ИЗОГНУТАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ПАНЕЛЬ, СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, СИСТЕМА ДЛЯ ГИБКИ ПАНЕЛИ И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОГНУТЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Настоящая полезная модель относится к изогнутым строительным панелям, изготавливаемым из листовых материалов, строительным конструкциям, изготавливаемым используя эти изогнутые строительные панели, и системе для гибки панели для изготовления изогнутых строительных панелей.
Известны стандартные способы формирования неплоских строительных панелей, изготавливаемых из листового материала, например, оцинкованной листовой стали. Эти строительные панели могут прикрепляться друг к другу бок о бок для формирования за счет собственной прочности безопорных строительных конструкций. А именно, эти строительные панели могут иметь момент инерции, подходящий для обеспечения достаточной прочности под действием приложенных нагрузок (например, снег, ветер, и т.д.), так что несущие балки или колонны внутри строительной конструкции не нужны.
Эти строительные панели могут обычно быть изогнуты в продольном направлении (вдоль длины панели) посредством формирования в строительной панели поперечных гофров, т.е. когда гофры ориентированы по существу в направлении, поперечном продольному направлению. Поперечные гофры вызывают сокращение длины гофрированного участка строительной панели в продольном направлении вдоль панели относительно негофрированных участков строительной панели, в результате чего строительная панель приобретает дугообразную форму вдоль ее длины. Эти дугообразные строительные панели затем могут быть прикреплены друг к другу бок о бок для создания строительной конструкции.
Было обнаружено, что формирование поперечных гофров в строительной панели может значительно ее ослабить. Дополнительно, гофры могут привести к нежелательной потере защитных покрытий, например краски на гофрированных участках строительной панели, и могут испортить гладкий внешний вид с точки зрения эстетики. Изобретателями настоящей полезной модели было также обнаружено, что попытка сформировать продольный изгиб в строительной панели без формирования поперечных гофров будет типично приводить к вспучиванию (или потребует этого) в некоторых областях строительной панели, и эти области вспучивания могут также значительно уменьшить прочность строительной панели.
В соответствии с одним аспектом описывается строительная панель, сформированная из листового материала. Строительная панель продолжается в продольном направлении вдоль ее длины и имеет форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению, строительная панель содержит изогнутый центральный участок в поперечном сечении, пару боковых участков, продолжающихся от изогнутого центрального участка в поперечном сечении, и пару соединительных участков, продолжающихся от боковых участков в поперечном сечении. Изогнутый центральный участок включает в себя множество сегментов, содержащих множество выступающих наружу сегментов и множество выступающих внутрь сегментов в поперечном сечении, причем указанное множество сегментов продолжаются в продольном направлении. Строительная панель изогнута в продольном направлении вдоль ее длины и при этом она не имеет поперечных гофров, и определенный сегмент из множества сегментов имеет глубину больше, чем другой сегмент для обеспечения продольного изгиба в строительной панели.
В соответствии с другим аспектом описывается строительная конструкция, содержащая множество этих строительных панелей, соединенных вместе, в которой один из соединительных участков одной строительной панели присоединен к одному из соединительных участков смежной строительной панели для образования строительной конструкции.
В соответствии с другим примерным аспектом описывается машина для гибки этой строительной панели. Строительная панель изготавливается из листового материала, продолжается в продольном направлении вдоль ее длины и имеет форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению. Строительная панель включает в себя изогнутый центральный участок в поперечном сечении, пару боковых участков, продолжающихся от изогнутого центрального участка в поперечном сечении, и пару соединительных участков, продолжающихся от боковых участков в поперечном сечении, причем изогнутый центральный участок включает в себя множество сегментов, содержащих множество выступающих в направлении наружу сегментов и множество выступающих в направлении внутрь сегментов в поперечном сечении, причем указанное множество сегментов продолжаются в продольном направлении. Система содержит первое устройство для гибки и второе устройство для гибки, причем второе устройство для гибки располагается рядом с первым устройством для гибки. Первое устройство для гибки включает в себя первую раму и множество первых валков, поддерживаемых первой рамой, причем множество первых валков располагаются в первых предварительно заданных позициях, чтобы контактировать со строительной панелью, когда она проходит вдоль множества первых валков в продольном направлении. Второе устройство для гибки включает в себя вторую раму и множество вторых валков, поддерживаемых второй рамой, причем множество вторых валков располагаются во вторых предварительно заданных позициях, чтобы контактировать со строительной панелью, когда она проходит вдоль множества вторых валков в продольном направлении. Система включает в себя механизм позиционирования, который обеспечивает возможность изменения относительной угловой ориентации между первым устройством для гибки и вторым устройством для гибки, систему привода для перемещения строительной панели в продольном направлении вдоль множества первых валков и множества вторых валков, и систему управления для управления механизмом позиционирования таким образом, чтобы управлять относительной угловой ориентацией между первым устройством для гибки и вторым устройством для гибки, когда строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль множества первых валков и множества вторых валков, чтобы таким образом формировать продольный изгиб в строительной панели. Система выполнена с возможностью формировать продольный изгиб в строительной панели без формирования поперечных гофров в строительной панели. Множество первых валков и множество вторых валков располагаются таким образом, чтобы вызвать увеличение глубины определенного сегмента из множества сегментов строительной панели для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели.
В соответствии с еще одним аспектом описывается способ гибки строительной панели с использованием системы для гибки панели. Строительная панель изготавливается из листового материала, продолжается в продольном направлении вдоль ее длины и имеет форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению. Строительная панель включает в себя изогнутый центральный участок в поперечном сечении, пару боковых участков, продолжающихся от изогнутого центрального участка в поперечном сечении, и пару соединительных участков, продолжающихся от боковых участков в поперечном сечении, причем изогнутый центральный участок включает в себя множество сегментов, содержащих множество выступающих в направлении наружу сегментов и множество выступающих в направлении внутрь сегментов в поперечном сечении, причем указанное множество сегментов продолжаются в продольном направлении, и система для гибки панели содержит первое устройство для гибки и второе устройство для гибки. Способ включает в себя прием строительной панели на первом устройстве для гибки и зацепление строительной панели с множеством первых валков первого устройства для гибки, поступательное перемещение строительной панели в направлении второго устройства для гибки, и зацепление первого участка строительной панели с множеством вторых валков второго устройства для гибки, в то время как второй участок строительной панели зацепляется с первым устройство для гибки, и управление механизмом позиционирования с помощью системы управления таким образом, чтобы повернуть первое устройство для гибки и второе устройство для гибки относительно друг друга, при этом строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль первого устройства для гибки и второго устройства для гибки, чтобы таким образом сформировать продольный изгиб без формирования поперечных гофров в строительной панели, причем множество первых валков и множество вторых валков располагаются таким образом, чтобы вызвать увеличение глубины определенного сегмента из множества сегментов строительной панели для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели.
В соответствии с другим аспектом описывается система для гибки строительной панели, изготовленной из листового материала. Система содержит несущую конструкцию, держатель рулона, поддерживаемый несущей конструкцией, для удерживания рулона с листовым материалом, установку для формирования панели, поддерживаемую несущей конструкцией и расположенную близко к держателю рулона, причем установка для формирования панели выполнена с возможностью формировать из листового материала прямолинейную в продольном направлении строительную панель с требуемой формой поперечного сечения, и устройство для гибки панели, поддерживаемое несущей конструкцией и расположенное близко к установке для формирования панели, для приема прямолинейной строительной панели от установки для формирования панели, причем установка для гибки панели выполнено с возможностью формировать продольный изгиб в строительной панели вдоль длины строительной панели, в которой держатель рулона ориентирован вертикально таким образом, что ось вращения держателя рулона параллельна вертикальному направлению, в которой установка для формирования панели ориентирована вертикально таким образом, чтобы принимать листовой материал, ориентированный в вертикальной плоскости, напрямую от рулона с листовым материалом, и в которой установка для гибки панели ориентирована вертикально таким образом, чтобы принимать прямолинейную строительную панель напрямую от установки для формирования панели.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящей полезной модели будут лучше поняты с помощью последующего описания, формулы полезной модели и прилагаемых чертежей, где:
Фиг.1 - иллюстрирует пример строительной панели с изогнутым центральным участком, имеющим множество сегментов, перед и после формирования продольного изгиба вдоль ее длины, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.2 - иллюстрирует пример формы поперечного сечения строительной панели, которая является прямолинейной вдоль ее длины, перед ее гибкой в продольном направлении, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.3 - иллюстрирует пример формы поперечного сечения примерной строительной панели, имеющей продольный изгиб вдоль ее длины, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.4 - иллюстрирует пример соединения между двумя примерными строительными панелями для образования строительной конструкции, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.5 - иллюстрирует пример здания с двухскатной крышей с коньком, которое может быть сформировано, используя строительные панели, описанные здесь в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.6 - иллюстрирует пример здания с круговой (или дугообразной) крышей, которое может быть сформировано, используя строительные панели, описанные здесь в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.7 - иллюстрирует пример здания с крышей двойного радиуса, которое может быть сформировано, используя строительные панели, описанные здесь в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.8А - показывает вид слева примерной системы для гибки панели в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.8В - показывает вид справа примерной системы для гибки панели в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.8С - показывает вид в увеличенном масштабе участка формирования панели примерной системы для гибки панели на фиг.8А.
Фиг.8D - показывает вид в увеличенном масштабе другого участка формирования панели примерной системы для гибки панели на фиг.8А.
Фиг.9 - иллюстрирует пример установки для гибки панели в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.10 - иллюстрирует пример устройства для гибки установки для гибки панели, показанной на фиг.9, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.11 - иллюстрирует пример конфигурации множества валков примерного устройства для гибки, показанного на фиг.10, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.12 - показывает объемный изометрический вид справа и сзади примерного устройства для гибки, показанного на фиг.10.
Фиг.13 - показывает объемный изометрический вид слева и сзади смежного примерного устройства для гибки, подобного показанному на фиг.10.
Фиг.14 - иллюстрирует часть примерного устройства для гибки при отсутствии поворота между смежными устройствами для гибки.
Фиг.15 - иллюстрирует часть примерного устройства для гибки с повернутыми смежными устройствами для гибки.
Фиг.16 - показывает вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.9, в которую вставлена прямолинейная в продольном направлении панель, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.17 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.9, в которую вставлена строительная панель, и в которой первое и второе устройство для гибки панели повернуты относительно друг друга для выполнения гибки строительной панели в продольном направлении.
Фиг.18 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.9, в которую вставлена строительная панель, и в которой повернуты относительно друг друга второе и третье устройства для гибки панели.
Фиг.19 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки, показанной на фиг.9, в которую вставлена строительная панель, и в которой повернуты относительно друг друга третье и четвертое устройство для гибки.
Фиг.20 - иллюстрирует другой пример строительной панели с изогнутым центральным участком, имеющим множество сегментов, перед и после формирования продольного изгиба вдоль ее длины, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.21 - иллюстрирует пример формы поперечного сечения примерной строительной панели, имеющей продольный изгиб вдоль ее длины, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.22 - показывает вид сбоку другого примера установки для гибки панели, в соответствии с другим аспектом.
Фиг.23 - показывает объемный изометрический вид примерного устройства для гибки панели установки для гибки панели, показанной на фиг.22.
Фиг.24 - показывает другой объемный изометрический вид примерного устройства для гибки панели, показанного на фиг.23.
Фиг.25 - иллюстрирует пример конфигурации множества валков примерного устройства для гибки панели, показанного на фиг.23.
Фиг.26 - иллюстрирует множество валков примерного устройства для гибки панели, показанного на фиг.23, с добавлением вспомогательных валков.
Фиг.27 - показывает вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.22, в которую вставлена прямолинейная в продольном направлении панель, в соответствии с примерным аспектом.
Фиг.28 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.22, в которую вставлена строительная панель, и в которой первое и второе устройство для гибки панели повернуты относительно друг друга для выполнения гибки в продольном направлении строительной панели.
Фиг.29 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки панели, показанной на фиг.22, в которую вставлена строительная панель, и в которой повернуты относительно друг друга второе и третье устройства для гибки панели.
Фиг.30 - показывает другой вид сверху примерной установки для гибки, показанной на фиг.22, в которую вставлена строительная панель, и в которой повернуты относительно друг друга третье и четвертое устройство для гибки.
Фиг.31 - иллюстрирует пример пульта интерфейса оператора системы управления, в соответствии с примерным аспектом.
Описываемая здесь строительная панель, имеющая продольный изгиб вдоль ее длины, может быть изготовлена посредством гибки строительной панели, которая первоначально является прямолинейной, т.е. которая не имеет продольного изгиба вдоль ее длины. Фиг.1 иллюстрирует примерную прямолинейную строительную панель 10, которая может быть изогнута вдоль продольного направления L для формирования примерной изогнутой строительной панели 10а в соответствии с одним аспектом полезной модели. Как здесь описывается, изогнутая в продольном направлении строительная панель 10а может быть сформирована посредством процесса, включающего в себя приложение крутящего момента к строительной панели и принудительную деформацию продолжающихся в продольном направлении сегментов для изменения формы поперечного сечения строительной панели. Этот процесс может быть назван здесь для удобства «активным» подходом, поскольку он включает в себя принудительную деформацию продолжающихся в продольном направлении сегментов с помощью соответствующих валков. Строительная панель 10 формируется из листового материала, такого как, например, конструкционная листовая сталь толщиной от 0,035 дюймов (0,889 мм) до 0,08 дюймов (2,032 мм). Строительная панель 10 может быть сформирована также из других листовых материалов, например, другие типы стали, стали с алюмоцинковым покрытием GALVALUME, стали с алюмоцинковым покрытием ZINCALUME, алюминий, или другой строительный материал, подходящий для конструкции. Толщина строительной панели 10 может, как правило, быть в диапазоне от 0,035 дюймов (0,889 мм) до 0,08 дюймов (2,032 мм) (±10%), в зависимости от типа используемого листового материала. Конечно, строительная панель 10 может быть сформирована, используя другую толщину и используя другие листовые строительные материалы, при условии, что эти листовые материалы обеспечивают подходящие конструкционные свойства с точки зрения прочности, жесткости, технологичности и т.д.
