(57)【要約】  工作物にせん断変形を生じさせる装置であって、工作物が通過する加工経路であって、互いにある角度で交差する第１および第２経路部分を含む加工経路と、工作物にせん断変形を生じさせるべく工作物が第１経路部分から第２経路部分へ移動するように、加工経路を通して工作物を推進すべく工作物の両側と係合するように構成された複数の推進部材と、第１および第２経路部分の交差部に配置された推進面であって、工作物と係合し、交差部を通して工作物を前進させるように構成された推進面とを含み、第１経路部分の対向する側面が一対の成形面によって画定され、成形面に対して推進部材が回転可能に固定され、成形面の離隔距離が、加工経路を通した工作物の推進を維持すべく、工作物の厚さ変化に応答して変化できる装置。【選択図】図１
2014520673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物にせん断変形を生じさせる装置であって、前記装置が、
前記工作物が通過する加工経路であって、互いにある角度で交差する第１および第２経路部分を含む加工経路と、
前記工作物にせん断変形を生じさせるべく前記工作物が前記第１経路部分から前記第２経路部分へ移動するように、前記加工経路を通して前記工作物を推進すべく前記工作物の両側と係合するように構成された複数の推進部材と、
前記第１および第２経路部分の交差部に配置された推進面であって、前記工作物と係合し、前記交差部を通して前記工作物を前進させるように構成された推進面と
を含み、
前記第１経路部分の対向する側面が一対の成形面によって画定され、前記成形面に対して前記推進部材が回転可能に固定され、前記成形面の離隔距離が、前記加工経路を通した前記工作物の推進を維持すべく、前記工作物の厚さ変化に応答して変化できることを特徴とする装置。
【請求項２】
工作物にせん断変形を生じさせる装置であって、前記装置が、
前記工作物が通過する加工経路であって、互いにある角度で交差する第１および第２経路部分を含む加工経路と、
前記工作物にせん断変形を生じさせるべく前記工作物が前記第１経路部分から前記第２経路部分へ移動するように、前記加工経路を通して前記工作物を推進すべく前記工作物の両側と係合するように構成された複数の推進部材と、
前記第１および第２経路部分の交差部に配置された推進面であって、前記工作物と係合し、前記交差部を通して前記工作物を前進させるように構成された推進面と
を含み、
前記第１経路部分の対向する側面が一対の成形面によって画定され、前記成形面に対して前記推進部材が回転可能に固定され、前記成形面の離隔距離が、前記推進部材によって前記工作物にかけられる圧力が実質的に一定のレベルに維持されるように、前記工作物の厚さ変化に応答して変化できることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、各成形面が、案内プレートによってそれぞれ分離された複数の推進部材を含むことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の装置において、前記推進部材の外面が、前記工作物に圧力をかけるために、前記第１経路部分の中へ延びることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の装置において、各推進部材がローラの形態であり、前記ローラの外面が前記成形面の一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、各成形面のローラがダイブロック内に配置され、前記ローラの外面が前記成形面を形成することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記成形面の離隔距離が、１つのダイブロックを他方のダイブロックに対して移動させることによって、変えることができることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記１つのダイブロックが、前記成形面の離隔距離が変化することを可能にするように、前記第１経路部分に対して垂直に配置された複数のシャフト上に摺動可能に支持されることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記シャフトに沿った前記ダイブロックの移動が、各成形面によって前記工作物にかけられる圧力が実質的に一定のままであるように、前記ダイブロックに作用する弾性ばね要素の作用によって制限されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、前記シャフトの少なくとも１つがその一端に頭部を有し、前記弾性ばね要素が、前記少なくとも１つの頭部