专利名称：用来在带状材料上形成轮廓的装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及材料成形机，特别涉及这样一种成形机，即其中带状材料抵着成形构件穿过机器向前推进以逐渐在带状材料上形成所需横截面的形状。更具体地说，本发明涉及金属成形装置，该装置承接一种呈平板或来自一连续带材卷的细长带状材料，以将其制成一种适于建筑工业的成形件。本发明特别涉及一种能制造至少两种不同尺寸大小的、横截面几何形状大体相同的成形件的单机。
背景技术：
在现代工业上，材料制造机起着重要的作用，这种机器包括例如冲压、滚轧、成形、切割和挤压各种材料的机器。其中一种机器即本发明所属类型的机器在入口处承接一种细长带状材料并抵着位于两侧的成形构件将带状材料向下游方向推进将它的一个或多个纵向边构造呈所需的有用的横截面，随后于出口处输出。诸带状材料可以是一段段互不连续的或连续地从一带材卷输入这种机器。在从机器输出后，由一剪切组件将成形后的带状材料切割呈可用的长度。这种类型的机器被广泛地用来将诸金属带状材料制造成有用的成形件，诸如沟槽、屋顶板和侧板等。
已有的用来制造细长金属带状材料的装置通常具有一机架，该机架支承一用来将带状材料推进穿过机器的驱动系统。机器成形构件沿带状材料的路径设置以将其纵向边构造成所需轮廓。通常，轮廓形成构件在预定位置上独立地安装于机架上，逐渐地将纵向边弯曲成预定形状。但是，有时候，一组组成形构件被安装在一起以形成若干工作站。这在共同待授权的、由Coben等人于1992年7月6日提出的专利申请号为No.07/909,362专利申请中有所描述。其它的例子包括授予Lindstrom的美国专利No.4,947,671和授予Bottom的美国专利No.3,319,448。
在已有专利中描述了种种驱动组件并在下列专利中有所揭示专利号 发明人 授权日1,346,899Bombard1920年7月20日2,569,266Thompson 1951年9月25日2,931,277Bombard1960年4月5日3,319,448Bottom 1967年5月16日4,721,504Cogswell 1988年1月26日4,899,566Knudson1990年2月13日使用各种不同类型的成形辊来制造不同轮廓也是众所周知的。在下列参考文献中可以找到这种制造机器的一些例子专利号 发明人 授权日2,826,235Gudmestad1958年3月11日3,595,056Hutton 1971年7月27日3,815,398McClain 1974年6月11日4,487,046Abbey1984年12月11日4,505,143Knudson 1985年3月19日4,716,754Youngs 1988年1月5日4,787,233Beymer 1988年11月29日虽然这些已有机器能有效地将金属带状材料制成成形件，但每一成形机只能形成一种单一的轮廓，因此制造商每形成一种轮廓就需要配备一种专门的机器。或者，通过拆下每一成形构件，或在某些情况中，通过用包含一组成形辊的成型工作站箱来替代原来的成型构件组。即使更换了一个个成型构件，由于诸成形构件连接于不连接的位置，故制造者仍只能成形确定宽度的异形带材。因此，为了能够制造客户定制的种种宽度或多种标准宽度，必须增添机器或对已有机器作较大的改造。这些机器的体积和重量还非常大，成型的平板的制造必须在远离制造现场的地方进行或者利用一单独拖车将机器运送至制造现场。
因此，仍有必要改进材料成形机，这种改进后的材料成形机能承接细长带形材料以制成一种有用的横截面从而能制造出可用的成形件。还要求减小机器的体积从而能方便将其运至制造现场。还要求能迅速调整机器以制造出不同尺寸大小的几何形状相似的轮廓。
本发明的概述本发明的第一目的在于提供一种新型且有用的装置，这种装置通过在带状材料推进穿过装置时在带状材料的一个或多个纵向边上形成轮廓而将细长的带状材料形成一预定的横截面。
本发明的第二目的在于提供一种装置，这种装置的重量和体积被减小并能有效地使细长带状材料，诸如金属带状材料形成异形轮廓，并可以由一标准大小的货车装运。
本发明的第三目的在于提供一种装置，这种装置能在细长带状材料上形成轮廓并能迅速调整以形成出不同尺寸大小的几何形状上相类似的轮廓。
本发明的第四目的在于提供一种装置，这种装置能在一细长带状材料的一个或两边上形成轮廓，通过馈入在一个或两个纵向边上制造轮廓的成形辊工作站之前，先将材料预弯曲呈一槽形形状，以减小装置的纵向尺寸。
本发明的第五目的在于提供一种金属成形机，这种机器能承接多个卷材，例如不同颜色的卷材，以制造出不同颜色的成形件。
本发明的第六目的在于提供一种装置，这种装置能安装两面具有不同颜色的卷材，从而使卷材可以在两转动位置之间枢转从而使成形件的外表面可以是两种颜色中预定的任一种颜色。
本发明的第七目的在于提供一种材料成形装置，这种装置具有能迅速且方便地调整偏角、斜度和滚动的诸成形辊。
本发明的第八目的在于提供一种沟槽成形机，以制造至少两种不同大小的横截面的标准S形沟槽。
因此，根据本发明，该装置是适于将由可成形的材料制成的细长平板沿其至少一个纵向边制成具有预定轮廓的成形件。这种装置大致包括一机架，该机架支承一驱动组件，且机架在第一端具有一入口并在第二端具有一出口，从而使所述驱动组件能将细长板材纵向地向着下游方向推进以在出口输出业已成形的细长板材。为了能制成异形的纵向边，多个成形工作站侧向地设置在驱动组件两侧并能有效地与细长板材的纵向边缘部分啮合从而当板材边缘依次地穿过成形工作站推进时，使每一成形工作站能逐渐地将板材边缘构形成所需的轮廓。每一成形工作站包括一对共同作用的第一和第二成形辊，该两成形辊能分别绕第一和第二轴旋转，且成形辊设置在一成形平面的两对侧上，边缘部分位于该成形平面内。
