(57)【要約】  コンベヤ（１６）の送出端部から自由落下する一連のらせん状リング（Ｒ）を受け取り、かつリングをコイルにまとめる装置が開示される。装置は、自由落下するリングによって囲まれるように位置決めされた上端部（１０ａ）を有する鉛直方向に設けられたマンドレル（１０ｂ）を備える。マンドレル（１０ｂ）に隣接して、鉛直方向に設けられた支持コラム（１８）が位置決めされている。上部および下部コイルプレートアセンブリ（２０；２２）は、支持コラム（１８）に支持され、かつ支持コラム（１８）において鉛直方向に調整可能である。駆動システムは、コイルプレートアセンブリ（２０；２２）を下方向に鉛直方向に調整し、マンドレル（１０ｂ）を囲む自由落下するリングは、始めは上部コイルプレートアセンブリ（２０）に蓄積され、次いで下部コイルプレートアセンブリ（２２）に移動される。
2016501727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベヤの送出端部から自由落下する一連のらせん状リングを受け取り、かつ該リングをコイルにまとめる装置であって、
前記自由落下するリングによって囲まれるように位置決めされた上端部を有する、鉛直方向に設けられたマンドレルと、
該マンドレルに隣接して位置決めされた、鉛直方向に設けられた支持コラムと、
該支持コラムによって支持され、かつ前記支持コラムにおいて鉛直方向に調整可能な、上部コイルプレートアセンブリ及び下部コイルプレートアセンブリと、
前記マンドレルを囲む前記自由落下するリングが、始めは前記上部コイルプレートアセンブリに蓄積され、次いで前記下部コイルプレートアセンブリに移動するように、前記コイルプレートアセンブリを下方向で鉛直方向に調整する駆動システムと、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記駆動システムは、前記支持コラムの長さに沿って鉛直方向に延びるラックと、前記コイルプレートアセンブリによって支持された、前記ラックと噛み合い関係にあるピニオンと、該ピニオンを駆動し、前記コイルプレートアセンブリを鉛直方向に調整する第１の駆動モータとを備える、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記下部コイルプレートアセンブリは、間隙によって隔てられた支持表面を有し、前記始めに蓄積したリングの、前記上部コイルプレートアセンブリから前記下部コイルプレートアセンブリへの移動は、前記上部コイルプレートアセンブリを前記間隙を通って前記支持表面下の高さまで下降させることによって達成される、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記駆動システムは、前記始めに蓄積したリングの前記上部コイルプレートアセンブリから前記下部コイルプレートアセンブリへの移動時、前記コイルプレートアセンブリの両方を同時に下降するように動作することができる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記コイルプレートアセンブリは、複数のセグメントと、前記マンドレルを囲み、かつ前記自由落下するリングの通路に位置する閉位置と、前記マンドレルおよび前記通路から離れた開位置との間で前記複数のセグメントを操作する第２の駆動システムとを備える、請求項１記載の装置。
【請求項６】
コンベヤの送出端部から自由落下する一連のらせん状リングを受け取り、かつ該リングを円筒コイルにまとめる装置であって、
前記自由落下するリングによって囲まれるように位置決めされた上端部を有する、鉛直方向に設けられたマンドレルと、
鉛直方向に設けられた支持コラムと、
該支持コラムに支持された、鉛直方向に調整可能な上部コイルプレートアセンブリ及び下部コイルプレートアセンブリであって、該下部コイルプレートアセンブリは、間隙によって隔てられた支持表面を有する、上部コイルプレートアセンブリおよび下部コイルプレートアセンブリと、
前記上部コイルプレートアセンブリを前記下部コイルプレートアセンブリより上の第１の高さにおいて前記支持コラムに位置決めする第１の駆動システムであって、前記第１の高さにおいて、前記自由落下するリングは、前記上部コイルプレートアセンブリに一時的に蓄積され、前記第１の駆動システムは、前記上部コイルプレートアセンブリを、前記下部コイルプレートアセンブリの前記支持表面の間隙を通って、前記支持表面より下の第２の高さまで下降させるように動作可能であり、前記上部コイルプレートアセンブリに一時的に蓄積した前記リングを前記支持表面に移動させる、第１の駆動システムと、
前記上部コイルプレートアセンブリを前記支持表面の下から移動させる、第２の駆動システムと、
を備える装置であって、
前記第１の駆動システムは、前記下部コイルプレートアセンブリを、該下部コイルプレートアセンブリにおいてリングが連続して蓄積する間、下降させるように動作可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
