(57)【要約】【課題】  ローラーヘッド及び長底から成るパッカーヘッドを有する改良型コンクリートパイプ製造機を提供する。【解決手段】  該改良型コンクリートパイプ製造機では該ローラーヘッド及び該長底を一つのコネクターで迅速に組立たり、ユニットとしてパッカーヘッドドライブ手段から解体することが可能となっていてピッタリとフィットした状態にでき、該マシーンはパッカーヘッドドライブ手段並びに簡易に交換できる保護用ウエアーリングを有し、該パッカーヘッドドライブ手段は圧密化領域に向かう湿っているコンクリートの流れになんらの障害も与えるものでなく、該ローラーヘッドと該長底との間で速度の比率を無限に変えることができ、そして該簡易に交換可能な保護用ウエアーリングは湿っているコンクリートが該長底の中に侵入してしまって該マシーンの耐久性のある部材を腐食によりダメにしてしまうことを防止するためのものである。【選択図】    図２
2004306605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートパイプ製造機であって、該コンクリートパイプ製造機はパッカーヘッドを備え、該パッカーヘッドはローラーヘッドと長底を有しており、該ローラーヘッドと該長底とはユニットとして組み立てたり、解体したりすることができるものであり、該コンクリートパイプ製造機はさらに該パッカーヘッド駆動手段を備え、該駆動手段は上記ローラーヘッドを通して伸張し、次に上記長底を通して伸張している駆動メンバーを含んでおり、そして該コンクリートパイプ製造機は上記長底を当該駆動メンバーに留めておくための固定手段を備え、それにより、該固定手段を取り除くと、該ローラーヘッドと該長底とはユニットとして該駆動手段に組み立てたり、該駆動手段から解体したりすることができるものであることを特徴とするコンクリートパイプ製造機。
【請求項２】
該固定手段が上記長底を該駆動メンバーに留めている単一の構成部材であることを特徴とする請求項１記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項３】
該駆動手段が２つの駆動メンバーからなるものであり、その一方の駆動メンバーは上記ローラーヘッドを駆動するためのものであり、他方の駆動メンバーは上記長底を駆動するためのものであり、それらの駆動メンバーは互いに共通の軸上に存在しているものであることを特徴とする請求項２記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項４】
該駆動メンバーのうちの一方は管状物であり、該駆動メンバーのうちのもう一方は該管状物の内側にある長く伸びているメンバーであることを特徴とする請求項３記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項５】
長底用駆動メンバーは該管状物の内側に配置されており、該固定手段が上記長底用駆動メンバーのより下側の端部に留められていることを特徴とする請求項４記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項６】
コンクリートパイプ製造機であって、該コンクリートパイプ製造機はローラーヘッド、組合せ型長底、該ローラーヘッドと長底用駆動手段、そして該ローラーヘッドと長底をユニットとして該駆動手段に組み立てるための手段から成るパッカーヘッドを有していることを特徴とするコンクリートパイプ製造機。
【請求項７】
該ローラーヘッドと長底とが一つの固定装置により該駆動手段に組み立てられているユニットを形成していることを特徴とする請求項６記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項８】
該駆動手段が該長底に連結しており且つ該長底を駆動している長底シャフト手段及び該ローラーヘッドに連結しており且つ該ローラーヘッドを駆動している筒状のシャフト手段から成っており、該ローラーヘッドシャフト手段と該筒状のシャフト手段とは共通の軸上に存在しており、該ローラーヘッドシャフト手段は該筒状のシャフト手段の内側に受容されているもので、該筒状のシャフト手段は別々の上側の部分と下側の部分から成るもので、該上側の部分と下側の部分とはスプラインにより連結されていて、それにより該スプラインの上側のコンクリートの入り口の所から該スプラインの下側の圧密化領域までのコンクリートの流れになんらの障害もないものであることを特徴とする請求項７記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項９】
型枠の中で動いてそれにより該パッカーヘッドと該型枠との間の空間中にコンクリートパイプを形成するパッカーヘッドを有しているコンクリートパイプ製造機でのコンクリートパイプ製造方法において、
コンクリートを該パッカーヘッドの上側の型枠内の入り口空間に供給し、
該コンクリートが該圧密化領域に到達するまで下方向に通過していく間該コンクリートの流れを乱すことなく該コンクリートを該型枠の中で該パッカーヘッドの頂部の圧密化領域に向けて下側方向に落下せしめることを特徴とするコンクリートパイプ製造方法。
【請求項１０】
ローラーヘッド及び長底から成っているパッカーヘッドを有しているコンクリートパイプ製造機であって、該コンクリートパイプ製造機は
該ローラーヘッドを一つの方向へ動かすための第一の駆動手段、
該長底をそれと反対方向に動かすための第二の駆動手段、及び
該パッカーヘッドを該マシーンの残りの部分からのユニットとして組み立てたり解体したりするための手段を有していることを特徴とするコンクリートパイプ製造機。
【請求項１１】
該ローラーヘッドをユニットとして組み立てたり解体したりするための手段が該駆動手段の一つに結合できる一つの固定装置であることを特徴とする請求項１０記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項１２】
該一つの固定装置が長底駆動手段に連結しているものであることを特徴とする請求項１１記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項１３】
コンクリートパイプ製造機であって、該コンクリートパイプ製造機は
ローラーヘッド並びにそのための駆動手段、及び