Строительные панели 10 и 10а продолжаются в продольном направлении вдоль их длины. Для прямолинейной строительной панели 10 продольное направление L параллельно длине строительной панели. Строительная панель 10а изогнута вдоль ее длины, и продольное направление в этом случае является касательной к продольному изгибу строительной панели 10а в каждой точке строительной панели 10а. Строительная панель 10а изогнута в продольном направлении, при этом она не имеет поперечных гофров.
Прямолинейная строительная панель 10 и изогнутая строительная панель 10а имеют изогнутую форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлении L. Пример плоскости Р и продольного направления L на одном конце строительной панели 10а иллюстрируются на фиг.1. На фиг.1 прямолинейная строительная панель 10 имеет линейную длину С2. Изогнутая в продольном направлении строительная панель 10а, полученная из панели 10, имеет, однако, более короткую линейную длину С1 на ее нижнем участке в сравнении с линейной длиной С2 на ее верхнем участке, так как нижний участок с длиной С1 эффективным образом уменьшается вследствие продольного изгиба. Другими словами, линейная длина строительной панели 10 не уменьшена в продольном направлении в областях соединительных участков 32 и 34. Термины «верхний» и «нижний» используются здесь просто для удобства в отношении ориентаций, иллюстрируемых на фиг.1, и не являются каким-либо образом ограничивающими.
На фиг.2 показан пример формы поперечного сечения прямолинейной строительной панели 10 перед выполнением ее гибки в продольном направлении. Как иллюстрируется на фиг.2, строительная панель 10 включает в себя изогнутый центральный участок 30, пару боковых участков 36 и 38, продолжающихся от изогнутого центрального участка 30 в поперечном сечении, и пару соединительных участков 32 и 34, продолжающихся от боковых участков 36 и 38, соответственно, в поперечном сечении. Общий контур изогнутого центрального участка 30 показан изогнутой штрихпунктирной линией С. Соединительный участок 32 может включать в себя участок 32а в виде крючка, как показано на фиг.2, но в целом для соединительного участка 32 может использоваться любая подходящая конфигурация. Подобным образом, соединительный участок 34 может включать в себя участок 34а в виде подогнутого края, причем участок 32а в виде крючка и участок 34а в виде подогнутого края являются комплементарными по форме для соединения строительной панели со смежными строительными панелями. Однако, любая подходящая комплементарная форма, которая обеспечивает возможность соединения соединительного участка 34 с соединительным участком 32, может использоваться для соединительного участка 34
Как показано на фиг.2, строительная панель 10 также включает в себя множество сегментов 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 и 28. Эти сегменты продолжаются в продольном направлении L вдоль длины строительной панели 10. Эти сегменты могут также называться продольными деформациями, продольными ребрами, ребрами жесткости и т.п., и служат для увеличения прочности строительной панели 10 против вспучивания и изгиба под действием нагрузок. В этом примере сегменты 22, 24, 26 и 28 выступают в направлении в поперечном сечении, и сегменты 12, 14, 16, 18 и 20 выступают в направлении внутрь в поперечном сечении. Для справки, используемый здесь термин «внутрь» означает приближение к геометрическому центру поперечного сечения строительной панели, а термин «наружу» означает удаление от геометрического центра поперечного сечения строительной панели. Как показано на фиг.2, смежные сегменты выступают в противоположных направлениях (например, сегмент 12 продолжается в направлении внутрь, тогда как смежный сегмент 22 продолжается в направлении наружу). В примере на фиг.2, глубина определенного сегмента относительно смежных сегментов является глубиной d. Глубины сегментов прямолинейной строительной панели могут все быть одинаковыми, как иллюстрируется в примере на фиг.2, или глубины сегментов могут отличаться одна от другой.
Примерная прямолинейная строительная панель 10, иллюстрируемая на фиг.2, включает в себя пять выступающих внутрь сегментов (12, 14, 16, 18, 20) и четыре выступающих наружу сегментов (22, 24, 26, 28), но может использоваться другое количество выступающих наружу сегментов и выступающих внутрь сегментов. Например, количество выступающих наружу сегментов может быть больше или меньше количества выступающих внутрь сегментов. Могут использоваться различные комбинации размеров и количества сегментов, в зависимости от требуемой формы поперечного сечения строительной панели.
На фиг.3 показана форма поперечного сечения строительной панели 10а в поперечном сечении, например по плоскости Р, показанной на фиг.1, после выполнения процесса продольной гибки (описываемого здесь в другом месте). Форма поперечного сечения прямолинейной строительной панели 10, например, перед выполнением процесса продольной гибки, показана на фиг.3 штриховой линией в иллюстративных целях. Как показано на фиг.3, строительная панель 10а включает в себя изогнутый центральный участок 30, пару боковых участков 36 и 38, продолжающихся от изогнутого центрального участка 30 в поперечном сечении, и пару соединительных участков 32 и 34, продолжающихся от боковых участков 36 и 38, соответственно, в поперечном сечении, подобно прямолинейной строительной панели 10. Общий контур изогнутого центрального участка 30 показан изогнутой штрихпунктирной линией С. Изогнутый центральный участок может иметь полукруглую форму или другую дугообразную форму. Однако в результате выполнения процесса гибки профиль сегментов в поперечном сечении подвергается изменениям. Изогнутая в продольном направлении строительная панель 10а включает в себя выступающие внутрь сегменты 12а, 14а, 16а, 18а и 20а, и выступающие наружу сегменты 22а, 24а, 26а и 28а. Как показано на фиг.3, определенный сегмент изогнутой в продольном направлении строительной панели 10а будет подвергнут большему изменению глубины вследствие продольной гибки, чем другой сегмент. В примере на фиг.3, например, глубина сегмента 16а изменяется в направлении внутрь в поперечном сечении на величину Δd1, а глубина соседнего сегмента 14а в направлении внутрь на величину Δd2, причем Δd1 больше, чем Δd2. Подобным образом, глубина сегмента 12а изменяется в направлении внутрь на величину Δd3, причем Δd2 меньше, чем Δd3. Сегмент 16а располагается в середине изогнутого центрального участка 30 и имеет самое большое изменение глубины из всех сегментов, показанных в примере на фиг.3.
В этом примере, так как прямолинейная строительная панель 10 содержит сегменты одинаковой глубины, как показано на фиг.2, разные сегменты изогнутой строительной панели 10а будут иметь различные полные глубины после продольной гибки. На основании описанных выше изменений глубин разных сегментов, сегмент 16а будет иметь самую большую глубину от его дальних краев по сравнению с глубинами других сегментов. В частности, как показано на фиг.3, сегмент 16а продолжается на расстояние d1 в направлении внутрь в поперечном направлении от его дальних краев, а соседний сегмент 14а продолжается на расстояние d2 в направлении внутрь от его дальних краев, причем расстояние d1 больше, чем расстояние d2. Подобным образом, сегмент 12а продолжается на расстояние d3 в направлении внутрь от его дальних краев, и расстояние d2 больше, чем расстояние d3. Сегмент 16а, расположенный в середине изогнутого центрального участка 30, имеет самую большую глубину d1 из показанных в примере на фиг.3 сегментов. С учетом приведенного выше пояснения, очевидно, что для обеспечения того, чтобы все сегменты изогнутой в продольном направлении строительной панели имели приблизительно одинаковую глубину в соответствии с настоящей полезной моделью, будет необходимо, чтобы вначале прямолинейная строительная панель имела сегменты с неодинаковой глубиной (например, будет необходима прямолинейная строительная панель, имеющая менее глубокие сегменты вблизи ее середины и более глубокие сегменты вблизи ее краев). Нахождение подходящих начальных глубин сегментов прямолинейной строительной панели находится в компетенции специалистов в этой области техники, например, посредством испытания ограниченной выборки методом проб и ошибок, с учетом предоставленной здесь информации.
Как рассматривается более подробно в другом месте настоящего описания, когда прямолинейную строительную панель 10, показанную в поперечном сечении на фиг.2, изгибают в продольном направлении в строительную панель 10а, показанную в поперечном сечении на фиг.3, глубины разных сегментов изменяются, чтобы обеспечить формирование продольного изгиба. Более сильное изменение глубины Δd1 в сравнении с изменением глубины Δd2 обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10а посредством обеспечения возможности накопления листового материала в сегменте 16а вместе с уменьшением длины строительной панели 10а в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10а, которые показывают меньшее уменьшение длины. Подобным образом, более сильное изменение глубины Δd2 в сравнении с изменением глубины Δd3 также обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10а посредством обеспечения возможности накопления листового материала в сегменте 14а вместе с уменьшением длины строительной панели 10а в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10а, которые показывают меньшее уменьшение длины. Уменьшение длины строительной панели 10а вблизи сегмента 16а иллюстрируется относительно меньшей длиной С1 строительной панели 10а в этой (нижней) области в сравнении с большей длиной С2 строительной панели в (верхних) областях соединительных участков 32 и 34, как показано на фиг.1. Как было указано выше, разница между линейными длинами С1 и С2 возникает из-за того, что изогнутая в продольном направлении строительная панель 10а формируется из прямолинейной строительной панели 10, имеющей подобную форму поперечного сечения и равномерную длину. В процессе продольной гибки, описываемом здесь, глубины разных сегментов изменяются для обеспечения продольного изгиба в строительной панели 10а без необходимости формирования поперечных гофров в строительной панели 10а. Большие степени продольного изгиба, соответствующие меньшему радиусу кривизны, обеспечиваются большими изменениями глубин сегментов. Сегменты, расположенные в областях относительно более значительных уменьшений длины панели вследствие продольного изгиба, показывают относительно большие изменения глубины.
Были изготовлены изогнутые в продольном направлении строительные панели, такие, как показанные на фиг.1 и фиг.3, используя листовую сталь толщиной приблизительно 0,06 дюймов (1,52 мм) (±10%), получая минимальный радиус кривизны до 25 футов (6,096 м) или максимальный до бесконечности (например, прямолинейная в продольном направлении панель). Предполагается, что изогнутые в продольном направлении строительные панели могут быть изготовлены, как описывается здесь, с минимальным радиусом кривизны до 20 футов, и возможно немного меньше, из листовой стали толщиной в диапазоне от 0,035 дюймов (0,889 мм) до 0,08 дюймов (2,032 мм).
Продольно изогнутые строительные панели типа, иллюстрируемого на фиг.1 и фиг.2, которые не имеют поперечных гофров, могут иметь различные преимущества в сравнении с продольно изогнутыми строительными панелями с поперечными гофрами. Во-первых, строительная панель в соответствии с настоящей полезной моделью может быть значительно прочнее, чем строительная панель с поперечными гофрами, так как гофры могут ослаблять такие строительные панели. На практике, проведенные изобретателями настоящей полезной модели экспериментальные испытания показали, что у строительной панели, такой, как показанная на фиг.1 и фиг.2, изготовленной из стального листа толщиной 0,06 дюймов (1,52 мм) и имеющей радиус кривизны 25 футов (6,096 м), прочность на более чем 200% выше, чем у обычной строительной панели с поперечными гофрами такого же радиуса и изготовленной из стали такой же толщины. Увеличение прочности позволяет изготавливать строительные конструкции с безопорными пролетами значительно большей ширины. Например, исходя из наблюдаемого повышения прочности, используя листовую сталь толщиной приблизительно 0,06 дюймов (1,52 мм), предполагается, что может быть изготовлена строительная конструкция, содержащая безопорный пролет шириной в диапазоне от 110 футов (33,528 м) до 155 футов (47,244 м), тогда как обычные строительные конструкции, изготавливаемые из продольно изогнутых строительных панелей, имеющих поперечные гофры, используя листовую сталь той же толщины, будут ограничены максимальной шириной безопорного пролета шириной 100 футов (30,48 м). Конечно, может использоваться листовая сталь другой толщины, обеспечивая в результате возможно безопорные пролеты еще большего размера, и приведенный выше пример представлен только для сравнения. Дополнительно, отсутствие поперечных гофров в строительных панелях в соответствии с настоящей полезной моделью позволяет избежать растрескивания покрытий, таких как краска, что типично происходит в строительных панелях с поперечными гофрами. Строительные панели в соответствии с настоящей полезной моделью также имеют намного более гладкий и эстетически приятный внешний вид в сравнении со строительными панелями с поперечными гофрами.