コンベヤの送出端部から自由落下する一連のらせん状リングを受け取り、かつ前記リングをコイルにまとめる方法であって、
前記自由落下するリングによって囲まれるように位置決めされた上端部を有する、鉛直方向に設けられたマンドレルを提供することと、
該マンドレルに隣接して、鉛直方向に設けられた支持コラムを位置決めすることと、
前記支持コラムに、鉛直方向に調整可能な上部コイルプレートアセンブリ及び下部コイルプレートアセンブリを取り付けることと、
前記マンドレルを囲む前記自由落下するリングが、始めは前記上部コイルプレートアセンブリに蓄積し、次いで前記下部コイルプレートアセンブリに移動するように、前記コイルプレートアセンブリを下方向で鉛直方向に調整することと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記両コイルプレートアセンブリは、前記一時的に蓄積されたリングの前記上部コイルプレートアセンブリから前記下部コイルプレートアセンブリへの移動時に、異なる速度で同時に下降される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記下部コイルプレートアセンブリは、間隙によって隔てられた支持表面を有し、前記上部コイルプレートアセンブリは、始めは前記下部コイルプレートアセンブリより上の上方高さにおいて前記自由落下するリングを一時的に蓄積させるように位置決めされ、前記間隙を通って前記支持表面下の下方高さまで前記上部コイルプレートアセンブリを徐々に下降することによって、前記一時的に蓄積したリングが移動する、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記下部コイルプレートアセンブリの前記支持表面は、前記マンドレルを囲み、かつ前記自由落下するリングの通路に位置する複数のセグメントに分かれ、前記上部コイルプレートアセンブリの前記下方高さへの下降後、前記セグメントは、前記マンドレルと前記通路とから離れた開位置に調整され、前記上部コイルプレートアセンブリは、該上部コイルプレートの初期位置まで上昇され、かつ前記セグメントは再び前記マンドレルを囲み、かつ前記通路に位置するように再調整される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１１月２９日に出願された米国仮出願第６１／７３１１１５号明細書の利益を合衆国法典第３５巻第１１９条（ｅ）に基づいて主張し、その全ての内容および要旨を引用することにより本明細書に援用する。
【０００２】
１．分野
本発明の実施の形態は、概して、熱間圧延品が、コンベヤにおいて重なり合った状態で運ばれながら制御冷却を受ける一連のらせん状リングに成形される、棒材圧延機に関する。特に、本発明は、コンベヤの送出端部から自由落下するリングを受け取り、かつそのリングを円筒コイルにまとめる、改良された装置および方法に関係する。
【０００３】
２．関連技術の説明
米国特許第６０７３８７３号明細書（ショアら）に開示されるコイル成形装置においては、自由落下するリングから構成されるコイルの支持が、始めは上部コイルプレートアセンブリによって提供され、次いで下部コイルプレートアセンブリによって提供され、下部コイルプレートアセンブリには、コイル成形工程が完了まで続く際に、集積コイルが移動する。２つのコイルプレートアセンブリは、いわゆる「無段」方式で、すなわち急いでリングの束を降ろすことなく、コイルを成形することができるように協働して動作することができる。しかし、そうすることの利点は、重要な欠点によって大部分が相殺される。とりわけ、２つのコイルプレートアセンブリの運動の支持、鉛直方向の調整および連動のためのシステムが非常に複雑かつ高価なことである。
【０００４】
概要
概して、本発明の実施の形態は、コイルプレートアセンブリを支持し、かつ鉛直方向に調整する改良された装置および方法を提供することによって上記欠点を回避する。上述のショアらの特許に開示される装置と比べて、本発明の実施の形態は、費用が安く、小型で、かつ操作および制御が簡単である。
【０００５】
本発明の例示的な実施の形態において、本装置は、自由落下するリングによって囲まれるように位置した上端部を有する、鉛直方向に設けられたマンドレルを備える。マンドレルに隣接して、鉛直方向に設けられた支持コラムが配置されており、上部および下部コイルプレートアセンブリは、支持コラムによって支持されており、かつ支持コラムにおいて鉛直方向に調整可能である。駆動システムは、コイルプレートアセンブリを鉛直方向で下方向に調整し、その方向において、マンドレルを囲んでいる自由落下するリングは、始めに上部コイルプレートアセンブリに蓄積され、次いで下部コイルプレートアセンブリに移動する。
【０００６】
好適には、駆動システムは、支持コラムの長さに沿って鉛直方向に延びたラックを備える。コイルプレートアセンブリによって支持されるピニオンは、ラックと噛み合い関係にあり、コイルプレートアセンブリに支持されるモータは、ピニオンを駆動する。