長底並びにそのための駆動手段
を有し、
ローラーヘッド及び長底のための駆動手段のそれぞれは、限りなく速度の比率を変更できるものであり、それにより該ローラーヘッドと該長底との間で速度の比率を無限に変えることができることを特徴とするコンクリートパイプ製造機。
【請求項１４】
該ローラーヘッド駆動手段及び該長底駆動手段がコントロールの方向に応じて該ローラーヘッド及び該長底を反対方向に回転するように動かすものであることを特徴とする請求項１３記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項１５】
ローラーヘッド及び長底から成っているパッカーヘッドマシーンでのコンクリートパイプ製造方法であって、
該ローラーヘッドを特定の方向に回転せしめる工程、
該パッカーヘッドを特定の方向に回転せしめる工程、及び
該ローラーヘッドと該長底との間で最適な速度関係となるまで該ローラーヘッドと該長底とのそれぞれの速度を限りなく変えることにより該ローラーヘッドと該長底との間で最適な速度関係とする工程
からなることを特徴とするコンクリートパイプ製造方法。
【請求項１６】
該ローラーヘッドをある一つの方向に回転せしめ、且つ、該長底をそれと反対方向に回転せしめるものであることを特徴とする請求項１５記載のコンクリートパイプ製造方法。
【請求項１７】
コンクリートパイプ製造機であって、該コンクリートパイプ製造機は
長底、
該長底に重なるようになっており且つ該長底に近接して位置取りされているローラーヘッド、及び
湿っているコンクリートが該ローラーヘッドのすぐ下から該長底の中に侵入することによって該ローラーヘッドか該長底のいずれかの耐久性のある部材のどれかに付着するのを防止するための交換可能な手段を有することを特徴とするコンクリートパイプ製造機。
【請求項１８】
該交換可能な手段は
該長底により運ばれる付着抵抗性材料からなる第一のリング並びに該第一のリングを該長底に取り付けるため簡単に破壊することのできる手段、及び
該ローラーヘッドにより運ばれる付着抵抗性材料からなる第二のリング並びに該第二のリングを該ローラーヘッドに取り付けるため簡単に破壊することのできる手段を含んでおり、
該第二のリングは該第一のリングの内に配置されており、
該リングは、第一に、結合することなく互いに関して同一の速度あるいは異なる速度で該ローラーヘッドと長底が回転することができるような十分な距離で、そして第二に、湿っているコンクリートが該リングの間の半径方向の空間に侵入してそれにより該長底の中に侵入していくのを防止するのに十分な距離を半径方向に空間を置いて配置されていることを特徴とする請求項１７記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項１９】
該二つのリングの間の半径方向にある間隔が約1/8インチ（約2.54×1/8 cm）であることを特徴とする請求項１８記載のコンクリートパイプ製造機。
【請求項２０】
該リングが約212〜400の範囲のBHDを有する鍛錬されたアロイスチールから製造され、該リングは約3/16インチ（約2.54×3/16 cm）〜約3/8インチ（約2.54×3/8 cm）の半径方向に厚さのあるものであることを特徴とする請求項１９記載のコンクリートパイプ製造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、コンクリートパイプ製造機並びにコンクリートパイプ製造法の分野に関する。特に、本発明は、例えば、米国特許第4,540,539号明細書(特許文献１)や米国特許第5,080,571号明細書(特許文献2)に開示されているようなコンクリートパイプを製造するためのパッカーヘッドシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートパイプ製造のパッカーヘッドシステムにおいてはパッカーヘッドはローラーヘッド（又はローラーアセンブリ）とコテ作用具（トロエル、より一般的には長底（ロングボトム）という）とから成り、筒状の型枠の中に降ろされており、そして湿っているコンクリートを詰め込みながら上向きに動くにつれて回転する。そして当該湿っているコンクリートは該パッカーヘッドの上を型枠の内側の壁に対して落ちていく。良好に機能して良い品質のパイプ、すなわちワイヤー強化型のものや非強化型のものの両方（米国特許第4,540,539号明細書(特許文献１)に開示されているマシーンにより要点が示されているようなものそしてそれに基づいてさらに改良された米国特許第5,080,571号明細書（特許文献２）で代表されるようなもの）を製造することのできるマシーンは入手可能であるが、市場は流動的でありパイプの品質をよりいっそう改善することが求められている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第4,540,539号明細書
【特許文献２】米国特許第5,080,571号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これに関連して工業工学並びに品質の標準というものが徐々に増加し、特に強化型パイプに関して増加していることは認識される必要がある。何年もの間よく知られてきたようにコンクリートパイプの補強体を構成するワイヤーケージが捩じられたり、あるいはそうではなくてコンクリートと良好な結合をなすことが妨げられたりすると、望ましくない空隙が形成され、該空隙が原因で生産後のD-負荷試験(D-load testing, 本試験はパイプに土の負荷がいっぱいにかかる様子を模擬するものである)や水圧試験に落ちることとなるか、あるいは該試験にパスしても野外において駄目なものとされることとなる。その望ましくない空隙は製造プロセスにおいてワイヤーケージが捩じられることに起因して形成される。該捩じれは湿っているコンクリートに対するローラーヘッドとコテ作用をなす表面の圧力の結果であって、該圧力は、均衡が取れていない場合には、事実上ワイヤーケージにネジリ力をかけていることとなる。ケージの捩じれという現象は米国特許第4,540,539号明細書に開示されたシステムにより実質的に減少させることができるが、ローラーヘッドと長底との間のスピード比率の関係は現在のマシーンでは全体としてケージの捩じれを取り除くに充分なほど正確に制御できるものでない。