特許 6178307 スチールプロファイルの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6178307

(24)【登録日】2017年7月21日

(45)【発行日】2017年8月9日

(54)【発明の名称】スチールプロファイルの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 11/08 20060101AFI20170731BHJP

   B21D 5/01 20060101ALI20170731BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20170731BHJP

【ＦＩ】

   B21D11/08

   B21D5/01 Z

   B23K26/364

【請求項の数】18

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-508840(P2014-508840)

(86)(22)【出願日】2012年5月4日

(65)【公表番号】特表2014-512963(P2014-512963A)

(43)【公表日】2014年5月29日

(86)【国際出願番号】EP2012058311

(87)【国際公開番号】WO2012150352

(87)【国際公開日】20121108

【審査請求日】2015年3月27日

(31)【優先権主張番号】102011100633.1

(32)【優先日】2011年5月5日

(33)【優先権主張国】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513277267

【氏名又は名称】オリガミ・スティール・コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＯＲＩＧＡＭＩ ＳＴＥＥＬ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】アヒム・ヴンシュ

【審査官】 細川 翔多

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５７−０７２７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３７１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１５６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１００５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３７８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６２４５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ １１／０８

Ｂ２１Ｄ ５／０１

Ｂ２３Ｋ ２６／３６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スチールプロファイルを製造する方法であって、
ワークピース（２、４４、５２）を提供するステップと、
ワークピース（２、４４、５２）内の屈曲予定の領域に脆弱点（１０）を形成するステップと、
ワークピース（２、４４、５２）を屈曲させて、ワークピース（２、４４、５２）に屈曲部を製造するステップと、を含み、
くぼみ（１１）は、ワークピース（２、４４、５２）内の脆弱点（１０）を形成し、
ワークピース（２、４４、５２）内の屈曲部（２１）の内側に形成されたくぼみ（１１）は、溶接によって屈曲加工後に閉じられ、
溶接は、ワークピース（１３００）の屈曲部の外側（１３２０）から内側（１３２１）に向かう集光レーザビーム（１３１０）を用いて行われる、方法。

【請求項2】

脆弱点（１０）は、ワークピース（２、４４、５２）内にくぼみ（１１）を形成することによって形成される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

脆弱点（１０）は、フライス加工、圧延加工、押し抜き加工又はスタンピング加工により形成される、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

屈曲後の脆弱点（１０）は、溶接により補強される、請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。

【請求項5】

脆弱点（１０）を形成するとともにワークピース（２、４４、５２）内の屈曲部（２１）の内側に形成されたくぼみ（１１）は、屈曲加工時に縮小され又は閉じられ、
脆弱点（１０）を形成するとともにワークピース（２、４４、５２）内の屈曲部（２１）の外側に形成されたくぼみ（１１）は、屈曲加工時に拡大される、請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。

【請求項6】

脆弱点（１０）を形成するくぼみ（１１）を画定する側面（１６）は、互いに剥離不能に接合される、請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。

【請求項7】

屈曲は、自由曲げ、折り畳み又は型曲げにより行われる、請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。

【請求項8】

ワークピース（２、４４、５２）は、スチールストリップロール（４２）を広げることによって提供される、請求項１から７のいずれか１つに記載の方法。

【請求項9】

くぼみ（８１０）は、スチールストリップブランク（８０１）の形態であるワークピース（８００）内に屈曲加工前に導入され、くぼみは、スチールストリップブランクの長手方向（８１５）に対して実質的に交差するように配向されるとともに、スチールストリップブランク（８０１）の側縁（８１６）にて開放されている、請求項１から８のいずれか１つに記載の方法。

【請求項10】

くぼみ（８１０）はスチールストリップブランク（８０１）内に延びており、このとき、くぼみ（８１０）の第１の部分（８２１）を収めるスチールストリップブランク（８０１）の第１の領域（８２０）における曲げモーメント（８４０）が、くぼみ（８１０）の第２の部分（８３１）を収めるスチールストリップブランク（８０１）の第２の領域（８３０）に伝達されない、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

矢板であって、
矢板（５２１；１０２１）を、別の矢板（５１１；１０１１）又は支持要素のロック部材（５１２；１０１２）に接続するロック部材（５２２；１０２２）と、
矢板（５２１；１０２１）の壁部（５２７；１０２７）から延びるネックストリップ（５２３；１０２３）と、
ネックストリップ（５２３；１０２３）からヘッドストリップ（５２４；１０２４）と、
ヘッドストリップ（５２４；１０２４）からフロントストリップ（５２５；１０２５）
と、
フロントストリップ（５２５；１０２５）から延びるクローストリップ（５２６；１０２６）とを備え、
クローストリップ（５２６；１０２６）はフロントストリップ（５２５；１０２５）に対して、少なくとも９０°の角度（β；Ψ）にて実質的に配向されるとともに、ネックストリップ（５２３；１０２３）、ヘッドストリップ（５２４；１０２４）およびフロントストリップ（５２５；１０２５）によって形成されるＵ字状領域（５２８；１０２８）におけるフロントストリップ（５２５；１０２５）から延びる、矢板。

【請求項12】

ネックストリップ（１０２３）は壁部（１０２７）に対して、最大で９０°の角度（χ）で配向され、および／又は、
ヘッドストリップ（１０２４）はネックストリップ（１０２３）に対して、最大で９０°の角度（φ）で配向され、および／又は、
フロントストリップ（１０２５）はヘッドストリップ（１０２４）に対して、最大で９０°の角度（σ）の角度で配向される、請求項１１に記載の矢板。

【請求項13】

クローストリップ（１０２６）はフロントストリップ（１０２５）に対して、実質的に１２０°―１４０°の角度（Ψ）にて配向されている、請求項１１又は１２に記載の矢板。

【請求項14】

クローストリップ（５１４；５２４）の一端（４０２；５０２；５０３）はラウンド化されている、請求項１１から１３のいずれか１つに記載の矢板。

【請求項15】

請求項１１から１４のいずれか１つの請求項に記載の少なくとも２つの前記矢板を含む矢板壁。

【請求項16】

ワークピースからスチールプロファイルを製造するためのシステムであって、ワークピース（２、４４、５２）内の屈曲予定の領域に、脆弱点（１０）を形成するための脆弱化装置（１４、５６）と
脆弱点（１０）の領域においてワーク（２、４４、５２）を屈曲させるための屈曲化装置
（２０、６０、７２５）とを備え、
切断装置（７２０）は、スチールストリップブランクの長手方向（８１５）に対して実質的に交差するように配向されるとともにスチールストリップブランクの側縁（８１６）にて開放されているくぼみ（８１０）を導入するように設計されている、システム。

【請求項17】

ワークピース（２、４４、５２）を提供するための供給装置（５０、７０４）を備える、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

切断装置（４３）は、スチールストリップコイル（４２）から供給されたスチールストリップをワークピース（２、４４、５２）に分割するために設けられている、請求項１６又は１７に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スチール処理およびスチール製造の分野に関し、特にスチールプロファイル（steel profile）の製造に関する。本発明は、スチールプロファイルを製造する方法に関する。本発明はさらに、スチールプロファイル、特に前述の方法によって製造されるスチールプロファイルに関する。本発明はまた、矢板に関し、特にＺ型の矢板に関する。本発明はさらに、ワークピース（workpiece）から、特にスチールブランク（steel blank）から、好ましくはスチールストリップブランク（steel strip blank）からスチールプロファイルを製造するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