と前記ダイブロックとの間に配置される複数のばね座金であることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の装置において、前記１つのダイブロックが、油圧装置の作用の下で移動可能であることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の装置において、前記推進部材が複数の対向するクランプ要素を含むことを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記クランプ要素が一対の循環式推進部材の周りに配置され、前記クランプ要素が、各循環式推進部材の直線部分の周りを移動するとき、前記工作物と係合することを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、各循環式推進部材がチェーンであることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４の何れか１項に記載の装置において、前記工作物と係合するように配置された前記クランプ要素の表面に溝が形成され、前記溝が支持部材の対応する突出部を受け入れるように構成され、その結果、前記クランプ要素が循環式推進部材の湾曲部の周りを移動するとき、前記工作物との接触が前記クランプ要素から各支持部材へ移動することを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、前記支持部材が前記装置に固定され、前記支持部材の外面が前記第１経路部分の一部を形成することを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６の何れか１項に記載の装置において、前記クランプ要素の離隔距離が、油圧装置の作用の下で変化可能であることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項に記載の装置がさらに、前記加工経路を通して前記工作物を引くために前記第２経路部分に配置された複数の推進部材を含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、前記推進部材が、前記第１経路部分において前記工作物に作用する前記推進部材の合計接触面積が前記第２経路部分において前記工作物に作用する前記推進部材の合計接触面積と実質的に等しくなるように構成されることを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか１項に記載の装置において、前記装置がさらに前記第１および第２経路部分の前記交差部の内側コーナー部分にローラを含み、前記ローラが前記推進面の向かい側に前記加工経路を隔てて配置されることを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の装置において、前記ローラの半径が、前記工作物の厚さの半分未満であることを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の何れか１項に記載の装置において、前記装置がさらに、前記工作物が前記交差部を通過する前に前記工作物に潤滑油を供給するように構成された潤滑装置を含むことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の何れか１項に記載の装置において、前記推進面がローラの外面であることを特徴とする装置。
【請求項２４】
金属を加工する方法であって、処理すべき工作物を、交差しかつ互いにある角度で配置される第１および第２経路部分を有する加工経路を通して推進するステップを含み、前記工作物が前記第１および第２経路の交差部領域でせん断変形を受け、前記工作物が、前記工作物を複数の推進部材と係合させることによって、前記第１経路部分を通して推進され、前記方法が、前記工作物の推進を維持すべく前記工作物の厚さ変化に応答して前記推進部材の離隔距離を変化させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、前記工作物が、前記交差部を通過するとき、約９０度の角度で推進されることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載の方法において、前記推進部材が前記第１および第２経路部分の両方において前記工作物と係合し、前記第１経路部分の係合の接触面積が前記第２経路部分の係合の接触面積と実質的に等しいことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４乃至２６の何れか１項に記載の方法がさらに、前記工作物の前縁が前記第２経路を出た後、前記工作物の前縁を捻るステップと、前記工作物の前縁を、連続したメービウスの帯を形成するために前記工作物の後縁に固定するステップと、前記工作物の前縁を前記第１経路に戻して供給するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記メービウスの帯を前記加工経路に４回通過させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、せん断変形プロセスを実行することによって材料を加工する装置および方法に関する。より具体的には、しかし排他的ではなく、本発明は、金属にせん断変形を生じさせることに関する。