Строительные панели, такие как показанные на фиг.1 и фиг.2 и описанные здесь, могут использоваться для возведения примеров строительных конструкций различных форм, посредством соединения соединительного участка 32 строительной панели 10 с соединительным участком 34 смежной строительной панели 10. На фиг.4 показан пример соединения двух строительных панелей 10, соединенных на участке 32а в виде крючка и участке 34а в виде подогнутого края. Как известно специалистам в этой области техники, такие соединения могут быть образованы надежным образом с помощью непрерывного фальцевого шва, используя известные фальцовочные устройства. В примере на фиг.4, крючок 32а зажимается вокруг подогнутого края 34а для обеспечения надежного фальцевого шва. Могут использоваться другие конструкции для соединения панелей, например, различные типы швов, соединительных элементов, крепежных элементов или защелкивающихся соединений, любые из которых могут быть использованы в строительных панелях в соответствии с настоящей полезной моделью.
На фиг.5-7 представлены примеры форм зданий, которые могут быть изготовлены, используя описанные здесь строительные панели, примеры которых показаны на фиг.1 и фиг.2. Иллюстрируемые примеры форм зданий включают в себя здания с двухскатной крышей с коньком, пример которой показан на фиг.5, здания с круговой крышей (фиг.6) и здания с крышей двойного радиуса (фиг.7). В примерах зданий, показанных на фиг.5-7, продольно изогнутые строительные панели используются для формирования секций крыши, а прямолинейные панели используются для формирования стеновых секций со свободно опертым концом. Также могут быть изготовлены здания другой формы, например, здания с наклонной односкатной крышей, у которых одна сторона выше другой, и т.д., используя комбинации строительных панелей, имеющих продольно изогнутые участки различного радиуса кривизны, и строительные панели, имеющие прямолинейные участки.
Далее будет описан пример системы для гибки панели для изготовления строительных панелей описанных здесь типов, причем система для гибки панели осуществляет гибку строительной панели для получения продольного изгиба без формирования в ней поперечных гофров.
Пример системы 50 для гибки и формирования панели иллюстрируется на фиг.8А и фиг.8В (вид слева и вид справа, соответственно). Система 50 включает в себя несущую конструкцию 52, в этом примере представляющую собой мобильную прицепную платформу, которая может быть прицеплена к грузовому автомобилю или автомобильному тягачу, так что система 50 может быть легко транспортирована к месту ее работы. На несущей конструкции 52 размещен держатель 54 рулона (разматыватель рулона) для поддержки рулона 56 с листовым материалом (например, листовая сталь). Держатель 54 рулона обеспечивает возможность рулону 56 поворачиваться вокруг оси А, параллельной вертикальном направлению Z, таким образом, что листовой материал может подаваться в установку 60 для формирования панели. Держатель 54 рулона может включать в себя любой подходящий механизм (например, направляющий ролик, который прижимается к радиальной поверхности рулона 56) для предотвращения неуправляемого разматывания рулона 56. Очевидно, что держатель 54 рулона может быть размещен в любом требуемом месте, подходящим для подачи листового материала с рулона 56, и его местоположение не ограничивается иллюстрируемой на фиг.8А и фиг.8В позицией. Также предусмотрен источник 58 питания, например, дизельный двигатель, для снабжения энергией различных функций системы 50. Также предусмотрены система 62 управления, например микропроцессорный контроллер 64 (например, компьютер, такой как персональный компьютер), и интерфейс 66 человек-машина, такой как сенсорный дисплей, для управления работой системы 50.
На несущей конструкции 52 также размещена установка 60 для формирования панели, которая включает в себя множество устройств 60a-60h для формирования панели, выполненная с возможностью формировать строительную панель, прямолинейную вдоль ее длины и имеющую требуемую форму поперечного сечения. Система 50 также включает в себя установку 400 для гибки панели, которая включает в себя множество устройств 324, 326 и 328 для гибки панели, для формирования продольного изгиба в строительной панели. В некоторых вариантах осуществления может также использоваться установка 100 для гибки панели, показанная на фиг.9, включающая в себя множество устройств 102, 104, 106 для гибки панели и четвертое устройство 107. Система 50 также включает в себя множество регулируемых опор 70 и множество отсеков 80 для хранения оборудования.
На фиг.8С и 8D показаны отдельные участки установки 60 для формирования панели в увеличенном масштабе. Каждое устройство 60a-60h для формирования панели включает в себя множество валков, поддерживаемых соответствующей рамой, причем валки каждого последующего устройства 60a-60h для формирования панели выполнены таким образом, чтобы шаг за шагом по мере продвижения придавать дополнительную форму формуемой прямолинейной в продольном направлении панели. В частности, например, установка 60 для формирования панели содержит валки, выполненные с возможностью формировать строительную панель, имеющую форму поперечного сечения, как у строительной панели 10, показанной в поперечном сечении на фиг.3. Устройства 60a-60h для формирования панели установки 60 для формирования панели могут приводиться в движение с помощью гидравлических двигателей, например, питаемых энергией от источника 58 питания, и могут управляться программируемым контроллером, используя подходы и конструкции, известные специалистам в этой области техники. Выбор конфигурации и способа привода валков устройств 60a-60h для формирования панели, чтобы получить требуемую форму поперечного сечения строительной панели, находятся в компетенции специалистов в этой области техники.
Установка 400 для гибки панели включает в себя множество устройств 324, 326 и 328 для гибки панели. Устройства 324, 326 и 328 для гибки панели, управляемые системой управления (например, системы ручного управления или микропроцессорного программируемого контроллера), выполнены с возможностью приема прямолинейной строительной панели 10, такой, как показанная, например, на фиг.3. Установка 400 для гибки панели затем формирует продольный изгиб в строительной панели и выдает продольно изогнутую строительную панель 10а, такую, как показанная, например, на фиг.1 и фиг.2.
В примере на фиг.8А и фиг.8В, установка 400 для гибки панели и установка 60 для формирования панели выровнены таким образом, что прямолинейная строительная панель 10, сформированная установкой 60 для формирования панели, может подаваться напрямую в установку 400 для гибки панели, для формирования продольного изгиба, чтобы сформировать строительную панель 10а. Установка для резки (не показана) может быть размещена на выходе из установки 400 для гибки панели для отрезания строительной панели 10а требуемой длины. Конструкции и способы управления установками для резки известны специалистам в этой области техники. Операции формирования панели, гибки панели и отрезания могут все управляться с помощью системы 62 управления.
В примере конфигурации, показанной на фиг.8А и фиг.8В, направление К панелей 10 и 10а, показанных на фиг.1, совпадает с вертикальным направлением Z, показанным на фиг.8А. Это также видно на фиг.8С и фиг.8D, которые иллюстрируют участки установки 60 для формирования панели в увеличенном масштабе. Тем самым, в этой примерной конфигурации, держатель 54 рулона, устройства 60a-60h для формирования панели и устройства 324, 326 и 328 для гибки панели - все ориентированы вертикально, так что с момента, когда прямолинейная строительная панель 10 первоначально формируется установкой 60 для формирования панели, до момента, когда продольно изогнутая строительная панель 10а выходит из установки 400 для гибки панели, направление К строительных панелей 10 и 10а будет совпадать с вертикальным направлением Z. Такая конфигурация обеспечивает в результате «одностадийный» процесс, поскольку прямолинейная строительная панель 10 не должна сниматься с установки для формирования панели в одном месте и затем транспортироваться к установке для гибки панели в другом месте для продольной гибки.
Хотя в примере, иллюстрируемом на фиг.8А и фиг.8В, держатель 54 рулона, установка 60 для формирования панели и установка 400 для гибки панели все ориентированы вертикально, использование общей вертикальной ориентации для этих устройств не является обязательным. Например, установка 60 для формирования панели и подходящий держатель рулона могут быть ориентированы горизонтально, т.е. под углом 90 градусов относительно ориентаций, показанных на фиг.8А и фиг.8В. Горизонтальный держатель рулона может быть расположен близко к горизонтально ориентированной установке 60 для формирования панели, например, они могут размещаться вместе на общей несущей конструкции (например, мобильная прицепная платформа), так что листовой материал от рулона подается в установку для формирования панели. Далее, в «двухстадийном» процессе, на первой стадии может быть сформирована прямолинейная в продольном направлении строительная панель 10, а затем, на второй стадии, прямолинейная строительная панель 10 может быть транспортирована и подана в вертикально ориентированную установку для гибки панели, расположенную на другой несущей конструкции.
Если установка 60 для формирования панели и установка 400 для гибки панели размещаются на отдельных несущих конструкциях, например, отдельных прицепных или других платформах, установка для резки может быть размещена на выходе установки 60 для формирования панели, т.е. рядом с устройством 60h для формирования панели, для отрезания прямолинейной строительной панели 10, выходящей из него, на требуемую длину. Отдельные прямолинейные строительные панели 10 затем могут быть перемещены (например, вручную или с помощью механизмов, таких как кран) и поданы, например, в установку 400 для гибки панели, расположенную на другой платформе и питаемую энергией от отдельного источника питания.
Следует отметить, что удобство такого размещения установки 400 для гибки панели, установки 60 для формирования панели и держателя 54 рулона, когда они все располагаются с вертикальной ориентацией, как показано на фиг.8А и фиг.8В, и, в частности, размещаются вместе на общей несущей конструкции, не ограничивается конкретными примерными установками 400, 60 и 54, иллюстрируемыми на чертежах. Изобретатели признают, что такая «вертикальная» схема размещения может применяться для известных обычных установок для формирования панели и установок для гибки панели, чтобы получить новые и особенно удобные системы для гибки панели. Например, эта система может использовать машину для гофрирования панели, такую, как раскрытая в опубликованной заявке на патент США номер 2003/0000156 ("Building Panel and Panel Crimping Machine"), вместо установки 400 для гибки панели, и использовать подходящую установку для формирования панели вместо установки 60 для формирования панели. Выбор подходящих установок для формирования панели, установок для гибки панели и держателей рулона для такой комбинированной вертикально ориентированной системы находится в компетенции специалистов в этой области техники, и зависит от требуемых форм поперечного сечения и продольных изгибов строительных панелей.
Далее будут описаны примерные варианты осуществления установки для гибки панели. Первый примерный вариант осуществления может быть отнесен к «активному» подходу для деформирования, так как определенные валки установки для гибки панели располагаются таким образом, чтобы принудительно деформировать и увеличивать глубины определенных сегментов строительной панели, чтобы способствовать выполнению продольной гибки строительной панели. Второй примерный вариант осуществления может быть отнесен к «пассивному» подходу для деформирования, так как определенные валки располагаются с зазорами между ними для обеспечения накопления листового материала строительной панели при формировании в ней продольного изгиба.
На фиг.9 представлен пример установки 100 для гибки панели в соответствии с примерным вариантом осуществления. Как показано на фиг.9, установка 100 для гибки панели включает в себя первое устройство 102 для гибки на стороне входа установки 100, второе устройство 104 для гибки, расположенное рядом с первым устройством 102 для гибки, и третье устройство 106 для гибки, расположенное рядом со вторым устройством 104 для гибки. Четвертое устройство 107 для привода смещения различных валков и для дополнительного направления строительной панели 10а располагается на стороне выхода установки 100 и рядом с третьим устройством 106 для гибки. Могут быть добавлены дополнительные устройства для гибки для обеспечения большей степени управляемости процессом гибки, с возможным преимуществом, состоящим в достижении меньшего радиуса кривизны. Входная направляющая 108 располагается на стороне входа установки 100 для гибки панели и рядом с первым устройством 102 для гибки, и направляет прямолинейную строительную панель, изготовленную из листа строительного материала, в установку 100 для гибки панели. Как было отмечено выше, прямолинейная строительная панель, которая направляется в установку 100 для гибки панели, имеет форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению, которая включает в себя изогнутый центральный участок 30, пару боковых участков 36 и 38, продолжающихся от изогнутого центрального участка, и пару соединительных участков 32 и 34, продолжающихся от боковых участков, и установка для гибки панели выполнена с возможностью приема строительной панели, имеющей такую форму поперечного сечения.
Как показано на фиг.9, устройства 102, 104, 106 для гибки и устройство 107 каждое включает в себя раму 115. Рамы 115 устройств 102, 104 и 106 для гибки включают в себя пару пластин 116 и различные поперечные элементы 117, которые соединяют вместе пластины 116 каждого из устройств 102, 104 и 106 для гибки. Рама 115 четвертого устройства 107 включает в себя одну пластину 116, которая в этом варианте осуществления поддерживает различные его компоненты. Пластины 116 и поперечные элементы 117 могут быть изготовлены, например, из стали толщиной 0,75 дюймов (19,05 мм), или другого прочного материала. Пластины 116 обеспечивают конструкцию для монтажа различных компонентов устройств 102, 104, 106 и 107, и обеспечивают жесткость рамы. Раму 115 для первого устройства 102 для гибки можно назвать «первой» рамой, где термин «первая» используется только в качестве обозначения для удобства ее соотнесения с «первым» устройством 102. Примерная конструкция рамы 115, показанная на фиг.9, может рассматриваться в качестве предпочтительной, но рама, подходящая для использования в установке 100 для гибки панели, не ограничивается какой-либо конкретной конструкцией.