在本发明的一实施例中，一第一导杆由机架支承并设置在驱动组件的一侧。第一导杆与细长板材的第一边界啮合以偏折边界而将细长板材弯成呈一槽形横截面且第一边界位于一第一成形平面内，该成形平面相对于一由驱动组件啮合的细长板材的中心部分成一第一角度。第一成形平面的角度最好在20°和60°之间，大约40°左右。一第二导杆最好由机架支承并设置在驱动组件的一侧上与第一导杆相对。当板材向下游方向推进时，该第二导杆与细长板材的第二边界啮合并有效地将该第二边界偏折一第二角度从而使细长板材的中心部分形成槽形横截面的底部。该第二导杆构造呈当细长板材向下游方向推进时能以一逐渐增大的角度偏折第二边界。
虽然本发明提出的是一种单一的成形工作站，但最好是设置多个成形工作站，每一成形工作站包括至少一对共同作用的第一和第二成形辊，该两成形辊能分别绕第一和第二轴旋转并位于成形平面的两相对侧上。至少一些第一和第二成形轴线大体上平行于成形平面且至少一些成形工作站最好包括多对共同作用的第一和第二成形辊。在设有多对共同作用的第一和第二成形辊的情况中，一些第一成形辊最好能在一公共的第一轴线上旋转并且一些第二成形辊在公共的第二轴线上旋转。在这种情况中，最好至少两个位于公共用第一轴线上的第一成形辊为可调节的从而能使该两个成形辊相互移近和相互离开不同间距进而能形成至少两个相对位置由此能有选择性地改变待成形的轮廓形状。同样，最好至少两个第二成形辊是相应可调节地安装的从而能使该两成形辊相互移近和相互离开一选定间距。在此，设有一机械式连接以将第一和第二成形辊相连以进行共同的选择定位。
为了完成可滑动的定位确保可调成形辊彼此之间的预定间隔，可调第一成形辊最好安装在一公共第一轴上而可调第二成形辊可转动地装在一公共第二轴上。这些轴可以在一对支承板之间延伸，其中第一可调成形辊具有一相对固定的相对轴向位置且其第二可调成形辊在相应的轴上可轴向滑动。每一轴最好在其一端具有一轴向孔，该轴向孔的大小适能承接一轴向立柱，该轴向立柱设在诸支承板中第一支承板上并自第一支承板凸伸出来，第一轴可滑动地安装在诸支承板中的第二支承板上。一可动联接板固定于诸第一成形辊中的第二成形辊并且能相对于第二成形辊可动。一挡块设在第一轴上从而使联接板能轴向地移动诸第一成形辊中的第二辊直到联接板碰到挡块并随后相对于轴向立柱移动第一轴。
诸入口导向支架设在入口处并可调节以有选择性地改变诸入口导向支架之间的宽度以适应细长板材的不同宽度。入口导向件将细长板材输入驱动组件，当细长板材向下游方向推进时，一个或多个滑动组件和平板辊组件啮合细长板材的中心部分的相对表面。滑动辊组件和板式辊组件还有助于在边缘上形成所需的轮廓。细长板材可以来自一连续的卷材。诸成形件可以由一设置在下游出口处的剪切组件切至一定长度。在使用连续卷材的情况中，一卷轴组件固定卷材。该卷轴组件最好可转动从而使它能定位在两个位置上而能在板材输入驱动组件时允许板材的换向。卷轴组件可以具有一对卷轴支承件，该对卷轴支承件适于啮合并支承卷材的两端且卷轴支承件可滑动地定位在一卷轴上以适应卷材的不同宽度。在此，可以设置一闭锁装置以有选择性地将至少其中一个卷轴支承件沿卷轴保持在所选择的位置上。
诸成形工作站可以为不连续的，或可以设置成支承在一公共辅助机架上的几组或总成结构，该辅助机架又固定于机架上。在此，可调辅助机架安装件能将公共辅助机架固定于主机架上，且辅助机架安装件能允许在垂直于下游方向的“x”轴和“y”轴上作调整由此可有选择地改变辅助机架的偏角和斜度。此外，这诸辅助机架安装件能允许绕一垂直于“x”轴和“y”轴的“z”轴稍稍作旋转调节由此可有选择性地改变辅助机架的滚动。
驱动组件可为由一电动机和齿轮箱组件驱动的链条和链轮型驱动件。设有各种驱动轴和齿轮以驱动分别啮合上、下驱动辊的上、下齿轮轴。在此，诸驱动辊设置成驱动辊组件，每一驱动辊组件具有一上辊和下辊，该两辊啮合在一起以能作相应的逆向转动。
从以下结合附图对本发明的一典型实施例的描述中，本发明的以上和其它目的将变得更为清楚和更易理解。
附图简要说明
图1是本发明的典型实施例的成形装置的立体图；图2是沿图1中线2-2截取的剖视图3是图1和图2所示的成形装置除去顶板和卷轴组件后的俯视图；图4是图1至图3所示的进口导板、第一滑动组件和第一导向杆的侧视图；图5是图2至图4所示的局部剖切的第一滑动组件、第一导向杆和第二导向杆的立体图；图6是图5所示的第一滑动组件以及第一和第二导向杆的上游端部的俯视图；图7是示出了与一图5和图6所示的与滑动组件一起使用的滑辊的结构的局部剖开的立体图；图8是示出图7所示的经装配后的滑辊的横截面图；图9是端部正视且部分以横截面示出本发明的典型实施例的典型驱动辊组件的视图；图10(a)和图10(b)是两个分别示出一典型成形结构(如一沟槽)的横截面图，该两典型成形结构的尺寸大小不同但具有相似的几何形状并由本发明的典型实施例成形；图11是一侧视图，其中本发明的典型实施例中的三个成型工作站组成成形辊的第一总成；图12(a)和图12(b)是端部正视且部分以横截面示出图11所示的第一成形工作站的视图，图12(a)示出一处于收缩状态的工作站以制造出图10(a)所示的成形的轮廓，图12(b)示出一处于伸展状态的工作站以制造出图10(b)所示的成形的轮廓；图13是示出图3所示的第二滑动组件的俯视图；图14是图13所示的滑动组件以及协同运转的板组件的侧视图；图15是端部正视且部分以横截面示出图14所示的滑动组件和板组件的视图16是一侧视图，示出了另一组成第二总成的成形工作站，该成形工作站用来制造出如图10(a)和图10(b)所示的轮廓；图17是图16所示的第二组成形工作站的俯视图；图18(a)和图18(b)是两个局部以横截面图表示的侧视图，示出了一对分别处于收缩状态和伸展状态的图16所示的成形辊；图19是一在制造图10(a)和图10(b)所示的形状时使用的第二对成形辊的立体图，示出了另一对用来与第一对成形辊啮合的第二对成形辊；图20是图16和图17所示的可调支架的立体图；图21是图20所示的万向架的俯视图；图22是一俯视图，示出了一在本发明的典型实施例中使用的典型驱动组件；图23是图1所示的卷轴支架组件的立体图；图24是端部正视且部分以横截面示出图23所示的卷轴组件的视图。
