專利名稱：用于建筑目的的金屬板以及制造這種板的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于建筑目的的金屬板，包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣。本發明還涉及制造這種板的方法和裝置。
這種金屬板是眾所周知的，并且用在許多建筑物——尤其是建筑物的屋頂——的建造上。金屬板的縱向側邊向上彎曲以形成兩條相對的凸緣，這樣一塊鑲板的一條凸緣和相鄰鑲板的相對凸緣就形成直立縫。為了避免形成直立縫，凸緣的自由端本身常常裝有凸緣，從而能夠相互配合，并且能夠與支撐元件配合以支撐屋頂或墻壁。金屬板的長度通常約為1-100m，經常是約10m或更多，其寬度可以在如100和2000mm之間變化，多數約為500mm。
用于建筑目的的多數鑲板是矩形板，它們可以用于直的或彎曲的屋頂。金屬板的彎曲例如可從EP1138403 A中獲知。
但是，現代建筑在設計上常常有更復雜的形式，例如圓錐形屋頂。為了建造圓錐形屋頂，必須使用錐形鑲板。錐形板的成形和錐形板上的凸緣的成形例如可從EP1138424 A和EP1138405 A中獲知。錐形板的錐度可以由下面的數據給出鑲板一端的寬度至少為140mm，而其另一端的寬度最多為1000mm，但別的寬度也是可以的。
本發明的第一目的是為了提供一種用于建筑目的且具有直立凸緣的金屬板，這種板可用于有其他形式的建筑物。
本發明的第二目的是為了提供一種形成這種金屬板的方法。
本發明的第三目的是為了提供一種形成這種金屬板的裝置。
根據本發明的第一方面，本發明的第一目的由一種用于建筑目的的金屬板來實現，它包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，其中一條或兩條凸緣在鑲板平面中具有非線性形式。
由于凸緣具有非線性形式，因此它可用于建造所有類型建筑物的復雜形式的屋頂或墻壁，例如略呈圓形的屋頂。對這種情況，最好使用一根或兩根凸緣大體外凸的金屬板。與凸緣是直的時金屬板所具有的寬度相比，具有外凸形狀的這種板兩端的寬度較小。對這兩個例子，可以使用基本呈矩形且外凸的金屬板。
根據本發明的另一個實施例，金屬板具有一條或兩條大體內凹凸緣。與凸緣是直的時金屬板所具有的寬度相比，具有內凹形狀的金屬板在其一半長度處的寬度較小。對于例如兩端比中部寬的屋頂，或者對其他此類屋頂，可以使用基本呈矩形且內凹的金屬板。
必須指出的是，帶有凸緣且具有非線性形式的鑲板除了外凸和內凹形式之外還可以有其他形式。例如，凸緣可以為S形——如果建造屋頂或墻壁需要這種凸緣；或者金屬板的一條凸緣為外凸形狀，而它的另一條凸緣為內凹形狀，因此該板在其平面上整體上是彎曲的。
鑲板最好包括與一條或兩條凸緣基本平行的一道或多道瓦楞，這道/這些瓦楞給了這(兩)條凸緣非線性形式。由于這道/這些瓦楞的存在，因此相對于金屬板的寬度，金屬板得到了額外的長度。從具有直立凸緣的金屬板開始，鑲板的寬度被限制在存在瓦楞的地方。由于這道/這些瓦楞的存在，因此凸緣得到了它們的非線性形狀。
當凸緣具有基本外凸的形狀時，一道或多道瓦楞最好存在于金屬板的長度的一端或兩端處的鑲板部分上；而當凸緣具有基本內凹的形狀時，一道或多道瓦楞最好存在于沿金屬板的長度基本一半的鑲板部分上。這樣，至少有一道瓦楞存在于那部分鑲板上，為了獲得預期的外凸或內凹形狀，有必要讓它存在于那部分鑲板上。
根據一個最佳實施例，金屬板是基本上呈錐形的板。使用這種板可以形成例如圓錐形屋頂，這種屋頂不是直的，而是略呈圓頂，或者在其高度的一半處收縮。
金屬板的一個最佳實施例存在于該板是彎曲板的場合。這一彎曲存在于垂直于鑲板平面的平面上。使用這種彎曲板，可以形成例如圓屋頂，這種屋頂在一個方向上強烈彎曲，而在另一個方向上輕度彎曲。
