(57)【要約】【課題】本発明は、プロファイル加工ライン用のローラーケージを提供する。【解決手段】ライン外部に有る非作動エリアＡ１の境界を全体的に定める支持フレームＦ１と、非作動エリアＡ１の外部に突出する心棒１２を備える少なくとも１つのモーター１１と、心棒１２に直接取り付けられかつラインの作動エリアＢ内部に配列された少なくとも１つの成形ローラー１３と、を備える、プロファイル加工ライン用のローラーケージ。【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ローラーケージであって、
ライン外部に在る非作動エリア（Ａ１）の境界を全体的に定める支持フレーム（Ｆ１）と、
前記非作動エリア（Ａ１）の外部に突出する心棒（１２）を備える少なくとも１つのモーター（１１）と、
前記心棒（１２）に直接取り付けられかつ前記ラインの作動エリア（Ｂ）内部に配列された少なくとも１つの成形ローラー（１３）と、
を備えることを特徴とするローラーケージ。
【請求項２】
前記心棒（１２）が、前記モーター（１１）によってのみ支持され、且つ自由端を有することを特徴とする、請求項１に記載のローラーケージ。
【請求項３】
前記非作動エリア（Ａ１）外部に突出する心棒（２２）を備える第２モーター（２１）と、該第２モーター（２１）と結合された前記心棒（２２）に直接取り付けられ、且つ前記ラインの前記作動エリア（Ｂ）内部に配列された第２ローラー（２３）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のローラーケージ。
【請求項４】
前記心棒（２２）が、前記第２モーター（２１）によってのみ支持され、且つ自由端を有することを特徴とする請求項３に記載のローラーケージ。
【請求項５】
前記支持フレーム（Ｆ１）が２つのショルダ（Ｓ１、Ｓ２）を備え、該２つのショルダ（Ｓ１、Ｓ２）間に非作動エリア（Ａ１）が形成され、かつ前記第１ローラー（１３）が、及び、もしある場合には前記第２ローラー（２３）が、前記フレーム（Ｆ１）外部に位置する、即ち前記ローラーが他方のショルダ（Ｓ２）を向いていない前記ショルダ（Ｓ１）の側に位置する、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項６】
前記２つのモーター（１１、２１）の前記心棒（１２、２２）が実質的に相互に対して平行であることを特徴とする請求項３に記載のローラーケージ。
【請求項７】
前記ラインの外部の非作動エリア（Ａ２）の境界を全体的に定める第２支持フレーム（Ｆ２）と、前記非作動エリア（Ａ２）外部に突出するそれぞれの心棒（３２、４２）を備える２つのモーター（３１、４１）と、各心棒（３２、４２）に直接取り付けられ、且つ前記ラインの前記作動エリア（Ｂ）内部に配列された成形ローラー（３３、４３）と、を備える、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項８】
前記モーターの前記心棒（３２、４２）が実質的に相互に対して平行であることを特徴とする請求項７に記載のローラーケージ。
【請求項９】
各モーター（１１、２１、３１、４１）の位置が垂直方向に沿って調節可能であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項１０】
少なくとも１つのモーター（１１、２１、３１、４１）の位置が水平方向に沿って調節可能であることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項１１】
各モーター（１１、２１、３１、４１）が永久磁石モーターであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項１２】
各モーター（１１、２１、３１、４１）がトルク式モーターであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のローラーケージ。
【請求項１３】
長手方向（Ｙ）に沿って整列されたことを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の複数のローラーケージ（Ｇ）を備えるプロファイル加工ライン。