スチールプロファイルや矢板を製造する方法およびスチールプロファイルを製造するためのシステムは、基本的には従来技術から知られている。製鉄所では、スチールプロファイルは多くの場合、連続鋳造法、熱間圧延又は冷間圧延によって製造される。スチールブランクを形成する塊から作成されるスチールプロファイルも知られている。矢板壁を構築する際、矢板壁の構成要素としては、矢板の形態のスチールプロファイルがよく使用される。この場合、特にＺ字状の矢板とＵ字状の矢板が知られており、これらは例えば「ラーセンインターロック（Larssen interlocks）」などのインターロックの各種形態によって互いに接続されている。矢板を地中に挿入、打ち込み（ramming）又は振動させる際に、インターロックを互いに挿入することにより、矢板は相互に接続される。

【発明の概要】

【0003】

本発明の目的は、改善されたスチールプロファイルの製造方法、改善されたスチールプロファイル、改善された矢板、およびワークピースからスチールプロファイルを製造する改善されたシステムを提供することである。

【0004】

この目的は、スチールプロファイルを製造する方法であって、ワークピース、特にスチールブランク、好ましくは、スチールストリップブランクを提供するステップと、ワークピース内の屈曲予定の領域に脆弱点を形成するステップと、ワークピースを屈曲させて、ワークピースに屈曲部を製造するステップと、を含む方法である本発明によって達成される。

【0005】

本発明は、従来技術の方法がいくつかの欠点を有しているという認識に基づいている。従来技術の方法は、エネルギー集中化および労働集中化しており、高いセットアップ費用および／又はスタートアップ費用を伴う。これにより、大規模な少量受注量と比較的長い納期となってしまうので、製造は事前に長期に計画されるとともに、顧客の注文に柔軟に対応するためには大量のストックを保管することが必須である。

【0006】

本発明による方法の利点は、スチールプロファイルが、コイルおよび／又はスチールストリップのロールから好ましくは直接的に、又は出発物質としての圧延スチールワークピースから自立的に、柔軟に、完全に自動的に製造できることである。比較的低い工具コスト、労働コスト、および材料の損失が小さいことにより、製造コストも低く維持される。この方法を適用することによって、需要にうまく適合したタイミングの良い製造を達成することができるとともに、保管コストを低く抑えることができる。この方法はまた、エネルギー効率良く、クリーンで、かつ環境に優しく動作する。厚肉のスチールを処理する際に特にエネルギーを節約することができる。

【0007】

ワークピース内の脆弱点は好ましくは、ワークピースにおける屈曲予定部に沿って延びる。

【0008】

本発明による方法の有利な一実施形態によれば、脆弱点は、ワークピース内の特にノッチにくぼみを形成することによって形成される。これは、ワークピース内の屈曲予定の領域に脆弱点を形成するのに特に好都合でシンプルな変形である。

【0009】

本発明の内容において、「ノッチ」との表現は、開放端を有するようにワークピースに形成されるくぼみとして理解される。

【0010】

本発明による方法の別の実施形態では、脆弱点、特に脆弱点を形成するくぼみは、フライス加工、圧延加工、押し抜き加工又はスタンピング加工により形成される。このように脆弱点は特に簡単な方法により、必要に応じて自動的にワークピースに形成することができる。

【0011】

本発明による方法の特に好ましい実施形態では、屈曲後の脆弱点は、溶接により、特にレーザ溶接により、好ましくはレーザハイブリッド溶接技術により補強される。このような屈曲目的のために設けられる脆弱点の補強により、特に高い剛性を有するスチールプロファイルが屈曲後に生成される。

【0012】

溶接は好ましくは、屈曲によって部分的に閉じられたくぼみを完全に閉じるように機能する。例えば、互いに接触するワークピース内のくぼみの端部を、溶接によって互いに剥離不能に接合することができる。

【0013】

本発明の内容において、「レーザ溶接」との表現は、光学的に収束された高強度のレーザビームを用いた、スチールプロファイルの２つの端部の剥離不能な接合を意味すると理解される。

【0014】

本発明による方法の一実施形態によれば、溶接は、ワークピースの屈曲部の外側から内側に向かう集光レーザビームを用いて、特に屈曲加工後にくぼみによって形成されるゼロギャップ（zero gap）に沿って行われ、ビームの焦点は好ましくはワークピースの中にある。「ゼロギャップ」との表現は、本発明の内容において、くぼみの側面は屈曲後に互いに対向する、例えば、化学結合を形成することなく接触することを意味すると理解される。

【0015】

基本的に、ワークピースを１回のみ屈曲させることによって、屈曲角度にかかわらず、ワークピース内の屈曲部の外側から内側に溶接を行う、又はワークピース内の屈曲部の内側から外側に溶接を行うことができる。しかしながら、スチールプロファイルを製造する場合、屈曲部によっては屈曲部の内側から溶接を始めることができなくなっており、それは、屈曲部および／又はゼロギャップの内側がワークピース内の隣接するストリップによって隠れ、レーザビームがアクセス不能となっているためである。溶接はまた、屈曲部の外側から内側に導かれるレーザビームによって、特に簡単な方法により行うことができる。発振ビーム又は２つの部分のレーザビームよりもむしろ、単一の集光レーザビームが好ましくは使用される。

【0016】

本発明の方法の別の実施形態では、脆弱点を形成するとともに屈曲部の内側に形成されたくぼみが、屈曲加工時に縮小され又は閉じられる、あるいは、脆弱点を形成するとともにワークピース内の屈曲部の外側に形成されたくぼみが、屈曲加工時に拡大される。これは、特に好都合な方法の実施形態であり、ここでは、脆弱点を形成するくぼみが屈曲目的のために特に適切な方法で形成される。本方法は、実行される屈曲に適合可能なように材料中のくぼみが屈曲前に形成されるため、このようにして単純化される。くぼみは、好ましくは、意図される屈曲角度に合わせることが可能である。

【0017】

本発明の方法の別の好都合な実施形態によれば、脆弱点を形成するくぼみは、ワークピース内に設けられ、ワークピース内の屈曲部の内側に形成されたくぼみは、溶接によって、特にレーザ溶接によって屈曲加工後に閉じられる。本方法では、最初に屈曲時に小型化されたくぼみが溶接により閉じられることで、スチールプロファイルを補強する。

【0018】

本発明による方法の別の実施形態では、脆弱点を形成するくぼみを画定する側面が剥離不能に接合されている。このように、屈曲目的で設けられた脆弱点が屈曲後に追加的補強される。

【0019】

本発明による方法の別の好都合な実施形態によれば、屈曲は、自由曲げ、折り畳み又は型曲げにより行われる。このように、ワークピースを特に簡単かつ自動化された方法で屈曲させて、スチールプロファイルを形成することができる。

【0020】

本発明の方法のさらに別の好ましい実施形態によれば、ワークピースは、スチールストリップロールを、特にコイルを広げることによって提供される。本発明の内容において、「コイル」との表現は、例えばスチールストリップコイルの形態で、巻線金属ストリップ（wound metal strip）を意味すると理解される。