根據本發明的第二方面，本發明的第二目的由一種用于建筑目的的金屬板的成形方法來實現，這種金屬板包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，該方法包括如下步驟與一條或兩條凸緣基本平行的平面上形成一道或多道瓦楞，從而在鑲板平面上給出一條或兩條非線性形式的凸緣。
使用該方法，當從具有非線性凸緣的金屬板開始時，得到了這樣一種金屬板，它包括一塊鑲板和兩條直立凸緣，其中在鑲板平面上一條或兩條凸緣具有非線性形式。具有非線性凸緣的金屬板在現有技術中是公知的。非線性形式是通過形成一道或多道瓦楞而被引入到鑲板上的。在形成瓦楞的地方，相對于鑲板的寬度，鑲板得到了額外的長度，因此鑲板以及金屬板會在這里變窄。當然也在具有非線性凸緣和平面鑲板的金屬板上形成瓦楞，并且這樣還可以改變非線性凸緣的形狀；但是，具有非線性凸緣和平面鑲板的這種金屬板在現有技術是未知的。
必須指出的是，在現有技術中已知的具有直凸緣且為矩形或錐形的鑲板上，常常存在瓦楞。這些瓦楞例如可以吸收(take up)由于溫度差異而造成的金屬膨脹或收縮。但是，這些已知的瓦楞沿金屬板的整個長度而存在，并且不會引起凸緣的任何非線性。
根據一個最佳方法，一道或多道瓦楞在鑲板的部分長度上形成。在有瓦楞的那些地方，鑲板的寬度會變窄，因為瓦楞占據了一些材料。這樣，凸緣會變成非線性的。
所形成的一道或多道瓦楞的不同部分最好具有不同的高度。由于高度上存在差異，因此正如在鑲板的整個寬度上所看到的那樣，會有不等量的材料被占據。因此，高度增加或傾斜的瓦楞會導致輕微彎曲的凸緣，無論是外凸的還是內凹的。這就意味著，根據本發明，可以使用下述形式的瓦楞，即遍布金屬板的整個長度，但沿金屬板的長度在不同的地方具有不同的高度，或者具有連續變化的高度。
根據一個最佳方法，通過使用一個或多個有槽軋輥而形成所述的一道或多道瓦楞。所述的一個或多個有槽軋輥在鑲板上軋出一道或多道瓦楞，并以這樣的方式給予凸緣非線性形式。
根據本發明的第三方面，本發明的第三目的由一種用于建筑目的的金屬板的成形裝置來實現，該金屬板包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，所述裝置包括在鑲板上形成一道或多道與凸緣基本平行的瓦楞的裝置，因此凸緣在鑲板平面上得到非線性形式。
使用這種裝置，可以實施如本發明的第二方面所述的方法。
所述裝置最好包括調整金屬板凸緣的裝置，由所述成形裝置形成的瓦楞必須平行于金屬板的凸緣，并且所述裝置最好還包括驅動金屬板通過所述成形裝置的裝置。所述調整裝置例如可以包括四對輥中的三對，金屬板上的凸緣被導向這些輥之間并被調整。一個從動輥可以放在這些導向輥之間以驅動金屬板通過所述成形裝置。金屬板整體上可以被導向水平導向輥之上。
所述裝置最好包括在用成形裝置形成瓦楞之后用于引導凸緣的裝置，并且最好還包括用于牽引金屬板通過成形裝置的裝置。這些導向裝置也可以包括水平的導向輥和一些輥對，以引導金屬板的凸緣。用同樣的方法，從動輥可用于牽引金屬板通過成形裝置。
根據一個最佳實施例，成形裝置包括一個或多個具有圓形突起的輥，其中突起的橫截面與待成形的瓦楞的橫截面基本對應；成形裝置最好還包括一個或多個具有互補的圓形凹陷的配合輥。使用這些輥會形成平行于凸緣而延伸的瓦楞，這些瓦楞沿凸緣成形。一對配套的輥——其中一個具有突起而另一個具有凹陷——會造成具有預期橫截面的瓦楞，而不會形成折痕。顯然，橫截面的形狀可根據需要選擇(只要使用輥時技術上可行)，由于瓦楞所消耗的材料的量取決于瓦楞高度最高的部分。