典型实施例的具体描述本发明旨在提供一种成形装置，这种成形装置特别适用于将可成形材料制成的细长平板制造成成形构件，这些成形材料输入机器时可以是一连续的卷材或不连续的诸细长板。具体地说，本发明有助于制造金属板在金属板上的一个或两纵向边缘上形成轮廓，例如，用作屋顶板、壁板、沟槽或其他类似物。虽然可以采用本发明的结构来生产多种多样的结构件，但本发明的典型实施例是结合一用来形成S形沟槽的机器进行描述的，这种S形沟槽将在下文中作更为具体的描述，通过简单的调节可利用该机器来生产截面相似但尺寸大小不同的两个沟槽。然而，应予理解的是本发明并不仅仅限于用来制造沟槽的成形机，还适用于其他具有不同边缘轮廓的机器。
接下来，详细描述图1至3所示的本发明的典型成形装置。在这里，成形装置10为一种适于制造沟槽特别是S形沟槽的机器。装置10包括一由多个纵向延伸梁14、横向梁16和上梁18构成的机架12。机架12由一顶板20、一底板22和诸如侧板24的诸侧板围成。成形装置10在第一或上游端处具有一入口待成型的板材可以插入其中；在机架12的第二端、入口26的对面具有一出口28。
如图1所示，成形装置10适于接纳一诸如金属的细长板材以将其成形成一例如在建筑工业上可以使用的成形件。在图1中，示出了一细长的板材30正从一藉卷轴组件34安装在机架12上的连续卷材32输入入口26。第一和第二辅助卷材36、40各自可以转动并分别自卷轴组件38和42卷出板材。参阅附图1-4，可以看到设有诸入口导向件将板材30引入与一驱动组件相啮合，该驱动组件则将细长板材纵向地向下游方向从入口26向前推至出口28。更具体地说，每一导入件44包括一导槽46、一向上延伸的弧形导块48和一向下垂伸的弧形导足50。诸导槽46相互对置，面对着的诸槽形成一定尺寸以承接板材30的边缘52和54。诸导入件44藉诸托架56而固定，诸托架可通过螺母和螺栓组件而固定于所选定的安装位置从而可以调节诸导入件44之间的有效间距以适应板材30的不同宽度。
在图3中最清楚地示出了包含成形装置10的各种构件组件。在图3中，可以看到成形装置10包括一将在下文中结合图22作更为具体的描述的驱动组件60，驱动组件60包括多个驱动工作站61-63。滑动组件64-66从每一辊组件61-63起分别向上游延伸。一第一导杆68在机架12内辊组件61旁边纵向地延伸，且一由导杆部分71和72构成的第二导杆组件70纵向地延伸在第一导杆68的对面。呈第一成形辊箱74和第二成形辊箱75形式的第一组成形工作站的设在机架12内分别紧邻滑动组件65和66。
参阅图2-8，可以看到第一滑动组件64利用连接于诸横板77的诸支承杆75自一对横梁16、16’悬垂下来，诸横板则藉适当焊接而固定于诸板78。设置诸调节螺钉80来改变滑动组件64的垂向位置，滑动组件具有一底座板82，该底座板藉轴承销84而可枢转地固定于立杆76。
底座板82可转动地支撑着滑动辊86和88，这两滑动辊各自安装于例如图7和图8所示的轴90上。因此，例如利用一轴承92将辊88安装于轴90上并将轴90可转动地置于一延伸伸入底座板82的横向孔94中。辊88可以可调定在两个位置(如“5”和“6”所示)之间从而可以由成形装置10形成不同尺寸大小的沟槽。如图6-8所示，轴90具有一与辊88相对的、紧邻于轴90的自由端的圆周槽96。底座板82具有诸立孔98，诸立孔近似成切线与横向孔94相交，且立孔98的孔径能承接一定位销100。该销100螺入孔98内以将辊88锁定于图6和图8所示的第一位置或图6中虚线所示的第二位置。
从图2、4和9可以看到，当将板材30穿过导槽46插入入口26时，滑动组件64的辊86和88靠在板材的上表面上。导杆68和70(如导杆部分71所示)各自具有位于上游的斜部68’和71’，这使得板材30的纵向边缘102和104向上倾斜从而将板材30弯成一如图2和图4所示的槽形。然后第一辊组件61可与板材30的中心部分106啮合从而使板材30可从上游入口26纵向地前进至下游的出口28。边缘部分102形成了一第一成形平面“F”，该平面与由中心部分106形成的水平面“H”成一角度“a”。
在图9中，可以看到辊组件61包括第一或上驱动辊108和一第二驱动辊或下驱动辊110，这两驱动辊相互协作以将中心部分106夹紧在这两者之间。驱动辊108和110在各自的轴112和114上彼此相互成反向旋转，轴112和114分别设在各自的U形支承件116和118上。辊108和110设有齿轮120和122，这两齿轮构成驱动组件60的一部分，这将在下文中作更为具体的描述。
上面说过，按本发明的典型实施例构造的成形装置10能从板材30制得成形的沟槽。除了将板材制成槽形之外，本发明的一个重要方面在于成型装置10具有至少能制造两个横截面相同、尺寸大小不同但几何形状相似的成形件的性能。例如，如图10(a)和图10(b)所示的沟槽部分130和140。沟槽130是一五英寸的S形沟槽而沟槽140则是一六英寸的S形沟槽。在图10(a)中，沟槽130为一槽形成形件，它具有一底壁131、一成形侧壁132和一与侧壁132对置的垂直侧壁133。成形侧壁132具有一下边界134和一由S形中心部分136隔开的上边界135。S形中心部分136以由两曲线段组成，曲线的半径分别为“r1、r2”，并由一短的、具有近似直线形状的中心段138间隔开。在标准的五英寸沟槽中，底壁131的宽约3-1/4″英寸，成形壁的高约3-1/2″英寸，侧壁133的高约3-3/4″英寸。此外，下边界134的高约9/16″英寸，上边界135的高约5/8″英寸。