より重要なことに、現在のシステムでは上記したスピードの関係を正確にコントロールできないことに起因して、オートマチックなコントロール（オートマチックなコントロールにより、今や知られているように、オペレーターの判断、さらにはするかもしれないミス判断というものを排除できることから最高に経済性を発揮して且つ一貫して高い品質のパイプを生産する）に適したものとはいえない。市場圧力による命題としてある更なる改良としては単一のマシーンで製造されることのできるパイプのサイズの数を増加せしめることにより生産性の増大化、部品寿命の延伸、コストの削減などが挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、強化型コンクリートパイプや非強化型コンクリートパイプを製造することができるコンクリートパイプ製造システム（強化型コンクリートパイプを製造する場合に非常に利点を有することが認められているが）に関する。該コンクリートパイプ製造システムとしては、湿っているコンクリートをより均一な手法でパッカーヘッドに送達せしめて該パッカーヘッドにより湿っているコンクリートの定常的な流れを型枠の壁に対して配置せしめ、それにより従来の機械がしばしば遭遇していたような一寸した凹みや膨らみといったものの無い、そして非常に一定しており且つスムーズな壁の厚みを得ることのできる方法が挙げられる。
【０００６】
また、本発明は、ユニークなパッカーヘッドに関し、それは湿っているコンクリートを供給するのに障害となるものすべてを除いてあり、該ローラーヘッド及び該長底によるパッキング及びスムージングの前に湿っているコンクリートの定常的な流れを型枠の壁に提供できるものである。
【０００７】
本発明の更なる特徴としては、該ローラーヘッド及び該長底に関して限りなく変えることのできる駆動システムというものであり、それにより最適なローラーヘッド-長底スピード比が得られて常に仕様書の範囲内のパイプを製造することができる。等しく重要であるが、そうした駆動システムは、理想を言えば、自動化されたコントロールに適合せしめられているもので、理想的な操作条件（供給速度、圧密化の圧力等々）が一貫して維持され、オペレーターのミスを排除できる。
【０００８】
さらに、本発明は、ユニット化されたパッカーヘッドに関し、それは従来技術のマシーンよりもより迅速に該マシーンの駆動システムに組み立てたり（アッセンブルしたり）、解体したり（ディスアッセンブルしたり）することができる。本パッカーヘッドのユニークなデザインによって時間を節約することがさらに大きくできる。そして該パッカーヘッドは、どちらかと言えば従来一般的になされていた初めて組み立てた後にというよりはむしろ切り替えの前に当該パッカーヘッドのすべての部品を組み立てたり、調整せしめることが可能となるのである。
【０００９】
現存のマシーンに比べて本発明が優れている別の点は、パイプを製造する工程において化学的にも、物理学的にも腐食性である湿っているコンクリートと接触することにより摩損せしめられる該マシーンの構成部品の寿命が著しく長くなっていることである。本利点は、高価でない、そして容易に取り付けたり、取り外したりできる構成部材であって、同時に当該マシーンの特別仕様の構成部材を保護しつつ該湿っているコンクリートと接触する構成部材を使用することにより達成できる。
【００１０】
本発明の更なる大きな利点、特にはより小さなサイズのパイププラントに対する利点としては、一つのマシーンで製造可能なパイプのサイズの範囲を拡張せしめ得るということである。例えば、12インチ（約2.54×12 cm）のパイプや15インチ（約2.54×15 cm）のパイプを60インチ（約2.54×60 cm）のマシーンで製造可能であるが、これに対して以前では最小のパイプサイズは18インチ（約2.54×18 cm）であった。これによりパイププラントのオペレーターが、非常に一般的な12インチ（約2.54×12 cm）〜60インチ（約2.54×60 cm）のパイプサイズのすべての範囲のものを製造するのに２つの機械の代わりにたった１つの機械ですませることを可能にする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明で、ローラーヘッド及び長底から成るパッカーヘッドを有する改良型コンクリートパイプ製造機が提供され、該改良型コンクリートパイプ製造機においては該ローラーヘッド及び該長底は一つのコネクターでもって迅速に組み立てたり、ユニットとしてパッカーヘッドドライブ手段から解体したりすることが可能となっていてピッタリとフィットした状態にでき、該マシーンはパッカーヘッドドライブ手段並びに簡易に交換することのできる保護用ウエアーリングを有しており、該パッカーヘッドドライブ手段は圧密化領域に向かって湿っているコンクリートの流れになんらの障害を与えるものでなく、該ローラーヘッドと該長底との間で速度の比率を無限に変えることができるもので、そして該簡易に交換することのできる保護用ウエアーリングは湿っているコンクリートが該長底の中に侵入してしまって該マシーンの耐久性のある部材を腐食によりダメにしてしまうことを防止する。
【００１２】
本発明のその他の目的、特徴、優秀性及びその有する観点は、以下の記載より当業者にとっては明白であろう。しかしながら、以下の記載及び具体的な実施例等の記載を含めた本件明細書の記載は本発明の好ましい態様を示すものであり、説明のためにのみ示されているものであることを理解されたい。本明細書に開示した本発明の意図及び範囲内で、種々の変化及び／又は改変（あるいは修飾）をなすことは、以下の記載及び本明細書のその他の部分からの知識により、当業者には容易に明らかであろう。本明細書で引用されている全ての特許文献及び参考文献は、説明の目的で引用されているもので、それらは本明細書の一部としてその内容はここに含めて解釈されるべきものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を添付の図面に基づき詳細に記載する。図１は本発明の出願時に広く使用されている逆回転パッカーヘッド（本発明はこのものを基礎として改良されたものである）がよくわかるように一部省略した部分のあるその断面図を示す。
【００１４】
