JP7301859B2 - モーメント連結構成要素の組み立てのための方法および装置 - Google Patents

モーメント連結構成要素の組み立てのための方法および装置 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第119条(e)項に基づき、2018年2月9日に出願された米国仮特許出願第62/628823号および2018年2月9日に出願された米国仮特許出願第62/628807号に対する優先権を主張し、それらの内容全体をあらゆる目的のために参照によって本書に援用する。米国特許第7941985B2号についても、その全体をあらゆる目的のために参照によって本書に援用する。
フルモーメントカラービームマウント(full moment collar beam mount)は、鉄骨建物建設のための現場溶接技術に比べて価値ある改善を提供する。溶接は制御された状態で現場外で行うことができ、連結されたビームマウントは、フレーム部材を建設現場で適切な空間的向きに固定する。
米国特許第7941985号明細書は、ハロー/スパイダー連結として記載された例示的フルモーメントカラービームマウントを開示している。カラーコーナーアセンブリ(collar corner assembly)は柱の4つの角部の各々に溶接される。柱の各面において、ウェブインサートによって連結された上フランジおよび下フランジのフランジサブアセンブリは、隣接する角部のカラーコーナーアセンブリの間に形成されるテーパ状溝に受容される。梁と柱が連結される場所で、フランジサブアセンブリが梁の端部に溶接される。柱の全ての面にまたがる連結が一緒になってフルモーメントカラーを形成する。
ビーム連結は精密な躯体構築を可能にするが、精密な製造も要求される。躯体の長さに沿って、多くの梁と柱の連結が整列し、連結の許容差または不正確さは加算的にまたは相乗的に増大し得る。これは結果的に、仕様からの望ましくない全体的な逸脱をもたらす可能性がある。製造プロセスにおける梁連結構成要素の精密な位置決めおよび溶接を容易にする製造ツールおよび方法が必要である。
カラー製造プロセスの重要な部分は、カラーフランジアセンブリを梁の端部に溶接することである。アセンブリ及び梁は、溶接時に互いに対して正確な空間構成で、しっかりと支持され、作業員が溶接現場に安全かつ容易にアクセスできなければならない。
本開示は、梁端部構成要素溶接システム及び溶接治具に関するシステム、装置、及び方法を提供する。一部の例では、溶接治具は、中央水平アクスル機構および筐体を有するスタンドを備えることができる。ハンドルが、前記アクスル機構の第1端に取り付けられることができ、回転可能なプレート構造が、前記アクスル機構の第2端に取り付けられることができる。柱連結シミュレータが、前記プレート構造に取り付けられ、梁端部構成要素を支持するように構成されることができる。
一部の例では、溶接システムは、トラックを有するベースと、前記トラックに摺動可能に取り付けられた第1および第2カラーフランジアセンブリ溶接治具とを備えることができる。各溶接治具は、中央水平アクスル機構および筐体を有するスタンドを備えることができる。ハンドルが、前記アクスル機構の第1端に取り付けられることができ、回転可能なプレート構造が、前記アクスル機構の第2端に取り付けられることができる。1対のカラーコーナーシミュレータが、前記プレート構造に取り付けられ、カラーフランジアセンブリを支持するように構成されることができる。
一部の例では、梁端部構成要素を梁に溶接する方法は、第1溶接治具をトラックに沿って第2溶接治具から選択された距離に配置するステップを含むことができる。この方法は、回転可能なプレート構造を前記第1溶接治具の水平アクスル機構の第1端に取り付けるステップと、柱連結シミュレータを前記回転可能なプレート構造に配置するステップとをさらに含むことができる。この方法は、梁端部構成要素を前記柱連結シミュレータに係合するステップと、梁の一端が前記梁端部構成要素に隣接するように、梁を前記第1および第2溶接治具の間に支持させるステップとをさらに含むことができる。この方法は、前記梁端部構成要素および梁を、前記第1および第2溶接治具の各々における前記水平アクスル機構の第2端に取り付けられたハンドルにより回転させるステップと、前記梁端部構成要素を前記梁の端部に溶接するステップとをさらに含むことができる。
特徴、機能、および利点は本開示の様々な実施例で独立して達成されてよく、あるいはさらに他の実施例において組み合わされてもよく、それらについてのさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照することにより理解することができる。
図1は、両端それぞれにカラーフランジアセンブリがクランプされた梁を含む、本開示の態様に係る例示的梁取付けステーションの等角図である。
図2は、カラーフランジアセンブリの1つが固定された図1の梁取付けステーションの回転体の等角図である。
図3は、図2の回転体の等角図である。
図4は、図2の回転体のフェースプレートの等角正面図である。
図5は、図2の回転体の支持アセンブリの等角正面図である。
図6は、図5の支持アセンブリのカラーコーナーシミュレータの上部セクションの等角図である。
図7は、主筐体の1つのパネルを省いた、図2の回転体のスタンドの等角図である。
図8は、図2の回転体の安全ラッチの等角背面図である。
図9は、主筐体の1つのパネルを省いた、別の例示的回転体の等角図である。
図10は、図9の回転体の背面平面である。
図11は、図9の回転体のアクスルアセンブリの線11‐11に沿った断面図である。
図12は、本教示に係る、カラーフランジアセンブリを梁に溶接するための例示的方法のステップを表すフローチャートである。
トラック及び溶接治具を含む梁端部構成要素溶接システムについて、様々な態様および実施例を以下で説明し、添付の図面に示す。特に明記しない限り、本教示に係る溶接システムおよび/またはその様々な構成要素は、本明細書に記載し、図示し、かつ/または援用する構造、構成要素、機能性、および/または変形例の少なくとも1つを含んでよいが、必須ではない。さらに、明確に排除されない限り、本教示に関連して本明細書に記載し、図示し、かつ/または援用するプロセスのステップ、構造、構成要素、機能性、および/または変形例は、開示する実施例の間で互換可能であることを含めて、他の類似の装置および方法に含まれてよい。様々な実施例の以下の説明は本質的に単なる例示であって、本開示、その適用、または使用を限定する意図は全くない。加えて、下述する実施例によって提供される利点は本質的に例示であって、全ての実施例が同じ利点または同程度の利点を提供するわけではない。
この発明を実施するための形態は、このすぐ後に続く以下のセクション、すなわち(1)概要、(2)実施例、構成要素、および代替物、(3)例示的な組合せおよび追加の実施例、(4)長所、特徴、および利点、ならびに(5)結論を含む。実施例、構成要素、および代替例のセクションは、さらにAからCまでのサブセクションに分割され、各サブセクションは適宜標記される。
概要
一般的に、本教示に係る梁端部構成要素溶接システムは、第1および第2溶接治具と、少なくとも1つの梁支持体とを含むことができる。溶接治具および梁支持体は、梁および構成要素を正確な空間関係に一時的にまたは永続的に一体に固定するために溶接または他の作業を実行しながら、梁端部連結構成要素および梁を正確な空間関係に協働して支持するように構成することができる。
各溶接治具は、梁端部連結構成部品を支持しかつ固定するように構成された支持構造を含むことができる。例えば、溶接治具はその一方または両方が、フルモーメントカラーにより梁に連結するように準備された柱の面をシミュレートするように構成された、カラーフランジアセンブリ支持構造を含むことができる。溶接治具はそれによって、カラーフランジアセンブリまたは他の連結構成要素を正確な位置および向きに支持することができる。溶接治具は、同一または異なる種類の梁コネクタを係合するように構成することができる。
各溶接治具は、筐体と水平アクスル機構とを有するスタンドを含むことができ、アクスル機構の第1端にハンドルが取り付けられる。支持構造はアクスル機構の第2端に取り付けることができる。支持構造はアクスル機構により回転することができ、それは次いで支持されたカラーフランジアセンブリおよび梁を回転させる。梁およびフランジアセンブリが回転することで、溶接または他のプロセスのために、連結構成要素および梁の異なる表面または部分にアクセスすることが可能になる。
溶接治具および梁支持体は、細長いベース上に取り付けることができる。溶接治具は、ベースのトラック上に摺動可能に取り付けることができ、かつトラックに沿って離散的または連続的な複数の位置に選択的に固定可能である。梁支持体は調整可能とすることができ、支持された梁の垂直方向の位置を溶接治具に対して調整することが可能であり、かつ/または異なる梁成の梁を溶接治具に対して適切な位置に支持することを可能にする。梁支持体はまた、梁を回転させるための隙間ができるように、取り外し可能、折畳み可能、または充分に小さい高さに調整可能とすることができる。
溶接システムは、2つの溶接治具の正確な間隔配置を容易にするように構成することができる。例えば溶接治具はその一方または両方がレーザ測距ツールを含む。別の実施例では、ベースは、選択された治具の間隔配置に対応するトラックに沿った離散的位置のガイドマークを含むことができる。
実施例、構成要素、および代替物
以下のセクションでは、例示的溶接システムの選択された態様のみならず、関連するシステムおよび/または方法についても説明する。これらのセクションにおける実施例は例示を目的とするものであって、本開示の範囲全体を限定するものと解釈すべきではない。各セクションには1つ以上の明確な実施例、および/または文脈情報もしくは関連情報、機能、および/または構造が含まれる場合がある。
