用于建筑目的的金属板以及制造这种板的方法和装置 本发明涉及一种用于建筑目的的金属板，包括一块镶板和位于镶板相对两侧的两条纵向直立凸缘。本发明还涉及制造这种板的方法和装置。
这种金属板是众所周知的，并且用在许多建筑物——尤其是建筑物的屋顶——的建造上。金属板的纵向侧边向上弯曲以形成两条相对的凸缘，这样一块镶板的一条凸缘和相邻镶板的相对凸缘就形成直立缝。为了避免形成直立缝，凸缘的自由端本身常常装有凸缘，从而能够相互配合，并且能够与支撑元件配合以支撑屋顶或墙壁。金属板的长度通常约为1-100m，经常是约10m或更多，其宽度可以在如100和2000mm之间变化，多数约为500mm。
用于建筑目的的多数镶板是矩形板，它们可以用于直的或弯曲地屋顶。金属板的弯曲例如可从EP1138403 A中获知。
但是，现代建筑在设计上常常有更复杂的形式，例如圆锥形屋顶。为了建造圆锥形屋顶，必须使用锥形镶板。锥形板的成形和锥形板上的凸缘的成形例如可从EP1138424 A和EP1138405 A中获知。锥形板的锥度可以由下面的数据给出：镶板一端的宽度至少为140mm，而其另一端的宽度最多为1000mm，但别的宽度也是可以的。
本发明的第一目的是为了提供一种用于建筑目的且具有直立凸缘的金属板，这种板可用于有其他形式的建筑物。
本发明的第二目的是为了提供一种形成这种金属板的方法。
本发明的第三目的是为了提供一种形成这种金属板的装置。
根据本发明的第一方面，本发明的第一目的由一种用于建筑目的的金属板来实现，它包括一块镶板和位于镶板相对两侧的两条纵向直立凸缘，其中一条或两条凸缘在镶板平面中具有非线性形式。
由于凸缘具有非线性形式，因此它可用于建造所有类型建筑物的复杂形式的屋顶或墙壁，例如略呈圆形的屋顶。对这种情况，最好使用一根或两根凸缘大体外凸的金属板。与凸缘是直的时金属板所具有的宽度相比，具有外凸形状的这种板两端的宽度较小。对这两个例子，可以使用基本呈矩形且外凸的金属板。
根据本发明的另一个实施例，金属板具有一条或两条大体内凹凸缘。与凸缘是直的时金属板所具有的宽度相比，具有内凹形状的金属板在其一半长度处的宽度较小。对于例如两端比中部宽的屋顶，或者对其他此类屋顶，可以使用基本呈矩形且内凹的金属板。
必须指出的是，带有凸缘且具有非线性形式的镶板除了外凸和内凹形式之外还可以有其他形式。例如，凸缘可以为S形——如果建造屋顶或墙壁需要这种凸缘；或者金属板的一条凸缘为外凸形状，而它的另一条凸缘为内凹形状，因此该板在其平面上整体上是弯曲的。
镶板最好包括与一条或两条凸缘基本平行的一道或多道瓦楞，这道/这些瓦楞给了这(两)条凸缘非线性形式。由于这道/这些瓦楞的存在，因此相对于金属板的宽度，金属板得到了额外的长度。从具有直立凸缘的金属板开始，镶板的宽度被限制在存在瓦楞的地方。由于这道/这些瓦楞的存在，因此凸缘得到了它们的非线性形状。
当凸缘具有基本外凸的形状时，一道或多道瓦楞最好存在于金属板的长度的一端或两端处的镶板部分上；而当凸缘具有基本内凹的形状时，一道或多道瓦楞最好存在于沿金属板的长度基本一半的镶板部分上。这样，至少有一道瓦楞存在于那部分镶板上，为了获得预期的外凸或内凹形状，有必要让它存在于那部分镶板上。
根据一个最佳实施例，金属板是基本上呈锥形的板。使用这种板可以形成例如圆锥形屋顶，这种屋顶不是直的，而是略呈圆顶，或者在其高度的一半处收缩。
金属板的一个最佳实施例存在于该板是弯曲板的场合。这一弯曲存在于垂直于镶板平面的平面上。使用这种弯曲板，可以形成例如圆屋顶，这种屋顶在一个方向上强烈弯曲，而在另一个方向上轻度弯曲。
根据本发明的第二方面，本发明的第二目的由一种用于建筑目的的金属板的成形方法来实现，这种金属板包括一块镶板和位于镶板相对两侧的两条纵向直立凸缘，该方法包括如下步骤：与一条或两条凸缘基本平行的平面上形成一道或多道瓦楞，从而在镶板平面上给出一条或两条非线性形式的凸缘。
