収束すべく上方に傾斜された２つの上辺部とにより画成された実質的にＵ形状の折曲げ断面を有するときに、斯かる終端部分に到達する。２つの上辺部は、水平位置において相互に突合して断面の上辺部を画成することが企図される。
【０００６】
種々のローラは、ケージとしても知られる複数の操作ユニットにグループ化され、その各々は所定個数のローラに対する支持フレームを備えて成る。長方形または正方形断面の管材のプロファイル加工に対し、各ケージは概略的に、水平な回転軸を備えた下側ローラと、プロファイル加工要素の各側辺部に対して平行であり且つ相互から上方に発散する回転軸を備えた２つの横ローラと、円錐状もしくは円筒状であり得る２つの上側ローラであって、後者の場合に各回転軸は相互に上方向に収束するという２つの上側ローラとを備えて成る。ラインの前進方向に沿い、種々のケージの横ローラの回転軸は、漸進的に垂直方向に向けて傾斜して行く。種々の上側ローラの回転軸、または、それらが円錐形態で実現された場合におけるそれらのテーパは、漸進的に水平方向に向けて傾斜して行く。
【０００７】
種々のローラの正しい傾斜を実現し得るために、各ケージは、少なくとも垂直平面に関して各ローラの傾斜および位置の変更を可能とする複雑な調節デバイスを備えねばならない。これらの調節デバイスの起動は、相当に困難であり得ると共に、複雑な設定のソフトウェアの使用を要することが多い。
【０００８】
更に、夫々のケージに関連して、現在において使用されているローラは、プロファイル加工要素の正しい閉じ操作を実現しないことが多い。特に、２つの上辺部は、必ずしも、夫々の縁部を相互に対して完全に突合させて完全に共面的に配置されるとは限らないので、種々のローラの位置を相当に正確に調節することが必要である。
【０００９】
更に、現在において使用されているローラは、プロファイル加工要素の各辺部間に必要とされるフィレット径（fillet radius）を厳密には実現し得ない。これは、プロファイル加工要素の閉じ段階の間において、プロファイル加工要素の各上縁部は、夫々の上側ローラの表面上を不都合な様式で摺動し得るからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、要約された欠点を回避し得る、管材のためのプロファイル加工ライン用の成形ローラを開示することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るローラの利点は、それがプロファイル加工要素の正しい閉じ操作を促進することで、種々のローラの位置を調節する必要性を大幅に減少させることである。
【００１２】
本発明に係るローラの別の利点は、それによれば、プロファイル加工要素の種々の辺部間に必要とされるフィレット径を非常に正確に実現し得ることである。
【００１３】
本発明に係るローラの更なる利点は、それによれば、プロファイル加工要素の長手軸心の回りにてそれが捻られる一切の傾向が有意に阻止または制限されることである。
【００１４】
本発明の更なる特徴および利点は、添付図面中に非限定的な例として示された本発明の実施例に関する以下の詳細な説明において更に明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る２つの成形ローラの概略図である。
【図２】四角形断面のプロファイル加工要素の断面図である。
【図３】本発明に係る３台の操作ユニットが存在するプロファイル加工ラインの仕上げ部分の一部の概略図である。
【図４】本発明に係る操作ユニットの前面図である。
【図５】代替実施例における本発明に係る操作ユニットの前面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図３は、プロファイル加工ラインの仕上げ部分の一部を概略的に示している。特に、３台の操作ユニット（Ｍ）が示され、各々が、本発明に係る２つの成形ローラ（１）を備えている。各操作ユニット（Ｍ）は、プロファイル加工要素（Ｐ）の長手軸心も画成する長手方向（Ｙ）に沿って整列される。
【００１７】
各操作ユニットに進入するプロファイル加工要素（Ｐ）は、長手方向（Ｙ）に直交する平面により達成された断面にて、下辺部（Ｂ）と、２つの側辺部（Ｓ１、Ｓ２）と、相互に向けて収束すべく上方に傾斜された２つの上辺部（Ｔ１、Ｔ２）とを呈する。下辺部（Ｂ）は、実質的に水平である。側辺部（Ｓ１、Ｓ２）は、描かれた場合における如く、上方向に発散し得る。種々の操作ユニットを通り上記仕上げ部分に沿って漸進的に進行することで、側辺部（Ｓ１、Ｓ２）は垂直軸心に対して漸進的に接近する位置を取る一方、各上辺部は漸進的に、水平位置に接近する。
