DE3134097A1

DE3134097A1 - Hubbalken

Info

Publication number: DE3134097A1
Application number: DE19813134097
Authority: DE
Inventors: Shinji Yokohama Kanagawa Akita; Minoru Kawasaki Kanagawa Morita
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1980-08-29
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1982-04-08
Also published as: FR2489275A1; IT1138534B; IT8123689A0; GB2086336A

Description

Hubbalken

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen in und in Bezug auf einen Hubbalken der Art, wie er beispielsweise zur Übergabe von Stahlrohren, Rundstäben u.dgl. während des Herstell- und Fertigungsvorganges verwendet wird.

Dort, wo verschiedene Arten von Stahlprodukten, wie etwa Stahlrohre, Rundstäbe u.dgl., in Querrichtung übergeben werden sollen, insbesondere im Falle einer Warmstraße, tfie etwa einem Glüh- bzw. Wärmeofen, wo das Vorhandensein von Fehlern, wie etwa Oberflächenfehlern, vermieden werden muß, wird der Hubbalken für den Quertransport von Stahlprodukten verwendet. Diese Art eines Hubbalkens* umfaßt eine Anzahl von ortsfesten Balken und eine Anzahl von übergabe- bzw. Transportbalken, welche zueinander parallel verlaufend angeordnet sind. Die Übergabebalken werden durch einen Verbindungsglied- bzw. Gelenkmechanismus zur Ausführung einer Kreisbewegung derart gebracht, daß in wiederholter Weise das Produkt von unten angehoben, *) bzw. Schwenkbalken (walking beam)

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 69470039) 146332

Sg fe§we§t und dann zurück auf die ortsfesten Balken durch die Übergabebalken abgesenkt wird, was durch die kreisförmige Bewegung der Übergabebalken erfolgt, wodurch der Quertransport des Stahlprodukts bewirkt wird. Im Falle eines üblichen Hubbalkens, sind eine Anzahl von Übergabebalken zusammen mit ortsfesten Balken in Längsrichtpjig zur Bildung einer Quertransportstraße einer vorbestimmten Länge angeordnet und sind die Übergabebalken mit einem Antriebssystem derart verbunden, daß sämtliche Übergabebalken im selben Perioden- und Phasenverhältnis bewegt und die Übergabebalken gleichzeitig angehoben und abgesenkt werden. In anderen Worten heißt dies, daß die auf den Motor im Antriebssystem der Übergabebalken wirkende Last ein Maximum erreicht, wenn die Übergabebalken angehoben werden, wohingegen die Last negativ wird und der Motor sich im Bremsbetrieb oder Generatorbetrieb be-* findet, wenn die Übergabebalken abgesenkt werden.

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Im allgemeinen müssen die Kenndaten eines Motors in Übereinstimmung mit der maximalen Last bestimmt werden, weshalb die Leistungsrate des verwendeten.Motors in Übereinstimmung mit der Ausgangsleistung bestimmt werden muß, welche zum Anheben der Übergabebalken erforderlich ist und zwar unabhängig von der Motorausgangsleistung während des Bremsbetriebs. Somit besteht ein Nachteil darin, daß der Leistungsverbrauch angehoben wird im Vergleich beispielsweise zu einem Kettenfördersystem, welches die Stahlrohre o.dgl. in Horizontalrichtung übergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es,' einen Hubbalken derart.weiterzuverbessern, daß jegliche Vergeudung von Energie.„ vermieden wird, welche zum Antreiben der Übergabebalken in der Kreisbewegung erforderlich ist, d.h., die Übergabebalken werden in zwei Gruppen derart unterteilt/ daß._ dann, wenn eine Gruppe der Übergabebalken angehoben wird, die andere Gruppe der Übergabebalken abgesenkt wird, wodurch jede der beiden Gruppen die potentielle Energie, der anderen Gruppe aufhebt.* Nach einem weiteren Aspekt

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soll der Hubbalken derart ausgestaltet sein, daß ein kleiner Motor mit einer relativ kleinen Leistung als Antriebsmotor für die Übergabebalken verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den UnteranSprüchen angegeben sind.