使用该方法，当从具有非线性凸缘的金属板开始时，得到了这样一种金属板，它包括一块镶板和两条直立凸缘，其中在镶板平面上一条或两条凸缘具有非线性形式。具有非线性凸缘的金属板在现有技术中是公知的。非线性形式是通过形成一道或多道瓦楞而被引入到镶板上的。在形成瓦楞的地方，相对于镶板的宽度，镶板得到了额外的长度，因此镶板以及金属板会在这里变窄。当然也在具有非线性凸缘和平面镶板的金属板上形成瓦楞，并且这样还可以改变非线性凸缘的形状；但是，具有非线性凸缘和平面镶板的这种金属板在现有技术是未知的。
必须指出的是，在现有技术中已知的具有直凸缘且为矩形或锥形的镶板上，常常存在瓦楞。这些瓦楞例如可以吸收(take up)由于温度差异而造成的金属膨胀或收缩。但是，这些已知的瓦楞沿金属板的整个长度而存在，并且不会引起凸缘的任何非线性。
根据一个最佳方法，一道或多道瓦楞在镶板的部分长度上形成。在有瓦楞的那些地方，镶板的宽度会变窄，因为瓦楞占据了一些材料。这样，凸缘会变成非线性的。
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。由于高度上存在差异，因此正如在镶板的整个宽度上所看到的那样，会有不等量的材料被占据。因此，高度增加或倾斜的瓦楞会导致轻微弯曲的凸缘，无论是外凸的还是内凹的。这就意味着，根据本发明，可以使用下述形式的瓦楞，即遍布金属板的整个长度，但沿金属板的长度在不同的地方具有不同的高度，或者具有连续变化的高度。
根据一个最佳方法，通过使用一个或多个有槽轧辊而形成所述的一道或多道瓦楞。所述的一个或多个有槽轧辊在镶板上轧出一道或多道瓦楞，并以这样的方式给予凸缘非线性形式。
根据本发明的第三方面，本发明的第三目的由一种用于建筑目的的金属板的成形装置来实现，该金属板包括一块镶板和位于镶板相对两侧的两条纵向直立凸缘，所述装置包括在镶板上形成一道或多道与凸缘基本平行的瓦楞的装置，因此凸缘在镶板平面上得到非线性形式。
使用这种装置，可以实施如本发明的第二方面所述的方法。
所述装置最好包括调整金属板凸缘的装置，由所述成形装置形成的瓦楞必须平行于金属板的凸缘，并且所述装置最好还包括驱动金属板通过所述成形装置的装置。所述调整装置例如可以包括四对辊中的三对，金属板上的凸缘被导向这些辊之间并被调整。一个从动辊可以放在这些导向辊之间以驱动金属板通过所述成形装置。金属板整体上可以被导向水平导向辊之上。
所述装置最好包括在用成形装置形成瓦楞之后用于引导凸缘的装置，并且最好还包括用于牵引金属板通过成形装置的装置。这些导向装置也可以包括水平的导向辊和一些辊对，以引导金属板的凸缘。用同样的方法，从动辊可用于牵引金属板通过成形装置。
根据一个最佳实施例，成形装置包括一个或多个具有圆形突起的辊，其中突起的横截面与待成形的瓦楞的横截面基本对应；成形装置最好还包括一个或多个具有互补的圆形凹陷的配合辊。使用这些辊会形成平行于凸缘而延伸的瓦楞，这些瓦楞沿凸缘成形。一对配套的辊——其中一个具有突起而另一个具有凹陷——会造成具有预期横截面的瓦楞，而不会形成折痕。显然，横截面的形状可根据需要选择(只要使用辊时技术上可行)，由于瓦楞所消耗的材料的量取决于瓦楞高度最高的部分。
具有圆形突起的辊最好由发动机驱动并且其高度最好可以调节。具有突起的那些辊必须在镶板上轧出瓦楞，为了这一原因，这些辊最好由发动机驱动。通过使这些辊的高度可以调节可以在镶板上形成高度可变的瓦楞。配合辊可以具有恒定的高度。
这些辊最好可以更换。这样，该装置就容易调节，以生产具有预期的不同形式的瓦楞的金属板。当然，也可以从具有一个突起以形成一道瓦楞的辊变换为具有两个突起以同时形成两道瓦楞的辊。这些突起可以不同，例如具有不同的高度，以同时形成不同的瓦楞。