図２は本発明のパッカーヘッド（本図では逆回転パッカーヘッドを示してある）がよくわかるように一部省略した部分のあるその断面図を示す。図３は本発明のローラーアセンブリを駆動する外側のパッカー管がよくわかるように一部省略した部分があり且つ切断して除かれているそれ以外の部分のあるその側面図を示す。図４は本発明の無段階に変えることのできるデュアル型駆動システムがよくわかるように一部切断して除かれている部分のあるその側面図を示す。
【００１５】
図の説明において同じあるいは類似している部品については下記本発明の説明において同じ参照番号を用いて示してある。
【００１６】
まず図１をみてみると、従来技術の逆回転するパッカーヘッドアセンブリ（以下、「パッカーヘッド」という）は、記号10で示されている。該パッカーヘッドは、ローラーヘッドアセンブリ（又は、簡単に「ローラーヘッド」といい、記号11で示される）及びコテ作用をするアセンブリ（トロエリングアセンブリ、普通、「長底」（ロングボトム）といい、記号12で示されている）を有している。
【００１７】
該ローラーヘッド11は、ローラーアセンブリ（13で示されている）を有しており、該ローラーアセンブリは複数のスムージングローラー（通常は４個のスムージングローラー）を有している（ここではスムージングローラーのうちの一つが14で示されている）。該ローラー14はローラーマウンティングプレート15により運搬されており、該プレート15は下部駆動管（ドライブチューブ）16に固着せしめられている。該ローラー14の間の空間を占有しているローラーフードは、17で示されている。そして該ローラーフードの機能は、上方から供給される湿っているコンクリートがローラー14の頂部より下に落ちる前にそれを途中でさえぎることにあり、そしてまた、湿っているコンクリートを枠型（図示されてはいない）の内壁に向かって半径方向（ラヂアルに）外向きに流動せしめることを保証するものである。該ローラーフード17は複数の支持ピン18（ここでは８個のピン）によってローラーマウンティングプレート15からは空間を取って配置されている。そして該支持ピン18はボルト19によりローラーマウンティングプレート15に取り外し可能な形態で固定されており、その上側の端部ではローラーフード17の下側に溶接せしめられている。
【００１８】
さらに該ローラーヘッドは上部駆動管20を有している。該駆動管の上部と下部とはフランジ手段21によって連結せしめられており、該フランジ手段21は下側の駆動管16の上部を取り囲むようにある下部フランジ22、上側の駆動管20の下端部を取り囲むようにある上部フランジ23、及びボルト24からなるものであり、該ボルト24は下側の駆動管16と上側の駆動管20とを連結せしめている。
【００１９】
記号25で示されている保護用覆いは上側の駆動管20の上端部を取り囲んでいる。
【００２０】
長底12はローラー14にアクセスするための開口29をそこに有している円形の底プレート28を有している。記号30で示される環状のマウンティングフランジは底プレート28の縁部に位置しており、該マウンティングフランジは表面が平滑で輪状のコテ作用をする部材（メンバー）31を運搬しており、該コテ作用をする部材31は適切な固定手段（ここではリセス化されたボルト32）により該マウンティングフランジの周囲全部にわたり固定されている。コテ作用をする部材31は普通複数の独立した部品（セクション）から作られており、該部品のそれぞれは組み立てられると環状の外縁部を形成するといった輪郭を有しているものである。
【００２１】
円形の底プレート28はボルト35とフランジ36によってスタブスリーブ34に結合せしめられている。そして該フランジ36は該スタブスリーブ34にしっかりと固定されているものである。間隔を持って刻まれているスプラインを有しているスプラインリングが37で示されており、それはスタブスリーブ34から上向きに伸長している。スプラインを切ってあるスタブスリーブ34は長底駆動シャフト39の底の部分の近くに位置している外側のスプライン38と噛み合っている。駆動シャフト39の最下端部40はスタブスリーブ34にある穿孔部に収まっている。駆動シャフト39はナット42によって長底プレート28に固定されており、該ナット42は駆動シャフト39のネジ山の付された端部に回して取り付けられる。ブッシング44及び45は長底駆動シャフト39が下側の駆動管16や上側の駆動管20から間隔を持って位置するようにしている。
【００２２】
上側の駆動管20とシャフト39の上端部はそれぞれボルト48及び49によって固定式支持構造体や駆動システムに固定されており、該駆動システムは駆動管20及び駆動シャフト39にパワーを与えている。図１に開示されている従来のもの及び本発明の本明細書で開示するものの双方で適している支持構造体を理解するにあたっては、米国特許第4,540,539号明細書に開示のもの、特には図１に示されたものを参照することができる。
【００２３】
つぎに図２をみてみると、本発明のパッカーヘッドは50で示されている。該パッカーヘッドは51で示されているローラーヘッドと52で示されている長底（ロングボトム）を有している。
【００２４】
該ローラーヘッド51は、53で示されているローラーアセンブリを含んでいるもので、該ローラーアセンブリは複数個のスムージングローラーを持っている（本図では４個のローラーを持つものが示されており、そのうちの１個が記号54で示されている）。該ローラー54はボルト57により下部駆動管アセンブリ56に固定されているローラーマウントプレート55により運ばれるもので、該ボルト57は該駆動管アセンブリフランジ58をローラーマウントプレート55にあるネジ山の付けられた孔部の内側の環状部に結合せしめている。
【００２５】
