JP4701089B2 - 荷台上の金属帯板束を搬送するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧延過程に引き続き、圧延された金属帯板を巻き上げることにより作られた極めて重量のある金属帯板束（メタルストリップバンドル）を運搬するための装置に関し、この装置は、循環システム内で使用される荷台（パレット）と、これらの荷台を更に搬送するローラテーブルとを含んでいて、この際、荷台が、互いに離間している縦方向支持体と、これらの縦方向支持体を橋絡する束・支持サドルとから構成され、この束・支持サドルが、対向位置して支持角度を成す支え台を有している。

この種の荷台循環システムは、低温束（コールドバンドル）用、即ち束として圧延路に引き続いてリール上に巻き取られた低温の金属帯板用のものとして例えばアルミニウム産業において以前から使用されている。これらのシステムは、４５トンに至るまでの束重量と短いサイクル時間とを有する高い運搬能力により特徴付けられている。別の運搬システムと比べてみると比較的少ない質量だけが移動され、このことは、減少された駆動出力と良好な位置決め可能性を必然的に伴っている。同時に、整備手間、使用可能性、交換部品状態、束（コイル）の簡単な送り込みと送り出しに関する長所が、追加的に使用可能な荷台によって簡単に運搬能力を高めることと平行して得られる。更に、高い柔軟性と積載・除積能力の分離が得られる。

高温束（ホットバンドル）用、即ち巻き取られた束の外殻温度がほぼ５００℃から８００℃に至るまでの高温束用のものであり、例えば３０トンから４５トンに至るまでの重量の束即ちコイルを運搬するための荷台を使用したそのような循環システムは、今まで、高い温度のため、大きな長所を有するにも拘らず考慮されてはこなかった。その理由は、重量が大きなことに追加し、必然的に構造変形をもたらす大きな熱負荷があるためである。これらの熱負荷は荷台において数ミリメートルの値をとり得る変位を導く。更にこの際、荷台内の温度分配は異なっていて、支持サドルの支え台の領域では、載置されている高温束の放射影内及び放射面に対して垂直にある領域内よりも大きな影響をもって異なっている。

従って本発明の基礎を成す課題は、荷重と熱の影響が積み重なるにも拘らず確実に稼動する運搬システムを可能にする、冒頭に掲げた形式の装置を創作することである。

この課題は、本発明に従い、高温束を搬送するための荷台が、少なくともその縦方向支持体において、荷重及び熱影響のもと予め計算された鉛直方向及び水平方向の変形を補整する輪郭形成部（形状部）をもって形成されていることにより解決される。少なくとも縦方向支持体が、本発明に従い、発生する変形を根拠に予め大量生産されていて鉛直方向及び水平方向の変形を補整するように形成されている場合にも、荷台が、それらの縦方向支持体をもって、ローラテーブルのローラの輪縁により予め定められているそれらの軌道上に留まり、それらの走行性能が損なわずに維持されるという、有限要素計算により保護されている認識を本発明は基礎にしている。外側に向かう縦方向支持体の走行面の曲がり、及び、側方の膨らみ、又はその他のねじれは、荷台の走行特性に対する不利な影響を伴わない状態で残り、その結果、高温束を運搬するための荷台の使用が障害を伴わずに可能となる。

これらの輪郭形成部は、輪縁の領域における狭窄部或いは凹部、荷台の別の構成部品における穴、段部などであり、即ち、熱的及び機械的な負荷のもと、縦方向支持体、従って荷台に対し、不変の状態で少なくとも理想的に近い走行特性を提供する措置である。たとえ高温束がそれらの外殻面をもって載置されて運搬されるとしても、運搬速度の変更及び衝突に起因する高温束の崩壊が防止される。従って端面（レコード盤状側）をもって載置する高温束の運搬は必要ではない。

本発明の有利な実施形は、荷台が、支持サドル内に納められる高温束の放射及び熱伝動を縦方向支持体に対して減少させる熱保護手段をもって形成されていることを意図している。これらの熱保護手段、本発明の構成により有利には、縦方向支持体の上側で束・支持サドルの足において支え台の間に配設されていて且つ荷台の幅に渡って延在する熱保護シールド、並びに追加的に又は選択的に、荷台の正面端部から束・支持サドルの支え台に対して立てかけられていて且つ同様に荷台の幅に渡って延在する熱保護シールドは、放射熱が過剰に広範囲に広まることを防止し、それにより、荷台及びその縦方向支持体に対する変形影響が明らかに軽減される。