【請求項１４】
前記長手方向（Ｙ）に対して各成形ローラー（１３，２３、３３、４３）の位置を調節するように構成された自動整列装置を備えることを特徴とする請求項１３に記載のプロファイル加工ライン。
【請求項１５】
各ローラーケージ（Ｇ）が、前記ローラーケージ（Ｇ）から出て来る前記形材（Ｐ）の１つ又はそれ以上の寸法を検知するように構成された寸法検知器を備え、該寸法検知器が前記自動整列装置に接続されることを特徴とする請求項１３に記載のプロファイル加工ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロファイル加工ライン（profiling line）用のローラーケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロファイル加工ラインは、実質的に長手方向に溶接されるチューブの製造を可能にする。チューブは、鋼帯の長手縁が当接するまで長手軸の周りで鋼帯を漸次折り曲げることによって得られる。長手縁を合わせて溶接してチューブが得られる。チューブは、既知の手順に従って設定された長さの区分に切断される。製造は全て連続工程で実施される。
【０００３】
プロファイル加工ラインは、実質的に順次配列された一連の成形組立体即ちローラーケージを備える。一連のローラーケージの各々は、少なくとも２つの形材加工ローラーを備える。ローラーケージは、鋼帯が管状形になるまで長手軸の周りで鋼帯を順次曲げるように構成される。鋼板は、様々なローラーの間を鋼板自体が通過することによって曲げられる。ローラーは接触することによって、鋼板を漸次変形させる。鋼帯は、ローラーケージを連続的に滑動して通過して、漸次変形していく。
【０００４】
通常技術に従った市販のローラーケージは、２つの直立体又はショルダを持ち、ケージのローラーはショルダと結合される。ケージのローラーは、実質的に２つのショルダの間に構成される空間に位置付けられる。ケージの一方の側即ち２つのショルダの一方の隣に、ケージモーター組立体が配置される。ケージモーター組立体は、ケージの少なくとも２つのローラーを回転駆動するために１つ又は２つのモーター、１つ又は２つの減速ギアボックス及び１つ又は２つのカルダン継手を備える。モーター組立体側のショルダは、通常固定される。これに対して、モーター組立体の反対側（操作者側）に配置されるケージの他方のショルダは、ローラー及びケージのその他の構成要素にアクセスできるようにするために、かつ保守の際又は製造する製品のサイズを切り替える際にローラーを交換できるように取外し可能である。ケージの設備を交換するためには、可動ショルダを取り外し、交換される設備を取り出して、新規製造用の設備を設置する必要がある。時代と共に、迅速な交換の方法が開発された。この方法は、ケージを備えたプレート全体をオフラインで交換することを含む。このようにして、設備の交換は、生産停止時間にオフラインで実施できる。
【０００５】
通常の技術に従った市販のローラーケージは、いくつかの欠点を持っている。
【０００６】
まず、常に一方をラインで利用可能にし、他方をオフラインにするためには、ケージの供給を二重にする必要がある（二重の交換プレートのセット）。これは、明らかなコスト増を意味する。
【０００７】
更に、ラインから外れたケージを置きかつ設備の交換を実施するために非常に広い空間を持つ必要がある。
【０００８】
更なる欠点は、天井走行クレーンを用いてプレートに据え付けられたケージ（全重量が１５〜２０トンに達する可能性がある）を取り扱うことの危険性である。
【０００９】
更に、今日の技術は、ごく単純なケースにおいては、ケージごとに、フランジ、カルダンシャフト、１つのケージにつき１つのディバイダ、変速ギアボックス及び電動モーターによって駆動ローラーへ動力を伝動することを想定する。例えば、４つのケージを備える、形材を校正するためのラインの区間は、電動モーター、減速ギアボックス、変速ギアボックス、４つのディバイダ（スプリッタ）（４つのケージへ動力を分配供給するため）及びそれぞれの結合フランジを持つ８つのカルダンシャフト（１つのケージに２つのシャフト）を必要とする。
【００１０】