具有圓形突起的輥最好由發動機驅動并且其高度最好可以調節。具有突起的那些輥必須在鑲板上軋出瓦楞，為了這一原因，這些輥最好由發動機驅動。通過使這些輥的高度可以調節可以在鑲板上形成高度可變的瓦楞。配合輥可以具有恒定的高度。
這些輥最好可以更換。這樣，該裝置就容易調節，以生產具有預期的不同形式的瓦楞的金屬板。當然，也可以從具有一個突起以形成一道瓦楞的輥變換為具有兩個突起以同時形成兩道瓦楞的輥。這些突起可以不同，例如具有不同的高度，以同時形成不同的瓦楞。
下面將參照金屬板的一些典型實施例、一套裝置的一個典型實施例并根據附圖來說明本發明。
圖1-3展示了如本發明所述的金屬板的一些不同的實施例，這些圖不是按比例繪制的。
圖4展示了貫穿圖3A中的實施例的橫截面。
圖5非常簡單地展示了如本發明所述的用于形成如本發明所述的金屬板的裝置。
圖6展示了一幅大比例的橫截面圖，該橫截面貫穿圖5的裝置中的成形裝置。
圖1簡要展示了如本發明所述的基本呈錐形的金屬板的頂視圖。在圖1A中，錐形板1具有一塊鑲板10和兩條凸緣11、12。由于在靠近凸緣11和凸緣12的地方有瓦楞13、14形成，因此這兩條凸緣在鑲板平面上向內彎曲或內凹。金屬板用傳統的方式形成，因此鑲板的兩側具有兩條直凸緣。瓦楞13、14形成在鑲板10的中部，從而造成鑲板的中部收縮，并給予金屬板內凹的形狀。盡管在圖1中無法清楚地看到，但是從鑲板的中部開始，所有的瓦楞在其端部上或者在其長度的兩半部分上都具有傾斜的高度，從而造成內凹凸緣的平滑彎曲。
圖1B以同樣的方式展示了一塊基本呈錐形的金屬板2，它包括一塊鑲板20和凸緣21及22，但在這塊金屬板中，在鑲板20的整個長度上形成有兩道瓦楞23，并且在鑲板的中部也有兩道瓦楞24。在這個例子中，瓦楞23具有傾斜部分，這一部分比瓦楞24長，并且從鑲板的中部開始，瓦楞24在其長度的兩半部分上傾斜。
圖2展示了另一塊如本發明所述的基本呈錐形的金屬板，但它具有外凸的凸緣。在圖2A中，錐形板3具有一塊鑲板30和兩條凸緣31、32。由于在靠近凸緣31和凸緣32的地方形成有四道瓦楞33和四道瓦楞34，因此這兩條凸緣向外彎曲或者說外凸。這里的瓦楞形成在鑲板30的兩個端部，從而引起鑲板的端部收縮，并進而給予金屬板外凸的形狀。這里的瓦楞也具有傾斜的高度，但現在是朝向鑲板的中部。
在圖2B中又展示了一塊基本呈錐形的金屬板4，它具有一塊鑲板40和兩條凸緣41、42。在這塊金屬板中，靠近凸緣的地方形成有四道瓦楞43，而在鑲板的整個長度上形成有兩道瓦楞44。四道瓦楞43具有朝向鑲板的中部傾斜的高度，而兩道瓦楞44也具有朝向中部傾斜的高度。這樣，鑲板的兩個端部收縮最多，因此這塊金屬板也被給予外凸的形狀。
圖3展示了基本呈矩形的金屬板。圖3A展示了一塊金屬板5，它具有一塊鑲板50和兩條凸緣51、52。在鑲板上，以與圖1A中的金屬板1相同的方式并在相同的地方形成瓦楞53、54。這樣，金屬板5得到了內凹的凸緣51、52。在圖3B中，以類似的方式展示了具有凸緣61、62和瓦楞63、64的板60，這里的瓦楞以與圖2A中的板3相同的方式形成。這樣，金屬板6也被給予了外凸的凸緣61、62。
對板5和6需要指出的是，所有的瓦楞中有一些可以存在于板的整個長度上。而且，對所有的板，瓦楞的長度可根據需要縮短，瓦楞的傾斜度也可根據需要變小，這取決于凸緣所需的形式。顯然，除了外凸和內凹之外，凸緣還可以有其他形式，例如S形，或者部分是直的而部分彎曲的形狀。一條凸緣內凹而另一條凸緣外凸也是可以的，因此該板在鑲板平面內整體上是彎曲的。
圖4以大比例尺展示了穿過如圖3A中所示的板5中部的橫截面A-A。但是，圖4也可以是穿過板1或板2的橫截面，或者是板3、4或6的端視圖。圖4展示了具有凸緣51、52和瓦楞53、54的鑲板50。凸緣51、52具有最佳的形式，從而使一塊板的凸緣52可以與相鄰板的凸緣51配合。但是，其他的凸緣形式也是可以的。