また特殊な形状措置として、縦方向支持体の走行面が本発明に従ってスキッド（反り）状に形成されていて、正面端部側でローラテーブルの運搬ラインに対して角度をもって上側に向かって高まる傾斜面を有するということがある。従って、縦方向支持体が、意外な認識ではあるが、支持サドルの支え台上に静止している高温束の水平方向の荷重成分に起因し、上側に向かった撓みを成すにも拘わらず、傾斜面の下側では常に自由空間が残り、この自由空間が、妨害のないスタート、及びローラテーブル上の荷台の更なる運搬を可能とすることが達成される。

本発明の有利な実施形態では２つの可動の個別スキッドが１つの縦方向支持体を形成する。従って荷台は、各々それ自体が可動に備えられている４つの個別スキッドをもって走行し、これらの個別スキッドは、互いに依存しないが補足しあって完全なものとされ、熱影響と大きな束重量に反応し得て、輪郭形成部と関連して理想的な走行面を導く。

本発明の有利な実施形では、縦方向支持体において、傾斜面と、ローラテーブルのローラのピッチ（中心距離）に少なくとも対応する長さを有する中央の平坦部分との間に、運搬ラインに対してより小さな角度を有する傾斜部分が形成されていることが意図されている。縦方向支持体の中央の平坦部分と同様にローラテーブルのローラ間隔即ちローラのピッチに依存する状態にある、同じでないそのような角度により、縦方向支持体がローラテーブルの方に曲がるのではなく、つまり傾斜部分が僅かな凹状の弓形に移行し、この際、角度はほぼゼロに変化する。従って、縦方向支持体のための中央の部分と関連し、全体としてより長く場合によっては複数のローラを覆う理想的な平坦な走行領域が得られる。それに対し、傾斜面角度はほぼ不変に留まり、それによりスムーズなスタートの可能性を保証している。

本発明の他の実施形により、縦方向支持体は、束・支持サドルの支え台の間の中央部分において、狭窄された弾性的な変形領域を有する。この際、縦方向支持体の変形を補整する輪郭形成部は、最大の熱影響が起こる箇所、つまり支え台の間で荷台のウェブ板即ちカバー板の上側で束の下側に設けられている。従って、狭窄部の横にあり正面端部側の傾斜面に至るまで平坦であり複数のローラテーブルローラを橋絡する縦方向支持体の両側の走行面部分は、放射熱から負荷解除され、そのためにここでも再び、支持サドルの足において水平方向に配設された熱保護シールドが寄与する。

本発明に従い、縦方向支持体が、束・支持サドルを有する荷台枠において外側に向かって突出する支持ボルト上に、剛直でない支承機構をもって配設されていることが提案される。これらの可動の支承機構、例えばゴムやプラスチックなどから成るスリーブ或いはパッキンは、制限された運動遊びを可能にし、従って縦方向支持体を熱影響下でもたらされる荷台の側方の湾曲即ち外側への膨らみから回避することを可能にする。

荷台の側方の湾曲即ち外側への膨らみを補整するための他の解決策は、本発明に従い、縦方向支持体が、一方では、束・支持サドルを有する荷台枠において外側に向かって突出する支持ボルト上にジョイント支承機構をもって配設されていて、他方では、荷台枠のボール支承機構上に自由可動式で載置していることを意図している。ここでもスペーサリングなどにより荷台枠に対する間隔を維持している縦方向支持体のジョイント支承機構は、例えば、互いに滑動するハーフシェル状のジョイント部材を有するカルダンジョイントの形式で実施され得る。荷台の他方の端部に前置されている浮動支承部は自由な設定可能性を提供する。持ち上がり保護機構により、支承シートから飛び出して落ちてしまうことが防止される。