又は、もっと先進的な解決法は、１つのケージにつき１つの電動モーター、１つのケージにつきギアボックス付きの１つのディバイダ、及び１つのケージにつきそれぞれの結合フランジを持つ２つのシャフト又は変速付き又はなしの１つの減速ギアボックス、及び個々の軸につき１つのモーターを想定する。
【００１１】
解決法は両方とも、モーター組立体側に大きな空間を必要とし、更に、効率が非常に低い。実際、電動モーターから送られるエネルギーのほとんどは、回転伝動を駆動するためだけに使い果たされて、オイルが移動するので、減速ギアとベアリングの回転との間の結合により損失が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、通常の技術に従った市販のローラーケージの欠点を改善できるようにするプロファイル加工ライン用のローラーケージを提供することである。
【００１３】
本発明に係るローラーケージの１つの利点は、通常の技術に従った市販のケージよりずっとコンパクトであることである。
【００１４】
本発明に係るローラーケージの別の利点は、成形ローラー（shaped roller）へのアクセス並びに全ての保守及び／又は交換作業を著しく容易にすることである。
【００１５】
本発明に係るローラーケージの更なる利点は、減速ギアボックスまたは伝動部材の使用を必要とせず、著しいコスト削減及び力損の実質的な減少を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の付加的な特徴及び利点は、添付図面において非限定的実施例として図解する本発明の実施形態に関する下の詳細な説明から更に明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るローラーケージの概略的部分断面図である。
【図２】図１のローラーケージの上面部分断面図である。
【図３】本発明に係るローラーケージの別の実施形態の部分断面図である。
【図４】プロファイル加工ラインを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
プロファイル加工ライン（図４）は、長手方向（Ｙ）に沿って順次配列された複数のローラーケージ（Ｇ）を備える。長手方向は、加工される形材（Ｐ）の供給方向でもある。既知のように、ローラーケージは、 出発鋼帯を管状形にするまで、長手軸（Ｙ）に沿って鋼帯を漸次曲げるように構成される。出発鋼帯は、様々なケージのローラーの間を鋼帯自体が通過することによって曲げられ、接触によって、鋼帯の変形が漸次生じる。言い換えると、鋼帯は、ローラーケージを連続的に滑動して通過して、漸次変形される。ローラーケージ（Ｇ）の下流には、出発鋼帯の当接する長手縁を接合する溶接装置（Ｗ）が設置される。
【００１９】
図１に示すように、本発明に係るローラーケージは、ライン外に在る非作動エリア（Ａ１）即ち形材が通過せずかつ形材（profile）に対して加工を実施しないエリアの境界を全体的に定める支持フレーム（Ｆ１）を備える。支持フレーム（Ｆ１）は、例えば２つのショルダ（Ｓ１、Ｓ２）、即ち実質的に垂直平面に延びる２つの重量支持構造体を備える。ショルダ（Ｓ１、Ｓ２）は、底部でベース（Ｄ）と結合され、上部でクロスメンバー構造体（Ｔ）と結合される。全体的に、支持フレーム（Ｆ１）は、非作動エリア（Ａ１）の境界を定める剛性の箱状構造体を形成する。
【００２０】
ケージは、フレーム（Ｆ１）と結合され、かつ、非作動エリアの外へ突出する心棒（１２）を有するモーター（１１）を備える。心棒（１２）は、モーター（１１）から片持ち式に突出する。即ち、モーター（１１）のみによって支持されて、他の構造部品によって支持されない自由端を有する。成形ローラー（１３）は、心棒（１２）に直接取り付けられて、ラインの作動エリア（Ｂ）即ち成形ローラー（１３）による加工を受けるために形材が通過するエリア内部に配列される。作動エリア（Ｂ）は、実質的にフレーム（Ｆ１）及び非作動エリア（Ａ１）の傍らに位置する。
【００２１】