In Übereinstimmung mit einer Ausfuhrungsform der Erfindung sind bei einem Hubbalken der Art, in welchem Übergabebalken in Reaktion auf die Drehung von Antriebswellen eine Kreisbewegung ausführen derart, daß ein zu übergebendes Material auf ortsfesten Balken von unten angehoben, nach vorne bewegt und wieder auf die ortsfesten Balken durch die Übergabebalken abgesenkt wird und dieser Vorgang wiederholt wird, um die Übergabe des Materials zu bewirken, die Übergabebalken in Längsrichtung in wenigstens N-Gruppen (N ist eine ganze Zahl größer als 2) gebildet und sind die Übergabebalken derart durch eine Verbindungsglied- bzw. Gelenkeinrichtung mit den Antriebswellen verbunden, daß die Kreisbewegungen, welche durch die über·¹· gabebalken der beiden Gruppen ausgeführt werden, in Richtung und Periode dieselben sind, sich jedoch voneinander um 2 ^**"/N im Bogenmaß unterscheiden.

Die ganze Zahl N ist größer als 2 gewählt, so daß dann, wenn beispielsweise N = 2 ist, die Übergabebalken zu zwei Gruppen gebildet sind und die Phasendifferenz zu $*"im Bogenmaß wird. In diesem Fall, wenn die Übergabebalken in einer Gruppe sich im Aufwärtshub befinden, befinden . sich die Übergabebalken in der anderen Gruppe im Abwärtshub.

Nach Maßgabe einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebswellen und die Übergabebalken durch eine Verbindungsgliedeinrichtung derart verbunden, daß die Drehbewegung der Antriebswellen in die Kreisbewegung der Übergabebalken durch die Gelenkeinrichtung gewandelt

wird und der Radius der Kreisbewegung gleich der Länge der Verbindungsgliedarme des Verbindungsmechanismus ist. Die Phasendifferenz in der Kreisbewegung zwischen zwei Gruppen ist durch den anfänglichen Montagewinkel zwischen der Verbindungsgliedeinrichtung und den Übergabebalken in jeder der Gruppen bestimmt.

Nach Maßgabe des erfindungsgemäßen Hubbalkens werden dann, wenn die Übergabebalken der einen Gruppe angehoben werden, die Übergabebalken der anderen Gruppe abgesenkt, so daß die potentielle Energie aufgrund des Gewichts der absinkenden Übergabebalken effektiv als Antriebsenergie für die nach oben bewegenden Übergabebalken verwendet und verbraucht wird.Dies hat unter dem Gesichtspunkt der Antriebsleistung zur Folge, daß die Last so klein wie die Differenz zwischen den Gruppen bezüglich der durch das Material auf ihre Übergabebalken aufgebrachten Last und des Reibwiderstands der Welle des Antriebssystems für die Übergabebalken wird und ein Motor mit einer geringen Leistung als Antriebsquelle verwendet werden kann.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht, in welcher schematisch die Übergabebalken eines konventionellen Hubbalkens dargestellt sind,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Hubbalkens,

Fig. 3a, 3b und 3c Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise des in Fig. 1 dargestellten Hubbalkens ,

Fig. 4 eine Draufsicht zur Darstellung der Gesamtanordnung einer Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 5 eine Vorderansicht in Blickrichtung der Pfeile an der Linie V-V von Fig. 4,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der Übergabebalken der erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 7 eine teilweise Vorderansicht des Hubbalkens nach Maßgabe der Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8a und 8b Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise des Hubbalkens gemäß der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3a, 3b und 3c wird nachfolgend der Aufbau und die Betriebsweise eines konventionellen Hubbalkens beschrieben. In den Figuren sind mit dem Bezugszeichen 1 massiv aufgebaute Übergabebalken mit einer Länge von ungefähr 20 bis 30 Meter, mit dem Bezugszeichen 2 Einkerbungen,welche in gleichen Abständen in der oberen Fläche eines jeden Übergabebalkens 1 ausgebildet sind, so daß ein zu übergebendes Stahlrohr P fest auf den Balken 1 angeordnet werden kann, and sind mit dem Bezugszeichen 3 Arme gekennzeichnet, welche fest auf dem unteren Teil der Übergabebalken 1 angeordnet sind, wobei jeder der Arme 3 mit einer Welle 4 versehen ist. Mit dem Bezugszeichen 5 sind Drehwellen bezeichnet, welche gleichzeitig durch einen nichtdargestellten Motor angetrieben sind. Ein Ende eines jeden der Verbindungs- bzw. Gelenkglieder 6 ist fest auf einer der Drehwellen 5 angeordnet und das andere Ende ist mit einer der Wellen 4, welche in den Armen 3 angeordnet sind, relativ drehbar verbunden. Diese Bauelemente bilden die Antriebseinrichtung 7 für die Übergabebalken 1. Der Abstand zwischen den Einkerbungen 2, welche auf den Übergabebalken 1 ausgebildet sind, ist etwa ungefähr zweimal den Abstand 1 zwischen der Drehwelle 5 und der Welle 4 oder ungefähr 21 gewählt. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ortsfeste Balken, welche vertikal angeordnet sind und Einkerbungen 9 aufweisen,