从图10(b)可以看到，几何形状相似的沟槽140包括一底壁141、一成形侧壁142和一垂直侧壁143。成形侧壁142具有一与底壁141呈垂直的下边界145和一通过S形中心部分146而与下边界144隔开的上边界145。在图10(b)中，示出了一六英寸的S形沟槽，其中底壁141的宽约3-7/8″英寸，成形壁142的高约4-1/2″英寸，侧壁143的高约4-3/4″英寸。下边界144的高约9/16″英寸，上边界145的高约7/8″英寸。同样，以两半径“r1”和“r2”构形成两曲线并由一近似呈直线的中心部分148隔开，该中心部分是用来增加成形壁142的高度的。
上面说过的，导杆68能偏折或弯曲细长板材30从而使第一边界部分102能被定向在一成形平面内，该成形平面与由驱动组件61啮合的板材的中心部分106成一第一角度。因此，第一边界102位于一与包含中心部分106的水平平面成一角度的成形平面内。虽然成形平面的角度可以在20°和60°之间，且相信包括20°和60°在内的该范围内的角度是十分适于使用的，但该角度最好为40°。通过预先弯曲板材30而不使用成形辊，有可能减少成形装置10的纵向长度以减少成形装置10的体积并能将成形装置安装在例如一标准小吨位运货车的车厢内。但是由于这种预弯曲，必须将第一组成形辊的轴装在平行于该成形平面的轴线上从而能使在其间形成的成形槽大体上位于该成形平面内。
在图11-12中示出了一种典型的呈总成形式或成形箱74形式的第一组成形工作站。成形箱74包括三个支承在一公共辅助构架上的成形工作站151、152和153，该辅助构架则安装于机架12上。如图11中所示，辅助构架154包括藉连接杆160而连接在一起的并且可以以任何适当方式诸如向下悬垂杆162而连接于机架12的纵向杆156和158。每一成形工作站包括至少一对第一和第二成形辊，该对成形辊可分别绕第一和第二轴转动，且第一和第二成形辊设置在第一成形平面的两对侧上并能将第一边界变形成一选定轮廓。因此，下面结合图11和图12对第一成形工作组151进行描述，成型工作站152和153的结构和它是相似的。
在图11和图12中，可以看到第一成形工作站151包括呈三个第一辊171、172和173以及三个第二辊181、182和183形式的三对第一和第二辊。成形辊171和181、172和182以及173和183彼此相互共同作用。成形辊171和172通过轴颈能绕一由轴174形成的轴线“A1”旋转，该轴174延伸穿过成形辊171和172内的通道。轴线“A1”大体上平行于成形平面“F”。轴174包括一其大小刚好能容纳一轴销176的轴孔175，该轴销垂直地固定在其中一个纵向杆158上。轴174藉一设置在通道178内的轴衬177能相对于轴销176轴向滑动，该通道穿过纵向杆158和联接板170。成形辊171利用一轴承166而固定于可移动定位的杆或联接板168，可移动联接杆168藉立柱190能可活动地固定，该立柱穿过位于刚性联接板170中心处的孔172。成形辊172利用一轴承179而可旋转地安装于轴174上并藉卡箍180而固定于其位。成形辊173利用轴销185而可旋转地装在安装于纵向杆158的轴184上并能藉轴承186而可以转动。一卡箍187将成形辊173固定在轴185上。
如所指出的，诸成形辊181-183的安装与所描述的诸成形辊171-173的安装相同，因此三对共同协作的成形辊的运行及其调节现可得到充分的理解。在这里，成形辊181和182是安装于沿轴线“B1”取向的轴174上；成形辊183是安装于沿轴线“B2”取向的轴184上。轴线A1、A2、B1和B2构成了一垂直于成形平面“F”的辊平面。此外，每一轴线均平行于成形平面“F”。因此可动联接板168提供了将可调节的成形辊171、181和172、182相互连接起来的机械连接。
从图12(a)和图12(b)可以看到，立柱190具有一对径向孔194和196，该两孔能分别用来将成形工作站151在制造五英寸沟槽130和制造六英寸沟槽140之间进行转换。在图12(a)中，一定位销198延伸穿过刚性联接板170以置于径向孔194内，诸成形辊171-173在轴线A1和A2的方向彼此相缩进。诸成形辊181-183以同样方式在轴线B1和B2的方向彼此相互缩进。在图12(b)中，诸成形辊171-173和181-183彼此之间的间距被扩展，这种扩展通过将定位销198拆离径向孔194并将可动联接板168朝刚性联接板170移动并藉将定位销198插入径向孔196中而实现的。从图12(b)可知，当联接板168开始向联接板170移动时，共同协作的成形辊171、181分别移离成形辊172、182。此时可动联接板168接触到能提供停止作用的定位环200和200’，从而迫使轴174和174’随着可动联接板168运动。因此轴174和174’滑离轴销176和176’并穿过相应的轴衬，诸如轴衬177，从而使成形辊172和182移离纵向杆158和相应的成形辊173和183。这是由于成形辊172和182藉诸如卡箍180和180’的定位卡箍而锁固于它们各自的轴上的缘故。
当然，成形辊171-173和成形辊181-183之间的间距的缩小是通过逆向实施该程序而完成的。再请参阅图10(a)和图10(b)，可以看到，成形工作站151的间距的扩展使成型侧壁142的尺寸大于成型侧壁132的尺寸。