Как показано на фиг.10, первое устройство 102 для гибки также включает в себя множество валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 (например, множество «первых» валков, используя термин «первый» в качестве обозначения для удобства), поддерживаемых рамой 115. Специалистам в этой области техники очевидно, что множество различных вариантов конструкций и опорных элементов может использоваться для поддержки валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142, и могут использоваться любые подходящие комбинации опорных элементов, валов, опор, и т.д. Фиг.10 также иллюстрирует пример, в котором валки 138, 140 и 142 поддерживаются опорным элементом 118 в виде D-образного кольца, которое может быть изготовлено, например, из стали толщиной 0,75 дюймов (19,05 мм) или другого прочного материала. Множество валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 располагаются в предварительно заданных позициях (например, «первые» предварительно заданные позиции, используя термин «первые» для удобства обозначения), чтобы контактировать со строительной панелью, когда она проходит через множество валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 в продольном направлении. Второе устройство 104 для гибки и третье устройство для гибки подобным образом включают в себя рамы 115 и множество валков, поддерживаемых рамами, причем множество валков устройств 104 и 106 для гибки располагаются в предварительно заданных позициях, чтобы контактировать со строительной панелью, когда она проходит вдоль множества вторых валков в продольном направлении. Примерные позиции и взаимное расположение множества валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 показаны более подробно на фиг.11, и будут описаны подробнее ниже.
Установка 100 для гибки панели также включает в себя механизм позиционирования, который обеспечивает возможность изменения относительной угловой ориентации между первым устройством 102 для гибки и вторым устройством 104 для гибки. Механизм позиционирования может содержать несколько компонентов. Один пример иллюстрируется на фиг.9, 12 и 13, где на фиг.12 показан объемный вид справа и сзади устройства 102 для гибки, и на фиг.13 показан объемный вид слева и сзади смежного устройства 104 для гибки. Как показано в этом примере, иллюстрируемом на фиг.9, 12 и 13, механизм позиционирования может включать в себя выполненные с возможностью поворота соединения между смежными устройствами 102, 104, 106 и 107, чтобы обеспечить возможность их шарнирного поворота относительно друг друга. Указанные выполненные с возможностью поворота соединения могут быть обеспечены с помощью охватываемых и охватывающих элементов шарнирного соединения, таких как охватываемые элементы 158 шарнирного соединения, показанные на фиг.13, прикрепленные к пластине 116 устройства 102 для гибки, и охватывающие элементы 149 шарнирного соединения, показанные на фиг.12, прикрепленные к противостоящей пластине 116. В охватываемые и охватывающие элементы 158 и 149 шарнирного соединения могут быть вставлены оси шарнирного соединения, чтобы соединить охватываемые и охватывающие элементы 158 и 149 шарнирного соединения, тем самым обеспечивая возможность шарнирного поворота устройства 102 и 104 для гибки. Такие шарнирные устройства, содержащие охватывающие и охватываемые элементы, также могут использоваться для соединения с возможностью поворота второго устройства 104 для гибки с третьим устройством 106 для гибки, и соединения с возможностью поворота третьего устройства 106 для гибки с четвертым устройством 107 для гибки.
Механизм позиционирования, иллюстрируемый в этом примере, может также включать в себя исполнительный механизм 110 (например, исполнительный механизм на основе гидравлического цилиндра), который соединяет смежные устройства для гибки через соединительные колодки 120, которые прикреплены к пластинам 116, как показано на фиг.9. Очевидно, что исполнительный механизм 110 не ограничен исполнительным механизмом на основе гидравлического цилиндра, и любой подходящий исполнительный механизм, такой как исполнительный механизм с вращательным движением (например, винтовая передача) или другой исполнительный механизм, могут использоваться в качестве исполнительного механизма 110 в этом примере. Исполнительные механизмы 110 и охватываемые и охватывающие элементы 158 и 149 шарнирного соединения сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота устройств 102, 104, 106 и 107 для гибки на требуемые углы относительно друг друга, тем самым обеспечивая возможность управления относительной угловой ориентацией между смежными устройствами для гибки.
Механизм позиционирования, иллюстрируемый в этом примере, может также включать в себя шариковые механизмы 112 передачи, прикрепленные к основаниям рам 115 устройств 104, 106 и 107 для гибки, как показано на фиг.9. Шариковые механизмы 112 передачи обеспечивают возможность плавного и легкого перемещения устройств 104, 106 и 107 для гибки, несмотря на существенный вес этих устройств. В этом примере устройство 102 для гибки будет жестко прикреплено к несущей платформе с помощью угловых кронштейнов 119, как показано на фиг.9.
Очевидно, что механизм позиционирования не ограничивается примером, описанным выше и иллюстрируемым на фиг.9, в котором используются охватываемые и охватывающие элементы шарнирного соединения и исполнительные механизмы, соединяющие смежные устройства для гибки, чтобы обеспечить возможность изменения и управления относительной угловой ориентацией между смежными устройствами для гибки. Любой другой подходящий тип точного механизма позиционирования может использоваться для изменения и управления относительной угловой ориентацией между смежными устройствами для гибки. Например, каждое устройство для гибки может быть смонтировано на его собственных управляемых с помощью компьютера и имеющих возможность поступательного/поворотного движения платформах с подходящими датчиками, для непрерывного контроля позиций и ориентации устройств 102, 104, 106 и 107 для гибки и управления ими. Любая подходящая система управления с обратной связью, использующая обнаруженные с помощью датчиков позиции и ориентации в качестве информации обратной связи, может использоваться для управления перемещением устройств 102, 104, 106 и 107 для гибки, включая соответствующие сервомеханизмы, для достижения требуемых относительных угловых ориентаций в требуемые моменты времени.
Установка 100 для гибки панели также включает в себя систему привода для перемещения строительной панели в продольном направлении вдоль множества валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 устройств 102, 104, 106 для гибки. В этом примере, как показано на фиг.9, двигатели 114, например, гидравлические двигатели, как на чертеже, или электрические двигатели, могут быть размещены на каждом из устройств 102, 104, 106 для гибки, для привода зубчатой передачи, которая заставляет некоторые или все из валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 поворачиваться. Например, фиг.13 показывает двигатель 114, связанный с первой шестерней 214, которая передает вращательное движение к шестерне 216 и через вал к звездочке 211. Цепь от звездочки 211 к звездочке 212 передает вращательное движение к верхнему и нижнему карданным соединениям 210 через вал, соединенный со звездочкой 213. Вращательное движение передается от карданного соединения 210 к верхней ведущей звездочке 208 и к карданному соединению 200. Карданное соединение 200 передает вращательное движение к шестерням 202 и 204. Шестерня 204, которая зацеплена с шестерней 202, обеспечивает движение во встречном направлении, для привода различных, вращающихся во встречном направлении, валков из множества валков механизма. Например, как показано на фиг.9 и фиг.11, верхняя и нижняя звездочки 203 приводят в движение верхний и нижний валки 138 и 142. Верхняя и нижняя звездочки 208 приводят в движение верхний и нижний валки 135, и верхняя и нижняя звездочки 201 приводят в движение верхний и нижний валки 132 и 134. Звездочка 213 приводит в движение средний валок 136. Для каждой цепи, соединяющей звездочки 201, 208 и 213 с их соответствующими ведущими звездочками, предусмотрено натяжное устройство 206 для цепи, чтобы сохранять натяжение цепи при смещении валков во время выполнения гибки.
Управление установкой 100 для гибки панели осуществляет система 62 управления (см. фиг.8В), которая может включать в себя микропроцессорный контроллер 64 (например, компьютер, такой как персональный компьютер) и интерфейс человек-машина, такой как сенсорный дисплей 66, для управления исполнительными механизмами 110 (или, в общем, для управления механизмом позиционирования) таким образом, чтобы управлять относительной угловой ориентацией между первым устройством 102 для гибки и вторым устройством 104 для гибки, и относительной угловой ориентацией между вторым устройством 104 для гибки и третьим устройством 106 для гибки, когда строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль множества валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 устройств 102, 104 и 106 для гибки, чтобы таким образом формировать продольный изгиб в строительной панели. Может использоваться менее сложная система управления, например, управляемые пользователем ручные органы управления, но микропроцессорный контроллер, который принимает информацию обратной связи от датчиков, полагается предпочтительным. При этом подходящие датчики, такие как датчики линейных и/или поворотных перемещений, могут быть размещены подходящим образом на одном или более устройств 102, 104 и 106, для контроля длины обрабатываемой строительной панели 10. Датчики поворота могут быть подходящим образом размещены (например, на охватываемых и охватывающих элементах 158 и 149 шарнирного соединения) для контроля относительной угловой ориентации между смежными устройствами гибки. Альтернативно, датчики линейных перемещений, например, размещенные в исполнительных механизмах 110 или близко к ним, могут использоваться для контроля изменений линейного расстояния между определенными точками на смежных устройствах для гибки, причем величина изменения линейного расстояния может коррелировать с величиной поворота между смежными устройствами для гибки. Информация от этих различных датчиков может быть передана обратно к системе 62 управления для непрерывного контроля и регулирования работы установки 100 для гибки панели и системы 50 в целом. Дополнительные подробности, относящиеся к системе управления, будут описаны здесь в другом месте.
Установка 100 для гибки панели, показанная на фиг.9-13, выполнена с возможностью формирования продольного изгиба в строительной панели 10 без формирования поперечных гофров в строительной панели 10. Это очевидно, так как в устройствах 102, 104 и 106 для гибки или, другими словами, в установке 100 для гибки панели, отсутствуют какие-либо гофрирующие лопатки. При этом множество валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 устройств 102, 104 и 106 для гибки располагаются таким образом, чтобы вызвать увеличение глубины определенного сегмента из множества сегментов строительной панели, чтобы обеспечить формирование продольного изгиба в строительной панели 10а. Пример этого иллюстрируется на фиг.11, на котором показаны множество валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 устройств 102, 104 и 106 для гибки, а также прямолинейная строительная панель 10 в поперечном сечении, зацепленная с этими валками. Строительная панель 10, показанная на фиг.11, включает в себя изогнутый центральный участок (не обозначен), боковые участки 36 и 38, соединительные участки 32 и 34, и сегменты 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 и 28.
Изогнутые строительные панели и устройства для гибки панели могут иметь любые размеры, подходящие для требуемого применения. В примерных вариантах осуществления панели могут иметь, например, ширину 24 дюймов (0,6096 м) и глубину 10,5 дюймов (0,2667 м). Примерные устройства для гибки панели для продольной гибки панелей, имеющих эти размеры, могут иметь приблизительно высоту 60 дюймов (1,524 м), глубину 30 дюймов (0,762 м) и длину 24 дюймов (0,6096 м). Расстояние между поворотными устройствами этих примерных устройств для гибки панели, может составлять приблизительно 32 дюймов (0,8128 м). Приблизительный вес каждого из этих устройств для гибки панели будет составлять 3200 фунтов (1,4515 тонн).
В примере конфигурации валков, показанном на фиг.11, множество валков устройств 102, 104 и 106 для гибки содержат внутренние валки 138, 140 и 142, поддерживаемые рамой 115, и, в частности, опорным элементом 118 с помощью подходящих средств, и наружные валки 132, 134, 135 и 136, поддерживаемые рамой 115 с помощью подходящих средств. Как показано на чертеже, наружные валки 132, 134, 135 и 136 располагаются таким образом, чтобы контактировать с наружной стороной строительной панели 10 в поперечном сечении, а внутренние валки 138, 140 и 142 располагаются таким образом, чтобы контактировать с внутренней стороной строительной панели 10 в поперечном сечении. Другие примеры конфигураций, которые включают в себя группу внутренних валков и группу наружных валков, показаны на фиг.25 и фиг.26, описываемых здесь в другом месте.
В примерной конфигурации валков на фиг.11, определенный валок располагается так, чтобы контактировать с определенным сегментом строительной панели и увеличить глубину указанного определенного сегмента, когда строительная панель перемещается вдоль множества вторых валков. Как показано на примере на фиг.11, определенный валок 136 выполнен с возможностью контактировать с определенным сегментом 16 строительной панели 10 таким образом, чтобы увеличить глубину указанного определенного сегмента 16, для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели. Это видно при сравнении сплошных и штриховых линий, соответствующих сегменту 16 на фиг.11 (где сплошная линия отображает поперечное сечение прямолинейной недеформированной строительной панели 10, и штриховая линия отображает изменение глубины сегмента 16 вследствие деформации валком 136). Подобным образом, верхний и нижний валки 135 выполнены с возможностью контактировать со строительной панелью 10 таким образом, чтобы увеличить глубину определенных сегментов 14 и 18, для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели.
В примере конфигурации валков на фиг.11, определенный валок, например, средний валок 136, располагается рядом с двумя противостоящими валками 140 таким образом, что контактный поверхностный участок (поверхностный участок валка, который контактирует со строительной панелью) указанного определенного среднего валка 136, располагается между контактными поверхностными участками двух противостоящих валков 140 при выполнении деформирования. Крайняя точка контактного поверхностного участка указанного определенного валка 136 имеет возможность смещаться в направлении осей вращения двух противоположных валков 140 на расстояние S1. Это расстояние S1 соответствует изменению глубины соответствующего сегмента 16 на данном этапе процесса гибки. Подобным образом, крайние контактные поверхности верхнего и нижнего валков 135 имеют возможность смещаться в направлении осей вращения верхних валков 138 и 140 и нижних валков 138 и 140 на расстояние S2. Это расстояние S2 соответствует изменению глубин соответствующих сегментов 14 и 18. Расстоянием S1 управляют таким образом, чтобы оно было больше, чем расстояние S2, поскольку валок 136 предназначен выполнять более сильную деформацию строительной панели 10, чем деформации, выполняемые верхним и нижним валками 135. Верхние валки 132 и 134 вращаются вокруг общей оси и выполнены с возможностью совместного перемещения. После перемещения верхний валок 134 увеличивает глубину сегмента 20 на величину S3, при этом верхний валок 132 сжимается (например, благодаря уретановой контактной поверхности) для увеличения сцепления со строительной панелью 10. Нижние валки 132 и 134 выполнены с возможностью перемещения подобным образом, подвергаясь сжатию для обеспечения сцепления и смещаясь на расстояние S3, соответственно.