A.例示的梁取付けステーション
図1~図8に示すように、本セクションでは、例示的カラーフランジアセンブリ梁取付けステーション20について記載する。ステーション20は、上述した梁端部構成要素溶接システムの一例である。
図1は、ステーション20に搭載されようとしているI形梁22を示す。カラーフランジアセンブリ24は、梁取付けステーション上でクレーンによって支持されている梁22の両端にクランプされている。ステーション20は、ベース30に摺動可能に取り付けられた2つの回転体110を含む。回転体の各々に近接して、調整可能な梁支持体40がベースに取り付けられる。図示した実施例では、支持体はスクリュジャッキである。
回転体110は、ベース30の1対のトラック32に摺動可能に取り付けられる。回転体はその一方または両方を、回転体間の正確な間隔配置を達成するために、トラックに沿って調整することができる。間隔配置は、梁および連結されたカラーフランジアセンブリの所望の全長に対応することができる。トラック上における、かつ互いに対する回転体の正確な配置を可能にする特徴を、梁取付けステーションに含めることができる。例えば、ガイドマークをベースに含めることができ、かつ/またはレーザ測距装置を回転体に含めることができる。回転体は、トラックに沿って離散的または連続的な位置に選択的に固定可能とすることができる。例えば、ピンなどの1つ以上の締結具を使用して回転体をベースの開口に固定することができ、かつ/または回転体の締付けボルトをトラックに摩擦係合することができる。
梁22を梁取付けステーションに搭載するために、各カラーフランジアセンブリ24が回転体110によって受容され、かつ梁が調整可能な支持体40に載置されるように、梁を下降させることができる。カラーフランジアセンブリ24を梁に固定するクランプは取り外し、かつ/または緩めることができ、カラーフランジアセンブリに対する梁の垂直位置の調整が可能になる。調整可能な支持体40は、梁の所望の垂直位置を達成するために使用することができる。
梁取付けステーションは、カラーフランジアセンブリが梁に接続されている間、梁22およびカラーフランジアセンブリ24を正確な空間関係に支持することができる。回転体は、溶接または他の連結プロセスのためにカラーフランジアセンブリおよび梁の異なる表面または部分にアクセスできるように梁を回転させながら、構成要素をこの正確な空間関係に維持することができる。
一般的には、各回転体は、梁に連結するように準備された柱の1つの面を模倣するように構成される。図2は、回転体110によって受容されたカラーフランジアセンブリ24の1つを示す。カラーフランジアセンブリ24は、スタンド112の前面に取り付けられたフランジ支持体116によって支持される。梁22の隣接端部は調整可能な支持体40によって支持される。カラーフランジアセンブリはフランジ支持体にボルト止めされており、アセンブリを任意の向きに固定する。任意の個数または種類の締結具を使用することができるが、図示した実施例では、カラーフランジアセンブリの4つの角部の各々に1つのボルトは、アセンブリを固定するのに充分である。
スタンド112の後側にある円形ハンドル114は、フランジ支持体116および固定されたカラーフランジアセンブリの手動回転を可能にする。ひとたびカラーフランジアセンブリ24が梁22に仮付け溶接されると、梁もまたハンドル114によって回転させることができる。ハンドル114は回転体110のどこにでも配置してよいが、ハンドルをスタンドの支持される梁とは反対側に配置することで、重い梁を回転させるときにユーザの安全性を向上することができる。
バーハンドル172はスタンド112の側面から突出する。ハンドル172はフランジ支持体の回転を制御することができ、フランジ支持体の回転または固定のいずれかを可能にし、溶接または他の作業のために支持されているカラーフランジアセンブリを安定させることができる。円形ハンドル114、バーハンドル172、および接地システム174は全て、回転体110の両側からアクセスすることができる。作業中に、梁が搭載された状態で、回転体の片側から反対側に移動することは、法外に時間がかかったり危険であり得る。どちら側からもアクセスできることにより、作業員が立ち位置を変えることなく回転体の全ての機能を使用することが可能になる。
回転体110および/または梁支持体40は、ベース30から取り外すことができる。ひとたび梁22がカラーフランジアセンブリ24に仮付け溶接されると、梁を自由回転させるために、梁支持体40を折り畳み、かつ/または取り外すことができる。回転体110は、点検、修理、構成要素の改良、または別の種類の回転体との交換のために、取り外すことができる。
図3には、ステーションから分離された回転体110が示される。フランジ支持体116は、支持体がスタンドに対して回転できるようにスタンド112の中央アクスル118の第1端に取り付けられる。中央アクスルの第2端にはハンドル114が取り付けられ、フランジ支持体116の手動回転が可能である。中央アクスルは回転軸RRを画定し、それを中心にハンドル114およびフランジ支持体116が回転する。
回転体110は、一般的にそれぞれXX、YY、およびZZで示されるX軸、Y軸、およびZ軸に関して説明することができる。Y軸は中央アクスル118の回転軸RRと一致する水平軸である。Z軸は中央アクスルに対し直角を成す垂直軸である。X軸は中央アクスルに対し直角を成す水平軸である。
図示した実施例では、ハンドル114は、スタンド112のフランジ支持体116とは反対側に配置された操舵輪である。ハンドル114のサイズは重い梁を回転させるときに機械的利点をもたらすことができ、位置はオペレータの安全性を向上することができる。他の実施例では、任意の有効なサイズまたは形状のハンドルを、スタンドまたはフランジ支持体における、回転体110の使用を妨げない任意の位置に取り付けることができ、あるいはフランジ支持体116は、スタンド内に収容された電気制御装置など他の手段によって回転させてもよい。
フランジ支持体116は、特定のフルモーメントカラーのための様々なサイズのカラーフランジアセンブリを支持するように構成される。回転体110又はステーション20は、異なるカラーをシミュレートするように構成され、他のカラー構成要素を支持するように構成され、かつ/または溶接を必要とするいかなる梁端部構成要素を支持するように構成された1つ以上の追加及び/又は代替的支持体構造及び/又はアダプターを含むことができる。梁及び梁端部構成要素の搭載前に、支持体構造のうちの適切な1つを中央アクスル118に締結することができる。本実施例では、フランジ支持体116はフェースプレート120を含み、そこに2つのカラーコーナーシミュレータ122が取り付けられる。フェースプレート120に配置された2つのカラーコーナーシミュレータは合わせて、カラーフランジアセンブリを受容するように構成された先細のチャネルを形成する。
図4は、フェースプレート120のより詳細な図を示し、それは略矩形の形状であり、スタンドの中央アクスルを受け入れるような寸法を有する中央開口124を持つ。フェースプレートは前面121、後面127、および対向する側縁131を有する。後面は略平面状であってよいが、前面は、カラーコーナーシミュレータと部分的に篏合してその正しい配置を誘導するために、2つの対向する側辺に沿って窪みが設けられる。フェースプレートは中心線133および長手軸125を有する。
図2及び3に示すように、フランジ支持体116がスタンド112に取り付けられると、フェースプレート120は、前面が中央アクスル118及び回転RRの軸に対し直角を成すように、向き付けられる。フェースプレートは、中央アクスル118と一致する中心軸を有すると記載することができる。フェースプレート120は、プレートの前面および後面と平行な面内で回転する。
フェースプレート120の向きもまた、回転体110のX軸、Y軸、およびZ軸に関して記載することができる。中央アクスル118に取り付けられると、フェースプレート120の長手軸125はZ軸と平行になり、中心線133はX軸と平行になる。フェースプレートはX‐Z面と平行な面内で回転する。フランジ支持体116の特徴は、図2に示すように、フェースプレート120の直立位置の文脈でX軸、Y軸、またはZ軸の位置を有すると記載することができる。
リフティングポイントまたはコネクタもフェースプレート120に含めることができる。本実施例では、クレーンなどの昇降装置に連結するのに適した開口123が、プレートの頂端に形成される。フランジ支持体116はそれによって、中央アクスル118に締結するために所定の位置に吊下され、かつ/またはアクスルから取り外され、別の種類のプレート又は支持体に交換することができ、回転体110が様々なビームマウント構成要素の連結のために使用されることを可能にする。
再び図4を参照すると、フェースプレート120は、カラーコーナーシミュレータをフェースプレートに固定するための円形で細長い開口のアレイ135を含む。フェースプレート120の前面内に延びる第1の複数の円形ねじ付き開口126は、2列に平行に配設される。開口126の列は対称的に配置され、各列はフェースプレートの側縁131に近接する。フェースプレート120の前面121における複数の横方向に細長いスロット128も同様に2列に平行に配設され、各列はフェースプレートの側縁131に近接する。各列の円形または細長い開口の各列は、フェースプレート120の長手軸125と平行する。各々の細長いスロット128は、フェースプレート120の長手軸125に対し直角を成す横軸129を画定する。