該ローラー54は軸受け（ベアリング）で支持されたシャフト59の上に載っけられており、該シャフト59の下部60は偏心軸受け部（ベアリング）61の中に受容されている。そして該回転することが可能なシャフト59はナット62によって該ローラーマウントプレート55に固定されている。動作時には堆積せしめられた且つ湿っている新しいコンクリートと接触している該スムージングローラー54の端部は該パッカーヘッドの軸中心のライン63から該長底52の周辺部があるのと同じ半径方向の距離の所にあること、そして状況にもよるが、僅かばかりより大きな半径方向の距離にあるのが望ましいことが理解されよう。偏心軸受け筒（ブッシング）61を調べてみると該軸受け筒の壁の厚みを変えれば該軸受け筒61の底部フランジ65にある半径方向の調節ボルト64の配置により誘導される該軸受け筒61とローラーマウントプレート55との間の回転運動するという相互関係に応じてローラー54の外側のコンクリートに接する表面が半径（ラジアル）方向で内側並びに外側に動かすことができることがわかる。しばしばオペレーターというものはローラー54のコンクリートに接する表面が長底52の周辺部より僅かながら遠くで軸63から半径方向外側に突き出ていることを望むものである。
【００２６】
ローラーフードは68で示されているが、該フード68は本質的に円形の平たいプレートであり且つローラーを配置する場所を与えている丸い切取り部を備えたプレートである。該ローラーフード68の頂部表面は好ましくは該ローラー54の頂部表面と同じ平面にあるものである。湿っているコンクリートを分配するブレード69は該ローラーフード68に溶接されており、該ローラーフード68から上の方向に伸びている。
【００２７】
ローラーフード68は支持ピン70によりマウンティングプレート55に結合せしめられており且つ該マウンティングプレート55から間隔を開けて固定されている。上部側ボルト71は該ローラーフード68をピン70の上部側端部に固定せしめている。そして下部側のボルト72は該ピン70の下部側端部を該マウンティングプレート55に固定せしめている。
【００２８】
ローラーマウンティングプレート結合フランジ58は駆動管アセンブリ56の下部側部分73から外側に突き出ている。該下部部分73の底部の内側の腔部は74の部分で凹んでおり、後でより詳しく説明するように長底駆動システムの上方に立っている部分とピッタリと合うようになっている一方で回転可能なようにして受容するようになっている。該駆動管アセンブリの下部側部分73の外側と該ローラーフード68中にある中心穴との間に非常に僅かな隙間が存在し、該隙間は二つの構成部材の間で結合してしまうことがないように十分に大きなものである一方、湿っている新しいクンクリートがローラーフード68を通って侵入することのないようにするに十分に狭いものである。
【００２９】
該駆動管アセンブリ56の下部側部分73はその頂上端部まで上側向きに短い距離だけ（76の所に示されている)伸びている。該下部側部分73の上部端部の上には外側部スプライン77が形成されている。
【００３０】
駆動管アセンブリ56の上部側部分は79で示されている（図３参照) 。駆動伝達スリーブ80は81の所で上部側部分79の下側部分の端部82に溶接されている。下側部分の端部82の周辺部の上には内側部スプライン83が形成されている。そして該内側部スプライン83は下部側部分56の上の外側部スプライン77にピッタリ適合するようになっている。
【００３１】
上部側部分79の上側端部は頂部フランジ84で終わっており、該頂部フランジ84は上記したステーショナリー支持構造体並びに以下で記載する駆動システムにボルト85で固定されている（図４参照)。
【００３２】
長底52は中心マウンティング孔89を有している円形の底部プレート88を含有している。環状のマウンティングフランジは90で示されており、該底部プレート88の縁の部分にある。そして該マウンティングフランジは滑らかな環状のコテ作用をする（トロエリング）メンバー91を運んでいるものであって、該トロエリングメンバー91は適切な固定手段（本図ではリセス化されたボルト92である）によりマウンティングフランジ90の縁の部分を取り囲んで全体が固定されている。該トロエリングメンバーは通常複数個の単独のセクションから構成されている。そして該単独のセクションのそれぞれは組み立てられた場合には環状の外縁部を形成するように形作られている。
【００３３】
該底部プレート88はボルト95でもってスプラインソケット94の底の端部上のフランジ93に結合せしめられている。プレート88は長底フレームの一部である水平のプレートである。該プレートはそのうちに切ってある開口部87を有しており、該開口部はローラーの方向に配向せしめられている。該ローラーマウンティングアセンブリと長底アセンブリとはお互いに関して回転可能でありプレート88の該開口部87は該ローラーと一直線上に並んでいる。それゆえに該ローラーの底部ナット62に近づくことが可能であるし、二つのメインアセンブリ構成体に解体することなくあるいは該マシーンから全部のユニットを取り除かなければならないということなくそれを取り去ることができる。
【００３４】
また開口部88は次なることもそれを可能とする：
−  当該ユニットが組み立てられているままでも必要な場合には半径方向の位置を調整するために該ローラーの偏心ブッシング61に近づくこと
−  ベアリングアウトサイドハウジングスクリュー103 に近づいて二つのメインユニットに分解することを可能にすること
−  マウンティング部のウエアープレート108, 110の間を通っていくコンクリートスラリーが長底フレームのプレート88を通って流れ出ることを可能としていること
−  強度に顕著な影響を与えることなく該長底の重量を減少せしめていること。
スプラインソケット94は該駆動管アセンブリ56の下部側部分にあるリセス74の内側を上の方向に突き出てフィットするように且つ結合をしていないようにして伸びており、その結果スプラインソケット94と該駆動管アセンブリ56の下部側部分73とはお互いに関して回転することができる。スプラインソケット94の下部リセスは96で示されており、上側のより大きなリセスは97で示されている。リセス96は内側スプライン98を有しており、そしてリセス97は上記した内側スプライン74を有している。
【００３５】
長底駆動シャフトは100 で示されている。上部の外側スプラインは101 で示されており、該上部スプラインはスプラインソケット94の上で内側スプライン97とピッタリと合っている。下部の外側スプラインは102 で示されており、該下部スプラインはスプラインソケット94の下側のソケットリセス96にある内側スプラインとピッタリと合っている。本実施例では二つのスプラインとソケットシステムとは単一の駆動シャフト100 の上に描かれているけれども、上部のスプラインシステムはより大きなサイズの長底アセンブリを駆動するために使用され、そして下部のスプラインシステムはより小さなサイズの長底アセンブリを駆動するために使用されることは好ましい。言い換えれば、該スプラインソケット94は唯一一つの内側スプラインを運ぶものであってよく、該スプラインの配置は長底の大きさに応じてよい。