【0021】

本発明による方法の別の好ましい実施形態によれば、くぼみは、スチールストリップブランクの形態であるワークピース内に屈曲加工前に導入され、くぼみは、スチールストリップブランクの長手方向に対して実質的に交差するように配向されるとともに、スチールストリップブランクの側縁にて開放されている。くぼみは例えば、スタンピングツール、高出力レーザビーム、又はスチールソーなどによって、スチールストリップブランク内に短手方向に導入されたスロット状のくぼみの形態で提供される。スチールストリップブランクの長手方向は好ましくは、例えば生産ライン上で製造ステップ中にスチールストリップブランクが移動する方向である。これはまた、より具体的には、スチールストリップコイルから巻きの取れたスチールストリップが製造ラインに供給される。

【0022】

くぼみがあることによって、製造プロセスの工程を、スチールストリップブランクの第１の領域にて、くぼみによって第１の領域から分離されているスチールストリップブランクの第２の領域に影響を与えることなく、行うことができる。

【0023】

前述した実施形態の好ましい発展形によれば、くぼみはスチールストリップブランク内に延びており、このとき、くぼみの第１の部分を収めるスチールストリップブランクの第１の領域における曲げモーメントが、くぼみの第２の部分を収めるスチールストリップブランクの第２の領域に伝達されない。これにより実質的に、スチールストリップブランクが使用されるスチールプロファイルの製造プロセスを簡略化する。本発明の方法によれば、スチールストリップブランクの個々のセクションを屈曲前に互いに完全に分離させることなく、屈曲を実施することができる。くぼみは、各スチールストリップブランクの第１の領域における曲げモーメントがスチールストリップブランクの第２の領域に伝達されないような方法で、スチールストリップブランク内に所定の深さで導入され、２つの領域はそれにもかかわらず、スチールストリップブランクの所定の部分に接合されたままである。

【0024】

本発明による製造プロセスによれば、スチールプロファイルを生成するために、スチールストリップブランクの第１の領域は、例えばワークピースがその中で屈曲可能なように、屈曲化装置内に配置される。くぼみはこの場合、例えば、脆弱化装置内に配置されたままであるスチールストリップブランクの第２の領域に屈曲が適用されることを防止するように機能する。

【0025】

最初に特定された目的は、スチールプロファイル、特に前述の方法によって製造されたスチールプロファイルであって、屈曲領域に脆弱点を有するワークピースの形態であるスチールプロファイルの発明によって達成される。

【0026】

本発明は、従来技術のスチールプロファイルが多くの欠点を持っているという認識に基づいている。今までは、従来技術のスチールプロファイルは、非常に大きなエネルギーを適用することによってのみ屈曲を行うことができた。展開された屈曲化技術に応じて、例えばワークピース内の屈曲部の内側にある、材料の蓄積や歪みは、最終加工時に除去されることを要する。

【0027】

本発明によるスチールプロファイルの１つの利点は、スチールプロファイルを形成するための屈曲化技術を特に単純でエネルギー効率の良い方法で行うことができることである。材料コストも低く抑えることができる。

【0028】

本発明のスチールプロファイルの１つの有利な実施形態によれば、脆弱点は、ワークピース内のくぼみとして形成される。脆弱点はこのように、特に単純かつ好都合な形態で提供される。

【0029】

本発明のスチールプロファイルの特に好ましい１つの実施形態では、ワークピースは、屈曲領域に実質的にＶ字状のくぼみを有し、くぼみの側面は、好ましくは９０°―１３５°の範囲の角度を形成する。

【0030】

本発明のスチールプロファイルのさらに別の好ましい実施形態によれば、ワークピースは、屈曲領域に実質的にＷ字状のくぼみを有する。ここでのＷ字状のくぼみは、互いに隣接して設けられた２つのＶ字状のくぼみによって形成することができる。屈曲後、Ｗ字状のくぼみの側面、すなわち２つのＶ字状のくぼみのそれぞれの側面は、互いに対向してゼロギャップを形成している。このゼロギャップは溶接により、特にレーザ溶接により、閉じることができる。

【0031】

Ｗ字状のくぼみの１つの重要な利点は、ワークピースを屈曲する際に、特に小さな領域のみが変形される、すなわち冷間形成される、ということである。屈曲部の内側に向かって開放されたＷ字状のくぼみの場合には、屈曲部の内側には面していないワークピースの領域のみが屈曲加工時に変形する。その結果、ワークピースの材料の強度は屈曲によってわずかに影響を受ける。このことは、スチールプロファイルを使用する際に特に重要である。変形領域は硬化するものの、より脆弱となるからである。

【0032】

本発明のスチールプロファイルの別の好ましい実施形態によれば、ワークピースは、第１の領域ではＶ字状で第２の領域、特に底部ではＷ字状であるくぼみを有し、Ｖ字状領域の側面は、好ましくは約５０°―１１０°の範囲の角度を形成する。ワークピースが屈曲された後に、くぼみのＷ字状領域の側面は互いに対向するとともに、ゼロギャップを形成する。くぼみのＶ字状領域の側面は、屈曲後に互いに対向するとともに、ゼロギャップを形成している。このように３つのゼロギャップが形成される。すなわち、１つのゼロギャップがV字状領域に形成され、２つのゼロギャップがＷ字状領域に、すなわち、Ｗ字状領域を形成する２つのＶ字状のくぼみの側面の間に形成される。これらのゼロギャップは、好ましくは溶接により、特にレーザ溶接により閉じられる。

【0033】

このようなくぼみの１つの重要な利点は、ワークピースを屈曲したときに、非常に小さな領域のみしか変形されないことである。屈曲部の内側に開放しているこの種のくぼみによれば、前述の領域は例えば、屈曲部の内側には面していない領域である。その結果、ワークピースの材料の強度は屈曲によってわずかに影響を受けるのみである。さらに、この種のくぼみによれば、材料に対する影響を最小限にしながら、大きな屈曲角度を生成することが可能である。また、ワークピースが延ばされる方向に関係なく、すなわち、ブランクの製造中にローラが回転する方向に関係なく、良好な曲げ特性を得ることができる。この種のくぼみが設けられたワークピースを屈曲した後に、ワークピースは、屈曲部の頂部にてワークピースの屈曲されていない領域よりも大きな厚みを有する。例えば、ワークピースが１１０°の角度で屈曲された場合、頂部は、屈曲されていない領域におけるワークピースの約１．７倍の厚みを有する。

【0034】

前述の２つの実施形態の別の好ましい発展形によれば、Ｗ字状のくぼみの側面はＶ字状のくぼみの側面に隣接する、特にＷ字状のくぼみにおけるそれぞれの外側側面がＶ字状のくぼみの側面に隣接する。これは具体的には、Ｗ字状のくぼみの外側側面の自由端部がＶ字状のくぼみの側面に隣接するものと理解することができる。例えば、Ｖ字状のくぼみの側面は互いに隣接しないが、Ｗ字状のくぼみの端部からワークピース内の屈曲部の内側に向かって、すなわちくぼみの開放側面に向かってそれぞれ延びる。このようにして特に、屈曲部の内側に開放されたくぼみを生成することができる。