就共同作用的第一和第二的成形辊对的各自绕轴颈转动而论，成型工作站152和153的构造与已描述的有关成型工作站151的构造是相同的。但是，应予注意的是，相应成形辊的圆周工作表面具有形成成形件的轮廓诸如S形沟槽所必需的形状。用于制造预定轮廓的成形辊的结构是已有技术。
从图10(a)和图10(b)可知，还必需使底壁141的宽度大于底壁131的宽度。这是通过调节在上文中结合图5-8描述的活动辊88而实现的。因此，由于第二边界104被导杆171的偏折形成角139和149，故轴90在孔94内的延伸长度应约为5/8″。同样，第一边界102被活动辊86的偏折形成了角137和147，在图9中最佳地示出了所有这些偏折角。
再请参阅图3和图11，从图中可以看到，一第二活动组件65设在成形箱74的下方并且其结构与第一活动组件64相似。同样，一第三活动组件66的结构与活动组件64和65相似，这可以在13-15中看得更清楚。在这里，第三活动组件65包括被向下的支承杆74支承的纵向底板82和82’。
底板82和82’可转动地安装有多对侧向突伸的活动辊86和88，这些活动辊的结构与上述的活动组件64的结构相同。每一活动组件88可以通过它们各自的轴90和定位销100而加以调节。但是，从图14和图15可以看出，平板辊组件202设置在第三活动组件65的下方。平板辊组件202包括多个平板辊204，这些平板辊可转动地安装在一对龙骨轨208之间的轴206上，该对龙骨轨安装在纵向支承件210上。平板辊202与辊86、88一起协同作用以形成例如沟槽130(或140)的角137(或147)及139(或149)。导杆部分72藉L形支架214被支承在纵向支承件212上，从而使由两导杆部分71和72所构成的导杆70朝着驱动组件自入口26向出口28会聚成锐角。因此，第二边界104逐渐以一逐渐增大的角度移动直到它到达与一中心部分106呈垂直的位置，如图15所示。在活动组件64和65下亦可使用类似的平板辊组件，但为了能比较方便地将板材30制成槽形最好是省去在活动组件64下设置的平板辊组件。
一第二总成或成形箱75能制形出沟槽130(或140)的头部215(或216)。从图16和图17中可以清楚地看出这种成形箱75。在这里，可以看到成形箱75包括一由一对平行支承板220、221形成的辅助机架151，该对支承板藉连接杆222而彼此隔开但又相互连接。多个成形工作站231-236设置在支承板220和221之间并可在其内作旋转运动。辅助机架151亦即成形箱75藉可调安装件224而安装于机架12上，可调安装件固定于支架上，诸如支架79上。每一成形工作站231-236的第一和第二成形辊的具体结构亦为本技术领域的普通熟练人员所熟知，它们取决于所希望形成的轮廓的类型故不再作具体描述。但是，当在沟槽130和140之间进行尺寸大小的转换时，有必要作一些调节特别是对共同运转的辊，因为这涉及及到头部215、216和边界135和145的尺寸变化。为此，请参阅图18(a)和图18(b)，从中看到利用一对提供成形工作站232的第一成形辊的一对第一辊271、272可以对进行这种调节。辊271和272在轴向相对可动以改变两者之间的相对间距。从图18(a)可知，辊271可转动地装在轴274上而辊272是可转动地装在轴276上。轴276在其容纳在调节块280内的一端上设有径向孔294和296。一轴向对齐的轴销277伸入轴274内的轴向孔275内，在辊272内形成有一大的腔278内并面向着辊271。将图18(a)和图18(b)相比较，可知在图18(a)所示的相对呈扩展的状态中，销277仅仅是部分地置于轴孔275内并且只有一小部分辊271置于腔278内。通过将销298拆离调节块280并向上推动轴276使销298伸入径向孔294中，就能将这种相对的定位状态移动至图18(b)所示的收缩状态。经这样的移动后，辊272向上移动从而使辊271置于腔278内且轴销277则置于轴向孔275中。
至此，由于必须有选择地将侧辊300、300′定位，故还必需作一次调节。如图16和图19所示，辊300和辊300′在斜轴302、302′处定位于辊块304，该辊块藉螺栓306而安装于水平支承件220上。请参阅图19，从中可以看到辊块304包括诸定位销308和诸螺纹孔310，诸螺纹孔310的大小正好能承接螺栓306。为了能将侧辊300、300′改变成与第一辊271共同运转，有必要拆除螺栓306并绕一立轴180°地转动辊块304随后再次将辊块304安装于纵向水平支承件220上。这样做的原因是每一辊的相对较薄的厚度不允许有伸缩结构。当然，如果有足够大的结构尺寸，也能够以上文结合其他可调辊描述过的方式调节第二辊的大小。
从图20和图21可以最清楚地看出可调安装件224的结构。在这里，可以看到可调安装件224构造得能允许在垂直于下游方向的“x”轴和“y”轴上作调节，从而可以有选择地改变辅助机架151的偏角和斜度。此外，可调安装件224构造得能绕一垂直于上述“x”轴和“y”轴的“z”轴作转动调节。接下来请参阅图20和图21从中可以看到，可调安装件224包括一底板240，该底板包括诸适于承接螺栓244的槽242。诸起重螺旋246能在“x”方向进行侧向调节。底板240藉一枢销248可而枢转地固定于连接块250上。连接块250可滑动地置于一槽形块254内的槽252内。连接块250具有一对适于承接安装螺栓258的槽256从而能通过旋松和旋紧螺栓258在“y”轴方向可滑动地调节连接块250。最后，利用多个穿过槽形块254内的槽262的螺母和螺栓260将槽形块254安装于支承件79上。设置诸起重螺旋264可调节地定位螺栓260，并且，应予理解的是，诸槽262均足够“滑溜”以能在一较小范围上绕一垂直于槽形块254的纵向轴线作转动调节。因此，可以调节辅助机架151的“转动”。块262刚性地螺接于槽形块254并可螺转地安装一调节螺栓263，该调节螺栓能在槽252内移动连接块250。