本発明に係るケージの構造において、成形ローラー（１３）は、片持ち式に支持される又は支持フレーム（Ｆ１）の外面から突出する。さらに、成形ローラー（１３）は、操作者の視界において、障害物又は他の前面部品がない、外側を向く自由外側端（１３ａ）を有する。成形ローラー（１３）は、フレーム（Ｆ１）外部に在る。特に、作動エリア（Ｂ）の側に位置するショルダ（Ｓ１）の外側に在る。即ち、他方のショルダ（Ｓ２）を向かないショルダ（Ｓ１）の側に在る。したがって、成形ローラー（１３）は、例えば保守作業又は分解及び交換作業のために必要な場合にかなり容易にアクセスできる。
【００２２】
更に、心棒（１２）に成形ローラー（１３）を直接取り付けることによって、減速ギアボックス及びその他の伝動部材を使用する必要をなくすことができる。これは、設備コスト及びエネルギー損失の実質的な減少、並びに必要な空間の著しい減少を意味する。
【００２３】
有利なのは、本発明に係るケージは、作動エリア（Ａ１）の外部へ突出する心棒（２２）を備える第２モーター（２１）を備えることができる。第２心棒（２２）も、第２モーター（２１）から片持ち式に突出するか、又はモーター（２１）によってのみ支持されて、他の構造部品によって支持されない自由端を有する。第２成形ローラー（２３）は、第２モーター（２１）の心棒（２２）に直接取付けできる。第２成形ローラー（２３）も、ラインの作動エリア（２１）内部に配列される。２つの成形ローラー（１３、２３）は、図１に示すように垂直方向に対向する位置に配列するか、又は相互にオフセットすることができる。好ましくは、１つのローラーは加工対象の形材の上に、他方は下に配置される。直接アクセス可能であること及び保守及び交換が容易であることに関して第１成形ローラー（１３）について説明した利点は、第２成形ローラー（２３）にも当てはまる。実際、第２成形ローラー（２３）は、操作者の視界において、障害物又は他の前面部品がない、外側を向く自由外側端（２３ａ）を有する。第２成形ローラー（２３）も、フレーム（Ｆ１）の外部に在る。特に、作動エリア（Ｂ）の側に位置するショルダ（Ｓ１）の外側に在る。即ち、他方のショルダ（Ｓ２）を向かないショルダ（Ｓ１）の側に在る。第２成形ローラー（２３）をその心棒（２２）に直接結合することによって、減速ギアボックス及びその他の伝動部材を使用する必要をなくすことができ、ケージが占める全体面積を増大することなく、上述の利点を持つことができる。
【００２４】
表示される実施形態において、２つのモーター（１１、２１）の心棒（１２、２２）は、実質的に互に対して平行である。更に、２つの心棒（１２、２２）の回転軸は、同じ垂直平面上に在る。モーター（１１、２１）も実質的に互に対して平行なので、全体寸法を減少できる。このことは、所与の構成的又は位置的要件を満たせば、２つのモーター及び２つの心棒が図１に示すものと異なる配列であることを妨げない。例えば、モーター及び心棒は傾斜できる。
【００２５】
単なる例として、図１は、全体的に長手方向（Ｙ）に対して直交する垂直断面平面上に同じ垂直平面における形材の断面を取り囲む外郭線（Ｃ１）を画定する２つの成形ローラー（１２、２２）を示す。例えば、外郭線は円形である。
【００２６】
図３に概略的に図解する更に可能な実施形態において、ケージは、ラインの外部に在る非作動エリア（Ａ２）の境界を全体的に定める第２支持フレーム（Ｆ２）を備える。ケージは、更に、第２フレーム（Ｆ２）と結合され、非作動エリア（Ａ２）の外部に突出するそれぞれの心棒（３２、４２）を備える２つの付加的モーター（３１、４１）を備える。心棒（３２、４２）も、それぞれのモーターによってのみ支持されて、自由端を有する。成形ローラー（３３、４３）は、ラインの作動エリア（Ｂ）内部に位置するように各心棒（３２、４２）に直接取り付けられる。
【００２７】
成形ローラー（３３、４３）は、第２フレーム（Ｆ２）の外部に位置する。特に、ローラーは、作動エリア（Ｂ）の側に配置されたショルダ（Ｓ１）の外面に在る。即ち、ローラーは、他方のショルダ（Ｓ２）に向かないショルダ（Ｓ１）の側に在る。
【００２８】
第２フレーム（Ｆ２）の場合にも、２つのモーター（３１、４１）の心棒（３２、４２）は、実質的に相互に対して平行である。更に、２つの心棒（３２、４２）の回転軸は、同じ垂直平面に在る。モーター（３１、４１）も、実質的に相互に対して平行である。このことは、所与の特定の構成要件及び／又は成形又は位置決めプロセスに関連する要件を満たせば、２つのモーター及び２つの心棒が図３に示すものとは異なる配列であることを妨げない。