下面将参照金属板的一些典型实施例、一套装置的一个典型实施例并根据附图来说明本发明。
图1-3展示了如本发明所述的金属板的一些不同的实施例，这些图不是按比例绘制的。
图4展示了贯穿图3A中的实施例的横截面。
图5非常简单地展示了如本发明所述的用于形成如本发明所述的金属板的装置。
图6展示了一幅大比例的横截面图，该横截面贯穿图5的装置中的成形装置。
图1简要展示了如本发明所述的基本呈锥形的金属板的顶视图。在图1A中，锥形板1具有一块镶板10和两条凸缘11、12。由于在靠近凸缘11和凸缘12的地方有瓦楞13、14形成，因此这两条凸缘在镶板平面上向内弯曲或内凹。金属板用传统的方式形成，因此镶板的两侧具有两条直凸缘。瓦楞13、14形成在镶板10的中部，从而造成镶板的中部收缩，并给予金属板内凹的形状。尽管在图1中无法清楚地看到，但是从镶板的中部开始，所有的瓦楞在其端部上或者在其长度的两半部分上都具有倾斜的高度，从而造成内凹凸缘的平滑弯曲。
图1B以同样的方式展示了一块基本呈锥形的金属板2，它包括一块镶板20和凸缘21及22，但在这块金属板中，在镶板20的整个长度上形成有两道瓦楞23，并且在镶板的中部也有两道瓦楞24。在这个例子中，瓦楞23具有倾斜部分，这一部分比瓦楞24长，并且从镶板的中部开始，瓦楞24在其长度的两半部分上倾斜。
图2展示了另一块如本发明所述的基本呈锥形的金属板，但它具有外凸的凸缘。在图2A中，锥形板3具有一块镶板30和两条凸缘31、32。由于在靠近凸缘31和凸缘32的地方形成有四道瓦楞33和四道瓦楞34，因此这两条凸缘向外弯曲或者说外凸。这里的瓦楞形成在镶板30的两个端部，从而引起镶板的端部收缩，并进而给予金属板外凸的形状。这里的瓦楞也具有倾斜的高度，但现在是朝向镶板的中部。
在图2B中又展示了一块基本呈锥形的金属板4，它具有一块镶板40和两条凸缘41、42。在这块金属板中，靠近凸缘的地方形成有四道瓦楞43，而在镶板的整个长度上形成有两道瓦楞44。四道瓦楞43具有朝向镶板的中部倾斜的高度，而两道瓦楞44也具有朝向中部倾斜的高度。这样，镶板的两个端部收缩最多，因此这块金属板也被给予外凸的形状。
图3展示了基本呈矩形的金属板。图3A展示了一块金属板5，它具有一块镶板50和两条凸缘51、52。在镶板上，以与图1A中的金属板1相同的方式并在相同的地方形成瓦楞53、54。这样，金属板5得到了内凹的凸缘51、52。在图3B中，以类似的方式展示了具有凸缘61、62和瓦楞63、64的板60，这里的瓦楞以与图2A中的板3相同的方式形成。这样，金属板6也被给予了外凸的凸缘61、62。
对板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个长度上。而且，对所有的板，瓦楞的长度可根据需要缩短，瓦楞的倾斜度也可根据需要变小，这取决于凸缘所需的形式。显然，除了外凸和内凹之外，凸缘还可以有其他形式，例如S形，或者部分是直的而部分弯曲的形状。一条凸缘内凹而另一条凸缘外凸也是可以的，因此该板在镶板平面内整体上是弯曲的。
图4以大比例尺展示了穿过如图3A中所示的板5中部的横截面A-A。但是，图4也可以是穿过板1或板2的横截面，或者是板3、4或6的端视图。图4展示了具有凸缘51、52和瓦楞53、54的镶板50。凸缘51、52具有最佳的形式，从而使一块板的凸缘52可以与相邻板的凸缘51配合。但是，其他的凸缘形式也是可以的。
图1-4展示了具有四道瓦楞的金属板。但是，使用较少或较多的瓦楞也是可以的，这取决于所需的收缩量。对于四道瓦楞，当瓦楞高度约为15mm时，最大收缩在10-15mm之间。当然，瓦楞在横截面上也可以有其他形式，例如更突出。