【００１８】
図１に示された如く、本発明に係る成形ローラは、回転軸（Ｚ）に関して同心的である円錐部分（２）および端部分（３）を備えて成る。回転軸（Ｚ）は好適には、必ずしも水平でないが、長手方向（Ｙ）に対して直交する。円錐部分（２）は、直径が最小である頂上区画（２３）を備えている。端部分（３）は頂上区画（２３）よりも大きな直径を有する。この様にして、端部分（３）は、円錐部分（２）の先端の表面から肩部を画成する。
【００１９】
本発明に係る成形ローラ（１）の形態は、顕著な利点を提供する。円錐部分（２）は、プロファイル加工要素の上辺部（Ｔ１）に対する接触へと移行すべく事前設定される。それが円錐部分（２）に対する接触へと移行するにつれ、斯かる上辺部（Ｔ１）は、円錐部分（２）のテーパと実質的に一致する傾斜を呈する。回転軸が傾斜されて配置されると共に調節可能とされるべき、現在において入手可能な円筒状のローラにより生ずることとは対照的に、本発明に係る成形ローラは、回転軸を水平として配置され得る。更に、頂上区画（２３）に関して更に大きな直径を備える端部分（３）は、図１に概略的に示された如く、上辺部（Ｔ１）の縁部が接触して位置される肩部を画成する。端部分（３）に依り、上辺部（Ｔ１）は、円錐部分（２）の表面上を摺動しないことにより、高い精度を以て折曲げられ得ることで、側辺部（Ｓ１）と協働して所定のフィレット径が実現され得る。
【００２０】
種々の操作ユニットの成形ローラ（１）は、プロファイル加工要素の前進方向において徐々に減少するテーパであって、上辺部（Ｔ１、Ｔ２）を水平位置に非常に近い位置へともたらすべく非常に小さなテーパに至るか、または、実質的に円筒状になるというテーパを有する。概略的に、上記仕上げ部分の下流には、上側の円筒状ローラまたは他の手段により上辺部（Ｔ１、Ｔ２）を実質的に水平にさせて次続的な溶接の準備をする溶接機構が在る。
【００２１】
端部分（３）は好適には、必ずしも円錐状ではないが、頂上区画（２３）において円錐部分（２）に対して接続される。回転軸（Ｚ）に関し、その傾斜が円錐部分（２）の傾斜とは逆であるという端部分（３）の円錐状形態によれば、頂上区画（２３）と上辺部（Ｔ１）の縁部とにおいて生じ得る圧力のピークが減少され得る。更に、端部分（３）の円錐状形態によれば、上記ローラの表面の機械加工全体が促進される。円錐部分（２）および端部分（３）の夫々のテーパ間に含まれる角度は好適には、必須ではないが、直角より大きいか、または、それに等しい。これにより、上辺部（Ｔ１）の縁部に対する堅固な着座部を維持するという、端部分（３）の円錐状形態に関する利点が得られる。
【００２２】
好適には、必須ではないが上記成形ローラは、肩部（２１、３１）、すなわち、該ローラの各端部に配置された円筒形状を有する領域を有している。
【００２３】
本発明に係る操作ユニットは２つの成形ローラ（１）を備えて成り、それらは、それらの端部分（３）を相互に対向させて位置され、すなわち、各端部分を、長手方向（Ｙ）に向けて、且つ、長手方向（Ｙ）を包含する垂直平面に向けて位置される。２つの成形ローラ（１）は、それらの回転軸（Ｚ）が整列されて示される。この解決策は、長手軸心（Ｙ）に沿う操作ユニットの寸法を減少させ得る。但し、２つの成形ローラ（１）は、相互に関して交互配置されても良い。
【００２４】
各成形ローラ（１）は、プロファイル加工要素の上辺部（Ｔ１、Ｔ２）が円錐部分（２）に接触する様に配置される。既に言及された如く、それらがローラ（１）の円錐部分（２）に対する接触へと移行するにつれ、上辺部（Ｔ１、Ｔ２）は、円錐部分（２）のテーパと実質的に一致する傾斜を呈する。既に言及された如く、種々の操作ユニットの成形ローラ（１）は、上辺部（Ｔ１、Ｔ２）を水平位置に非常に近い位置へともたらすべく、プロファイル加工要素の前進方向において徐々に減少するテーパを有している。
【００２５】