【００２９】
第２フレーム（Ｆ２）から突出する成形ローラー（３３、４３）は、第１フレーム（Ｆ１）から突出するそれぞれの成形ローラー（１３、２３）に対して水平方向に対向する位置に配置できる。例えば、図３に示すように、２つの上側成形ローラー（１３、３３）は、同じ水平回転軸に沿って整列できる。２つの下側成形ローラー（２３、４３）は、同じ水平回転軸に沿って整列できる。成形ローラー（１３、２３、３３、４３）は、相互にオフセットすることもできる。即ち、相互に整列しない回転軸を持つように配列できる。この点について、図３に示す成形ローラーの配列は、長手方向（Ｙ）に対して直交する垂直断面平面において、上向きの凹面を持つ開放外郭線（Ｃ２）を形成するのに役立つ。特に、２つの上側成形ローラー（１３、３３）は、外郭線（Ｃ２）の凹面側に対して接線を成す凸状外面を有する。２つの下側成形ローラー（２３、４３）は、外郭線（Ｃ２）の凸面側に対して接線を成す凹状外面を有する。
【００３０】
第２支持フレーム（Ｆ２）及びそれぞれのモーター（３１、４１）及び成形ローラー（３３、４３）を備える第２組立体を使用することによって、より大きい範囲または幅の外郭線を得ることができる。
【００３１】
成形ローラー（１３、２３，３３、４３）の全ては、その支持フレーム（Ｆ１、Ｆ２）に対して片持ち式に位置付けられる。成形ローラーの全ては、ラインの中心に向けられ、形材がないとき（即ち、保守又はサイズ変更作業が計画される場合）、ローラーは、現行法に基づき要求される安全ガードを除いて障害物又はその他の前面部品なしに操作者の視界の中にある。図１の場合、各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）は、例えば保守作業又は分解及び交換作業のために必要な場合、かなり容易にアクセスできることが明白である。更に、各成形ローラーは、その心棒に直接結合されるので、ケージ全体が減速ギアボックスも他の付加的な伝動部材も必要としない。
【００３２】
好ましくは、各モーター（１１、２１、３１、４１）の位置は、垂直方向に沿って調節可能である。これは、概ね、かつ特に図１の実施形態及び図３の実施形態の両方において、好ましい。垂直に調節することによって、成形ローラーの位置を鋼板の厚み及び／又は形材の寸法又は形態に適合できる。各モーターの垂直調節は、当業者には分かるように、各モーターと対応する支持フレーム（Ｆ１、Ｆ２）との間に配置されたガイド及びアクチュエータによって実施できる。
【００３３】
好ましくは、１つ又はそれ以上の成形ローラー（１３、２３、３３、４３）の位置は、水平方向に調節できる。特に、各ローラーの調節の水平方向は、プロファイル加工ラインの長手方向（Ｙ）に対して直交する。例えば、ローラー自体の回転軸と一致する又はこれに対して平行である。水平方向に沿った各成形ローラーの調節は、例えば、それぞれのモーター（１１、２１、３１、４１）を調節することによって、又は各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）と対応する心棒（１２、２２、３２、４２）との間に軸方向に調節可能なカップリングを与えることによって、実施できる。各モーター（１１、２１、３１、４１）の水平調節は、当業者には分かるように、例えば各モーターと対応する支持フレーム（Ｆ１、Ｆ２）との間に配置されたガイド及びアクチュエータによって実施できる。
【００３４】
各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）を水平方向に調節することによって、成形ローラーの位置を鋼板の厚み及び／又は形材の寸法又は形態に適合できる。更に、各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）を水平調節することによって、順次配列された様々なケージをプロファイル加工ラインの長手方向に沿って整列できかつ上側ローラーを下側ローラーに整列できるようにする。可能な形態において、下側成形ローラー（２３、４３）は固定され、一方、上側成形ローラー（１３、３３）は、下側成形ローラーのプロフィルに適合するように水平に移動可能である。