【００３６】
本発明の重要な特徴としては、該ローラーフード68とともにはじまるローラーヘッド51と該長底52とが一つのピースであるような形状でパッカーヘッド50がユニット化されており、一つのパッカーヘッドのサイズ、例えば、12インチ（約2.54×12 cm)のサイズのものから、別のパッカーヘッドのサイズ、例えば、60インチ（約2.54×60 cm)のサイズのものへ変える、あるいはその逆を行うにあたり、ただ単一の結合ステップしか必要とされない。また使用するためデザインされた該マシーンの両極端の間にあるサイズのいかなる組み合わせとするためにも、ただ単一の結合ステップしか必要とされない。このことについては以下の記載から明らかとなるであろう。
【００３７】
図２を参照すると、シールされた大きな軸受け（ベアリング）は103で示されている。該軸受け103はボルト102によりローラーマウンティングプレート55の下側の所に固定されている。該軸受けの内側レース104はスプラインソケット94の外側のレッジ105の上に位置する。該部品を図２に描かれているように長底のドライブシャフト100の底のネジ山の刻まれた端部に駆動シャフトのナット106を回して嵌め込むことにより組み立てることができる。解体する場合には該ナット106を回して取り外し、長底52とローラーヘッド51の両方をユニットとして駆動シャフト100からするりとはずす。そしてそれにより異なるサイズのパイプを製造するという必要性あるいは複製のパッカーヘッドを交換部品として組み立てて最初のパッカーヘッドと同様に使用するという必要性の理由から、きわめて迅速にパッカーヘッドを変更することを可能にしている。一つの構成部材であるナット106を取り付けたり、取り外すことによりそうした変更を達成でき、取り外されたパッカーヘッドは空いているときにそれを使用できるし、そして時間をかけることなく該マシーンに装着して使用することができる。
【００３８】
ローラーヘッド51を長底52から取り外すためには外側のハウジングの軸受け部103にあるネジ102を取り外すことができる。こうしたネジはプレート88にある開口部を通してアクセスすることができる。あるいは、ボルト95は該ユニットから長底52を落とすことで取り外すことができる。異なることをする特別な理由があるのでなければ、好ましい方法は、汚染を引き起こす可能性があるというリスクを犯すあるいは外側のハウジング保持具を除去することにより軸受け部103にダメージを与えるよりは、むしろ固定装置95を取り外すことである。
【００３９】
本発明の別の特徴としては、(i)長く使用するようにはるかにより効果的に補償するという能力及び(ii)ローラーの周りにしみ出したり、ローラーヘッド51の内部の中にしみ出したりする湿っているコンクリートが存在することに起因してのローラーの故障を劇的に減少せしめるという能力である。
【００４０】
図２を参照すると、硬くて耐ウエアー性の物質（例えば、マンガンスチールなど）からなるウエアーリング108はベースリング109にタック溶接されており、該ベースリング109は一方ではマウンティングフランジ90の上部内側リム部に溶接されており、その結果該リング108は長底と一緒に動くこととなる。
【００４１】
第二のウエアーリング、あるいはバンドは、110で示されており、該第二のウエアーリングはマウンティングプレート55の外縁部にタック溶接されている。それ故にそれはローラーアセンブリ51と一緒に動くこととなる。該二つのリングの間の半径方向のギャップは最適な間隔の所で固定され、該最適な間隔とは多くのミックスに関して約1/8インチ（約2.54×1/8 cm）のオーダーにある。本間隔（隙間）は湿っているコンクリート（それはローラー54の底部の下から瞬間的にすりぬけて入ってくる）が長底52の内部に侵入して入ってくる（そこからボールベアリング103を詰まらせるか、あるいは該マシーンの性能を妨害する、特にローラーヘッド51のローラーを詰まりで動かなくすることによりローラーヘッド51の性能を妨害する）のを阻止するものである。
【００４２】
ある一つの特定の材料のみがすべてのサイズのリング108及び110にはもってこいの材料であることは理解されるべきである。これに関連して有意なマンガン含量を持っており且つ212〜255の範囲のブリネル硬さの直径を有しているミディアム硬度のホットロール処理されたクロムモリブデン鋼（クロモリ鋼）プレート材から切り出された材料は十分に満足を与えるであろう。このタイプの合金スチールは、商品名ARとして知られているもので、砂利やバラス、セメント、グレイン、粘土、泥土などのためのシュートライニングなどの用途に使用されてきたものである。比較的過酷であり、比較的高い強度での用途に関して、クロマイト(Kromite)の商品名の下で入手可能な同様なクロム、モリブデン及びマンガン鋼も良好な性能を示すであろう。そうしたスチールはおおよそ360のブリネル硬さの直径を有していてよく、用途に応じて400までのブリネル硬さの直径を有していてよく、そうしたスチールは上記ARタイプのスチールよりもかなり耐磨耗性が大きいものである。
【００４３】
リングやウエアーバンドの幅は大抵通常湿っているコンクリートの粘度や組成に応じておおよそ3/16インチ（おおよそ2.54×3/16 cm）〜おおよそ3/8インチ（おおよそ2.54×3/8 cm）のオーダーにあるであろう。非常に広範な数の用途に適している典型的な幅は、
1/4インチ（2.54×1/4 cm）である。より小さなローラーヘッド（例えば、12インチ（2.54×12 cm）あるいは18インチ（2.54×18 cm）のサイズのもの、そして24インチ（2.54×24 cm）のサイズのものも可能でさえある）では、おおよそ3/16インチ（おおよそ2.54×3/16 cm）の幅がかなり満足できるものであろう。
【００４４】
共同して働く二つのウエアーバンドのタイプや組成というものが用途にふさわしいようにせしめられると、耐久性の問題（米国特許第5,080,571号明細書で開示されるマシーンで使用されている冷間ロール処理された1018, 1020やA-36タイプのスチールバンドで遭遇する）を排除できる。