Расстоянием S1 для среднего сегмента 16 управляют таким образом, чтобы оно было больше, чем расстояние S2 смежных сегментов 14 и 18, так как строительная панель 10 продольно изгибается в большей степени на среднем участке в поперечном сечении строительной панели 10а вблизи сегмента 16, и эффективным образом ее линейная длина уменьшается в большей степени в областях, где строительная панель 10а имеет больший продольный изгиб, а наибольшая величина продольного изгиба наблюдается в середине строительной панели 10а вблизи продольного сегмента 16. Линейная длина строительной панели 10 не уменьшается в продольном направлении в областях соединительных участков 32 и 34. Однако большее уменьшение линейной длины строительной панели наблюдается для участков, расположенных ближе к сегменту 16а в середине строительной панели 10а. Это показано, например, на фиг.1, где длина С2 продольно изогнутой строительной панели 10а по существу такая же, что и длина соответствующей прямолинейной строительной панели 10, но длина С1 продольно изогнутой строительной панели 10а меньше, чем С2, так как область вблизи середины строительной панели изгибается больше всего. Большее по величине линейное сжатие строительной панели 10а, связанное с этим более значительным по величине изгибом вблизи середины строительной панели, требует соответственно большего смещения листового материала в средней области, для обеспечения формирования продольного изгиба. Таким образом, когда строительная панель 10а изгибается, «избыточный» листовой материал, который смещается из-за уменьшения линейных размеров в продольном направлении, должен быть где-то поглощен, и смещенный листовой материал накапливается и поглощается в выступающих внутрь сегментах.
Например, как показано на фиг.11, сегмент 16 деформируется больше всего, так как он располагается в области наибольшего уменьшения линейных размеров. Сегменты 14 и 18 деформируются меньше, так как они располагаются в областях относительного меньшего уменьшения линейных размеров. Листовой материал, который смещается из-за уменьшения линейных размеров строительной панели 10 вследствие продольного изгиба, поглощается в продольно продолжающихся сегментах, которые, как было ранее отмечено, могут также рассматриваться в качестве ребер жесткости. Этот процесс осуществляется в условиях с высокой степенью управления, при которых строительная панель 10а поддерживается множеством валков множества устройств 102, 104 и 106 для гибки, так что продольный изгиб формируется без вспучивания и без необходимости в поперечных гофрах. Конечным результатом является гладкая строительная панель, изогнутая в продольном направлении, с сегментами, глубины которых изменились больше в областях строительной панели с большим уменьшением длины в продольном направлении.
На фиг.11 показано, что верхний и нижний валки 132 могут включать в себя уретановую контактную поверхность для обеспечения сцепления, необходимого для захвата и привода в движение строительной панели 10 устройствами 102, 104 и 106 для гибки. Подобным образом, верхний и нижний валки 142 могут включать в себя секцию 144, которая может иметь уретановую контактную поверхность для сцепления, и секцию 146 со стальной контактной поверхностью. Верхний и нижний валки 132 и верхний и нижний валки 142 могут рассматриваться в этом отношении в качестве приводных валков. Остальные валки 134, 135, 136, 138 и 140 могут быть изготовлены из стали, и могут иметь хромовое покрытие, чтобы выдерживать воздействие погодных условий, встречающихся при работе вне помещений.
Далее на примерах, представленных на фиг.9-13 будет описана работа множества валков 132, 134, 135, 136, 138, 140 и 142 устройств 102, 104 и 106 для гибки. Как показано на фиг.11, внутренние валки 138 и внутренние валки 140 обеспечивать усилие противодействия для наружных валков 132, 134, 135 и 136. Валки 138, 140 и 142 поддерживаются опорным элементом 118 (например, D-образное кольцо), который поддерживается пластиной 145, как показано на фиг.13. Наружные валки 132, 134, 135 и 136 принудительно перемещаются, используя кулачковый механизм (описываемый ниже) в направлении внутренних валков 138, 140 и 142, когда строительная панель 10 размещается в устройстве для гибки (например, 102), для увеличения глубины заданного сегмента (например, сегмент 16). Как показано на фиг.11, средний валок 136 перемещается на большую величину, чем смежные верхний и нижний валки, так что сегмент 16 в середине строительной панели 10а будет иметь самое большое увеличение глубины, и в некоторых примерах может быть самым глубоким сегментом. Средний валок и противоположные валки 140 также предотвращают смещение панели в боковом направлении во время процесса продольной гибки.
Как показано на фиг.11-13, позиционирование валков 132, 144, 135 и 136 выполняется с помощью ряда кулачковых и толкающих механизмов. Кулачки 150 и толкатели 152, показанные на фиг.12, для устройства 104, толкают валки 135 в направлении строительной панели 10, чтобы обеспечить деформирование, что способствует выполнению продольной гибки в сочетании с регулированием относительной угловой ориентации смежных устройств для гибки (102, 104, 106). Кулачки 150 прикреплены к пластине 148 на фиг.12, которая скользит в поперечном направлении на валу 154 и опоре 156 вала. Пластина 148 соединена со смежным устройством для гибки с помощью звеньев 232 и крепежных кронштейнов 231, как показано на фиг.13. Кулачок 150 заставляет толкатель 152 толкать валки в позицию благодаря движению пластины 148, которое обеспечивается звеньями 232, прикрепленными к смежному устройству 102 для гибки, показанному на фиг.13. Когда устройства 102 и 104 для гибки поворачиваются относительно друг друга (например, используя исполнительные механизмы 110, показанные на фиг.9), звенья 232, прикрепленные к устройству 102 для гибки (фиг.13), будут толкать пластину 148, которая передает движение на кулачки 150 и толкатели 152, которые толкают валки 132, 134, 135 и 136 в позицию. Когда под действием исполнительных механизмов угол поворота между смежными устройствами для гибки увеличивается, степень изгиба в продольном направлении, формируемого в строительной панели 10а, также увеличивается, и кулачки 150 и толкатели 152 соответственно прилагают большее усилие и обеспечивают большее перемещение валков 132, 134, 135 и 136, для увеличения величины деформации сегментов 12, 14, 16, 18 и 20. Кулачки 150 подвергаются механической обработке с высокой точностью, чтобы обеспечить правильную деформацию для соответствующего радиуса кривизны строительной панели 10а.
Кулачковый механизм для управления валками 136 дополнительно иллюстрируется на фиг.14 и фиг.15 применительно к устройству 106 для гибки и четвертому устройства 107. В этих примерах кулачок 150 прикреплен к пластине 256, которая поддерживается валом 154. Когда исполнительный механизм 224 втягивается и начинает поворачивать четвертое устройство 107 относительно устройства 106 для гибки, звенья 236, прикрепленные к четвертому устройству 107 с помощью крепежных кронштейнов 239, прилагают усилие к пластине 256, и пластина 256 перемещается поступательно в направлении валка 136. Поступательное перемещение пластины 256 кулачкового механизма заставляет толкатель 152 следовать полученному механической обработкой профилю кулачковой поверхности. Профиль кулачка определяется соотношением между Δd1, относительной угловой ориентацией между устройствами и требуемым радиусом (например, см. Таблицу 1, приведенную ниже). Толкатель 152 содержит роликовую опору, которая поворачивается вокруг вала, прикрепленного к поворотному опорному рычагу 170 в сборе. Конец поворотного опорного рычага 170 в сборе, противоположный толкателю 152, ограничен поворачиваться вокруг крепления 171. Когда пластина 256 поступательно перемещается в направлении валка 136, толкатель 152 следует профилю кулачка и заставляет поворотный опорный рычаг 170 в сборе поворачиваться вокруг крепления 171, тем самым заставляя валок 136 перемещаться в направлении панели на расстояние S1 и деформировать панель на величину Δd1.
Подходящие глубины и ширины сегментов зависят от типа и толщины используемого листового материала и величины продольного изгиба (например, радиуса кривизны), требуемого для строительной панели. Определение этих параметров находится в компетенции специалиста в этой области техники, и осуществляется посредством несложной подготовки тестовых панелей в ограниченном объеме, используя различные подборки указанных выше параметров. В качестве неограничивающего примера, для готовой панели шириной 24 дюймов (0,6096 м) общей глубиной 10,5 дюймов (0,2667 м), изготовленной из листовой стали толщиной 0,06 дюймов (1,524 мм), изобретателями настоящей полезной модели были найдены подходящие глубины деформаций, в зависимости от радиуса кривизны, которые представлены ниже в таблице 1.
Таблица 1 (футы/дюймы)
Радиус (фут)
Δd1 (дюйм)
Δd2 (дюйм)
Δd3 (дюйм)
315
0,015
0,013
0,007
157
0,031
0,025
0,013
78
0,060
0,050
0,026
52
0,087
0,072
0,039
39
0,113
0,095
0,052
31
0,138
0,116
0,064
26
0,163
0,137
0,076
22
0,187
0,157
0,088
19
0,210
0,177
0,100
17
0,233
0,197
0,112
15
0,257
0,217
0,125
14
0,279
0,236
0,136
13
0,302
0,255
0,148
12
0,324
0,274
0,162
11
0,347
0,293
0,170
10
0,370
0,312
0,182
Таблица 2 (футы/дюймы - метры/мм)
Радиус, фут (метр)
Δd1, дюйм (мм)
Δd2, дюйм (мм)
Δd3, дюйм (мм)
315 (96,012)
0,015 (0,381)
0,013 (0,3302)
0,007 (0,1778)
157 (47,8536)
0,031 (0,7874)
0,025 (0,635)
0,013 (0,3302)
78 (23,7744)
0,06 (1,524)
0,05 (1,27)
0,026 (0,6604)
52 (15,8496)
0,087 (2,2098)
0,072 (1,8288)
0,039 (0,9906)
39 (11,8872)
0,113 (2,8702)
0,095 (2,413)
0,052 (1,3208)
31 (9,4488)
0,138 (3,5052)
0,116 (2,9464)
0,064 (1,6256)
26 (7,9248)
0,163 (4,1402)
0,137 (3,4798)
0,076 (1,9304)
22 (6,7056)
0,187 (4,7498)
0,157 (3,9878)
0,088 (2,2352)
19 (5,7912)
0,21 (5,334)
0,177 (4,4958)
0,1 (2,54)
17 (5,1816)
0,233 (5,9182)
0,197 (5,0038)
0,112 (2,8448)
15 (4,572)
0,257 (6,5278)
0,217 (5,5118)
0,125 (3,175)
14 (4,2672)
0,279 (7,0866)
0,236 (5,9944)
0,136 (3,4544)
13 (3,9624)
0,302 (7,6708)
0,255 (6,477)
0,148 (3,7592)
12 (3,6576)
0,324 (8,2296)
0,274 (6,9596)
0,162 (4,1148)
11 (3,3528)
0,347 (8,8138)
0,293 (7,4422)
0,17 (4,318)
10 (3,048)
0,37 (9,398)
0,312 (7,9248)
0,182 (4,6228)
Таблица 3 (метры/мм)
Радиус, (метр)
Δd1, (мм)
Δd2, (мм)
Δd3, (мм)
96,0120
0,3810
0,3302
0,1778
47,8536
0,7874
0,6350
0,3302
23,7744
1,5240
1,2700
0,6604
15,8496
2,2098
1,8288
0,9906
11,8872
2,8702
2,4130
1,3208
9,4488
3,5052
2,9464
1,6256
7,9248
4,1402
3,4798
1,9304
6,7056
4,7498
3,9878
2,2352
5,7912
5,3340
4,4958
2,5400
5,1816
5,9182
5,0038
2,8448
4,5720
6,5278
5,5118
3,1750
4,2672
7,0866
5,9944
3,4544
3,9624
7,6708
6,4770
3,7592
3,6576
8,2296
6,9596
4,1148
3,3528
8,8138
7,4422
4,3180
3,0480
9,3980
7,9248
4,6228
Конечно, фактические глубины деформаций могут изменяться в зависимости от глубины листового материала, предела текучести, твердости и радиуса кривизны, и настоящая полезная модель не ограничивается каким-либо конкретным диапазоном глубин или конфигураций сегментов, формируемых в строительной панели 10а.
Применение кулачков 150 и толкателей 152, как было описано выше, было найдено предпочтительным с точки зрения простоты и экономической эффективности, но также могут использоваться другие подходы для осуществления позиционирования валков 132, 134, 135 и 136 и управления им. Например, для перемещения валков 132, 134, 135 и 136 в их правильные позиции могут использоваться управляемые микропроцессором исполнительные механизмы и/или сервомеханизмы. Дополнительно, могут использоваться отдельные механизмы для каждого отдельного валка 132, 134, 135 и 136, чтобы точно перемещать каждый валок 132, 134, 135 и 136 в позицию и обеспечить оптимальную деформацию сегмента для получения требуемой кривизны.