第2の複数の円形ねじ付き開口130は、第1の複数のねじ付き開口に対し直角に、フェースプレート120の側縁131内に延びる。開口130は、側縁の各々で、長手軸125に対し平行な線に配設される。各々の複数の開口126、128、130は、以下でさらに記述するように、カラーコーナーシミュレータの特徴に対応するように位置付けられる。一般的に、いずれかの開口または全ての開口は螺設するか、あるいは任意の種類の締結具と篏合するように形成することができる。任意の数の開口をフェースプレート120に含めることができ、カラーコーナーシミュレータの連結に適した任意の仕方で配設することができる。
フェースプレート120は、複数の構成のカラーコーナーシミュレータを連結できるように構成される。すなわち、各カラーコーナーシミュレータは、現在の構成に応じて、開口135のアレイの様々なサブセットに連結することができる。フェースプレート120は、各構成に対するカラーコーナーシミュレータの正しい配置を示す複数のガイドマークを前面121に含む。各構成はカラーフランジアセンブリの長さに対応することができる。シミュレータは各構成の中心線133に対して対称的にすることができ、したがってガイドマークは中心線で鏡像化される。
一部の実施例では、フェースプレート120は、複数の種類のシミュレータおよび/またはアダプタの連結を可能にするように構成することができる。例えば、フェースプレート120は、重力キャッチシミュレータをフェースプレートに締結することを可能にするように配置された、追加の開口を含むことができる。
図5は、カラーコーナーシミュレータ122がフェースプレート120に取り付けられた状態のフランジ支持体116を示す。各カラーコーナーシミュレータ122は、上部セクション136および下部セクション138を含む。フランジ支持体は、上部および下部セクションの垂直方向の配置によって、異なる長さのカラーフランジアセンブリ用に構成することができる。上部セクション136および下部セクション138は、フェースプレートのガイドマークに従ってフェースプレートに連結することができる。
一部の実施例では、上部セクション136と下部セクション138との間に中間セクションを含めることもできる。全ての構成に対して同じ上部セクション136および下部セクション138を使用することができる一方、異なる構成に対して異なる長さの中間セクションまたは複数の中間セクションを使用することができる。
各カラーコーナーは、互いに対して直角に延び、かつフェースプレート120の前面および隣接縁部に対して平坦になるように構成された、2つの突出部または脚132を有する。換言すると、2つの脚はフェースプレートの角部に跨座し、かつそれにぴったり適合する。2つの脚は同一または異なる長さまたは厚さとすることができる。L字形の本体134は脚の交差部から、2つの脚の間に形成される直角に対する二等分線と平行な角度に延びる。すなわち、本体134と脚132の各々との間に約135度の角度が形成される。ある実施例では、本体134は、図6を参照して以下に論じられるように、矩形の形状を有することができる。
カラーコーナーシミュレータ122の底端部に、停止構造158が取り付けられる。停止構造は、フルモーメントカラーのカラーコーナーアセンブリに形成される位置合わせ構造をシミュレートする。停止構造158は、各カラーコーナーシミュレータ122の下部セクション138の前方脚132に調整可能に締結される。停止構造は、底部フランジ部材の相補的底面と接触するように構成された、平面状の上面と傾斜または湾曲した側面とを含む。
停止構造158は重力キャッチとして働き、カラーフランジアセンブリの底部フランジを支持し、かつ底部フランジを垂直方向に正確に位置決めする。停止構造はまた、底部フランジを正しい横方向位置に誘導するようにも働くことができ、底部フランジをX軸に沿って正確に位置決めする。一部の実施例では、停止構造は、亜鉛メッキされたカラーフランジアセンブリを収容するのに適した空隙を形成するために、オプションのシムを含むことができる。
上部セクション136および下部セクション138は各々、カラーフランジアセンブリのテーパ形状を受容するように、頂部から底部に向かって徐々に先細りする。中間セクションが含まれているのなら、この中間セクションは、上部セクション136の最も狭幅の端部および下部セクション138の最も広幅の端部と一致する一貫した幅であることができ、3つの部品が整列して、突出部の無い平滑なチャネルを形成するようにしている。上部セクション136および下部セクション138は各々、カラービームマウントのカラーコーナーのボルト穴と一致しかつカラーフランジアセンブリのボルト穴と整列するように、サイズおよび位置が決められた1対のボルト穴を有する。
図6は、カラーコーナーシミュレータの上部セクション136の脚132の内側表面を示す。下部セクション138は同様に構成することができる。第1脚は、フェースプレート120の開口130のサブセットと整列するように配設された、複数の垂直方向に細長い開口142を含む(図4参照)。開口域は、フェースプレート120の長手軸125に対して直角を成す軸143を画定することができる。開口142の細長く伸びた形状は、これらの開口が複数の構成における同じサブセットの開口130と整列することを可能にし、必要な開口130の数を低減させる。第2脚は2対のピン144および円形開口146を含む。各ピン144はスロット128と整列するように配置され、各円形開口146はフェースプレート120のねじ付き開口126と整列するように配置される(図4参照)。
カラーコーナーシミュレータをフェースプレートに連結するために、各セクションは、フランジ支持体構造の所望の構成に対応するフェースプレートの開口およびスロットに近接して配置することができる。各ピン144は、フェースプレートの選択されたサブセットの複数のスロット128のうちの対応する1つに挿入することができる。選択されたスロットは所望の構成に対応することができ、前面121のガイドマークを使用して選択することができる。ピンは、シミュレータセクションを水平面内に拘束することなく、垂直方向にまたはZ軸に沿って、シミュレータセクションをフェースプレートに対して正確に配置させることができる。
ボルトを各々の細長い開口142に挿入し、フェースプレートの選択されたサブセットの複数の開口126のうちの対応する1つにねじ込むことができる。選択される開口は所望の構成に対応することができ、前面121のガイドマークを使用して選択することができる。これらのボルトは、シミュレータセクションをZ軸に沿ってさらに拘束することなく、第1の水平方向にまたはY軸に沿って、カラーコーナーのセクションをフェースプレートに対して正確に配置させることができる。これらのボルトは一時的に緩めたままにしておき、シミュレータセクションを第2の水平方向にまたはX軸に沿って拘束することを回避することができる。
ボルトを各々の円形開口146に挿入し、フェースプレートの複数の開口130の選択されたサブセットのうちの対応する1つにねじ込むことができる。選択される開口は所望の構成に対応することができ、前面121のガイドマークを使用して選択することができる。これらのボルトを締め付けて、カラーコーナーのセクションをX軸に沿ってフェースプレートに対して正確に配置させることができる。開口142に挿入されたボルトもまた次いで締め付けることができる。他の実施例では、他の締結の順番を使用してもよい。過度の拘束を使用することなく、カラーコーナーシミュレータをフェースプレートに正確に連結する任意の効果的な方法を使用することができる。
図6には本体部分134の脚部137も示されている。一部の実施例では、脚部137は取り外し可能とすることができる。取り外された場合、本体134は矩形の形状を有することができる。一部の実施例では、脚部137を省いてもよく、カラーコーナーシミュレータ122は、取り外し可能な部分を持たない矩形の本体のみを含むことができる。
本体部分134から脚部137を取り外し、あるいは脚部を省くことは、カラーコーナーシミュレータの構成要素の食い込みや挟み込みを防止することに役立つ。完成した梁が溶接システムから取り外されるときに、カラーフランジアセンブリが正しく位置合わせされておらず、したがってシミュレータによって捕捉された場合、オーバヘッドクレーンはフランジ支持体および/または回転体を破損させることがあり得る。
一部の実施例では、脚部137は落下するように設計することができる。すなわち、脚部は、選択されたレベルの力を受けたときに、離脱するように設計することができる。そのような離脱設計により、脚部137は、正しく位置合わせされたカラーフランジアセンブリを誘導することができるが、正しく位置合わせされていないか、あるいは挟み込まれたアセンブリの結果カラーコーナーシミュレータに生じる損傷を制限することができる。
図5に再び言及すると、フランジ支持体構造116はまた、安全キー156を有する安全ラッチ154をも含む。ラッチは、カラーコーナーシミュレータ122の1つにおける下部セクション138に取り付けられ、キー156はこのセクションを貫通して延び、ラッチ機構と係合する。安全ラッチ154をカラーコーナーシミュレータに取り付けることで、複数のサイズのカラーフランジアセンブリに対し同一ラッチを使用することが可能になる。
安全キー156は搭載されたカラーフランジアセンブリの取り外しを防止するように配置され、カラーフランジアセンブリの全重量及び梁の重量の少なくとも約半分を支持するのに充分な強度を持つ。フランジボルトが所定の位置に無い状態で、フランジ支持体構造116が不注意で上下逆さまにされようとした場合、安全キーはカラーフランジアセンブリをフランジ支持体構造内に支持しかつ保持し、それにより連結された梁を持ち上げる。安全キーを取り外すと安全ラッチが係合する。ラッチの係合により、フランジ支持体構造116の回転を防止することができる。これにより、フランジ支持体構造が直立していない場合、キーが所定の位置にあることを確実にすることができる。安全ラッチ154は、図8を参照して以下にさらに詳述される。