【背景技術】
【０００２】
材料の物理的特性を改善するために厳密な塑性変形プロセスを用いることができる。工作物にせん断変形を生じさせる機械がこれまでに提案されたが、商業的実施化には問題がある。具体的には、このプロセスは、工作物が装置内で引っ掛かりプロセスを停止させる傾向があるので、連続したシート製品を維持することが困難である。
【０００３】
本発明の例は、工作物にせん断変形を生じさせる従来の機械の１つまたは複数の不利点を解決しようと努める、または少なくとも改善しようと努める。
【発明の概要】
【０００４】
本発明によれば、工作物にせん断変形を生じさせる装置が提供され、この装置は、工作物が通過する加工経路であって、互いにある角度で交差する第１および第２経路部分を含む加工経路と、工作物にせん断変形を生じさせるべく工作物が第１経路部分から第２経路部分へ移動するように、加工経路を通して工作物を推進すべく工作物の両側と係合するように構成された複数の推進部材と、第１および第２経路部分の交差部に配置された推進面であって、工作物と係合し、交差部を通して工作物を前進させるように構成された推進面とを含み、第１経路部分の対向する側面が一対の成形面によって画定され、成形面に対して推進部材が回転可能に固定され、成形面の離隔距離が、加工経路を通した工作物の推進を維持すべく工作物の厚さ変化に応答して変化できる。
【０００５】
本発明によれば、工作物にせん断変形を生じさせる装置が同じく提供され、この装置は、工作物が通過する加工経路であって、互いにある角度で交差する第１および第２経路部分を含む加工経路と、工作物にせん断変形を生じさせるべく工作物が第１経路部分から第２経路部分へ移動するように、加工経路を通して工作物を推進すべく工作物の両側と係合するように構成された複数の推進部材と、第１および第２経路部分の交差部に配置された推進面であって、工作物と係合し、交差部を通して工作物を前進させるように構成された推進面とを含み、第１経路部分の対向する側面が一対の成形面によって画定され、成形面に対して推進部材が回転可能に固定され、成形面の離隔距離が、推進部材によって工作物にかけられる圧力が実質的に一定のレベルに維持されるように、工作物の厚さ変化に応答して変化できる。
【０００６】
好ましくは、各成形面は、材料を支持すべく、したがって屈曲を防止すべく案内プレートによってそれぞれ分離された複数の推進部材を含む。推進部材の外面は、工作物に圧力をかけるために、第１経路部分の中へ延びることができる。好ましくは、各推進部材は、ローラの形態であり、その外面は成形面の一部を形成する。
【０００７】
好ましくは、各成形面のローラはダイブロック内に配置され、その外面は成形面を形成する。成形面の離隔距離は、１つのダイブロックを他方のダイブロックに対して移動させることによって、変えることができる。１つのダイブロックは、成形面の離隔距離が変化することを可能にするように、第１経路部分に対して垂直に配置された複数のシャフト上に摺動可能に支持することができる。
【０００８】
シャフトに沿ったダイブロックの移動は、各成形面によって工作物にかけられる圧力が実質的に一定のままであるように、ダイブロックに作用する弾性ばね要素の作用によって制限することができる。
【０００９】
好ましくは、シャフトの少なくとも１つがその一端に頭部を有し、弾性ばね要素が、少なくとも１つの頭部とダイブロックとの間に配置される複数のばね座金である。
【００１０】
１つのダイブロックは、油圧装置の作用の下で移動可能であってもよい。
【００１１】
一実施形態では、推進部材は複数の対向するクランプ要素を含む。
【００１２】
好ましくは、クランプ要素は一対の循環式推進部材の周りに配置され、各循環式推進部材の直線部分の周りを移動するとき、工作物と係合する。好ましくは、各循環式推進部材はチェーンである。
【００１３】
好ましくは、工作物と係合するように配置されるクランプ要素の表面には溝が形成され、溝は支持部材の対応する突出部を受け入れるように構成され、その結果、クランプ要素が循環式推進部材の湾曲部の周りを移動するとき、工作物との接触がクランプ要素から各支持部材へ移動する。