die in ihren oberen Flächen an Stellen entsprechend den Einkerbungen 2 auf den Übergabebalken 1 ausgebildet sind. Die ortsfesten Balken 8 und die Übergabebalken 1 sind, wie aus Fig. 2 hervorgeht, parallel zueinander angeordnet.

Für den oben beschriebenen Aufbau wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die. Fig. 1, 2 und 3a^l bis 3c die-Betriebsweise des Hubbalkens beschrieben.

Zu Beginn befinden sich in den Stellungen gemäß Fig. 1 die Wellen 4 der Antriebseinrichtungen 7 in horizontalen Po.sitionen zur Rechten der Drehwellen 5, so daß die oberen Flächen der Übergabebalken 1 und der ortsfesten Balken 8 sich praktisch in derselben Ebene befinden und sich eine der Einkerbungen 2a gerade oberhalb einer der Drehwellen 5 befindet. Wenn nun die Drehwellen 5 um. einen Bogen von ^/4 im Uhrzeigersinn gedreht werden, werden die mit den Drehwellen 5 verbundenen Wellen 4 in die abgesenkten Stellungen gebracht, wo sie die in Fig. 3a dargestellten Stellungen einnehmen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Übergabebalken 1 in die untersten Stellungen verbracht und sind die Einkerbungen 2a jeweils nach links um den Abstand 1 gegenüber der Stellung von Fig. 1 versetzt. Wenn die Drehwellen 5 weiter um einen Bogen von

Jf /4 in Uhrzeigerrichtung gedreht werden, wie in Fig. 3b dargestellt ist, gelangen die Wellen 4 in die horizontalen Stellungen zur Linken der Drehwellen 5 und werden die Übergabebalken 1 angehoben. Dies hat zur Folge, daß die Übergabebalken 1 praktisch in derselben Ebene wie die ortsfesten Balken 8 angeordnet sind und jede der Einkerbungen 2a um einen Abstand 21 gegenüber der Ausgangslage versetzt ist und auf eine der Einkerbungen 9 auf den ortsfesten Balken 8 weist. Wenn die Drehwellen 5 weiter in Uhrzeigerrichtung gedreht werden, wird das auf den Einkerbungen 9a der ortsfesten Balken 8 liegende Stahlrohr 10 auf die Einkerbungen 2a der Übergabebalken 1 übergeben. Wenn jede der Drehwellen 5 um einen Bogen von #*/4 aus der Position von Fig. 3b gedreht·wird, wie

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in Pig. 3c dargestellt ist/ wird jeder"der Übergabäbalken 1 in die oberste Stellung bewegt und wird jede der Einkerbungen 2a, welche das Stahlrohr 10 aufnimmt, um die Distanz 1 nach rechts gegenüber der Position von Fig. 3b versetzt, vienn die Übergabebalken'5 weiter um einen Bogen von #*/4 in Uhrzeigerrichtung bewegt werden, werden die Drehwellen 5 in die Stellungen von Fig. 1 zurückgeführt und wird das Stahlrohr 10 auf die Einkerbungen 9a der ortsfesten Balken 8 übertragen. In anderen Worten wird das Stahlrohr 10 schrittweise um den Abstand 21 bei jeder Umdrehung der Drehwellen 5 bewegt und wird auf diese Weise das Stahlrohr 10 gemäß Fig. 1 nach rechts aufeinanderfolgend übergeben.