本発明の他の特徴及び詳細は、各請求項、及び、図面に描かれている本発明の実施形態に関する以下の説明から見てとれる。

図１に抜粋して描かれた、圧延機稼動で金属帯板（メタルストリップ）を製造するために使用されている荷台循環システム１は、ここでは搬送経路２を含んでいて、これらの搬送経路２は異なる高さ面をもって基礎３内に配設されている。搬送経路２上では、荷台（パレット）４を用い、圧延後にコイル即ち金属帯板束（メタルストリップバンドル）に巻かれた高温束（ホットバンドル）５が運搬され、分配され、特に、後ろに接続された他の処理ステーションに導かれる。ここでは、荷台４により受け取るべき高温束５のための複数の作業ステーションが描かれている。搬送経路２内に組み込まれている昇降スタンド６は異なる高さ面上への分配のために用いられる。

昇降スタンド６は図２から詳細に見てとれ、それによると下側及び上側のローラテーブル部分７上には複数の荷台４が設けられていて、それらのうちこの実施形態では１つの荷台４に高温束５が置かれている。ローラテーブル部分７は多数のローラ８を有し、これらのローラ８は、中央駆動モータ９及び直列つなぎで連結されている個別チェーン１０により駆動される（図３参照）。

例えば図５及び図６から見てとれるように、荷台４は、間隔をおいて互いに平行に延在する２つの縦方向支持体１１から成り、これらの縦方向支持体１１は、これらの間に配設されているウェブ板１２と、高温束５が載置（図２参照）される支持サドル１３とを有する。支持サドル１３は、互いに間隔をおいて対向位置し縦方向支持体１１を橋絡し横断面で実質的にＵ字形状の２つの上部構造体１４から構成されていて、これらの上部構造体１４には、納めるべき高温束側の上端部において、内側斜めに向かって延在する支え台（サポート）１５が備えられている。従って高温束５は４つの支え台１５（図５参照）により支持される。互いに対向位置する支え台１５は支持角度γを成し、支持角度γは、納めるべき高温束の直径領域に依存して最適化されていて、水平方向及び鉛直方向の荷重成分のほぼ同じ分配を保証している。

高温束の荷重のもと、特に高温束５の高い温度の作用（放射及び熱伝導）のもと、荷台４は変形する；応力分配は変位をもたらし、この際、縦方向支持体１１は上側に向かって撓み、側方では膨らみ、この膨らみは、図５及び図１１で誇張して記された側方の湾曲延在経過１６により明確にされている。

しかし搬送経路２のローラテーブル７のローラ８上における荷台４の走行特性を保証するために、縦方向支持体１１は、それらの作用を補整するスキッド（反り）状の走行面をもって形成されていて、これらの走行面は、正面端部側で、ローラテーブル７のローラ８の運搬ライン１７（図４下側及び図１０を参照）に対して角度αで上側に向かって高まる傾斜面１８を有する。

図４〜図６における荷台４において、傾斜面１８と縦方向支持体１１の中央の平坦部分１９との間には、更に、運搬ライン１７に対し、傾斜面１８の角度αの傾斜部分（αライン）よりも小さな角度βを有する傾斜部分２０（βライン）が設けられている。縦方向支持体１１の中央の平坦部分１９の長さは、ローラ８の間隔即ちピッチＴ（中心距離）よりも大きい。縦方向支持体１１のそのような構成なしでは、これらの縦方向支持体１１は、荷重と熱影響のもと、図４で荷台の真下に誇張して描写され真直ぐの運搬ライン１７を一点鎖線で表したゼロライン３８に対し、連続線で描かれた曲線延在経過２１をとり、従って弓形状に上側に向かって撓められ、この際、縦方向支持体１１の走行面の前側と後側の端部領域は、ゼロライン３８即ち運搬ライン１７の下側に達することになる。しかしそれに対してここでは、再び強く誇張されて描かれているが、破線で記入されている曲線延在経過２２があり、それに応じ、傾斜部分２０のβ角度（βラインを参照）がほぼゼロに変化され、それにより、中央の平坦部分１９の変形との関連で、全体として極めて長く且つ軌道に正確な運搬を可能にする十分に平坦な走行面が得られ、この走行面は決して運搬ライン１７即ちゼロライン３８の下側へと変形することはない。傾斜面１８の角度α（αラインを参照）はほぼ不変のままである。側方で膨らんでいる湾曲延在経過１６を補整するために、縦方向支持体１１には、ローラテーブルローラ８の輪縁に割り当てられる穴２３（図６を参照）が備えられている。