【００１４】
支持部材は装置に固定可能であり、支持部材の外面は第１経路部分の一部を形成することができる。好ましくは、クランプ要素の離隔距離は、油圧装置の作用の下で変化可能である。
【００１５】
好ましくは、装置はさらに、加工経路を通して工作物を引くために第２経路部分に配置された複数の推進部材を含む。好ましくは、推進部材は、第１経路部分において工作物に作用する推進部材の合計接触面積が第２経路部分において工作物に作用する推進部材の合計接触面積と実質的に等しくなるように構成される。
【００１６】
装置はさらに、第１および第２経路部分の交差部にローラを含むことができ、ローラは推進面の向かい側に加工経路を隔てて配置される。好ましくは、ローラの半径は、工作物のせん断変形の低減を未然に防ぐように、工作物の厚さの半分未満である。実際に、推進面は交差部によって形成されたコーナー部分の外側にあり、ローラはコーナー部分の内側にある。
【００１７】
好ましくは、装置はさらに、工作物が交差部を通過する前に工作物に潤滑油を供給するように構成された潤滑装置を含む。
【００１８】
好ましくは、推進面はローラの外面である。
【００１９】
本発明によれば、金属を加工する方法が同じく提供され、方法は、処理すべき工作物を、交差しかつ互いにある角度で配置される第１および第２経路部分を有する加工経路を通して推進するステップを含み、工作物は前記第１および第２経路の交差部領域でせん断変形を受け、工作物は、工作物を複数の推進部材と係合させることによって、第１経路部分を通して推進され、方法は、工作物の推進を維持すべく工作物の厚さ変化に応答して推進部材の離隔距離を変化させるステップを含む。
【００２０】
好ましくは、工作物は、交差部を通過するとき、約９０度の角度で推進される。好ましくは、推進部材は第１および第２経路部分の両方において工作物と係合し、第１経路部分の係合の接触面積は第２経路部分の係合の接触面積と実質的に等しい。
【００２１】
方法はさらに、工作物の前縁が第２経路を出た後、工作物の前縁を捻るステップと、工作物の前縁を、連続したメービウスの帯を形成するために工作物の後縁に固定するステップと、工作物の前縁を第１経路に戻して供給するステップとを含む。好ましくは、メービウスの帯を加工経路に４回通過させる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明を、単に非限定的な例として、添付図面を参照してさらに記載する。
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の、工作物にせん断変形を生じさせる装置の概略的な断面図である。
【図２】図２は、図１の装置の拡大断面図である。
【図３】図３は、図１の装置の別の拡大断面図であり、断面は異なる面に沿って取られている。
【図４】図４は、工作物にせん断変形を生じさせる別の装置の拡大断面図である。
【図５】図５は、工作物にせん断変形を生じさせる別の装置の斜視図である。
【図６】図６は、図５の装置の拡大側面図である。
【図７】図７は、図５の装置のより拡大した図である。
【図８】図８は、図５の装置の拡大斜視図である。
【図９】図９は、図５の装置の別の拡大斜視図であり、分かりやすくするため支持部材の１つが取り除かれている。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１を参照すると、工作物にせん断変形を生じさせるための装置１０が示されている。装置１０は、加工経路１２を含み、その中を工作物が通過する。加工経路１２は、それぞれ実質的に等しい断面を有しかつ互いにある角度で交差する第１および第２経路部分１４、１６を含む。第１および第２経路部分１４、１６は、互いに９０度の角度で存在するように示されるが、第１および第２経路部分１４、１６を他の角度（好ましくは９０〜１３５度の範囲であろう）で配置できることは認識されよう。
【００２５】
対向する推進ローラの形態の複数の推進部材１８が設けられ、加工経路１２を通して工作物を推進すべく工作物の両側と係合するように構成され、その結果、工作物は第１経路部分１４から第２経路部分１６へ移動し、工作物にせん断変形を生じさせる。
【００２６】
装置１０はまた、推進ローラの外面の形態にある推進面２０を含み、推進面２０は、切込みによって形成されるコーナー部分の外側において、第１および第２経路部分１４、１６の交差部に配置される。推進面２０は工作物と係合し、交差部を通して工作物を前進させるように構成される。交換可能な摩耗チップ３１が、交差部によって形成されたコーナー部分の内側において、推進ローラ２０の向かい側に配置されてもよい。摩耗チップは炭化タングステンから形成してもよい。