【0035】

Ｖ字状のくぼみの側面の間の角度は、ワークピースの屈曲角度と等しいことが好ましい。また、Ｗ字状のくぼみのそれぞれの外側側面が実質的に互いに平行に配向されていることが好ましい。さらに好ましくは、Ｖ字状のくぼみの側面の間の角度が増加するにつれて、Ｗ字状のくぼみの幅が増加する。

【0036】

本発明のスチールプロファイルの別の好都合な設計において、ワークピースは、屈曲領域にある脆弱点を補強するための溶接継目、特にレーザ溶接継目を有する。これにより、特に安定しており、製造が単純なスチールプロファイルが得られる。

【0037】

最初に特定された目的は、上述した種類の方法により製造されたスチールプロファイルによって形成された矢板、特にＺ型の矢板によって達成される。本発明の方法により製造される矢板は、矢板の屈曲されていない領域よりも、特に屈曲部の頂点にて大きな厚みを有する。ＤＩＮ１０２４８によると、矢板は一般的に、屈曲されていない領域では約１２ｍｍのオーダーの厚さを有する。

【0038】

最初に特定された目的は以下の本発明によって達成される。その発明は、矢板、特にＺ型の矢板であって、矢板を別の矢板又は支持要素のロック部材に接続するロック部材と、矢板の壁部から実質的に垂直に延びるネックストリップと、ネックストリップから延びるクローストリップとを備え、クローストリップはネックストリップに対して、少なくとも９０°、特に１００°―１３０°の角度にて実質的に配向しており、クローストリップの一端は壁部に面する、矢板である。矢板の壁部から実質的に垂直に延びるネックストリップは、好ましくは、壁部に対して約９０°の角度で配向されていることを意味するものと本発明の内容において理解されるべきである。

【0039】

矢板のロック部材は、好ましくは、前述した種類の方法による本発明によって製造される。これは、好ましくは、上述の方法でスチールストリップブランクを曲げることによってロック部材の形状にすることで行われる。ロック部材は特に、別の矢板のロック部材と係合するように使用される。これは、好ましくは、地面に激突または振動しているときに、別の矢板のロック部材にロック部材を挿入することによって行われる。

【0040】

本発明による矢板の好ましい実施形態によれば、ネックストリップは壁部に対して、最大９０°の角度、特に約２０°―６０°の角度、好ましくは３５°―４５°の角度で配向されている。

【0041】

最初に特定された目的は以下の本発明によって達成される。その発明は、矢板、特にＺ型の矢板であって、矢板を、別の矢板又は支持要素のロック部材に接続するロック部材と、矢板の壁部から実質的に垂直に延びるネックストリップと、ネックストリップから特に実質的に垂直に延びるヘッドストリップと、ヘッドストリップから特に実質的に垂直に延びるフロントストリップと、フロントストリップから延びるクローストリップとを備え、クローストリップはフロントストリップに対して、少なくとも９０°の角度、特に１００°―１３０°の角度にて実質的に配向されるとともに、ネックストリップ、ヘッドストリップおよびフロントストリップによって形成されるＵ字状領域におけるフロントストリップから延びる、矢板である。矢板の壁部から実質的に垂直に延びるネックストリップは、好ましくは、本発明の内容において、壁部に対して約９０°の角度で配向されていることを意味するものと理解されるべきである。ネックストリップから実質的に垂直に延びるヘッドストリップは、好ましくは、本発明の内容において、ネックストリップに対して約９０°の角度で配向されていることを意味するものと理解されるべきである。ヘッドストリップから実質的に垂直に延びるフロントストリップは、好ましくは、本発明の内容において、ヘッドストリップに対して約９０°の角度で配向されていることを意味するものと理解されるべきである。

【0042】

矢板のロック部材は、好ましくは、前述した種類の方法による本発明によって製造される。これは、好ましくは、上述の方法でスチールストリップブランクを曲げることによってロック部材の形状にすることで行われる。ロック部材は特に、別の矢板のロック部材と係合するように使用される。これは、好ましくは、地面に激突または振動しているときに、別の矢板のロック部材にロック部材を挿入することによって行われる。

【0043】

矢板のロック部材（本段落では第２のロック部材として言及）は特に、ネックストリップとクローストリップを備える上述した種類のロック部材（本段落では第１のロック部材として言及）と係合するために使用される。２つのロック部材が係合している場合、２つのフロントストリップは互いに対向するとともに、実質的に平行に配向される。２つのロック部材におけるクローストリップもまた互いに対向している、すなわち、第１のロック部材のクローストリップが第２のロック部材のクローストリップと平行に延びている。第１のロック部材のネックストリップは、第１のロック部材のネックストリップ、ヘッドストリップおよびフロントストリップによって形成された第２のロック部材のＵ字状領域における矢板の壁部から延びている。クローストリップは、第１ロック部材のネックストリップおよびクローストリップによって形成された第１のロック部材の領域内に突出している。ロック部材によって互いに結合されている矢板の２つの壁部は実質的に互いに平行に並べられ、同一平面内に配置される。前述した種類の２つのロック部材が接合されている場合、従来技術のロック部材の接続におけるものと比較して体積の非常に小さい隙間が形成されている。この結果、ロック部材が相互に挿入された後の隙間を埋めるために必要とされる封止材の量が少なくなる。さらに好ましくは、第１のロック部材は矢板の第１の端部に形成され、別のロック部材、好ましくは第２のロック部材に対応するロック部材は、矢板の第２の端部に形成される。有限要素法に基づく数値分析およびロック部材を用いた試験により、前述した本発明における２つのロック部材の間の接続が特に引張力に対して弾力性があることが示されている。これは特に、ネックストリップが壁部に対して垂直に配向されるとともに、クローストリップはネックストリップに対して、１２０°―１４０°の角度にて延びる第１のロック部材の場合である。これはまた、ネックストリップが壁部に対して実質的に垂直に配向され、ヘッドストリップがネックストリップに対して実質的に垂直に配向され、フロントストリップはヘッドストリップに対して実質的に垂直に配向され、クローストリップはフロントストリップに対して１２０°―１４０°の角度にてネックストリップから延びている、第２のロック部材の場合である。もし、この種のロック部材が接合されたときに、引張力がロック部材（矢板の材料厚さは約１０ｍｍである）の壁部の延在方向に作用する場合、１３６ｋＮ（ｋＮ：キロニュートン）の引張力が作用するまでロック部材は崩れない。それに比較して、従来技術から知られるようなＬａｒｓｓｅｎプロファイルの間の結合は、８０ｋＮの引張力が作用したときに崩れる。前述の引張力は、それぞれ長さ１００ミリメートルの試料を用いて測定した。

【0044】

本発明による矢板の１つの好ましい発展形によれば、ネックストリップは壁部に対して、最大で９０°の角度、特に約３０°―７０°の角度、好ましくは４５°―５５°の角度で配向され、および／又は、ヘッドストリップはネックストリップに対して、最大で９０°の角度、特に約２０°―５０°の角度、好ましくは３０°―４０°の角度で配向され、および／又は、フロントストリップはヘッドストリップに対して、最大で９０°の角度、特に約３０°―７０°の角度、好ましくは４５°―６０°の角度で配向される。