图5非常简要地且未按比例展示了如本发明所述的金属板的成形装置。图5A展示了该装置的顶视图，部分是横截面B-B，图5B是前视图。该装置包括四个单元：进料单元100、第一成形单元110、第二成形单元120和完成单元130。
进料单元100具有支撑金属板1的水平支撑辊101、垂直成对的导向辊102、103以及从动辊104、105，导向辊102、103用于引导金属板的凸缘12并朝着单元110和120将其送到合适的位置，从动辊104、105将金属板送入第一成形单元110内。用手将每块金属板放在进料单元100上，并且每块金属板在引导下通过导向辊102、103，直到它被从动辊104、105接收。当然，在多数情况下进料单元100要比图5中所示的要长，由于金属板常常长达10m甚至更多。
第一成形单元110也有支撑金属板的支撑辊111、以及上成形辊112和下成形辊113。如图所示，上辊具有圆形凹陷，而下辊具有圆形突起(未示)。下辊113受驱动设备(未示)驱动，且下辊113的高度可以由高度调节机构(未示)调节。上辊被固定在合适的高度，因此它们会在金属板1的镶板的上表面上滚动，并且可以在支架114之间自由旋转，支架114从框架115伸出。如图所示，呈现的是三个下辊和三个配套的上辊。但是，也可以使用较少的或较多的辊，例如这取决于待成形的瓦楞的高度。
第二成形单元120与成形单元110完全相同。因此不再说明第二成形单元的这一部分。也可以不使用第二成形单元，或者使用两套第二成形单元，例如这取决于镶板上的金属的厚度、金属的类型以及待成形的瓦楞的数目。
完成单元130也有支撑辊131以及成对的导向辊132、133，在瓦楞已经由成形单元110和120成形之后，导向辊132、133用于引导金属板的凸缘。从动辊134、135用于牵引金属板通过成形单元，尤其是在金属板的端部还留在进料单元100内时。
图6展示了穿过第一成形单元110 的一对上、下辊112、113的横截面。还展示了带有一道瓦楞的一部分金属板1，这道瓦楞由上、下辊形成。上辊112可以在支架114之间自由旋转，支架114固定在上框架115上。下辊可拆卸地连接到由驱动设备(未示)驱动的轴116上。轴116和下辊113在高度上可以由高度调节机构(未示)调节，该机构可以沿箭头D方向移动。当上、下辊多于一对时，这些轴耦合在一起，从而以相同的速度旋转，并移动到相同的高度。
为了能够将一个下辊容易地更换为另一个下辊——后一个下辊上的圆形突起具有另外的横截面，下辊113可拆卸地连接到轴上。上辊也必须更换。使用具有两个或更多圆形突起的下辊和相应的上辊也是可以的，只要来自金属板的材料易于流动而形成瓦楞。
用上述装置在金属板上形成瓦楞的方法大体如下：具有两条直凸缘的金属板1的前端被放在进料单元100上，并且被引导通过导向辊102、103；板1一被输送到从动辊104、105之间，这些辊就接收金属板1并以恒定的速度将其输送到第一成形单元110内；第一成形单元110包括一个检测板前端的检测设备(未示)和一个测量设备(未示)，例如一个测量轮，用于测量已经通过成形单元的那部分金属板。以检测设备和测量设备的信号为基础，高度调节机构会抬高或降低下辊113，从而在金属板上形成瓦楞。高度调节机构会受到一个控制设备(未示)的控制，该控制设备可根据程序在金属板上形成具有预期长度和预期的上升或下降高度的预期瓦楞。以同样的方法，第二成形单元120可以形成第二瓦楞，或者可以使第一成形单元形成的瓦楞形成更高的高度。当瓦楞形成在金属板的后端上时，完成单元130支撑金属板的前端，并用从动辊134牵引金属板通过成形单元。
对本领域熟练技术人员来说，显然也可以使用其他形式的进料、成形和完成单元，只要它们能完成在镶板的相对两侧具有两条凸缘的金属板上形成瓦楞的目的。