図7は、フランジ支持構造116が無い状態の回転体110を示す。他の支持構造はスタンド112に取り付けることができ、回転体は、他の構造を梁に連結する際に、あるいは他の製造プロセスの一部として、使用することができる。スタンド112は、5つのパネルから成りかつベースプレート162に取り付けられた、矩形の主筐体160を含む。ベースプレートは梁取付けステーションのトラックと係合するように構成され、トラックまたは別の回転体に対しスタンドを正確に位置決めするための特徴を含むことができる。
アクスル筐体164は、中央アクスル118を中心に同心の主筐体160中に延在する。アクスル筐体内の筐体の第1および第2端にカラーベアリングを取り付けることができ、中央アクスルを筐体内で自由に回転させることが可能である。筐体は主筐体160に対して固定することができる。
リフティングポイント166は主筐体160の頂部パネルに取り付けられる。リフティングポイントは、頂部パネルの下面にボルト止めされかつ主筐体内部に配置された、主領域を含む。開口付きの突起は頂部パネルを貫通して延び、筐体の外部からアクセス可能である。回転体を移送するために、クレーンまたは他の昇降装置をリフティングポイント166に取り付けることができる。この形状は、安全な移送のために回転体の荷重を分散させることができる。図7に示すように、開口はリフティングポイントの主領域の中心の前方にも位置する。これは回転体の重量の不均等な分散の効果を打ち消すことができ、回転体をクレーンから略垂直にまたはまっすぐ下に吊下させることを可能にする。
スタンド112は、アクスル筐体164に取り付けられかつ中央アクスル118の周りを取り囲む、バンパ168を含む。一部の実施例では、バンパは、主筐体160の筐体とフェースプレート120との間の外面に取り付けることもできる。一部の実施例では、バンパはフェースプレート120および/または中央アクスル118に取り付けることができ、フランジ支持体116と共に回転することができる。バンパ168は変形可能または使い捨て可能な材料から構成することができる。事故または誤用によりフランジ支持体に過度の力が加えられる状況で、支持体または中央アクスルではなく、バンパが変形することができる。使用または環境要因のためフランジ支持体のフェースプレートに反りが生じた場合、バンパは筐体またはフェースプレートに対し摩擦または固着を生じ、それが無ければ使用者に気づかれない回転体の形状異常を示すことができる。
回転体110は固定モードおよび回転可能モードを有する。スタンド112は、回転体110を固定モードと回転可能モードとの間で移行させるために使用される、手動操作可能な回転リリース170を含む。固定モードは、回転間の安定した装填、取り出し、および/または溶接を可能にする。一部の実施例では、中央アクスル118を支持する回転機構はさらに、予め定められた範囲を超える回転を防止する回転ストッパを含むことができる。回転体110を固定するために、任意の効果的な機構を使用することができる。
本実施例では、回転リリース170は、中央バー176から横方向に延びる2つのハンドル172を含む。ハンドルは主筐体160の側部パネルを貫通して延び、スタンド112の両側から回転リリース170を手動操作することが可能になる。回転体の片側から反対側に移動することは、支持されている梁および梁連結ステーションのトラックが存在するため、不便あるいは危険であるので、これは有利である。
回転リリース170の中央バー176は、スタンド112の主筐体160に摺動可能に取り付けることができる。すなわち、ハンドル172は、中央アクスル118と平行に、かつ制限された運動範囲内で、中央バーを前後方向に摺動するために使用することができる。最前方位置では、中央バーはフランジ支持体のフェースプレートの背面にある凹部内に延びることができる。中央バーとフェースプレートとの間の係合は、スタンド112に対するフランジ支持体の回転を防止することができる。中央バーのこの位置は、回転体110の固定モードと記述することができる。図8に示すように、フェースプレート120の後面に複数の凹部173を配置することができ、フランジ支持体を複数の向きにした状態で回転体110を固定することが可能になる。
最後方位置では、中央バーはフランジ支持体と係合しない。中央バーはハンドル114とも係合せず、フランジ支持体は回転することができる。この位置は、回転体の回転可能モードと記載することができる。
図7に戻って、スタンド112は接地システム174をも含む。本実施例では、システムは、中央アクスル118に取り付けられた導電性材料のリング178と、中央アクスルの回転を介してリングと接触し続ける、アクスル筐体164に取り付けられた導電性バーとを含む。導電性バーは、筐体の開口を介して主筐体160の両側からアクセス可能である接地板180に電気的に接続される。接地板および導電性バーはアクスル筐体164に取り付けられるが、筐体とは電気的に導通していない。溶接中に接地線またはリードを接地板180に接続することができ、スタンドのベアリングを損傷することなく、結果的に生じる中央アクスル118の電圧を安全に接地させることが可能である。
図8は、安全ラッチ154を含むフランジ支持体116の一部分の背面図を示す。安全ラッチはスタンド112に含まれかつ図7に見ることのできる、ラッチ板182と界接するように構成される。安全ラッチ154は、ボルト186を中心に枢動可能なアーム184を含む。ボルトおよび解除ピン188はブラケット190に取り付けられる。解除ピン188はアーム184の穴192に延び、アームの枢動を選択的に防止する。ユーザが解除ピンを持ち上げると、アーム184を枢動させることが可能になり、解除ピンは付勢されてアーム184に向かって戻ることができる。第1端にアーム184は凹部194を含む。第2端にアーム184はタブ196を含む。凹部194は安全キー156と係合するように形作られ、タブ196はラッチ板のスロットと係合するサイズに作られる。アーム184はフェースプレート120の後面127のスロット198と係合するサイズに作られる。
ブラケット190は、カラーコーナーシミュレータ122の下部セクション138に取り付けられる。したがって、ブラケット190および安全ラッチ154のアーム184は、カラーコーナーシミュレータ122の構成に応じて、ラッチ板に対して様々な高さに配置することができる。したがって、カラーコーナーシミュレータ122の可能な構成の各々に対応して、ラッチ板182は複数のスロットを含み、フェースプレート120は複数のスロット198を含む。一部の実施例では、ラッチ板は、他の支持アセンブリの安全ラッチと係合するように配置された追加のスロットを含んでよい。
図8に示す安全ラッチ154の位置は、ラッチ解除位置または係合離脱位置と呼ぶことができる。タブ196がラッチ板のスロットに受容されている安全ラッチの位置は、ラッチ位置または係合位置と呼ぶことができる。ラッチ解除位置では、解除ピン188がアーム184の穴192と整列し、かつ穴内に延びることができ、それによってアームの枢動を防止する。凹部194は安全キー156と係合し、アーム184が枢動できない限り、キーの取り外しを防止する。安全ラッチ154をラッチ解除位置からラッチ位置に移行させるために、ユーザは解除ピン188を持ち上げて、安全キー156を取り外すことができる。
ラッチ位置で、タブ196はラッチ板と係合し、支持アセンブリの回転を防止する。アーム184はばね付勢され、解除ピン188によって防止されない限り、ラッチ位置まで枢動する。安全ラッチ154をラッチ位置からラッチ解除位置まで戻すために、ユーザは安全キー156を挿入することができる。安全キーを挿入すると、アーム184が枢動して、解除ピン188が穴192と整列し、穴内に延びることが可能になる。
B.例示的回転体
図9~図11に示すように、本セクションでは例示的回転体210について述べる。回転体210は、上述したカラーフランジアセンブリ溶接治具の別の例である。多くの構成要素は、実施例Aで説明した回転体110の構成要素と同様である。したがって、同様の構成要素は同様の参照番号を付けることができる。
図9では、回転体210はフランジ支持構造無しで示されているが、上述したフランジ支持構造116などの支持構造と共に使用するように構成されている。回転体210は、主筐体260およびアクスル筐体264を持つスタンド212を含む。中央アクスル218は、主筐体260の前面の取付け位置213から筐体の後面のハンドル214まで、スタンドを貫通して延びる。
昇降構造266は主筐体260の頂部パネルに取り付けられる。昇降構造は、頂部パネルの下面にボルト止めされかつ主筐体内部に配置された、主領域を含む。本実施例の主領域で、複数のリフティングポイント267がボルト止めされる。昇降構造266は2つのリフティングポイント267を含む。一部の実施例では、昇降構造は、リフティングポイント267を主領域の長さに沿って再配置できるように、追加のリフティングポイントおよび/または追加のねじ付き開口を含むことができる。複数のリフティングポイントおよび/または調整可能なリフティングポイントは、昇降構造266を回転体210の重心に応じて構成することを可能にする。例えば、フランジ支持構造が取付け位置213に固定されたときに、回転体の重心は変化することがある。リフティングポイントを重心より上に配置することにより、回転体のより安全かつより安定した昇降が可能になる。