【００４５】
新たに流し込まれたそして依然として湿っているコンクリートの上にある、そしてそれによりそれですっぽり包まれた補強用ワイヤーケージの上でローラーヘッドアセンブリ51及び長底52により発揮されるねじれ力を調整するという特徴は、図２及び４に記載されている。
【００４６】
まず図４を参照してみると、ローラーヘッド駆動ギアボックスは112で示されており、該ギアボックス112はボルト114により定置式支持構造体113の下側にボルト止めされて間隔を置いて配置せしめられている。該ギアボックス112は可変ディスプレースメントスピード液圧式モーター115によって動かされ、一方該モーター115はエレクトロニクス駆動式可変ディスプレースメント液圧式ポンプ回路によりパワー供給を受けている。
【００４７】
該ローラーヘッド駆動ギアボックス112のアウトプットシャフトは116で表されている。ボルト117は駆動管アセンブリ56の上側部79の頂部フランジ84（図２も参照）をローラーヘッドのギアボックス112のアウトプットシャフト116に結合している。液圧式モーター115の出力は最大のシステム操作用パラメーターの範囲内で無制限に変えることができるので、駆動管アセンブリ56の回転スピード、そしてそれによりローラーアセンブリ53の回転スピードを制限無く変えることができる。
【００４８】
長底駆動ギアボックスは120で示されており、該ギアボックス120はボルト121により定置式支持構造体113にボルト止めされている。該長底ギアボックス120は可変式液圧モーター122によって駆動せしめられ、一方該モーター122は上記でみたように液圧式回路及び電気式モーターによりパワー供給を受けている。
【００４９】
該長底駆動ギアボックス120のアウトプットシャフトは123で表されている。ボルト124は長底駆動シャフト100の上側の端部の頂部フランジ86（図２も参照）を長底駆動ギアボックス120のアウトプットシャフト123に結合している。液圧式モーター122の出力は最大のシステム操作用パラメーターの範囲内で無制限に変えることができるので、長底駆動シャフト100の回転スピード、そしてそれにより長底52の回転スピードを制限無く変えることができる。
【００５０】
そうしたデュアル式無制限可変液圧駆動システムは自動制御の役に立ち、該自動制御の結果そのマシーンで高品質のパイプを一貫して生産可能とする。
【００５１】
本発明の用途並びに操作につき以下に説明する。
【００５２】
強化型コンクリートパイプを製造することが期待できる。本タイプのパイプは該パイプ製造機の最も厳しくて要望のある操業形態を代表しているものである。強化型パイプの製造工程では垂直方向のストリンガーと円形のリングの補強用ワイヤーからなる輪の形態の断面を持っているワイヤーケージがコンクリートパイプの壁の部分のうちに配置されている。用時のパイプに性能上の欠陥があるのを避けるため該ワイヤーとそこに置かれたコンクリートとの間には緊密で接触している結合が達成されなければならないので該コンクリートは完全に当該ワイヤーを覆っていなければならない。別の手法につき説明すると、製造中に該ワイヤーケージ上の湿っているコンクリートの相殺して補正することのできない捩れ力に主に起因した該ワイヤーケージとコンクリートとの間のいかなる空隙もあってはならない。そして米国特許第4,540,539号明細書でより詳細に議論しているようにケージのねじれはゼロにしておかなければならない。
【００５３】
それぞれのパイプ生産の操作は決してある与えられたパイプ生産機械を連続して一つのサイズのパイプに働かせるものではなく、長い期間動かした生産機械は定期的に点検したり、クリーニングすることが必要であるので、該マシーンは使用しているパッカーヘッドを取り去り、新しいパッカーヘッドを取り付けるため定期的に止められなければならない。
【００５４】
現在機械を停止したり、それを取り外したり、再度取り付けたりするのは長いプロセスとなっている。例えば、図１の先行技術の慣用されるパッカーヘッドを解体するためには、長底駆動シャフトのナット42を取り去り、長底12を長底駆動シャフト39からするりとはずさなければならない。その後、ボルト24を取り去ってローラーヘッドアセンブリ11を落とさなければならない。再び取り付けるには上記した工程を逆の順序で繰り返さなければならない。しかしながら該工程は単純に順序良くそれを繰り返すことができない。一方で、ローラーヘッドアセンブリ11は図面に示された位置であって該長底をその駆動シャフトにさらに組み立てるより前にローラー14の位置決めを行わなければならない。ローラー14を調整することは難しいことで時間を要することである。ローラーヘッドアセンブリを再度組み立てたり、それを調整したり、長底を再度取り付けたりする間中はずっと、当該マシーンは生産に使用できない。今日の非常に競争の激しい状況のもとでは、休止時間は事実上収益の損失や利益の損失に等しい生産性の損失をもたらすのである。
【００５５】
対比すると、本発明のシステムでは一つの構成部品、すなわち、駆動シャフトのナット106を取り外してパッカーヘッド全体（すなわち、ローラーヘッドアセンブリ51と長底52）を同時に当該駆動システムからずらすことが必要なだけである。パッカーヘッドを取り外した瞬間に、一つの構成部品、すなわち駆動シャフトのナット106を駆動シャフト100にネジを回すことで取り付けることにより交換用パッカーヘッドを取り付けることができて、生産を再開できる。もし取り外したパッカーヘッドを再度調整したり補修したりすることが必要であれば交換したパッカーヘッドでパイプを製造している間にプラントの補修を行う店でそれを行うことができる。そしてもちろん該駆動システムに取り付ける前に交換用パッカーヘッドは厳密に動作せしめる所望の状態に調整せしめられよう。調整を軸受け103によるものとするといった柔軟性は迅速に解体したり組み立てたりすることにおいて意味があることである。かくしてパッカーヘッド51を解体した後長底52はローラーヘッド51から分離せしめられ、ローラーヘッドとは別に便利に再動作せしめられる。例えば、長底ウエアーリング108を置き換えることが必要なだけであり、これを行った後にはパッカーヘッドをすぐさま再組み立てする準備が整っているのである。