再请参阅图3和图22，从中可以理解，一适当的链和齿轮驱动件能与辊组件61、62和63配合使用。在图22中，可以看到一电动机400藉齿轮箱404与一驱动齿轮402连接。驱动轮402驱动一主驱动链406，该主驱动链带动驱动轴410上的齿轮408。驱动轴410设有分别与链条418、420和422啮合的齿轮412、414和416。驱动链418驱动位于轴426上的齿轮424，轴426藉轴台428而可转动地装枢轴于机架12上。轴426具有一与齿轮432啮合的第一齿轮430，齿轮432能有效驱动齿轮122和下辊110(从图9中可以清楚看出)。一第二齿轮434安装在轴426上并驱动一链条438，该链条与轴440上的上齿轮438相连接。为了能转动地驱动轴440使用张紧链轮442来调节链条436的张紧程度，轴440能带动一齿轮442，该齿轮442啮合齿轮120并能因此使辊108转动，如图9中所示。
再回到轴410，可以看出，该轴能带动第二辊组件62的下辊并且上轴450藉由链条422驱动的齿轮452而转动。轴450可转动地带动辊组件62中的上辊。链条420带动一位于轴460上的齿轮462，该轴460又带动辊组件63中的下辊。为了使上轴470上的齿轮468转动，轴460具有一能带动一链条466的辊464。轴470使辊组件63中的上辊转动。
由于对辊组件61已作了详细描述，对于那些本技术领域中的熟练人员应该较为清楚的是，辊组件62和63的结构是相类似的。此外，应予理解的是，其他驱动组件也可以用于本发明以将板材30从成形装置10的上游端推进至其下游端，这也落在本发明或本说明书中描述的本发明概念的范围之内。
最后，如以上所述，板材30的材料可以是一种连续卷材。因此，请参阅图1和图23-24，从中可以看到设有一典型卷轴组件34以支承卷材，诸如图1所示的卷材32。每一卷轴组件34、38和42的结构均相同，在图23和图24中清楚地示出了它们的结构。但是，同样应予理解的是，为了将诸成形件切割成所需要的长度，有必要将一剪切组件诸如剪切组件500设置在成形装置10的下游或出口28处。同样，各种剪切沟槽、屋顶板等的剪切组件均为已有技术它们都可以用于本发明而不会背离本文中描述的本发明的概念。
接下来再参阅图23和图24，从中可以看到，卷轴组件34包括一横安装板502，该横安装板具有相对置的翼板504，翼板具有能安装于机架12上的槽506。一槽形件510通过轴承板512和轴承514而可转动地安装于横安装板504上从而使槽形件510可以绕图24所示的轴“R”作相对转动。槽形件510的两相对端设有第一和第二立板520、522，该两立板向上延伸终止于V形支承件524。卷筒轴530延伸在V形支承件524之间，闭锁组件532可释放地将轴530固定在经安装的结构中。横安装板502包括一纵向凸耳540，每一立式支承件522具有一相应的纵向凸耳542，当槽形件510绕轴线“R”转动时该纵向凸耳的位置与纵向凸耳540对齐。一定位销544能可拆卸地将槽形件510固定在选定的彼此相隔180°的旋转位置上。
每一卷材利用卷轴半体550和552可转动地安装在轴530上。每一卷轴半体包括一盘形板，诸如板554和556和卷材插件558、560。卷材插件558、560相互对置并适于被插入它们各自的卷材诸如卷材32、36和40之中。卷轴半体554、556例如通过轴承562可转动地安装于轴530上。为了能适应不同宽度的卷材以制造不同大小的横截面，每一卷轴半体550和552在轴530上可滑动。设置第一和第二止动槽570、571来设定卷轴550的位置，如图24中虚线所示，一止动结构580与预定的槽570、571啮合以设定该宽度位置。设置止动槽570、571使每一卷材的中心“C”与转动轴线“R”对齐。在成形图10(a)和图10(b)所示的沟槽130、140时，卷材的宽度为 和15″。
在使用中，先将卷轴半体550放置在一有止动组件580啮合的正确位置上，然后滑动卷轴半体552以与卷材的相对端啮合就可将卷材定位在卷轴组件34上。然后将卷材或板材30送入入口26进行制造。板材30的两表面可以涂上不同颜色，参阅图2和图10可知，下表面是沟槽130、140的外表面。为了改变颜色，制造者可拆下销544并使卷轴组件34绕轴线“R”转过180°从而使板材30的另一表面成为暴露在外的下表面。因此，在设有三个卷轴组件的情况中，有可能用一台机器来制造具有六种不同颜色的成形件。
从以上所述可知，当板材30输入机器时，首先通过利用导杆偏折一个但最好是偏折两个纵向边界而将板材弯成一槽形。然后将第一边界制成预定形状的侧壁，而第二边界逐渐抬升以与由驱动组件啮合的中心部分垂直。各种滑动组件构形出例如沟槽的拐角，而各自具有多个成形工作站的成形箱对构形出沟槽的成形侧壁。通过预定板材的宽度和定位诸滑动组件以及共同作用的成形工作站的第一和第二辊，可以实现结构尺寸的调节。最后，通过利用剪切组件500将成形板材剪切成适当长度，可制得所需要长度的成形件。