Bei dem oben beschriebenen Hubbalken werden sämtliche Drehwellen 5 durch einen einzigen Motor angetrieben oder werden diese wahlweise durch mehrere Motoren angetrieben, wobei einer für jede von mehreren Gruppen von Drehwellen 5 vorgesehen ist. In diesem Fall erreicht die auf den Motor während jeder Umdrehung der Drehwellen 5 wirkende Last den maximalen Wert während der Aufwärtsbewegung der Übergabebalken 1 (während der Periode der Winkelbögen

#*/2 der Fig. 3a bis 3c) und wirkt die Last während der Bewegungsverzögerungsperiode nach unten (während der Periode von Tf /2 der Fig. 3c bis 3a über Fig. 1) in negativer Richtung und erzeugt der Motor eine Bremswirkung.

Fig. 4ff zeigen eine Ausführungsform eines erfindüngsgemäßen Hubbalkens oder eine Ausführungsform, bei der die Zahl N = 2 ist.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht des Gesamtaufbaus der Ausführungsform des erfindungsg^relfMßen Hubbalkens und Fig. eine Vorderansicht in Pfeilrichtung von der Linie V-V.

In den Figuren kennzeichnet das Bezugszeichen 8 ortsfeste Balken, das Bezugszeichen-1a und 1b Übergabebalken, welche in zwei Gruppen in Längsrichtung gebildet und

zwischen den ortsfesten Balken 8 angeordnet sind, und das Bezugszeichen 5a sowie 5b treibende Drehwellen, welche jeweils mit den Übergabebalken 1a und 1b über nichtdargesteilte Verbindungsglieder verbunden sind. Die Antriebswellen 5a der Übergabebalken 1a, welche eine der Gruppen bilden, sind über Getriebekästen 12a mit einem Motor 11a verbunden und die Antriebswellen 5b der Übergabebalken 1b, w.elche die andere Gruppe bilden, sind über Getriebekasten 12b mit einem Motor 11b verbunden. Bei einem derart aufgebauten Hubbalken beträgt die Breite W abhängig von der Länge der zu übergebenden Stahlrohre 10 üblicherweise 20 bis 30 Meter und die Länge L abhängig von der Übergabestrecke üblicherweise 20 bis 50 Meter.

Fig. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht der Übergabebalken 1a und 1b, welche Hauptbestandteil der Ausführungsform der Erfindung bilden. Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht der Fig. 6. Die Fig. 8a und 8b sind Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise der Ausführungsform. •In der Funktionsweise mit entsprechenden Teilen in Fig.1 identische Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Übergabebalken 1a und 1b in zwei Gruppen in Längsrichtung unterteilt und zwischen den ortsfesten Balken 8 angeordnet. Die Übergabebalken 1a, welche eine Gruppe bilden, werden durch Antriebseinrichtungen 7a und die Übergabebalken 1b, welche die andere Gruppe bilden, werden durch Antriebseinrichtungen 7b angetrieben. Die Übergabebalken 1a und 1b werden derart angetrieben, daß sie eine Kreisbewegung in derselben Richtung bei derselben Periode ausführen. In diesem Fall treiben die Antriebseinrichtungen 7a die Übergabebalken 1a derart an, daß deren kreisförmige Bewegung in Phase um einen Winkelbogen TF gegenüber dem der Übergabebalken 1b versetzt ist, welche durch die Antriebseinrichtungen 7b angetrieben werden. In anderen Worten heißt dies, wie in den Fig. 8a und 8b dargestellt ist, daß der anfängliche Montagewinkel der Übergabebalken 1a mit den Verbin-

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dungsgliedern 6a sich um den Winkel Tf⁰ gegenüber dem der Übergabebalken 1b mit den Verbindungsgliedern 6b unterscheidet, so daß die Übergabebalken 1b in ihre oberste Stellungen bewegt werden, wenn die Übergabebalken 1a bei' spielsweise in ihre untersten Stellungen gebracht werden. Wenn die Übergabebalken 1a und 1b in ihre neutralen Stellungen gebracht sind, die in Fig. 6 dargestellt sind, werden die Übergabebalken 1a und Ib praktisch- auf derselben Höhe gehalten. Wenn andererseits die übergabebalkeri 1a in ihre obersten Stellungen gebracht werden, werden die Übergabebalken 1b in ihre untersten Stellungen bewegt.