【０００７】
好適には、下部コイルプレートアセンブリの支持表面は、間隙によって隔てられており、その間隙を通って、上部コイルプレートアセンブリが下降し、始めに蓄積されたリングを上部コイルプレートアセンブリから下部コイルプレートアセンブリへ移動させることができる。
【０００８】
有利には、始めに蓄積されたリングの上部コイルプレートアセンブリから下部コイルプレートアセンブリへの移動時、駆動システムは、円滑な移動が生じることを保証するように選択された異なる速度で両コイルプレートアセンブリを同時に下降させるように作動してもよい。
【０００９】
好適には、各コイルプレートアセンブリは、アームの形態の複数のセグメントを有しており、それらは、マンドレルを囲み、かつ自由落下するリングの通路に位置する閉位置と、マンドレルから離れ、かつ前記通路の外に位置する開位置との間において調整することができる。
【００１０】
本発明のこれらおよび別の特徴および利点は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の例示的な実施の形態による装置の側面図である。
【図２】本発明の例示的な実施の形態による装置の前方斜視図である。
【図３】図１の線３−３に沿った水平断面図である。
【図３Ａ】図３の円で囲まれた領域の拡大概略図である。
【図４】図１の線４−４に沿った水平断面図である。
【図５Ａ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【図５Ｂ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【図５Ｃ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【図５Ｄ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【図５Ｅ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【図５Ｆ】コイル成形工程における一連の段階を示す、本発明の例示的な実施の形態の概略側面図である。
【００１２】
詳細な説明
種々の実施の形態を構成するものとして以下に記載される構成部品は、例示のためであって、限定的なものでない。同一または類似の機能を提供する多くの適切な構成部品および本明細書において記載される材料が、本発明の実施の形態の範囲に含まれることが意図されている。
【００１３】
ここで、図面を参照すると、図面を通じて同じ参照番号が同じ部品を示しており、ここで本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
まず図１および図２を参照すると、本発明の例示的な実施の形態による装置が示されている。この装置は、下部のステム１０ｂから分離可能な上端部１０ａ（一般的に「ノーズコーン」と称される）を有する鉛直方向に設けられたマンドレル１０を備える。マンドレルステム１０ｂおよびコンパニオンマンドレルステム１０ｂ’は、ベース１２に直交して配置されている。ベースは、軸線「Ａ」を中心に回転可能である。
【００１５】
マンドレル１０の上端部１０ａは、リフォーム室１４内へと上方向に突出しており、かつコンベヤ１６の送出端部から自由落下するリング「Ｒ」によって囲まれるように位置している。
【００１６】
マンドレル１０に隣接して、鉛直方向に設けられた支持コラム１８が配置されている。上部および下部コイルプレートアセンブリ２０，２２は、支持コラム１８によって支持されており、かつ支持コラム１８において鉛直方向に調整可能である。図３および図３Ａを参照すると最も良くわかるように、上部コイルプレートアセンブリ２０は、支持コラム１８のガイドレール２６と接触するように配置された複数のローラ２４を有する。
【００１７】
上部コイルプレートアセンブリ２０は、支持コラム１８に沿って鉛直方向に延びたギアラック２８を備えた駆動システムによって鉛直方向に調整可能である。ピニオン３０が、ラック２８と噛み合い関係にある。ピニオン３０は、モータ３４等によって駆動される軸３２によって支持されている。
【００１８】
図４に示されるように、下部コイルプレートアセンブリ２２も同様に、支持コラムのガイドレールと接触する複数のローラを備えており、ピニオン３０がラック２８と噛み合い関係にあり、かつモータ３４によって駆動される軸３２に支持されている。
【００１９】
再び、図３に示されるように、上部コイルプレートアセンブリは、１対のアーム３６の形態の複数のセグメントに分かれた支持表面を備えている。モータ駆動式リンクシステム３８が、マンドレル１０を取り囲み、かつマンドレルを囲んだリングの通路に位置する閉位置と、マンドレルと前記通路とから離れた開位置（破線で示す）との間において、アーム３６を回動可能に調整するように機能する。アームは、間隙４２によって隔てられたフィンガ部４０を形成する波形の内縁部を有する。
【００２０】