主筐体260はベースプレート262に取り付けられる。ベースプレートに取り付けられているのは測距ブロック263である。このブロックは、2つの回転体の間の距離を正確に決定するために、レーザ測定器または他の測距ツールと共に使用することができる。そのような正確な間隔配置は、梁および/またはカラーフランジアセンブリの変動に影響されず、梁および取り付けられたカラーフランジアセンブリの正確な全長を捉えることを可能にする。図示した実施例では、ブロック263は、ドエルピンによってベースプレート262に着脱可能に取り付けられ、かつ2つの向きの間で迅速に反転させることができる。
ブロック263の前向きの表面は、そのような向きの変更によって較正された距離だけ移動することができる。距離は亜鉛メッキされる梁の長さの差に対応する。カラーフランジアセンブリの取付け後に亜鉛メッキされる梁の場合、アセンブリは、亜鉛メッキプロセス中に材料を堆積できるように、機械加工することができる。ブロック263はそれによって、そのような梁のための迅速な移動を容易にし、かつ/または溶接システムのセットアップを簡素化することができる。
回転体210は接地システム274をも含む。導電性ロッド275はアクスル筐体264に取り付けられ、開口を通って筐体内に延びる。開口277は図9には示されないが、ばね278と共に図11に見ることができる。ロッド275はそれによって中央アクスル118と接触するようにばね付勢される。図9に戻って、導電性コネクタ279が主筐体260の側部パネルを貫通して取り付けられる。ロッド275は、ワイヤまたは任意の有効な手段によって、コネクタ279に電気的に接続することができる。
図10に示すように、第2コネクタ279は主筐体260の反対側のパネル上に取り付けられる。各コネクタは、リード280などの接地リードの接続に適したインタフェースを含む。溶接作業の結果生じる電圧はそれによって、回転体210を損傷することなく、無事に接地させることができる。コネクタ279は、主筐体260の内部にアクセスする必要なく、回転体210の両側から接地システム274に容易にアクセスすることを可能にする。
ハンドル214は、4つのスポーク219によって中央プレート217に接続された外側リングまたはフープ215を含む。ハンドル214の強度、剛性、およびサイズは、重い構造用梁の平滑かつ安全な回転を可能にするために重要である。したがってスポーク219は、接続強度を高めるように三角形のパターンに配設された3つのボルトにより、中央プレート217に締結される。緩みを除去し、接続強度を向上するために、4つのショルダボルト221および1つの中央ボルト223で、中央プレート217を中央アクスル218に締結する。
図11は、回転体210のアクスル機構の図9の線11‐11に沿った断面図である。中央ボルト223および2つのショルダボルト221が、中央アクスル218の後端に接続されていることも見ることができる。取付け位置213はアクスルの前端に配置される。本実施例では、アクスル118および取付け位置213は単一体の軸構造であり、それは強度を高め、製造を簡素化し、かつ内部溶接の損傷リスクを排除することができる。
ハンドル、中央プレート217、中央アクスル118、および任意の取り付けられた支持構造は一体に固定し、一体に動かすことができる。しかし、中央アクスル118は、回転軸と平行に限定された範囲の動きを可能とすることができる。中央プレート217とアクスル筐体264との間に取り付けられているのは、柔軟な機構265である。本実施例では、柔軟な機構265はベルビルワッシャを含む。一部の実施例では、機構はばね、圧縮可能な材料、および/または任意の適切な構造を含むことができる。
アクスルは柔軟な機構によって付勢され、デフォルト、公称、中立、または静止位置に戻ることができる。カラーフランジアセンブリと梁との間の溶接が冷却して収縮するにつれて、アクスル218はばね付勢に抗して前方に引っ張られる。ひとたび梁が取り除かれると、アクスルは静止位置に戻ることができる。一部の実施例では、静止位置は、そのような収縮を考慮に入れて、所望の最終的な梁の長さより少し大きい長さに対応することができる。
C.カラーフランジアセンブリを梁に溶接する例示的方法
本セクションでは、カラーフランジアセンブリを梁に溶接するための例示的方法のステップについて説明する(図12参照)。上述した溶接システム、取り付けステーション、溶接治具、および/または回転体の態様を、以下で説明する方法ステップで利用することができる。必要に応じて、各ステップを実行するのに使用することのできる構成要素およびシステムに言及する場合がある。これらの言及は例示を目的とするものであって、方法のいずれかの特定のステップを実行する可能な仕方を限定する意図はない。
図12は、例示的方法で実行されるステップを示すフローチャートであり、方法の完全なプロセスまたは全てのステップが掲げられていないかもしれない。方法300の様々なステップを以下に記載し、図12に示すが、ステップは必ずしも全てを実行する必要はなく、場合によっては同時に、あるいは示された順序とは異なる順序で実行されることがある。
方法のオプションのステップ310は、回転体および梁ジャッキをトラックに設置することを含む。トラックは、2つの回転体および2つの梁ジャッキを互いに対して摺動させるように構成された1つ以上のチャネルを含む、ベース構造とすることができる。回転体は、フルモーメントカラーの種類、梁の分類、および/または製造プロジェクトの任意の関連する様相に従って交換することができる。回転体はまた保守のために交換することもでき、かつ/または改良された回転体に置換することもできる。各回転体は、オーバヘッドクレーンまたは他の昇降装置による回転体の移送が可能になるように、静的および/または調整可能なリフティングポイントを含むことができる。
一部の実施例では、1つの回転体および1つの梁ジャッキはトラックに永続的に固定することができる一方、他の回転体および梁ジャッキは所望の位置に調整可能とすることができる。一部の実施例では、測距装置および/または他の梁支持体などの追加的および/または代替的構造をトラック上に設置することもできる。
方法のオプションのステップ312は、第1および第2カラーコーナーシミュレータを各回転体のフェースプレートに取り付けることを含む。フェースプレートは、回転体の中央アクスルに連結し、デフォルト、図1に示すように直立、12時、または0度の位置に回転することができる。回転体のリリースハンドルは、シミュレータの取付け中に回転することを防止するように、フェースプレートと係合することができる。
カラーコーナーシミュレータは、梁の奥行きおよび溶接しようとするカラーフランジアセンブリに対応する長さを有するように選択し、かつ/または構成することができる。カラーコーナーシミュレータは、X軸、Y軸、およびZ軸に沿って、フェースプレートに対し、かつ互いに対して正確に配置されるように、フェースプレートに締結することができる。各シミュレータおよび/またはシミュレータ部分に対し、シミュレータをフェースプレートに締結するために、サブステップ314~318を実行することができる。
サブステップ314は、シミュレータのピンをフェースプレートのスロット内に挿入することを含む。シミュレータは複数のピンを含むことができ、各ピンは、フェースプレートの複数のスロットの選択されたサブセットのうちの対応する1つに挿入することができる。選択されたスロットはシミュレータの所望の構成に対応することができ、フェースプレートのガイドマークを使用して選択することができる。ピンは、シミュレータセクションを水平面内に拘束することなく、フェースプレートに対して垂直方向またはZ軸に沿ってシミュレータを正確に配置させることができる。
サブステップ316は、シミュレータの細長い穴を通してボルトをフェースプレートの第1のねじ穴に締結することを含む。ボルトは、シミュレータの複数の細長い開口の各々に挿入し、フェースプレートの複数のねじ穴の選択されたサブセットのうちの対応する1つにねじ込むことができる。選択された穴はシミュレータの所望の構成に対応することができ、フェースプレートのガイドマークを使用して選択することができる。これらのボルトは、シミュレータセクションをZ軸に沿ってさらに拘束することなく、シミュレータを第1の水平方向にまたはY軸に沿って、フェースプレートに対して正確に配置させることができる。シミュレータセクションを第2の水平方向にまたはX軸に沿って拘束することを防止するために、これらのボルトは一時的に緩めたままにしておくことができる。
サブステップ318は、第2ボルトを、シミュレータの円形穴を通して、フェースプレートの第2のねじ穴内に締結することを含む。円形穴は、シミュレータを通してシミュレータの細長い穴の領域に対し直角の方向に延びることができる。同様に、フェースプレートの第2のねじ穴は、フェースプレートの第1のねじ穴に対し直角に延びることができる。
ボルトは、シミュレータの複数の円形開口の各々に挿通され、フェースプレートの複数のねじ付き開口の選択されたサブセットのうちの対応する1つにねじ込むことができる。選択される開口は、シミュレータの所望の構成に対応することができ、フェースプレートのガイドマークを用いて選択することができる。これらのボルトは、カラーコーナーのセクションをX軸に沿ってフェースプレートに対して正確に配置させるように締め付けることができる。シミュレータの細長い開口に挿通されたボルトもまた、その後締め付けることができる。一部の実施例では、他の締結の順番または他の締結具の組み合わせを使用することができる。過度の拘束を使用することなく、カラーコーナーシミュレータをフェースプレートに正確に連結する任意の効果的な方法を使用することができる。
方法300のオプションのステップ320は、回転体をトラックに沿って正確に間隔配置することを含む。回転体は互いに対して選択された距離に固定することができ、その距離は梁の長さに対応する。回転体は一方または両方とも、レーザ距離測定器などの測距装置を含むことができる。追加的にまたは代替的に、トラックは複数の一般的距離を示すガイドマークを含むことができる。