Obgleich bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau die maximale Last auf den Antriebsmotor 11b aufgebracht wird, wenn die übergabebälken 1b angehoben werden, wie in den Fig. 8a und 8b dargestellt ist, werden die anderen Übergabebalken 1a durch ihr Gewicht und die Last abgesenkt, was zur Folge hat, daß der Antriebsmotor 11a eine Bremswirkung erzeugt und als Regenerativgenerator arbeitet. Dies hat vom Gesichtspunkt des Leistungsverbrauchs die Folge, daß sich die Gewichte der Übergabebalken 1a und 1b gegenseitig aufheben und die Last im wesentlichen aus der Differenz des Gewichts des Stahlrohrs 10 zwischen den Gruppen und dem Reibwiderstand des Antriebssystems für die Übergabebalken besteht. Daraus ergibt sich, daß der gesamte für die übergabe von Stahlrohren erforderliche Leistungsbedarf wesentlich reduziert werden kann und kleine Motoren mit geringer Leistung als Antriebsmotoren verwendet werden können.

Obgleich im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Übergabebalken in Längsrichtung in Reihen von zwei Balken angeordnet sind, kann die Anzahl der Übergabebalken in jeder Reihe erhöht werden, falls der Transportweg lang ist. Wenn schließlich die Übergabebalken einer jeden Gruppe durch den separaten Motor angetrieben sind,

ist es möglich, alle Übergabebalken durch einen einzelnen Motor derart anzutreiben, daß die Kreisbewegungen der zwei Gruppen von Übergabebalken mechanisch mittels eines Verbindungs- bzw. Gelenkgliedmechanismus in der Phase versetzt werden. Obgleich schließlich die oben beschriebene Ausführungsform für die Übergabe bzw. den Transport von Stahlrohren, Rundstäben u.dgl. beschrieben worden ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung selbstverständlich für den Transport anderer Produkte und Materialien verwendet werden.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß der erfindungsgemäße Hubbalken wesentlich die für den Transport von Stahlrohren o.dgl. erforderliche Leistung verringert und auch die Verwendung von kleindimensionierten Motoren, erlaubt, wodurch die Kosten der Produkte reduziert und ein verbesserter Energieeinsparungseffekt gewährleistet wird.

Claims

Patentansprüche

1. Hubbalkeri;,, in welchem ein zu übergebendes Material, auf ortsfesten Balken gelegt ist und die übergabe des Materials dadurch bewirkt wird, indem wiederholt das Material von unten angehoben, nach vorne bewegt und wieder auf die ortsfesten Balken durch eine Anzahl von Übergabebalken gelegt wird, welche in Reaktion auf die Drehung von treibenden Drehwellen eine kreisförmige Bewegung ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß £."> ^r.saM von üb^r^abebalken. (1) in Längsrichtung in NHSruppen unterteilt lsi:·, wobei ft eine ganze ϊ,ά,ηΐ großer als 2 ist, and daß die ^bergabebalken derart mit den treibenden Drehwellen verbunden sind, daß die kreisförmigen Bewegungen der, Übergabebalken der N-Gruppen in Richtung und Periode identisch sind und sich in der Phase um 2 ff /N zueinander unterscheiden. J*''

2. Hubbalken nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e.t , daß die Zahl N der geteilten Gruppen 2 beträgt,und daß die Phasendifferenz in der Kreisbewegung der Übergabebalken zwischen zwei Gruppen Tf im Bogenmaß beträgt.

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3. Hubbalken nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verbindungsgliedeinrichtung zur Umwandlung von Drehbewegungen der treibenden Drehwellen in kreisförmige Bewegungen der übergabeeinrichtung, wobei die ?hase:gdifferenz in der Kreisbewegung zwischen den Gruppen durch die Verbindungsgliedeinrichtung nach Maßgabe von anfänglich bei der Anordnung der Verbindungsgliedeinrichtung zu den Übergabebalken eingestellten Winkeln bestimmt ist.