【００５６】
一方中心軸63に関してローラーの半径方向の隙間を調整することが必要であるなら、これは容易に行うことができる。というのは図１の先行技術の構成における長底プレート28にある穴29を通して上方に向けて働かされなければならないことと対比するとローラーシャフトのナット62は容易にアクセスできるからである。
【００５７】
本発明のさらなる利点はクリーニングのためのみにローラーを迅速に分解したり再度組み立てたりすることができることである。図１の先行技術の構成にあったピン18はフード17に溶接せしめられているので、該フード17は簡単に取り外してローラー14をクリーニングすることを可能とする。固定装置、あるいは上部ボルト71は、ローラーフード68を簡単に取り外すことを可能とし、それによりその駆動システムからローラーヘッド51を取り外すことなくローラーをクリーニングすることができる。その結果、ローラーをクリーニングするに要する時間をかなり少なくすることができ、組み立てや解体により構成部材が受ける可能性のあるダメージを排除できる。
【００５８】
長底の通常のデザインされている操作用部品を分解することなく長底の内部に湿っているコンクリートが入っていくのを容易に防止できる。長底の中に湿っているコンクリートが漏れるのを邪魔するためウエアーリングを使用することが試みられたが、該マシーンの高価で且つ通常のデザインされている恒久性のある操作用部品の一つあるいはそれ以上のもので常に磨耗が発生し、それを交換する必要が生じ、部品交換に費用がかかり、生産ができない時間が生じることとなった。これに対して本発明のシステムではウエアーリング108及び/又は110のうちの一つであろうと両方であろうと交換が必要なら、タック溶接によりそうした交換を速やかに行うことができ、該マシーンをすぐに働く状態に戻すことができる。すなわち、腐食性のコンクリートと接触することにより全体的に且つ恒久的に影響を与えることなくオリジナルのカスタマイズ化された部品をすべて使用することで該マシーンをすぐに働く状態に戻すことができる。
【００５９】
本発明はすべてのサイズのマシーンにおいて湿っているコンクリートの供給を顕著に増加せしめるものである。該マシーンのパイプ壁の内側の形成のためローラーヘッドへのコンクリートの供給は該駆動シャフトの周辺に沿ってローラーヘッドの中心までコンクリートを落とすコンベヤーを使用することによりなされる。図１の先行技術の構成のボルト止めされたフランジ手段21はローラーフード17の頂部及びローラー14により形成された形成領域の中へ効果的に落下させることのできるコンクリートの量の制限因子であるのである。本発明では妨害をしているフランジ手段21を取り除くことにより先行技術における著しい妨害を排除できて圧密化領域の中へより良いコンクリートの流れを与えるものである。流れに対する妨害を取り去るのは図２及び３の77及び83で示されているスプラインを切った結合を使用することにより導かれるのである。
【００６０】
一貫性の非常に改善されている最終製品とか単位時間当たりの高い生産性に対して一層顕著に寄与しているファクターは図２及び４に示されている。公知の先行技術のすべてにおいては該駆動システムのためスピードを上げての工程のみが可能である。結果として一貫して許容される製品を生産するというオペレーターの技能に重点がおかれるのである。というのは他の操作上のファクター（例えば、湿っているコンクリートの供給速度といったようなもの）は、対比すると現在使用されている幾分か粗い駆動スピードコントロールシステムによっては達成することはできないといった操業しながらの変更を可能にするようにされなければならないからである。この問題点はパッカーヘッドの一つの構成部品に対する一つの無制限に変更できるコントロールをパッカーヘッドの他の構成部品に対する別の無制限に変更できるコントロールに重ね合わせることでそれを完全に取り除くことができる。かくして図４からよくわかるように、長底とローラーヘッドの双方のスピードはいかなる所望の比率にもセットできる。これは逆回転パッカーヘッドシステムにおいては特に有用である。というのは回転する構成部品の一つが無制限に変えることができるものであっても、他の回転する構成部品をステップのみの調整を行うことではハイアウトプットパイププラントにおいて高品質のパイプを製造するような最適なスピード関係を与えるものではないであろうからである。
【００６１】
また該説明したシステムは自動化された生産（そこではオペレーターの専門的な技術知識の重要性は大いに低減せしめられている）に理想的に適しているという利点を有している。このように一旦最終製品の明細が知られることとなり、そして原料の特性やそれらの混合比率が決定されたなら、コントロールコンソールにパラメーターの数字を打ち込んで、各運転での最初のパイプと最後のパイプとが同じ一様で許容できる品質であることを保証しつつプラントをスタートさせることができる。
【００６２】
本発明の具体例が描写され且つ説明されているが、本分野の技術の範囲内で改変を行うことができることは当業者には明らかなことである。したがって本発明の範囲は関連する先行技術に鑑み添付の特許請求の範囲における範囲によってのみ制限を受けるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の出願時に広く使用されている逆回転パッカーヘッド（本発明はこのものを基礎として改良されたものである）の断面図を示す。なお、よくわかるように一部省略した部分がある。
【図２】本発明のパッカーヘッド（本図では逆回転パッカーヘッドを示してある）の断面図を示す。なお、よくわかるように一部省略した部分がある。
【図３】本発明のローラーアセンブリを駆動する外側のパッカー管の側面図を示す。なお、よくわかるように一部省略した部分があり且つ切断して除かれているそれ以外の部分もある。
【図４】本発明の無段階に変えることのできるデュアル型駆動システムの側面図を示す。なお、よくわかるように一部切断して除かれている部分がある。
【図１】
2004306605.tif 000003
【図２】
2004306605.tif 000004
【図３】
2004306605.tif 000005
【図４】
2004306605.tif 000006