【0045】

本発明による矢板の１つの好ましい発展形によれば、クローストリップはフロントストリップに対して、実質的に１２０°―１４０°の角度にて配向されている。

【0046】

有限要素法に基づく数値分析およびロック部材を用いた試験により、前述した本発明における２つのロック部材の間の接続が特に引張力に対して弾力性があることが示されている。もし、引張力がロック部材（矢板の材料厚さは約１０ｍｍである）の壁部の延在方向に作用する場合、１１２ｋＮの引張力が作用するまでロック部材は崩れない。１１０ｋＮの引張力が作用したとき、例えば、接合されたロック部材の壁部は、力が作用していない元の位置に比べて５０―６０ｍｍ引き離される。これに比較して、上記のように接合されたロック部材の壁部は、力が作用していない元の位置に比べて９０−１００ｍｍ引き離される。換言すれば、引張力が作用したときの壁部の間のオフセットは、上述した２つのロック部材の間の結合に比べて小さい。別の利点は、約８０ｋＮのオーダーの力が作用したときに、上述したロック部材の場合よりも応力とひずみが小さくなることが確保されることである。これは特に溶接点に有利である。

【0047】

本発明の矢板の有利な一実施形態によれば、クローストリップの一端はラウンド化（rounded）されている。これは例えば、クローストリップの端部が、矢板の断面の観点からは鋭いエッジを有さないということを意味する。クローストリップの端部は好ましくは、フライス加工によりラウンド化される。ロック部材を互いに挿入することにより矢板を結合すると、鋭いエッジにより、連結部（interlocks）から材料が切り取られることとなる。ロック部材間の蓄積を確保する挿し木（cuttings）は、部分的にくさび形となる。ロック部材を互いに挿入すると深刻な影響を受ける、又は特定量の挿し木がロック部材間に蓄積する場合にはそれが不可能になる。連結部はまた、材料を切除する鋭いエッジによって損傷されるとともに、安定性が同時に損なわれる。クローストリップの端部のラウンド化により、そのような材料の切除を防止することができる。すなわちこれは、連結部に対して損傷を与えることなく、特に簡単な方法で２つの矢板のロック部材を互いに挿入可能であることを意味する。

【0048】

最初に特定された目的はまた、上述した種類の少なくとも２つの矢板、特にＺ型の矢板を含む矢板壁である本発明によって達成される。

【0049】

最初に特定された目的はまた、ワークピースから、特にスチールブランクから、好ましくはスチールストリップブランクからスチールプロファイルを製造するためのシステムであって、ワークピース内の屈曲予定の領域に脆弱点を、特にくぼみを形成するための脆弱化装置と、脆弱点の領域において、ワークピースを屈曲させるための屈曲化装置とを備える、システムである本発明によって達成される。

【0050】

本発明は、スチールプロファイルを製造するための従来技術のシステムが特に複雑であり、高いレベルの消費電力、並びに高いセットアップ費用とスタートアップ費用を生じさせるという認識に基づいている。

【0051】

本発明によるシステムの１つの利点は、スチールプロファイルが特に簡単かつ自動化された方法でシステムを製造することができることにある。

【0052】

脆弱化装置は、好ましくは、フライス加工ユニット、パンチングユニット、スタンピングユニットおよび／又は圧延ユニットの形態で提供されても良い。好ましくは、屈曲化装置は、折り畳みユニット（folding unit）、型曲げユニット（die bending unit）および／又はワークピースの自由曲げを行うための屈曲化ユニットを含んでも良い。

【0053】

本発明のシステムの好ましい一変形例によれば、ワークピースを、特にスチールブランクを、好ましくはスチールストリップブランクを提供するための供給装置を備える。このように、スチールプロファイルを製造するためのワークピースをシステムに自動的に供給することができる。

【0054】

供給装置は、好ましくは、ワークピースの積層体からワークピースを受け取る自動グラップラーとして提供されても良い。さらに好ましくは、供給装置は、スチールストリップコイルを展開するための展開ユニット（unrolling unit）となることも可能である。

【0055】

本発明によるシステムの別の実施形態によれば、切断装置は、スチールストリップコイルから供給されたスチールストリップをワークピースに分割するために設けられている。このようにして、スチールストリップワークピースは、スチールプロファイルを製造するために必要なサイズおよび／又は長さに切断することができる。

【0056】

本発明によるシステムの別の好ましい実施形態によれば、切断装置は、スチールストリップブランクの長手方向に対して実質的に交差するように配向されるとともにスチールストリップブランクの側縁にて開放されているくぼみを導入するように設計されている。

【0057】

本発明の好ましい実施形態は、以下の図面を参照しながら説明される。

【図面の簡単な説明】

【0058】

【図1】本発明による方法の実施形態を示す図

【図2】本発明によるスチールプロファイルの実施形態を示す図

【図3】本発明によるシステムの第１の実施形態を示す図

【図4A】本発明による方法のさらなる実施形態を示す図

【図4B】本発明による方法のさらなる実施形態を示す図

【図4C】くぼみ４１０（図４Ａ）、４４１（図４Ｂ）と実質的に同じように形成されたくぼみ４５１を有するワーク４５０を示す図

【図5】本発明による２つの矢板の２つの第一の実施形態を示す図

【図6】本発明による矢板壁の第１の実施形態の断面図

【図7】本発明によるシステムの第２の実施形態を示す図

【図8】ワークピースの一実施形態の斜視図

【図9】図８における中間状態にあるスチールストリップコイルの斜視図

【図10】本発明による２つの矢板の２つの第２の実施形態を示す図

【図11】本発明による矢板壁の第２の実施形態の斜視図

【図12】本発明による矢板壁の第２の実施形態の断面図

【図13】ロック部材の一部の断面図

【発明を実施するための形態】

【0059】

図１は、スチールプロファイル（steel profile）１を製造する発明の方法の実施形態を示している。ワークピース（workpiece）２はそれぞれの場合において、ワークピース２の長手方向３に交差する方向である側面側から見たものが示されている。

【0060】

ステップＡにおいて、ワークピース２は、高さ５と長さ６を有する矩形状のスチールストリップブランク（steel strip blank）４の形式で設けられている。

【0061】

ステップＢにおいて、くぼみ（indentation）１１の形態である脆弱点（Weakened point）１０がワークピース２内の屈曲部（bend）１３となる予定の領域１２に形成されている。脆弱化装置１４として用いられるツールユニット１５は、ワークピース２から断片を除去する。プロセスにおいて、実質的に等しい長さの２つの側面１６を有するＶ字状のくぼみ１１が形成される。

【0062】

ステップＣにおいて、ワークピース２は、ステップＢでワークピース２内の屈曲部の内側２１上に形成されたくぼみ１１を閉じるように、屈曲化装置２０によって領域１２にて屈曲される。ステップＢで形成されたくぼみ１１の側面１６は、屈曲状態において互いに接触する。

【0063】

本方法の別のステップ（図示せず）において、最初にくぼみ１１として設けられていた脆弱点が補強されて、高い剛性を有するスチールプロファイル１を形成するように、側面１６がレーザ溶接によって剥離不能に接合される。レーザ溶接は、側面１６同士の接触時に形成される隙間がレーザ溶接継目（laser weld seam）によって閉じられるようにして行われる。技術的観点からは、形成された隙間がゼロギャップである場合もあり、この場合には側面に溶接を適用しなくても良い。