操作ユニットは、ひとつ以上の水平方向に沿う、且つ／又は、垂直方向に沿う各成形ローラ（１）の移動を許容する調節手段を備え得る。たとえば、上記調節手段は、各回転軸に対して平行な水平方向に沿う各ローラ（１）の接近もしくは離間、および／または、長手軸心（Ｙ）に対して平行な方向に沿う各ローラ（１）の変位を可能とし得る。上記調節手段はそれほど詳細には示されない、と言うのも、それは当業者にとり公知だからである。各成形ローラ（１）の位置を調節する可能性によれば、プロファイル加工要素（Ｐ）の形状および断面を変更すること、および、プロファイル加工要素（Ｐ）の折曲げの漸進性を変更することが可能とされる。
【００２６】
本発明に係る操作ユニット（Ｍ）は更に、プロファイル加工要素の下辺部（Ｂ）と接触すべく配置された下側ローラ（１１）を備え得る。下側ローラ（１１）は、プロファイル加工要素の下辺部（Ｂ）に対して実現することが望まれる傾斜に従い、傾斜される。示された場合において、下側ローラ（１１）は、円筒状であり、且つ、回転軸を水平として配置される。プロファイル加工要素（Ｐ）の種々の断面が実現されることを可能とするために、ひとつ以上の水平方向に沿う、且つ／又は、垂直方向に沿う下側ローラ（１１）の移動を可能とする調節手段が事前配設され得る。この場合においても上記調節手段はそれほど詳細には示されない、と言うのも、それは当業者にとり公知だからである。好適には、必須ではないが、下側ローラ（１１）は２つの連続する操作ユニット（Ｍ）の間に介設される。
【００２７】
本発明に係る操作ユニット（Ｍ）は更に、プロファイル加工要素の側辺部（Ｓ１、Ｓ２）と接触すべく配置された一対の横ローラ（１２、１３）を備えて成り得る。横ローラ（１２、１３）は、円錐状または円筒状の形態（夫々、図４および図５）を有し得、後者の場合には傾斜可能で調節可能な回転軸を備えている。横ローラ（１２、１３）の表面に対する接触へと側辺部（Ｓ１、Ｓ２）が移行するとき、それらは、第１の場合における横ローラ（１２、１３）のテーパと実質的に一致する傾斜、または、第２の場合における横ローラ（１２、１３）の傾斜と実質的に一致する傾斜を呈する。本発明に係る成形ローラの形態に依り、特に端部分（３）の存在に依れば、プロファイル加工要素の側辺部（Ｓ１、Ｓ２）に対する横ローラ（１２、１３）の作用は、現在の操作ユニットにおけるよりも相当に正確である。実際、既に言及された如く、各端部分（３）は、上辺部（Ｔ１、Ｔ２）の縁部に対する反作用点を画成することから、該縁部はローラの円錐状表面上を摺動し得ない。これにより横ローラ（１２、１３）は、（端部分（３）に依り上辺部（Ｔ１、Ｔ２）が阻止されるので）側辺部（Ｓ１、Ｓ２）が撓曲し得ないとするならば、側辺部（Ｓ１、Ｓ２）を均一な様式で押圧し得る。この様にして、側辺部（Ｓ１、Ｓ２）は横ローラ（１２、１３）の表面の傾斜を厳密になぞることで、プロファイル加工要素（Ｐ）の各角隅部における所定の曲率半径が正確に実現され得る。
【００２８】
種々の操作ユニットの横ローラ（１２、１３）は、実質的に円筒状もしくは垂直となるまで、プロファイル加工要素の前進方向において徐々に減少するテーパもしくは傾斜を有する。これにより、側辺部（Ｓ１、Ｓ２）は、実質的に垂直な位置へともたらされ得る。ひとつ以上の水平方向に沿うと共に垂直方向に沿った横ローラ（１２、１３）の変位を可能とする（当業者に公知であることから示されない）調節手段が配置され得る。横ローラ（１２、１３）の位置を調節する可能性におれば、プロファイル加工要素（Ｐ）の断面の形状および寸法を変更すること、および、側辺部（Ｓ１、Ｓ２）の折曲げの漸進性を変更することが可能とされ、ラインの融通性が高められると共に、それは（プロファイル加工要素に対して実現可能である広範囲な断面である限りにおいて）実質的に汎用的とされる。
【００２９】
言及され且つ記述された種々のローラは、効果的な製造要件に従い、当業者に公知の様式でモータ駆動され、または、遊動とされ得る。
【符号の説明】
【００３０】
Ｂ    下辺部
Ｍ    操作ユニット
Ｐ    プロファイル加工要素
Ｓ１、Ｓ２    側辺部
Ｔ１、Ｔ２    上辺部
Ｙ    長手方向／長手軸心
Ｚ    回転軸
１    成形ローラ
２    円錐部分
３    端部分
１１    下側ローラ
１２、１３    横ローラ
２１    肩部
２３    頂上区画
３１    肩部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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