圖1-4展示了具有四道瓦楞的金屬板。但是，使用較少或較多的瓦楞也是可以的，這取決于所需的收縮量。對于四道瓦楞，當瓦楞高度約為15mm時，最大收縮在10-15mm之間。當然，瓦楞在橫截面上也可以有其他形式，例如更突出。
圖5非常簡要地且未按比例展示了如本發明所述的金屬板的成形裝置。圖5A展示了該裝置的頂視圖，部分是橫截面B-B，圖5B是前視圖。該裝置包括四個單元進料單元100、第一成形單元110、第二成形單元120和完成單元130。
進料單元100具有支撐金屬板1的水平支撐輥101、垂直成對的導向輥102、103以及從動輥104、105，導向輥102、103用于引導金屬板的凸緣12并朝著單元110和120將其送到合適的位置，從動輥104、105將金屬板送入第一成形單元110內。用手將每塊金屬板放在進料單元100上，并且每塊金屬板在引導下通過導向輥102、103，直到它被從動輥104、105接收。當然，在多數情況下進料單元100要比圖5中所示的要長，由于金屬板常常長達10m甚至更多。
第一成形單元110也有支撐金屬板的支撐輥111、以及上成形輥112和下成形輥113。如圖所示，上輥具有圓形凹陷，而下輥具有圓形突起(未示)。下輥113受驅動設備(未示)驅動，且下輥113的高度可以由高度調節機構(未示)調節。上輥被固定在合適的高度，因此它們會在金屬板1的鑲板的上表面上滾動，并且可以在支架114之間自由旋轉，支架114從框架115伸出。如圖所示，呈現的是三個下輥和三個配套的上輥。但是，也可以使用較少的或較多的輥，例如這取決于待成形的瓦楞的高度。
第二成形單元120與成形單元110完全相同。因此不再說明第二成形單元的這一部分。也可以不使用第二成形單元，或者使用兩套第二成形單元，例如這取決于鑲板上的金屬的厚度、金屬的類型以及待成形的瓦楞的數目。
完成單元130也有支撐輥131以及成對的導向輥132、133，在瓦楞已經由成形單元110和120成形之后，導向輥132、133用于引導金屬板的凸緣。從動輥134、135用于牽引金屬板通過成形單元，尤其是在金屬板的端部還留在進料單元100內時。
圖6展示了穿過第一成形單元110 的一對上、下輥112、113的橫截面。還展示了帶有一道瓦楞的一部分金屬板1，這道瓦楞由上、下輥形成。上輥112可以在支架114之間自由旋轉，支架114固定在上框架115上。下輥可拆卸地連接到由驅動設備(未示)驅動的軸116上。軸116和下輥113在高度上可以由高度調節機構(未示)調節，該機構可以沿箭頭D方向移動。當上、下輥多于一對時，這些軸耦合在一起，從而以相同的速度旋轉，并移動到相同的高度。
為了能夠將一個下輥容易地更換為另一個下輥——后一個下輥上的圓形突起具有另外的橫截面，下輥113可拆卸地連接到軸上。上輥也必須更換。使用具有兩個或更多圓形突起的下輥和相應的上輥也是可以的，只要來自金屬板的材料易于流動而形成瓦楞。
用上述裝置在金屬板上形成瓦楞的方法大體如下具有兩條直凸緣的金屬板1的前端被放在進料單元100上，并且被引導通過導向輥102、103；板1一被輸送到從動輥104、105之間，這些輥就接收金屬板1并以恒定的速度將其輸送到第一成形單元110內；第一成形單元110包括一個檢測板前端的檢測設備(未示)和一個測量設備(未示)，例如一個測量輪，用于測量已經通過成形單元的那部分金屬板。以檢測設備和測量設備的信號為基礎，高度調節機構會抬高或降低下輥113，從而在金屬板上形成瓦楞。高度調節機構會受到一個控制設備(未示)的控制，該控制設備可根據程序在金屬板上形成具有預期長度和預期的上升或下降高度的預期瓦楞。以同樣的方法，第二成形單元120可以形成第二瓦楞，或者可以使第一成形單元形成的瓦楞形成更高的高度。當瓦楞形成在金屬板的后端上時，完成單元130支撐金屬板的前端，并用從動輥134牽引金屬板通過成形單元。