【００３５】
プロファイル加工ラインに沿って配列された様々なケージの長手方向の整列を容易にするために、各ケージの支持フレーム（１つ又は複数）（Ｆ１、Ｆ２）は、水平調節手段を備えることができる。調節手段は、各支持フレームの位置をプロファイル加工ラインの長手方向（Ｙ）に対して直交する水平方向に沿って調節できるようにする。水平調節手段の存在は、心棒の長さを減少できるようにする。実際、製造される形材が小さければそれだけ、各ケージはラインの中心寄りにシフトし、それによって形材の中心と心棒との間の距離を小さくする。これによって、心棒の剛性及びラインの精度を上げることができる。水平調節手段は、例えば、ガイドに沿った支持フレームの滑動を制御するために各フレーム（Ｆ１、Ｆ２）のベース（Ｄ）とアクチュエータ装置との間に配置されたガイドを備えることができる。調節手段は、当業者には理解の範囲内なので、これ以上は詳細には説明しない。
【００３６】
本発明に係る複数のローラーケージ（Ｇ）を備えるプロファイル加工ラインは、長手方向（Ｙ）に対して成形ローラー（１３、２３、３３、４３）を整列するための自動装置を備えることができる。基本的に、装置は、長手方向（Ｙ）に対して直交する水平方向に沿ってかつ垂直方向に沿って各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）の位置を調節するように構成される。この調節は、例えば、前述のように、各モーター（１１、２１、３１、４１）を水平に及び垂直に移動することによって、又は支持フレーム（Ｆ１、Ｆ２）の水平移動と組み合わせて、実施できる。整列装置は、光学式の検知器によって例えばレーザー検知器によって各成形ローラー（１３、２３、３３、４３）の実際の位置を得ることができる。
【００３７】
更に、各ローラーケージ（Ｇ）は、ケージ（Ｇ）から出てくる形材の特定の幾何学的パラメータ、例えば、形材の曲率半径又は水平面に対する高さ又は幅を検知及び計測するように構成された、好ましくは出口側に配置された寸法検知器を備えることができる。各寸法検知器は、自動整列装置に接続できる、整列装置は、受け取った信号に対して各成形ローラーの位置を調節して成形プロセスを最適化するのに役立つ。
【００３８】
好ましい実施形態において、各モーター（１１、２１、３１、４１）は、永久磁石ブラシレスモーターである。特に、各モーター（１１、２１、３１、４１）はトルク式のモーターである。周知のように、トルクモーターは、特に、回転駆動される部材、この場合には成形ローラーと直接結合するのに向いている。
【００３９】
本発明に係るローラーケージは、重要な利点が得られる。
【００４０】
成形ローラー（１３、２３、３３、４３）の片持ち式配置は、ローラーが障害物又はその他の前面部品なしに操作者に向いているので、全てのローラー保守、分解及び交換作業を著しく容易にする。
【００４１】
更に、各成形ローラーとそれぞれの心棒との間の直接結合は、減速ギアボックス、継手及びその他の伝動装置を使用する必要をなくすことができる。減速ギアボックスその他は、ケージのコストを増すだけでなくケージ自体の機械的効率をかなり減少する。
【００４２】
各々自身の成形ローラーを持つ２つの対向するフレームを備えるケージの型は、プロファイル加工ラインの長手方向に対する各成形ローラーの位置を調節できるようにするだけではなく、加工対象の形材に得られる形態を増大する。
【符号の説明】
【００４３】
１１、２１、３１、４１    モーター
１２、２２、３２、４２    心棒
１３、２３，３３、４３    成形ローラー
Ａ１    非作動エリア
Ｂ    作動エリア
Ｆ１    支持フレーム
Ｇ    ローラーゲージ
【図１】
2017200706.tif 000003
【図２】
2017200706.tif 000004
【図３】
2017200706.tif 000005
【図４】
2017200706.tif 000006
【外国語明細書】
2017200706000001.pdf