更に全てのパレット実施形において変形補整のために支持サドル１３の上部構造体１４には横方向穴及び縦方向穴２４、２５の形式の輪郭形成部が形成されている。更に熱作用を制限するために熱保護シールド２６或いは２７が設けられていて、即ち一方では、縦方向支持体１１の上側で支持サドル１３の足において支え台１５の間に配設されていて、他方では、荷台４の正面端部から支え台１５或いはその上部構造体１４に対して立てかけられている（熱保護シールド２７）。

図７に描かれている荷台１０４のおいて縦方向支持体１１１は、角度αで延びる傾斜面１８の他、その中央部分で、支え台１５或いは上部構造体１４の間に、狭窄された弾性的な変形領域２８を有する。傾斜面１８と弾性的な変形領域２８との間で両側に位置する走行面２９は十分に平坦な長さを有し、この長さはローラ８のピッチＴの複数倍に対応する。

図８及び図９による荷台２０４或いは図１０〜図１３による荷台３０４において、正面端部側の傾斜面１８をもって形成されている縦方向支持体２１１或いは３１１は、荷台基礎枠３０の外側（図９或いは図１１〜図１３を参照）に配設されている。熱的に及び機械的に起因する変位を相殺するために縦方向支持体２１１は、剛直でない支承機構３２を介在し、外側に向かって突出する支持ボルト３１上に備えられている（図９を参照）。基礎枠３０に対する安全間隔はスペーサリング３３により保証されている。

図１０〜図１３の荷台３０４は、図１０及び図１１内で左の荷台側の方を向いた端部において、縦方向支持体３１１用の固定支承部をもって形成されている。それらの縦方向支持体は、そこで、荷台枠３０に対するスペーサリング３５を有するボールカップ状のジョイント支承機構３４を介し、支持ピン３１上に配設されている。それに対し、縦方向支持体３１１は、右の荷台側の方を向いた端部において、浮動支承部（図１３を参照）上に配設されていて、そのためにそれらはこの端部においてサドル状に構成されていて（図１０の右側の図面部分における切断部分を参照）、ローラ或いはボール３６を介在して枠コンソール３７により支持されている。

図１４及び図１５に示されている荷台４０４において両方の縦方向支持体４１１は各々２つの個別スキッド３９ａ、３９ｂから構成されている。各個別スキッド３９ａ、３９ｂは、支承部４０（図１５を参照）を介し、固有の可動性をもって荷台４０４の基礎枠内に備えられていて、前側にも後側にも、角度αで設けられた傾斜面１８を有している。

様々な高さ面に設けられているローラテーブルを備えた、金属束を運搬するための荷台循環システムを縦方向で見た図である。 図１による搬送システムの詳細として、搬送経路内に組み込まれている昇降スタンドを示す斜視図である。 荷台循環システムの搬送経路の詳細として、ローラテーブル部分を示す斜視図である。 荷台と、間隔を置いてその下に割り当てられ概要的に示されたローラテーブルと、その間に描かれている、荷台の縦方向支持体の変形延在経過とを、詳細として、明確化のために極めて誇張して示した側面図である。 図４による荷台を示す俯瞰図である。 図４による荷台の側面図である。 側面図として、荷台の別の実施形を示す図である。 側面図として、荷台の他の実施形を示す図である。 図８による荷台の詳細として、ＩＸ-ＩＸ線に沿った断面を示す図である。 側面図として、別のバリエーションの荷台を示す図である。 図１０による荷台を示す俯瞰図である。 図１０よる荷台の詳細として、ＸＩＩ-ＸＩＩ線に沿った断面を示す図である。 図１０よる荷台の詳細として、ＸＩＩＩ-ＸＩＩＩ線に沿った断面を示す図である。 側面図として、２つの可動の個別スキッドにより形成されている荷台の実施形を示す図である。 図１４における荷台を部分切断正面図として示す図である。