一部の実施例では、回転体は、トラックに沿って、選択された距離に対応する離散的な複数の位置に固定可能とすることができる。例えば、回転体の筐体を通してトラックの開口にピンを受容させることができる。一部の実施例では、回転体は、任意の所望の間隔配置ができるように、連続的な複数の位置に固定可能とすることができる。例えば回転体の締付けボルトは、トラックを摩擦係合するように構成することができる。
一部の実施例では、オプションのステップ310,312および/または320を省くことができる。例えば、同一仕様の複数のカラーフランジアセンブリを複数の梁に溶接するために、回転体を使用することができる。そのような実施例では、溶接システムはステップ310,312および320を1回実行することによって準備することができ、その後、いくつかまたは全てのオプションのステップ無しに、方法300を繰り返すことができる。
方法のステップ322は、梁および取り付けられたカラーフランジアセンブリを、回転体および梁ジャッキによって支持されるように下降させることを含む。カラーフランジアセンブリは、梁の両端にクランプするか、あるいは他の仕方で一時的に固定することができる。梁は、カラーフランジアセンブリが回転体のフランジ支持構造によって受容され、かつ梁が梁ジャッキ上に支持されるように、取付けステーション内へ下降させることができる。一部の実施例では、各カラーフランジアセンブリは回転体のフランジ支持構造内に別々に搭載させることができ、梁は梁ジャッキ上に別々に下降させることができる。梁およびカラーフランジアセンブリを一緒に搭載させると、カラーフランジアセンブリと回転体のフランジ支持構造との相互作用によって、梁を水平面内に正確に配置することができる。
ステップ324は、カラーフランジアセンブリをフランジ支持構造のシミュレータに締結することを含む。各フランジ支持体の垂直ストッパは、ボルトおよび/または位置合わせピンがカラーフランジアセンブリおよびカラーコーナーシミュレータの位置合わせされた開口内に挿入される間、カラーフランジアセンブリを所定の位置に保持することができる。一部の実施例では、全ての開口を固定することができ、あるいは開口の一部のサブセットを固定することができる。カラーフランジアセンブリをさらに固定するために、各回転体の安全ラッチ機構にキーを挿入することもできる。
ひとたびカラーフランジアセンブリが固定されると、フランジアセンブリと梁との間のクランプおよび/または他の連結は取り外すことができる。ステップ326は、梁を垂直方向に位置合わせさせることを含む。梁をカラーフランジアセンブリに対して正確に配置するために、梁ジャッキは必要に応じて上昇または下降させることができる。位置合わせした梁およびカラーフランジアセンブリは、梁がフランジアセンブリによって支持されるように、一体に仮付け溶接することができる。次いで、梁を回転させるための隙間ができるように、ジャッキはトラックから取り外され、かつ/または下降される。
ステップ328で、梁およびカラーフランジアセンブリを回転させて、溶接を可能にする。梁およびフランジアセンブリは互いに永続的に溶接することができる。溶接中に、回転体のリリースハンドルを引いて、フランジ支持体の回転を可能にすることができる。梁を回転させるために2人の作業員が必要とされ、各作業員が回転体の1つを制御する。梁は0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度、および/または315度の位置に回転させることができる。向きを変えることにより、溶接を必要とする接合部へのアクセスが容易になり、かつ/または最良の結果が得られるように溶接面を水平方向に位置付けることが可能になる。高効率化を図るため、2台の溶接機の間の連携により、両方のカラーフランジアセンブリを同時に取り付けることが可能である。
回転中に、特に6時の位置で、各フランジ支持構造の垂直ストッパはカラーフランジアセンブリを保持することができず、したがって、梁を所定の位置に保持することができない。代わりに、フランジアセンブリおよびカラーコーナーシミュレータを貫通するボルトが、どんなに回転しても梁を確実に保持する。さらに、各カラーフランジアセンブリの底部フランジは、フランジ支持体の全ての向きで、安全キー、垂直ストッパ、およびカラーコーナーシミュレータの間で固定される。したがって、カラーフランジアセンブリに仮付け溶接された梁は、たとえ上下逆さまになり、ボルトが外れても、安全であり、回転中の事故の可能性は低減する。
溶接が完了すると、梁およびフランジ支持構造は12時の位置に戻される。次いで安全キーを取り外すことができ、ステップ330はカラーフランジアセンブリをフランジ支持構造から締結解除することを含む。
方法のステップ332は、以上で完成した梁および取り付けられたカラーフランジアセンブリを梁取付けステーションから持ち上げることを含む。梁ジャッキは最初に再設置または折畳み解除することができ、次いで、梁を制御下で正確に小距離持ち上げるために使用することができる。例えば、梁は1インチ、かつ/または各カラーフランジアセンブリの上縁が各カラーコーナーシミュレータの上縁を通過するまで、持ち上げることができる。そのような持上げは、カラーフランジアセンブリが、カラーコーナーシミュレータにおける位置合わせ不良状態によって損傷、および食い込みまたは挟み込みを生じないことを確実にすることができる。大容量クレーンによって引っ張られると、食い込んだカラーフランジアセンブリは回転体に損傷を発生し得る。
カラーフランジアセンブリがカラーコーナーシミュレータから充分に取り除かれると、オーバヘッドクレーンは、溶接システムから完全に切り離された梁を持ち上げるために使用することができる。梁は保管場所および/または建設現場に送達することができる。
例示的な組合せおよび追加の実施例
本セクションでは、一連のパラグラフとして制限なく提示される、フルモーメントカラーフランジアセンブリ溶接システムの追加的な態様および特徴について説明し、明確化および効率性のために、パラグラフの一部または全部を英数字で指定することができる。これらのパラグラフの各々は、1つ以上の他のパラグラフと、かつ/または相互参照において参照によって援用された資料を含め本願の別の個所の開示と、いずれかの適切な仕方で組み合わせることができる。以下のパラグラフの幾つかは、他のパラメータを明示的に参照し、かつさらに制限し、適切な組合せの幾つかの例を限定することなく提供する。
A.フェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
を備え、
各カラーコーナーシミュレータは、前記フェースプレートの第1スロット内に篏合するピンを有し、前記第1スロットは前記フェースプレートの長軸に直交する長軸を有する、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
A1.各カラーコーナーシミュレータは、前記シミュレータを前記ベースプレートに締結するボルトを受容するために、前記ピンに水平方向に隣接する穴をも有する、パラグラフAに記載の装置。
A2.各カラーコーナーシミュレータは、前記シミュレータを前記フェースプレートに締結するボルトを受容するように構成された第2スロットを有し、前記第2スロットは前記第1スロットの長軸に直交する長軸を有する、パラグラフAまたはA1に記載の装置。
B.下部フランジ部材の適切なZ軸位置を設定するために下端部から外向きに延びる停止部材を有するカラーコーナーシミュレータを取り付けるためのピンおよびスロットのアレイを有するフェースプレート、
を備えた、梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
C.シミュレータのピンをベースプレートにある楕円形の穴に挿入することによって、カラーコーナーシミュレータのZ軸位置を設定するステップ、
を含み、
前記楕円形の穴はベースプレートの長軸に直交する長軸を有する、
回転可能なベースプレート上にカラーコーナーシミュレータを配置する方法。
C1.ボルトを前記シミュレータにある丸穴から前記ベースプレートにあるねじ穴に締結することによって、前記カラーコーナーシミュレータのX軸位置またはY軸位置を設定するステップをさらに含む、パラグラフCに記載の方法。
C2.ボルトを前記シミュレータにある楕円形の穴から前記ベースプレートにあるねじ穴に締結することによって、前記カラーコーナーシミュレータのX軸位置またはY軸位置を設定するステップをさらに含み、前記シミュレータにある前記楕円形の穴は、前記ベースプレートの長軸と平行な長軸を有する、パラグラフCまたはC1に記載の方法。
D.水平アクスル機構を含むベース筐体と、
前記アクスル機構に取り付けるように構成されたフェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
を備え、
前記筐体は、溶接手順中に接地を提供するために、筐体の2つの対向面からアクセス可能な接地導体を含む、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
D1.前記接地導体は前記フェースプレートに電気的に接続されたプレートを含み、前記筐体は、前記接地導体の前記プレートにアクセスするためのアクセス穴を前記2つの対向面に有する、パラグラフDに記載の装置。
E.水平アクスル機構を含むベース筐体と、
前記アクスル機構に取り付けるように構成されたフェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
を備え、
前記筐体は、前記筐体と前記フェースプレートとの間の外面にバンパを有する、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