図４に示されるように、下部コイルプレートアセンブリ２２も、１対のアーム４４の形態の複数のセグメントに分かれた支持表面を備えている。モータ駆動式リンクシステム４６が、マンドレル１０を取り囲んだ閉位置と、マンドレル１０とマンドレルを囲んだリングの通路とから離れた開位置（破線で示す）との間において、アーム４４を調整するように機能する。
【００２１】
図２をさらに参照するとわかるように、下部コイルプレートアセンブリ２２の支持表面は、アーム４４のペデスタル４８によって形成されている。ペデスタル４８は、間隙５０によって隔てられている。
【００２２】
上部および下部コイルプレートアセンブリ両方のアームが閉じているとき、上部コイルプレートアセンブリ２０のフィンガ部４０は、下部コイルアセンブリ２２の間隙５０と位置合わせされており、かつ下部コイルプレートアセンブリのペデスタル４８は、上部コイルプレートアセンブリ２０の間隙４２と位置合わせされている。
【００２３】
各マンドレルステム１０ｂ，１０ｂ’の下端において、ベース１２には、間隙（図１において参照番号５４で示される）によって隔てられたペデスタル５２が提供されている。下部コイルプレートアセンブリ２２のアーム４４が閉じているとき、ペデスタル４８は、ベース１２のペデスタル５２間の間隙５４と位置合わせされており、かつペデスタル５２は、アーム４４のペデスタル４８間の間隙５０と位置合わせされている。
【００２４】
ここで、一般的なコイル成形作業過程における装置の動作を、図５Ａ〜図５Ｆを参照して説明する。
【００２５】
図５Ａに示される段階において、リングＲは、コンベヤ１６の送出端部から自由落下し、マンドレルの上端部１０ａの周りに蓄積されている。リングは、上部コイルプレートアセンブリ２０の支持表面（閉じたアーム３６）において集積コイルＣになるように蓄積されている。上部コイルプレートアセンブリ２０は、蓄積コイルＣの頂部が高さ「Ｌ」に維持されるように選択された速度で徐々に下降しており、かつ下部コイルプレートアセンブリ２２は、下部コイルプレートアセンブリ２２のアーム４４がアーム４４の開位置にある状態で上昇している。
【００２６】
図５Ｂは、移動中の２つのコイルプレートアセンブリを示しており、上部コイルプレートアセンブリは、コイルＣの頂部が高さＬに維持される速度で下降を続けている。
【００２７】
図５Ｃに示される段階において、上部コイルプレートアセンブリ２０のフィンガ部４０は、下部コイルプレートアセンブリ２２のペデスタル４８間の間隙５０を通って下降し、それによって、蓄積コイルＣの支持を下部コイルプレートアセンブリ２２に移動させている。好適には、移動時、両コイルプレートアセンブリは、移動の円滑性を最大化できるよう選択された異なる速度で、同時に下降する。
【００２８】
図５Ｄは、１つの完成コイルが成形された後に下降を続けている下部コイルプレートアセンブリ２２を示している。上部コイルプレートアセンブリは、その最上位置まで上昇を続けている。
【００２９】
図５Ｅにおいて、下部コイルプレートアセンブリ２２のペデスタル４８は、ベース１２のペデスタル５２間の間隙５４を通って下降しており、それによって、コイルＣの支持をベース１２に移動させている。ここでもまた、上部コイルプレートアセンブリ２０は、次の連続コイルＣ’の成形中、徐々に下降している。
【００３０】
このとき、公知の設計の機構５６が、マンドレルの上端部１０ａを支持するように作動しており、それによって、ベース１２の軸線Ａを中心とする回転を可能にするのに十分な程度にマンドレルステム１０ｂが後退するのを可能にしている。
【００３１】
図５Ｆに示される段階において、ベース１２は回転して、積載したステム１０ｂの向きを水平方向に変え、かつコンパニオンステム１０ｂ’を鉛直方向に位置決めしている。ステム１０ｂ’は、マンドレル上端部１０ａを再び支持するために延びており、機構５６は、動作を停止しており、上部コイルプレートアセンブリ２０は、次のコイルＣ’の蓄積に合わせて下降を続けており、かつ下部コイルプレートアセンブリ２２は再び、次の移動に関与できるように位置決めされる高さまで上昇している。
【００３２】
本発明の例示的な実施の形態を開示したが、以下の特許請求の範囲に記載される本発明およびその均等物の趣旨および範囲を逸することなく、改良、追加および削除が可能である。
【図１】
2016501727.tif 000003
【図２】
2016501727.tif 000004
【図３】
2016501727.tif 000005
【図３Ａ】
2016501727.tif 000006
【図４】
2016501727.tif 000007
【図５Ａ】
2016501727.tif 000008
【図５Ｂ】
2016501727.tif 000009
【図５Ｃ】
2016501727.tif 000010
【図５Ｄ】
2016501727.tif 000011
【図５Ｅ】
2016501727.tif 000012
【図５Ｆ】
2016501727.tif 000013
【国際調査報告】
2016501727.tif 000014
2016501727.tif 000015