Далее с помощью фиг.16-19 будет описана работа в целом множества устройств 102, 104, 106 и 107 для гибки для продольной гибки строительной панели. На фиг.16-19 показан вид сверху примерной последовательности операций для формирования продольного изгиба в строительной панели 10. Фиг.16 показывает установку 100 для гибки панели перед выполнением гибки строительной панели. Прямолинейная строительная панель 10 вставляется в входную направляющую 108 установки 100 для гибки панели. Предусмотрен датчик 172 для измерения линейного перемещения строительной панели, и предусмотрены датчики 174 между смежными устройствами для гибки для измерения поворота одного устройства для гибки относительно смежного устройства для гибки (или для измерения поступательного перемещения, которое может коррелировать с поворотом). Для этого могут использоваться любые подходящие электрические и/или оптические датчики для измерения поворота и/или поступательного перемещения, примеры которых описываются ниже. Двигатели 114 и связанные с ними приводные механизмы, и приводные валки 132 и 142 перемещают строительную панель 10 в требуемую позицию через все три устройства 102, 104 и 106 для гибки, без формирования вначале какого-либо продольного изгиба в строительной панели 10. На этом этапе отсутствует относительный поворот между смежными устройствами 102, 104 и 106 для гибки, и кулачки 150 и толкатель 152 поэтому не сообщают усилие деформации валкам 132, 134, 135 и 136. Когда строительная панель 10 будет вставлена в устройства 102, 104 и 106 для гибки, система 62 управления может автоматически начать поступательное перемещение строительной панели 10 в продольном направлении и начать процесс гибки.
Как показано на фиг.17, в то время, как строительная панель 10 перемещается в продольном направлении, система 62 управления заставляет исполнительный механизм 220 повернуть устройство 104 для гибки относительно устройства 102 для гибки на угол Θ1. Устройство 102 для гибки зафиксировано в положении. Устройства 106 и 107 для гибки поворачиваются вместе с устройством 104 для гибки. Датчик 174, например, любой подходящий электронный или оптический датчик положения, для измерения поворота (например, в точке поворота между смежными устройствами для гибки) и/или линейного перемещения (например, в исполнительном механизме 220 для измерения его перемещения) может использоваться для точного управления положением каждого устройства 102, 104, 106 и 107 для гибки в соответствии с электрическими сигналами, выдаваемыми этими датчиками, которые подаются обратно в систему 62 управления. Например, обычный датчик поворота может использоваться в качестве датчика 174, такой как датчик модели Р502, предлагаемый фирмой Positek (www.positek.com). Примером предлагаемого на рынке датчика линейного перемещения является оптический импульсный датчик положения модели DGS25, предлагаемый фирмой SICK-STEGMANN (www.sick.com).
Как показано на фиг.17, область 240 строительной панели здесь начинает изгибаться под действием крутящего момента, приложенного к строительной панели множеством валков 132, 134, 136, 138, 140 и 142 устройств 102 и 104 для гибки и за счет дополнительной деформации, вызываемой валками 132, 134, 135 и 136 устройства 102 для гибки. Продольный изгиб формируется, когда строительная панель перемещается через устройство 100 для гибки панели без необходимости формирования поперечных гофрах и без возникновения вспучивания. Когда устройство 104 для гибки вначале поворачивается относительно устройства 102 для гибки, звенья 232 перемещают пластину 252, и пластина 252 приводит в движение кулачки 150 и толкатели 152, как было рассмотрено ранее, чтобы заставить валки 132, 134, 135 и 136 зацепиться с панелью и приложить деформирующее смещение к существующим сегментам строительной панели.
Далее, как показано на фиг.18, в то время как строительная панель поступательно перемещается в продольном направлении, и когда первоначально изогнутый участок 240 достигает устройство 106 для гибки, система 62 управления заставляет исполнительный механизм 222 повернуть устройство 106 для гибки относительно устройства 104 для гибки на угол Θ2, который больше угла Θ1. Когда устройство 106 для гибки начинает поворачиваться относительно устройства 104 для гибки, звено 234 толкает пластину 254. Пластина 254 кулачкового механизма приводит в движение кулачки 150 и толкатели 152, как было рассмотрено ранее, чтобы заставить валки 132, 134, 135 и 136 зацепиться с строительной панелью и приложить дополнительное деформирующее смещение и усилие к существующим продольным сегментам строительной панели. Область 242 строительной панели изгибается на дополнительную величину под действием крутящего момента, приложенного к строительной панели множеством валков 132, 134, 136, 138, 140 и 142 устройств 104 и 106 для гибки и за счет дополнительной деформации, вызываемой валками 132, 134, 135 и 136 устройства 104 для гибки. Углы Θ1 и Θ2 могут находиться, например, в диапазоне приблизительно от 0° до 30°. В соответствии с неограничивающим примером, для панели шириной 24 дюймов (0,6096 м), изготовленной из стального листа толщиной 0,06 дюймов (1,524 мм), угол Θ1 может находиться в диапазоне между 0° и 15°, а угол Θ2 может находиться в диапазоне между 0° и 30°.
Далее, как показано на фиг.19, в то время как строительная панель поступательно перемещается в продольном направлении, и когда дополнительно изогнутый участок 242 достигает устройство 107 для гибки, система 62 управления заставляет исполнительный механизм 224 повернуть четвертое устройство 107 относительно устройства 106 для гибки на угол Θ2. Когда устройство 107 для гибки начинает поворачиваться относительно устройства 106 для гибки, звено 236 толкает пластину 256. Пластина 256 приводит в движение кулачки 150 и толкатели 152, как было рассмотрено ранее, чтобы заставить валки 132, 134, 135 и 136 устройства 106 для гибки зацепиться с строительной панелью. Так как устройство 107 для гибки было повернуто на тот же угол, что и устройство 106 для гибки, валки 132, 134, 135 и 136 устройства 106 для гибки не прилагаются никакого дополнительного деформирующего усилия к строительной панели. Множество валков 132, 134, 136, 138 и 140 устройства для гибки просто продолжают удерживать и направлять строительную панель во время ее перемещения. Область 244 строительной панели получает тот же изгиб, что и область 242 на фиг.18. Устройство 107 для гибки служит для направления и вывода продольно изогнутой строительной панели.
Описанный выше процесс продольной гибки будет продолжаться таким образом для изготовления изогнутых строительных панелей 10а сколько потребуется. Подходящее устройство для резки (не показано) известного типа может быть расположено вблизи четвертого устройства 107 для отрезания строительной панели 10а на требуемую длину для данного строительного проекта, и устройством для резки может также управлять система 62 управления. Датчик 172 (например, подходящий оптический или электронный датчик) может использоваться в одном или более мест для измерений линейного расстояния, на которое поступательно переместилась строительная панель (например, на входе в установку 100 для гибки панели или в некоторых других местах), и эти измерения могут передаваться в систему 62 управления, так что система 62 управления может управлять процессом отрезания, чтобы получать продольно изогнутые строительные панели 10а требуемой длины, и для получения строительных панелей, имеющих несколько радиусов кривизны, если это потребуется.
Как показано на фиг.19, концевой участок 238 строительной панели, выходящий из устройства 107 для гибки, является прямолинейным, так как имеется минимальная длина строительной панели, которая должна быть вначале вставлена в установку 100 для гибки панели для начала процесса гибки (см. фиг.16). Такие прямолинейные участки, которые непрерывно соединены с изогнутыми участками, иногда желательны, чтобы получить прямолинейную стеновую секцию для здания с двухскатной крышей с коньком или здания с крышей двойного радиуса, таких, как показанные на фиг.5 и фиг.7. Полностью изогнутые строительные панели 10а могут использоваться для изготовления изогнутых участков зданий с круговой (дугообразной) крышей, таких, как показанное на фиг.6. Прямолинейные участки 238 могут быть удалены или использоваться в строительном проекте, в зависимости от того, что потребуется.
Далее будет описан другой примерный вариант осуществления установки для гибки панели в соответствии с настоящей полезной моделью. Если пример установки 100 для гибки панели, описанный выше, может рассматриваться как относящийся к «активному» подходу для деформирования, поскольку установка для гибки панели включает в себя валки, которые принудительно, с применением силы, деформируют различные сегменты строительной панели, описываемый сейчас пример варианта осуществления можно рассматривать как относящийся к «пассивному» подходу для деформирования, так как здесь, вместо принудительного деформирования продольно продолжающихся сегментов с помощью валков, определенные валки располагаются с зазорами между ними, для обеспечения накопления листового материала строительной панели при формировании в ней продольного изгиба. Однако очевидно, что исходя из раскрываемых здесь идей, «активный» подход и «пассивный» подход не должны рассматриваться в качестве взаимоисключающих, и модификации этих подходов для гибки могут включать в себя аспекты обоих подходов.
Перед описанием установки для гибки панели, использующей пассивный подход для гибки, рассмотрим прямолинейную строительную панель и соответствующую продольно изогнутую строительную панель, которые представлены на фиг.20 и фиг.21. Фиг.20 иллюстрирует примерную прямолинейную строительную панель 10, которая может быть изогнута вдоль продольного направления L для формирования примерной изогнутой строительной панели 10b. Строительная панель 10, показанная на фиг.10, подобна строительной панели 10, показанной на фиг.1. Как будет здесь описано, строительная панель 10b, показанная на фиг.20, в некоторых деталях, что касается форм поперечного сечения продольно продолжающихся сегментов, отличается от строительной панели 10а, показанной на фиг.1. В остальном, например типы и толщины листового материала, ширины и радиусы кривизны готовых строительных панелей, приведенное ранее описание для строительных панелей 10 и 10а на фиг.1 применимо и для строительных панелей 10 и 10b на фиг.20. В частности, длина С2 верхнего участка строительной панели 10b больше длины С1 нижнего участка строительной панели 10b вследствие уменьшения длины строительной панели 10b на нижнем участке по причинам, описанным ранее.
На фиг.21 показана форма поперечного сечения строительной панели 10b в поперечном сечении, например, по плоскости Р, показанной на фиг.20, после процесса продольной гибки, описываемого ниже. Форма поперечного сечения прямолинейной строительной панели 10, т.е. перед процессом продольной гибки, показана на фиг.21 штриховыми линиями для иллюстрации. Как показано на фиг.21, строительная панель 10b включает в себя изогнутый центральный участок 30, пару боковых участков 36 и 38, продолжающихся от изогнутого центрального участка 30 в поперечном сечении, и пару соединительных участков 32 и 34, продолжающихся от боковых участков 36 и 38 в поперечном сечении, соответственно, подобно прямолинейной строительной панели 10. Общий контур изогнутого центрального участка 30 показан изогнутой штрихпунктирной линией С. Изогнутый центральный участок может иметь полукруглую форму или другую дугообразную форму. Однако в результате процесса гибки профиль поперечного сечения сегментов подвергается изменениям. Продольно изогнутая строительная панель 10b включает в себя выступающие внутрь сегменты 12b, 14b, 16b, 18b и 20b, и выступающие наружу сегменты 22b, 24b, 26b и 28b. Как показано на фиг.21, в результате продольной гибки глубина определенного сегмента продольной изогнутой строительной панели 10b подвергнется изменению больше, чем у другого сегмента. В примере на фиг.21, например, глубина сегмента 16b изменяется в направлении внутрь в поперечном сечении на величину Δd1, а глубина соседнего сегмента 14b в направлении внутрь на величину Δd2, причем Δd1 больше, чем Δd2. Подобным образом, глубина сегмента 12b изменяется в направлении внутрь на величину Δd3, причем Δd2 меньше, чем Δd3. Сегмент 16b располагается в середине изогнутого центрального участка 30 и имеет самое большое изменение глубины в сравнении с любым из сегментов, показанных в примере на фиг.21.
В этом примере, так как прямолинейная строительная панель 10 имеет сегменты одинаковой глубины d (см. фиг.2), различные сегменты изогнутой строительной панели 10b будут иметь разные глубины после продольной гибки. На основе описанных выше изменений глубин различных сегментов, сегмент 16b будет иметь глубину относительно его дальних краев больше, чем глубины остальных сегментов. В частности, как показано в примере на фиг.21, глубина сегмента 16b продолжается на расстояние d1 в направлении внутрь в поперечном сечении от его дальних краев, а соседние сегменты 24b и 26b продолжаются на расстояние d4 в направлении наружу от их дальних краев, причем расстояние d1 больше расстояния d4. Подобным образом, сегменты 14b и 18b продолжаются на расстояние d2 внутрь от их дальних краев, и расстояние d4 больше расстояния d2. Подобным образом, сегменты 22b и 28b продолжаются на расстояние d5 в направлении наружу от их дальних краев, и расстояние d2 больше расстояния d5. И наконец, сегменты 12b и 20b продолжаются на расстояние d3 в направлении внутрь от их дальних краев, и расстояние d5 больше расстояния d3. Сегмент 16b, который располагается в середине изогнутого центрального участка 30, имеет самую большую глубину d1 среди всех сегментов, показанных на фиг.21. Из приведенного выше описания очевидно, что для того, чтобы все сегменты продольной изогнутой строительной панели имели приблизительно одинаковую глубину, в соответствии с настоящей полезной моделью, необходима прямолинейная строительная панель, имеющая в начале неодинаковые глубины сегментов (например, будет необходима прямолинейная строительная панель с менее глубокими сегментами вблизи ее середины, и более глубокими сегментами вблизи ее краев). Нахождение подходящих начальных глубин сегментов прямолинейной строительной панели находится в компетенции специалистов в этой области техники, например, посредством испытания ограниченной выборки метода проб и ошибок, с учетом предоставленной здесь информации.