【0064】

図２は、図１に示されるワークピース２から本発明の方法により製造された、本発明によるスチールプロファイル１の実施形態の側面図を示す。同一の部材又は同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。

【0065】

製造プロセスにて形成されたくぼみは、屈曲されることによって閉じられる。スチールプロファイルは溶接継目３０を備え、溶接継目３０によりくぼみが確実に閉じられることで、スチールが補強される。屈曲部の内側３１又は外側において、溶接継目は、スチールプロファイル１に沿った視線方向（in the viewing direction along steel profile １）に延びるとともに、図１に示す側面１に沿ってワークピース２内に部分的に伸びる。

【0066】

図３は、ワークピースからスチールプロファイルを製造するための本発明によるシステム４０の実施形態を示している。スチールストリップコイル４２からのスチールストリップが切断装置４３にて更なる生産プロセスに適した大きさのワークピース４４に分割可能なように、供給装置４１はスチールストリップコイル４２からスチールストリップを除去する。本システムはまた、ワークピースのパレット５１から更なる製造プロセスのためにワークピース５２を除去する第２供給装置５０を備える。

【0067】

移送要素５５は、処理されるべきワークピース４４、５２を、フライス加工ユニット（milling Ｕnit）５７の形態で設けられた脆弱化装置５６に案内する。

【0068】

フライス加工ユニット５７がワークピースにくぼみを形成した後、ワークピース４４、５２は、移送要素５５によって、ワークピース４４、５２を屈曲させるための屈曲化装置６０に案内される。

【0069】

屈曲化後、ワークピース４４、５２はレーザ装置６１に供給され、レーザ装置６１においてワークピース内のくぼみが閉じられる。溶接後、スチールプロファイル５８は、移送要素５５によって横にあるスタック５９の上に置くことができる。

【0070】

システム４０は中央コントローラ６２によって制御される。

【0071】

図４Ａ―Ｂは、本発明による方法の第２実施形態を示す。より具体的には、図４Ａ―Ｂはそれぞれ、屈曲前（上）および屈曲後（下）におけるワークピース４００の２つの中間状態を示している。

【0072】

図４Ａは、ワークピース４００の端部４０１を示し、ここでは端部４０２がラウンド化されている、すなわち鋭いエッジではない。図４Ａの上部に示される中間状態において、ワークピース４００内のくぼみ４１０は、Ｗ字状領域４１１とＶ字状領域４１２とを有する。Ｗ字状領域４１１は、第１のＶ字状部分４２０と第２のＶ字状部分４２１で構成される。視線方向から見て左側のＶ字状領域４１２の第１の側面４１３は、第１のＶ字状部分４２０の第１の側面４２２に隣接している。Ｖ字状部分４２０の第２の側面４２３は、第２のＶ字状部分４２１の第１の側面４２４に隣接している。第２のＶ字状部分４２１の第２の側面４２５は、Ｖ字状部分４１２の第２の側面４１４に隣接している。くぼみ４１０は、視線方向から見て左から右に順番に、Ｖ字状領域４１２の第１の側面４１３、第１のＶ字状部分４２０の第１の側面４２２、第１のＶ字状部分４２０の第２の側面４２３、第２のＶ字状部分４２１の第１の側面４２４、第２のＶ字状部分４２１の第２の側面４２５、Ｖ字状領域４１２の第２の側面４１４によって画定されている。

【0073】

第１の側面４１３と第２の側面４１４との間の開き角度は約１１０°である。

【0074】

図４Ａの下部には、屈曲後の中間状態にあるワークピース４００を示している。屈曲時において、ワークピースは約１１０°の屈曲角度まで屈曲されることにより、端部４０１とワーク４００の右側部分４３０との間の約７０°の開き角度が得られる。屈曲後において、それぞれのＶ字状領域又は部分の側面は互いに隣接するおよび／又はゼロギャップを形成する。すなわち、側面４１３は側面４１４とともにゼロギャップを形成し、側面４２２は側面４２３とともにゼロギャップを形成し、側面４２４は側面４２５とともにゼロギャップを形成する。

【0075】

図４Ｂは、くぼみ４１０と実質的に同じように形成されたくぼみ４４１を有するワークピース４４０を示している。同一の部材又は同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。図４Ｂに示すくぼみ４４１において、第１の側面４１３と第２の側面４１４との間の開き角度は約９０°である。屈曲時において、Ｖ字状領域４１２の側面４１３、４１４と、側面４２２、４２３と、Ｗ字状領域４１１の側面４２４、４２５がそれぞれゼロギャップを形成することで、互いに屈曲したセクション４５５、４５６の間の角度が約９０°となる。

【0076】

図４Ｃは、くぼみ４１０（図４Ａ）、４４１（図４Ｂ）と実質的に同じように形成されたくぼみ４５１を有するワーク４５０を示している。同一の部材又は同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。図４Ｃに示されているくぼみ４５１において、第１の側面４１３と第２の側面４１４との間の開き角度は約５０°である。屈曲時には、Ｖ字状領域４１２の側面４１３、４１４と、側面４２２、４２３と、Ｗ字状領域４１１の側面４２４、４２５がそれぞれゼロギャップを形成することで、互いに屈曲したセクション４５５、４５６の間の角度が約１３０°となる。

【0077】

図５は、第１の矢板５１１および第２の矢板５２１のそれぞれのセクション５１０、５２０を示している。第１の矢板５１１は、第２の矢板５２１のロック部材５２２と係合するロック部材５１２を備える。図５において、０°より大きい正の角度は時計方向５３０にて測定された角度であり、０°より小さい負の角度は反時計方向にて測定された角度である。

【0078】

第１の矢板５１１のロック部材５１２は、ネックストリップ（neck strip）５１３とクローストリップ（claw strip）５１４により形成される。ネックストリップ５１３は、第１の矢板５１１の壁部５１５からほぼ直角（約−９０°）で延びている。このような角度を得るのに必要なワークの屈曲は例えば、図４Ａに示すワークピース４４０の中間状態を介して実施されることが可能である。クローストリップ５１４は、ネックストリップ５１３から約−１１０°の角度αで延びている。このような約１１０°の角度を得るのに必要なワークの屈曲は例えば、図４Ａに示すワークピース４００の中間状態を介して実施されることが可能である。クローストリップ５１４の終端は、第１の矢板５１１の終端５０２を同時に形成している。終端５０２はラウンド化されている、すなわち少なくとも矢板断面の視点からは鋭い終端ではない。第２の矢板５２１のロック部材５２２は、ネックストリップ５２３、ヘッドストリップ５２４、フロントストリップ５２５およびクローストリップ５２６により形成される。ネックストリップ５２３は、第２の矢板５２１の壁部５２７からほぼ直角（約＋９０°）で延びている。ヘッドストリップ５２４は、ネックストリップ５２３からほぼ直角（約−９０°）で延びている。フロントストリップ５２５は、ヘッドストリップ５２４からほぼ直角（約−９０°）で延びている。このような直角を得るのに必要なワークの屈曲は例えば、図４Ｂに示すワークピース４４０の中間状態を介して実施されることが可能である。クローストリップ５２６は、フロントストリップ５２５から約−１１０°の角度βで延びている。このような約１１０°の角度を得るのに必要なワークの屈曲は例えば、図４Ａに示すワークピース４００の中間状態を介して実施されることが可能である。クローストリップ５２６の終端は、第２の矢板５２１の終端５０３を同時に形成している。終端５０３はラウンド化されている、すなわち少なくとも矢板断面の視点からは鋭い終端ではない。