F.水平アクスル機構を含むベース筐体と、
前記アクスル機構に取り付けるように構成されたフェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
を備え、
前記フェースプレートは、前記アクスル機構から着脱可能であり、かつ昇降装置に連結するための連結機能を有する、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
G.水平アクスル機構を含むベース筐体と、
前記アクスル機構に取り付けるように構成されたフェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
前記アクスル機構に連結されたハンドルであって、前記筐体の前記フェースプレートとは反対側の面に取り付けられたハンドルと、
を備える、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
H.水平アクスル機構を含むベース筐体と、
前記アクスル機構に取り付けるように構成されたフェースプレートと、
前記フェースプレートに取り付けられ、頂部および底部カラーフランジ部材を支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
前記カラーコーナーシミュレータの1つに取り付けられ、固定モードと自由回転モードとの間で交代するように構成された安全ラッチと、
を備え、
前記アクスル機構は、前記固定モード時に回転が防止され、かつ自由回転モード時に自由に回転することができる、
梁端部に溶接するためにカラーフランジアセンブリを支持するための装置。
H1.前記安全ラッチは、自由回転モードを可能にするためにキーを挿入する必要がある、パラグラフHに記載の装置。
H2.前記アクスル機構が自由回転モードのときに、前記キーは取り外すことができない、パラグラフH1に記載の装置。
J.中央水平アクスル機構および筐体を含むスタンドと、
前記アクスル機構の第1端に取り付けられたハンドルと、
前記アクスル機構の第2端に取り付けられた回転可能なプレート構造と、
前記プレート構造に取り付けられ、梁端部構成要素を支持するように構成された柱連結シミュレータと、
を備えた、梁端部構成要素溶接治具。
J1.前記プレート構造および前記ハンドルは、前記筐体の対向する両側に配置される、パラグラフJに記載の溶接治具。
J2.前記ハンドルはスポーク構造を介して前記アクスル機構に連結されたホイールを含む、パラグラフJまたはJ1に記載の溶接治具。
J3.前記梁端部構成要素はカラーフランジアセンブリであり、前記柱連結シミュレータは1対のカラーコーナーシミュレータを含む、パラグラフJ~J2のいずれかに記載の溶接治具。
J4.前記シミュレータの少なくとも1つは、穴と、前記シミュレータからカラーフランジアセンブリが偶発的に外れるのを防止するために前記穴に係合する着脱可能な停止部材とを有する、パラグラフJ3に記載の溶接治具。
J5.前記停止部材が前記穴に係合されていないときに、前記プレート構造は回転することが防止される、パラグラフJ4に記載の溶接治具。
J6.予備ロック装置がロック解除されるまで、前記プレート構造の回転、および前記穴からの前記停止部材の取り外しを防止する、予備ロック装置をさらに備えた、パラグラフJ5に記載の溶接治具。
J7.前記1対のカラーコーナーシミュレータの1つに取り付けられた安全ラッチ機構をさらに含み、前記ラッチ機構は、前記筐体のラッチ板と係合して前記アクスル機構の回転を防止するように構成された、パラグラフJ3~J6のいずれかに記載の溶接治具。
J8.前記安全ラッチ機構は、前記ラッチ機構を前記ラッチ板から係合解除して、前記アクスル機構の回転を可能にするキーであって、前記キーが前記安全ラッチ機構と係合されているときに、前記シミュレータからのカラーフランジアセンブリの取り外しを防止するストッパとして働くように構成されたキーを含む、パラグラフJ7に記載の溶接治具。
J9.前記プレート構造は、前記1対のカラーコーナーシミュレータを前記プレート構造に締結するために、円形開口および細長いスロットのアレイを含む、パラグラフJ3~J8のいずれかに記載の溶接治具。
J10.各円形開口はボルトを受容するように構成されたねじ付き開口であり、各細長い開口はカラーコーナーシミュレータのピンを受容するように構成されたスロットである、パラグラフJ9に記載の溶接治具。
J11.各カラーコーナーシミュレータは、カラーフランジアセンブリの正確な垂直位置を設定するために、下端部から外向きに延びる停止部材を含む、パラグラフJ3~J10のいずれかに記載の溶接治具。
J12.前記停止部材は、前記カラーフランジアセンブリの正確な水平位置を設定するためのガイドショルダ面を含む、パラグラフJ11に記載の溶接治具。
J13.前記筐体と前記プレート構造との間に配置されたバンパをさらに含む、パラグラフJ~J12のいずれかに記載の溶接治具。
J14.前記筐体は、昇降装置に連結するように構成された開口を有する昇降用フランジを含む、パラグラフJ~J13のいずれかに記載の溶接治具。
J15.前記プレート構造は、昇降装置に連結するように構成された開口を含む、パラグラフJ~J14のいずれかに記載の溶接治具。
J16.溶接手順中に前記アクスル機構からの接地を提供するために、前記筐体の第1および第2対向面からアクセス可能な接地導体をさらに含む、パラグラフJ~J15のいずれかに記載の溶接治具。
J17.前記アクスル機構は、前記プレート構造の限定された水平方向の変位を可能にし、前記プレート構造を静止位置に戻すためにばね付勢される、パラグラフJ~J16のいずれかに記載の溶接治具。
J18.前記アクスル機構は、前記プレート構造に直接連結される単一体のアクスルシャフトを含む、パラグラフJ~J17のいずれかに記載の溶接治具。
K.トラックを含むベースと、
前記トラックに摺動可能に取り付けられた第1および第2カラーフランジアセンブリ溶接治具と、
を備え、
各溶接治具は、
中央水平アクスル機構および筐体を含むスタンドと、
前記アクスル機構の第1端に取り付けられたハンドルと、
前記アクスル機構の第2端に取り付けられた回転可能なプレート構造と、
前記プレート構造に取り付けられ、カラーフランジアセンブリを支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
を含む、カラーフランジアセンブリ溶接システム。
K1.前記溶接治具の少なくとも1つは、前記第1および第2溶接治具の間の距離を測定するように構成されたレーザ測距ツールを含む、パラグラフKに記載の溶接システム。
K2.前記ハンドルは、前記筐体の高さに少なくとも略等しい直径を有する円形把持構造を含む、パラグラフKまたはK1に記載の溶接システム。
K3.各溶接治具の前記筐体は、昇降装置に連結するように構成された昇降用フランジを含む、パラグラフK~K2のいずれかに記載の溶接システム。
K4.各溶接治具の前記プレート構造および前記ハンドルは前記筐体の対向面に配置される、パラグラフK~K3のいずれかに記載の溶接システム。
L.第1溶接治具をトラックに沿って第2溶接治具から選択された距離に配置するステップと、
回転可能なプレート構造を前記第1溶接治具の水平アクスル機構の第1端に取り付けるステップと、
柱連結シミュレータを前記回転可能なプレート構造に配置するステップと、
梁端部構成要素を前記シミュレータに係合するステップと、
梁の一端が前記梁端部構成要素に隣接するように、梁を前記第1および第2溶接治具の間に支持させるステップと、
前記梁端部構成要素および梁を、前記第1および第2溶接治具の各々における前記水平アクスル機構の第2端に取り付けられたハンドルにより回転させるステップと、
前記梁端部構成要素を前記梁の端部に溶接するステップと、
を含む、梁端部構成要素を梁の端部に溶接する方法。
L1.前記梁端部構成要素はカラーフランジアセンブリであり、前記柱連結シミュレータは1対のカラーコーナーシミュレータを含む、パラグラフLに記載の方法。
L2.前記1対のカラーコーナーシミュレータを配置するステップは、前記シミュレータにあるピンを前記プレート構造にある楕円形の穴に挿入することによって、各カラーコーナーシミュレータのZ軸位置を設定することを含み、前記楕円形の穴は前記プレート構造の長軸に直交する長軸を有する、パラグラフL1に記載の方法。
L3.前記1対のカラーコーナーシミュレータを配置するステップは、ボルトを前記シミュレータの丸穴から前記プレート構造にある第1のねじ穴に締結することによって、各カラーコーナーシミュレータのX軸位置を設定することを含む、パラグラフL2に記載の方法。
L4.前記1対のカラーコーナーシミュレータを配置するステップは、ボルトを前記シミュレータの楕円形の穴から前記プレート構造にある第2のねじ穴に締結することによって、各カラーコーナーシミュレータのY軸位置を設定することを含み、前記シミュレータにある前記楕円形の穴は前記プレート構造の長軸と平行な長軸を有する、パラグラフL3に記載の方法。
長所、特徴、および利点
本明細書に記載したカラーフランジアセンブリ溶接治具の様々な実施例は、カラーフランジアセンブリを梁に溶接するための公知の解決策より優れた幾つかの利点を提供する。例えば、本明細書に記載した例示的実施例は、溶接中に梁に対するカラーフランジアセンブリの正確な位置決めを可能にする。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、正確な配置を維持しながら、カラーフランジアセンブリおよび梁を回転して改善された溶接アクセスを可能にする。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、固定されていないカラーフランジアセンブリの偶発的な回転を防止するために余剰の安全ラッチを含む。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、様々なスタイルおよびサイズのカラーフランジアセンブリの製造用に再構成することを可能にする。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、安全な位置からの操作を可能にする回転ハンドルを含む。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、取り外し中に梁の鋏み込みによりシステム構成要素が損傷するリスクを低減する。