Как будет рассмотрено более подробно далее, когда прямолинейную строительная панель 10 изгибают в продольном направлении в строительную панель 10b, показанную в поперечном сечении на фиг.21, глубины различных сегментов изменяются для обеспечения формирования продольного изгиба. Более сильное изменение Δd1 в сравнении с изменением Δd4 глубины обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10b благодаря обеспечению возможности накопления листового материала в сегменте 16b в соответствии с уменьшением длины строительной панели 10b в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10b, которые показывают меньшее уменьшение длины. Подобным образом, более сильное изменение Δd4 глубины в сравнении с изменением Δd2 глубины также обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10b посредством обеспечения возможности накопления листового материала в сегментах 24b и 26b в соответствии с уменьшением длины строительной панели 10b в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10b, которые показывают меньшее уменьшение длины. Подобным образом, более сильное изменение Δd2 глубины в сравнении с изменением Δd5 глубины также обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10b посредством обеспечения возможности накопления листового материала в сегментах 14b и 18b в соответствии с уменьшением длины строительной панели 10b в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10b, которые показывают меньшее уменьшение длины. И наконец, более сильное изменение Δd5 глубины в сравнении с изменением Δd3 глубины также обеспечивает формирование продольного изгиба в строительной панели 10b посредством обеспечения накопления листового материала в сегментах 22b и 28b в соответствии с уменьшением длины строительной панели 10b в этой области во время продольной гибки в сравнении с другими областями строительной панели 10b, которые показывают меньшее уменьшение длины. Уменьшение продольной длины строительной панели 10b вблизи сегмента 16b иллюстрируется относительно более короткой длиной С1 строительной панели 10а в этой (нижней) области в сравнении с большей длиной С2 строительной панели в (верхних) областях соединительных участков 32 и 34, как показано на фиг.20. Как было отмечено выше, разница между линейными длинами С1 и С2 возникает из-за того, что продольно изогнутая строительная панель 10b формируют из прямолинейной строительной панели 10, имеющей подобную форму поперечного сечения и равномерную длину. В описываемом здесь процессе продольной гибки глубины различных сегментов изменяются для обеспечения продольного изгиба в строительной панели 10b без необходимости формирования поперечных гофров в строительной панели 10b. Большие степени продольного изгиба, соответствующие меньшему радиусу кривизны, обеспечиваются большими изменениями глубин сегментов. Сегменты, расположенные в областях относительно большего линейного уменьшения длины, показывают относительно большие изменения глубины. Далее будет описан пример установки для гибки, использующей пассивный подход для формирования панели, иллюстрируемой на фиг.21.
На фиг.22 показан вид сбоку примерной установки 400 для гибки панели в соответствии с другим примерным вариантом осуществления. Подобно установке 100 для гибки панели, установка 400 для гибки панели содержит первое, второе и третье устройства 324, 326 и 328 для гибки панели, каждое из которых содержит раму 415 и множество валков, поддерживаемых рамой 415, причем множество валков располагаются в предварительно заданных позициях, чтобы контактировать с строительной панелью, когда она проходит вдоль множества валков в продольном направлении. Фиг.23 показывает перспективный вид слева устройства 324 для гибки, и фиг.24 показывает перспективный вид справа устройства 326 для гибки. Фиг.25 и фиг.26 показывают пример конфигурации множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276, которые контактируют с строительной панелью 10. Множество валков включает в себя наружные валки 260, 261, 262, 263, 264, 266 и 268, которые контактируют с наружной стороной строительной панели 10, и внутренние валки 267, 272, 274 и 276, которые контактируют с внутренней стороной строительной панели 10. Фиг.22 показывает вспомогательные группы 288 валков, содержащие вспомогательные валки 502, 504 и 506, показанные на фиг.26, которые располагаются в устройствах 324, 326 и 328 для гибки, чтобы дополнительно поддерживать строительную панель 10.
Установка 400 для гибки панели по своей конструкции подобна ранее описанной установке 100 для гибки панели во многих отношениях, за исключением того, что установка 400 для гибки панели имеет другую конфигурацию валков и не использует кулачковый механизм кулачок/толкатель для вдавливания определенных валков в строительную панель, чтобы тем самым увеличить глубину определенного сегмента. Использование трех устройств для гибки панели в установке 400 для гибки панели было найдено предпочтительным, но, если потребуется, может использоваться более трех устройств для гибки панели. Как показано на фиг.22, входная направляющая 290 располагается рядом с первым устройством 324 для гибки.
Установка 400 для гибки панели также включает в себя механизм позиционирования, обеспечивающий возможность изменения относительной угловой ориентации между первым устройством 324 для гибки и вторым устройством 326 для гибки. Например, механизм позиционирования может включать в себя выполненное с возможностью поворота соединение между смежными устройствами для гибки, такое как охватываемые и охватывающие элементы 256 и 258 шарнирного соединения и ось 286 шарнирного соединения, иллюстрируемые на фиг.22. Ось 256 шарнирного соединения соединяет охватываемые и охватывающие элементы 256 и 258 шарнирного соединения и обеспечивает возможность изменения и управления относительной угловой ориентацией смежных устройств для гибки. Механизм позиционирования может также включать в себя исполнительный механизм 282 (например, гидравлический исполнительный механизм, исполнительный механизм с вращательным движением или другой исполнительный механизм), для поворота одного устройства для гибки, например 326, относительно смежного устройства для гибки, например 324. Механизм позиционирования может также включать в себя шариковые механизмы 248 передачи, чтобы обеспечить перемещение практически без трения, для облегчения позиционирования устройств 326 и 328 для гибки.
Установка 400 для гибки панели также включает в себя систему привода для перемещения строительной панели в продольном направлении вдоль множества валков устройств 324, 326 и 328 для гибки. Например, система привода может включать в себя гидравлические двигатели 250, расположенные на каждом устройстве для гибки, для привода зубчатой передачи, которая заставляет поворачиваться валки. Первая понижающая передача 252 будет обеспечивать конечную скорость и мощность для зубчатой передачи 254. Зубчатая передача 254 будет обеспечивать вращательное движение для валков установки для гибки. Боковые пластины 246 используются для монтажа всех приводных и механических компонентов. Чтобы получить достаточное сцепление для поступательного перемещения строительной панели 10 в продольном направлении, на валках 260 и 267 может быть выполнено уретановое покрытие. Это обеспечит достаточное усилие для привода в движение строительной панели через установку 400 для гибки панели. Очевидно, что могут использоваться другие подходы, кроме уретановых покрытий, для увеличения трения на этих валках, например, для обеспечения дополнительного трения могут использоваться другие покрытия, обработка металла, механическая обработка поверхностей, и т.д.
Управление установкой 400 для гибки панели может осуществляться системой 62 управления (описывалась ранее) для управления механизмом позиционирования таким образом, чтобы управлять относительной угловой ориентацией между первым устройством 324 для гибки и вторым устройством 326 для гибки, когда строительная панель 10 перемещается в продольном направлении вдоль множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276, чтобы таким образом сформировать продольный изгиб в строительной панели. Установка 400 для гибки панели выполнена с возможностью формировать продольный изгиб в строительной панели 10 без формирования поперечных гофров в строительной панели. Множество валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 первого и второго устройств 324 и 326 для гибки располагаются таким образом, чтобы обеспечить возможность увеличения глубины определенного сегмента из множества сегментов строительной панели 10 для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели 10b, когда крутящий момент прилагается к строительной панели смежными устройствами для гибки.
Изогнутые строительные панели и устройства для гибки панели могут иметь любые размеры, подходящие для требуемого применения. В примерных вариантах осуществления панели могут иметь, например, ширину 24 дюймов (0,6096 м) и глубину 10,5 дюймов (0,2667 м). Примерные устройства для гибки панели для продольной гибки панелей, имеющих эти размеры, могут иметь приблизительно высоту 60 дюймов (1,524 м), глубину 30 дюймов (0,762 м) и длину 16 дюймов (0,4064 м). Расстояние между поворотными устройствами этих примерных устройств для гибки панели, может составлять приблизительно 24 дюймов (0,6096 м). Приблизительный вес каждого из этих устройств для гибки панели будет составлять 2000 фунтов (0,9072 тонн).
В отличие от устройства 100 для гибки панели, устройство 400 для гибки панели не использует валок, который непосредственно принудительно дополнительно деформирует существующий сегмент строительной панели 10. Вместо этого, множество валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 выполнены таким образом, чтобы иметь различные зазоры в позициях, совпадающих с существующими сегментами строительной панели. Крутящий момент прилагается к строительной панели 10 через множество валков, когда смежные устройства 324, 326 и 328 для гибки поворачиваются относительно друг друга при перемещении строительной панели в продольном направлении. Этот крутящий момент и относительный поворот между устройствами для гибки совместно с направляющим действием множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 268, 272, 274 и 276 вызывает смещение листового материала, когда изогнутая панель 10 изгибается (и уменьшается ее длина в областях большего продольного изгиба, как было рассмотрено ранее). Смещаемый листовой материал стремится переместиться в зазоры, выполненные между различными валками из множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 268, 272, 274 и 276. Рассмотрим это более подробно с помощью фиг.25 и фиг.26.
На фиг.25 показан вид в поперечном сечении примерной конфигурации множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 устройство 324, 326 и 328 для гибки. В соответствии с одним примерным аспектом, определенный валок 264 располагается рядом с верхним противостоящим валком 276 и нижним противостоящим валком 276. Валок 264 выполнен с возможностью взаимодействия с боковыми сторонами сегмента 16 таким образом, чтобы обеспечить центральному участку 16 возможность деформироваться в направлении противостоящих валков 276, тем самым увеличивая его глубину. Кроме того, определенный валок 264 располагается рядом с противостоящим валком 276 таким образом, что контактный поверхностный участок указанного определенного валка 264 и контактный поверхностный участок противостоящего валка 276 контактируют с противоположными боковыми сторонами строительной панели 10 в области контакта, причем между противостоящими поверхностями определенного валка 264 и противостоящего валка 276 имеется зазор, рядом с областью контакта.
Также на фиг.25 в поперечном сечении показана прямолинейная строительная панель 10 перед формированием в ней продольного изгиба. Строительная панель 10 будет преобразования в продольно изогнутую строительную панель 10b, такую, как иллюстрируемая на фиг.25 и фиг.26, с помощью установки 400 для гибки панели. Полагаем, например, что устройство 326 для гибки поворачивается относительно устройства 324 для гибки, которое является неподвижным, когда строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 устройств 324 и 326 для гибки. Когда строительная панель 10 начинает изгибаться в продольном направлении, зазор 300 между валком 264 и валками 276 будет располагаться в области, где сегмент 16 (см. фиг.2) будет дополнительно деформироваться посредством поглощения смещенного листового материала таким образом, чтобы сформировать сегмент 16b. Валок 264 имеет немного выпуклую форму, что помогает направлять сегмент 16 в зазор 300. Валки 276, которые установлены на опорном элементы 242 (например, D-образное кольцо), будут помогать поддерживать и обеспечивать конечную форму сегмента 16b. После того как сегмент 16 дополнительно деформируется, чтобы поглотить смещенный листовой материал, он будет иметь форму сегмента 16b, показанную на фиг.21. Смежные сегменты 14 и 18 подобным образом дополнительно деформируются в соответствии с продольным изгибом посредством поглощения смещенного листового материала таким образом, чтобы сформировать сегменты 14b и 18b в строительной панели 10b.
Как было отмечено ранее, изменение Δd1 глубины среднего сегмента 16b будет больше, чем изменение Δd4 глубины смежных сегментов 24b и 26b продольно изогнутой строительной панели 10b, так как строительная панель 10b продольно изгибается на большую величину на среднем участке строительной панели 10b вблизи сегмента 16b, и эффективным образом ее линейная длина уменьшается на большую величину в областях, где строительная панель 10b имеет больший продольный изгиб, а наибольшая величина продольного изгиба наблюдается в середине строительной панели 10b вблизи сегмента 16b. Когда строительная панель 10b изгибается, «избыточный» листовой материал, который сместился из-за уменьшения линейных размеров в продольном направлении, должен быть где-то поглощен, и смещенный листовой материал накапливается и поглощается в сегментах. Так как сегменты 24b и 26b располагаются в областях меньшего уменьшения линейных размеров строительной панели 10b в сравнении с сегментом 16b, сегменты 24b и 26b меньше деформируются и имеют меньшую глубину, чем сегмент 16b, в результате процесса гибки.
Как показано на фиг.25, множество валков выполнены таким образом, чтобы иметь зазоры между различными валками, размеры и формы которых соответствуют ожидаемым величинам деформации панели в описанных выше различных областях. В частности, сегмент 16 имеет возможность деформироваться в зазор 300 между валками 264 и 276 для формирования в итоге сегмента 16b. Форма сегмента, обеспечиваемого зазором 300, регулируется формой валков 276. Как было отмечено выше, валок 264 имеет немного выпуклую форму, что помогает направлять смещенный листовой материал в зазор 300. Зазор 300 является самым большим зазором среди показанных на фиг.25. Верхний и нижний зазоры 308 немного меньше зазора 300, так как здесь ожидается меньшее смещение листового материала по описанным выше причинам. Сегменты 24 и 26, показанные на фиг.2, имеют возможность деформироваться в зазоры 308, чтобы в итоге сформировать сегменты 24b и 26b на фиг.21. Валки 276 имеют небольшие выпуклые участки, которые помогают направлять смещенный листовой материал в зазоры 308. Форма сегмента, обеспечиваемого зазорами 308, регулируется формой валков 264 и 268.