【0079】

ネックストリップ５２３、ヘッドストリップ５２４およびフロントストリップ５２５は、矢板５２１のＵ字状領域５２８を形成する。壁部５２７との組み合わせで、Ｕ字状領域５２８は矢板５２１の鎌状（sickle-shaped）領域を形成する。クローストリップ５２６は、Ｕ字状領域５２８および／又は鎌状領域によって形成される内部空間５２９内に突出している。図５に示す構成では、壁部５１５、５２７は互いに平行に並べられ、同一平面内に配置されている。

【0080】

壁部５１５、５２７が互いに向かって移動されると、ロック部材５１２、５２２はフロントストリップ５１３、５２３とともに互いに当接する。矢板５１１、５２１の間に作用する張力が発生した場合、すなわち、矢板が壁部の延在方向に強い力で離れるように動かされる場合、クローストリップ５１４の終端５０２がフロントストリップ５２５に当接し、クローストリップ５２６の終端５０３がネックストリップ５１３に当接するようにして、ロック部材が互いに係合する。この連結（interlock）は、例えば矢板５１１、５２１の延在する長手方向に対して交差するように圧力がかかったときでも、ロックされたままである。連結中の矢板を図５の視線方向において取り替えることによってのみ、矢板を互いに分離することができる。

【0081】

図６は、２つの矢板を備える矢板壁６００の断面を示している。図６に示す矢板は、図５に示す矢板と同様のものである。同一の部材又は同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。第１の矢板５１１は、実質的にＺ字状のプロファイルで製造されており、一端６１０（右側）にてロック部材５１２を有する第１の壁部５１５を備えている。第２の矢板５２１は、実質的にＺ字状のプロファイルで製造され、一端６２０（左側）にてロック部材５２２を有する第１の壁部５２７を備えている。

【0082】

第１の矢板５１１の第１の壁部５１５から、第１の矢板５１１の第２の壁部６４０が第１の壁部５１５に対して約+５０°の角度

で延びている。第２の壁部６４０から、第１の矢板５１１の第３の壁部６１３が第２の壁部６４０に対して約−５０°の角度ρで延びている。一端６２１において、第３の壁部６１４は、第１の矢板のロック部材５１２と実質的に同じ構造を有するロック部材６２２を有している、つまり、ロック部材６２２は平面６３０をミラーとしたときにロック部材５１２と同じ形状を有している。

【0083】

第２の矢板５２１の第１の壁部５２７から、第２の矢板５２１の第２の壁部６４１が第１の壁部５２７に対して約−５０°の角度πで延びている。第２の壁部６４１から、第２の矢板５２７の第３の壁部６１４が第２の壁部６４１に対して約＋５０°の角度ξで延びている。一端６２１において、第３の壁部６１４は、第１の矢板のロック部材５１２と実質的に同じ構造を有するロック部材６２２を有している、つまり、ロック部材６２２は平面６３０をミラーとしたときにロック部材５１２と同じ形状を有している。

【0084】

図７は、スチールストリップブランク７０２から矢板７０１を製造する本発明によるシステム７００の第２の実施形態を示す。スチールストリップブランク７０２は、供給装置７０４によってスチールストリップコイル７０３から延ばされており、供給方向７１０に供給され、システム７００の次のコンポーネントへ搬送方向７１０に供給される。搬送装置７１１を用いて、スチールブランク７０２がシステム７００の個々の構成要素に沿っておよび／又は通って搬送方向７１０に搬送される。

【0085】

スチールストリップブランク７０２は、供給装置７０４からフライス加工装置７１２に進む。フライス加工装置７１２によって、脆弱点として設けられたくぼみがスチールストリップブランク７０２内に導入される。フライス加工装置７１２は、２つのフライス加工ユニット７１３、７１４を備える。最初にフライス加工ユニット７１３によって、くぼみが下方からスチールストリップブランク７０２内に導入される。次にフライス加工ユニット７１４によって、くぼみが上方からスチールストリップブランク７０２内に導入される。

【0086】

レーザ切断装置７２０を用いて、スチールストリップブランク７０２内にスロット形状の切欠きが導入される。切欠きはそれぞれ、スチールストリップブランク７０２の外縁から供給方向７１０に対して交差するようにほぼ直線状にスチールストリップブランク７０２内に延びる。具体的には、２つの切込みが供給方向７１０において所定の距離で、すなわちスチールストリップブランク７０２の側縁から所定の深さ内側に設けられている。切込みは特に、次の製造プロセスにおいて曲げモーメントが搬送装置７１０上のスチールストリップブランク７０２全体に伝達されることなく屈曲を行うために、設けられている。切り込みは、スチールストリップブランク７０２において次の製造プロセスにて切断される箇所に設けられる。

【0087】

システム７００の屈曲化装置７２５は、スチールストリップブランク７０２を異なる箇所で屈曲させるよう構成されている。屈曲部の領域では、屈曲時に形成されるゼロギャップがレーザデバイス７３０によって閉じられる。溶接後、個々のワークピースは、切断装置７４０によってスチールブランク７０２から切断される。完成したワークピースは、例えば輸送のために、その後スタック７５０上に格納することができる。

【0088】

図８は、スチールストリップブランク８０１の形態で具現化された本発明によるワークピース８００の一部の斜視図を示す。くぼみ８１０はスチールストリップブランク８０１内に設けられており、スチールストリップブランク８０１の延在する長手方向８１５に対して交差するように横方向にスチールストリップブランク８０１内に延びている。くぼみ８１０は、スチールストリップブランクの側縁８１６に開いている。第１の領域８２０は、くぼみ８１０の第１の部分８２１を画定している。第２の領域８３０は、くぼみ８１０の第２の部分８３１を画定している。曲げモーメント８４０は、破線で示す軸８４１周りのトルクの形でスチールストリップブランク８０１の第２の領域８３０上に付与することができる。すなわち、視線方向に見たときに、破線８４１の下に示されるスチールストリップブランクの領域はその位置に留まる一方で、破線８４１の上に示されるスチールストリップブランクのエッジは軸８４１周りのトルクを受ける。くぼみ８１０によって、この種の曲げモーメント８４１はスチールストリップブランク８０１の第１の領域８２０に伝達されない。すなわち、第１の領域８２０に伝達することなくおよび／又は第１の領域８２０上に影響を与えることなく、第２の領域８３０にて屈曲を行うことができる。

【0089】

図９は、屈曲後の中間状態における、図８に示すスチールストリップブランク８０１の斜視図を示す。すなわち、図８に示すスチールストリップブランク８０１が、矢板を製造するために製造プロセス中に実行される屈曲操作を受けたものである。図９は基本的に、製造プロセスの続くステップで互いに分離される２つの矢板９０１、９０２を示している。

