[发明专利]多向弯曲延伸梁、辊轧成形设备及方法

说明书

本申请要求在2008年4月9日提交的题为“多向弯曲延伸梁、辊轧成形设备及方法”的美国临时申请系列No.US 60/043541的35U.S.C.§119(e)的权益，其全部内容整体合并于此。

技术领域

本发明涉及多向弯曲延伸梁，而且还涉及用于成形多向弯曲延伸梁及结构件(例如可用作缓冲加强梁、车辆支架和非线性结构件)的辊轧成形设备及方法。本发明还涉及同样地被制造的梁和结构件。本发明不限制于仅仅是缓冲加强梁和/或车辆支架，也不限制于成形/构造仅仅这些构件的设备和方法。

背景技术

对于生产细长的梁及结构件(槽形和管状)而言，辊轧成形会是尤其成本有效的方式，因为辊轧成形能用成本相对低的加工且更持久的加工(与冲模相比，尤其是当高强度材料变形时，将快速磨损冲模)来进行大规模的大量生产。然而，辊轧成形有局限性，例如对于形成非线性制品的有限的能力。

已知晓用于成形弯曲延伸和弯曲细长结构件的若干方式。例如参见Sturrus的美国专利US5,092,512、Sturrus的美国专利US5,454,504、和Lyons的美国专利申请公开US2006/0277960，它们给出了使高强度材料制成的连续梁具有弯曲的方法，其中梁具有适于用作缓冲加强梁的强度和形状。然而，这些工艺限制于形成在一个方向被弯曲成具有凹进形状的梁。这些工艺不能形成具有交替(来回)弯曲延伸的梁，其中交替弯曲延伸沿相反方向远离辊轧成形中心线。

值得注意的是，随着结构梁的尺寸和弯矩增加，使梁和结构件一致性地弯曲成形为非线性形状的难度极度增加，例如当梁具有大于50mmx50mm的管状横截面时、和/或当板材料具有高强度度(例如大于约60KSI拉伸强度、一直到220KSI拉伸强度)时、和/或当弯曲曲率相对尖锐时(例如限定小于1500mm的半径)、和/或当板厚度大于2mm时、特别是对于上述内容的组合时。

发明内容

在本发明的一个方面，一种辊轧成形设备，包括：带有辊子的辊轧成形机，以便将钢材料的板材成形为限定纵向线的结构梁。设备还包括弯曲成形站，弯曲成形站与辊轧成形机成一直线，其中弯曲成形站包括弯曲成形装置，弯曲成形装置用于在辊轧成形机连续操作的同时选择性地沿第一方向远离纵向线和沿与第一方向相反的第二方向远离纵向线来弯曲结构梁。

在本发明的另一个方面，提供了一种弯曲成形站，用于使梁的节段远离梁限定的纵向线弯曲。弯曲成形站包括主支架和弯曲成形装置，弯曲成形装置包括副支架，副支架可操作支撑在主支架上，以用于移动至使梁的第一节段沿第一方向远离纵向线弯曲的第一位置和用于移动至使梁的第二节段沿第二方向远离纵向线弯曲的第二位置，第二方向处在与第一方向相反的侧上。

在本发明的再一个方面，一种辊轧成形方法，包括以下步骤：将板材料辊轧成形为限定纵向线的连续梁；以及在辊轧成形步骤中，使连续梁的第一节段沿第一方向远离纵向线弯曲，然后使连续梁的第二节段沿与第一方向不同的第二方向远离纵向线弯曲。

在本发明的更窄的方面，方法包括成形支架，支架结合带有相反的第一和第二弯曲段的梁。

在本发明的更窄的方面，梁形成缓冲加强梁和/或车辆支架构件。

在本发明的更窄的方面，在梁的一端处，能量吸收缓冲安装托架连接于梁。

在本发明的更窄的方面，梁为管状且具有在弯曲的方向上至少约25mm的横截面尺寸。此外，材料强度优选至少约60KSI拉伸强度，以便用于提供高的强度-重量比。

本发明的一目的在于提供一种梁(或者为槽型或者为管状)，由钢板材料制成(或具有相同或更高的拉伸强度)且具有基本尺寸的横截面(例如在弯曲方向上为2英寸或以上)，其中，在辊轧成形加工的过程中，梁相对于辊轧成形中心线沿相反方向来回弯曲。

本发明的一目的在于提供一种设备和方法，其能以来回方式使具有基本材料强度和横截面梁强度的梁弯曲，梁包括沿相反方向相对于辊轧成形中心线弯曲的弯曲节段。

本发明的一目的在于利用通过上述的来回弯曲而获得的梁构件来构造一种支架。

本发明的一目的在于在辊轧成形设备中设置内和/或外稳定器，以便允许设备在保持梁的尺寸精度和横截面一致性的同时在梁中做出曲率更大的弯曲。

通过研究下面的说明书、权利要求书以及所附附图，本领域技术人员将理解并认识本发明的这些及其他的方面、目的和特征。

附图说明

图1是本发明的包括双向弯曲成形站的辊轧成形设备的侧视图。