さらに、幾つかの利点の中でも特に、本明細書に記載した例示的実施例は、熱収縮による長さの変動を考慮に入れる。
公知のシステムまたは装置は、これらの機能を特にそのような安全性及び使用の容易性を持って実行することができない。したがって、本明細書に記載した例示的実施例は、フルモーメントカラーの大規模な精密な製造に特に有用である。しかしながら、本明細書に記載した全ての実施例が、必ずしも同一利点または同程度の利点をもたらすわけではない。
結論
上述した本開示は、独立した有用性を持つ複数の明確な実施例を包含している。これらは各々、その好適な形態で開示されているが、本明細書に開示されかつ図示されたそれらの特定の実施形態は、多数の変形が可能であるため、限定的な意味で考慮されるべきではない。本開示内でセクション見出しが使用される場合、そのような見出しは単に編成を目的とするものである。開示の主題は、本明細書に開示された様々な要素、特徴、機能、および/または特性の全ての新規かつ非自明の組合せおよび部分的組合せを含む。以下の請求項は、新規かつ非自明とみなされる特定の組合せおよび部分組合せを特に指摘するものである。特徴、機能、要素、および/または特性の他の組合せおよび部分組合せは、本願または関連出願に対し優先権を主張する出願で請求されることがあり得る。そのような請求もまた、範囲が元の請求より広いか、狭いか、等しいか、あるいは異なるかに関わらず、本開示の主題の範囲に含まれるとみなされる。

Claims (19)

  1. 中央水平アクスル機構および筐体を含むスタンドと、
    前記アクスル機構の第1端に取り付けられたハンドルと、
    前記アクスル機構の第2端に取り付けられた回転可能なプレート構造と、
    前記プレート構造に取り付けられ、梁端部構成要素を支持するように構成された柱連結シミュレータと、
    を備え、
    前記梁端部構成要素は、カラーフランジアセンブリであり、前記柱連結シミュレータは、1対のカラーコーナーシミュレータを含み、各カラーコーナーシミュレータは、前記カラーフランジアセンブリの正確な垂直位置を設定するために、下端部から延びる停止構造を含む、梁端部構成要素溶接治具。
  2. 前記プレート構造および前記ハンドルは、前記筐体の対向する両側に配置される、請求項1に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  3. 前記ハンドルは、スポーク構造を介して前記アクスル機構に連結されたホイールを含む、請求項1に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  4. 前記カラーコーナーシミュレータの少なくとも1つは、穴と、前記カラーコーナーシミュレータからカラーフランジアセンブリが偶発的に外れるのを防止するために前記穴に係合する着脱可能な安全キーとを有する、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  5. 前記安全キーが前記穴に係合されていないときに、前記プレート構造は、回転することが防止される、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  6. 前記梁端部構成要素溶接治具は、予備ロック装置をさらに備え、前記予備ロック装置は、予備ロック装置がロック解除されるまで、前記プレート構造の回転、および前記穴からの前記安全キーの取り外しを防止する、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  7. 前記梁端部構成要素溶接治具は、前記1対のカラーコーナーシミュレータの1つに取り付けられた安全ラッチ機構をさらに含み、前記安全ラッチ機構は、前記筐体のラッチ板と係合して前記アクスル機構の回転を防止するように構成される、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  8. 前記安全ラッチ機構は、前記安全ラッチ機構を前記ラッチ板から係合解除して、前記アクスル機構の回転を可能にするように構成されたキーであって、前記キーが前記安全ラッチ機構と係合されているときに、前記カラーコーナーシミュレータからのカラーフランジアセンブリの取り外しを防止するストッパとして働くように構成されたキーを含む、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  9. 前記プレート構造は、前記1対のカラーコーナーシミュレータを前記プレート構造に締結するために、円形開口および細長いスロットのアレイを含む、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  10. 各円形開口は、ボルトを受容するように構成されたねじ付き開口であり、各細長い開口は、カラーコーナーシミュレータのピンを受容するように構成されたスロットである、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  11. 前記停止構造は、前記カラーフランジアセンブリの正確な水平位置を設定するための湾曲した側面を含む、請求項に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  12. 溶接手順中に前記アクスル機構から離れた接地を提供するために、前記筐体の第1および第2対向面からアクセス可能な接地導体をさらに含む、請求項1に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  13. 前記アクスル機構は、前記プレート構造の限定された水平方向の変位を可能にし、前記プレート構造を静止位置に戻すためにばね付勢される、請求項1に記載の梁端部構成要素溶接治具。
  14. トラックを含むベースと、
    前記トラックに摺動可能に取り付けられた第1および第2カラーフランジアセンブリ溶接治具と、
    を備え、
    各溶接治具は、
    中央水平アクスル機構および筐体を含むスタンドと、
    前記アクスル機構の第1端に取り付けられたハンドルと、
    前記アクスル機構の第2端に取り付けられた回転可能なプレート構造と、
    前記プレート構造に取り付けられ、カラーフランジアセンブリを支持するように構成された1対のカラーコーナーシミュレータと、
    を含
    前記カラーコーナーシミュレータの少なくとも1つは、穴と、前記カラーコーナーシミュレータからカラーフランジアセンブリが偶発的に外れるのを防止するために前記穴に係合する着脱可能な安全キーとを有する、カラーフランジアセンブリ溶接システム。
  15. 前記溶接治具の少なくとも1つは、前記第1溶接治具と第2溶接治具の間の距離を測定するように構成されたレーザ測距ツールを含む、請求項14に記載のカラーフランジアセンブリ溶接システム。
  16. 前記ハンドルは、前記筐体の高さに少なくとも略等しい直径を有する円形把持構造を含む、請求項14に記載のカラーフランジアセンブリ溶接システム。
  17. 第1溶接治具をトラックに沿って第2溶接治具から選択された距離に配置するステップと、
    回転可能なプレート構造を前記第1溶接治具の水平アクスル機構の第1端に取り付けるステップと、
    柱連結シミュレータを前記回転可能なプレート構造に配置するステップと、
    梁端部構成要素を前記シミュレータに係合するステップと、
    梁の一端が前記梁端部構成要素に隣接するように、梁を前記第1溶接治具と第2溶接治具の間に支持させるステップと、
    前記梁端部構成要素および梁を、前記第1および第2溶接治具の各々における前記水平アクスル機構の第2端に取り付けられたハンドルにより回転させるステップと、
    前記柱連結シミュレータに取り付けられた安全ラッチ機構をラッチ板と係合させて、前記水平アクスル機構の回転を防止するステップと、
    前記梁端部構成要素を前記梁の端部に溶接するステップと、
    を含む、梁端部構成要素を梁の端部に溶接する方法。
  18. 前記梁端部構成要素は、カラーフランジアセンブリであり、前記柱連結シミュレータは、1対のカラーコーナーシミュレータを含む、請求項17に記載の方法。
  19. 前記1対のカラーコーナーシミュレータを配置するステップは、
    前記カラーコーナーシミュレータにあるピンを前記プレート構造にある楕円形の穴であって、前記プレート構造の長軸に直交する長軸を有する穴に挿入することによって、各カラーコーナーシミュレータのZ軸位置を設定すること、
    ボルトを前記カラーコーナーシミュレータの丸穴から前記プレート構造にある第1のねじ穴に締結することによって、各カラーコーナーシミュレータのX軸位置を設定すること、及び
    ボルトを前記カラーコーナーシミュレータの楕円形の穴であって、前記プレート構造の長軸と平行な長軸を有する穴から前記プレート構造にある第2のねじ穴に締結することによって、各カラーコーナーシミュレータのY軸位置を設定することを含む、請求項18に記載の方法。
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