【００２７】
図２に示すように、第１経路部分１４の両側は、一対の成形面２２ａ、２２ｂによって画定され、成形面２２ａ、２２ｂに対して、推進ローラ１８が回転可能に固定される。成形面２２ａ、２２ｂの離隔距離は、加工経路を通した工作物の推進を維持すべく、工作物の厚さ変化に応じて変化可能である。成形面２２ａ、２２ｂの離隔距離の変化により、推進ローラ１８によって工作物にかけられる圧力を、実質的に一定レベルに維持することが可能になる。
【００２８】
工作物に使用される材料の厚みの変化が、加工に何らかの相当な影響を有することはこれまで考慮されなかった。厚さ変化の大きさを、せん断変形を生じさせるのに必要な力と比較すると、そのような問題は直感に反するものとこれまで考えられてきた。何故なら、材料厚さの変化は一般的にミリメートルの１０分の１の桁数で小さく、また、せん断変形プロセスに一般に使用される材料は増大した接触圧力に耐えることを可能にする弾性特性を有するからである。意外にも、工作物の厚さの変化により、製造者の許容誤差内の変化でさえ、工作物の流れが中断し、またプロセスが停止する可能性があることが見出された。
【００２９】
出願人は、材料厚さのわずかな変化を考慮しかつ工作物に一定の推進圧力を提供できる装置を提供することによって、推進を工作物に維持可能であり、また、プロセスの意図しない中断を低減することができ、それによって、より連続的なプロセスを得ることが可能になることを見出した。
【００３０】
従来の装置では、第１経路１６の高さ、すなわち成形面２２ａ、２２ｂ間の間隙、または一般的にローラまたはベルトを含む推進手段１８間の間隙は、進入する材料の厚みの公称厚さに等しかった。実際には、工作物の厚さは少しの量変化する可能性があり、結果として、工作物が固定された間隙のローラを通して供給されているとき、厚さが減少または増大するにつれ、それぞれ、ローラは工作物により少ないまたはより多い圧力を適用し得る。工作物のより厚い部分がローラを通過するとき、材料は可塑的に変形される場合があり、それにより、材料はせん断プロセスを経る前に加工硬化される。これはプロセスの結果に影響を及ぼし得るばかりでなく、材料を押出し、また機器の損傷を引き起こす可能性もある。より薄い材料がローラを通過するとき、ローラは、機械を通して工作物を推進するその能力に影響を及ぼす牽引力を失い、それによりプロセスが停止する可能性がある。
【００３１】
一例では、各成形面２２ａ、２２ｂは、材料を支持しかつ屈曲を防止すべく案内面２４によってそれぞれ分離される複数の推進ローラ１８を含む。案内面２４は板の形態であってもよい。推進ローラ１８の外面は第１経路１４の中へ延び、成形面の一部を形成し、工作物と係合するように工作物に圧力をかけ、加工経路１２を通して工作物を推進する。推進ローラが第１経路部分の中へ延びるので、圧縮力が工作物にかけられ得る。工作物中の圧縮応力のレベルは、工作物が加工経路１２を通過するときに押出されないように可塑的な変形が生じるレベル未満であり得る。
【００３２】
各成形面２２ａ、２２ｂの推進ローラ１８は、各ダイブロック２６ａ、２６ｂ内に配置される。各ダイブロック２６ａ、２６ｂの外面は、外面が成形面２２ａ、２２ｂを形成するように、屈曲面２４を組み込む。
【００３３】
推進ローラ１８および案内面２４をダイブロックに組み込むことによって、成形面２２ａ、２２ｂの離隔距離は、ダイブロックのどちらかまたは両方を移動することによって、変えることができる。簡単にするため、装置１０において、１つのダイブロックが、内側ダイブロック２６ｂだけが他方ダイブロック２６ａに対して移動し、それにより、推進ローラ１８によって工作物にかけられる圧力を実質的に一定に維持し、加工経路を通した工作物の推進を維持することが許容される。
【００３４】
内側ダイブロック２６ｂは、ボアホール２８によって受け入れられる複数のシャフト（不図示）に摺動可能に支持される。下側のボアホール２８だけが図１に示されているが、上側および下側両方のボアホール２８が設けられる。図３は上側ボアホール２８の構造を示している。上側および下側両方のボアホールは、互いにジグザグに配置されてもよく、または他の方法で整列されてもよい。シャフトは、成形面２２ａ、２２ｂの離隔距離が略平行な関係を維持しながら互いに変化することを可能にするように、第１経路部分１４に対して垂直に配置される。シャフトはダイブロック２６ａ、２６ｂ間に、使用中、工作物より高いおよび／または低いであろう高さにおいて、第１経路部分１４を通って延びる。
【００３５】
シャフトは、シャフトが第１経路部分１４と衝突しないように、装置に対して他の方法で固定されてもよいことは認識されよう。これに関して、内側ダイブロック２６ｂを、第１経路部分１４の外側の固定ダイブロック２６ａに対して、装置１０内で浮遊させてもよい。