至此，本发明已结合本发明的典型实施例作了详细的描述。虽然本发明已由所附的、针对已有技术阐述的权利要求书来限定其范围，但应予理解是，完全有可能对本发明的实施例作出种种不背离本发明的精神的改变或变化，而所有这些改变和变化均拟落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种适于承接一由可成形材料制成的细长板材且能沿板材的至少一个纵向边界形成板材轮廓的装置，包括(a)一在第一端设有入口且在第二端设有出口的机架；(b)一由所述机架支承、能于紧邻入口位置处与所述细长板材的一部分啮合并能将所述细长板材纵向地向着下游方向推进以在出口处将所述细长板材输出的驱动组件；(c)一由所述机架支承并设置在所述驱动组件的边侧上的第一导杆，所述第一导杆在所述细长板材向下游方向推进时能有效啮合所述细长板材的第一边界并能偏折所述第一边界从而将所述细长板材弯成一槽形横截面且使所述第一边界定位在一第一成形平面，该成形平面与由所述驱动组件啮合的那部分所述细长板材呈一第一角度；(d)至少一个成形工作站位于所述第一导杆的下游并包括一对协同作用的第一和第二成形辊，该对成形辊能分别绕第一和第二轴线绕轴转动，所述第一和第二成形辊设置在第一成形平面的两相对侧上并构造得能将所述第一边界变形成一预定的轮廓。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述第一角度在20°至60°的范围内。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于它还包括多个位于所述第一导杆下游的成形工作站，每一所述成形工作站包括至少一对协同作用的第一和第二成形辊，该对成形辊能分别绕第一和第二轴线转动，所述第一和第二成形辊设置在成形平面的两相对侧上，所述多个成形工作站能依次序与所述细长板材的所述边界啮合以在所述细长板材逐渐向下游方向前进时将所述边界变形成一预定的轮廓。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于至少部分所述成形工作站包括多对协同作用的第一和第二成形辊，所述多对成形辊的一些所述第一辊能在一公共的第一轴线上绕轴转动，所述多对成形辊的一些所述第二辊能在一公共的第二轴线上绕轴转动。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于至少两个位于第一公共轴线上的所述第一辊为可调节的第一辊，设置该两可调节的辊以使其能在至少公共第一轴线上的两个选定间距的相对位置之间的相互移近和移远，从而能有选择地改变所形成的轮廓，并且至少两个位于公共第二轴线上的所述第二辊为可调节的辊，设置该两可调辊以使其能在至少公共第二轴线上两个相对位置之间相互移近和移远从而能有选择地改变所形成的轮廓。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括将第一和第二可调节的辊相连能连接于预定位置的机械式连接机构。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，一些所述成形工作站设置成一被支承在一安装于所述机架的公共辅助机架上的总成装置。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括能将所述公共辅助机架固定于所述机架上的可调节辅助机架安装件，每一所述辅助机架安装件能允许在垂直于下游方向的x轴和y轴上作调节因此可有选择性地改变所述辅助机架的偏角和斜度。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，每一所述辅助机架安装件能绕一垂直于x轴和y轴的z轴作转动调节因此可有选择地改变所述辅助机架的转动。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动组件与所述细长板的中心部分啮合并包括一由所述机架支承并侧向地设置在驱动组件的一侧上位于所述第一导杆对面的第二导杆，当所述细长板材向下游方向推进时，所述第二导杆能与所述细长板材的第二边或边界啮合并能以一第二角度变形所述第二边缘或边界从而使所述细长板材的所述中心部分形成一槽形横截面的底部。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二导杆构造呈当所述细长板材向下游方向推进时能以一逐渐增大的第二角度变形所述第二边缘或边界。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括一滑动组件和一平板辊组件，以在所述细长板材被向下游方向推进时能与所述细长板材的所述中心部分的两相对表面啮合。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一些对置的入口导向支架，这些支架彼此相互隔开一选定的距离并能在所述细长板材被向下游方向推进时，能承接所述细长板的两相对的侧边，所述入口导向支架均可调以有选择性地改变其间的间距从而能适应所述不同宽度的细长板材。
14.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置适于承接一连续的细长板材，并包括一用来将所述材料的卷材安装于所述机架的卷轴组件，从而使所述材料可从所述卷材进入输入装置入口，所述装置还包括一剪切机构，该剪切机构设置在出口附近并能地将制成预定轮廓之后的板材切成预定长度。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述卷轴组件适于可转动地安装于所述机架，并包括一在第一和第二卷轴位置可转动的U形支承架。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括一用来可拆卸地将所述U形支承架定位在选定的、预定的第一和第二卷轴位置之一处的闭锁结构。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括多个纵向地设置在所述机架上的所述卷轴组件。