符号の説明

１ 荷台循環システム
２ 搬送経路
３ 基礎
４ 荷台
５ 高温束
６ 昇降スタンド
７ ローラテーブル
８ ローラ
９ 中央駆動モータ
１０ 個別チェーン
１１ 縦方向支持体
１２ ウェブ板
１３ 支持サドル
１４ 上部構造体
１５ 支え台
１６ 湾曲延在経過
１７ 運搬ライン
１８ 傾斜面
１９ 平坦部分
２０ 傾斜部分
２１ 曲線延在経過
２２ 曲線延在経過
２３ 穴
２４ 横方向穴
２５ 縦方向穴
２６ 熱保護シールド
２７ 熱保護シールド
２８ 変形領域
２９ 走行面
３０ 荷台基礎枠
３１ 支持ボルト／支持ピン
３２ 支承機構
３３ スペーサリング
３４ ジョイント支承機構
３５ スペーサリング
３６ ローラ／ボール
３７ 枠コンソール
３８ ゼロライン
３９ａ 個別スキッド
３９ｂ 個別スキッド
４０ 支承部
１０４ 荷台
１１１ 縦方向支持体
２０４ 荷台
２１１ 縦方向支持体
３０４ 荷台
３１１ 縦方向支持体
４０４ 荷台

Claims (9)

1. 圧延過程に引き続き、圧延された金属帯板を巻き上げることにより作られた極めて重量のある金属帯板束（５）を運搬するための装置であって、循環システム内で使用される荷台（４）と、これらの荷台を更に搬送するローラテーブル（７）とを含んでいて、更に荷台（４）が、互いに離間している縦方向支持体（１１）と、これらの縦方向支持体を橋絡する束・支持サドル（１３）とから構成され、この束・支持サドルが、対向位置して支持角度（γ）を成す支え台（１５）を有している、前記装置において、
   高温束（５）を搬送するための荷台（４、１０４、２０４、３０４）が、少なくともその縦方向支持体（１１、１１１、２１１、３１１）において、荷重及び熱影響のもと予め計算された鉛直方向及び水平方向の変形を補整する輪郭形成部（１８；２０；２３）をもって形成されていること、及び
   縦方向支持体（１１）において、正面端部側でローラテーブル（７）の運搬ライン（１７）に対して角度（α）をもって上側に向かって傾く傾斜面（１８）と、ローラテーブル（７）のローラ（８）のピッチ（Ｔ）に少なくとも対応する長さを有する中央の平坦部分（１９）との間に、運搬ライン（１７）に対してより小さな角度（β）を有する傾斜部分（２０）が設けられていること
   を特徴とする装置。
2. 荷台（４、１０４、２０４、３０４）が、支持サドル（１３）内に納められる高温束（５）の放射及び熱伝動を縦方向支持体（１１、１１１、２１１、３１１）に対して減少させる熱保護手段（２６；２７）をもって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 縦方向支持体（１１、１１１、２１１、３１１）の走行面がスキッド状に形成されていてることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. ２つの可動の個別スキッド（３９ａ、３９ｂ）が１つの縦方向支持体（４１１）を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 縦方向支持体（１１１）が、支持サドル（１３）の支え台（１５）の間の中央部分において、狭窄された弾性的な変形領域（２８）を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
6. 縦方向支持体（２１１）が、支持サドル（１３）を有する荷台枠（３０）において外側に向かって突出する支持ボルト（３１）上に、剛直でない支承機構（３２）をもって配設されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
7. 縦方向支持体（３１１）が、一方では、支持サドル（１３）を有する荷台枠（３０）において外側に向かって突出する支持ボルト（３１）上に、ジョイント支承機構（３４）をもって配設されていて、他方では、荷台枠（３０）のボール支承機構（３６）上に自由可動式で載置していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
8. 縦方向支持体（１１、１１１、２１１、３１１）の上側で支持サドル（１３）の足において支え台（１５）の間に配設されていて且つ荷台（４、１０４、２０４、３０４）の幅に渡って延在する熱保護シールド（２６）が設けられていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 荷台（４、１０４、２０４、３０４）の正面端部から支持サドル（１３）の支え台（１５）に対して立てかけられていて且つ荷台（４、１０４、２０４、３０４）の幅に渡って延在する熱保護シールド（２７）が設けられていることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか一項に記載の装置。

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