【００３６】
シャフトに沿った内側ダイブロック２６ｂの移動は、各ダイによって工作物にかけられる圧力が実質的に一定に維持されるようにダイブロック２６ｂに作用する弾性ばね要素（不図示）の作用によって制限される。これに関して、シャフトはその一端に頭部を有する。シャフトの頭部は、ボアホール２８内の対応して成形された開口に受け入れられるように構成される。弾性ばね要素は、頭部とダイブロックとの間に配置される複数のばね座金である。
【００３７】
内側ダイブロック２６ｂの移動を、ばね荷重システムに関して記載した。単一ダイブロック２６ｂの移動は、油圧システムの作用下など、他の手段によって同様に実行されてもよいことは認識されよう。
【００３８】
装置１０はさらに、加工経路１２を通して工作物を引くために第２経路部分１６に配置された複数の推進部材１８を含む。示される実施形態では、これらは同じくローラの形態である。推進部材１８は、第１経路部分１４の工作物に作用する推進部材１８の合計接触面積が第２経路部分１６の工作物に作用する推進部材１８の合計接触面積と実質的に等しくなるように構成される。工作物を引くように第２経路部分に作用する推進部材１８は、第１経路部分に作用する推進部材によって適用される制御圧力との組み合わせにおいて装置の入口側および出口側の力の比率を制御するように制御された圧力を工作物に適用し、それにより制御された張力が工作物に適用される。
【００３９】
図４は、第１および第２経路部分１４、１６の交差部を通る工作物の移動を補助すべく設けられたローラ３０を示す。ローラ３０は推進ローラ２０の向かい側に第２経路部分１６を隔てて、従って交差部によって形成されるコーナー部分の内側に配置される。ローラ３０の半径は、工作物の厚みまたは厚さの半分未満である。ローラ３０の半径が大きすぎる場合、工作物によって実行されるせん断変形の量は低減するであろうことは認識されよう。ローラの半径が小さすぎる場合、製造が困難でありかつ損傷しやすいであろう。工作物に潤滑油を導入するために、ローラ３０の後ろに空隙３２を設けてもよい。そのような構成では、ローラ３０はその表面周りにおよび工作物上に潤滑油を導くであろう。
【００４０】
図１〜４に示す実施形態では、推進部材は推進ローラ１８として示されている。推進ローラ１８をベルトなど他の推進手段で代用してもよいことは認識されよう。
【００４１】
図５は本発明の別の実施形態を示す。この実施形態では、装置１１０は複数のクランプ要素１１８を含み、クランプ要素１１８は工作物と接触するための略平坦な面を有し、かつそれぞれがチェーンの形態である一対の循環式推進部材１３０ａ、１３０ｂの周りに配置される。各チェーン１３０ａ、１３０ｂは一対の対向スプロケット１３２の周りを移動する。各スプロケット１３２は、各チェーンに結合されるクランプ要素１１８が、他方チェーンに結合されるクランプ要素と対向する関係にあり、その結果第１経路部分１１４がクランプ要素１１８間に画定されるように、配置される。クランプ要素１１８は、各チェーン１３０ａ、１３０ｂの直線部分を移動するときに工作物１１１と係合し、それにより装置１１０を通して工作物１１１が推進される。
【００４２】
第１および第２経路部分１１４、１１６は実質的に等しい断面であり、互いに９０度の角度で交差するが、第１および第２経路部分１４、１６は好ましくは９０〜１３５度の範囲内であろう他の角度で配置されてもよいことは認識されよう。第２経路部分１１６は推進ローラ１２０の外面とダイ部材１３４との間に延びる。工作物１１１が第１経路部分１１４から第２経路部分１１６へ装置１１０を通過するとき、工作物は工作物１１１と係合しかつ交差部を通して工作物を前進させる推進ローラ１２０と接触し得る。第２経路部分１１６は湾曲プロファイルを有するように示されているが、第１および第２経路部分は９０度の角度で交差し、工作物は９０度の角度を介してせん断変形にかけられ得ることは認識されよう。
【００４３】
推進ローラ１２０に隣接して配置されるのは、推進ローラ１２０に対して回転可能に固定された複数のアイドラプーリ１３６である。推進ローラ１２０とアイドラプーリと間の間隔は、工作物１１１が第２経路部分１１６を通過するとき、工作物が第２経路部分１１６を通して引かれるようにアイドラプーリと推進ローラ１２０との間で圧縮されるような間隔である。第１実施形態との関連において考察されるように、工作物が装置を通して引かれるとき、制御された張力が工作物に適用される。
【００４４】
図８に示されるように、工作物１１１と係合するように配置されるクランプ要素１１８の表面には溝が形成される。溝１４０は支持部材１４４の対応突出部１４２を受け入れるように構成され、その結果、クランプ要素１１８がチェーン１３０ａ、１３０ｂの湾曲部分の周りを移動するとき、工作物１１１との接触がクランプ要素１１８から第１経路部分１１４の各成形面へ移動する。