18.一种适于承接一由可成形材料制成的细长平板材的、能沿板材的至少一个纵向边界或边缘形成轮廓的装置，包括(a)一在第一端设有入口且在第二端设有出口的机架；(b)一由所述机架支承、能于紧邻入口的位置处与所述细长板材的一部分啮合并能将所述细长板材纵向地向着下游方向推进以在出口处将所述成形后的细长板材输出的驱动组件；(c)一能与所述纵向边界或边缘啮合以将所述纵向边界或边缘形成一预定轮廓的成形工作站，所述成形工作站包括第一对共同作用的第一和第二成形辊和第二对共同作用的第一和第二成形辊，所述第一成形辊能分别绕第一个轴在一延伸在一对支承板之间的公共第一轴上转动，所述诸第一辊中的第一个辊具有一相对于所述第一轴相对固定的轴向位置，所述诸第一辊中的第二个辊在所述第一轴上轴向可滑动，所述第一轴在其一端具有一轴向孔能配合承接一轴向立柱，该立柱设在并凸伸出所述诸支承板的第一支承板，所述第一轴可滑动地安装在所述诸支承板的第二支承板上，所述第二成形辊能绕各自的第二轴枢轴转动，所述第一成形辊能在第一轴线方向彼此相对移动从而可以有选择地改变诸第一成形辊之间的间距，诸所述第二成形辊能在第二轴线方向彼此相对移动从而可以有选择地改变诸第二成形辊之间的间距从而可以有选择地形成至少两个不同尺寸的预定轮廓。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括一固定于所述诸第一辊的第二个辊并能相对于所述诸支承板中的所述第二支承板可移动的定位杆(臂)，还包括一设在所述第一轴上的挡块从而使所述定位杆(臂)能轴向地移动所述诸第一辊中所述第二辊直到所述定位杆(臂)碰到所述挡块且其后所述定位杆(臂)能相对所述轴向立轴可滑动地移动所述第一轴。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括一位于所述支承板的所述诸第一支承板的一侧上的所述第一辊的、设在所述诸第一辊的所述第一和第二辊的对面的第三辊，所述诸第一辊的所述第三辊能相对于所述诸支承板的所述第一支承板转动。
21.如权利要求18所述的装置，还包括一滑动组件和一平板辊组件，以在所述细长板材被向下游方向推进时能与所述细长板材的所述中心部分的两相对表面啮合。
22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置适于承接一连续的细长板材，并包括一用来将所述材料的卷材安装于所述机架的卷轴组件，从而使所述材料可从所述卷材进入输入装置入口，所述卷轴组件包括一对适于啮合并支承所述卷材的两端的卷轴支承件，所述卷轴支承件可调节地定位在一卷轴的轴上以适应所述卷材的不同宽度。
23.一种适于承接一由可成形材料制成的连续细长平板材并能沿板材的至少一个纵向边界(边缘)使板材形成轮廓的装置，包括(a)一在第一端设有入口且在第二端设有出口的机架；(b)一由所述机架支承、能在紧邻入口的位置处与所述细长板材的一部分啮合并能将所述细长板材纵向地向着下游方向推进以在出口处将所述细长板材输出的驱动组件；(c)至少一个成形工作站，该成形工作站包括一对能分别绕第一和第二轴转动的、并能共同作用的第一和第二成形辊对，所述第一和第二成形辊设在第一成形平面的两对侧上并构造成能将所述第一边界(边缘)变形成预定的轮廓；(d)一卷轴组件，该卷轴组件适于将一连续板材卷可转动地安装在所述机架上由此可使所述板材从所述卷材进入输入入口，所述卷轴组件包括一能在第一和第二卷轴位置之间转动的U形支承机架。
24.一种适于承接一由可成形材料制成的连续细长平板材、并能沿板材的至少一个纵向边界(边缘)成形轮廓的装置，包括(a)一在第一端设有入口且在第二端设有出口的机架；(b)一由所述机架支承、能于紧邻入口的位置处啮合所述细长板材的一部分并能将所述细长板材纵向地向着下游方向推进以在出口处将所述细长板材输出的驱动组件；(c)多个成形工作站，每一成形工作站包括一对能分别绕第一和第二轴转动的、共同作用的第一和第二成形辊，所述第一和第二成形辊设在第一成形平面的两对侧上并构造成能将所述第一边界(边缘)变形成预定的轮廓，至少一部分所述成形工作站设置成一支承在一公共辅助机架上的总成结构，所述公共辅助机架固定于所述机架上；(d)能将所述公共辅助机架固定于所述机架上的可调节的辅助安装件，每一所述辅助机架安装件能允许在垂直于下游方向的x轴线和y轴线上作调节由此可以有选择地改变所述辅助机架的偏角和斜度。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于每一所述辅助安装件能绕一垂直于x轴和y轴的z轴线作转动调节由此可以有选择地改变所述辅助机架的转动。
全文摘要
一种辊成型装置承接一连续细长金属平板卷材以沿其至少一个纵向边界(边缘)制成预定的轮廓。一位于装置的机架内的驱动组件于紧邻入口的位置处与细长板材啮合并将板材向前推进，在机架内还设有至少一个成型工作站和一对共同作用、能绕轴转动的成型辊。一部分成型工作站包括多个共同作用的成型辊，这些成型辊的位置可调节以适应卷材的不同宽度。本发明还包括至少一个导杆，该导杆将金属板材的一纵向边界(边缘)偏折呈一槽形横截面。该装置还能设置一第二导杆。本发明可以包括一卷轴组件以可转动地安装一卷材和一支承成型工作站总成结构的辅助机架。
文档编号B21D5/08GK1131919SQ94193507
公开日1996年9月25日 申请日期1994年8月17日 优先权日1993年8月17日
发明者布鲁斯E·迈耶 申请人:新技术机械有限公司