Верхний и нижний зазоры 302 немного меньше, чем зазоры 308, так как здесь ожидается меньшее смещение листового материла. Сегменты 14 и 18 имеют возможность деформироваться в зазоры 302, чтобы в итоге сформировать сегменты 14b и 18b. Валки 268 имеют небольшой выпуклый участок, который помогает направлять смещенный листовой материал в зазоры 302. Форма сегментов, обеспечиваемая зазором 302, регулируется формой валков 274 и 276. Верхний и нижний зазоры 304 немного меньше, чем зазоры 302. Сегменты 22 и 28 имеют возможность деформироваться в зазоры 304, чтобы в итоге сформировать сегменты 22b и 28b. Валки 274 имеют небольшой выпуклый участок, который помогает направлять смещенный листовой материал в зазоры 304. Форма сегментов, обеспечиваемая зазором 304, регулируется формой валков 266. И наконец, верхний и нижний зазоры 306 немного меньше, чем зазоры 304. Сегменты 12 и 20 имеют возможность деформироваться в зазоры 306, чтобы в итоге сформировать сегменты 12b и 20b. Валки 262 имеют небольшой выпуклый участок, который помогает направлять смещенный листовой материал в зазоры 306. Форма сегментов обеспечиваемая зазором 306, регулируется формой валков 272 и 274.
Дополнительно к описанному выше множеству валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276, между смежными устройствами 324, 326 и 328 для гибки могут располагаться вспомогательные валки. Фиг.26 показывает расположение вспомогательных валков 502, 504, 506 относительно множества валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 268, 272, 274 и 276. Валки 502, 504 и 506 могут быть расположены между устройствами 324, 326 и 328 для гибки, и могут поддерживаться опорным элементом 242, например, D-образное кольцо, который поддерживается рамой 415, как показано на фиг.23. Вспомогательные валки 502, 504, 506 выполняют функцию поддержки строительной панели 10b и сохранения конечной формы сегментов 14b, 16b, 18b, 24b и 26b. Без этих вспомогательных валков 502, 504, 506 строительная панель 10b может вспучиваться или избыточно деформироваться в неподдерживаемых областях между основными валками 264, 268, 276. Это вспучивание является неэстетичным и конструктивно нежелательным.
Далее с помощью фиг.27-29 будет описана в целом работа установки 400 для гибки панели, содержащей множество устройства 324, 326 и 328, для продольной гибки строительной панели. На фиг.27-29 показан вид сверху примерной последовательности формирования продольного изгиба в строительной панели. Фиг.27 показывает установку 400 для гибки панели перед началом выполнения гибки строительной панели. Прямолинейная строительная панель 10 вставляется во входную направляющую 290 установки 400 для гибки панели. Двигатели 250 и соответствующие приводные механизмы, и приводные валки 260, 261, 262, 263, 270 и 272 перемещают строительную панель 19 в требуемую позицию через все три устройства 324, 326, 328 для гибки, без формирования в начале какого-либо продольного изгиба в строительной панели 10. Когда строительная панель 10 будет вставлена в устройства 324, 326, 328 для гибки, система 62 управления автоматически начинает поступательное перемещение строительной панели 10 в продольном направлении и начинает процесс гибки.
Как показано на фиг.28, в то время как строительная панель 10 поступательно перемещается в продольном направлении, система 62 управления заставляет исполнительный механизм 282 повернуть устройство 326 для гибки относительно устройства 324 для гибки на угол Θ1. Устройство 324 для гибки зафиксировано в положении. Устройство 328 для гибки поворачивается вместе с устройством 326 для гибки. Датчик, например подходящий оптический или электронный датчик положения для измерения поворота и/или поступательного перемещения, такой как был описан ранее, может использоваться для точного измерения положения каждого устройства 324, 326 и 328 для гибки. Как показано на фиг.28, участок 296 строительной панели 10 здесь начинает изгибаться под действием крутящего момента, прилагаемого к строительной панели 10 множеством валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 устройств 324 и 326 для гибки. Продольный изгиб формируется, когда строительная панель 10 перемещается через установку 400 для гибки панели, без необходимости формирования поперечных гофрах и без возникновения вспучивания. Когда происходит гибка, сегменты строительной панели 10 будут дополнительно деформироваться, так как смещенный листовой материал стремится переместиться в зазоры 300, 302, 304, 306 и 308, как было описано ранее.
Далее, как показано на фиг.29, в то время как строительная панель 10 поступательно перемещается в продольном направлении, и когда первоначально изогнутый участок 296 достигает устройство 328 для гибки, система 62 управления заставляет другой исполнительный механизм 282 повернуть устройство 328 для гибки относительно устройства 326 для гибки на угол Θ2, который больше угла Θ1. Область 298 строительной панели изгибается на дополнительную величину под действием крутящего момента, прилагаемого к строительной панели множеством валков 260, 261, 262, 263, 264, 266, 267, 268, 272, 274 и 276 устройств 328 и 326 для гибки. Диапазоны значений углов Θ2 и Θ1 подобны описанным ранее.
Описанный выше процесс продольной гибки будет продолжаться таким образом для изготовления изогнутых строительных панелей 10 сколько потребуется. Подходящее устройство для резки (не показано), известное специалистам в этой области техники, может быть расположено вблизи устройства 328 для гибки для отрезания строительной панели 10 на требуемую длину для данного строительного проекта, и устройство для резки может также управляться системой 62 управления. Датчик, такой как описанный ранее, может использоваться в одном или более мест для измерений длины сформированных строительных панелей 10b, и эти измерения могут быть переданы в систему 62 управления, так что система 62 управления может управлять процессом отрезания, чтобы получить строительные панели 10b требуемой длины и получить строительные панели, имеющие несколько радиусов кривизны, если это требуется.
Как показано на фиг.29, участок 238 строительной панели, выходящий из устройства 328 для гибки, является прямолинейным, так как имеется минимальная длина строительной панели, которая должна быть вначале вставлена в установку 400 для гибки панели для начала процесса гибки (см. фиг.27). Такие прямолинейные участки, которые непрерывно соединены с изогнутыми участками, иногда желательны, чтобы получить прямолинейную стеновую секцию для здания с двухскатной крышей с коньком или здания с крышей двойного радиуса, такие, как показанные на фиг.5 и фиг.7. Полностью изогнутые строительные панели 10а могут использоваться для изготовления изогнутых участков зданий с круговой (дугообразной) крышей, как показанное на фиг.6. Прямолинейные участки 238 могут быть удалены или использоваться в строительном проекте, в зависимости от того, что потребуется.
Как было описано выше, как активный подход для деформирования установки 100 для гибки панели, так и пассивный подход для деформирования установки 400 для гибки панели, могут использоваться для формирования продольного изгиба в строительной панели, без вспучивания и без необходимости в поперечных гофрах. Тем самым, с учетом приведенных выше описаний, в соответствии с примерным аспектом способ гибки строительной панели, используя установку для гибки панели, может включать в себя различные этапы, включая прием строительной панели в первом устройстве для гибки и зацепление строительной панели с множеством первых валков первого устройства для гибки, причем строительная панель содержит вдоль ее длины множество продольных деформаций, продолжающихся в продольном направлении строительной панели, строительная панель имеет форму в поперечном сечении в плоскости, перпендикулярной продольному направлению, строительная панель содержит в поперечном сечении изогнутый центральный участок, пару боковых участков, продолжающихся от изогнутого центрального участка, и пару соединительных участков, продолжающихся от боковых участков. Способ также включает в себя поступательное перемещение строительной панели в направлении второго устройства для гибки и зацепление первого участка строительной панели с множеством вторых валков второго устройства для гибки, при этом второй участок строительной панели зацепляется с первым устройством для гибки, и управление механизмом позиционирования с помощью системы управления таким образом, чтобы повернуть первое устройство для гибки и второе устройство для гибки относительно друг друга, при этом строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль первого устройства для гибки и второго устройства для гибки, чтобы таким образом сформировать продольный изгиб без формирования поперечных гофров в строительной панели. В соответствии с этим способом множество первых валков и множество вторых валков располагаются таким образом, чтобы вызвать увеличение глубины определенного сегмента из множества сегментов строительной панели для обеспечения формирования продольного изгиба в строительной панели.
Фиг.30 иллюстрирует пример системы 600 управления, такую как система 62 управления на фиг.8А, которая может использоваться для различных аспектов системы для гибки панели в соответствии с примерным аспектом. В примерных вариантах осуществления система управления представляет собой замкнутую систему обратной связи, выполненную с возможностью непрерывного контроля и регулирования относительной угловой ориентации между устройствами для гибки, когда строительная панель перемещается в продольном направлении вдоль множества валков устройств для гибки, таким образом, что в строительной панели формируется продольный изгиб, как описано выше. Система управления типично организована на микропроцессорном центральном процессоре (ЦП) 602, например, компьютер с операционной системой Windows, имеющем интерфейсы для различных компонентов. Менее сложная система управления, такая как управляемые пользователем ручные органы управления, может использоваться, но микропроцессорный контроллер, способный принимать информацию обратной связи от датчиков, полагается предпочтительным. ЦП выполняет программы, хранящиеся в памяти 604, которая может включать в себя машиночитаемый носитель, такой как магнитный диск или другая магнитная память, оптический диск (например, DVD) или другая оптическая память, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), или любое другое подходящее устройство памяти, такое как флэш-память, карты памяти и т.д.
Пользователь взаимодействует с ЦП через устройства ввода/вывода, которые могут здесь в совокупности названы «интерфейс человек-машина». Эти устройства ввода/вывода могут включать в себя, например, сенсорный дисплей 604, клавиатуру 606 и мышь 608. ЦП 602 также соединено с источником 610 питания ЦП.
ЦП 602 соединен через шину, например, шину с последовательным периферийным интерфейсом, с платой 616 интерфейса. Плата 616 интерфейса включает себя компоненты периферийного интерфейса, такие как аналогово-цифровые и цифровые-аналоговые преобразователи для передачи выходной информации и приема входной информации от различных других компонентов системы для гибки панели. Плата 616 интерфейса может представлять собой, например, простой контроллер ввода-вывода, управляемый с помощью ЦП 602, или самостоятельный микроконтроллер, связанный с ЦП 602, который включает в себя собственные автономные ЦП и память. Плата 616 интерфейса связана с группой кнопок 612 управления, например, как описано ниже для фиг.31, для получения различной входной информации. Дополнительно, плата 616 интерфейса связана с интерфейсом 614 управления двигателем, который управляет источником 58 питания, например, дизельного двигателя на фиг.8А. Плата 616 интерфейса управляет группой 618 клапанов, например группой электромагнитных клапанов. Группа 618 клапанов управляет исполнительными механизмами 282 на фиг.22 (например, гидравлические исполнительные механизмы, исполнительные механизмы с вращательным движением или другие исполнительные механизмы) и системой привода для перемещения строительной панели в продольном направлении вдоль множества валков устройств для гибки (например, показана в виде двигателя 632 привода панели). Как было рассмотрено ранее, исполнительные механизмы 282 управляют относительными углами между устройствами для гибки панели. Для примера, исполнительные механизмы 282 показаны на фиг.30 в виде блока 620 установки угла 1-2, блока 622 установки угла 2-3, блока 624 установки угла 3-4, соответствующих относительным углам между четырьмя устройствами для гибки панели в соответствии с определенными вариантами осуществления.
Относительные углы между устройствами для гибки панели контролируются датчиками 626, 628, 630 положения, например посредством измерения положения каждого из исполнительных механизмов. Датчики положения могут представлять собой любое подходящее устройство, способное передавать электрический сигнал на плату интерфейса, указывающий положение исполнительного механизма, такой как, например, любой подходящий аналоговый датчик положения или цифровой оптический датчик положения. Выходные сигналы датчиков 626, 628, 630 положения подаются в качестве информации обратной связи на плату 616 интерфейса. Двигатель 632 привода панели обеспечивает крутящий момент для поступательного перемещения строительной панели через устройства для гибки, при этом датчик 634 измерения перемещения панели, например, передает сигнал на панель 616 интерфейса, указывающий длину обработываемой панели.
Фиг.31 иллюстрирует пример консоли 700 интерфейса оператора системы управления в соответствии с примерным аспектом. Сенсорный экран 702 включает в себя всплывающую цифровую клавиатуру 704 для ввода данных, и участок 706 выбора, например, различные мягкие нажимные кнопки, для выбора различных функциональных режимов, таких как, например, ДЛИНА ПАНЕЛИ для ввода требуемой длины панели и РАДИУС ПАНЕЛИ для ввода требуемого радиуса кривизны строительной панели. Примерная консоль 700 интерфейса оператора также включает в себя управляемый ключом переключатель 708 зажигания для подключения или отключения источника 58 питания, кнопку 710 пуска для запуска процесса гибки панели, кнопку 712 останова для остановки процесса гибки панели, кнопку 716 включения двигателя для запуска работы источника 58 питания и кнопку 714 аварийного останова для быстрой остановки процесса гибки панели и отключения источника 58 питания в случае аварийных ситуаций.
Хотя настоящая полезная модель была описана с помощью примерных вариантов осуществления, специалистам в этой области техники понятно, что оно может иметь различные модификации, не выходя за пределы объема полезной модели, определенного в формуле полезной модели.