【００４５】
図９は、上側支持ブロック１４０が取り外された装置１１０を示す。溝１４０とぴったり一致して係合するように突出部１４２が構成されていることを見ることができる。支持部材１４４のそれぞれは装置１１０内に固定され、支持部材１４４の外面は第１経路部分１１４の一部を形成する。
【００４６】
クランプ要素１１８の離隔距離、従って第１経路部分１１４の高さは、２つの水槌ポンプ１５０を含む油圧装置の作用の下で可変である。各ポンプは、スプロケット１３２の上側ペアを、続いてそれに結合されたチェーン１３０ａおよびクランプ要素１１８を、スプロケットの下側ペアに向けて押し、それによりクランプ要素によって工作物１１１に適用される接触圧力を制御するように、結合部材１５０に作用する。水槌ポンプ１５０は、厚さの変化にもかかわらず相対的に一定の圧力が工作物１１１に適用されるように、相対的に一定の圧力をスプロケットに適用するべく構成される。第１経路部分１１４の高さを変えられない場合、工作物の厚さが変わると工作物にかかる圧力が変わり得るので、クランプ要素１１８は係合を失い、プロセスを停止させる可能性がある。
【００４７】
工作物１１１が第２経路部分１１６を通過した後、工作物は、コンベア１３８に沿って装置１１０から出て、そこで巻かれ得るか、別のプロセスを介して加工され得る。
【００４８】
装置１１０はまた、第１および第２経路部分１１４、１１６の交差部によって形成されたコーナー部分の内側にローラ（不図示）を含んでもよい。ローラは推進ローラ１２０の向かい側に第２経路部分１１６を隔てて配置され得る。ここでもまた、ローラの半径は、工作物の厚みまたは厚さの半分未満である。ローラの半径が大きすぎる場合、工作物によって実行されるせん断変形の量は低減するであろうことは認識されよう。工作物に潤滑油を導入するために、ローラの後ろに空隙を設けてもよい。そのような構成では、ローラはその表面周りにおよび工作物上に潤滑油を導くであろう。
【００４９】
本発明の実施形態は、装置内の摩擦を低減するための手段を含んでもよい。これに関して、装置１０、１１０のどちらも、工作物が第１および第２経路部分の交差部を通過する前に工作物に潤滑油を適用するように構成された潤滑装置を含むことができる。
【００５０】
本発明の実施形態はまた、金属を加工する方法に関する。方法は、処理すべき工作物を、交差しかつ互いにある角度で配置される第１および第２経路部分を有する加工経路を通して推進するステップを含む。工作物は前記第１および第２経路の交差部領域でせん断変形を受ける。工作物は、工作物を複数の推進部材と係合させることによって、第１経路部分を通して推進される。方法は、工作物の推進を維持すべく工作物の厚さ変化に応答して推進部材の離隔距離を変化させるステップを含む。工作物の推進一貫性およびプロセスの連続性に支障を来すことなく、工作物の厚さ変化を有利に調整することができる。
【００５１】
工作物は、交差部を通過するとき、約９０度の角度で推進される。推進部材は、第１および第２経路部分の両方において工作物と係合し、かつ第１経路部分における係合の接触面積が第２経路部分における係合の接触面積と実質的に等しいように構成される。
【００５２】
工作物は一方向においてせん断変形を受けるので、記載した方法は、工作物に均一の材料特性を提供しない。従って、より均一の材料特性を工作物に提供するべく、反対方向にせん断変形を実行することによって、材料に加工を繰り返すことが望ましい。これは、２つの装置を互いに直列に配置することによって達成できるが、そのような構成の費用は桁違いに高くなる可能性があることは認識されよう。
【００５３】
一実施形態では、方法は、工作物の前縁が第２経路を出た後、工作物の前縁を捻るステップと、それを第１経路に戻して連続したメービウスの帯を形成するステップとを含む。工作物の前縁は、再び加工されるべく装置の中に引かれるように、捻ったあと、工作物の後縁に溶接されてもよい。
【００５４】
工作物を複数回加工した場合、程度は減少するが、その材料特性は増大し続けることが見出された。工作物を４回、すなわち両方向に２回加工することは、特性の増大と加工回数との点で良好な妥協点であると分かっている。従って、方法は、メービウスの帯を加工経路に４回通過させるステップを含んでもよい。
【００５５】
実施形態は例としてのみ記載され、開示した本発明の範囲内で修正が可能である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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