【0090】

図１０は、第１の矢板１０１１と第２の矢板１０２１のそれぞれのセクション１０１０、１０２０を示す。第１の矢板１０１１は、第２の矢板１０２１のロック部材１０２２と係合するロック部材１０１２を備える。図１０を参照すると、０°より大きい正の角度は時計方向１０３０にて測定された角度であり、０°より小さい負の角度は反時計方向にて測定された角度である。

【0091】

第１の矢板１０１１のロック部材１０１２は、ネックストリップ１０１３とクローストリップ１０１４によって形成されている。ネックストリップ１０１３は、第１の矢板１０１１の壁部１０１５から＋３８°の角度ωで延びている。クローストリップ１０１４は、ネックストリップ１０１３から約＋１２３°の角度ψで延びている。クローストリップ１０１４の終端は同時に、第１の矢板１０１１の終端１００２を形成している。終端１００２はラウンド化されている、すなわち少なくとも矢板断面の視点からは鋭い終端ではない。

【0092】

第２の矢板１０２１のロック部材１０２２は、ネックストリップ１０２３、ヘッドストリップ１０２４、フロントストリップ１０２５、クローストリップ１０２６によって形成されている。ネックストリップ１０２３は、第２の矢板１０２１の壁部１０２７から約−４９．５°の角度χで延びている。ヘッドストリップ１０２４は、ネックストリップ１０２３から約＋３０．５°の角度φで延びている。フロントストリップ１０２５は、ヘッドストリップ１０２４から約＋５７°の角度σで延びている。クローストリップ１０２６は、フロントストリップ１０２５から約＋１２３°の角度ψで延びている。クローストリップ１０２６の終端は同時に、第２の矢板１０２１の終端１００３を形成している。終端１００３はラウンド化されている、すなわち少なくとも矢板断面の視点からは鋭い終端ではない。図１０に示す構成では、壁部１０１５、１０２７は互いに平行に並べられており、同一平面内に配置されている。

【0093】

矢板１０１１、１０２１の間に作用する張力が発生した場合、すなわち、矢板が強い力で離れるように動かされる場合、クローストリップ１０１４の終端１００２がフロントストリップ１０２５とクローストリップ１０２６に当接し、クローストリップ１０２６の終端１００３がネックストリップ１０１３とクローストリップ１０１４に当接するようにして、ロック部材が互いに係合する。この連結は、例えば矢板１０２２、１０２１の延在する長手方向に対して交差するように圧力がかかったときでもロックされたままである。連結中の矢板を図１０の視線方向において取り替えることによってのみ、矢板を互いに分離することができる。

【0094】

図１１、１２はそれぞれ、２つの矢板を備える矢板壁１１００の断面を示している。図１１は斜視図を示し、図１２は矢板壁１１００の断面を示す。図１１、１２に示される矢板は、図１０に示す矢板と構造が類似している。同一の部材又は同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。第１の矢板１０１１は、実質的にＺ字状のプロファイルで製造されており、一端１１１０（右側）にてロック部材１０１２を有する第１の壁部１０１５を備えている。第２の矢板１０２１は、実質的にＺ字状のプロファイルで製造され、一端１１２０（左側）にてロック部材１０２２を有する第１の壁部１０２７を備えている。

【0095】

第１の矢板１０１１の第１の壁部１０１５から、第１の矢板１０１１の第２の壁部１１４０が第１の壁部１０１５に対して約−５０°の角度νで延びている。第２の壁部１１４０から、第１の矢板１０１１の第３の壁部１１１３が第２の壁部１１４０に対して約＋５０°の角度μで延びている。一端１１１１において、第３の壁部１１１３は、第２の矢板１０２１のロック部材１０２２と実質的に同じ構造を有するロック部材１１１２を有している、つまり、ロック部材１１１２は平面１１３０をミラーとしたときにロック部材１０２２と同じ形状を有している。

【0096】

第２の矢板１０２１の第１の壁部１０２７から、第２の矢板１０２１の第２の壁部１１４１が第１の壁部１０２７に対して約＋５０°の角度λで延びている。第２の壁部１１４１から、第２の矢板１０２７の第３の壁部１１１４が第２の壁部１１４１に対して約−５０°の角度κで延びている。一端１１２１において、第３の壁部１１１４は、第１の矢板のロック部材１０１２と実質的に同じ構造を有するロック部材１１２２を有している、つまり、ロック部材１１２２は平面１１３０をミラーとしたときにロック部材１０１２と同じ形状を有している。

【0097】

図１３は、図１０に示すロック部材１０２２の一部の断面を示す。この断面は、屈曲ステップ後に行われる溶接動作を示す図である。より具体的には、図１３は、クローストリップ１０２６とフロントストリップ１０２５の一部を示している。屈曲後、くぼみの側面、例えば図４Ａに示す側面４１３、４１４によってゼロギャップが形成される。ゼロギャップを閉じる（溶接する）ために、屈曲部の外側１３２０から屈曲部の内側１３２１に向かってレーザビーム１３１０が導かれる。レーザビーム１３１０は、実質的にワーク１３００内部のゼロギャップに沿って実行される。溶接後、溶接ルート１３３０は、溶接継目の屈曲部外側１３２０上に形成され、溶接ルート（weld root）１３３１は、溶接継目の屈曲部内側１３２１上に形成されている。ワークピース１３００の中に、２つの領域１３４０、１３４１が溶接後に形成される。領域１３４０は、溶接時に完全に溶融される実質的に三角形の溶接コア１３４５によって形成されている。領域１３４１は、溶接コア１３４５と、溶接作業に関与していないワークピースの領域１３４６との間の移行領域によって形成されている。屈曲部外側１３２０からの溶接により、屈曲部内側１３２１に先端が向かうくさび形（wedge-shaped）の溶接ルートが形成されることを確保することができる。レーザビーム１３１０の焦点１３５０はワークピース１３００の内部、特に領域１３４０にある。この焦点位置、すなわち（レーザビームがワークピースに当たる点から始まる）ワークピース内の焦点の位置により広いルートが確保されるため、結果的に屈曲部外側の広い範囲が影響を受ける。Ｗ字状のくぼみ、特に屈曲状態でダブテール（dovetail）状に突出したＷ字状のくぼみの場合には、屈曲加工時に形成されたゼロギャップを結合（fuse）させることができる。屈曲加工時に変形された領域も結合されるため、結果的に、結合部にかかる冷却後の歪みは、前もって屈曲された状態に比べて少なくなる。

【0098】

溶接に使用されるレーザビーム１３１０は好ましくは、１０ｋＷ（キロワット）から１４ｋＷの電力定格（power rating）を有する。約１１０°の屈曲角度においては、レーザ溶接ビームの電力定格は好ましくは約１４ｋＷであって、約−１４ｍｍの好ましい焦点位置を有し、約９０°の屈曲角度においては、レーザ溶接ビームの公称電力は好ましくは約１２ｋＷであって、約−１６ｍｍの好ましい焦点位置を有し、約５０°の屈曲角度においては、レーザ溶接ビームの公称電力は好ましくは約１０ｋＷであって、約−８ｍｍの好ましい焦点位置を有する。レーザ溶接ビームは好ましくは、溶接時において溶接されるべきワークピースに沿って、図１３の視線方向に１．５−１．８ｍ／ｍｉｎ（メートル／毎分）の速度で移動する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11-12】

【図13】