對本領域熟練技術人員來說，顯然也可以使用其他形式的進料、成形和完成單元，只要它們能完成在鑲板的相對兩側具有兩條凸緣的金屬板上形成瓦楞的目的。
權利要求
1.用于建筑目的的金屬板，包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，其特征在于一條或兩條凸緣在鑲板平面上具有非線性形式。
2.如權利要求1所述的金屬板，其特征在于一條或兩條凸緣具有基本外凸的形式。
3.如權利要求1所述的金屬板，其特征在于一條或兩條凸緣具有基本內凹的形式。
4.如權利要求1、2或3所述的金屬板，其特征在于鑲板包括與一條或兩條凸緣基本平行的一道或多道瓦楞，這道/這些瓦楞給了這條/這兩條凸緣非線性形式。
5.如權利要求2和4所述的金屬板，其特征在于一道或多道瓦楞形成在金屬板的長度上的一端或兩端處的鑲板部分上。
6.如權利要求3和4所述的金屬板，其特征在于一道或多道瓦楞形成在金屬板的長度上的基本一半處的鑲板部分上。
7.如前述權利要求中的任一項所述的金屬板，其特征在于該板為基本呈錐形的板。
8.如前述權利要求中的任一項所述的金屬板，其特征在于該板為彎曲板。
9.用于建筑目的的金屬板的成形方法，該板包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，該方法包括如下步驟在與一條或兩條凸緣基本平行的平面上形成一道或多道瓦楞，從而在鑲板平面上給出一條或兩條非線性形式的凸緣。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于一道或多道瓦楞形成在鑲板長度的一部分上。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特征在于所形成的一道或多道瓦楞的不同部分具有不同的高度。
12.如權利要求9、10或11所述的方法，其特征在于使用一個或多個有槽軋輥形成所述的一道或多道瓦楞。
13.用于建筑目的的金屬板的成形裝置，該板包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣，該裝置包括用于在鑲板上形成一道或多道與凸緣基本平行的瓦楞的裝置，因此凸緣在鑲板平面上得到非線性形式。
14.如權利要求13所述的裝置，包括用于調整金屬板凸緣的裝置，由所述成形裝置形成的瓦楞必須平行于金屬板的凸緣，并且所述裝置最好還包括驅動金屬板通過所述成形裝置的裝置。
15.如權利要求13或14所述的裝置，包括在用成形裝置形成瓦楞之后用于引導凸緣的裝置，并且最好還包括用于牽引金屬板通過成形裝置的裝置。
16.如權利要求13、14或15所述的裝置，其特征在于該成形裝置包括具有圓形突起的一個或多個輥，其中突起的橫截面與待成形的瓦楞的橫截面基本一致，該成形裝置最好還包括具有互補的圓形凹陷的一個或多個配合輥。
17.如權利要求16所述的裝置，其特征在于具有圓形突起的這個輥或這些輥由發動機驅動，并且在高度上最好可以調節。
18.如權利要求16或17所述的裝置，其特征在于這些輥可以替換。
全文摘要
本發明涉及一種用于建筑目的的金屬板，包括一塊鑲板和位于鑲板相對兩側的兩條縱向直立凸緣。根據本發明，一條或兩條凸緣在鑲板平面上具有非線性形式。本發明還涉及制造這種板的方法和裝置。
文檔編號E04C2/08GK1625449SQ03802851
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月17日 優先權日2002年1月28日
發明者漢斯-于爾根·德倫, 溫弗里德·卡勒特, 伯因哈德·梅茨多夫 申請人:科魯斯建筑系統有限公司